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Dokumentenidentifikation DE10126411B4 03.02.2005
Titel Verfahren zum Walzen von Rohrluppen in einem Planetenschrägwalzwerk und Vorrichtung zum Zuführen von Rohrluppen in ein Planetenschrägwalzwerk
Anmelder SMS Demag AG, 40237 Düsseldorf, DE
Erfinder Pfeiffer, Thomas, Dipl.-Ing., 41516 Grevenbroich, DE;
Franken, Horst, Dipl.-Ing., 41238 Mönchengladbach, DE
Vertreter Meissner & Meissner, 14199 Berlin
DE-Anmeldedatum 22.05.2001
DE-Aktenzeichen 10126411
Offenlegungstag 20.12.2001
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 03.02.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.02.2005
IPC-Hauptklasse B21B 19/06
IPC-Nebenklasse B21B 21/04   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Walzen von Rohrluppen in einem Planetenschrägwalzwerk und eine Vorrichtung zum Zuführen von Rohrluppen in ein Planetenschrägwalzwerk.

Das Laden der Rohrluppen in das Planetenschrägwalzwerk erfolgt in der Praxis diskontinuierlich, d. h. das Beschicken mit einer neuen Rohrluppe führt zwangsläufig zu einer Stillstandszeit. Diese Stillstandszeiten beeinflussen selbstverständlich die Gesamtleistung des Walzwerkes.

Beim Kaltpilgerwalzen ist andererseits eine kontinuierliche Arbeitsweise bekannt. Hierbei erfolgt das Laden der Luppe ohne Unterbrechung des Walzbetriebes.

Die zu walzende Rohrluppe wird dabei in Richtung auf das hin- und hergehende Walzgerüst schritweise durch angetriebene Vorschubschlitten vorgeschoben.

Außerdem wird die Rohrluppe durch angetriebene Ein- und Auslaufspannfutter, die vor und hinter dem Walzgerüst angebracht sind, während des Vorschubes schrittweise gedreht.

Aus der DE 33 04 002 C1 ist eine Vorschubeinrichtung für ein Kaltpilgerwalzwerk bekannt, mit zwei mit Spannfuttern ausgerüsteten Vorschubschlitten. Jeder dieser Vorschubschlitten wird durch zwei parallel und beidseitig der Walzlinie angeordnete Vorschubspindeln über im Vorschubschlitten angeordnete Spindelmuttern bewegt. Diese Anordnung der Vorschubspindeln ermöglicht eine momentfreie Krafteinleitung in die Vorschubschlitten sowie ein kontinuierliches Vorschieben der Luppe und damit einen kontinuierlichen Walzbetrieb.

Aus der DE 29 22 941 C2 ist ein Kaltpilgerwalzwerk bekannt, bei dem der erste Vorschubschlitten mit einer Einrichtung zum Hinterfassen des Luppenendes beim Vorschub versehen ist. Dem zweiten Vorschubschlitten ist eine Vorrichtung zum Zurückziehen der Luppe entgegen der Vorschubrichtung hinter das dem ersten Schaltgetriebe zugeordnete Dornwiderlager zugeordnet. Der Vorschubweg des zweiten Vorschubschlittens ist so bemessen, dass die von ihm vorgeschobene Luppe am Ende des Vorschubhubes mit ihrem in Walzrichtung vorn liegenden Ende zwischen Gerüst und Mitnahmevorrichtung des ersten Vorschubschlittens liegt. Auch diese Ausbildung bzw. Anordnung ermöglicht den kontinuierlichen Vorschub der zu walzenden Rohrluppen.

Des Weiteren ist aus der DE 39 05 559 A1 aus der einzigen Figur und der dazu gehörigen Beschreibung (Spalte 2, Zeilen 24 bis 50) eine Vorrichtung bekannt, bei der die Zuführung der zu walzenden Rohrluppen in den Walzspalt kontinuierlich Stoss an Stoss erfolgt, wobei hierzu im axialen Abstand voneinander zwei als Spannbacken ausgeführte Fixiereinrichtungen vorgesehen sind, die abwechselnd die Dornstange klemmen, so dass – ohne Unterbrechung des Walzvorganges – eine neue Luppe auf die Dornstage aufschiebbar und in Richtung auf das Ende der im Walzspalt befindlichen Luppe schiebbar ist, so dass das Luppenende und der Anfang der neuen Luppe aneinander liegen.

