EP0777538B1 - Verfahren und vorrichtung zum setzen von stopfen an stopfenwalzwerken - Google Patents

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EP0777538B1
EP0777538B1 EP95925733A EP95925733A EP0777538B1 EP 0777538 B1 EP0777538 B1 EP 0777538B1 EP 95925733 A EP95925733 A EP 95925733A EP 95925733 A EP95925733 A EP 95925733A EP 0777538 B1 EP0777538 B1 EP 0777538B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
mandrel
rolling line
waiting position
plug
mechanism according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP95925733A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0777538A1 (de
Inventor
Walter Im Brahm
Wilhelm Effertz
Michael Brensing
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vodafone GmbH
Original Assignee
Mannesmann AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Mannesmann AG filed Critical Mannesmann AG
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Application granted granted Critical
Publication of EP0777538B1 publication Critical patent/EP0777538B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B25/00—Mandrels for metal tube rolling mills, e.g. mandrels of the types used in the methods covered by group B21B17/00; Accessories or auxiliary means therefor ; Construction of, or alloys for, mandrels or plugs
    • B21B25/06—Interchanging mandrels, fixing plugs on mandrel rods or cooling during interchanging mandrels

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for setting stoppers Plug rolling mills according to the generic term of the main claim.
  • the generic device has long been known and there are several Publications about it (DE-OS 1752383, GM 7148215 U1; DE-OS 2700589). All of the steps mentioned are based on the principle of one arranged below the rolling line Cone drum, which is provided with several pockets on the circumference, in which the slide on a slide sliding plug. With some constructions (DE-OS 1752383; GM 7148215 U1) forms the one at the top vertex Pocket the addition of the one in front and behind in the rolling line Guideway. In another construction (DE-OS 2700589) by means of a Pushing the plug out of the pocket of the cone drum onto a trough-like Rail piece pushed, which is then pivoted into the rolling line.
  • the object of the invention is a process-optimized method and a to specify space-saving device, even with a large bandwidth different plug dimensions works trouble-free and an effective visual inspection of the surrounding plugs allows.
  • the space-saving design is achieved in that for the movement of the Lifting device an approximately elliptical path is chosen, which is in one plane is perpendicular to the rolling line.
  • the long axis of the elliptical orbit is roughly parallel to the sliding line of the plug and only slightly offset to the rolling line in the direction Operator side.
  • the upper vertex of the orbit is above the edge of the Guide trough.
  • This track shape is achieved by a crank mechanism that has three Has co-rotating wheels of the same size and two intermediate wheels, wherein two wheels designed as spur gears articulated via cranks with the Lifting device are connected.
  • the Location of the stopper is laterally offset before lifting.
  • a pivoted lever is arranged, the trough-shaped lateral extension forms the continuation of the slide.
  • This lever is about one Pull-push rod, which on a worm gear ring and a spur gear ring having gear of the crank mechanism is articulated, kinematically connected to the sequence of movements of the lifting device.
  • the stopper in the Plane of the rolling line remain, then the fulcrum of the receiving Lever laterally offset from the rolling line so that the Gripper of the lifting device from below the plug can take what would mean corresponding space requirements.
  • the upper cover together with the lower plug change lever forms a prism-like support. If, for example, the element is articulated hydraulic cylinder is pivoted, a passage opening is opened, which allows a damaged plug or its fragments to be fixed over a to arrange the arranged slide plate.
  • the slide plate is inside of the discharge element and forms an extension to the swung-in lower one Plug change lever
  • the formation of the waiting position at the level of the rolling line is a very important advantage and close to it. In this way, the one on this side of the Operator standing on the rolling line in a simple manner the previously recooled Check the stopper visually and when the stopper is transferred to the rolling line provided with lubricant. Alternatively, it is also possible that the lubrication of the Stopper is taken over by the nozzles for cooling the stopper.
  • There the waiting and the rolling position are at the same height, can be advantageous a manipulator can be used, the two in circulation when changing dimensions grasp the plug and replace it with two new ones. After filing of the two new plugs, the two plugs that are no longer required are extended and for measuring and possibly revising the working part in the Workshop given.
  • the manipulator can also be used to get one at the visual control classified as no longer usable stopper from the Raise the waiting position and drive away.
  • the storage of the plug in the rolling line in a fixed Prismatic guide so that it is no longer possible to tilt the stopper.
  • the axial alignment of the stopper in relation to the rolling line is one of the essential requirements for trouble-free operation.
  • the forms fixed prism guide a continuous continuation of the before and after arranged guideway.
  • Figure 1 shows in the form of a schematic diagram a front view lying in the rolling direction a device according to the invention. This line of sight is congruent with the Direction of the helmsman of the stopper rolling mill sitting above the rolling line.
  • the essential elements of the plug changing device according to the invention are the upper plug change lever 1, which is designed as a gripper, and which acts as a swivel element trained lower plug change lever 2 and the two plug change lever 1,2 Kinematically linked crank mechanism 3 including a push-push rod 4.
  • the crank mechanism 3 consists of three rotating in the same direction large wheels 5,6,7 with two smaller ones arranged in between but also equally large intermediate gears 8,9, the first gear 5 having a ring gear 36 and has a spur gear ring 37, while the other two wheels 6.7 Spur gears are formed.
