DE1752603C - Werkstückvorholvorrichtung für ein Pilgerschrittwalzwerk - Google Patents

Description

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zurück, da die im Anschluß an den Walzvor- Druckluftverbrauch statt. Die Druckluft wird im Gas-

oang in den Hohlzylinder eingeleitete Hochdruck- behälter lediglich einer Kompression mit einer oaraui-

fuft sich nicht sprunghaft auf den für die Ab- folgenden Entspannung unterworfen. Uie-uroue ut»

bremsung der Massen erforderlichen Druck einstellen Luftdruckes im Gasbehälter braucht dabei je nacn

Ξ - 5 Kaliber und Blockgewicht nur einmal eingestellt zu

Ferner ist aus der deutschen Patentschrift 927 983 werden. Drucknetze und Ventile sind nicht notwen-

eine Werkstückvorholvorrichtung für ein Pilgerschritt- dig. Die Kompression der Luft im Gasbehälter error-

walzwerk bekannt, in deren Vorholgehäuse ein das dert zwar Energie, die aber vom Walzmotor uoer aie

Volumen dieses Gehäuses entsprechend dem Ein- Luppe und das Vorholgestänge aufgebracht wira.

und Austreten des Vorholkolbens verändernder Hohl- _l0 Diese Energie ist billiger· als Hochdrucklutt, weicne iii

körper aus formveränderlichem bzw. nachgiebigem den Vorholzylinder bzw. in einem Hohlkörper a -

Stoff angeordnet ist, dessen Inneres über Einlaß- und formveränderlichem Stoff von Druckmittelquellen

Auslaßventile mit Druckluft füllbar bzw. von dieser eingeführt und anschließend wieder abgelassen wer-

entleerbar ist. Auch bei dieser Vorrichtung muß den muß. Schon nach kurzem Vorholweg wird Dei aer

hochgespannte Druckluft bereitgestellt und in den 15 erfindungsgemäßen Vorrichtung ein OrenzcmicK er-

HoWkörper von außen eingepreßt weiJen. Weiter reicht, der beim weiteren Arbeitshub praktisch unver-

sind Regelvorrichtungen für den Ein-und Auslaß der ändert bleibt. Deshalb können hohe Walzenaren-

ho( 'gespannten Druckluft und eine zugehörige zahlen erreicht werden, ohne daß der am tno£ oes

Stelleinrichtung mit Ventilen erforderlich. Arbeitshubes anstehende Druck der Vorholluft die

Aus der deutschen Patentschrift 508 646 ist schließ- ao Gefahr mit sich bringt, daß das Rohr im armen

Hch cm Vorholer bekannt, der mit einem im rück- Kaliberteil der Pilgerwalzen rutscht oder das Konr

wai'ißcn Vorholzylinderraum angeordneten, beweg- beim Auswalzen dünnwandiger Rohre zerreim.

lieben Bodenkolben und einem Gasbehälter mit im Schließlich wird mit der erfindungsgemaßen vorncn-

Vcri'leich zum Hubraum des Vorholkolbens wesent- tung auch eine wesentlich bessere Qualität der niger-

ÜLh'größerem Rauminhalt ausgestattet ist. Der Luft- as walzirrtire bei höherer Endwalztemperatur und gro-

dru'k des Gasbehälters wirkt während des Walzens ßerer Rohrlänge erreicht. .

und der Vorholbewegung ständig auf die Vorderseite Die Erfindung wird im folgenden an Hana einer

des Vorholkolbens ein und unterstützt somit die an Zeichnung, die schematisch ein AusfuhrungsDeispiei

sich von den Walzen aufzubringende Verschiebung der Vorrichtung darstellt, naher erläutert, im einzei-

des Vorholgestänges. Lediglich zum Werkstückwech- 30 nen zeigt .

sei wird der Luftdruck des Gasbehälters auf die Rück- Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine bekannt

seite des Vorholkolbens umgeschaltet, so daß der Vorholvorrichtung,

Vorholer eine vordere Endlage einnimmt. Die Rück- Fig. 2 einen Längsschnitt entsprechend 11 g. ·

holbcwegung des Vorholgestänges wird gegen den der jedoch eine andere Arbeitsstellung des vornoi-

die vordere Kolbenfläche beaufschlagenden Druck 35 kolbens zeigt,

des Gasbehälters durch den beweglichen Bodenkol- F i g. 3 die Verdichtungskurve beim Arbeitshub mit

ben bewirkt, der zu dem Zweck an einer als Drall- einer Vorholvorrichtung gemäß Fig. lunai, .

