DE922405C - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung konischen Walzgutes - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung konischen Walzgutes Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Mine Vorrichtung zux Herstellung konischen Walzgutes in: :einem Pilgerwalzwerk.
• Die Herstellung konischer Vollwerkstücke durch Strangpressien wird trotz mancher hierzu gemachter Vorschläge noch nicht in nennenswertem Maße durchgeführt, weil die Verstellung der Werkzeuge während des Pressens auch heute noch unüberwindliche Schwierigkeiten bereitet. Deshalb glaubte man, die Hierstellung konischer Volhverkstücke aus zylindrischen Werkstücken dumch Kafzieh en leichter erreichen zu können, weil die Verstellung der K;altzIehwerkzeuge leinfacher zu sein schien. Es hat sich aber gezeigt, daß auch die Verstellharkeit der Zieneinrichtungen nicht mit -einfachen Mitteln zu erreichem ist, so daß :auch dies-es Verfahren bis jetzt keine große Bedeutung erlangen konnte. Aus diesen Gründen stellt man auch heute ,noch konische Vol1-wer'kstücke aus zylindrischem Werkstücken vornehmlich,dlurch spanabhebende Bearbeitung her, was nicht nur einen erheblichen Sp.äneabfall: zur Folge hat, sondern auch großen Arbeits- und Zeitaufwand !erfordert und außerdem düe Werkstoffaser des Erzeugnisses zum Teil zerstört.
• Die Herstellung konischer Hühlwerkstücke isst im Viergleich zurr Erzeugung konischer Vollwerkstücke noch wesentlich schwieriger. Zunächst versuchte man, komische Rohre aus zylindrilschen Hohlblöcken durch Ziehen zu erzeugen, wozu etwa zehn Züge und mehr erforderlich sind. Abgesehen von diesem be-

  trächtlichen Zeitaufwand hat dieses Verfahren vor

  allem,den Nachteil, daß eine Verwindung :der Werk-

  stoffasier bewirkt wird, die sich bei der späteren:

  Verwendung des konischen Rohres sehr nacheilig

  äußern kann.

  Die Erfindung ermöglicht die Herstellung koni-

  scher Stangen und Rohre in seinem Pilgerwalzwerk,

  .dessen bin und her gehende Walzsektoren sich auf

  .dem während des Arbeitshubes feststehenden Walz-

  gut abwälzen, und zwar ,im wesentlichen dadurch,

  da.ß die Winkeleinstellung der Walzsektoren zum

  Walzgut zwischen dien Arbeitshüben :fortschreitend

  verändert wird. Die Veränderung -erfolgt um reinen

  Betrag, .der von der gewünschten Abmessung des

  eiamelnen Werkstückes und seiner Länge abhängig ist.

  Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung

  gehen aus der folgenden Beschreibung hervor, in

  der an Hand der Zeichnung ein Ausführungs-

  beispiel zur Erzeugung konischem Rohre aus zylin-

  drischen Hohlblöcken durch Kaltpilgern erläutert

  ist. Im: der Zeichnung zeigt

  Fig. i in schematischer Darstellung die Lage

  -der an sich bekannten Pilgerwalzsektornn zu Be-

  ginn, rund am Ende des Arbeitshubes in der Arbei:ts-

  sbeRung zur Herstellung zylindrischer Rohre,

  Fig.2 die Stellung der Walzsektoren und des

  Dsornes .zu Beginn und aan Ende des Arbeitshubes

  nach seiner übertrtieben dargestellten, serfindungs-

  gemäßen Verstellung der Arbieitswerkzeuge,

  Fig. 3 reine noch stärkere Vexistellumg der Arbieits;

  werkzeuge gegenüber Fig. z,

  Fig. 4 bis 6 reine Ausführungsform -des Kalt-

  pilgerwalzwerkess zur Durchführung des ierfndumgs-

  @gem,äßen. Verfahrens im Schnitt, in Ansicht und

  in Draufsicht,

  Fig.7 sein nach dem @erfpdungsgemäßen Ver-

  fahren. hergestelltes konisches Rohr, .das nach einer

  gewissen Länge innen zylindrisch und außenkonisch

  weitergepilgert wurde, in einer Ziehvorrichtung und

  Fig. 8 das Rohr nach Fig. 7 im gezogenen Zustand.

