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Pilgerschrittwalzwerk Die Erfindung bezieht sich auf ein Pilgerschrittwalzwerk,
dessen beide.- Walzen mit zwei besonderen, auf dem Umfang jeder Walze hintereinanderliegenden
exzentrischen Arbeitskalibern versehen sind zum Ausstrekken von dicken Rohrhülsen
zu dünnen Rohren über einen zylindrischen oder verjüngten Dorn.
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Pilgerschrittwalzwerke, deren Walzen mit je zwei besonderen Arbeitskalibern
versehen sind, sind bekannt. Hierbei sind die Kaliber durchaus gleichartig ausgebildet,
wobei der Anfangsteil des. Kalibers als Streckkaliber und der Endteil als Glättkaliber
wirkt. Hierdurch wird die Walzarbeit je Walzenumlauf gewissermaßen auf zwei gleiche
Abschnitte verteilt. Entsprechend dieser Arbeitsweise müssen bei diesen bekannten
Pilgerschritt Walzwerken die Vorschub- und Drehvorrichtungen während jeder Walzenumdrehung
je zwei Arbeitsbewegungen ausführen. Die Kaliber der vorbekannten Pilgerschrittwalzwerke
sollen eine möglichst große. Werkstoffmenge je Walzenumlauf verarbeiten, was nur
auf Kosten der Genauigkeit und der Güte des. erwalzten Fertigstückes oder Halbzeuges
möglich ist; auch dachte man lediglich an eine Warmverarbeitung.
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Das .erfindungsgemäß ausgebildete Pilgerschrittwalzwerk, das nicht
nur zur Warm-, sondern auch zur Kaltbearbeitung Verwendung finden soll, vermeidet
diese Nachteile und erwalzt ein Werkstück von größter Genauigkeit und Güte. Dabei
ist die Fertigungsgeschwindigkeit gegenüber den vorbekannten Pilgers,chrittwalzwerken
nicht nur beibehalten, sondern sogar noch erhöht.
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Zur Erzielung einer besonders wirksamen und genauen Bearbeitung der
Rohre sind erfindungsgemäß die beiden hintereinanderliegenden exzentrischen Kaliber
jeder Walze verschiedenartig, und zwar als Streck- und Glättkaliber, geformt und
die Vorschub- und Drehvorrichtung so ausgebildet, daß das Werkstück während eines
jeden Umlaufes der Walzen zunächst ohne Drehung auf der Dornstange vorgeschoben
wird, um ausgestreckt zu werden, und dann kraftschlüssig ohne Vorschub auf der Dornstange
unter gleichzeitiger Drehung nochmals vorgebracht wird, um geglättet zu werden.
Bei dieser Arbeitsweise kann der Dorn zylindrisch oder auch verjüngt sein.. Es,
wurde jedoch festgestellt, daß zum Kaltpilgern von Rohren die Verwendung eines verjüngten
Dornes einen günstigen Materialfluß bewirkt. Beim Kaltpilgern von Rohren über einen
verjüngten Dorn haben erfindungsgemäß die Arbeiskaliber und der Dorn eine derartige
gegenseitige Lage, daß sich die exzentrischen Arbeitskaliber, beginnend mit ihrem
weitesten Querschnitt, in der Richtung nach der Spitze des Dornkegels über das gegen
Kraftschluß zurückgedrängte Werkstück bewegen. Dabei bleibt die Rohrhülse,
die
zur Bearbeitung absatzweise auf dem verjüngten Dorn vorgeschoben. wird, bis zur
Einführung .einer neuen Rohrhülse in einem Spamlfutter eingespannt; --das durch
ein -.GP-, triebe in allen Längsstellungen des _: was.; Spannfutter tragenden Wagens
gedreht wird:: Das erfindungsgemäß ausgebildete Pilge-' schrittwälzwerk soll in
der Hauptsache für' die Kaltbearbeitung von Rohren und Stangen Verwendung finden.
Jedoch ist auch eine Warmbearbeitung möglich.
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In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der Maschine
dargestellt. Es sind: Fig. i eine Seitenansicht, Fig.2 ein mittlerer Längsschnitt,
Fig. 3 eine Endansicht der neuen Maschine, Fig.4 ein waagerechter Teilschnitt nach
Linie 4-4 der Fig. 2, Fig. 5 ein senkrechter Schnitt nach Linie 5-5 der Fig. 2,
Fig. 6 ein senkrechter Schnitt nach Linie 6-6 der Fig. 2, Fig. 7 ein senkrechter
Schnitt nach Linie 7-7 der Fig.2 und Fig. 8 .ein senkrechter Schnitt nach Linie
8-8 der Fig.4.
