EP0849010B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Kaltwalzen von Rohren und Stangen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Kaltwalzen von Rohren und Stangen Download PDF

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EP0849010B1
EP0849010B1 EP97250369A EP97250369A EP0849010B1 EP 0849010 B1 EP0849010 B1 EP 0849010B1 EP 97250369 A EP97250369 A EP 97250369A EP 97250369 A EP97250369 A EP 97250369A EP 0849010 B1 EP0849010 B1 EP 0849010B1
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Horst Ing. Stinnertz (Grad)
Jürgen Dipl.-Ing. Schmidt
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    • B21B21/06—Devices for revolving work between the steps
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
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    • B21B21/00—Pilgrim-step tube-rolling, i.e. pilger mills
    • B21B21/04—Pilgrim-step feeding mechanisms
    • B21B21/045—Pilgrim-step feeding mechanisms for reciprocating stands

Definitions

  • the invention relates to a method for cold crawlage, in particular of extreme thin-walled tubes and rods of small diameter, on one Cold pilger rolling mill with a reciprocating mill stand.
  • rotation and feed are fixed over a stationary one Rotary feed head with rotating chains causes, the chain links the Enclose the tube blank and transport it in the rolling direction using friction.
  • the Rotary feed head is driven by a planetary gear and thus causes simultaneous rotation of the tube blank.
  • the object of the present invention is based on the described state to propose to the technology a method for cold mushrooms with the extreme thin-walled, especially small pipes or rods of small diameter are rolled can be without the risk of buckling or rolling.
  • the invention provides for the rolling stock to be taken on the outlet side behind the roll stand and pull through the rolling zone. In this way, the critical pressure and / or Buckling stresses are avoided in the rolling stock and thus also with it caused disturbances in the rolling process.
  • the transport device arranged on the outlet side is assigned to the inlet-side rotary and feed drive, at least temporarily takes over the feed and rotation of the piled rolling stock and its movement sequence on the movement sequence of the outlet side Transport device is coordinated.
  • the rolling stock can initially by inlet-side device in the forming zone of the roll stand and be rolled on, after the beginning of the piled rolling stock has reached the outlet-side transport device and is detected there on its circumference, the rotary feed drive arranged on the inlet side can be switched so that only the outlet-side transport device the forward transport of the rolling stock takes over.
  • the transport device arranged on the outlet side also includes a little compared to the outlet speed of the piled rolling stock increased transport speed can be operated from the roll stand. That means, that a tensile force is always exerted on the piled rolling stock, so that with Safety avoided the critical compressive and / or buckling stresses in the rolling stock become. Furthermore, tensile stress can be applied to the rolling stock from the outside increase the formability of the rolling stock.
  • the turning and Feed drive independent of the outlet-side transport device can be switched off, so that the different states during rolling be recorded.
  • rolling the rolling stock it is only necessary that to operate the inlet-side rotating and feeding device. The moment that piled rolling stock has left the roll stand and into the outlet side Transport device was introduced, the forward transport of the Take over the rolling stock so that the inlet-side rotary feed drive is switched off can be.
  • both the rotary feed drive as well as the outlet-side transport device together switch, the tuning of the drives shown in claim 1 is to be observed.
  • At least the discharge-side transport device as a fixed rotary feed head with rotating Chains is formed, the chain links enclose the tube blank and by means of Transport friction in the rolling direction.
  • Such devices are known per se; So far they have been used as a rotary feed drive in front of the roll stand can replace the inlet chuck of conventional cold pilger rolling mills.
  • the Rolling stock beginning with the finished diameter of the piled rolling stock appropriate diameter taper is provided from the inlet side inserted through the roll stand into the transport device becomes.
  • Such a threading procedure is particularly necessary if only an outlet-side transport device with the features of the invention is used. This case is applicable if it is very long or almost endlessly long Poles or slabs are to be rolled. In this case, the rolling stock only has to once in the outlet-side transport device and can then transported almost endlessly and thereby "pulled" through the forming zone become.
  • the narrowing of the diameter for threading the rolling stock can be achieved, for example, by Pulling the beginning of the rolling stock can be produced in a pulling device; they are too Devices conceivable, such as those used to form drawing bars in front of drawing machines are known.
  • the diameter taper can also are formed by a rod which is coaxial at the front end of the rolling stock is attached.
  • the present invention can advantageously ensure that when rolling Blanks introduced immediately one after the other do not wedge or roll into each other the pipe ends appear; because the features of the invention ensure that Always keep a small distance between two successive holes e.g. 20 mm at the joint of two loops.