  In den- Fig. i bis 6 ist 5 der an seünem vorderen

  Endre verjüngte Dorn und 6 das rohrförmige Werk-

  stück. Die Walzsiektoren i und 2 sind mit ihren

  Achsren 3 und 4 drehbar in einem Schlitten i 9

  (Fig. 4 und 5) gelagert. Dieser kann bieispiiels-

  weise mit einer nicht dargestellten Kurbel hin und

  her bewegt werden. Zum schrittweissem. Vosrschub des

  Werkstückes zwischen den Arbieitshübien dienen die

  Gewindespindel 7 und die Gewindemutter 8, welche

  mit seiner das Werksstück 6 umfassenden drehbaren

  Span@=uge 9 verbunden ist. Während der Be-

  arbeitung dies Werkstückes, durch die Walzsektoren i

  und 2 wird dass Werkstück durch die Spannmuffe 9

  unverrückbar :testgehalten. Nach jedem Walzhub

  wird das Werkstück 6 auf .dem wähnend des Walz-

  vorganges feststehenden Dom 5 vorgeschoben.

  Dieser ist mit bekannten Mitteln unter Umständen

  auch in seiner Axialstellung zum Werkstück vor

  dem Pilgern verstellbar und gegebenenfalls auch

  mit Odem Werkstück im Gleichtakt drehbar. Das Ab-

  rollen -der Walzsektoren i und 2 wird durch die

  miteinander kämmenden Zahnräder io und i i, die

  auf den, Achsren ,3 und 4 der Walzaektoren n und 2

  sitzen; und durch den Eingriff je- seines Zahnrades 13

  im: lortsfiest angerbrachste Zahnstangen 12 bewerk-

  stelligt.

  Die geschilderte Ausführungsform :einer Kalt-

  pilgermaschine ist,an sich bekannt. Beim bekannten

  Verfahren werden die Walzsektoren und das Werk-

  stück sio gesteuert, daß jieder Arbeitsgang grund-

  sätzlich der Fig. i entspricht. Dias Werkstück wird

  also nach dem Rückgang der Walzs.ktomen aus der

  voll ausgezogenen Stellung in die gestrichelt ge-

  zeichnete Anfangsstellung ein kleines Stück nach

  rechts verschoben,, worauf der neue Arbeitshub be-

  ginnt. Das Werkstück hat dann an seinem rechten

  bearbeiteten: Ende einen über seine ganze Länge

  gleicla,en Außendurchmesser, welcher der kleinsten

  öffn wäg des Kalibers der beiden Walzsektoren .ent-

  spricht.

  Beim Verfahren. gemäß, der Erfmdung wird nun

  die Eigenart der Pilgerwalzen, deren Kaliber eine

  fortschreitend kleinere öfnung besitzt, in neuer

  Weisse ausgenutzt. Nach der Rückkehr der Walz-

  sektoren; in ihre Anfangsstellung werden diese

  rächt mehr in die dem vorhergehenden Walzhub

  entsprechende Winkelstellung gebracht, sondern

  um einen bestimmten kleinen Betrag verdreht. Ein

  Beispiel isst in der Fg.2 übertdeben dargestellt.

  Die gestrichelt gezeischlne@ein Walzen in der Anfangs-

  stellung berühren nicht mehr mixt .ihrer weitesten,

  Kaliberöffnung das Werkstück, sondern sind weiter

  audgiedmeht. Beginnt sich jetzt der Schütten mit den

  beiden Walzen mach -rechts zu bewegen,, so be-

  rühren: die Walzen zu Beginn ddr Bewegung noch

  nicht das Werkstück, Leisten also auch keine Walz-

  arbeist. Erst wenn .das Kaliber allmählich enger

  wind, legen: sich die Kaäbierfiäehen der Walzen

  aufs das Werkstück ;auf und rollen sieh dann im

  Verlauf des weiteren Arbieits'hubes auf dem Werk-

  stück ab; wobei .sie gleichzeitig Walzarbeit Leisten.

  Das Ende des Arbeitshubes bei der Stellung nach

  Fig. 2 befindet sich örtlich an .derselben Stelle wie

  bei. Fig. i, doch haben; sich jetzt die Walzsekbore@n

  nicht so weit auf dem Werksstück abgewälzt, daß

  ihre kleinste Kallsberöffnumg zur Wirkung ge-

  kommen: ist, -sondern nur eine weitere Öffhiung, die

  der vorher ieilngestellten Winkellage der Sektoren

  entspricht. Der Vergleich der Fig. i mit der Fig. 2

  läßt lohne weiteres die Folgen auf die Verformung

  des Werkstückes terkennen.