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Gemäß Fig. i bi§ 3 besitzt das Walzwerk einen -schweren Metallrahmen,2o,
der aus Wangen-2i und Querstegen 22 besteht. In Kulissenlagern 25, 26 sind
die oberen Arbeitswalzen 27 verstellbar gelagert, und zwar dienen Schrauben 28 mit
Gegenmuttern 29 zur Einstellung der Walzen. Die unteren Walzen 27' sind in den Wallgen
2 i fest gelagert.
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_ Ein Dorn 3o, der die Rohrhülse 31 trägt, ist an seinem- rückwärtigen
Ende fest mit dem Endstück 32 :eines. Wagens 33 verbunden. Zum Festhalten können
beliebige Mittel benutzt werden, die es gestatten, die Rohrhülse von rückwärts her
über den Dorn zu streifen. Fig.2 und 3 zeigen für diesen Zweck Backen 34, die in
einer Schwalbenschwanznut 3 5 verschiebbar sind und mittels einer rechts-und linksgängigen
Schiraube 37 bewegt werden, die von jeder Maschinenseite her erreichbar ist.
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Der Wagen 33 besitzt Führungsschienen 38, die zwischen Leisten 39
der Wangen 21 gleiten (Fig.3). Er wird gegen die Walzers 27, 27' durch einen Kolben
40 eines Zylinders 41 geschoben,. der auf Querstegen 42 befestigt ist. Im Druckzylinder
4o herrscht immer der gleiche Druck. Die Kolbenstange 43 greift an ,einem Konso144
des Wagens an. Ein ortsfester Lagerbock 45 mit einer Stellschraube 46 begrenzt den
Hub des Wagens gegen die Walzen 27, 27'.
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Am hinteren Wagenende sind Mittel zum Drehen des Dornes vorgesehen.
Gemäß Fig. 2 wird der Dorn 3o neben den Backen 34 von einer Buchse 5o umschlossen,
die mittels Federkeile in den Dorn und in eine Hülse 51 eingreift und in dem Lager
52 steckt. Sie --trägt einen Zahnkranz 53, der durch ein Getriebe 54 von einer Welle
55 aus gedreht wird. Letztere ist in einem Steg 56 drehbar und im -:Endstück 32
des Wagens 33 drehbar und verschiebbar gelagert. Das Getriebe 54 steckt in einem
Gehäuse, und eins seiner Räder greift mit einem Federkeil in eine Nut der Welle
55. Die Bohrung der Hülse 51 ist weit genug, um :ein bequemes Hindurchstecken der
stärksten Rohrhülse zu. gestatten, die für das Auswalzen in Betracht kommt.
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Zum Vorschub der Rohrhülse gegen die Walzen sind besondere Mittel
vorgesehen. Sie können gleichzeitig dazu dienen, das Werkstück unabhängig vorn Dorn,
jedoch im Einklang mit dessen Drehung zu drehen. Gemäß Fig. 2 und 3 sind diese Mittel
mit einem Gehäuse 6o verbunden, das mittels Führungsschienen 61 zwischen Leisten
62 der Wangen 21 gleitet.
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Nach Pig.2 und 5 umschließt das, Gehäuse 6o mittels seines zylindrischen
Teiles 63 eine Hülse 64, die mit ihrer Bohrung die Rohrhülse umschließt. Sie enthält
Klemmbacken 65, die in radialen Führungen 66 durch Hubflächen 67 bewegt werden.
Zur Bewegung der Hubflächen können irgendwelche Hilfsmittel dienen, die jedoch in
der Zeichnung der besseren übersichtlichkeit halber fortgelassen sind. Die Hülse
64 trägt an ihrem hinteren Ende einen Zahnkranz 68, der mittels eines Getriebes
69 von der Welle 55 aus gedreht wird, und zwar mit "gleicher Geschwindigkeit, wie
sie das Getriebe 54 auf den Dorn überträgt, so daß dieser und die Rohrhülse immer
genau gleichmäßig zusammen gedreht worden. Das Getriebe 69 steckt in einem Gehäuse
7o, das an dem Gehäuse 6o befestigt ist.