spindel ausgebildeten Verlängerung des Vorholkol- Fig. 4 einen Längsschnitt durch ^d'^{e erfi}"^d""^-

bens direkt anliegt und rückseitig von einer Flüssig- gemäße Vorholvorrichtung bei Beginn des ArDeits-

keit beaufschlagt ist. Die Flüssigkeit wird von einer 40 hubes,

gegebenenfalls von den Walzen angetriebenen oder Fig. 5 einen Längsschnitt gemäß Fig. l Dei cnae

mit deren Drehbewegung synchronisierten Pumpe ge- des Arbeitshubes,

Jjjjert Fig. 6 die Verdichtungskurve, die mit der erfin-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine dungsgemäßen Vorrichtung entsprechend den Fig.4 Werkstückvorholvorrichtung der eingangs genannten 45 und 5 erreicht wird. . . , . *, u„i„„. Art zu schaffen, bei der die Vorholluftenergie im Die Fig. 1 und 2 zeigen eine bekannte! Vorholvorrückwärtigen Hubraum des Vorholzylinders so auf- richtung für ein Pilgerschrittwalzwerk. Der Vorho gebaut wird, daß der aufgebaute Druck weitgehend kolben ist n.it 1 und der Vollzylinder mit 2 bcunabhängig von dem Arbeitshub ist und daß sowohl zeichnet. Der rückwärtige Hubraum 3 des Vorholder durch die Trägheit der zurückbewegten Massen 50 Zylinders 1 ist durch einen Boden 4 der eine Oe-(Vorholkolben, Dornstange, Hohlblock) bedingte windespindel 5 trägt, verschlossen. Entsprechend dem Weg vermindert als auch beim Vorholhub eine große jeweiligen Durchmesser des ³"⁵™^1ζεη^"*^ο*^Γ" Vorholgeschwindigkeit erreicht wird. Außerdem soll wird der Rauminhalt des r^uc*^wf''S^S™L der Druck im rückwärtigen Hubraum des Vorhol- durch Verstellung des Bodens 4 desse η Gewndesp.nzvlinders ohne zusätzliche Druckmittelquellen aufge- 55 del 5 sich in der Gewindemutter 6 eines Zylinderhaut werfen abschlußdeckels 7 drehen kann, eingestellt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei der ge- Fig 3 zeigt *· Vcrfichtun^tar^ der VorhoHuft

nannten Werkstückvorholvorrichtung dadurch er- im rückwärtigen Hubraum 3 ^d« ^orho jylmders 2,

reicht, daß der Gasbehälter auf einen vorbestimmten die mit einer derartigen bekannten Vorholvornchtung

Grenzdruck eingestellt ist und mit dem rückwärtigen 60 erzielt werden ^kan\ ^er Anfangsdmck der im rucK

Hubraum des Bodenkolbens unmittelbar und mit wärtigen Hubraum 3 befindlichen Vorholluft ist nut

dem Vorholkolben über ein im rückwärtigen Hub- P₀ bezeichnet.

raum des Vorholzylinders eingeschlossenes Druck- Dieser Druck herrscht wahrend der Vorholkolb.n-

polster mittelbar verbunden ist. stellung gemäß F i g. 1. Be. der Zuruckbewegung des

Vorzugsweise weist der vordere Hubraum des Vor- 6₅ Vorholkolbens 1 während des Arbeitshubes wird die

holzbinder* ein Einlaßventil und ein Auslaßventil für Vorholluft im rückwärtigen Hubraum 3 entsprechend

h" Druckeas auf der gezeichneten Verdichtungskurve A, B, C bis auf

Bei der Irfindungsgemäßen Vorrichtung findet kein den Druck P₁ verdichtet. Durch die Linie D ist die

Stellung des Bodens 4 und durch die Linie E die Stel- net. Beim Arbeitshub steigt die Verdichtungslung der Flüssigkeitsbremse der Vorholvorrichtung kurve AB gegenüber der Verdichtungskurve gemäß bezeichnet. F i g. 3 steil an und erreicht nach einem wesentlich