  Von der

  der Winkellage der Sektoren

  ist soben des Leichteren VeTständnisssies wegen zu-

  nächst ;gesagt, dafl, sie im

  des

  Arbeitshubes ierfolge. Es ist aber leicht einzusehen,

  daß sie, wenn. sie im Sinne @eiu.es Öffners des

  Kah'berserfolgt, auch am Endtotpunkt und sogar

  während des Arbeitshubes geschahen kann. Für die

  genaue vorherige Bestimmung der Konizität dies

  Werkstückes ist res aber zweckmäßiger, die Ver-

  steTlung in. einern der Totpunkte, vorteilhaft in dem

  Anfangstotpunkt, vorzunehmen. Die schrittweise

  Drehung des Walzgutes zwischen, jedem Hub da-

  gegen. läßt sich nur im Anfangstotpunkt vornehmen,

  weil in :den späteren Arbeits.stc11ungen der Walzen

  das Walzgut im Kaliber festgehalten isst.

  Fig. 3 macht weiterhin beispielsweise die Winkellage der Sektoren beim Auswalzen des Walzgutes mit dem größten, Außendurchmesser erkennbar. Die Sektoren. sind in der Anfangsstellung noch weiter aufgedreht, so daß sie während des größten Teiles ihres Arbeiitshuhes mit dem Werkstück überhaupt 'nicht in Berührung kommen. Erst gegen Ende des Hubes verfassen sie das Werkstück, jetzt aber murr mit dem Teil ihrer Kalberfläche, der in der Nähe der größten Kaliberöffnung liegt.
• Es isst @ohnie weiteres @erkennbar, daß der Grad der Winkelverstellung der Walzsektoren das Ausrrb.ß der Konizität des Walzgutes bestimmt. Die Konizität kann also in einem weiten Bereiche verändert werden. Die größte erreichbare Konizität ist natürlich die in Fig. i dargestellte, die sich aus ,der Walzenbauart selbst ergibt; diese hat jedoch mit Rücksicht auf den kurzen Arbeitshub keine praktische Bsdieurumg. Von dieser größten Konizität aus läßt das Verfahren gemäß der Erfindung jede andere .geringere zu. Der theoretische Grenzfall ist dann das bisher schon in der gleichen Maschine erzeugte Walzgut vom, gleichbleibendem Außendurchmesser.
• Das Verfahren. gemäß der Erfindung bietet jedoch auch die Möglichkeit, im Falle der Erzeugung von Rohren die Wandstärke veränderlich zu halten. Die Wandstärke wird bestimmt durch die Stellung .des konischen Diornes im Verhältnis zu den Walzsiektoren. Beim bisher üblichen Verfahren wird nur das Werkstück am Ende jedes Arbeitshubes weiter in die Walzen bewegt, während der Dorn steine Stellung kn Verhältnis zu den Walzen unverändert beibehält. Daß der Dorn gegebenenfalls gemeinsam mit dem Werkstück zwischen den Arbe ltshüben jeweils um einen bestimmten Winkelbetrag verdreht Nverden kann, isst in diesem Zusammenhang ohne Bedeutung. Wenn neun beim Verfahren gemäß der Erfindung nach einem Arbeitshub die Walzen um einen bestimmten Winkel weitergeöffnet werden, dann muß, wenn das zu walzende konische Rohr eine gleiche Wandstärke aufweisen soll, der konische Dorn um eiinen Betrag verschchen werden, und zwar bei der Darstellung der Fig. 2 nach rechts, der der Winkelverstellung der Walzsektoren entspricht. Wird der Dorn nicht genau um diesen Betrag verschoben, daran ändert sich die Wandstärke, und zwar wird sie ddkex, wenn der Dorn wemger nach rechts, und dünn-ex, wenn per weiter nach rechts verschoben wird, als der jeweiligen Winkelverstellung der Walzsektoren entsprechen würde. Damit ist also durch das Verfahren gemäß der Erfindung eiln einfaches Mittel gegeben, auch die Wandstärken der Rohre veränderlich zu halten.
• In den Fmg. q. bis 6 sind rauch ,fite Vorrichtungen zur Winkelverstellung der Walzsektoren sowie zur Verschiebung des Dornes beispielsweise dargestellt. Dia die Zahnräder 13 der Walzsektoren sich auf -den Zahnstangen 12 abwälzen; sind diesle Zahnstangen benutzt, um auch die erfindungsgemäße Winkelverstellung der Walzsektoren zu erreichen.
• Der Antrieb 23 überträgt seine Bewegung auf die Gewindespindel 15, die über die Kupplung 17

