WO1996005921A1 - Verfahren und vorrichtung zum setzen von stopfen an stopfenwalzwerken - Google Patents

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WO1996005921A1
WO1996005921A1 PCT/DE1995/000982 DE9500982W WO9605921A1 WO 1996005921 A1 WO1996005921 A1 WO 1996005921A1 DE 9500982 W DE9500982 W DE 9500982W WO 9605921 A1 WO9605921 A1 WO 9605921A1
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WO
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stopper
plug
rolling line
rolling
waiting position
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Application number
PCT/DE1995/000982
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English (en)
French (fr)
Inventor
Walter Im Brahm
Wilhelm Effertz
Michael Brensing
Original Assignee
Mannesmann Ag
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to RO97-00340A priority patent/RO118386B1/ro
Priority to DE59505217T priority patent/DE59505217D1/de
Publication of WO1996005921A1 publication Critical patent/WO1996005921A1/de

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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
  • DE-OS 2553580 Another principle is disclosed in DE-OS 2553580.
  • the stopper arriving from the chute is moved to an inclined elevator by means of a swiveling device and then pushed up to the height of the rolling line.
  • a carriage By means of a carriage, which can be moved longitudinally on a conveyor track arranged at an angle to the rolling line, the stopper is accelerated so strongly that it slips into the roll gap using its kinetic energy.
  • the object of the invention is to provide a process-optimized method and a space-saving device which works without problems even with a wide range of different plug dimensions and allows an effective visual inspection of the rotating plugs.
  • the space-saving design is achieved by choosing an approximately elliptical path for the movement of the lifting device, which path lies in a plane perpendicular to the rolling line.
  • the long axis of the elliptical path is approximately parallel to the stopper's sliding line and only slightly offset from the rolling line towards the operating side.
  • the top vertex of the track is above the edge of the guide trough.
  • This track shape is achieved by a crank mechanism which has three wheels of the same size rotating in the same direction and two intermediate wheels, two wheels designed as toothed spur wheels being connected to the lifting device by means of cranks.
  • the location of the stopper was laterally offset before lifting.
  • a pivotable lever is arranged at the end of the slide, the trough-shaped lateral extension of which continues the slide. This lever is about one
  • Pull-push rod which is articulated to the gear of the crank mechanism having a worm gear ring and a spur gear ring, is kinematically connected to the movement of the lifting device. If the stopper remained in the plane of the rolling line, the pivot point of the receiving lever would have to be laterally offset from the rolling line so that the
  • Gripper of the lifting device can accommodate the plug from below, which would mean corresponding space requirements.
  • a pivotable hollow box-like element the upper cover of which together with the lower plug change lever forms a prism-like support. If the element is swiveled, for example by means of a hinged hydraulic cylinder, a passage opening is opened, which makes it possible to discharge a damaged plug or its fragments via a fixed slide plate.
  • the slide plate is located inside the discharge element and forms an extension to the swung-in lower plug change lever
  • the formation of the waiting position at the height of the rolling line and at a close lateral distance from it is a very important advantage. In this way, the operator standing on this side of the rolling line can easily cool the previously recooled one
  • a manipulator can be used in an advantageous manner, which can grip the two plugs in circulation when the dimensions change and replace them with two new ones. After the two new plugs have been put down, the two plugs that are no longer required are extended and taken to the workshop for measurement and possibly revision of the working part.
  • the manipulator can also be used to lift a stopper that is classified as no longer usable in the visual inspection and to move it away.
  • the stopper is deposited in the rolling line in a fixed prism guide, so that it is no longer possible to tilt the stopper.
  • the axial alignment of the plug with respect to the rolling line is one of the essential prerequisites for trouble-free operation.
  • the fixed prismatic guide forms a continuous continuation of the guideway in front and behind.
  • FIG. 1 Front view of a device according to the invention Figure 2 Plug in the lifting device shortly before storage in the guide trough
  • FIG. 5 shows a view in the direction Y in FIG. 4.
  • Figure 6 is a partial view of a manipulator in connection with the device according to the invention.
  • Figure 1 shows in the form of a schematic diagram a front view lying in the rolling direction of a device according to the invention. This line of sight is congruent with the line of sight 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-changing lever 1, which is designed as a gripper, the lower plug-changing lever 2, which is designed as a pivoting element, and the two plug-changing levers 1, 2 kinematically linked crank mechanism 3, including a push-pull rod 4.
  • the crank mechanism 3 consists of three rotating in the same direction large wheels 5,6,7 with two smaller but also equally sized intermediate wheels 8,9 arranged in between, the first wheel 5 having a ring gear 36 and a spur gear ring gear 37, while the other two wheels 6,7 as
  • Spur gears are formed. The coincidence of the direction of rotation of the three wheels 5,6,7 is indicated by arrows.
