DE4113273A1 - Verfahren zum herstellen von rohrfoermigen werkstuecken kurzer laenge mit sich verjuengendem querschnitt - Google Patents
Verfahren zum herstellen von rohrfoermigen werkstuecken kurzer laenge mit sich verjuengendem querschnittInfo
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- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
- B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
- B21C37/15—Making tubes of special shape; Making tube fittings
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Kaltpilgerwalzwerk zur
Durchführung des Verfahrens zum Herstellen von rohrförmigen Werkstücken
mit über ihrer Lange sich verändernden Außen- und ggfs.
Innendurchmessern durch Kaltwalzen eines Rohres mittels in einem
oszillierend bewegten Walzgerüst drehbar gelagerter zwangsangetriebener
Ringwalzen mit über den Umfang veränderlichen Arbeitsprofilen, wobei das
Rohr vorgeschoben und um seine Längsachse gedreht wird.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art sind
beispielsweise aus der DE 31 29 163 A1 bekannt geworden. Das Ziel des
bekannten Verfahrens ist die Herstellung von Rohren mit innen- und/oder
außenverdickten Enden, um auf diese Enden später Gewindeverbindungen
aufzubringen. Das bekannte Verfahren schlägt zur Herstellung der
unterschiedlichen Außendurchmesser eines Rohrendes vor, unterschiedliche
Kaliber auf den Arbeitswalzen vorzusehen, wobei jedes Kaliber als
geschlossene Umformzone definiert ist. Bei Anordnung von beispielsweise
zwei Kalibern kann mit dem einen Kaliber ein dünner und mit dem anderen
Kaliber ein dicker Rohrteil gepilgert werden.
Es gibt Anwendungsfälle, bei denen nicht nur die Enden langer Rohre,
sondern komplette rohrförmige Werkstücke hergestellt werden sollen, die
bei kurzen Längen unterschiedliche Querschnitte aufweisen sollen. Als
Beispiel für solche Werkstücke sind Baseball-Schläger zu nennen, die im
allgemeinen aus drei Zonen bestehen, einer zylindrischen Zone großen
Durchmessers und kurzer Länge, einer sich bezüglich Durchmesser und
Wanddicke verjüngenden Zone größerer Länge sowie einer zylinderischen
Zone kleinen Durchmessers mit ebenfalls meist geringer Länge. Derartig
kurze Rohrstücke lassen sich nach den herkömmlichen Kaltpilgerverfahren
nicht oder mindestens nicht wirtschaftlich herstellen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine
entsprechende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu entwickeln,
mit der rohrförmige Werkstücke kurzer Längen und mit über zumindestens
einer Teillänge sich verjüngendem Querschnitt, vorzugsweise
Baseball-Schläger, wirtschaftlich und in guter Qualität herstellbar
sind.
Der Erfindung geht die Erkenntnis voraus, daß Baseball-Schläger in ihrer
inneren und äußeren Geometrie in der Verjüngungszone dem Walzdorn und
der Abwicklung der Walzengrundkurve entsprechen können. Daraus leitete
sich die Erkenntnis ab, daß bei entsprechender Kalibrierung der
Ringwalzen ein Herstellen von Baseball-Schlägern oder ähnlichen
Werkstücken solcher Geometrie durch Kaltpilgern auf einem entsprechend
modifizierten Kaltpilgerwalzwerk möglich wird.
Erfindungsgemäß wird dazu vorgeschlagen, daß zum Walzen von Werkstücken
kurzer Längen das Rohr an seinem nicht auszuwalzenden hinteren Ende
eingespannt dem Walzwerk zugeführt und während des gesamten
Walzvorganges bis zum Entladen des fertigen Werkstückes auf derselben
Seite des Walzgerüstes eingespannt bleibt und daß die Geometrie der
Walzenkaliberabwicklung der Außenkontur und die Geometrie des Dornes
der Innenkontur des fertigen Werkstückes entsprechen. Es hat sich
gezeigt, daß mit einem solchen Verfahren Baseball-Schläger aus
Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen in hervorragender Qualität sehr
wirtschaftlich hergestellt werden können. Dabei ist es für die
Wirtschaftlichkeit des Verfahrens von großem Vorteil, daß das Rohr bzw.
