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Hohlwalzenschrägwalzwerk zur Herstellung von nahtlosen Rohren und.
zum Reduzieren von Rohren sowie zum Walzen von Rundknüppeln Die heute bekannten
Schrägwalzverfahren, welche bei der Herstellung von nahtlosen Flußstahl.rohren Anwendung
finden, stellen hinsichtlich der Beanspruchung des Werkstoffes die höchsten Anforderungen,
die es bei der Warmformgebung von Stahl nach den in der Praxis eingeführten Verfahren
gibt.
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Die hohe Beanspruchung des Walzgutes beim Schrägwalzen beruht,darauf,
daß eine Vielzahl von Kräften in den verschiedensten Richtungen zur Auswirkung kommt,
.so daß die erstrebte Formänderung in Richtung der Streckung nur auf dem Weg über
weitgehende zusätzliche Verformungen erfolgen kann. Da diese das Walzgut zusätzlich
beanspruchen, kann zur Vermeidung eines Werkstoffbruches nicht in dem Maß gestreckt
werden, in dem es ohne die zusätzlichenVerformungen möglich wäre.
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Bei den bekannten Schrägwalzwerken, bei welchen konvexe Arbeitsflächen
auf das Walzgut einwirken, findet eine zusätzliche Verformung durch das Fließen
des Werkstoffes in die Umfangsrichtung statt, das zur Vermeidung eines zu, starken
Ausweichens des Werkstoffes .in die Querrichtung die Anwendung von Führungen erfordert,
die erhebliche Reibungen und somit weitere zusätzliche Verformungen auslösen. Außerdem
wird bei den meisten; Schrägwalzwerken der genannten Art eine .mehr oder weniger
starke Verdrehung ,des Walzgutes verursacht, weil keine Proportionalität zwischen
der Walzenumfangsgeschwind'igkeit und der Umfangsgeschwindigkeit des Walzgutes zu
verzeichnen ist.
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Ähnlich Siegen die Verhältnisse bei den bekannten Schrägwalzwerken
mit konkaven Arbeitsflächen. Diese Walzwerke bewirken jedoch ohne Ausnahme eine
Verdrehung des Walzgutes, die dieses stark beansprucht und darüber hinaus zur Folge
hat, daß der Werkstoff nicht schnell genug in die Längsrichtung
abfließen
kann, wodurch eine Materialstauung entsteht, die sich in die Umfangsrichtung und
nach rückwärts auswirkt. Durch die Materialstauung wird ferner sowohl zwischen Walzen
und Walzgut als auch zwischen Dorn und Walzgut eine übermäßig starke Reibung hervorgerufen,
die neben der Verdrehungsbeanspruchung und dem Bestreben des Werkstoffes, in die
Umfangsrichtung zu fließen, eine weitere zusätzliche Verformung des Walzgutes bewirkt.
Die Anwendung eines rotierenden Ringes im Hohlwalzenschrägwalzwerk ermöglicht zwar
eine Verringerung des Werkstoffflusses in die Umfangsrichtung durch Abbremsen der
Vorwärtsbewegung der Rohrluppe, sie erhöht jedoch die Reibung und vergrößert die
hierdurch hervorgerufenen Zerrungen und Materialverschiebungen beträchtlich.
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Die zusätzlichen Formänderungen setzen sich somit hauptsächlich aus
der starken Verdrehung und der Aufweitung des Walzgutes zusammen und, sind außerdem
auf die hohe Reibung zurückzuführen. Erfahrungsgemäß erstrecken sich die über das
zur Erreichung der Endform notwendig Maß hinausgehenden Verformungen häufig bis
zur Grenze der Verformbarkeit des Walzgutes, was zur Folge hat, daß, eine weitere
Steigerung der Streckung unmöglich ist.