F i g. 4 und 5 zeigen eine Vorholvorrichtung, die kürzeren Weg des Vorholkolbens bereits den zulässigemäß der Erfindung aufgebaut ist. Der Vorholkol- 5 gen Grenzdruck p_v da der rückwärtige Hubraum ben 8 bewegt sich in einem Vorholzylinder 9. Im durch die Stellung des beweglichen Kolbens gemäß rückwärtigen Hubraum 10 des Vorholzylinders 9 ist F i g. 4 verkleinert ist. Bei Erreichung des einstellein beweglicher Bodenkolben 11 angeordnet. Durch baren Grenzdruckes p_v der durch den Druck im Luftdiese Anordnung entsteht ein weiterer Hubraum 12, behälter 13 und im Hubraum 12 bestimmt ist, bewegt der über eine Leitung mit einem Luftbehälter 13 ver- io sich der Bodenkolben 11 mit gleicher Geschwindigbunden ist, dessen Rauminhalt wesentlich größer als keit wie der Vorholkolben nach rückwärts, da infolge der größte Inhalt des Hubraums 12 ist. Der Druck des großen Luftbehälters 13 praktisch keine Komim Luftbehälter 13 und damit im Hubraum 12 kann pression im Hubraum 12 des beweglichen Bodenkolbeispielsweise durch einen Kompressor in der jeweils bens 11 stattfindet. Dieser Abschnitt wird durch den erforderlichen Größe eingestellt werden. 15 Kurventeil BC dargestellt, der hier einen geringfügi-

Der vordere Hubraum 17 des Vorholzylinders 9 gen Druckanstieg im rückwärtigen Hubraum 10 des weist ein Einlaßventil 18 und ein nicht dargestelltes Vorholzylinders 9 zeigt, da der Luftbehälter 13 nicht Auslaßventil auf. Durch das Einlaßventil 18 wird ins- unendlich groß sein kann.

besondere beim Anpilgern zur Unterstützung der Die vordere Stellung des beweglichen Bodenkol-

Rückwärtsbewegung des Vorholkolbens 8 ein Druck- 20 bens 11 ist für alle Walzprogramme im allgemeinen gas auf die Vorderseite des Vorholkolbens 8 geleitet. gleich. Falls es jedoch notwendig ist, die Verdich-Das Auslaßventil dient zum Hinauslassen des Druck- lungskurve AB etwas steiler oder flacher zu wählen, gases beim anschließenden Vorholhub. In F i g. 5 ist kann die vordere Stellung des beweglichen Kolbens die hintere Endlage des Vorholkolbens 8 dargestellt. 11 verändert werden. Der bewegliche Kolben besitzt Der bewegliche Bodenkolben 11 hat sich ans seiner 25 zu diesem Zweck eine Hubbegrenzungsstange 14, die Lage gemäß F i g. 4 infolge der Kompression der durch die zentrale Bohrung eines Vorholzylinder-Vorholluft im rückwärtigen Hubraum 10 des Vorhol- abschlußdeckels 15 hindurchgeführt ist und außen Zylinders 9 bei Erreichung eines einstellbaren Grenz- eine verstellbare Mutter 16 trägt, durch deren Dredrucks im Hubraum 10 mit gleicher Geschwindigkeit hung die vordere Stellung des beweglichen Bodenkolwie der Vorholkolben 8 nach hinten bewegt. Dieses 30 bens 11 verändert werden kann.
Druckgleichgewicht zwischen Vorder- und Rückseite Der Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht

des beweglichen Bodenkolbens 11 wird erfindungsge- darin, daß hohe Walzendrehzahlen durch die erfinmäß dadurch ermöglicht, daß der Inhalt des Luft- dungsgemäße Vorrichtung erreicht werden können, behälters 13 wesentlich größer als der Hubraum 12 ohne daß der am Ende des Arbeitshubes entstehende des beweglichen Bodenkolbens 11 ist. Es kann somit 35 Druck der Vorholluft gefährlich für das Rutschen des eine große potentielle Druckluftenergie gespeichert Rohres im dritten Kaliberteil der Pilgerwalzen oder werden, die während des anschließenden Vorhol- für das Zerreißen des Rohres beim Auswalzen dünnhubes für eine große Beschleunigung des gesamten wandiger Rohre wird. Die Drehzahl eines Walzen-Vorholgestänges zur Verfugung steht. kalibers von 250 mm Durchmesser kann beispiels-

In F i g. 6 ist die Verdichtungskurve, die mit der er- 40 weise von etwa 68 U/min auf etwa 112, d. h. also um findungsgemäßen Vorholvorrichtung erreicht werden 65% erhöht werden. Hierdurch werden nicht nur kann, dargestellt, wobei die Stellung der Flüssigkeits- eine höhere Walzleistung, sondern auch eine wesentbremse und die Endstellung des beweglichen Boden- Hch bessere Qualität der pilgergewalzten Rohre bei kolbens 11 mit der Stellung der Bremse bzw. der höherer Endwalztemperatur und größerer Rohrlänge festen Stellung des Bodens 4 gemäß F i g. 3 überein- 45 erreicht. Dieses wirkt sich darüber hinaus auch günstimmen, so daß ein Vergleich beider Verdichtungs- stig auf die Werkzeugkosten und den Materialverktirven gegeben ist. In Fig. 6 ist die Stellung der brauch aus.

