DE2014617A1

DE2014617A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bildung dunner Metallstrange

Info

Publication number: DE2014617A1
Application number: DE19702014617
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Polakowski, Natahs Horace, WiI mette.IU (VStA)
Priority date: 1968-03-14
Filing date: 1970-03-26
Publication date: 1971-10-14
Also published as: US3507135A; FR2082688A5; GB1309132A

Description

Sehneckeuhoivfi·. V-T s.*I7079

24. März 1970 Gzsc/hk

N. H. Polakowski, 226 Laurel Avenue, Wilmette, 111., U.S.A. Verfahren und Vorrichtung zur Bildung dünner Metallstränge

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Umformung von Teilen nahtloser oder geschweißter Rohre in endlose zylindrische Stränge von fast jeder Breite oder Länge.

Bisher wurde versucht, Stränge der beschriebenen Art aus Längen dünner Metallstreifen herzustellen, die Ende zu Ende verschweißt waren. Stränge, die dünner als 0,010 Zoll (0,025 cm) sind, können meist schwer auf diese Weise hergestellt werden, da es nahezu unmöglich ist, aufgrund der sich ergebenden Spannungen oder Verformungen während des Schweißens, der unerwünschten Kornstruktur und mechanischen Schwäche in der Schweißzone, ein wünschenswertes, c^plan'ares Aneinanderfügen der beiden JEndkanten während des Schweißvorganges sicherzustellen und beizubehalten. Wird schließlich ein tatsächlich nahtloser glatter Oberflächenzustand gewünscht,, so ist das Fertigpolieren der Schweißraupe zu dem erforderlichen Perfektionsgrad außerordentlich schwierig bei einem Material in der Größenordnung von 0,005 Zoll (0,012 cm) Dicke,,

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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Einrichtung vorzusehen, mit welcher endlose Metallstränge der beschriebenen Art hergestellt werden, und welche die zuvor beschriebenen nachteiligen Merkmale nicht aufweisen, welche außerdem ermöglichen, dünne und breite Stränge mit tatsächlich perfekten Oberflächen in einfacher Weise herzustellen und bei welchen einfache und leicht erhältlich oder sonstwie anpassungsfähige Ausrüstungen verwendet werden.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht des Strangpreßlings, welcher auf einem Paar Spannrollen befestigt ist,

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der Anordnung der Elemente bei Beginn der Strangbildung aus dem Preßling gemäß Figur 1,

Fig. 3 eine der Figur 2 ähnliche Ansicht, welche die Relativstellungen der Elemente während eines folgenden StrangherstellungsStadiums zeigt,

Fig. 4 eine den Figuren 1 und 2 ähnliche Ansicht, die eine geänderte Anordnung der Elemente für eine weitere Verlängerung der Stranglänge zeigt,

Fig. 5 eine Vorderansicht, welche die Anordnung von Elementen zeigt, um noch eine weitere Verlängerung der Stranglänge zu erreichen,

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Fig. 6 eine Vorderansicht der Elemente, welche gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden, und

Fig* 7 eine Seitenansicht, welche eine geänderte Anordnung der Elemente zeigt," die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird mit einem Preßling in Form eines Stückes aus dünnwandigen, geschweißten oder nahtlosen Rohr 1 begonnen, wie z. B. einem Rohrstück mit einer Wandstärke von 0,016 Zoll bis 0,025 Zoll (0,04 bis 0,06 cm). Ist der Preßling ein geschweißtes Rohrstück, so sollte die Schweißnaht fertig poliert werden, was bei Rohren der beschriebenen Dicke ein üblicher und leichter Vorgang ist. Die Länge des Preßlings wird so gewählt, daß sie der Breite des gewünschten Stranges entspricht oder sie vorzugsweise etwas überschreitet, um ein Abgraten der Seiten des fertigen Produktes zu ermöglichen.

Wie in Figur 1 dargestellt, besteht der erste Schritt aus dem teilweisen Abflachen des Preßlinges 1 in eine längliche Form 2 mittels jeder üblichen Einrichtung, wie z. B. zwischen Druckwalzen oder Druckplatten, Rollen oder dergleichen. Danach wird ein Paar Spannrollen 3 und 4 in den langförmigen Preßling eingesetzt, wobei die Spannrollen eine Lange haben, welche die Länge des Preßlings überschreitet, und einen Durchmesser, welcher ermöglicht, daß das Rollenpaar leicht in den Preßling eingesetzt werden kann.