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Durch die Erfindung wird .in ,der Erkenntnis. der vorstehend in Kürze
geschilderten verformungstechnischen Nachteile dadurch eine Verbesserung der bekannten
Schrägwalzwerke zur Herstellung von nahtlosen Rohren erreicht, daß unter Vermeidung
der Verdrehungsbeanspruchung und unter Ausschaltung des Aufweitebestrebens sowie
unter Beschränkung der Reibungsverluste auf ein Mindestmaß auf Grund der hierdurch
bewirkten Materialschonung eine weitestgehende Formänderung in Richtung der Streckung
in einem Hohlwalzenschrägwalztverk besonderer Bauart ermöglicht wird, so .daß aus
gegossenen Rundblöcken Röhrenhalbzeug gewalzt als auch fertige Rohre in einem Arbeitsgang
aus dem massiven Vormaterial durch Warmwalzen erzeugt sowie in einem zweiten Warmverformungsvorgang
durch Reduzieren des Rohrdurchmessers und der Rohrwand Rohre mit dünnsten Wandstärken
hergestellt werden können.
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Bei dem Verfahren gelangen, wie Fig. i zeigt, zwei Hohlwalzen i und
2 zur Anwendung, welche zwei zylindrische Hohlkörper darstellen, die je einen Vorsprung
3 und 4 besitzen, dessen Querschnitt einem Kreisringausschn.itt entspricht und der
den zylindrischen Teil der Hohlwalze überragt. Die Innenflächen d er beiden Vorsprünge
bilden die Arbeitsflächen. Die Form der Arbeitsflächen richtet sich danach, ob fertige
Rohre in einem Arbeitsgang aus massiven Rundblöcken erzeugt werden sollen oder ob
Rohre zu reduzieren sind bzw. aus gegossenen Rundblöcken durch Reduzieren Röhrenhalbzeug
hergestellt werden soll.
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Zur Erzeugung von Rohren erhalten die Arbeitsflächen der beiden Walzen
eine Form, -die entsprechend der Darstellung in Figg.2, welche die Hohlwalze 5 mit,dem
Vorsprung 6 veranschaulicht, durch einen Konus 7 und einen Köniis 8 gekennzeichnet
ist. Während jedoch eine der beiden Walzen den Konus 7 als Einlaufkonus und den
Konus 8 als Auslaufkonus besitzt,- ist bei der anderen Walze das Umgekehrte der
Fäll.
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Zum Reduzieren von Rohren und zum Walzen von Röhrenhalbzeug dienen
zwei Walzen, ,deren Arbeitsflächenform die Fig. 3 und 4 veranschaulichen. Es ist
zu erkennen, daß die Walze :2 (Fig. 3) mit dem Vorsprung 4 einen sich nach außen
erweiternden Arbeitskonus 9 hat, während der Arbeitskonus io bei der Walze i (Fig.
4) mit. dem Vorsprung 3 eine im umgekehrten Sinne verlaufende Konizität aufweist.
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Die Lage der beiden Hohlwalzen zueinander ist aus dem in Fig. 5 dargestellten
Aufriß sowie aus .der Seitenansicht in Fg: 6 zu ersehen. Die Abbildungen zeigen,
daß die Hohlwalzen i und. 2 hintereinander angeordnet ,sind, während die Vorsprünge
3 und 4, deren Innenflächen .die Arbeitsflächen bilden, sich gegenseitig überragen.
Der Aufriß, in Fig. 5 läßt ferner erkennen, däß, die Achse des Walzgutes i i mit
den Achsen der beiden Walzen den Winkel
bildet. Dies ist, wie aus den weiter unten dargelegten Gründen hervorgeht, erforderlich,
um ein verdrehungsfreies Walzen zu ermöglichen.' Um den Vorschub des Walzgutes zu
gewährlisten, sind die Achsen der beiden Hohlwalzen i und 2, wie die Seitenansicht
der Fig. 6 zeigt, um den spitzen Winkel f gegen die Horizontale im umgekehrten Sinne
zueinander geneigt.
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Zur Einführung in das Kaliber wird das Walzgut i i (Fig. 6) zunächst
durch die Ausbohrung,der Hohlwalze i, in der Folge mit Eintrittswalze bezeichnet,
hindurchbefördert, während es nach der Verformung durch dieAusbohrung der Hohlwalze
z, kurz Austrittswalze genannt, das Schrägwalzwerk verläßt.
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In Fig. 7 und 8 ist die Lagerung der Hohlwalze 2 veranschaulicht.