Bremse mit F, die Endstellung des beweglichen KoI- Der Vergleich beider Verdichtungskurven gemäG

bens mit G bezeichnet Zusätzlich ist in F i g. 6 die F i g. 3 und 6 zeigt zudem, daß beim Vorholhub, Anfangsstellung des beweglichen Bodenkolbens 11 50 wenn die Verdichtungskurve in umgekehrter Rieheingezeichnet, die mit Ή bezeichnet ist. Mit p₀ ist rung durchlaufen wird, mit der erfindungsgemäßei wieder der Anfangsdruck der Vorholluft im rück- Vorrichtung wesentlich weniger Bremsarbeit zi wärtigen Hubraum 10 des Vorholzylinders 9 bezeich- leisten ist als mit der bskannten Vorholvorrichtung

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 Der Verdichtung der Vorholluft im rückwärtigen Patentansprüche: Hubraum des Vorholzylinders wird jedoch insbeson dere aus den folgenden Gründen eine Grenze gesetzt:

1. Werkstückvorholvorrichtung für ein Pilger- Die Pilgerwalzen haben einen kalibrierten Teil, dei schrittwalzwerk mit einem Vorholzylinder, einem 5 sich aus drei Abschnitten zusammensetzt. Der erste Vorholkolben mit Dornstange und Einrichtungen Abschnitt, das sogenannte Kalibriermaul, erfaßt den zum Drehen der Dornstange und Abbremsen der Hohlkörper. Dieses Stück der Walze mid auch als Vorholbewegung und mit einer zur Änderung des Kaliberkonus, der die Verformungsarbeit leistet, beBewegungsablaufs des Vorholkolbens beidseiü- zeichnet. Hieran schließt sich der Glätted des Kagen, voneinander unabhängigen Beaufschlagung to Hbers an, der das bereits ausgestreckte Rohr glättet, desselben mit Druckgas sowie mit einem im rück- In diesen beiden Teilen wird das Rohr vom Kaliber wärtigen Vorholzylinderraum angeordneten, be- fest umschlossen. Im Bereich des dritten Teils löst weglichen Bodenkolben und einem einen im Ver- sich das Rohr allmählich von den Walzen. Zu diesem gleich zum Hubraum des Vorholkolbens wesent- Zeitpunkt ist die VorhoUuft aber bereits so stark Hch größeren Rauminhalt aufweisenden Gasbe- 15 komprimiert worden, daß es zu einem Rutschen zwihälter, dessen Druck auf den Vorholkolben ein- sehen Walze und Rohr kommen kann. Als Folge hierwirkt, dadurchgekennzeichnet.daßder von entstehen nachteilige Kratzer oder sonstige BeGasbehälter (13) auf einen vorbestimmten Grenz- Schädigungen auf dem Rohr, wenn nach einer gewisdruck eingestellt ist und mit dem rückwärtigen sen Benutzungsdauer die Kaliberoberflächen der PiI-Hubraum (12) des Bodenkolbens (11) unmittel- 30 gerwalzen nicht mehr vollkommen glatt sind. Ein weibar und mit dem Vorholkolben (8) über ein im terer Grund ergibt sich aus folgendem: Der Vorholrückwärtigen Hubraum (10) des Vorholzylinders kolben, der die Vorhoiluft im Vorholzylinder körnig eingeschlossenes Druckpolster mittelbar ver- primiert, wird über die Dornstange und den Hohlbunden ist. block vom ksMbrierten Teil der Pilgerwalzen zurück-

2. Werkstückvorholvorrichtung nach An- 35 bewegt. Insbesondere bei der Walzung dünnwandiger spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vor- Rohre können daher Querrisse in der Rohrwand entdere Hubraum (17) des Vorholzylinders (9) ein stehen, wenn die dünne Rohrwand die Rückbewe-Einlaßventil (18) und ein Auslaßventil für das gungskraft infolge eines zu hohen Gegendruckes der Druckgas aufweist. VorhoUuft nicht mehr übertragen kann.

