DE2424005B2 - Verfahren zum Entfernen eines Doms aus einem Walzwerk sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents
Verfahren zum Entfernen eines Doms aus einem Walzwerk sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses VerfahrensInfo
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- 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
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen des in einem Walzwerk mit einem Dom zum Lochen,
Glätten oder Sd'-ägwalzen eines Werkstückes nach einem Waizvorgang zurückbleibenden Doms.
Ein solches Verfahren ist beispielsweise anwendbar auf ein Lochwalzwerk, ein Glättwalzwerk oder ein
Schrägwalzwerk. Beim Betrieb eines derartigen Walzwerkes wird ein zu walzendes Rohteil in den Walzspalt
vorgeschoben, während ein Dom, der am vorderen Ende einer Dornstange befestigt ist, zwischen Führungsschuhen gehalten wird. Bekanntlich wird der
Stopfen oder Dom nach Beendigung des Walzvorganges in dem Walzspalt zurückgelassen.
Zum Entfernen des Doms aus dem Walzspalt war es bisher üblich, ein stangenförmiges Werkzeug oder eine
Kombination eines stangenförmigen Werkzeuges und eines Hebels zu verwenden. Ein derartiges Verfahren
erfordert jedoch manuelle Arbeitskraft erfahrener Bedienungspersonen. Es liegt auf der Hand, daß es nicht
einfach ist, einen schweren Dorn mit kreisförmigem Querschnitt aus einem Walzwerk zu entfernen, da der
Walzvorgang bei hohen Temperaturen durchgeführt wird, so daß die Bedienungsperson ein langes,
stangenförmiges Werkzeug aus einer entfernten Stellung bedienen muß. Weiterhin ist es notwendig, den
Dorn nach jedem Walzvorgang zur Überprüfung und zum Abkühlen zu entfernen und bei jedem neuen
Arbeitsgang einen kalten Dorn zu verwenden. Die Bedienungsperson neigt gelegentlich dazu, dies zu
unterlassen, so daß beschädigte oder verformte Dorne wiederverwendet werden und schadhafte Produkte
entstehen. Außerdem verschleißt dabei der Dorn erheblich.
Aus der DE-OS 21 20 670 ist es bekannt, eine in einem
KUhlrohr geführte Domstange zweiteilig auszubilden
und die Dornstange nach Beendigung des Walzvorgangs soweit vorzuschieben, daß der lose, als Dornhalter ausgebildete Vorderteil der Dornstange zusammen
mit dem daran befestigten Dorn aus dem Kühlrohr ausgeschoben und so aus dem Walzspalt entfernt wird.
Das Vorschieben des Zylinders erfolgt durch Druckluft, die einen pneumatischen Zylinder betätigt, dessen
Kolben fest mit der Dornstange verbunden ist Bei Beschädigung oder Abnutzung des Doms muß der Dom
a von dem Domhalteir entfernt werden, was einen zusätzlichen Arbeitsgang bedeutet, bei dem der
Domhalter nach vorherigem Einspannen des Doms aus dem Domhalter gezogen wird, was 20—50 see in
Anspruch nimmt Der Dom wird dabei nicht gekühlt
ίο und anfällig für Beschädigungen. Außerdem kann das
Kühlrohr nicht sofort nach Beendigung des Walzvorganges zurückgezogen werden, da erst das Ausstoßen
von Dom und Domhalter abgewartet werden muß.
Es ist weiterhin ein Verfahren vorgeschlagen worden,
bsi dem eine Anzahl von Domstangen, die jeweils einen
Dom tragen, vorbereitet werden, wobei die Domstange zusammen mit dem Werkstück nach jedem Walzvorgang seitlich aus der Walzlinie verschoben wird, die
Domstange und der Dom nach dieser Verschiebung
von dem Werkstück getrennt werden und die
Dornstange und der Dom nach Kühlung in einem Kühlbehälter wieder verwendet werden. Obwohl bei
diesem Verfahren zahlreiche der zuvor erwähnten Nachteile überwunden werden, erfordert es erhebliche
zum Verschieben der Domstangen mit den Domen und
eine Kühlvorrichtung vorzusehen sind.
darin, ein Verfahren zum Entfernen eines Doms so auszubilden, daß dieser schnell und unbeschädigt aus
dem Walzspalt entfernt werden kann.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zum
Ausstoßen des Doms dieser von einem Wasserstrahl
unmittelbar beaufschlagt wird.