Es ist zu ersehen, daß die Walze auf Rollen i z und 13 (Fig. 7) in einer exzentrischen
Bohrung 14 (Fig. 8) des Walzenaufnahmekörpers 15 (Fig. 7 und 8) ,drehbar gelagert
ist. Die exzentrische Bohrung ist,in der Weise schräg aus-,geführt, @daß der,durch
die Winkel (3 und-
bedingten Schräglage der Walzen Rechnung getragen wird. Die Lagerung der Zapfen
von, den Rollen i2 erfolgt einerseits in dem Walzenaufnahmekörper 15 und andererseits
in einer Büchse 16, während die Zapfen .der Rollen 13 in den Bohrungen der Büchse
gr6 und des Abschlußringes 17 gelagert sind. Letzterer wird von dem Flansch 18.
festgehalten, der auf die Stirnfläche des Walzenaufnahmekörpers 15 aufgeschraubt
ist.
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Zur Lagerung der Hohlwalze i dient eins Walzenaufnahmekörper derselben
Bauart. Es sei ferner bemerkt, daß es auch möglich ist, die Walzen in einer anderen
Weise, z. B. in Kugellagern od. ,dgl.., in den Walzenau:fnahmekörpern zu lagern.
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Die beiden Walzenaufn.ahmekörper der Hohlwalzen i und 2 sind in je
einem in Fig. 9 (Seitenan
-sieht) und Fig. fo (Rückseite) dargestellten
Walzenständer i9 eingebaut und können gleichfalls, auf Rollen 2o (Fig. 7 und 8)
um ihre Achsen gedreht werden. Aus Fig. 9 ist ferner zu ersehen, da3 der Walzenaufnahmekörper
15 auf dem aus dem Walzenständer i9 ,herausragenden Ende einen Zahnkram zi- trägt.
Über diesen Zahnkranz wird der Walzenaufnahmekärper mit periodisch sich verändernder
Drehgeschwindigkeit angetrieben. Da die Walze 2 :in einer exzentrischen Bohrung
14 des, Walzenaufnahmekörpers i5 (Fig. io) gelagert ist, beschreibt die Walzenachse
im Verlauf einer Umdrehung des Walzenaufnahmekörpers eine kreisförmige Bewegung.
Dasselbe gilt analog für die Walze i.
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Der Antrieb der beiden Walzen erfolgt über je ein Stirnradvorgelege
mit Klauenkupp.lung. Letztere sind, wie Fig: i i zeigt, in ein Gehäuse 22 eingebaut.
Die mit Hilfe eines Motors der Antriebswelle 23 erteilte gleichförmige Drehbewegung
wird durch das Ritzel 24 auf das Stirnrad 25 übertragen, dessen Lagerung mittels
der Lagerschalen 26 im Gehäuse 22 erfolgt. Innerhalb des Stirnrades 25 befindet
sich, starr mit diesem verbunden, der Kupp,lungs-ring 27, der mit geradkantigen
Innenklauen 28 ausgestattet ist, die auch bei der Ortmann-Kupplung angewendet werden.
Die Innenklauen 28 stehen mit bogenzahnähnlichen Klauen 29 im Angriff, die auf dem
Walzenumfang an dem aus dem Walzenaufnahmekörper 15 herausragenden, zylindrischen.
Walzenende angeordnet sind. Auf diese Weise wird' gier Walzenantrieb beiden im Verlauf
einer Umdrehung der Walzenaufnahmekörper sich ergebenden Walzenstellungen ermöglicht.
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Sowohl die Walzen als auch,die Wa'lzenaufnahmekörper haben dieselbe
Drehrichtung und drehen sich mit derselben Tourenzahl.
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Es wurde bereits bemerkt, daß die Vorsprünge 3 und 4 der Walzen i
und 2 (Fig. 6) .sich gegenseitig überragen. Die Arbeitsflächen 9 und io (Fig.3 und
4) berühren daher das Walzgut i i (Fig. 6) an zwei gegenüberliegenden Stellen und
umfassen dieses weitgehend. Um dies zu veranschaulichen, wurde ein: senkrecht zur
Walz;gutachse und durch die Mitte der Vorsprünge (s. Fig. 6) gehender Schnitt schematisch
in Fig. 12 dargestellt. Es, ist zu erkennen, daß das Walzgut i i von den: Vorsprüngen
3 und 4 umschlossen wird, und, es ist einleuchtend, daß dies um so mehr der Fall
ist, je kleiner bei gleichem Walzgutdurchmesser der Krümmungshälbmesser der Arbeitsflächen
ist.