30 Durch die britische Patentschrift 696 458 ist es bekannt, den rückwärtigen Hubraum des Vorholzylinders mit unterschiedlichem Rauminhalt einzustellen.

Das geschieht dadurch, daß der rückwärtige Hubraum durch einen Boden, der eine Gewindespindel 35 trägt, verschlossen ist. Die Gewindespindel, die sich in der Gewindemutter eines Zylinderabschlußdeckels

Die Erfindung betrifft eine Werkstückvorholvor- dreht, dient zur Verstellung des Bodens. Auf diese richtung für ein Pilgerschrittwalzwerk mit einem Weise ist es zwar möglich, einen großen Durchmesser-Vorholzylinder, einem Vorholkolben mit Dornstange bereich von Rohren mit demselben Vorholer walzen und Einrichtungen zum Drehen der Dornstange und 40 zu können, da der Hubraum entsprechend dem Abbremsen der Vorholbewegung und mit einer zur Durchmesser des zu walzenden Rohres auf die je-Änderung des Bewegungsablaufs des Vorholkolbens weilige Arbeitshublänge eingestellt werden kann. Die beidseitigen, voneinander unabhängigen Beaufschla- beschriebenen Beschädigungen bzw. Zerstörungen der gung desselben mit Druckgas sowie mit einem im gewalzten Rohre können mit dieser Vorrichtung jerückwärtigen Vorhelzylinderraum angeordneten, be- 45 doch nicht beseitigt werden. Bei kleiner gewordenem weglichen Bodenkolben und einem einen im Vergleich Walzendurchmesser infolge Nachdrehens der Pilgerzum Hubraum des Vorholkolbens wesentlich größe- walzen sowie bei jeder Änderung des Walzprogramms ren Rauminhalt aufweisenden Gasbehälter, dessen muß zudem der Boden über die Gewindespindel neu Druck auf den Vorholkolben einwirkt. eingestellt werden. Diese Einstellung erfordert je-

Beim Walzen eines Hohlblockes zu einem Rohr 50 doch eine gewisse Zeit, bis die richtige Stellung gewird der Vorholkolben vom kalibrierten Teil der funden worden ist. Weiter kommt hinzu, daß es zu Pilgerwalzen zurückbewegt. Während dieses Arbeits- folgenschweren Zerstörungen des Vorholers und des hubes wird im rückwärtigen Hubraum des Vorhol- Rohres kommen kann, wenn die Neueinstellung des Zylinders das enthaltene gasförmige Medium, z. B. Bodens bei Umstellung von einem kleinen auf einen Luft, verdichtet. Am Ende des Arbeitshubes, wenn 55 großen Arbeitshub vergessen wird,
der Hohlblock vom kalibrierten Teil der Walzen frei- Aus der deutschen Patentschrift 801029 ist ein

gegeben wird, treibt die verdichtete Luft den Vorhol- Verfahren zur Betätigung einer Werkstückvorholvorkolben nach vorn, so daß der Hohlblock mit der richtung eines Pilgerschrittwalzwerkes bekannt, bei Dornstange zu einem erneuten Walzvorgang wieder der Treibmittel von zwei verschiedenen Druckstufen zwischen die Pilgerwalzen gelangt. Während dieses 60 im Vorholzylinder angewendet werden. Der Nachteil Vorholhubes wird der Vorholkolben mit der Dorn- dieses bekannten Verfahrens besteht darin, daß stange und dem Hohlblock mit Hilfe einer Drehvor- Druckluft von zwei verschiedenen "Druckstufen berichtung um 90° gedreht, um die im Walzspalt ent- reitgesteilt und in den Vorholzylinder eingeleitet werstehenden Grate beim nächsten Walzvorgang zu be- den muß. Hierzu sind zwei verschiedene Drucknetze seitigen. Die Abbremsung der Vorholbewegung kann 65 sowie zur Steuerung der Druckluft eine Steuerungsbeispielsweise dadurch geschehen, daß der Vorhol- einrichtung mit komplizierten Ventilen erforderlich, zylinder gegen Ende des Vorholhubes in den Brems- Die zurückbewegten Massen (Vorholkolben, Dorntrichter einer Flüssigkeitsbremse eintritt. stange, Hohlblock) legen einen zusätzlichen Leerweg