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Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern in umkehrbarem Walzgange
Es ist bekannt, Hohlkörper dadurch herzustellen, daß ein Hohlblock in ein Walzwerk
eingeführt wird, welches mit mehreren Walzenpaaren versehen ist, von denen jeweils
eine Walze auf die Innenseite und eine Walze auf die Außenseite des Hohlblockes
einwirkt. Die Walzen sind bei diesem bekannten Verfahren mit Arbeitswülsten versehen
und sind so angeordnet, daß Arbeitswülste der Walzen des zweiten, dritten, vierten
usw. Walzenpaares immer in die Walzbahn der Arbeitswülste der Walzen des voraufgegangenen
Paares einlaufen. Dabei sind die Arbeitswülste auf den Walzen so ausgebildet, daß
das erste Walzenpaar eine einer Schraubenlinie folgende Nut in den Werkstoff des
Hohlblockes einwalzt, die von den breiter werdenden Arbeitswülsten des zweiten,
dritten, vierten usw. Walzenpaares nach dem Ende hin verbreitert wird, wodurch ein
ursprünglich abgeschnürter Werkstoffwulst nach dem Ende hin glatt ausgestreckt wird,
wodurch die gewünschte Wandstärke des Hohlkörpers erreicht-wird.
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Dieses bekannte Verfahren hatte den Nachteil, daß der Walzvorgang
nicht umkehrbar war, weil bei einer Umkehrung der Drehrichtung des Walzwerkes, wie
sie für einen zweiten Durchgang des Walzgutes erforderlich wäre, der breiteste Arbeitswulst
zuerst in den Werkstoff einschneiden müßte und die gesamte Formänderung allein ausführen
müßte, während die Arbeitswülste der anderen Walzen keine formändernde Arbeit zu
leisten haben würden. Solange dieses bekannte Verfahren nicht umkehrbar ist, muß
es unwirtschaftlich
arbeiten, denn es ist dann nicht möglich, die
Wärme des Werkstückes richtig auszunutzen. Nach jedem Durchgang des Werkstückes
durch das Walzwerk muß das Werkstück--mit Hilfe von Rollgängen, Hebezeugen o. dgl.
von der Auslaufseite des Walzwerkes fortgenommen und nach der Einlaufseite hin bewegt
werden, wodurch unerträgliche Wärmeverluste entstehen.
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Es ist dann versucht worden, . dieses bekannte Walzverfahren so abzuändern,
daß es umkehrbar angewandt werden kann. Man versah die Walzen bei diesem'bekanntgewordenen
Versuch mit zwei Kalibern, und zwar so, daß bei sechs Walzenpaaren das erste Walzenpaar
das Kaliber I des Hinganges und das Kaliber VI des Rückganges enthielt. Walzenpaar
2 trug Kaliber II des Hinganges und Kaliber V des Rückganges usw. Die Walzen wurden
bei diesem bekanntgewordenen Versuch schwenkbar- angeordnet, derart, daß das eine
Kaliber durch das Schwenken von dem Werkstück hinweg bewegt wird, während das andere
Kaliber zu dem Werkstück hin bewegt wird. Damit wurde erreicht, daß beim Hingang
des Werkstückes die für diesen bestimmten Walzkaliber in Eingriff mit dem Walzgut
kamen und beim Rückgang nach Schwenkung der Walzen die für den Rückgang bestimmten
Kaliber. Die Schrägstellung der Wälzen zur Rohrachse blieb dabei unverändert und
damit auch die Steigung der Schraubenlinie, auf welcher die Walzen sich auf dem
Hohlblock abwickelten. Bei der Umkehrung des Walzvorganges war bei diesem bekannten
verbesserten Verfahren Umkehrung der Richtung des Antriebes erforderlich.
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Nachteile verbleiben auch nach dieser Verbesserung. Der hauptsächlichste
dieser Nachteile, der die praktische Durchführung dieser Verbesserung gefährdet,
ist darin zu erblicken, daß zwei Kaliber auf einem Walzkörper angeordnet werden
müssen. Die Walzkörper müssen deshalb doppelt so lang ausgebildet werden als bei
Anwendung nur eines Kalibers auf einer Walze. Die Beanspruchung der Walzen wird
dadurch sehr ungünstig, und da die Walzen wegen der Bauart des Walzwerkes in kleinen
Durchmessern gehalten werden müssen, tritt Gefahr des Bruches der Walzen ein und
besteht Betriebsunsicherheit.