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Befinden sich die Walzen in der Arbeitsstellung, die in Fig. 13 schematisch
gekennzeichnet ist, so wird das Walzgwt i i durch die zueinander schräg gelagerten
Walzen gefaßt und zwischen den sich aneinander vorbeibewegenden Vorsprüngen 3 und
4 unter Drehung in das Kaliber hineingezogen und verarbeitet.
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Um den Arbeitsvorgang nach vollendeter Abrollbewegung des Walzgutes
i i an den Arbeitsflächen der Vorsprünge 3 und 4"d. h. nach Erreichender in Fig.
14 schematisch veranschaulichten Stellung, nicht zum Stillstand kommen zu lassen
und die Walzarbeit fortsetzen zu können, werden die Walzenaufnahmekörper in der
Weise mit periodisch sich verändernder Drehgeschwindigkeit angetrieben, daß noch
vor Beendigung,des Abrollvorganges eine Beschleunigung derUmdrehungsgeschwindigkeit
der Walzenaufnahmekörper 15 einsetzt, die bis zu einem Maximum ansteigt, um anschließend
bis zu einem Minimum abzuklingen, wenn durch das Voreilen der Drehgeschwindigkeit
der Walzenaufnahmekörper gegenüber der Drehgeschwindigkeit der Walzen eine neue
Arbeitsstellung der Walzen (gemäß der Stellung in Fig.13) erreicht worden ist.
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Um diesen Vorgang näher zu erläutern, wurden in Fig. 15 verschiedene
charakteristische Stellungen, die jede Walze und jeder Walzenaufnahmekörper im Verlauf
einer Umdrehung einnimmt, in schematischer Weise veranschaulicht. In der Darstellung
wurde lediglich der Bewegungsvorgang einer Walze und des dazugehörigen Walzenaufnahmekörpers
berücksichtigt, weil sich für die zweite Walze und den zweiten Walzenaufnahmekörper
dasselbe Bild ergibt. Der Vorsprung 3 gier Walze i wurde in Fig. 15 durch einen
senkrecht zur Walzenachse und durch die Mitte des Vorsprunges verlaufenden Schnitt
schematisch gekennzeichnet.
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In dem dargestellten Fa11 sind die Perioden der Umdrehungsgeschwindigkeit
der Walzenaufnahmekörper in der Weise festgelegt, daß in den Walzen, stell-ungen
b und f das Minimum und in den Walzenstellungen d und
h das Maximum der Umdrehungsgeschwindigkeit der Walzenau,fnahmekörper erreicht
wird. Die Walzen, die über die mit konstanter Geschwindigkeit sich drehenden, innen
mit Klauen versehenen Ringe 27 (Fig. i i) angetrieben werden, würden. einegleichfärmigeDrehbewegung
ausführen, wenn die Drehbewegung der ,sich in derselben Drehrichtung bewegenden
Walzenaufnahmekörper gleichförmig wäre. Da dies jedoch nicht der Fall ist, bewegen
sich die Walzen in den Bereichen, in welchen die Drehgeschwindigkeit der Walzenaufnahmekörper
der Drehgeschwindigkeit der Walzen voreilt und diese dadurch verringert, mit geringerer
Geschwindigkeit und in den Bereichen, in welchen die Drehgeschwindigkeit der Walzenaufnahmekörper
geringer ist, mit größerer Geschwindigkeit. Daraus resultiert, daß die Minima der
Umdrehungsgeschwindigkeit der Walzen mit den Maxima der Umdrehungsgeschwindigkeit
der Walzenaufnahmekörper zusammenfallen und in den Stellungen, in welchen die Walzen
die Höchstgeschwindigkeit haben, die Drehgeschwindigkeit der Walzenaufnahmekörper
am kleinsten ist.
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In den Stellungen a und e sowie c und g (Fig, 15) ist die Drehgeschwindigkeit
der Walzen und der Walzenaufnahmekörper gleich groß. Im weiteren Verlauf der Drehbewegung
über die Stellungen a und e hinaus nimmt die Umdrehungsgeschwindigkeit der Walzen
zunächst zu und die der Walzenaufnahmekörper fällt ab, während nach Überschreitung
der in c und g dargestellten Stellungen die Drehgeschwindigkeit der Walzen sich
verringert und die der Walzenaufnahmekörper größer wird.