  • the direction of rotation of the three wheels 5,6,7 is indicated by arrows.
  • the crank mechanism 3 is driven via a cardan shaft, which is only indicated here 10, with a controllable electric motor, not shown here, via a Safety clutch is connected.
  • a worm shaft 11 with a corresponding gear
  • the first wheel 5 having two ring gears 36, 37 of the crank mechanism 3 driven.
  • One ring gear 36 is a worm wheel
  • the second ring gear 37 is a spur gear, both on a common axis are arranged.
  • the already mentioned pull-push rod 4 is articulated via a crank 12.
  • the other end of the push-pull rod 4 is hinged to the lower one Plug change lever 2 connected.
  • the pivotability of this plug change lever 2 is indicated by an arrow 13.
  • the second gear 6 of the crank mechanism 3, which is designed as a spur gear, is via a Crank 14 articulated to the upper plug change lever 1, namely indirectly via a sliding block 15.
  • This sliding block 15 can be in one corresponding recess 16 of the upper plug change lever 1 back and forth move (see also Fig. 3).
  • the third, also designed as a spur gear Wheel 7 of the crank mechanism 3 also has a crank 17 which is articulated with the upper part of the upper plug change lever 1 is connected. So the top one
  • the stopper 18 is the gripper arm 18 pivotally connected to the actual support member 38.
  • the cushioning for that A spring 19 takes over the pivoting of the gripping arm 18.
  • the size of the wheels 5,6,7 of the crank mechanism and the kinematics of the individual Cranks 12, 14, 17 are now coordinated so that the plug receiving trough-shaped free end 20 of the gripping arm 18 approximately describes an elliptical path.
  • This path lies exactly in a perpendicular to the Rolling line standing plane and points in contrast to the known cone drum no inclination.
  • the major axis 21 (shown here as a dashed line) lies parallel to the slide line (arrow) 22 of the plug and slightly offset in the direction of the Operator side. The upper vertex of this orbit results from the fact that the Plug over the edge 23 of the prism-like guideway 24 must be raised.
  • FIG. 4 shows how the pivoting-out of the discharge element 25 a passage opening is formed so that the damaged, for example Plug or its fragments discharged along the fixed slide 30 can be. Details of this are given in the description of this FIG. 4 removable.
  • the stopper remains free for as long End 20 of the gripping arm 18 lie until the rolling line is free. Then the moves Gripping arm 18 continues the stopper along the path above the top vertex away and places it in the rolling position 35. So that the free end 20 of Gripping arm 18 can submerge, there are corresponding slots in the guideway 24 40 (see Figure 2) provided.
  • this rolling position 35 the stopper is known Way by threading over the cone of the plug from the pipe to be rolled taken and on appropriately trained guideways into the Rolled caliber pushed and brought centering on the mandrel bar. After rolling has been carried out, the previously explained workflow begins anew.
  • the housing encompassing the entire device has been here for simplicity omitted, since it is also not essential to the invention.
  • FIG 3 shows in the same view as Fig. 1, the phase of the transfer of the plug into the rolling line (rolling position 35) and the gripper arm picks up the stopper 18 in the receiving position 33.
  • the lifting of the Is from the waiting position 34 to the upper vertex required because the stopper is lifted over the edge 23 of the guideway 24 must become.
  • the plug is placed in the fixed one prism-like guide track 24, which represents an extension of before and after the guideway. So that the free end 20 of Gripping arms can dive through the guide track 24, as already mentioned in the guide track 24 slots 40 are arranged (see Figure 2).
  • the gripper of the Gripping arm 18 consists of two upright web plates 42, 42 ', the Parallel distance 43 to match the length of the cylindrical guide portion 44 of the Plug is selected (Fig. 2).
  • the upper plug change lever 1 After depositing the plug in the rolling position 35 and submerging the Gripping arm 18, the upper plug change lever 1 by means of the crank 17 and spur gear 7 of the crank mechanism 3 moves on. After passing through the the lower apex (not shown here) the gripping arm 18 reaches the Recording position 33. This is selected so that the gripping arm 18 from below Pick up the stopper securely and without misalignment and move it up to waiting position 34 can lift. The sideways movement of the stopper from the catch position 39 in the Recording position 33 takes place by means of the pivoting movement of the lower one Plug change lever 2, in the phase in which the upper Plug change lever 1 the other plug from the waiting position 34 in the Roll position 35 moves.
  • the discharge element 25 consists of two cheeks 47, 47 'arranged in parallel, which are connected at the lower end to a rotary rod 48.
  • the top end faces a cover 26, which together with the lower plug change lever 2 prism-like support for the stopper in the receiving position 33 forms. So that Gripping arm 18 of the upper stopper lever 1 when receiving the stopper through the cover 26, there are corresponding slots 41 arranged.
  • the distance between the two cheeks 47, 47 'and their height is selected so that the largest stopper used in the stopper rolling mill with no difficulty can be removed.
  • FIG 6 is a manipulator in connection with the invention Plug changing device shown.
  • the manipulator 50 consists of one here only indicated car, which is movable on rails 51 perpendicular to the rolling line.