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Die Anordnung wird zwischen ein Paar Arbeitsrollen 5 und 6 eines Walzwerkes gesetzt, in dem die Achse der Spannrollen 3 und 4 etwa parallel zu den Achsen der Arbeitsrollen 5 und 6 liegen, welche im Durchmesser wesentlich größer als die Spannrollen sind. Die Spannrollen 3 und 4 müssen nur an ihren Enden gegen Axialverschiebung abgestützt werden.

Eine der Arbeitsrollen oder beide werden befestigt, um eine Bewegung senkrecht zu ihren Achsen relativ zueinander mittels eines Anstellmechanismuses zu ermöglichen, so daß die gegenüberliegenden äußeren Seiten des Preßlinges in dem Bereich zwischen den Spannrollen in Eingriff kommen, um den Preßling in der Mitte in eine erdnußartige Form zusammenzudrücken, wodurch die Spannrollen 3 und 4 umschlossen werden.

Die Rollen 5 und 6 sind mit einem Antriebsmechanismus zum drehen derselben in gleicher Richtung versehen, jedoch mit einer Einrichtung, um die Veränderung ihres Geschwindigkeitsverhältnisses zu ermöglichen, so daß mögliche Unterschiede bezüglich Dicke und Lineargeschwindigkeiten der oberen und unteren Oberflächen des Preßlinges kompensiert werden können, während er durch die Vier-Rollen-Kombination bearbeitet wird,, denn diese ist die Sicherstellung einer richtigen Torsionskraftverteilung zwischen den Arbeitsrollen.

Wird das Walzwerk in Bewegung gesetzt, und werden die Arbeltsrollen 5 und 6 allmählich zueinander bewegt, bei gleichzeitiger Drehung um ihre Achsen, so wird der Preßling 1 zunächst ergriffen und dann allmählich verlängert, in dem Walzdruck zwischen den großen Arbeitsrollen 5 und 6 und den viel kleineren Spannrollen 3 und 4 ausgeübt wird, welche gleichzeitig nach außen gedrückt werden ,um das Abstandsverhältnis zwischen

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diesen zu vergrößern und dadurch von selbst die erforderliche Spannung zum Abwälzen und Spannen des Rohrstranges zu erzeugen. Die gesamte Walzenanordnung nimmt allmählich die in den Figuren 2 und 3 gezeigten Formen an, in dem sich der Strangpreßling -1 aus dem in Figur 2 gezeigten Zustand 2 in den in Figur 3 gezeigten Zustand 7 verlängert und verdünnt..

Der Grenzzustand bei einer Rollenanordnung wird erreicht, wenn die oberen und unteren Innenflächen des gewalzten Stranges in etwa miteinander in Berührung kommen, und zwar aufgrund der gegenseitigen Nähe der Arbeitsrollen 5 und 6.

Ist eine größere Verlängerung gewünscht, so kann die Form wie in Figur 4 gezeigt^ geändert werden, indem.eine sehr viel größere Rolle 9 die Rolle 4 ersetzt, und indem die Rolle 3 durch eine dünnere Spannrolle 8, vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, ersetzt wird. Hierdurch wird der Durchhang aufgenommen und die Walzenverminderung kann fortgesetzt werden, indem eine der beiden Arbeitsrollen oder beide relativ zueinander verschoben werden, so daß die neue Kombination aus den Rollen 8 und 9 auseinander gedrückt werden, um den Preßling zu Verdünnern und zu spannen. ."...--

Um noch längere und dünnere Stränge zu erhalten, kann die Rollenanordnung in die in Figur 5 gezeigte Anordnung geändert werden, bei welcher nur eine dünne Spannrolle 19 zwischen die Arbeitsrollen 5 und 6 eingesetzt wird. Bei der allmählichen Auswalzung des Stranges zwischen den Rollen 5, 19 und 6 wird der sich vermehrende Durchhang von einer Spannrolle 20 aufgenommen und in Lagern gedreht, welche ständig von der Rollengruppe weggedrückt werden, wie z. B. durch einen hydraulischen Zylinder 23, der an einem Ende an einem festen Drehstift 24 befestigt ist, während er auf die Rolle 20 durch den Kolben

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und die Kolbenstange 25, den Bügel 22 und die Gelenke 21 einwirkt.