Fig.
15 zeigt ferner, daß die Walzgutachse in allen Stellungen mit der Achse der
Walzen aufnahmekörper zusammenfällt und daß der Walzenmittelpunkt während einer
Umdrehung des Walzenaufnahmekörpers einen Kreis beschreibt, dessen Mittelpunkt auf
der Achse des Walzgutes und des Walzenäufnahmekörpers liegt, .so daß die Innenflächen
der Vorsprünge der beiden Hohlwalzen sich in gleichen Abständen an der Walzgutachse
vorbeibewegen.
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In Fig. 16 sind die im Verlauf einer Umdrehung der Walzen und des
Walzenaufnahmekörpers sich ergebenden Umdrehungsgeschwindigkeiten der Walze (ausgezogene
Kurve) und des dazugehörigen Walzenaufnahmekörpers (gestrichelte Kurve) graphisch
dargestellt. Die auf der Abszisse gekennzeichneten Stellungen sind mit den in Fig.
15 eingetragenen charakteristischen Stellungen identisch. Aus dem Verlauf der Kurven
ist zu erkennen, daß die durch -die periodische Drehbewegung der Walze und des Walzenaufnahmekörpers
hervorgerufenen Geschwindigkeitsunterschiede in allen Stellungen sich gegeneinander
aufheben, so daß auf fas Walzgut, dessen Drehgeschwindigkeit eine Funktion von der
Geschwindigkeit der Walze und des Walzenaufnahmekörpers ist, eine gleichförmige
Umdrehungsgeschwindigkeit übertragen wird..
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Wie aus Fig. 16 ferner zu ersehen ist, werden .in dem dargestellten
Fall während einer Umdrehung zwei Perioden der Geschwindigkeit durchlaufen. Es ist
jedoch auch möglich, eine andere Periodenzahl als in dem oben beschriebenen Fall
zu wählen. Zur Erzeugung der periodischen Drehbewegung werden die Walzenäufnahmekörper
über ein Getriebe, dessen Abtrieb eine periodisch sich verändernde Drehgeschwindigkeit
hat, angetrieben.
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Ferner kann. außer den Walzenaufnahmekärpern auch den Walzenlurch
den Antrieb eine periodische Drehbewegung erteilt werden, oder es werden die Walzenaufnahmekörper
gleichförmig angetrieben, während die Walzen eine periodische Drehbewegung erfahren.
Dabei ist jedoch zu beachten" daß die Zunahme und Abnahme der Geschwindigkeiten
sowie die Geschwindigkeitsmaxima und -minima der Walzen und Walzenaufnahmekörper
in der Weise festgelegt werden, daß ,die D,reh,geschwindigkeit des Walzgutes gleichförmig
ist.
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Zusammenfassend ist zu bemerken"daß -durch die periodische Drehbewegung
erreicht wird, daß :die Walzen nach vollendeter Abrollbewegung des Walzgutes an
den Arbeitsflächen der Vorsprünge wieder in eine neue Arbeitsstellung gebracht werden
und dadurch eine Fortsetzung des Walzvorganges ermöglicht wird.
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Bei dem vorstehend geschilderten Verfahren. handelt es sich um ein
Hohlwalzenschrägwalzwerk, bei dem eine Verdrehungsbeanspruchung des Walzgutes nicht
auftreten kann, weil :durch Schwenken der Walzen um den. Winkel
(s. Fig. 5) die Konizität der Arbeitsflächen so gewählt werden kann, daß,die lichten
Krümmungshalbmesser der Walzen an den Berührungspunkten. zwischen Walze und Walzgut
verhältnisgleich zu ,den äußeren Walzguthalbmessern sind und sich somit die Walzenumfangsgeschwindigkeit
im gleichen Verhältnis wie die Umfangsgeschwindigkeit des Walzgutes ändert.