Beim Kaltpilgerwalzen muß sowohl der Vorschub in axialer Richtung wie auch die Drehung der Rohrluppe zwangsweise erfolgen, damit durch die konisch profilierten Walzen im hin- und hergehenden Walzgerüst ein gleichmäßiges Walzen über den Umfang des Rohres erfolgt.

Anders ist es beim Schrägwalzen. Hier sind im Walzgerüst planetenartig um die Rohrluppe umlaufende, kegelförmige Walzen vorhanden. Durch diese Walzenanordnung wird die Rohrluppe kontinuierlich in das Walzgerüst eingezogen. Vorschubschlitten sind eigentlich nur zum Anwalzen des Luppenkopfes erforderlich, können allerdings auch während des laufenden Betriebes optional zugeschaltet werden.

Eine weitere Besonderheit beim Schrägwalzen ist, dass sowohl die Luppe als auch das Rohr durch Torsion des Materials unter den Walzen sich langsam drehen, wobei sowohl die Drehrichtung als auch die Winkelgeschwindigkeit unbestimmt sind. Soll das auslaufende Rohr hinter dem Walzgerüst aufgewickelt werden, so muss dies beim Austritt aus dem Walzgerüst berücksichtigt werden, d.h. es darf sich nicht drehen. Dies wird dadurch erreicht, dass die Drehzahl des Rotors und der Walzen, die durch einen aus zwei Motoren bestehenden sogenannten Überlagerungsantrieb angetrieben werden, zueinander verändert werden. Zu diesem Zweck ist auf der Auslaufseite des Walzwerkes ein Sensor angebracht, der eine Rotation des auslaufenden Rohres feststellen kann. Das Drehen der Luppe läßt sich, falls sich das Rohr nicht dreht, nur mit einem unvertretbar hohem Meß- und Regelaufwand verhindern. In diesem Fall würde es nicht ausreichen, die Drehzahl des Rotors und der Walzen gegeneinander zu verändern, sondern es müsste auch die Stellung der Walzen zur Rohrluppe und zum Rohr angepasst werden. Dies lässt sich bei einer laufenden Maschine aber nicht durchführen. In den meisten Fällen wird sich deshalb die Rohrluppe in einer unbestimmten Richtung und mit einer unbestimmten Winkelgeschwindigkeit drehen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit dem oder mit der unter Berücksichtigung der besonderen Eigenheiten des Schrägwalzens, die Leistung eines Planetenschrägwalzwerkes erhöht werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Walzen von Rohrluppen in einem Planetenschrägwalzwerk dadurch, dass die Zuführung der zu walzenden Rohrluppen in den Walzspalt kontinuierlich Stoß an Stoß erfolgt, wobei die jeweils der im Walzspalt befindlichen Rohrluppe nachfolgende Rohrluppe mit einer der durch die Torsion unter den Walzen bedingten Drehung des Rohrluppenendes entsprechenden Drehung vorgeschoben wird. Des weiteren wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Zuführen von Rohrluppen in ein Planetenschrägwalzwerk mit den Merkmalen des Patentanspruches 5 und mit den Merkmalen des Patentanspruches 6 gelöst.

Hierzu ist eine Einrichtung vorgesehen zum Zuführen von Rohrluppen in ein Planetenschrägwalzwerk, in dem eine Rohrluppe über ein in seiner Stellung zum Walzspalt ortsfest gehaltenes Innenwerkzeug auswalzbar ist,

mit einer ersten und einer im axialen Abstand hiervon angeordneten zweiten Halteeinrichtung für die Dornstange, deren Spannbacken unabhängig voneinander radial an die Dornstange anstellbar sind,

sowie einer ersten und einer zweiten Vorschubeinrichtung für die Rohrluppen, deren Klemmbacken unabhängig voneinander radial an die Rohrluppen anstellbar und mit dieser Vorschubrichtung bzw. entgegen dieser verschiebbar sind,

sowie einer Vorrichtung zum Aufschieben einer neuen Rohrluppe auf das hintere Ende der in Walzposition gehaltenen Dornstange während des Walzens einer vorhergehenden Rohrluppe,

wobei die Bewegung der Halteeinrichtungen und der Vorschubeinrichtungen derart aufeinander abstellbar sind, dass das hintere Ende der vorhergehenden und das vordere Ende der nachfolgenden Rohrluppe Stoß an Stoß dem Walzspalt zuführbar sind.

Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die erfindungsgemäße Lösung soll nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnungen erläutert werden.