Durch die Verwendung eines Hochdruckwasserstrahls wird erreicht, daß der Dorn durch die erhebliche
kinetische Energie des auftreffenden Strahls sehr schnell beschleunigt wird. Gleichzeitig wird die
■to Oberfläche des heißen Dorns durch das kalte Wasser
abgeschreckt und damit gegen Verletzungen unempfindlicher und schließlich wirkt das Wasser als
Schmiermittel.
etwa 30 kg im Falle eines Lochwalzwerks und etwa 40 kg im Falle eines Glättwalzwerks. Bei Verwendung
von Wasser unter einem Druck von etwa 30 bis 60 bar ist es ohne weiteres möglich, den Dorn gleichmäßig
abzuführen, so daß auch ein schwerer Dorn in sehr
so kurzer Zeit das heißt in weniger als 3 Sekunden, entfernt werden kann, ohne daß erfahrene Arbeitskräfte
erforderlich sind.
Damit das Wasser, das unter hohem Druck stehend ausgestoßen wird, im Bereich der Walzvorrichtung und
deren Umgebung nicht verspritzt wird und damit der Walzvorgang nicht gestört wird, wird ein Wassersammler gegenüber der Düse in die Walzlinie vorgeschoben.
Der entfernte Dom wird zu einem Dorn-Rückführmechanismus überführt der unterhalb des Wassersamm-
Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, daß ein Nachlassen der Qualität der Produkte und ein Absinken
der Produktionseffektivität aufgrund eines beschädigten Dorns vermieden und die Lebensdauer des Dorns
h "i verlängert wird. Bei den bekannten Verfahren wird der
Dorn im allgemeinen nicht oft genug ausgetauscht, so daß die Herstellung von fehlerhaften Produkten durch
einen beschädigten oder verformten Dorn unvermeid-
lieh ist und damit nicht nur der Ausstoß zufriedenstellender
Produkte verringert, sondern auch die erheblichen Kosten für Einrichtung und Betrieb des Walzwerkes
nicht genügend ausgenutzt werden. Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Dorn ohne Schwierigkeiten
und ohne Verwendung von menschlicher Arbeitskraft entfernbar ist, kann er nach jedem
Walzvorgang ausgetauscht werden. Folglich ist es möglich, stets ein<:n intakten Dorn zu verwenden, so daß
der Ausstoß einwandfreier Produkte erhöht und die Lebensdauer des Doms verlängert wird. Weiterhin ist
es möglich, die Kosten für Einrichtung und Betrieb des Walzwerks zu verringern, da lediglich eine Düse für
Hochdruckwasser, ein Wassersammler und ein Mechanismus zum Bewegen dieser Elemente zu installieren
sind.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens wird an Hand der Zeichnung näher erläutert
Fig. 1 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht
eines Lochwalzwerkes.
F i g. 2 ist eine schematische Darstellung des Retriebrzustandes
unmittelbar vor dem Walzvorgang.
F i g. 3 ist eine Darstellung während des Walzvorganges.
F i g. 4 ist eine Darstellung beim Entfernen des Doms.
F i g. 5 entspricht F i g. 2 und zeigt die Situation vor dem Walzen eines neuen Werkstücks.