  • crank mechanism 3 takes place via an articulated shaft 10, which is only indicated here, which with a controllable electric motor, not shown here, via a
  • Safety clutch is connected.
  • the first wheel 5 of the crank mechanism 3, which has two ring gears 36, 37, is driven via a worm shaft 11 with a corresponding reduction.
  • One ring gear 36 is a worm wheel and the second ring gear 37 is a spur gear, both of which are arranged on a common axis.
  • the already mentioned pull-push rod 4 is articulated via a crank 12.
  • the other end of the push-pull rod 4 is articulated to the lower plug change lever 2.
  • the pivotability of this plug change lever 2 is indicated by an arrow 13.
  • the second gear 6, designed as a spur gear, of the crank mechanism 3 is articulated via a crank 14 to the upper plug change lever 1, indirectly via a sliding block 15.
  • This sliding block 15 can move back and forth in a corresponding recess 16 in the upper plug change lever 1 ( see also Fig. 3).
  • the third gear 7 of the crank mechanism 3, which is also designed as a spur gear, also has a crank 17 which is articulated to the upper part of the upper plug change lever 1. So that the upper plug change lever 1 can receive the plug softly, the gripping arm 18 is pivotally connected to the actual carrier element 38.
  • the damping for the pivotability of the gripping arm 18 is carried out by a spring 19.
  • Rolling line standing level and in contrast to the known conical drum has no inclination.
  • the large axis 21 (shown here as a dashed line) lies parallel to the slide line (arrow) 22 of the stopper and is somewhat offset in the direction of the operating side.
  • the upper vertex of this track results from the fact that the stopper has to be raised over the edge 23 of the prism-like guide track 24.
  • the discharge element 25 has a roof-like cover 26. This forms a prism-like support for the stopper by means of a corresponding inclination together with the lower stopper change lever 2.
  • a hydraulic cylinder 27 is articulated to the discharge element 25 as an actuating means, with the aid of which the discharge element 25 can be pivoted, as indicated by the arrow 28. Details of this can be found in the description for FIG. 3.
  • FIG. 4 shows how a passage opening is formed by pivoting away the discharge element 25, so that the plug or its fragments, for example damaged, can be discharged along the stationary slide 30. Details of this can be found in the description of this FIG. 4.
  • a plug rolling mill there are usually two plugs in circulation, the respective working part of the plug having a different diameter in order to reduce the wall thickness of the pipe to be rolled in conjunction with the corresponding rolling caliber.
  • the stopper which is only connected to the mandrel bar by force, loosens and moves downward from the rolling line due to its weight with almost no lateral offset.
  • a slide 30 is arranged in the plane of the rolling line below (shown only hinted here). The slide line along which the stopper moves down is indicated by an arrow 22. At the end of the slide 30, the stopper is caught (catch position 39) by the trough-like design of the right extension 31 of the lower stopper change lever 2. The impact on the stopper change lever 2 is dampened by the articulated pull-push rod 4.
  • Damping element is arranged in the push-pull rod 4 a Fede ⁇ aket 32.
  • the crank mechanism 3 By means of the crank mechanism 3, the lower plug change lever 2 is pivoted according to the arrow 13 and the plug is moved from right to left into the receiving position
  • the damaged plug can be lifted out of the waiting position 34 by means of a manipulator (see FIG. 6) and transported away.
  • the stopper In the aforementioned waiting position 34, the stopper remains on the free end 20 of the gripper arm 18 until the rolling line is free.
  • the gripper arm 18 then moves the stopper along the path beyond the upper apex and deposits it in the rolling position 35. So that the free end 20 of Gripping arm 18 can submerge, corresponding slots 40 are provided in the guideway 24 (see FIG. 2).
  • the stopper In this rolling position 35, the stopper is entrained in a known manner by threading it over the cone of the stopper from the pipe to be rolled and pushed over appropriately designed guideways into the rolling caliber and centered on the mandrel bar. After rolling has been carried out, the previously explained workflow begins anew.
  • the work cycle is to be understood in such a way that after the plug used for the rolling that has just been rolled slides down on the chute 30 and the pipe that has just been rolled is retrieved, the movement sequence of the gripping arm 18 from the waiting position 34 is triggered. From this waiting position 34, the gripping arm 18 runs without interruption, i. H. Storage in the rolling position 35, passage to the receiving position 33 and lifting up to the waiting position 34 across the system, with corresponding slots 40, 41 being provided at all points where a passage of the free end 20 of the gripping arm 18 is required.
  • the housing comprising the entire device has been omitted here for the sake of simplicity, 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 stopper into the rolling line (rolling position 35) and the receiving of the stopper by the gripping arm 18 in the receiving position 33.
  • the movement sequence of the gripping arm 18 starts from the waiting position 34, in which the stopper is at the same height as in the rolling position 35.