  • very thin-walled tubes can with a wall thickness-to-diameter ratio of ⁇ 1:40, which is has not been possible so far or has been difficult
  • the invention increases process reliability of the cold mitage process and avoids interference.
  • the invention is equally for pipes like also applicable for wires and small profiles.
  • the drawing figure shows a cold pilger mill 1, which, like the double arrow indicated above the cold pilger roll stand, oscillating back and forth.
  • the Oscillating movement of the cold pilger stand 1 is carried out by an underlying (Not shown) crank drive generated.
  • the roller pair 2 rotates synchronously the movement of the roll stand 1, driven by pinions on the roll axes, the correspond with fixed racks.
  • the rollers are calibrated so that the rolling stock is in the two dead spots of the stand is released in each case.
  • the rotary and pushes to these release zones Feed drive 3 with 6 designated in the direction of arrow 7 and rotates them at the same time by a predetermined angular amount.
  • In the Longitudinal transport movement of the transport device on the outlet side is the The course of the stretching of the rolling stock during rolling must be taken into account.
  • the Subsequent second blank 5 is placed at a distance of approximately 20 mm in the rotary feed device 3 inserted so that the ends of successive tubes themselves do not touch, not even in the reduction area.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kaltpilgern, insbesondere von extrem dünnwandigen Rohren und Stangen kleinen Durchmessers, auf einem Kaltpilgerwalzwerk mit in einem hin- und herbewegten Walzgerüst.
Aus der SU-A-863025 ist eine Vorrichtung zum Kaltpilgern von Rohren bekannt, bei der eine Transportvorrichtung zum Drehen und Vorwärtstransportieren des zu walzenden Rohres vorgesehen ist.
Dreh-und Vorschubeinrichtungen sind ebenfalls in der DE -C- 3717165 sowie der JP-A-63-84704 beschrieben.
Kaltpilgerwalzwerke mit einem hin- und herbewegten Walzgerüst benötigen Einrichtungen, die die Rohrluppe bzw. das Rohr bei jedem Gerüst um einen definierten Winkel drehen und um einen ebenfalls definierten Betrag in Walzrichtung vorwärtsschieben. Die Vorschubbewegung wird im allgemeinen mittels in Rohrluppenlängsachsrichtung bewegter Schlitten bewirkt, die entweder die Rohrluppe von hinten schieben oder von außen klemmen. Im letzteren Fall ist die Klemmvorrichtung mit einem Drehantrieb versehen, der das Rohr gleichzeitig mit der Vorwärtsbewegung um seine Längsachse dreht.
In anderen Ausführungen werden Drehung und Vorschub über einen ortsfesten Drehvorschubkopf mit umlaufenden Ketten bewirkt, wobei die Kettenglieder die Rohrluppe umschließen und mittels Reibung in Walzrichtung transportieren. Der Drehvorschubkopf ist über ein Planetengetriebe drehangetrieben und bewirkt somit die simultane Drehung der Rohrluppe.
In den meisten Fällen ist es erforderlich, die Rohrluppe nur in den Zeitphasen zu drehen und vorzuschieben, wenn die Walzen die Rohrluppe in den Totpunktbereichen des Walzgerüstes freigeben. Das heißt im allgemeinen, daß die Vorschub- und die Drehbewegungen einer stop and go-Funktion folgen. Da sich die Beschleunigungsvorgänge in Milli-Sekundenbereichen abspielen, werden hohe Anforderungen an die Antriebsmechanismen gestellt.
Da bei den bekannten Kaltpilgerwalzwerken das Walzgut ausschließlich von den Vorschubeinrichtungen vorgeschoben wird, werden Druckkräfte und Spannungen zwischen Vorschubapparat und Umformzone wirksam. Hieraus ergibt sich grundsätzlich die Gefahr des Ausknickens des Walzgutes und der Domstange, insbesondere dann, wenn sich der Stoß zwischen zwei aufeinanderfolgenden Luppen oder Stangen zwischen Vorschubeinrichtung und dem Ende der Umformzone befindet. Bei dünnwandigen oder besonders kleinen Rohren oder Stangen kleinen Durchmessers ist es ein häufig beobachtetes Problem, daß sich die Luppen- bzw. Stangenenden durch die Druckbelastung ineinander verkeilen oder daß die Walzgutenden in der Umformzone ineinandergewalzt werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik ein Verfahren zum Kaltpilgem vorzuschlagen, mit dem extrem dünnwandige besonders kleinen Rohre oder Stangen kleinen Durchmessers gewalzt werden können, ohne daß die Gefahr des Ausknickens oder der Überwalzung auftritt.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
In Abkehr von der bisherigen Bauart, bei der das Walzgut von in Walzrichtung gesehen vor dem Walzgerüst angeordneten Vorschubeinrichtungen geschoben wird, sieht die Erfindung vor, das Walzgut auslaufseitig hinter dem Walzgerüst zu ergreifen und durch die Walzzone zu ziehen. Auf diese Weise werden die kritischen Druckund/oder Knickspannungen im Walzgut vermieden und damit auch die damit verursachten Störungen im Walzprozeß.