Um noch längere und dünnere Stränge zu erhalten, kann die Anordnung der in Figur 5 gezeigten Ausrüstung geändert werden, bei welcher nur eine dünne Spannrolle 19 für die Rolle 3 in einer Lage eingesetzt wird, die zu einer Seite der Ebene versetzt ist, welche die Arbeitsrollenachsen W ^s enthält, die jedoch in Wirkungseingriff mit den Arbeitsrollen steht, während die erforderliche Spannung in dem Strang durch die Spannrolle 20 vorgesehen wird, die sich innerhalb des zu walzenden Stranges befindet, jedoch auf der gegenüberliegenden Seite der Ebene, welche die Achsen der Arbeitsrollen 5 und 6 enthält. Die Rolle 20 ist an ihren Enden in Lagern abgestützt, die ständig von der Rollengruppe durch den hydraulischen Zylinder 23 weggedrückt werden, der an einem Ende an einem befestigten Drehstift 24 angebracht ist, während er auf die Rolle 20 durch den Kolben und die Kolbenstange 25, die Lager 22 und die Gelenke 21 einwirkt, wodurch die sich vergrößernde Länge des Stranges aufgenommen wird, wenn letzterer allmählich zwischen den Rollen 5, 19 und 6 ausgewalzt wird.

Die Anordnung gemäß Figur 5 kann direkt dazu verwendet werden, den rohrförmigen Preßling in einen Strang zu walzen, wenn der Preßling anfänglich genügend lang und flexibel ist, und in diesem Falle können die in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Stadien insgesamt ausgelassen werden. War der rohrförmige Preßling z. B. ein geschweißtes Rohr von einem offenen Durchmesser von 5 Zoll (12,5 cm) mit einer Wandstärke von 0,020 Zoll ( 0,05 cm), so kann die in Figur 5 gezeigte Ausrüstung direkt dazu verwendet werden, ein Strang zu erzeugen, der etwa 45 Zoll ( 110 cm) lang und etwa 0,007 Zoll (0,018 cm) dick ist.

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Der Strang Harm in jedem Stadium des Arbeitsvorganges gekühlt werden, so daß ein Produkt der erforderlichen Härte schließ- , lieh erhalten wird.

Figur 6 ist eine Vorderansieht der Vorrichtung, bei der 7 den Strang darstellt, 13 die Spannrolle, 11 und 12 die Träger und Wobbler der Arbeitsrollen 5 und 6.

Eine weitere Anordnung zur Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung ist in der Figur 7 dargestellt, in welcher drei Arbeitsrollen 14, 15 und 16 verwendet werden, die zur Drehbewegung um Achsen befestigt sind, die auf den Spitzen von einem etwa gleichseitigen Dreieck mit drei Spannrollen.17 kleinen Durchmessers zwischen angrenzenden Paaren von Arbeitsrollen angeordnet sind, und um welche der Strang 18 gewunden ist, um die beschriebene Verlängerung und Ausdünnung des Stranges zu bewirken, wenn die sich drehenden Arbeitsrollen 14 bis nach innen in Richtung der gemeinsamen Achse verschoben werden.

Ist der Strang der gewünschten Länge ausgewalzt, so wird er aus den Rollen entfernt. Es ist ersichtlich, daß der endlose Strang im wesentlichen gleichförmige Wandstärke mit einem hohen Grad Oberflächenglätte und Flexibilität haben wird, und ohne jede sichtbaren Schweiß- oder Nahtlinien.