  • Plug out of the waiting position 34 up to the upper vertex is necessary since the plug has to be lifted over the edge 23 of the guideway 24.
  • the plug is then deposited in the fixed prism-like guideway 24, which represents an extension of the guideway arranged before and after it. 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 spacing 43 of which is selected to match the length of the cylindrical guide section 44 of the stopper (FIG. 2).
  • the upper stopper change lever 1 is moved further by means of the crank 17 and the spur gear 7 of the crank mechanism 3. After passing through the lower apex (not shown here), the gripper arm 18 reaches the receiving position 33. This is selected so that the gripper arm 18 from below
  • Plug change lever 2 the push-push rod 4, the further movement, which is elastically elongated.
  • the lower plug change lever 2 is moved back to the catch position from left to right.
  • a locking plate (not shown here) is pivoted in at the end of the chute 30. The stopper sliding down too soon would collide with this sheet. After the locking plate has been pivoted away, the stopper can continue to slide under the effect of its own weight on the trough-like extension 31 of the lower stopper change lever 2.
  • FIG. 4 in connection with FIG. 5, the special situation of removing a damaged stopper is shown.
  • the operator has recognized the impermissible damage when the rolled plug slides down, he has the possibility to change the sequence of movements in such a way that the damaged plug can be removed.
  • the lower plug change lever 2 is moved from the receiving position 39 into the receiving position 33 and at the same time the discharge element 25 is moved away from the position shown in dashed lines by means of the hydraulic actuating means 27.
  • the discharge element 25 consists of two cheeks 47, 47 ′ arranged in parallel, which are connected at the lower end to a rotating rod 48.
  • the upper end has a cover 26 which, together with the lower plug change lever 2, forms a prism-like support for the plug in the receiving position 33.
  • Corresponding slots 41 are also arranged here so that the gripping arm 18 of the upper plug change lever 1 can dive through the cover 26 when the plug is received.
  • the distance between the two cheeks 47, 47 ' and their height is chosen so that the largest stopper used in the stopper waiting line can be removed without difficulty.
  • the manipulator 50 consists of a carriage, only indicated here, which can be moved on rails 51 perpendicular to the rolling line.
  • Four gripper arms 52 to 55 are arranged on the manipulator and can be moved up and down in accordance with the position shown in broken lines.
  • sensors 56 are arranged, between which the respective one
  • Plug can be clamped.
  • the same height of the waiting position 34 and the rolling position 35 (see FIG. 1), which is essential to the invention, allows the two stoppers 57, 58 to be exchanged to be gripped and lifted in a very simple manner when the dimensions change, using the manipulator.
  • the plugs 59, 60 required for the next rolling dimension can be moved into the corresponding position and then placed on the end 20 of the gripping arm 18 on the one hand and on the guide track 24 on the other hand.
  • the two stoppers 57, 58 that are no longer required are then moved away and fed to a control and reworking station.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft ein 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 nach unten herausbewegt, rückgekühlt und in den Bereich der Walzlinie wieder angehoben wird. Erfindungsgemäß bewegt sich der Stopfen beim Anheben auf einer elliptischen Bahn und nimmt vor dem Ablegen eine Warteposition ein, die sich auf etwa gleicher Höhe im seitlichen Abstand zur Walzlinie befindet. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Setzen von Stopfen mit einer Rutsche, einer Kühleinrichtung und einer Hebeeinrichtung, die zwei Stopfenwechselhebel (1, 2) aufweist, deren Bewegung über ein Kurbelgetriebe (3) verknüpft ist. Dabei ist der obere Stopfenwechselhebel (1) an zwei Stellen und der untere Stopfenwechselhebel (2) mittels einer Zug-Druck-Stange (4) über Kurbeln (14, 17, 12) mit dem Kurbelgetriebe (3) verbunden.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Setzen von Stopfen an Stopfenwalzwerken
Beschreibung
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 IM; DE-OS 2700589). Allen genannten Schriften 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. Vorteilhafte 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 Stopfenwechselhebel 1 den Stopfen weich aufnehmen kann, ist der Greifarm 18 schwenkbar mit dem eigentlichen Trägerelement 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 Fedeφaket 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 Zusammeπspiel 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 Bewegungsabiauf 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 Stopfenwaizstraße 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

Patentansprüche:
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 in einer senkrecht zur Walzlinie liegenden Ebene auf einer annähernd elliptischen Bahn bewegt und vor dem Ablegen in die Walzlinie eine Warteposition einnimmt, die sich auf etwa gleicher Höhe im seitlichen Abstand zur Walzlinie befindet und vor dem Anriehen 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 und dem Abziehen des gewalzten Rohres von der Warteposition 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 nac 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 1 , 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 1 , 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 Stimradzahnkranz (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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