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Die Welle 55 erhält gemäß Fig. 4 ihren Antrieb durch Kegelräder 75,
.76 von einer Querwelle 77 aus, die in einem Lager 78 der Wangen 21 und in einer
Hohlwelle 95 ruht. Vor dieser Hohlwelle trägt die Welle 77 ein Schaltkreuz 79, das
durch eine Scheibe 8o mit Schaltstift 8 i von einer Welle 82 bewegt wird (Fig. 1,
6 und 8).
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Wenn die Arbeitswalzen gemäß dem hier gezeichneten Beispiel zwei Arbeitssegmente
83a, 83v besitzen (Fig.2), drehen die beschriebenen Getriebe den Dorn 30 und die
Rohrhülse 31 bei jeder Umdrehung der Walzen 27, 27' um ungefähr 9o°. Vergleicht
man 'Fig. i und 2 miteinander, so -findet man, daß die Drehung in dem Augenblick
erfolgt, in dem die Arbeitsflächen 83a ihre Wirkung an der Rohrhülse ausgeübt
haben und ehe die Flächen 83r in Wirkung kommen.
Weitere Mittel
dienen zum Vorschub der Rohrhülse gegen die Walzen. Sie treten abwechselnd mit den
zum Drehen dienenden Getrieben in Wirkung, d. h. der Vorschub erfolgt, wenn die
Flächen 83b gearbeitet haben und ehe die Flächen 83a in Wirkung kommen.
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Gemäß Fig. i und 5 greift eine Vorschubwelle 85 mit Gewinde in das
Gehäuse 6o .ein und ist .einerseits im Endstück 32 des Wagens 33 sowie anderseits
in Konsolen 86 am vorderen Wagenende gelagert. Die Welle 85 verschiebt sich nicht
axial gegen den Wagen, sondern hält das Gehäuse 6o in jeder Stellung zum Wagen 33
fest.
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Für den Fall, daß bei der Walzarbeit außergewöhnlich große Kräfte
auftreten, die das Gehäuse 6o gegen den Wagen zurückzuschieben suchen, ist am Gehäuse
eine Klinke 8? angebracht, die in eine am Wagen 33 sitzende Zahnstange 88 eingreift.
Nach jedem Vorschub des Gehäuses 6o gegen die Arbeitswalzen fällt die Klinke 87
in eine neue Zahnlücke. Wenn eine Rohrhülse soweit wie möglich gegen die Arbeitswalzen
vorgeschoben ist und eine neue Rohrhülse eingesetzt werden soll, läßt sich das Gehäuse
6o zurückbewegen, nachdem man die Klinke 87 ausgehoben und ein Gewindekupplungsstück
89 (Fig. 5) des Gehäuses 6o von der Welle 85 zurückgeschwenkt hat.
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Gemäß Fig. q. trägt die Welle 8 5 ein Zahnrad 9o, das in ein Rad 9
i auf einer kurzen Welle 92 eingreift, die drehbar und verschiebbar in Lagern der
Konsole 86 und drehbar in einem Lager des Quersteges 56 liegt. Sie wird durch Kugelräder
93, 94 mittels der Hohlwelle 95 gedreht. Letztere trägt ein Schaltkreuz 96, das
von einer Scheibe 97 mit Schaltstift 98 auf der- unteren Walzenwelle 82 gedreht
wird.
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Die Arbeitsflächen 83a wirken auf die auf dem Dorn befindliche Rohrhülse,
wenn sich die Walzen in der Richtung der in Fig. 2 eingetragenen Pfeile drehen,
um den Durchmesser der Rohrhülse zu verkleinern. Sie greifen dabei an eine Übergangsstelle
an, die den Walzen gerade dargeboten ist. Die Walzkaliber können sich auch auf ihrer
ganzen Länge (kegelig) verjüngen, sind aber beim gezeichneten Beispiel nur auf einen
Teil ihrer Länge so ausgeführt und im übrigen konzentrisch. An ihren sich gerade
gegenüberliegenden Enden sind die Kaliber oder Segmente 83a passend zum Übergangsstück
am Dorn und der Rohrhülse ausgefräst, um die Bildung von Falten am Werkstück zu
verhindern. Es entstehen nur leichte Wellungen, die bei der anschließenden Bearbeitung
ohne weiteres wieder verschwinden.