das fertige Werkstück stets eingespannt bleibt; denn dadurch entfallen
die Nebenzeiten für das Zu- und Abführen der Werkstücke beim klassischen
Kaltpilgerverfahren, bei dem Vorschubschlitten und Dornwiderlager
separat aus Walz- in Wechselposition zurückgezogen werden müssen damit
ein neues Werkstück eingeführt werden kann. Wenn die Erfindung das
fertige Werkstück auf der Einlaufseite des Walzgerüstes entnehmen kann,
so bedeutet dies eine wesentliche Zeitersparnis.
Wenn gewünscht ist, beim Reduzieren des Werkstückes gleichzeitig -
mindestens auf einem Teilbereich - die Wand zu verdicken, so kann nach
einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen werden, daß der Dorn
mindestens zeitweise relativ zum Walzgerüst axial bewegt wird. Durch
Zurückziehen des Dornes kann ein anderer Durchmesser zum Einsatz
gebracht oder der Dorn gänzlich aus dem Walzspalt entfernt werden.
Eine noch stärkere Erhöhung der Wirtschaftlichkeit des Walzwerkes ergibt
sich, wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgeschlagen wird,
daß der Walzgerüstantrieb während des Lade- und Entladevorganges von
Rohr und Werkstück durchläuft. Zusammen mit dem Laden und Entladen auf
einer Seite des Walzgerüstes durch das das komplizierte und
zeitaufwendige Entnehmen des fertigen Werkstückes auf der Auslaufseite
des Walzgerüstes entfällt, steigert der durchlaufende Gerüstantrieb
somit die Leistung des Verfahrens und minimiert die Rüstzeiten. Außerdem
wäre bei kurzen Rohrstücken ohnehin das Entladen auf der Auslaufseite
des Walzgerüstes problematisch, weil auf dieser Seite gewöhnlich der
Kurbelantrieb für das Gerüst angeordnet ist. Die Erfindung ermöglicht
den Einsatz eines gemeinsamen Manipulators für das Zuführen und
Entnehmen des Werkstückes und schafft somit ein einfaches kompaktes
Walzwerk für den vorgesehenen Zweck.
Bei Werkstücken mit großer Durchmesserreduktion, wie z. B. den
Baseball-Schlägern sind Längsbewegungstendenzen des Werkstücks aufgrund
von Unterschieden zwischen Umfangsgeschwindigkeit der
Walzenantriebsritzel (= Gerüstgeschwindigkeit) und der mittleren
Abwälzgeschwindigkeit am Walzgut zu befürchten, die zu hohen Belastungen
des Vorschub-Antriebes oder zu einem ungewollt großen Vorschub führen
können. Beides kann die mögliche Walzleistung oder die Produktgüte
erheblich beeinträchtigen. Aus diesem Grund wird als weiteres
Erfindungsmerkmal vorgeschlagen, daß eine Anpassung der
Walzenantriebsgeschwindigkeit an die Abwälzgeschwindigkeit der Walzen
auf dem Walzgut vorgenommen wird. Dies läßt sich beispielsweise durch
eine überlagerte oszillierende Bewegung der im allgemeinen starren
Zahnstange bewerkstelligen, so daß der Abrollgeschwindigkeit des Ritzels
eine zusätzliche Geschwindigkeit überlagert wird.
Ein Kaltpilgerwalzwerk zur Durchführung des Verfahrens ist
gekennzeichnet durch ein kraft- und momentenausgeglichenes über zwei
spiegelbildlich zueinander angeordnete Planetenkurbelantriebe mit
horizontalen Achsen unter Zwischenschaltung von horizontal
oszillierenden Schubstangen angetriebenes Walzgerüst, dem eine das
Werkstück während des gesamten Walzvorganges haltende Dreh- und
Vorschubeinrichtung vorgeordnet ist, die gemeinsam mit dem Walzdorn auf
einem in Walzrichtung in eine Arbeitsposition sowie eine Lade- und
Entladeposition verfahrbarem Schlitten angeordnet ist. Der
Dornwiderlager und Spanneinrichtung für das Walzgut aufnehmende
Schlitten ist schnell von einer Walz- in eine Ladeposition verfahrbar
und nimmt ggfs. alle Antriebe für die Manipulation des Werkstückes auf.