  • On the manipulator four gripping arms 52 to 55 are arranged, which correspond to the Position shown in dashed lines can be moved up and down.
  • At the bottom Gripping arms 52 to 55 have sensors 56 arranged between them Plug can be clamped.
  • the same altitude of the invention essential Waiting position 34 and the rolling position 35 allows at Dimensional changes in a very simple manner by means of the manipulator the two to be replaced and lift the stopper 57.58.
  • the manipulator can hold the plugs 59.60 in required for the next rolling dimension be moved to the appropriate position and then to the end 20 of the Gripping arms 18 on the one hand and on the guide track 24 on the other hand. Then the two plugs 57, 58 no longer required are moved away and fed to a control and revision station.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)
  • Load-Engaging Elements For Cranes (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Setzen von Stopfen an Stopfenwalzwerken gemäß dem Gattungsbegriff des Hauptanspruches.
Die gattungsmäßige Vorrichtung ist seit langem bekannt und es gibt mehrere Veröffentlichungen darüber (DE-OS 1752383, GM 7148215 U1; DE-OS 2700589). Allen genannten Schritten liegt das Prinzip einer unterhalb der Walzlinie angeordneten Kegeltrommel zugrunde, die am Umfang mit mehreren Taschen versehen ist, in die die auf einer Rutsche herabgleitenden Stopfen hineinrutschen. Bei einigen Konstruktionen (DE-OS 1752383; GM 7148215 U1) bildet die jeweils im oberen Scheitelpunkt liegende Tasche die Ergänzung der davor und dahinter in der Walzlinie liegenden Führungsbahn. Bei einer anderen Konstruktion (DE-OS 2700589) wird mittels einer Stoßvorrichtung der Stopfen aus der Tasche der Kegeltrommel auf ein muldenartiges Schienenstück geschoben, das dann in die Walzlinie geschwenkt wird.
Ein anderes Prinzip ist in der DE-OS 2553580 offenbart. Bei dieser Konstruktion wird der von der Rutsche ankommende Stopfen mittels einer Schwenkvorrichtung auf einen Schrägaufzug bewegt und dann in die Höhe der Walzlinie hochgeschoben. Mittels eines Wagens, der auf einer schräg zur Walzlinie angeordneten Förderbahn längsbewegbar ist, wird der Stopfen so stark beschleunigt, daß er unter Ausnutzung seiner kinetischen Energie bis in den Walzspalt rutscht.
Alle zuvor erörterten Vorrichtungen haben den Nachteil, daß sie entweder viel Platz beanspruchen, unter den Bedingungen des rauhen Walzbetriebes nicht betriebssicher genug sind und damit häufig Störungen verursachen. Dies gilt insbesondere auch für die Kegeltrommel, deren Taschengröße sich nach dem größten zu verwendenden Stopfen richtet. Kleinere Stopfen haben dementsprechend in der Tasche so gut wie keine Führung, so daß außer der Schieflage es sogar vorkommen kann, daß der Stopfen verkehrt herumliegt und dann für die Walzung nicht verwendet werden kann. Von weiterem Nachteil ist die teilweise stark eingeschränkte, teilweise nicht mögliche visuelle Überprüfung der im Umlauf sich befindenden Stopfen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein ablaufoptimiertes Verfahren sowie eine platzsparende Vorrichtung anzugeben, das auch bei einer großen Bandbreite unterschiedlicher Stopfenabmessungen störungsfrei arbeitet und eine wirkungsvolle visuelle Überprüfung der umlaufenden Stopfen zuläßt.
Diese Aufgabe wird mit den Verfahrensmerkmalen nach Anspruch 1 und den Vorrichtungsmerkmalen nach Anspruch 2 gelöst. Vorteilhatte Weiterbildungen sind Bestandteil von Unteransprüchen.
Die platzsparende Bauweise wird dadurch erreicht, daß für die Bewegung der Hebevorrichtung eine annähernd elliptische Bahn gewählt wird, die in einer Ebene senkrecht zur Walzlinie liegt. Die lange Achse der elliptischen Bahn liegt etwa parallel zur Rutschlinie des Stopfens und nur wenig seitenversetzt zur Walzlinie in Richtung Bedienungsseite. Der obere Scheitelpunkt der Bahn liegt oberhalb der Kante der Führungsrinne. Diese Bahnform wird erreicht durch ein Kurbelgetriebe, das drei gleichsinnig drehende gleichgroße Räder und zwei Zwischenräder aufweist, wobei zwei als Zahnstirnräder ausgebildete Räder über Kurbeln angelenkt mit der Hebevorrichtung verbunden sind. Als weitere platzsparende Maßnahme wurde der Aufnahmeort des Stopfens vor dem Anheben seitlich versetzt angeordnet. Dazu ist am Ende der Rutsche ein schwenkbarer Hebel angeordnet, dessen muldenförmige seitliche Erstreckung die Fortsetzung der Rutsche bildet. Dieser Hebel ist über eine Zug-Druckstange, die am ein Schneckenradzahnkranz und ein Stirnradzahnkranz aufweisendes Zahnrad des Kurbelgetriebes angelenkt befestigt ist, kinematisch mit dem Bewegungsablauf der Hebevorrichtung verbunden. Würde der Stopfen in der Ebene der Walzlinie verbleiben, dann müsste der Drehpunkt des aufnehmenden Hebels seitlich noch weiter von der Walzlinie versetzt angeordnet werden, damit der Greifer der Hebevorrichtung von unten her den Stopfen aufnehmen kann, was entsprechenden Platzbedarf bedeuten würde.