Es ist verständlich, daß Änderungen in Einzelteilen der Konstruktion, Anordnung und Arbeitsweise vorgenommen werden können, ohne von dem Wesen der Erfindung abzuweichen.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Bildung dünner, flacher Metallstränge aus Metallrohren mit sehr kleinem Durchmesser, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei Spannrollen relativ kleinen Durchmessers in das Innere des Rohres eingesetzt werden, daß die Rohr- Spannrollenanordnung mit einem Paar Arbeitsrollen größeren Durchmessers in Eingriff kommt, welche um eine Achse drehbar sind, die parallel zueinander und zu den Spannrollen liegt, daß eine Arbeitsrolle relativ zu der anderen vorgerückt wird,damit das Rohr zwischen zumindest einer Spannrolle und den Arbeitsrollen ergriffen wird, und daß der rohrförmige Preßling ausgewalzt und ausgezogen wird, während die Spannrollen in einer Richtung voneinander weg verschoben werden, wodurch die Rohrwand während des Auswalzens unter Spannung gehalten wird.
2. Vorrichtung zur Bildung von Metallsträngen gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein oder mehrere Paare von Arbeitsrollen größeren Durchmessers, eine Einrichtung zur Befestigung der Arbeitsrollen zur Drehbewegung um parallele Achsen und zur relativen Bewegung von zumindest einer der Arbeitsrollen in einer Richtung zu und voneinander weg, Spannrollen kleinerer Abmessung als die Arbeitsrollen, wobei die Abmessung so getroffen ist, daß sie in dem rohrförmigen Preßling eingesetzt werden können, durch eine Einrichtung, mit welcher die Spannrollen zur Drehbewegung um Achsen befestigt werden, die im wesentlichen parallel zu den Achsen

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der Arbeitsrollen liegen, indem sich eine Spannrolle versetzt zu einer Seite einer Linie befindet, die zwischen den Achsen der Arbeitsrollen und der andern " Spannrolle befindet, die in entgegengesetzter Richtung zu dieser Linie versetzt ist, wobei die Einrichtung, welche die Spannrollen befestigt, eine Vorrichtung zur Verschiebung einer oder beider Spannrollen in einer Richtung zu und von der anderen weg aufweist, um das Abstandsverhältnis zwischen diesen zu variieren, und durch eine Einrichtung zum Antreiben der Arbeitsrollen in Drehbewegung und einer Einrichtung zur Verschiebung zumindest eine der Arbeitsrollen in einer Richtung zu der anderen während der Drehbewegung der Rollen.

Vorrichtung zur Bildung von Metallsträngen gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Paar Arbeitsrollen größeren Durchmessers, die zur Drehbewegung um parallele Achsen und zur Relativbewegung von zumindest einer der Arbeitsrollen in Richtung zur und von der anderen weg befestigt sind, durch eine Spannrolle eines Durchmessers, der sehr viel kleiner als derjenige-der Arbeitsrollen und so bemessen ist, daß sie in den rohrförmigen Preßling eingesetzt werden kann, durch eine Einrichtung zur Befestigung der Spannrolle zur Drehbewegung um eine Achse, die im wesentlichen parallel zu den Achsen der Arbeitsrollen in einer Stellung liegt, die versetzt zu einer Seite der Ebene ist, welche die Achsen der Arbeitsrollen enthält, wobei die"Einrichtung zur Befestigung der Spannrolle eine Einrichtung aufweist, die eine Verschiebung zu und von der Ebene weg ermöglicht, durch

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eine Spannweite größeren Durchmessers als demjenigen der Spannrolle, die jedoch in dem rohrförmigen Preßling zusammen mit der Spannrolle eingesetzt werden kann, durch eine Einrichtung zur Befestigung der Spannwalze

auf der gegenüberliegenden *Seite der Ebene, welche die Arbeitsrollenachsen in einer Stellung enthält, die sich parallel zu den Achsen befindet, und durch eine Einrichtung mit welcher die Spannwalze von der Spannrolle weggedrückt werden kann, so daß die notwendige Spannung in dem rohrförmigen Preßling entwickelt werden kann, wenn die Arbeitsrollen genügend nahe beieinander angeordnet sind, um zu vermeiden, daß die Spannrolle zwischen diesem hindurchführt, durch eine Einrichtung zum drehbaren Antreiben der Arbeitsrollen und durch eine Einrichtung zum Verschieben von zumindest einer der Arbeitsrollen in einer Richtung zu und voneinander weg, während sich die Rollen drehen.

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