Dabei ist vorgesehen, daß der auslaufseitig angeordneten Transportvorrichtung ein einlaufseitig angeordneter Dreh- und Vorschubantrieb zugeordnet ist, der zumindest zeitweise den Vorschub und die Drehung des gepilgerten Walzgutes übernimmt und dessen Bewegungsablauf auf den Bewegungsablauf der auslaufseitigen Transportvorrichtung abgestimmt ist.
In Zusammenwirkung der erfindungsgemäßen Transportvorrichtung mit herkömmlichen, vor dem Walzgerüst angeordneten Dreh-Vorschubantrieben und unter entsprechender Abstimmung der Einrichtungen kann das Walzgut zunächst von der einlaufseitigen Vorrichtung in die Umformzone des Walzgerüstes geführt und angewalzt werden, wobei, nachdem der Anfang des gepilgerten Walzgutes die auslaufseitige Transportvorrichtung erreicht hat und dort an seinem Umfang erfaßt ist, der einlaufseitig angeordnete Dreh-Vorschubantrieb so geschaltet werden kann, daß nur die auslaufseitige Transportvorrichtung den Vorwärtstransport des Walzgutes übernimmt.
Ferner ist vorgesehen, daß die auslaufseitig angeordnete Transporteinrichtung mit einer geringfügig gegenüber der Auslaufsgeschwindigkeit des gepilgerten Walzgutes aus dem Walzgerüst erhöhten Transportgeschwindigkeit betreibbar ist. Das bedeutet, daß stets eine Zugkraft auf das gepilgerte Walzgut ausgeübt wird, so daß mit Sicherheit die kritischen Druck- und/oder Knickspannungen im Walzgut vermieden werden. Desweiteren kann von außen auf das Walzgut aufgebrachte Zugspannung das Umformvermögen des Walzgutes erhöhen.
Nach einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, daß der einlaufseitige Dreh-und Vorschubantrieb unabhängig von der auslaufseitigen Transporteinrichtung zu- und abschaltbar ist, so können damit die verschiedenen Zustände während des Walzens erfaßt werden. Beim Anwalzen des Walzgutes ist es lediglich erforderlich, die einlaufseitige Dreh- und Vorschubeinrichtung zu betreiben. In dem Moment, wo das gepilgerte Walzgut das Walzgerüst verlassen hat und in die auslaufseitige Transporteinrichtung eingeführt wurde, kann diese den Vorwärtstransport des Walzgutes übernehmen, so daß der einlaufseitige Dreh-Vorschubantrieb abgeschaltet werden kann. In anderen Betriebszuständen ist es denkbar, sowohl den Dreh-Vorschubantrieb als auch die auslaufseitige Transporteinrichtung gemeinsam zu schalten, wobei die im Patentanspruch 1 aufgezeigte Abstimmung der Antriebe einzuhalten ist.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß mindestens die auslaufseitige Transporteinrichtung als ortsfester Dreh-Vorschubkopf mit umlaufenden Ketten ausgebildet ist, dessen Kettenglieder die Rohrluppe umschließen und mittels Reibung in Walzrichtung transportieren. Derartige Vorrichtungen sind an sich bekannt; sie werden bisher als Dreh-Vorschubantrieb vor dem Walzgerüst eingesetzt und können das Einlaufspannfutter herkömmlicher Kaltpilgerwalzwerke ersetzen.
Bei Verwendung von jeweils gleichartigen, vor und hinter dem Walzgerüst angeordneten Dreh-Vorschubköpfen mit umlaufenden Ketten kann das Ein- und Auslaufspannfutter entfallen. Durch einen derartigen Antrieb lassen sich die Vorteile der Erfindung besonders günstig verwirklichen.