Um den Aufnahmeort noch anderweitig nutzen zu können, wird weiterbildend vorgeschlagen, ein schwenkbares hohlkastenartiges Element anzuordnen, dessen obere Abdeckung zusammen mit dem unteren Stopfenwechselhebel eine prismenähnliche Auflage bildet. Wird das Element zum Beispiel mittels eines angelenkten Hydraulikzylinders geschwenkt, wird eine Durchtrittsöffnung freigegeben, die es ermöglicht, einen beschädigten Stopfen oder dessen Bruchstücke über ein fest angeordnetes Rutschblech auszuschleusen. Das Rutschblech befindet sich innerhalb des Ausschleuselementes und bildet eine Verlängerung zum eingeschwenkten unteren Stopfenwechselhebel
Von ganz wesentlichem Vorteil ist die Bildung der Warteposition in Höhe der Walzlinie und in engem seitlichen Abstand dazu. Auf diese Weise kann der auf dieser Seite der Walzlinie stehende Bedienungsmann in einfacher Weise den zuvor rückgekühlten Stopfen visuell kontrollieren und bei der Übergabe des Stopfens in die Walzlinie diesen mit Schmiermittel versehen. Alternativ ist es auch möglich, daß die Schmierung des Stopfens von den Düsen für die Rückkühlung des Stopfens mit übernommen wird. Da die Warte- und die Walzposition auf gleicher Höhe liegen, kann in vorteilhafter Weise ein Manipulator eingesetzt werden, der beim Abmessungswechsel die zwei im Umlauf sich befindenden Stopfen greifen und durch zwei neue ersetzen kann. Nach Ablage der zwei neuen Stopfen werden die zwei nicht mehr benötigten Stopfen ausgefahren und zur Vermessung und möglicherweise Überarbeitung des Arbeitsteiles in die Werkstatt gegeben. Der Manipulator kann auch dazu verwendet werden, einen bei der visuellen Kontrolle als nicht mehr verwendbar eingestuften Stopfen aus der Warteposition anzuheben und wegzufahren.
Anstatt in eine große Tasche gemäß der bekannten Kegeltrommel erfolgt erfindungsgemäß die Ablage des Stopfens in der Walzlinie in eine feststehende Prismenführung, so daß ein Schiefstellen des Stopfens nicht mehr möglich ist. Die möglichst fluchtende Achslage des Stopfens in bezug auf die Walzlinie ist aber einer der wesentlichen Voraussetzungen für einen störungsfreien Betrieb. Dabei bildet die feststehende Prismenführung eine kontinuierliche Fortsetzung der davor und dahinter angeordneten Führungsbahn.
In der Zeichnung wird anhand eines Ausführungsbeispieles das erfindungsgemäße Verfahren sowie die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1
in Form einer Prinzipskizze eine in Walzrichtung liegende Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
Figur 2
Stopfen in der Hebevorrichtung kurz vor Ablage in die Führungsrinne
Figur 3
wie Fig. 1, jedoch in der Phase der Ablage des einen Stopfens in die Walzposition (oben) und der Aufnahme des anderen Stopfens (unten)
Figur 4
wie Fig. 1, jedoch in der speziellen Situation des Ausschleusens eines beschädigten Stopfens
Figur 5
eine Ansicht in Richtung Y in Fig. 4.
Figur 6
eine Teilansicht eines Manipulators in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Figur 1 zeigt in Form einer Prinzipskizze eine in Walzrichtung liegende Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Diese Blickrichtung ist deckungsgleich mit der Blickrichtung des über der Walzlinie sitzenden Steuermannes der Stopfenwalzstraße. Die wesentlichen Elemente der erfindungsgemäßen Stopfenwechselvorrichtung sind der als Greifer ausgebildete obere Stopfenwechselhebel 1, der als Schwenkelement ausgebildete untere Stopfenwechselhebel 2 sowie das beide Stopfenwechselhebel 1,2 kinematisch miteinander verknüpfende Kurbelgetriebe 3 einschließlich einer Zug-Druckstange 4. Das Kurbelgetriebe 3 besteht aus drei gleichsinnig drehenden gleich großen Rädern 5,6,7 mit zwei dazwischen angeordneten kleineren aber ebenfalls gleich großen Zwischenrädern 8,9, wobei das erste Rad 5 einen Zahnkranz 36 und einen Stirnradzahnkranz 37 aufweist, während die beiden anderen Räder 6,7 als Stirnräder ausgebildet sind. Die Gleichsinnigkeit der Drehrichtung der drei Räder 5,6,7 ist durch Drehpfeile gekennzeichnet.
Der Antrieb des Kurbelgetriebes 3 erfolgt über eine hier nur angedeutete Gelenkwelle 10, die mit einem hier nicht dargestellten regelbaren E-Motor über eine Sicherheitskupplung verbunden ist. Über eine Schneckenwelle 11 wird mit einer entsprechenden Untersetzung das erste zwei Zahnkränze 36,37 aufweisende Rad 5 des Kurbelgetriebes 3 angetrieben. Der eine Zahnkranz 36 ist ein Schneckenrad und der zweite Zahnkranz 37 ein Zahnstirnrad, die beide auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind.