Er kann ggfs. auch für das schnelle Zurückziehen des Spannelementes für
das Werkstück nach vollendeter Umformung verwendet werden.
Insgesamt ergibt sich ein Walzwerk mit geringem mechanischem und
elektrischem Aufwand, mit schnellem Werkstückwechsel und mit der
Möglichkeit des Einsatzes nur eines Wechselautomaten für Laden und
Entladen des Werkstückes. Das vorgeschlagene Verfahren und das
zugehörige Walzwerk sind in besonderem Maße zum Herstellen von
Baseball-Schlägern geeignet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der Zeichnung dargestellt
und ist nachfolgend beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 ein Werkstück im fertig gewalzten Zustand und
Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Walzwerk.
Fig. 1 zeigt im Prinzip ein Werkstück 1 des in Frage kommenden Typs,
z. B. einen Baseball-Schläger im fertig ausgewalzten Zustand.
Das fertig gewalzte Werkstück ist in drei Zonen aufgeteilt: Zone A ist
unverformt. Zone B ist die Reduktionszone, die innen der Dornkontur
sowie außen der Kontur der sich verjüngenden Walzenkaliberabwicklung
weitestgehend entspricht und Zone C ist ein zylindrisches Endstück
entsprechend der Kontur von Walzdorn und Walzenkaliberabwicklung im
sogenannten Glätteil D. Die Zonen E und F sind Zonen ohne Kontakt
zwischen Werkstück und Walzen. Befinden sich die Walzen in einer dieser
Zonen, wird das Werkstück um einen kleinen Betrag, z. B. 10 mm,
vorgeschoben und um einen definierten Winkel, z. B. ca. 30 Grad,
gedreht.
Während des gesamten Walzvorganges bleibt das Werkstück 1 in
Spannelementen 3, die von einem hydraulisch betätigten Verschiebering 4
in der Ladeposition geöffnet und geschlossen werden, fest eingespannt.
Die Spannelemente sichern das Werkstück gegen ungewünschte
Axialbewegung und sie übertragen die intermittierende Dreh- und
Vorschubbewegung auf das Werkstück, wobei der axial feststehende
Walzdorn synchron gedreht wird.
In Fig. 2 ist in einem Ausführungsbeispiel ein Walzwerk mit den
erfindungsgemäßen Merkmalen dargestellt. Der Hauptmotor 5 treibt über
zwei parallele Planetenkurbelgetriebe 6 das zwischen den Totpunkten ET
und AT oszillierende Walzgerüst 7 an, wobei die Walzen 8 über auf den
Walzenachsen befestigte Ritzel 9 und stationäre Zahnstangen 10 die zum
Geschwindigkeitsausgleich eine leichte oszillatorische Bewegung
erhalten, rotatorisch angetrieben werden. Der Schlitten 11 ist in der
Ladeposition für den Wechsel eines fertig ausgewalzten Werkstücks gegen
einen Rohling dargestellt. Er steuert grundsätzlich die Positionen
"Laden", wie dargestellt oder "Walzen" an und wird über den Motor 12
zwischen diesen Positionen bewegt. Auf dem Schlitten 11 ist der
Dreh-Vorschub-Kopf 13 angeordnet, der dem Spannelement 4 in Fig. 1 die
schrittweise Drehung und den schrittweisen Vorschub mitteilt über je ein
vom Hauptantrieb abgeleitetes Schrittschaltgetriebe 14 mit
nachgeschalteter Magnetkupplung 15.