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In Fig. 17 ist dies durch ein Beispiel näher erläutert worden. Wie
aus,der Figur zu ersehen ist, entspricht an den Berührungspunkten A und B das Verhältnis
der lichten Walzenhalbmesser der Austrittswalze R1 : R2 dem Verhältnis der äußeren
Walzgüthalbmesser r1 : r2; ebenso ist an dien Berührungspunkten A1 und B,
das Verhältnis der lichten Walzenhalbmesser der Eintrittswalze R3 : R4 gleich dem
Verhältnis r1 : r2. Somit ist die Bedingung für das verdrehungsfreie Walzen
erfüllt, da sich
verhält. Die Verwendung von Hohlwalzen mit Vorsprüngen, deren Querschnitte Kreisringausschnitten
entsprechen und deren konkave Innenflächen die Arbeitsflächen darstellen, gestattet
.somit, die Lage der Arbeitsflächen so zu wählen, daß ein verdrehungsfreies Walzengewährleistet
wird. "Dagegen ist dies bei den bekannten Hohlwalzenschrägwalzwerken, bei welchen
die Arbeitsflächen von den ringartig sich schließenden Innenflächen der Walzenausbohrungen
gebildet werden, nicht möglich, weil bei diesen Walzwerken, gleichgültig, welche
Lage die Walzen zueinander haben, aus konstruktiven Gründen den Arbeitsflächen nicht
die Lage ;gegeben werden kann, durch die im Verlauf der Verformung eine der Abnahme
des. lichten Walzenhalbmessers verhältnisgleiche Abnahme des äußeren Walzguthalbmessers
erreicht, wird.
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Ein weiterer Vorteil des Verfahrens ist darin zu erblicken, daß ein
einziehender, d. h. ein die Querkontraktion des Walzgutes begünstigender Einfluß
zur Auswirkung belangt, der im Gegensatz zudem Einfluß, der bei den bekannten Schrägwalzwerken
das. Aufweitebestreben dies Walzgutes bedingt, praktisch das Reduzieren des Rohrdurchmessers
ermöglicht.
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Um dies näher zu erläutern, wurde das von den Vorsprüngen 3 und q.
der beiden Hohlwalzen i und 2 gebildete Kaliber in Fig. 18 schematisch dargestellt.
Die Figur zeigt, daß,die von den Arbeitsflachen eines. Hohlwalzenschrägwalzwerks
ausgeübten, durch Pfeile angedeuteten Druckkräfte D konvergent verlaufen und, somit
einen Einfluß ausüben, der die Querkontraktion des Walzgutes unterstützt.
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Dieser Einfluß kann .sich jedoch nur dann auswirken, %venn er größer
ist als .der Einfluß, der beim Schrägwalzen mit Dorn das Aufweitebestreben des Walzgutes
bedingt, welches durch das Querwalzen zwischen Dorn und Walze hervorgerufen, wird,
sowie wen durch eine geeignete Konstruktion des Hohlwalzenschrägwalzwerks ein verdrehungsfreies
Walzen gewährleistet wird, weil die Verdrehung des Werkstoffes, wie bei den bekannten
Hohlwalzenschrägwalzwerken, den Materialfluß in der Streckrichtung hemmt und eine
starke Materialstauung,
verbunden mit einem Fließen: dies Werkstoffes
in die Umfangsrichtung zur Folge hat.
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Da letzteres bei dem beschriebenen Hohlwalzenschrägwalzwerk nicht
der Fall ist, wirkt sich bei diesem, wenn .mit Dorn gearbeitet wird, ausschließlich
das ,durch -das Querwalzen zwischen Dorn und Walze hervorgerufene Aufweitebestreben
des Walzgutes gegen den EinfluS der konvergenten Druckkräfte D aus. Es ist jedoch
verständlich, daß der die Querkontraktion: begünstigende Einfluß um so größer wird,
je kleiner unter sonst gleichen Bedingungen die lichte Weite der Hoh,l.walzen ist,
so daß es ermöglicht werden kann, diesen Einfluß in dem Maße zu steigern, daß das
Aufweitebestreben des Walzgutes beim Schrägwalzen mit Dorn ausgeschaltet wird. Beim
Schrägwalzen ohne Dorn, z. B. beim Reduzieren von Rohren in dem vorstehend beschriebenen
Hohlwalzenschrägwalzwerk, sind: dagegen keine Kräfte vorhanden, diie dem Einfluß
der konvergenten Druckkräfte D entgegenwirken, so daß der durch diese hervorgerufene
Einfluß, der Querkontraktion voll zur Wirkung gelangen kann und die durch die Konizität
des Kalibers bewirkte Durchmesserverminderung des Walzgutes in vollem Maße unterstützt.