Das Lochwalzwerk gemäß F i g. 1 umfaßt ein Gehäuse 1 auf einem Sockel 16, einen Tisch 2 und zwei
Führungsschuhhalter 3, die einander gegenüberliegende Führungsschuhe 4 tragen. Auf der Einlaßseite des
Gehäuses 1 sind ein Rohr 9 und eine Werkstückführung
7 mit V-förmigem Querschnitt vorgesehen. Eine Düse 11 ist zwischen der Werkstückführung 7 und dem Rohr 9
vorgesehen, die Wasser unter hohem Druck abgibt. Bei der dargestellten Ausführungsform wird die Düse 11
durch einen Halter 17 gehalten. Sie kann in senkrechter Richtung durch eine Kolben-Zylinder-Einheit 10 zwischen
einer angehobenen, mit der Führungsbahn des Walzgutes ausgerichteten, und einer unteren Stellung
verschoben werden. Wasser unter hohem Druck wird der Düse durch eine nicht gezeigte, flexible Leitung
zugeführt. Auf der Ausgangsseite des Gehäuses 1 sind eine Dornmulde 5, eine hintere Einheit 8 mit einer
Führung für die gelochten Werkstücke, einer Aufnahmeeinrichtung, einem Dornhalter und einer nicht
gezeigten Einrichtung zur Förderung des gelochten Werkstückes aus der Laufbahn, sowie eine Abzugs- und
Überführungseinrichtung 15 für das Werkstück vorgesehen. Da diese Teile allgemein bekannt sind, ist es nicht
notwendig, sie im einzelnen zu zeigen oder sie zu beschreiben. Eine Dorn-Rückführeinrichtung 6 und ein
Wassersammler 12 sind zwischen der rückwärtigen Einheit 8 und der Dornmulde 5 vorgesehen. Ebenso wie
die Düse 11, werden die Dorn-Rückführungseinrichtung 6 und der Wassersammler 12 mit der Walzlinie durch
Kolben-Zylinder-Einheiten 13 und 14 ausgerichtet. Die Kolben-Zylinder-Einheiten 10, 13 und 14 sind mit
geeigneten, nicht gezeigten Leitungen und Ventilen zur Versorgung mit Druckluft oder einer Druckflüssigkeit
versehen. Ferner können die Düse 11, die Dorn-Rückführungseinrichtung 6 und der Wassersammler 12 mit
Einrichtungen versehen sein, die nicht nur eine senkrechte, sondern auch eine zeitliche oder schräge
Verschiebung gestatten. Die Wasserdüse kann an der Ausgangsseite oder an der Eingangsseite des Walzwerks
angeordnet sein und die Rückführeinrichtung und Wassersammler jeweils an der gegenüberliegenden
Seite. Die Rückführeinrichtung 6 nimmt den Dorn von der Domrr.ulde auf, während der Wassersammler 12
schalenförmig ausgebildet ist und das durch die Düse 11
abgegebene Wasser aufnimmt und ein Spritzen des gesammelten Wassers in die Umgebung verhindert
Zwei Walzen 18 sind auf gegenüberliegenden Seiten der Mitte der Führungsschuhe angeordnet, und ihre Achsen
sind in Bezug auf die Laufbahn geneigt Das Gehäuse 1 ist mit einem oberen Führungs-Querhaupt 19 versehen.
ίο Im folgenden wird die Arbeitsweise der Lochwalze
unter Bezugnahme auf Fig.2 bis 5 beschrieben. Während des Lochvorgangs werden die Düse 11 und
der Wassersammler 12 unter der Laufbahn gehalten, wie es in F i g. 2 gezeigt ist Ein Werkstück 20, hier ein
Stahlrohling, s kreisförmigem Querschnitt, wird durch einen StöP ' 21 in Richtung des Doms 22 vorgetrieben,
der auf aas Ende einer Dornstange 23 aufgesteckt ist und zwischen den oberen und unteren Führungsschuhen
4 festgehaken wird. Das Werkstück wird durch das Rohr 9 geschoben und gemäß F i g. 3 flocht so daß ein
Rohr 25 entsteht. Wenn das hinten Ende des Werkstücks die Walzen 18 verlassen und eine Stellung
erreicht hat bei der die Aufwärtsbewegung der Düse 11 nicht stört wird die Düse 11 mit Hilfe der Kolben-Zylinder-Einhjit
10 angehoben und ausgerichtet. Wenn weiterhin das hintere Ende des Hohlteils 25 über den
Wassersammler 12 hinweggeführt wurde, wie es in F i g. 4 gezeigt ist wird der Wassersammler 12 ebenfalls
angehoben und Wasser unter hohem Druck wird durch die Düse 11 ausgestoßen, so daß der Dorn 22, der
zwischen den Führungsschuhen 4 nach Beendigung des Lochwalzvorganges verblieben ist, über die Dornmulde
5 in die Dorn-Rückführungseinrichtung gebracht wird.