Über eine Kurbel 12 wird angelenkt die bereits erwähnte Zug-Druckstange 4 bewegt. Das andere Ende der Zug-Druck-Stange 4 ist angelenkt mit dem unteren Stopfenwechselhebel 2 verbunden. Die Schwenkbarkeit dieses Stopfenwechselhebels 2 ist durch einen Pfeil 13 gekennzeichnet.
Das zweite als Zahnstirnrad ausgebildete Rad 6 des Kurbelgetriebes 3 ist über eine Kurbel 14 angelenkt mit dem oberen Stopfenwechselhebel 1 verbunden, und zwar indirekt über einen Kulissenstein 15. Dieser Kulissenstein 15 kann sich in einer entsprechenden Ausnehmung 16 des oberen Stopfenwechselhebels 1 hin- und herbewegen (siehe auch Fig. 3). Das dritte ebenfalls als Zahnstirnrad ausgebildete Rad 7 des Kurbelgetriebes 3 weist auch eine Kurbel 17 auf, die angelenkt mit dem oberen Teil des oberen Stopfenwechselhebels 1 verbunden ist. Damit der obere Stopfenwechselhebe 1 den Stopfen weich aufnehmen kann, ist der Greifarm 18 schwenkbar mit dem eigentlichen Tragerelement 38 verbunden. Die Dämpfung für die Schwenkbarkeit des Greifarmes 18 übernimmt eine Feder 19.
Die Größe der Räder 5,6,7 des Kurbelgetriebes und die Kinematik der einzelnen Kurbeln 12,14,17 sind nun so aufeinander abgestimmt, daß das den Stopfen aufnehmende muldenförmig ausgebildete freie Ende 20 des Greifarmes 18 eine etwa ellipsenförmige Bahn beschreibt. Diese Bahn liegt genau in einer senkrecht zur Walzlinie stehenden Ebene und weist im Unterschied zur bekannten Kegeltrommel keine Neigung auf. Die große Achse 21 (hier als gestrichelte Linie dargestellt) liegt parallel zur Rutschlinie (Pfeil) 22 des Stopfens und etwas versetzt in Richtung der Bedienungsseite. Der obere Scheitelpunkt dieser Bahn ergibt sich dadurch, daß der Stopfen über die Kante 23 der prismenartig ausgebildeten Führungsbahn 24 angehoben werden muß.
Im Sinne einer Platzersparnis ist der Ort, an dem der Stopfen durch den Greiferarm 18 aufgenommen wird, seitlich in Richtung der Bedienungsseite verlegt worden. Um an dieser Stelle eine Auflage für den Stopfen zu schaffen, weist das Ausschleuselement 25 eine dachartige Abdeckung 26 auf. Diese bildet durch eine entsprechende Schieflage zusammen mit dem unteren Stopfenwechselhebel 2 eine prismenartige Auflage für den Stopfen. An das Ausschleuselement 25 ist ein Hydraulikzylinder 27 als Betätigungsmittel angelenkt, mit dessen Hilfe das Ausschleuselement 25 geschwenkt werden kann, wie durch den Pfeil 28 angedeutet. Einzelheiten dazu sind der Beschreibung für Figur 3 entnehmbar.
In der Figur 4 ist dargestellt, wie durch das Wegschwenken des Ausschleuselementes 25 eine Durchtrittsöffnung gebildet wird, so daß der beispielsweise beschädigte Stopfen bzw. dessen Bruchstücke entlang der ortsfesten Rutsche 30 ausgeschleust werden können. Einzelheiten dazu sind der Beschreibung zu dieser Figur 4 entnehmbar.
Nachfolgend wird der Arbeitsablauf während des Walzvorganges näher beschrieben. Bei einem Stopfenwalzwerk sind im Regelfall immer zwei Stopfen im Umlauf, wobei der jeweilige Arbeitsteil des Stopfens einen unterschiedlichen Durchmesser hat, um die Wanddicke des zu walzenden Rohres in Verbindung mit dem entsprechenden Walzkaliber verringert. Nach vollendeter Walzung löst sich der nur kraftmässig mit der Dornstange verbundene Stopfen und bewegt sich aufgrund seines Gewichtes aus der Walzlinie nahezu ohne seitlichen Versatz nach unten. Dazu ist in der Ebene der Walzlinie unterhalb eine Rutsche 30 angeordnet (hier nur andeutungsweise dargestellt). Die Rutschlinie, entlang derer sich der Stopfen nach unten bewegt, ist durch einen Pfeil 22 gekennzeichnet. Am Ende der Rutsche 30 wird der Stopfen aufgefangen (Auffangposition 39) durch die muldenartige Ausbildung der rechten Erstreckung 31 des unteren Stopfenwechselhebels 2. Der Aufprall auf den Stopfenwechselhebel 2 wird gedämpft durch die angelenkte Zug-Druckstange 4. Als Dämpfungselement ist dazu in der Zug-Druck-Stange 4 ein Federpaket 32 angeordnet. Durch das Kurbelgetriebe 3 wird der untere Stopfenwechselhebel 2 gemäß dem Pfeil 13 geschwenkt und dabei der Stopfen von rechts nach links in die Aufnahmeposition 33 gelegt (siehe auch Fig. 3). An dieser Stelle faßt das freie Ende 20 des Greifarmes 18 (siehe auch Fig. 2) unter den Stopfen und durch die muldenartige Ausbildung des freien Endes 20 wird der Stopfen mitgenommen und nach oben in die Warteposition 34 bewegt. An dieser Stelle kann er visuell auf Beschädigung oder Verschleiß des Arbeitsteiles geprüft werden. Wird eine für den weiteren Walzbetrieb unzulässige Abweichung festgestellt, dann kann mittels eines Manipulators (siehe Figur 6) der beschädigte Stopfen aus der Warteposition 34 angehoben und wegtransportiert werden.