  mit dem Getriebekasten 18 verbünden ist. In dies m

  befinden sich zwei Getriebe zur G.roib- und Fein-

  einstellung., wovon der Einfachheit halber nur das

  erstere dargestellt ist. Von dem Getriebe nimmt

  das Zahnrad 26 die Bewegung auf und überträgt sie

  auf das mit ihm kämmende Zahnrad 2q., das seiner-

  s i kämmt. Die Zahnräder -# 6

  eits mit dem Zahnrad 2 5

  und 25 sind mit den Gew@adespindeln 22 starr

  verbunden, vorn denen die Zahnstangen 12 durch die

  Muffen 28 vor- oder zurückgeschoben werden

  können.

  Von der Gewindespindel i 5 wind auch noch die

  Dornverstellung abgeleitet. Zu diesem Zweck ist

  auf der Spindel i 5 eine Muffle i 6 angebracht, die

  mit :dem Dornhalber i q. starr verbunden ist. Die

  Muffe 16 kann durch. einen nicht dargestellten Ex-

  zenter außer Eingriff mit der Spindel i 5 gebracht

  werden.

  Die vorbeschriebene Ausführungsform der er-

  findungsg,emä.ßlen Vorrichtung ermöglicht die Her-

  stellung von Rohren verschiedener Formgestaltung.

  Bei der Herstellung außen konischer, -innen.

  zylindrischer Rohre ist nur eine Verstellung der

  Walzsektoren i und 2 er@arderlich, während bei

  der Herstellung von außen zylindrischen Rohren

  mit kegielfiörmig verlaufender innerex Mantelfläche

  lediglich leine Verstellung des Dornes erfolgen muß

  und die Walzsektoren i und 2 in der an sich be-

  kannten Arbeitsstellung für die Herstellung zylin-

  drisoher Rohre verbleiben. Durch die Verstellung

  der Walzsiektoren, welche entweder biet jedem

  Axb;eitsihuboder auch vor oder nach mehreren

  Arbieitsghübenerfolgen kann, wird die Arbeitslänge

  der Kaliber der Walzsektoren mit jeder Verstellung

  etwas kleiner. Darauf muß. bei dem schon bisher

  beim Pilgern: zylindrischer Werkstücke angewen-

  deten und stets gleichbleibendem Vorschub ge-

  gebonenfalls Rücksicht genommen: werden. Es ist

  unter Umständen erforderlich, den Vorschub in

  Abhängigkeit von der beim erfindungsgemäßen

  Pilgern kleiner werdenden Werkstoffverdrängung

  größter werden zu lassen, was zweckmäßig stufenlos

  erfolgt.

  Wmeoben schon ausgeführt wurde, ist @es nicht

  lerfordexlich, daß die Dornverstellung immer der

  Siektorenuersbellung entspricht, sondern beide können

  schon vor Beginn des Pilgern bei gleicher und ver-

  schiedener Koniziität der Arbeitswerkzeuge ver-

  schieden gewählt und auch noch während des

  Pilgern.s unabhängig voneinander geändert werden.

  Das ist deshalb vorteilhaft, weil in manchen Fällen

  das Walzgut über steine Länge eine verschiedene

  Komzität haben soll; ja res sollen sich sogar zylin-

  drische Abischmtte, siel es bei Vollwerikkstürken auf

  ,der äußeren oder biet Hloblwerkstücken auf der

  inneren Mantelfläche oder im letzteren Fall auch

  auf beiden, mit konischen Abschnitten in beliebigen

  Verhältnissen abwechseln. Soweit hierbei die ge-

  stellten Anforderungen nicht ,schon allrein durch die

  beschriebenen Maßnahmen erreicht werden können,

  kann man unter Umständen nach einer Zwischen-

  glühung das konisch gepilgerte Walzgut durch eine

  Ziehscheibe 27 noch in die gewünschte endgültige

  Form bringen, wie es durch die Fig. 7 und 8

  schematisch dargestellt ist.

  S-ollm die Querabmessungen des Walzgutes nach

  einer bestimmt. Länge geändert werden, soll also

  z. B. ein zunächst über eine he-stimmte Länge konisch

  verlaufender Stab dann. zylindrisch weiterlaufen, so

  ist es zweckmäfg, (die Maschine nach der be-

  stimmten: Längeaußer Betrieb zu ;setzen. Zu diesem

  Zweck stößt das Werkstück gegen, einen Anschlag,

  beispielsweise einen

  2o, ider auf der Dürn-

  sicherumgsstange 2 i angebracht isst.