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Das neue Verfahren ermöglicht die Umkehrung des Walzvorganges, ohne
daß es notwendig wäre, zwei Walzenkaliber auf einem Walzkörper anzuordnen. Der hierfür
eingeschlagene Weg wird an Hand von Zeichnungen geschildert.
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Abb. i zeigt eine der gebräuchlichen Kalibrierungen, wie sie bei dem
bekannten Walzverfahren angewandt werden, wobei angenommen ist, daß vier Arbeitswalzen
vorhanden sind. Es sind nur die Außenwalzen in ihrer Einwirkung auf das Werkstück
gezeichnet. Die Kaliber sind mit I, II, III und IV bezeichnet.
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In den folgenden Abb. 2 bis 7 ist gezeigt, in welcher Weise die Umkehrbarkeit
des be-. kannten Walzverfahrens im Sinne der Erfindung erzielt werden kann, dadurch,
daß die Walzen parallel zur Achse des Walzgates derart gegeneinander verschiebbar
sind, daß sie in beiden Walzrichtungen nacheinander mit zunehmender Wulstbreite
in die vom ersten Walzenpaar eingewalzte Nut spuren unter Umkehrung der Drehrichtung
des Antriebes des Walzwerks.
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Die Abb. 8 stellt einen Längsschnitt durch ein derartiges Walzwerk
dar.
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In den Abb. g bis i i wird gezeigt, wie die Umkehrung des bekannten
Walzverfahrens im Sinne der Erfindung erzielt werden kann, dadurch, daß die Wülste
aller Walzen die gleiche Breite haben und beim Walzen in beiden Richtungen hinter
der ersten Walze jeweils nur die in Walzrichtung hinten liegende Wulstflanke- zum
Angriff kommt unter Umkehrung der Drehrichtung des Antriebes des Walzwerkes.
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In Abb.2 ist in Abwicklung die Stellung der Walzen dargestellt, wenn
ein Walzwerk mit sechs Walzenpaaren, die auf eingängiger Schraubenlinie laufen,
gewählt wird. Die Drehrichtung .der Walzen und die Bewegung 'des Werkstückes ist
durch ausgezogene Pfeile angedeutet. Will man ein Walzwerk, welches mit derartigen
Walzen arbeitet, in uMgekehrtem Sinne wirken lassen, so wird dieses gemäß der Erfindung
dadurch erreicht, daß z. B. die erste Walze in ihrer Lage bleibt und die Walze II
auf einer Linie parallel zur Achse des Walzstückes so weit verschoben wird, bis
sie bei Umkehrung der Drehrichtung der Walzen auf der mit gleicher Steigung beibehaltenen
Schraubenlinie in die Spur der Walze I einläuft. Um welchen Betrag sie verschoben
werden muß, ist in Abb. 2 aus der Lage nach der Verschiebung zu ersehen, die durch
punktierte Linie angedeutet ist. In gleicher Weise wird mit den Walzen III, IV,
V und VI verfahren, und in der Abbildung ist angegeben, um welchen Betrag sie verschoben
werden müssen, wenn die Umkehrung der Walzrichtung-erfolgen soll. Der größte Betrag,
der für die Verschiebung in Frage kommt, ergibt sich bei sechs Walzenpaaren mit
='%B der Ganghöhe der angewandten Schraubenlinie. Drehrichtung der Walzen und Bewegung
des Werkstückes nach der Verschiebung ist in dieser und den folgenden Abbildungen
durch punktierte Pfeile gezeigt. Wie man diesen Betrag -verringern kann, ist in
Abb.3 dargestellt, bei der die Lage der
Walze III beibehalten wird,
während Walze I, II, IV, V und VI verschoben werden, bis sie, einander folgend,
bei umgekehrtem Lauf des Walzwerkes in die gleiche Schraubenlinie spuren. Der größte
Betrag, um den in diesem Falle eine Walze verschoben werden muß, ist a der Ganghöhe
der Schraubenlinie, auf welcher die Walzen laufen.