In der zuvor erwähnten Warteposition 34 bleibt der Stopfen solange auf dem freien Ende 20 des Greifarmes 18 liegen, bis die Walzlinie frei ist. Danach bewegt der Greifarm 18 den Stopfen entlang der Bahn weiter über den oberen Scheitelpunkt hinweg und legt ihn in der Walzposition 35 ab. Damit das freie Ende 20 des Greifarmes 18 abtauchen kann, sind in der Führungsbahn 24 entsprechende Schlitze 40 (siehe Figur 2) vorgesehen. In dieser Walzposition 35 wird der Stopfen in bekannter Weise durch Einfädeln über den Konus des Stopfens vom zu walzenden Rohr mitgenommen und über entsprechend ausgebildete Führungsbahnen bis in das Walzkaliber geschoben und dabei an der Dornstange zentrierend zur Anlage gebracht. Nach erfolgter Walzung beginnt der zuvor erläuterte Arbeitsablauf von neuem.
Im Zusammenspiel mit den zwei im Umlauf sich befindenden Stopfen ist der Arbeitstakt so zu verstehen, daß nach dem Abgleiten des für die gerade erfolgte Walzung verwendeten Stopfens auf der Rutsche 30 nach unten und dem Rückholen des gerade gewalzten Rohres der Bewegungsablauf des Greifarmes 18 aus der Warteposition 34 ausgelöst wird. Von dieser Warteposition 34 läuft der Greifarm 18 ohne Unterbrechung, d. h. Ablage in die Walzposition 35, Durchlauf bis Aufnahmeposition 33 und Hochheben bis in Warteposition 34 quer durch die Anlage, wobei an allen Stellen wo ein Durchtritt des freien Endes 20 des Greifarmes 18 erforderlich ist, entsprechende Schlitze 40,41 vorgesehen sind. Beim beschriebenen Bewegungsablauf des Greifarmes 18 ist zu beachten, daß gleichzeitig mit der Übergabe des Stopfens aus der Warteposition 34 in die Walzposition 35 durch die Bewegung des unteren Stopfenwechselhebels 2 die Querbewegung des heruntergerutschten Stopfens aus der Auffangposition 39 in die Aufnahmeposition 33 erfolgt.
Das die gesamte Vorrichtung umfassende Gehäuse wurde der Einfachheit halber hier weggelassen, da es auch nicht erfindungswesentlich ist.
Figur 3 zeigt in der gleichen Ansicht wie Fig. 1 die Phase der Übergabe des Stopfens in die Walzlinie (Walzposition 35) und die Aufnahme des Stopfens durch den Greifarm 18 in der Aufnahmeposition 33. Wie zuvor schon erläutert, beginnt der Bewegungsablauf des Greifarmes 18 von der Warteposition 34 aus, bei der der Stopfen in der gleichen Höhe liegt wie in der Walzposition 35. Das Anheben des Stopfens aus der Warteposition 34 heraus bis zum oberen Scheitelpunkt ist erforderlich, da der Stopfen über die Kante 23 der Führungsbahn 24 hinweggehoben werden muß. Danach erfolgt die Ablage des Stopfens in der feststehenden prismenartig ausgebildeten Führungsbahn 24, die eine Verlängerung darstellt der davor und danach angeordneten Führungsbahn. Damit das freie Ende 20 des Greifarmes durch die Führungsbahn 24 abtauchen kann, sind wie schon erwähnt in der Führungsbahn 24 Schlitze 40 angeordnet (siehe hierzu Figur 2). Der Greifer des Greifarmes 18 besteht aus zwei hochkantstehenden Stegblechen 42,42', deren Parallelabstand 43 passend zur Länge des zylindrischen Führungsabschnittes 44 des Stopfens gewählt ist (Fig. 2).