  Im folgenden ist das @erfmdungsggemäße Ver-

  fahren an einem Ausführuugsheispiel meohneri!sch

  erläutert.

  Ein Ausgangsrohr hat e nen. Außehdurrhmessex

  vorn 5o mm und eine Waudstärke von 4 mm. Der

  Werkstoff ist eine Al-Cu-Mg-Legierwng mit etwa

  4 % Kupfer. Das Fertigrohr soll auf -seiner äußeren

  Mantelfläche von 5o bis 25 mm konisch abnehmen,

  die Wandstärke von 4 auf 2 mm. Der Querschnitt

  .des zylindrischen Ausgangsrohres beträgt 58omm2,

  derjenige des komiisehen Fertignobnes am kleinsten

  Rohraußendurchmessier 325 mm2. Hieraus @erreclmet

  sich jene Verlängerung von. 325 : 58o= i,78.

  Bei einem angenommenen Vorschub von 3 mm

  und deiner Länge des kmäschen Rohres von 5, 4, 8

  oder 2,5 m ergeben sich nach der Gleichung Hub-

  zahl X Vorschub X Verlängerung = Rohrlänge fol-

  gende Hubzahlen: Für das 5 m Irmge konische Rohr

  936 Hübe, für das 4,8 m 1a;nge konische Rohr

  898 Hübe und für das 2,5 m lange konische Rohr

  468 Hübe.

  Die Verdrehung der Walzsiektomen beträgt bei

  einer Gesiamtabwidklung von 400 m für 4;as Walz-

  kaliber im ersten Fall 0,427 mm,. im zweiten

  0,445mm und endlich im dritten Fäll 0,854 mm pro

  Hub.

  Beidem recbnerisahein Ausführungsbeispiielnimmt

  auch der Rohrdurchmesser stetig zu. Steine Zu-

  nahme beträgt unter den ;gewählten Bedingungen

  im ersteren: Fall 0,0267 mm, im zweiten. 0,0278 mm

  und im dritten Flal1 0,o534mm pro Hub.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Verfahren zur Herstellung konischen Walz- !gutes in seinem PiRgerwalzwerk, dessen hin und her schwingenden Walzsektoren sich auf dem während des Arheitshubes fiestste#enden Walz- gut abwälzen,,dadurch glekemzeicbnet, daß die WdnkeleinsieUvmg der Walzsektoren zum Walz- gurt, zweokmäßüg zwischen dem Arbeitshüben, fortschreitend verändert wind. 2. Verfahren nach Anspxuah r für die Her- stellung konischer Rohre, dadurch gekennzeich- net, .daß der an sich bekannte komische Diorn zur ErAelung gleichbleibender Wandstärke der Rohre gleichzeitig mit der Winkelverstellung ,der Walzsektoren um einen entsprechenden Schritt in: der Walzrichtung verschoben wird. 3. Abändenalng des Verfahrens nach An- spruch 2, dadurch geke@lnzeäclület, daß der Dom zur Erzieluyng einer siech verändernden Wand- stärke der Rohre gleidUhzeitig mit der Winkel- versfiellung der Walzsektoren, aber unabhängig von der Größte der Winkelverstellung ver- schoben wird. 4. Abänderung des Verfahmmns nach An- spruch 3 zur HerstC77ung vorn Rohren mit gleäch- hleibiendem Außen- und sich veränderadem Innendurchmesser, dadurch gekennzeichnet, daß der Dtom zwischen den Arb:eitsliüb!en verschoben wird, während die Wimkelenstellung der Walz- s:ekt0ren gleichbleäbt. 5. Verfahren zur Herstellung von Rohren, die über einen Teil ;ihrer Länge konisch ver- l:au#en. und dar., leinen gleichblielhenden Außen- durchmesser raufweisem:, dadurch gekennzeichnet, daß das nach seinem der vorstehmden Ansprüche gewalzte Rohr nach gdem Wallzen gezogen wird. 6. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch r bis 4, dadurchgekennzeichnet, daß die die Drehbewegung der Walzsektoren (i, 2) bestimmendem. Zahnstangen (12) ver- schiebhar sind. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge- kennzeichnet, daß die die Versclilebebewegung der Zahnstangen (12) bewirkenden Antriebs- teile (15, 17, 18 usw.) mit .dem Dornhalter ( 14) verbunden sind. Angezogiene Druckschriften: Deutschte Patentschrift Nir. 58 762.