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In gleicher Weise zeigen Abb. q. und 5 die für die Umdrehung der Walzrichtung
notwendige Verschiebung der einzelnen Walzen, wenn man ein Walzwerk hat, ,welches
mit sechs Walzenpaaren arbeitet, von denen je drei auf einem Gang einer doppelgängigen
Schraubenlinie spuren. In Abb. q. ist dieser Fall dargestellt, in der Annahme, daß
jeweils Walze I in ihrer Stellung stehenbleibt, während die Walzen II und III verschoben
werden. Der größte Betrag der notwendigen Verschiebung beträgt 1°/a der Ganghöhe
eines Schraubenganges. In Abb. 5 ist die notwendige Verschiebung dargestellt, unter
der Annahme, daß jeweils Walze II in ihrer Lage verbleibt, während die Walzen I
und III verschoben werden. In diesem Falle ist der höchste Betrag, um den verschoben
werden muß, B/s der Ganghöhe einer Schraubenlinie.
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In den Abb.6 und 7 ist ein weiteres Beispiel gegeben, und zwar unter
der Voraussetzung, dah sechs Walzenpaare vorhanden sind, die zu je zwei Paaren auf
einem Gang einer dreigängigen Schraubenlinie angeordnet sind. In Abb. 6 ist die
erforderliche Verschiebung der einzelnen Walzen angegeben, unter der Annahme, daß
Walze I in ihrer Lage bleibt und Walze II verschoben wird. Der höchste Betrag, um
den in diesem Falle eine Walze verschoben werden muß, ist °/ß der Ganghöhe einer
Schraubenlinie. In dem Beispiel von Abb. j sind alle Walzen verschoben. Der höchste
Betrag für die erforderliche Verschiebung ist hier % der Ganghöhe einer Schraubenlinie
der angewandten dreigängigen Schraubenbahn.
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Die konstruktive Gestaltung eines Walzwerkes, bei dem das Walzverfahren
durch gegenseitiges Verschieben der Walzen parallel zur Achse des Walzstückes und
Umkehrung der Drehrichtung des Antriebes ausgeführt werden kann, ist in der Abb.
8 veranschaulicht. Es gleiten hier in dem Walzenständer c in entsprechenden Führungen
die Einbaustücke d in radialer Richtung und in diesen selbst wieder die Brücken
e, in denen die Walzen I bis VI gelagert sind. Durch die Zylinder k werden die Brücken
nebst Walzen innerhalb der in den Einbaustücken d befindlichen Anschläge p verschoben:
Die Verschiebung der Innenwalzen kann auf demselben Wege vorgenommen werden. Auch
die Innenwalzen i' bis 6' sind in Brücken f gelagert, und diese gleiten ihrerseits
innerhalb der am Dorn h befindlichen Anschläge p' und werden von den
Zylindern L verschoben. Der Dorn h sitzt seinerseits auf der Dornstange i.
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Beim Walzen eines Rohres 34' von links nach rechts wird das Rohr durch
die Einstoßvorrichtung n auf den Rollen 0 zwischen die Walzen geschoben. Die Walzen
stehen in diesem Falle so, daß die Walzen I und I' zuerst anfangen, das Material
herunterzuwalzen, dann die Walzen Il und II', III und III' usw. der Reihe nach das
Rohr bearbeiten und durch ihre Schräglage von links nach rechts bewegen. Nach dem
Durchgang des Rohres wird die Drehrichtung umgekehrt, und die Innen- undAußenwalzen
werden durch dieZylinder verschoben, und zwar erfolgt hier diese Verschiebung nach
Abb. 3 derart, daß die eine Hälfte der Walzen der ursprünglichen Walzrichtung entgegen,
die andere Hälfte der Walzen in der Walzrichtung verschoben werden. So gelangt der
Walzbund der Walze I von links nach rechts und umgekehrt derjenige von Walze IV
von rechts nach links. Beim Zurückwalzen des Rohres in der Richtung des gestrichelten
Pfeiles ist dadurch erreicht, daß das mit I und I' bezeichnete Walzenpaar wieder
zuerst das Material bearbeitet und die übrigen Walzenpaare in fortlaufender Reihenfolge
zum Eingriff gelangen und so das Rohr genau wie beim ersten Durchgang hindurchwalzen
und seine Wandstärke verringern. Die Lage der Walzen nach dem Verschieben ist durch
die strichpunktierte Ausführung angedeutet. Es ist selbstverständlich, daß für den
Rückgang die Außenwalzen und, wenn möglich, auch die Innenwalzen weiter angestellt
werden müssen. Es wurde dies jedoch in der Zeichnung nicht berücksichtigt, 'da dieselbe
sonst zu undeutlich geworden wäre. Das Einstoßen des Rohres von rechts nach links
erfolgt durch die Vorrichtung. In derselben Weise können durch Verschieben und Anstellen
der Walzen viele Stiche gemacht werden, bevor das Rohr so viel von seiner Temperatur
verloren hat, daß es erneut gewärmt werden muß. Der Antrieb der Walzen (in diesem
Falle der Außenwalze) erfolgt über die Gelenkkupplung p und die Spindeln g, die
so ausgebildet sind, daß sie die geringe Längsverschiebung zulassen, ohne auf -die
Spindeln größere Drücke auszuüben.