Dabei zeigen die 1 und 2 schematisch den Aufbau der Anlage.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird in der 1 dargestellt. Das Planetenschrägwalzwerk 1 besteht aus dem Rotor 2 und den darin befindlichen Walzen 3, von denen nur eine gezeichnet ist. Der Rotor 2 wird dabei über den Wellenzapfen 4 angetrieben, die Walzen 3 über den Wellenzapfen 5. An beiden Wellenzapfen befinden sich nichtgezeigte Motoren, die zusammen einen Überlagerungsantrieb bilden. Durch gegenseitige Abstimmung der Drehzahlen der Motoren ist es möglich, ein Drehen des aus den Walzen 3 auslaufenden Rohres 18 zu verhindern.

Im Walzspalt unter der Walze 3 befindet sich als Innenwerkzeug eine Dornstange 6, die mit ihren Einkerbungen 7 und 8 in den beiden Halteeinrichtungen 9 und 10 liegt. Diese Halteeinrichtungen 9, 10 befinden sich in einer ortsfesten Position, sind aber mittels eines von Hand oder motorisch betätigten Verstellmechanismus, der nicht eigens dargestellt ist, in axialer Richtung der Dornstange 6 einstellbar. Innerhalb der Halteeinrichtungen 9, 10 befinden sich elektromotorisch oder hydraulisch anstellbare Spannbacken 11 und 12, die im geschlossenen Zustand die Dornstange 6 einspannen und gegen axial auftretende, aus dem Walzspalt herrührende Kräfte sichern. Die Spannbacken 11, 12 sind frei drehbar gelagert, um die aus dem Walzprozeß herrührende unbestimmte Drehung der Dornstange 6 nicht zu behindern. Würde sich die Dornstange 6 nicht frei drehen können, könnte der Walzprozeß gestört werden und auf dem Rohr 18 Fehler verursachen.

Zwischen dem Planetenschrägwalzwerk 1 und der Halteeinrichtung 9 sind zwei Vorschubeinrichtungen 13 und 14 angeordnet, die z.B. mittels nichtgezeigter Hydraulikzylinder in Längsrichtung der Dornstange 6 hin und her bewegt werden können. Die Hydraulikzylinder sind druckgeregelt, um konstante Vorschubkräfte auf die Rohrluppe 17 auszuüben, während diese gewalzt wird. Die beiden Vorschubeinrichtungen 13, 14 werden beim Durchwandern des Rohrluppenstoßes mittels einer nichtgezeigten Synchroneinrichtung auf gleiche Geschwindigkeit gebracht, um ein exaktes Vorschieben der Stoß an Stoß liegenden Rohrluppen 17 und 19 zu gewährleisten.

Die Vorschubeinrichtungen 13, 14 sind gleichfalls mit motorisch anstellbaren Klemmbacken 15 und 16 ausgerüstet, die wechselweise die Rohrluppe 17 einspannen. Diese Klemmbacken 15, 16 sind ebenfalls frei drehbar gelagert, weil auch die Rohrluppe 17 durch den Walzprozeß in eine unbestimmte Drehung versetzt wird, die nicht mit der Drehzahl der Dornstange 6 übereinstimmen muß. Zusätzlich sind die Klemmbacken 15, 16 mit einem nichtgezeigten zuschaltbaren Drehantrieb ausgerüstet, der die Rohrluppe 17 gezielt in Drehung versetzen kann, falls der Verlauf des Walzprozesses dies verlangt. Alternativ ist es möglich, die Klemmbacken 15, 16 während des Walzens zu öffnen und durch die Hydraulikzylinder keine Vorschubkraft auf die Rohrluppe 17 auszuüben, weil der Vorschub auch durch den Walzprozeß selbst erzeugt werden kann, denn dies ist bei Schrägwalzprozessen möglich.

Die Rohrluppe 17 erstreckt sich durch das gesamte Walzwerk hindurch und tritt hinter den Walzen 3 als Rohr 18 aus, wobei die Walzrichtung durch einen Pfeil dargestellt wird. Eine zweite Rohrluppe 19 befindet sich zwischen den beiden Halteeinrichtungen 9, 10, während eine dritte Rohrluppe 20 in Bereitstellung liegt.

Vorgeschoben werden die Rohrluppen durch die Treibapparate 21, 22, 23 und 24.