Um das Einfädeln des Walzgutes zu erleichtern ist ferner vorgesehen, daß der Walzgutanfang mit einer dem Fertigdurchmesser des gepilgerten Walzgutes entsprechenden Durchmesserverjüngung versehen wird, die von der Einlaufseite ausgehend durch das Walzgerüst hindurch in die Transporteinrichtung eingeschoben wird. Ein solches Einfädelverfahren wird vor allem dann erforderlich, wenn lediglich eine auslaufseitige Transportvorrichtung mit den erfindungsgemäßen Merkmalen verwendet wird. Dieser Fall ist anwendbar, wenn sehr lange oder quasi endlos lange Stangen oder Luppen gewalzt werden sollen. In diesem Fall muß das Walzgut nur einmal in die auslaufseitige Transportvorrichtung eingeführt werden und kann dann nahezu endlos vorwärtstransportiert und dabei durch die Umformzone "gezogen" werden.
Die Durchmesserverjüngung zum Einfädeln des Walzgutes kann beispielsweise durch Ziehen des Walzgutanfanges in einer Ziehvorrichtung hergestellt werden; es sind auch Vorrichtungen denkbar, wie sie zum Anformen von Ziehangeln vor Ziehmaschinen bekannt sind.
Nach einem anderen Merkmal der Erfindung kann die Durchmesserverjüngung auch von einer Stange gebildet werden, die koaxial am vorderen Ende des Walzgutes befestigt wird.
Um bei Verwendung von einlaufseitigen Dreh-Vorschubantrieben und auslaufseitiger Transportvorrichtung die notwendige Abstimmung der beiden Vorrichtungen eigenen Transportgeschwindigkeiten vornehmen zu können, ist im Übrigen vorgesehen, daß zunächst die Transportgeschwindigkeit des auslaufenden Walzgutes hinter dem Walzgerüst bei geöffneter auslaufseitiger Transportvorrichtung gemessen wird und das Ergebnis auf die Geschwindigkeitsregelung des Antriebes der Transportvorrichtung übertragen wird, wobei die Geschwindigkeit der auslaufseitig angeordneten Transportvorrichtung gegenüber der Transportgeschwindigkeit des einlaufseitigen Vorschubantriebes um 3 bis 10 % erhöht wird, bevor die Transportvorrichtung gegen das Walzgut geschlossen wird.
Durch diese Vorgehensweise wird sichergestellt, daß die richtige Transportgeschwindigkeit der auslaufseitigen Transportvorrichtung eingestellt wird, die berücksichtigen muß, daß das Walzgut infolge der Verformung in der Umformzone eine Längsgeschwindigkeit erteilt bekommt, die abhängig ist vom Umformvorgang selbst. Diese aus der Umformung resultierende Transportgeschwindigkeit wird dann in der aufgezeigten Weise erhöht, so daß die zu vermeidenden Druck- und/oder Knickspannungen nicht eintreten können.
Die vorliegende Erfindung kann in vorteilhafter Weise sicherstellen, daß beim Walzen unmittelbar hintereinander eingeführter Luppen kein Verkeilen oder Ineinanderwalzen der Rohrenden auftritt; denn durch die Merkmale der Erfindung wird sichergestellt, daß zwischen zwei aufeinanderfolgenden Luppen stets ein geringer Abstand eingehalten wird, z.B. 20 mm am Stoß zweier Luppen.
Mit den Merkmalen und Maßnahmen der Erfindung können sehr dünnwandige Rohre mit einem Wanddicken-zu-Durchmesser-Verhältnis < 1 : 40 kaltgepilgert werden, was bislang nicht oder nur schwer möglich war. Die Erfindung erhöht die Prozeßsicherheit des Kaltpilgerverfahrens und vermeidet Störungen. Auch kürzere Rohrstücke sind nach der Erfindung verbessert walzbar. Die Erfindung ist gleichermaßen für Rohre wie auch für Drähte und kleine Profile anwendbar.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der einzigen Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
Die Zeichnungsfigur zeigt ein Kaltpilgerwalzgerüst 1, das sich, wie der Doppelpfeil über dem Kaltpilgerwalzgerüst andeutet, oszillierend hin- und herbewegt. Die Oszillationsbewegung des Kaltpilgerwalzgerüst 1 wird von einem darunter liegenden, (nicht dargestellten) Kurbeltrieb erzeugt. Das Walzenpaar 2 dreht sich synchron mit der Bewegung des Walzgerüstes 1, getrieben von Ritzeln auf den Walzenachsen, die mit ortsfesten Zahnstangen korrespondieren.