Dies ermöglicht praktisch das Reduzieren des Rohrdurchmessers und beeinflußt, im
Gegensatz zu den bekannten Hohlwalzenschrägwalzwerken, .bei welchen aus den oben
angeführten Gründen -das Aufweitebestreben des Walzgutes die einziehenden Kräfte
überwiegt, die Streckung des Walzgutes äußerst günstig. Ferner veranschaulicht Fig.
i9 die Verhältnisse, die in dieser Hinsicht bei den ,derzeitig bekannten Schrägwalzwerken
mit Massivwalzen vorliegen. Es ist zu erkennen, @daß- die von den Schrägwalzen 30
und 31 auf das Walzgut 3z, .das durch den Dorn 33 gelocht wird:, ausgeübten Druckkräfte
D divergent verlaufen; sie sind daher bestrebt, dlie Wand des Hohlkörpers in der
Querrichtung zu dehnen und, unterstützen somit dien durch das Querwalzen bewirkten
Aufweitevorgang nach beträchtlich.
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Abgesehen davon, daß in dem beschriebenen Hohlwalzenschrägwalzwerk
die Reduzierung des Walzgutduurchmessers ermöglicht wird, gewährleistet das Walzwerk
auch das Reduzieren der Rohrwand, was durch die folgenden Ausführungen erläutert
werden soll.
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Zur Klärung der damit im Zusammenhang stehenden Fragen sei zunächst
auf d en Einfluß des Walzendurchmessers auf die Streckung und Breitung beim Walzen
von Blechen hingewiesen, weil die auf diesem Gebiet gewonnenen Erkenntnisse zur
Beurteilung des Streekungs- und Breitungsvorganges beim Schrägwalzen von grundlegender
Bedeutung sind. Bekanntlich ist,die Streckung des Walzgutes in einem Blechwalzwerk,
z. B. im Quartowalzwerk, dessen Arbeitswalzen einen kleinen Durchmesser haben, verhältnismäßig
groß und die Breitung äußerst gering. Mit wachsendem Arbeitswalzendurchmesser verringert
sich die- Streckung, während die Breitung zunimmt. Je größer der Arbeitswälzendurchmesser
ist, um so geringer ist daher auch der Unterschied zwischen Streckung und Breitung.
Geht ,man von einem quadratischen Blech aus, so würde die Streckung gleich der Breitung
sein, wenn die Blechwalzendurchmesser unendlich groß wären, d. h. wenn an Stelle
der ursprünglich konvex gewölbten Arbeitsflächen ebene Arbeitsflächen vorhanden
wären.
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Wenn also mit fortschreitender Abflachung der Arbeitsflächenwölbung
bis zur Ausbildung ebener Arbeitsflächen die allmähliche Zunahme der Breitung und
Verringerung der Streckung schließlich dazu führt, daß Streckung und Breitung, unter
Berücksichtigung obiger Verhältnisse, gleich groß werden, so ergibt sich daraus,
daß eine die Streckung, übertreffende Breitung zu erwarben ist, wenn die Arbeitsflächen
eine konkave Wölbung aufweisen und keine weiteren Verformungskräfte auftreten würden,
d'ie sich ungünstig auf die Breitung auswirken. Die Nutzbarmachung dieser Erkenntnis
führt zu einem Schrägwalzwerk mit Hohlwalzen, bei welchen die Arbeitsflächen zur
Vermeidung von zusätzlichen, den Materialfluß in Richtung der Walzenachse nachteilliig
beeinflussenden Verformungen nicht wie bei den bekannten Hohlwalzenschrägwalzwerken
von konischen, ringartig sich schließenden Innenflächen der Walzenausbohrungen gebildet
werden, sondern die konkaven Innenflächen von Vorsprüngen darstellen, die den zylindrischen
Teil der Hohlwalzen überragen und deren Querschnitte K.reisringausschnitten entsprechen.