Der Motor 16 zieht den Dreh-Vorschubkopf schnell zurück, sobald ein
Werkstück fertig ausgewalzt ist. Hierbei und während des
Werkstückwechsels sind die beiden Elektromagnet-Kupplungen zum Dreh-
und Vorschubantrieb geöffnet. Die oszillierende Bewegung des
Walzgerüstes wird für den Werkstückwechsel nicht unterbrochen. Ein
Arbeitszyklus läuft wie folgt ab: Auffädeln und Spannen eines Rohlings
in Ladeposition, Vorfahren des Schlittens in Walzposition, Arretieren
des Schlittens, Schließen der Elektromagnet-Kupplungen zur Aktivierung
der Dreh- und Vorschubbewegung des Dreh-Vorschub-Kopfes und damit des
Werkstückes, Auswalzen des Werkstückes, Öffnen der
Elektromagnet-Kupplungen, Lösen der Schlittenarretierung, Rückzug des
Schlittens in Ladeposition und gleichzeitig Zurückziehen des
Dreh-Vorschub-Kopfes, Öffnen des Spannkopfes und Entnahme des fertigen
Werkstücks.
Claims (4)
1. Verfahren zum Herstellen von rohrförmigen Werkstücken mit
über ihrer Länge sich verändernden Außen- und ggfs.
Innendurchmessern durch Kaltwalzen eines Rohres über einen Dorn
mittels in einem oszillierend bewegten Walzgerüst drehbar
gelagerten zwangsangetriebenen Ringwalzen mit über den Umfang
veränderlichem Arbeitsprofil, wobei das Rohr vorgeschoben und um
seine Längsachse gedreht wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß zum Walzen von Werkstücken kurzer Längen das Rohr an seinem
nicht auszuwalzenden hinteren Ende eingespannt dem Walzwerk
zugeführt und während des gesamten Walzvorganges bis zum Entladen
des fertigen Werkstückes auf derselben Seite des Walzgerüstes
eingespannt bleibt und daß die Geometrie der
Walzenkaliberabwicklung der Außenkontur und die Geometrie des
Dornes der Innenkontur des fertigen Werkstückes entsprechen.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Dorn mindestens zeitweise relativ zum Walzgerüst axial
bewegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Walzgerüstantrieb während des Lade- und Entladevorganges
von Rohr und Werkstück durchläuft.
4. Kaltpilgerwalzwerk zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch,
ein kraft- und momentenausgleichendes, über zwei spiegelbildlich
zueinander angeordnete Planetenkurbelantriebe (6) mit horizontalen
Achsen unter Zwischenschaltung von horizontal oszillierenden
Schubstangen angetriebenes Walzgerüst (7), dem eine das Werkstück
während des gesamten Walzvorganges haltende Dreh- und
Vorschubeinrichtung (13) vorgeordnet ist, die gemeinsam mit dem
Walzdorn (2) auf einem in Walzrichtung in eine Arbeitsposition
sowie eine Lade- und Entnahmeposition verfahrenbaren Schlitten (11)
angeordnet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914113273 DE4113273A1 (de) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | Verfahren zum herstellen von rohrfoermigen werkstuecken kurzer laenge mit sich verjuengendem querschnitt |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914113273 DE4113273A1 (de) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | Verfahren zum herstellen von rohrfoermigen werkstuecken kurzer laenge mit sich verjuengendem querschnitt |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4113273A1 true DE4113273A1 (de) | 1992-10-22 |
Family
ID=6430195
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19914113273 Withdrawn DE4113273A1 (de) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | Verfahren zum herstellen von rohrfoermigen werkstuecken kurzer laenge mit sich verjuengendem querschnitt |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4113273A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004048015A1 (de) * | 2002-11-27 | 2004-06-10 | Komet Group Holding Gmbh | Rohrförmiger rohling zur herstellung von bohrwerkzeugen, verfahren zur herstellung des rohlings und verfahren zur herstellung von bohrwerkzeugen |
-
1991
- 1991-04-19 DE DE19914113273 patent/DE4113273A1/de not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004048015A1 (de) * | 2002-11-27 | 2004-06-10 | Komet Group Holding Gmbh | Rohrförmiger rohling zur herstellung von bohrwerkzeugen, verfahren zur herstellung des rohlings und verfahren zur herstellung von bohrwerkzeugen |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8125 | Change of the main classification |
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