Die Walzen sind so kalibriert, daß das Walzgut in den beiden Gerüsttotpunkten jeweils freigegeben wird. Zu diesen Freigabezonen schiebt der Dreh- und Vorschubantrieb 3 die mit 6 bezeichnete Luppe in Pfeilrichtung 7 vorwärts und dreht sie gleichzeitig um einen vorgegebenen Winkelbetrag. Ist die Luppe soweit ausgewalzt, daß das das Walzgerüst 1 verlassende gepilgerte Rohr auch von der auslaufseitigen Transportvorrichtung 4 erfaßt und gedreht und gezogen werden kann, so wird von dieser die Dreh- und Vorschubbewegung unterstützt. Bei der Längstransportbewegung der auslaufseitigen Transportvorrichtung ist der Streckungsverlauf des Walzgutes während des Walzens zu berücksichtigen. Die nachfolgende zweite Luppe 5 wird mit einem Abstand von ca. 20 mm in die Dreh-Vorschubeinrichtung 3 eingelegt, so daß die Enden einander folgender Rohre sich nicht berühren, auch nicht im Reduktionsbereich. Sobald ein Ende des gewalzten Rohres die Umformzone im Walzgerüst 1 erreicht hat, wird durch die erhöhte Transportgeschwindigkeit der auslaufseitigen Transportvorrichtung das Rohr schnell abgezogen, so daß keine Berührung mit dem Anfang des nachfolgenden Rohres stattfinden kann.

Claims (6)

  1. Verfahren zum Kaltpilgern, insbesondere von extrem dünnwandigen Rohren und Stangen kleinen Durchmessers auf einem Kaltpilgerwalzwerk mit in einem hin- und herbewegten Walzgerüst (1) angeordneten und sich auf ihrem Umfang verjüngend kalibrierten Walzen (2), in denen das Walzgut (5) mindestens in einem der beiden Walzgerüsttotpunkte gedreht und vorwärts transportiert wird, wobei zum Drehen und Vorwärtstransportieren des Walzgutes eine auslaufseitig unmittelbar hinter dem Walzgerüst (1) angeordnete Transporteinrichtung (4) vorgesehen ist, die das gepilgerte Walzgut (5) an seinem Umfang erfaßt und der auslaufseitig angeordneten Transportvorrichtung (4) ein einlaufseitig angeordneter Dreh- und Vorschubantrieb (3) zugeordnet ist, der zumindest zeitweise den Vorschub und die Drehung des gepilgerten Walzgutes übernimmt und dessen Bewegungsablauf auf den Bewegungsablauf der auslaufseitigen Transportvorrichtung (4) abgestimmt ist, wobei zur Einstellung der Transportgeschwindigkeit der auslaufseitig angeordneten Transportvorrichtung zunächst die Transportgeschwindigkeit des auslaufenden Walzgutes hinter dem Walzgerüst (1) bei geöffneter auslaufseitiger Transportvorrichtung (4) gemessen wird und das Ergebnis auf die Geschwindigkeitsregelung des Antriebes der Transportvorrichtung übertragen wird, wobei die Geschwindigkeit der auslaufseitig angeordneten Transportvorrichtung (4) gegenüber der Transportgeschwindigkeit des einlaufseitigen Vorschubantriebes (3) um 3%-10% erhöht wird, bevor die Transportvorrichtung gegen das Walzgut geschlossen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß der einlaufseitige Dreh- und Vorschubantrieb (3) unabhängig von der auslaufseitigen Transporteinrichtung (4) zu- und abschaltbar ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die auslaufseitige Transporteinrichtung (4) als ortsfester Drehvorschubkopf mit umlaufenden Ketten ausgebildet ist, dessen Kettenglieder das Walzgut (Luppe 5 bzw. 6) umschließen und mittels Reibung in Walzrichtung transportieren.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Walzgutanfang mit einer dem Fertigdurchmesser des gepilgerten Walzgutes entsprechenden Durchmesserverjüngung versehen wird, die von der Einlaufseite ausgehend durch das Walzgerüst hindurch in die Transporteinrichtung eingeschoben wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesserverjüngung durch Ziehen des Walzgutanfanges in einer Ziehvorrichtung hergestellt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesserverjüngung von einer Stange gebildet ist, die koaxial am vorderen Ende des Walzgutes befestigt wird.
EP97250369A 1996-12-17 1997-12-10 Verfahren und Vorrichtung zum Kaltwalzen von Rohren und Stangen Expired - Lifetime EP0849010B1 (de)

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