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Die Verwendung derartiger Hohlwalzen in einem Schrägwalzwerk bietet,
da die Breitung beim Blechwalzen mit der Streckung beim Schrägwalzen identisch ist,
den Vorteil, daß das Walzgut weitgehend in der Längsrichtung verformt werden kann,
und zwar um so mehr, je kleiner unter sonst gleichen Bedingungen die lichte Weite
der Hohlwalzen: gewählt wird bzw. je größer die Konvergenz der Druckkräfte D ist
(s. Fig. 18), .so daß schließlich nur noch eine Verformung in ,der Streckrichtung
stattfindet. Da die Streckung nur auf Kosten der tangentialen bzw. radialen Formänderung
erfolgen kann, ergibt sich bei der zu erwartenden großen Streckung, wenn die Verformung
in tangentialer Richtung durch eine schlanke Arbe@itsflächenkon:izität klein gehalten
wird, zwangsläufig eine starke Verminderung ,der Wanddicke, so daß das vorstehend
beschriebene Hohlwalzenschrägwalzwerk im Gegensatz zu d en bekannten Hohlwälzenschrägwalzwerken
nicht nur zum Reduzieren des Rohrdurchmessers, sondern insbesondere auch zum Reduzieren
der Rohrwand, d. h. als Streckred'uzierwalzwerk verwendet werden kann.
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Ferner erübrigt sich bei dem Verfahren die Verwendung von Führungen,
weil Idas Ausweichen des Werkstoffes in der Querrichtung auf Grund der guten Streckwirkung
der Walzen nicht möglich ist, so daß die bei den bekannten Schrägwalzwerken durch
die Führungen hervorgerufenen Reibungen und zusätzlichen Verformungen bei dem beschriebenen
Hohlwalzenschrägwalzwerk vermieden werden können.
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Das dem Verfahren zugrunde liegende Hohlwalzenschrägwal,zwerk, ,dessen
Gesamtansicht die
Fig. 2o zeigt und das sich auf . Grund seiner
Bauweise sowie der dadurch bedingten Vorteile und Wirkungen zum Walzen von Röhrenhalbzeug
aus Rundblöcken, zur Herstellung von fertigen Rohren aus massivem Vormaterial in
einem Arbeitsgang und zum Reduzieren von Rohren eignet, gestattet bei der Herstellung
von Rohren die Verwendung von Dornen, die gleichzeitig -die Aufgäbe eines Loch-
und Streckdornes erfüllen. Die Dorne werden in diesem Fall von einer auf Knickurig
beanspruchten Dornstange gehalten. Das Reduzieren von Rohren kann ohne Anwendung
eines Dornes erfolgen. Es ist jedoch auch möglich, hierbei von einem Dorn Gebrauch
zu machen, der auf einer Dornstange befestigt ist, die auf Zug oder Druck beansprucht
sein kann.
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Auf Grund der vorstehend geschilderten verformungstech:nischenVorteile
gewährleistet das dem Verfahren zugrunde liegende Hohlwalzenschrägwalzwerk eine
wirtschaftlichere Arbeitsweise als die bisher bekannten Verfahren.
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Abgesehen ,davon ,daß beim Walzen von Röhrenhalbzeug nach dem beschriebenen
Verfahren im Hinblick auf die ,gute Streckwirkung mit höheren Abnahmen pro Strich
als auf modernen. Halbzeugstraßen gearbeitet werden kann und :somit sich auch niedrigere
Umwandlungskosten ergeben, ermöglicht das Hohlwalzenschrägwalzwerk, -das die Herstellung
von nahtlosen Rohren mit dünnsten Wandstärken aus massiven Rundblöcken in einem
Arbeitsgang zulä!ß.t, insbesondere bei solchen dünnwandigen Rohren, die heute nachdem
Warmwalzen zur Erzielung einer drinnen Wandstärke kaltgezogen werden müssen, die
Einsparung von Kosten durch Vermeidung des Kaltziehens. Darüber hinaus kann das
Hohlwalzenschrägwalziverk zum Redüzieren von Rohren verwendet werden, da es eine
weitgehende Verminderung des Rohrdurchmessers und vor allem der Rohrwand ermöglicht,
.so diaß zukünftig, die kleinen nahtlosen und geschweißten Rohre in einer Ausgangsabmessung
mit großem Durchmesser und dicker Wand hergestellt werden können, während die INrerformung
zu ,den Einzelabmessungen durch Reduzieren vorzunehmen ist, wodurch der Betrieb
eine gleichbleibende, hohe Tonnenleistung erreicht;, die mit einer,starken Senkurig
der Gestehungskosten verbunden ist.