Der Dorn 22 wird dabei durch den Hochdruck und die Schmierwirkung des Wassers in die Rückführeinrichtung
6 überführt. Generell läßt sich sagen, daß bei einem Wasserdruck von mehr als 30 bar der Dorn in sehr
kurzer Zeit entfernt wird. Wenn der Dorn aufgrund des hohen Wasserdrucks mit der Bewegung begonnen hat,
besitzt er genügend Eigenträgheit, um diese Bewegung gleicnmäßig in Richtung der Rückführeinrichtung
fortzusetzen, obwohl die auf den Dorn ausgeübte Antriebskraft nach und nach abnimmt. Der Dorn 22, der
durch die Dornrückführeinrichtung 6 aufgenommen
αϊ worden ist, wird durch das Absenken der Rückführein
richtung mit Hilfe der Kolben-Zylinder-Einheit 13 abgeführt. Sodann wird ein neuer Dorn 22a auf der
Dornstange 23 montiert, wie es in F i g. 5 gezeigt ist, und in Richtung der Arbeitsstellung gemäß F i g. 2 und 3 zum
Lochen eines weiteren Werkstückes vorgeschoben und dabei durch die Führung 24 gehalten.
Zahlreiche praktische Versuche haben ergeben, daß es Tiit Jem erfindungsgemäßen Verfahren möglich ist,
die Lebensdauer eines Doms um 20 bis 40% im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren zu erhöhen.
Weiterhin hat sich gezeigt, daß Kratzer auf den Innenflächen des Produkts nahezu sollständig verhindert
werden. Während bei herkömmlichen Verfahren der Ausschuß etwa 1 bis 1,5% betrug, liegt er
M) erfindungsgemäß erheblich geringer.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert.
Beispiel 1 — Lochwalzwerk
<·■ > Bei diesem Beispiel wurden Stahlstäbe mit Kreisquerschnitt
durch ein Lochwalzwerk gemäß F i g. 1 gewalzt, wobei Stahlrohre mit einem Durchmesser von 200 mm
entstanden. Ein Dorn 22 mit einem Gewicht von 45 ke
wurde auf einer Dornstange befestigt und zum Lochen des Werkstücks gemäß F i g. 2 und 4 verwendet. Nach
dem Lochvorgang wurde der Dorn, der zwischen den Führungsschuhen 4 liegengeblieben war, durch Ausstoßen
von Wasser unter hohem Druck von 40 bar mit ■-> Hilfe der Düse 11 innerhalb von 1,5 Sek. zurückgeführt.
Die Düse 11 wurde in die Laufbahn angehoben, und die Gesamtzeit zur Rückführung des Dorns von dem
Augenblick, an dem die Düse angehoben wurde, bis zu dem Augenblick, an dem die Düse, die Dorn-Rückführ- \u
einrichtung und der Wassersammler in ihre Ausgangsstellung zurückgekehrt waren, betrug bei zahlreichen
Versuchen weniger als 3 Sek. Die Zeit zur Durchführung eines Arbeitszyklus betrug etwa 30 Sek.. so daß das
erfindungsgemäße Verfahren eine hohe Produktivität : -. ermöglicht.
