DE275435C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 275435 KLASSE 7a. GRUPPE

PETER EYERMANN in WITKOWITZ.

Werkstücken.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 7. Mai 1912 ab.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Auswalzen von bereits vorgelochten Blöcken oder auch anderen nicht hohlen Walzerzeugnissen.

Die bisher für diesen Zweck hauptsächlich in Amvendung kommenden Verfahren lassen sich im wesentlichen in drei Gruppen teilen. Nach der einen Gruppe, zu welcher das bekannte Mannesmann-Pilger-Verfahren zuzuzählen ist, gelangt ein Dorn mittlerer Länge, d. h. ein solcher, der ungefähr der Länge des auszuwalzenden Vorproduktes entspricht, zur Amvendung. Dem Pilgerverfahren nach Mannes mann haftet der Nachteil an, daß infolge Anwendung nur eines Kalibers das Material sehr stark beansprucht wird. Andererseits steht dem wieder der Vorteil gegenüber, daß die Walzen kontinuierlich in einer Richtung umlaufen. Bei einem anderen PiI-gerverfahren derselben Gruppe wird zwar eine zu starke Beanspruchung des Materiales unter Anwendung nur eines Kalibers vermieden, und zwar wird dieser Vorteil dadurch erreicht, daß die Walzen eine pendelnde Bewegung ausführen, wobei das Kaliber doppelt wirkt, indem es sowohl beim Vorgang als auch beim Rückgang der Walzen das Rohr bearbeitet. Es wird demnach der eine Vorteil durch den Nachteil der pendelnden Bewegung der WaI-.

zen wieder aufgehoben, wobei noch zu bemerken ist, daß die Antriebsteile für die Walzen infolge der durch die hin und her gehende Bewegung bewirkten starken Beanspruchung derselben häufig brechen.

Nach der zweiten Gruppe der Verfahren "35 wird ein langer Dorn verwendet, welcher ungefähr der Länge des fertigen Produktes entspricht. Das Auswalzen über einen langen Dorn bringt den Nachteil mit sich, daß das Rohr nach der Fertigwalzüng in einem besonderen Verfahren vom Dorn erst gelöst werden muß. Außerdem werden durch den langen Dorn große Kosten verursacht. Dem steht aber als Vorteil die größere Walzlänge und weniger Reparaturkosten gegenüber.

Nach der dritten Gruppe der Verfahren wird das gelochte Vorprodukt über und gegen einen kurzen Dorn ge\valzt. Da der Dornhalter, um den gegen ihn ausgeübten Druck aufnehmen zu können, sich irgendwo gtützen muß und hierbei auf Biegung beansprucht ist, wozu noch kommt, daß der Dornhalter schwächer gehalten sein muß als der Dorn, da-' mit das Endprodukt über den Halter vorschreiten kann, so ergibt sich bei diesem Verfahren eine verhältnismäßig kurze Walzlänge, wobei es dennoch öfter vorkommt, daß sich der Dornhalter durchbiegt. Durch die häufigen Reparaturen und durch den Umstand, daß der Dornhalter immer wassergekühlt sein muß, wird das Verfahren trotz des kurzen Domes verteuert und ergibt nur kurze Endlängen.

Schließlich sei noch auf ein viertes Verfahren zum Auswalzen von Rohren hingewiesen, nach welchem das Walzgut durch drei oder mehrere hintereinanderliegende Walzenpaare langsam fortschreitet, wobei das Vor-

kaliber mehrere Eindrücke auf das Walzgut erzeugen kann, bevor diese bearbeitete Stelle zum nächsten Kaliber zur weiteren Bearbeitung gelangt. Diese Anlagen sind infolge der vielen Walzgerüste teuer.