Nach der Ablage des Stopfens in die Walzposition 35 und dem Abtauchen des Greifarms 18 wird der obere Stopfenwechselhebel 1 mittels der Kurbel 17 und dem stirnverzahnten Rad 7 des Kurbelgetriebes 3 weiterbewegt. Nach Durchschreiten des unteren Scheitelpunktes (hier nicht dargestellt) erreicht der Greifarm 18 die Aufnahmeposition 33. Diese ist so gewählt, daß der Greifarm 18 von unten her den Stopfen sicher und ohne Schieflage aufnehmen und nach oben in die Warteposition 34 heben kann. Die Seitwärtsbewegung des Stopfens von der Auffangposition 39 in die Aufnahmeposition 33 erfolgt mittels der Schwenkbewegung des unteren Stopfenwechselhebels 2, und zwar in der Phase, in der der obere Stopfenwechselhebel 1 den anderen Stopfen von der Warteposition 34 in die Walzposition 35 bewegt. Damit die prismenähnlich gebildete Auflage zwischen geschwenktem unteren Stopfenwechselhebel 2 und des in der Schieflage sich befindenden Ausschleuselementes 25 erhalten bleibt, wird der untere Stopfenwechselhebel 2 gegen einen Anschlag 45 gefahren. Da das Kurbelgetriebe 3 aber weiterläuft, übernimmt in dieser Stillhaltephase für den unteren Stopfenwechselhebel 2 die Zug-Druckstange 4 die weitere Bewegung, wobei diese elastisch gelängt wird. Sobald der Stopfen aufgenommen ist, wird der untere Stopfenwechselhebel 2 von links nach rechts in die Auffangposition zurückbewegt. Nun kann es aber im Extremfall vorkommen, daß bei der Walzung von sehr kurzen Rohren der abgewalzte Stopfen zeitig so früh das Ende der Rutsche 30 erreicht, bevor der untere Stopfenwechselhebel 2 in seine Auffangsposition 39 wieder zurückgekehrt ist. Damit in einem solchen Fall der herabgleitende Stopfen nicht ungesteuert in die Anlage fällt, wird ein Sicherungsblech (hier nicht dargestellt) am Ende der Rutsche 30 eingeschwenkt. Gegen dieses Blech würde der zu früh herabgleitende Stopfen prallen. Nach dem Wegschwenken des Sicherungsbleches kann der Stopfen unter Wirkung seines Eigengewichtes auf die muldenartige Erstreckung 31 des unteren Stopfenwechselhebels 2 weiterrutschen.
In Figur 4 ist in Verbindung mit Figur 5 die spezielle Situation des Ausschleusens eines beschädigten Stopfens dargestellt. Vorausgesetzt, daß der Bedienungsmann beim Herabgleiten des abgewalzten Stopfens die unzulässige Beschädigung erkannt hat, hat er die Möglichkeit, den Bewegungsablauf in der Weise abzuändern, daß der beschädigte Stopfen ausgeschleust werden kann. Dazu wird der untere Stopfenwechselhebel 2 von der Auffangposition 39 in die Aufnahmeposition 33 bewegt und gleichzeitig das Ausschleuselement 25 mittels des hydraulischen Betätigungsmittels 27 von der gestrichelt gezeichneten Position wegbewegt. Dadurch entsteht eine Durchtrittsöffnung zwischen dem unteren Stopfenwechselhebel 2 und dem Ausschleuselement 25, die es erlaubt, daß der beschädigte Stopfen entlang der Kontur des unteren Stopfenwechselhebels 2 über die ortsfeste 46, innerhalb des Ausschleuselementes 25 sich befindende Rutsche 29 nach unten hin auszuschleusen. Das Ausschleuselement 25 besteht aus zwei parallel angeordneten Wangen 47,47', die am unteren Ende mit einer Drehstange 48 verbunden sind. Das obere Ende weist eine Abdeckung 26 auf, die zusammen mit dem unteren Stopfenwechselhebel 2 eine prismenähnliche Auflage für den Stopfen in der Aufnahmeposition 33 bildet. Damit der Greifarm 18 des oberen Stopfenwechselhebels 1 bei der Aufnahme des Stopfens durch die Abdeckung 26 tauchen kann, sind auch hier entsprechende Schlitze 41 angeordnet. Der Abstand der beiden Wangen 47,47' und deren Höhe ist so gewählt, daß der größte in der Stopfenwalzstraße verwendete Stopfen ohne Schwierigkeiten ausgeschleust werden kann.