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Die Abb. 9 bis i i zeigen, wie das bekannte Walzverfahren gemäß der
Erfindung umkehrbar gemacht werden kann, ohne daß die einzelnen Walzen verschoben
zu werden brauchen. Hierzu wird noch einmal auf Abb. i hingewiesen, die eine bei
dem bekannten Verfahren übliche Kalibrierung für vier Walzen zeigt. In dieser Abbildung
ist a der Teil des Arbeitswulstes,
der. bei der Durchführung des
Walzverfahrens als Führung im Walzgut wirkt, während b derjenige Teil des Arbeitswulstes
ist, der formändernd wirkt. In den Abb. 9 und io sind Walzenkalibrierungen dargestellt,
die sich von der in Abb. i dargestellten Kalibrierung dadurch unterscheiden, daß
nur bei Walze I der mit a bezeichnete -führende Teil des Arbeitswulstes vorhanden
ist. Bei den Walzen II, III und IV ist kein führend wirkender Teil des Arbeitswulstes
vorhanden, während bei diesen Arbeitswülsten der Teil b formändernd wirkt wie bei
der Kalibrierung nach Abb. i. Der-Teil des Arbeitswulstes der Walzen II, III und
IV, welcher bei der Walze I führend wirkt, ist nicht mehr in direkter Berührung
mit dem Walzgut. Die Führung erfolgt allein durch Walze I oder, wenn mehrere Walzen
auf mehrgängigen Schraubenlinien angeordnet sind, immer nur durch die erste Walze
der auf jedem Gang der Schraubenbann nacheinanderspurenden Walzen. Da die Walzen
bei dieser K@ibrierung keine breiter werdenden Wülste zuhaben brauchen, sondern
nur durch die Anordnung ihres formändernd wirkenden Arbeitswulstes verbreiternd
auf die von der ersten Walze eingewalzte Nut wirken, so werden die Arbeitswülste
,aller Walzen im Sinne -der Erfindung in ihrer Form gleich dem Arbeitswulst der
ersten Walze ausgebildet, um durch einfache Umkehrung der Drehrichtung des Antriebes
Umkehrbarkeit des Walzvorganges erreichen zu können. Wird diese Umkehrung der Drehrichtung
des Antriebes vorgenommen, so wirkt bei dem gezeichneten Beispiel im Rücklauf des
Walzgutes der formändernde Teil der Walze IV führend und durch das Einwalzen der
Nut formändernd auf das Walzgut, und die Teile der Walzen III und II, die vorher
mit dem Walzgut nicht in Berührung standen, wirken jetzt verbreiternd auf die Nut,
d. h. formändernd, während der vorher führende Teil a der Walze I jetzt ebenfalls
formändernd wirkt.
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In Abb. i i ist dargestellt, wie die Walzen bei Abwicklung des Walzvorganges
zueinander stehen, und aus dieser Abbildung ist ohne weiteres ersichtlich, daß Umkehrung
des Walzvorganges möglich ist, ohne eine Verschiebung der Walzen vornehmen zu müssen.
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Die Umkehrbarkeit des Walzvorganges durch Verschiebung im Sinne der
Erfindung, wie sie durch Abb. 2 bis 7 dargestellt ist, kann sinngemäß auch vorgenommen
werden für den bekannten Fall, daß die aufeinanderfotgenden Walzenpaare die ursprünglich
in das Walzgut eingewalzte Nut nicht nur bis zur Ausstxeckung verbreitern, sondern
sie auch bis zur Erreichung der gewünschten Wandstärke vertiefen.