Die Funktionsweise des Systems ist wie folgt: In der in 1 gezeigten Stellung hat gerade der Walzvorgang begonnen. Die Rohrluppe 17 befindet sich mit ihrem Kopf im Walzspalt zwischen den Walzen 3 und verläßt als Rohr 18 das Planetenschrägwalzwerk 1 in Pfeilrichtung, während der Rotor 2 um das Rohr 18 herum rotiert. Die Spannbacken 11 der Halteeinrichtung 9 sind geschlossen und halten in der Einkerbung 7 die Dornstange 6 frei rotierend fest. Die Vorschubeinrichtungen 13 und 14 schieben im Hand-an-Hand-Betrieb die Rohrluppe 17 vor, wobei die Klemmbacken 15 und 16 auf dem Vorhub geschlossen sind und die Rohrluppe frei rotierend vorschieben, auf dem Rückhub dagegen geöffnet oder zumindest drucklos geschaltet werden. Der Treibapparat 21 befindet sich in geöffneter Stellung. Die Spannbacken 12 der Halteeinrichtung 10 sind geöffnet und eine Rohrluppe 19 wurde durch die Treibapparate 22 und 23 in Pfeilrichtung auf das hintere Ende der Dornstange 6 aufgeschoben. Eine weitere Rohrluppe 20 befindet sich in Wartestellung und wird zum richtigen Zeitpunkt durch den Treibapparat 24 vorgeschoben.

Die 2 zeigt den Walzvorgang in einem weiter fortgeschrittenen Stadium. Der Luppenstoß 25 zwischen den Rohrluppen 17 und 19 befindet sich kurz vor dem Planetenschrägwalzwerk 1, das heißt die Rohrluppe 17 wird von der Rohrluppe 19 vorgeschoben, wobei die Rohrluppe 19 sich im Bereich der Halteeinrichtung 9 befindet. Deren Spannbacken 11 sind geöffnet und die Spannbacken 12 der Halteeinrichtung 10 geschlossen. Die Rohrluppe 19 wird von den Vorschubeinrichtungen 13 und 14 in Walzrichtung vorgeschoben und alle Treibapparate 21 bis 24 befinden sich in geöffneter Stellung. Hat nun die Rohrluppe 19 die Halteeinrichtung 9 passiert, schließen deren Spannbacken 11 und mit etwas Zeitverzögerung öffnen die Spannbacken 12 der Halteeinrichtung 10. In den Leerplatz zwischen den Halteeinrichtungen 9 und 10 wird nun die Rohrluppe 20 hineingeschoben und es beginnt wieder eine Phase nach 1.

Mit Hilfe des beschriebenen Ablaufes ist es möglich, die Rohrluppen Stoß an Stoß durch das Planetenschrägwalzwerk hindurchzufahren, ohne den Walzvorgang zu unterbrechen. Auf diese Weise werden Nebenzeiten vermieden und die Produktivität der Walzanlage erhöht.

Weiterhin ist dann aber berücksichtigt, dass die Rohrluppe sich ständig allein vorwärtsbewegt und dabei auch unbestimmte Drehungen ausführt. Wenn – wie bei der erfindungsgemäßen Lösung angegeben – die Vorschubeinrichtungen frei drehbare Spannbacken aufweisen, d. h. Spannbacken, die sich koaxial mit der sich drehenden Rohrluppe mitdrehen können, dann kann die Zuführung einer neuen Rohrluppe ohne Unterbrechung des Walzvorgangen erfolgen. Hierzu ist lediglich das – vom Kaltpilgerwalzen an sich bekannte – wechselnde Öffnen und Schließen der Spannbacken dann noch notwendig.

Anstelle dieser frei drehbaren Spannbacken kann auch ein frei drehbarer Teller vorgesehen sein, der sich an das hintere Ende der nachfolgenden Luppe anlegt. Dieser muß dann aber eine zentrale Öffnung aufweisen, um ein Durchschieben einer neuen Luppe durch den Teller hindurch zu ermöglichen.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, die Luppe mit den Spannbacken zu greifen und zwangsweise zu drehen und vorzuschieben, wobei Dreh – und Vorschubgeschwindigkeit in etwa der Drehung und Vorschubgeschwindigkeit entsprechen, die durch das Walzgerüst auf die Luppe ausgeübt wird.