In Figur 6 ist ein Manipulator in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Stopfenwechselvorrichtung dargestellt. Der Manipulator 50 besteht aus einem hier nur angedeuteten Wagen , der auf Schienen 51 senkrecht zur Walzlinie verfahrbar ist. Auf dem Manipulator sind vier Greifarme 52 bis 55 angeordnet, die entsprechend der gestrichelt gezeigten Lage auf- und abbewegt werden können. Am unteren Ende dar Greifarme 52 bis 55 sind Aufnehmer 56 angeordnet, zwischen denen der jeweilige Stopfen geklemmt werden kann. Die erfindungswesentliche gleiche Höhenlage der Warteposition 34 und der Walzposition 35 (siehe Figur 1) erlaubt es, bei Abmessungswechsel in sehr einfacher Weise mittels des Manipulators die zwei auszuwechselnden Stopfen 57,58 zu fassen und hochzuheben. Durch Weiterfahrt des Manipulators können die für die nächste Walzabmessung benötigten Stopfen 59,60 in die entsprechende Position gefahren werden und dann auf das Ende 20 des Greifarmes 18 einerseits und auf die Führungsbahn 24 andererseits abgelegt werden. Danach werden die beiden nicht mehr benötigten Stopfen 57,58 weggefahren und einer Kontroll- und Überarbeitungsstation zugeführt.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Setzen von Stopfen an Stopfenwalzwerken, bei dem der Stopfen nach vollendeter Walzung eines Rohres von der Anlage an eine Stopfenstange befreit und aufgrund seines Gewichtes sich aus der Walzlinie nahezu ohne seitlichen Versatz nach unten herausbewegt, mit einem Kühlmittel rückgekühlt und in den Bereich der Walzlinie wieder angehoben wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Stopfen sich beim Anheben in die Walzlinie (35) in einer senkrecht zur Walzlinie liegenden Ebene auf einer annähernd elliptischen Bahn bewegt und vor dem Ablegen in die Walzlinie eine Warteposition (34) einnimmt, die sich auf etwa gleicher Höhe im seitlichen Abstand zur Walzlinie (35) befindet und vor dem Anheben nach dem Herausbewegen aus der Walzlinie zuerst seitlich in Richtung der Warteposition bewegt und beim Herausbewegen aus der Walzlinie und bei Einnahme der Warteposition rückgekühlt und/oder geschmiert wird, wobei nach dem Herausbewegen des Stopfens aus der Walzlinie (35) und dem Abziehen des gewalzten Rohres von der Warteposition (34) aus die Bewegung einsetzt und ein anderer zuvor rückgekühlter und/oder geschmierter Stopfen in die Walzlinie abgelegt und dabei gleichzeitig der herausbewegte Stopfen seitlich bewegt, dann aufgenommen und in die Warteposition angehoben wird.
  2. Vorrichtung zum Setzen von Stopfen an Stopfenwalzwerken mit einer Rutsche zur Aufnahme des aus der Walzlinie sich nach unten bewegenden Stopfens, mit einer Kühleinrichtung, einer Hebevorrichtung, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Hebevorrichtung zwei Stopfenwechselhebel (1,2) aufweist, deren Bewegung über ein Kurbelgetriebe (3) kinematisch miteinander verknüpft ist und der den Stopfen anhebende, einen Greifarm (18) aufweisende obere Stopfenwechselhebel (1) an zwei Stellen und der den Stopfen seitlich schwenkende untere Stopfenwechselhebel (2) mittels einer Zug-Druckstange (4) über Kurbeln (14,17,12) angelenkt mit dem Kurbelgetriebe (3) verbunden sind, wobei Anfang und Ende des Bewegungsablaufes die Warteposition (34) des Greifarmes (18) ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Greifarm (18) am freien Ende (20) zwei voneinander beabstandete, parallel liegende hochkantstehende Stegbleche (42,42') aufweist, die zur Aufnahme des Stopfens auf der obenliegenden Schmalseite eine muldenartige Kontur aufweisen und alle in der Bewegungsbahn des Greifarms (18) liegende Teile entsprechend breite Schlitze (40,41) zum Durchtritt der Stegbleche (42,42') aufweisen.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Kurbelgetriebe (3) drei gleichsinnig sich drehende Räder (5,6,7) mit dafür zwei dazwischen angeordneten Zwischenrädern (8,9) aufweist und das erste mit dem unteren Stopfenwechselhebel (2) über die Kurbel (12) und die Zug-Druckstange (4) zusammenwirkende Rad (5) ein auf einer gemeinsamen Achse angeordneten Stirnradzahnkranz (37) sowie ein Schneckenradzahnkranz (36) aufweist, wobei der letztgenannte ,mit einer das Kurbelgetriebe (3) antreibenden Schneckenwelle (11) im Eingriff ist und das zweite als Zahnstirnrad ausgebildete Rad (6) über einen an der Kurbel (14) angeordneten Kulissenstein (15) und das dritte ebenfalls als Zahnstirnrad ausgebildete Rad (7) auch über die Kurbel (17) am oberen Ende mit dem oberen Stopfenwechselhebel (1) zusammenwirkt.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet
    daß die obere Abdeckung (26) eines schwenkbaren hohlkastenartigen Ausschleuselementes (25) zusammen mit dem unteren Stopfenwechselhebel (2) eine prismenähnliche Aufnahmeposition (33) des Stopfens für den Greifarm (18) bildet und das Ausschleuselement (25) angelenkt mit einem Betätigungsmittel (27) verbunden ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß innerhalb des Ausschleuselementes (25) ein fest angeordnetes Rutschblech (29) sich befindet, das bei entsprechender Schwenklage des Ausschleuselementes (25) eine Verlängerung zum eingeschwenkten unteren Stopfenwechselhebel (2) bildet.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß im Bereich der Rutsche (30) und der Warteposition (34) des Greifarmes (18) mindestens zwei Sprühdüsen zur Rückkühlung und/oder Schmierung des Stopfens angeordnet sind.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Strahl der in Warteposition (34) angeordneten Sprühdüsen überwiegend auf den Arbeitsteil des Stopfens gerichtet ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß im Bereich der Warteposition (34) ein quer zur Walzlinie verfahrbarer Manipulator (50) angeordnet ist, der mindestens zwei Greifarme (52-55) zur Aufnahme von zwei Stopfen (57,58) aufweist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Manipulator (50) vier Greifarme (57-55) aufweist.
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