Bei einem herkömmlichen Verfahren, bei dem stangenförmige Werkzeuge zum Kntfernen des Dorns
K. /.Uin Mind neu
des Dorns von den Führungsschuhen erforderlich. .->
Wenn eine Kombination von stangenförmigen Werkzeugen
und einem Hebel verwendet wird, sind etwa 4 bis 6 Sek. erforderlich. Wcrn die siangenförmigen Werkzeuge
durch ein Betätigungsorgan wie eine Kolben-Zylinder-Einheit in Kombination mit einem Hebel betätigt ;-,
werden, sind etwa b bis 8 Sek. erforderlich. Im Gegensatz dazu beträgt die erforderliche Zeit zum
Entfernen des Doms erfindungsgemäß weniger als 3 Sek. Diese Zeit blieb während zahlreicher Versuche
gleich. in
Üblicherweise beträgt die Zeit zum Abheben des Wassersammlen 12 etwa 0.5 Sek und die Zeit zum
Zurückziehen der Dornstange 23 nach Vollendung eines Lochvorganges etwa 3 bis 5 Sek. Es ist also möglich, die
Düse 1 und den Wassersammler 12 in einer kürzeren Zeit abzusenken, als die Zeit, die zum Vorschieben der
Dornstange 23 nötig ist, so daß die Anwendung der Erfindung auf übliche Lochwalzwerke mit Dornaustausch
die Betriebszeit nicht verlängert. Bei diesem Beispiel hat sich gezeigt, daß die Lebensdauer des Dorns
um 35% erhöht wurde. Weiterhin zeigte sich, daß bei keinem von 1300 mit demselben Dorn hergestellten
Rohren Kratzer auf der Innenfläche auftraten.
Beispiel 2 — Glättwalzwerk
Bei einem Glättwalzwerk zum Polieren von Stahlrohren mit einem Innendurchmesser von 230 mm wurde ein
trommeiförmiger Dorn mit einem Durchmesser von 230 mm und einem Gewicht von 76 kg verwendet. Der
Dorn wurde an einem Ende einer Dornstange montiert und zwischen den Führungsschuhen nach jedem
Glättungsvorgang zurückgelassen und durch Ausstoßen von Wasser durch die Düse mit einem Druck von 30 bar
entfernt.
Es war möglich, den Dorn durch Ausstoßen von Wasser während nur 1,6 Sek. zu entfernen, während bei
einem herkömmlichen Verfahren 5 bis 9 Sek. erforderlich waren, wenn stangenförmige Werkzeuge und Hebel
oder stangenförmige Werkzeuge, die durch eine Kolben-Zylinder-Einheit und Hebel betätigt werden,
verwendet wurden. Ähnlich wie bei Beispiel 1 war es möglich, die Lebensdauer des Dorns zu erhöhen und den
Ausschußprozentsatz aufgrund von Kratzern auf der Innenfläche der Produkte zu senken.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Verfahren zum Entfernen des in einem Walzwerk mit einem Dorn zum Lochen, Glätten
oder Schrägwalzen eines Werkstückes nach einem Walzvorgang zurückbleibenden Dorns, dadurch
gekennzeichnet, daß zum Ausstoßen des Doms dieser von einem Wasserstrahl unmittelbar
beaufschlagt wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 zum Entfernen eines an einer
Dornstange befestigten Domes aus dem Walzbereich eines Walzwerkes zum Lochen, Glätten oder
Schrägwalzen eines Werkstückes, der nach einem Walzvorgang im Walzwerk zwischen einem Paar
von Führungsschuhen zurückbleibt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Düse (11) zum Ausstoßen des
Wassers unter hohem Druck auf der Eingangsseite des Walzwerkes vorgesehen ist, ein Wassersammler
(12) auf der Ausgangsseite zum Auffangen des ausgestoßenen Wassers, eine Betätigungsvorrichtung (10, 14) zum Bewegen der Düse (11) und des
Wassersammlers (12) in eine mit der Durchlaufbahn des Walzwerkes ausgerichtete Stellung.
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