1Planetenschrägwalzwerk 2Rotor 3Walze 4Wellenzapfen 5Wellenzapfen 6Dornstange 7Einkerbung 8Einkerbung 9Halteeinrichtung 10Halteeinrichtung 11Spannbacken 12Spannbacken 13Vorschubeinrichtung 14Vorschubeinrichtung 15Klemmbacken 16Klemmbacken 17Rohrluppe 18Rohr 19Rohrluppe 20Rohrluppe 21Treibapparat 22Treibapparat 23Treibapparat 24Treibapparat 25Luppenstoß

Anspruch[de]
  1. Verfahren zum Walzen von Rohrluppen in einem Planetenschrägwalzwerk (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung der zu walzenden Rohrluppen (17, 19, 20) in den Walzspalt kontinuierlich Stoß an Stoß erfolgt, wobei die jeweils der im Walzspalt befindlichen Rohrluppe (17) nachfolgende Rohrluppe (19) mit einer der durch die Torsion unter den Walzen bedingten Drehung des Rohrluppenendes entsprechenden Drehung vorgeschoben wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehung der nachfolgenden Rohrluppe (19) durch Reibschluß über die Drehung des Endes der im Walzspalt befindlichen Rohrluppe erfolgt.
  3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die nachfolgende Rohrluppe (19) während des Vorschiebens frei drehbar gelagert ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die nachfolgende Rohrluppe (19) zwangsweise gedreht und vorgeschoben wird, wobei die Dreh – und Vorschubrate der Drehung und Vorschubgeschwindigkeit entspricht, die durch das Walzgerüst (1) auf die im Walzspalt befindliche Rohrluppe (17) ausgeübt wird.
  5. Vorrichtung zum Zuführen von Rohrluppen (17, 19, 20) in ein Planetenschrägwalzwerk (1), in dem eine Rohrluppe (17) über ein im Walzspalt ortsfest gehaltenes Innenwerkzeug (6) auswalzbar ist,

    mit einer ersten und einer im axialen Abstand hiervon angeordneten zweiten Halteeinrichtung (9, 10, 11, 12) für die Dornstange (6), die unabhängig voneinander radial an die Dornstange (6) anstellbar sind,

    sowie einer ersten und einer zweiten Vorschubeinrichtung (13, 14) für die Rohrluppen (17, 19), die unabhängig voneinander radial an die Rohrluppen (17, 19) anstellbar und mit dieser in Vorschubrichtung und / oder entgegen dieser verschiebbar sind,

    sowie einer Vorrichtung (22, 23) zum Aufschieben einer neuen Rohrluppe (19, 20) auf das hintere Ende der in Walzposition gehaltenen Dornstange (6) während des Walzens einer vorhergehenden Rohrluppe (17),

    wobei die Bewegung der Halteeinrichtungen (9, 10, 11, 12) und der Vorschubeinrichtungen (13, 14) derart aufeinander abstellbar sind, dass das hintere Ende der vorhergehenden und das vordere Ende der nachfolgenden Rohrluppe Stoß an Stoß dem Walzspalt zuführbar sind, und wobei die Vorschubeinrichtung (13, 14) um die Rohrluppenlängsachse frei drehbar gelagerte Spannfutter (15, 16) aufweist.
  6. Vorrichtung zum Zuführen von Rohrluppen in ein Planetenschrägwalzwerk (1), in dem eine Rohrluppe über ein im Walzspalt ortsfest gehaltenes Innenwerkzeug (6) auswalzbar ist,

    mit einer ersten und einer im axialen Abstand hiervon angeordneten zweiten Halteeinrichtung (9, 10, 11, 12) für die Dornstange (6), die unabhängig voneinander radial an die Dornstange (6) anstellbar sind,

    sowie einer ersten und einer zweiten Vorschubeinrichtung (13, 14) für die Rohrluppen (17, 19), die unabhängig voneinander radial an die Rohrluppen (17, 19) anstellbar und mit dieser in Vorschubrichtung und / oder entgegen dieser verschiebbar sind,

    sowie einer Vorrichtung (22, 23) zum Aufschieben einer neuen Rohrluppe (19, 20) auf das hintere Ende der in Walzposition gehaltenen Dornstange (6) während des Walzens einer vorhergehenden Rohrluppe (17),

    wobei die Bewegung der Halteeinrichtungen (9, 10, 11, 12) und der Vorschubeinrichtungen (13, 14) derart aufeinander abstellbar sind, dass das hintere Ende der vorhergehenden und das vordere Ende der nachfolgenden Rohrluppe Stoß an Stoß dem Walzspalt zuführbar sind,

    und wobei die Spannbacken (15, 16) der Vorschubeinrichtung (13, 14) um die Rohrluppenachse angetrieben drehbar angeordnet sind.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (9, 10, 11, 12) für die Dornstange (6) um die Dornstangenlängsachse frei drehbar gelagert ist.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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