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Während der Einwirkung der Arbeitsflächen 83a werden das Werkstück,
der Dorn und der Wagen entgegen dem im Zylinder 4o herrschenden gleichbleibenden
Druck zurückbewegt. Sobald dann das Werkstück freigegeben ist, wird die Drehvorrichtung
durch das Schaltgetriebe 79, 8o, 81 bewegt und dreht das Werkstück und den Dorn
um den gewünschten Betrag, der im Beispiel etwa 9o° sein soll. Dabei wird das Werkstück
nicht vorgeschoben, sondern behält seine Lage auf dem Dorn. Wenn dann die hinterdrehten
Teile der Walzen sich über dem Werkstück befinden, bewirkt der gleichbleibende Druck
im Zylinder 4o die Rückführung der Rohrhülse gegen die Walzen. Sie wird mittels
der Stellschraube 46 begrenzt.
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Wenn die Kaliber 83b der Walzen an dem Werkstück angreifen, wirken
sie ungefähr an derselben Längsstrecke wie -die Kaliber 83 vorher, d. h. sie ziehen
im gewissen Sinne das Rohr nach, wirken - aber auf einen anderen Umfangsteil, da
das Rohr inzwischen gedreht worden ist. Die Werkstückteile, die vorher an den sich
begegnenden Enden der Kaliber 83- lagen, kommen jetzt in den Grund der Kaliber
83b hinein, wo der größte Druck ausgeübt wird. Dabei werden die vorher entstandenen
leichten Wellen geglättet, und das Werkstück wird gerundet. Beide Kaliber 83a und
83b stimmen in ihrem Verlauf im wesentlichen genau .überein, jedoch sind die sich
begegnenden Enden der Kaliber 83b nicht wie bei 83a zu einem flachen Querschnitt
aufgeweitet.
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Die Nachbearbeitung mittels der Kaliber 83b auf einem anderen Umfangsteil
des Werkstückes hat zur Folge, daß dieses sich auf dem Dorn lockert, wenn das Rohr
aus nachgiebigem Werkstoff besteht. Die Lockerung erleichtert .das Verschieben des
Werkstückes am Dorn entlang.
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Das Verschieben des Metalls am Dorn entlang wird durch die Bearbeitung
des Metalls abwärts an der . Übergangsstelle des Dornes entlang (Fig.2) nach seiner
Spitze hin unterstützt. Der freie Fluß des. Metalls sichert eine überlegene Güte
des fertigen Werkstückes und eine wirtschaftliche Arbeitsweise.
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Wemi die Walzkaliber 83b gearbeitet haben und ehe die Kaliber 83a
erneut ihre Arbeit beginnen, wird das Rohr durch das Schaltgetriebe 96, 97, 98 um
ein Stück gegen die Arbeitswalzen vorgeschoben, so daß die Kaliber 83a jetzt an
einem weiter zurückliegenden Punkte als vorher ansetzen.
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Die vier Arbeitsvorgänge: der Werkstückvorschub, das Ausstrecken,
das Drehen und das Glätten, wechseln ununterbrochen miteinander ab, bis die Rohrhülse
-auf einer möglichst langen Strecke bearbeitet ist. Darauf
werd-en."de
KJ*nmbäcken.-65 gelöst, die Gewindekupplung$9 und die Klinke 87 werden ausgehoben;'und
nun wird das Gehäuse 6o in die Endstellung am Wagen 33 zurückbewegt. Die Backen
3q. werden geöffnet, die Buchse 5o wird entfernt, 'und eine neue Rohrhülse wird
über das hintere-Dornende hinweg eingeführt. Die Teile werden wieder in ihre Arbeitsstellung
gebracht, und der Walzvorgang beginnt sofort von neuem.' Das Einlegen einer neuen
Rohrhülse erfordert beim Erfindungsgegenstand nur sehr kurze Zeit, was die Wirtschaftlichkeit
günstig beeinflußt.
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Bei der Wiederaufnahme der Walzarbeit sitzt die neue Rohrhülse lose
auf dem Dorn, aber .sie wird durch. den Vorschnbdruck des Gehäuses box das an der
neuen Rohrhülse angreift, gegen das alte Werkstück gepreßt. Das Drehen dieses ersten
Werkstückes wird durch das Drehen des Dornes bewirkt; denn zu der Zeit, wo die Drehung
vorgenommen werden muß, wird das Rohr genügend dicht auf den Dorn gepreßt, um sich
mit ihm zu drehen. Die Arbeitswalzen 27, 27' gehen bei ihrer Tätigkeit ohne weiteres
von der alten Länge zur neuen Länge über.