Die vorliegende Erfindung hat nun ein Walzverfahren zum Gegenstande, durch das die Vorteile der oben geschilderten Verfahren unter Vermeidung der denselben anhaftenden

ίο Nachteile vereinigt werden. Zu diesem Zwecke wird zunächst nicht an der alten Pilgerbewegung festgehalten, sondern eine neuartige sprungweise Bewegung des AValzgutes eingeführt. Hierzu wird ein Dorn von mittlerer Länge, wie solche bisher auch zum Abstrecken des Materiales beim Schmieden großer Rohre unter Hämmern verwendet wurden, benutzt, d. h. ein solcher, der eine Länge besitzt, die dem gelochten Vorprodukt ungefähr entspricht. Der Nachteil der zu starken Materialbeanspruchung des Pilgerns durch ein Kaliber, jedoch unter Wahrung der gleichbleibenden Drehrichtung wie bei normalen Walzwerken, wird dadurch vermieden, daß zwei oder mehr Walzensätze angeordnet sind, die jedoch jeder für sich immer im gleichen Sinne laufen und von denen der eine als Vorkaliber und der andere als Fertigkaliber wirkt. Es wird daher, wie bei dem zweiten geschilderten Verfahren, eine geringe Materialbeanspruchung, jedoch unter Vermeidung sowohl des Pilgerschrittes wie auch der pendelnden Bewegung der Walzen und gegenüber dem zuletzt geschilderten Verfahren, nach welchem drei und mehrere Walzenpaare mit langem Dorn in Anwendung kommen, schon mit zwei Walzenpaaren und mittlerer Dornlänge vollendetes Walzgut erzielt. Diese Wirkung wird dadurch erreicht, daß das Walzgut stückweise vermittels einmaligen Arbeitseingriffes des einen Walzenpaares vorgewalzt, sodann sprungweise gegen das andere Walzenpaar vorgeschoben und das soeben vorgewalzte Stück teilweise oder ganz durch das letztere abermals durch einmaligen Arbeitseingriff fertiggewalzt wird, worauf das Arbeitsstück in dem Ausmaß des Vorschubes gegen das erste Walzenpaar zum weiteren Vorwalzen wieder sprungweise zurückgeschoben wird.

Hierbei ist es belanglos, ob nun die Umlaufrichtung der beiden Walzensätze zueinander entgegengesetzt ist oder ob sich die Walzensätze in der gleichen Richtung kontinuierlich oder periodisch drehen.

In den Fig. ι bis 5 der Zeichnung sind die einzelnen Stufen des Arbeitsvorganges bei im entgegengesetzten und in den Fig. 6 bis 10 bei im gleichen Drehsinne umlaufenden Walzen scliematisch dargestellt.

Die beiden Walzenpaare werden möglichst nahe hintereinander angeordnet, woraus sich die Entfernung A (s. Fig. 1) zwischen den Walzensätzen ergibt. Die beiden Walzenpaare drehen sich gemäß den Fig. 1 bis 5, wie die Pfeile 1 und 2 zeigen, in entgegengesetzter Richtung zueinander, so daß sie gegeneinander arbeiten, wobei die Walzen immer in dem gleichen Drehsinne umlaufen.

Die Walzen C₁, C₂ dienen als Vorwalzen und die Walzen D₁, D₂ als Fertigwalzen. Jede dieser Walzen enthält nur ein ganz kurzes Stück eigentlicher Kalibrierung. Die 'Vorwalzen C₁ und C₂ besitzen ein Kaliber in dem Winkelausmaß α und die Fertigwalzen D₁ und D₂ ein solches im Winkelausmaß ß. Der übrige Umfang der Walzen bildet ein großes Leerlaufkaliber, das als Freikreis 5 bezeichnet werden möge. Die beiden Kreise 5 der Walzen C₁ und C₂ sind an der gegenüberliegenden Stelle so weit voneinander entfernt, daß das Walzgut/⁷ und der jeweilig zugehörige Dornhalter /-/, der ungefähr die gleiche Länge besitzt wie das Vorprodukt F, zwischen den beiden Walzen passieren können, ohne von ihnen berührt zu werden. Die Walzen C₁ und C₂ haben, wie aus der Bezeichnung Vorwalzen hervorgeht, den Zweck, dem Walzstück F eine Art Vordruck und eine damit im Zusammenhang stehende Längung C zu erteilen. Das Vorprodukt, welches z. B. einen Durchmesser d hat, erhält nach dem Austritt aus den Kalibern eine Dicke (I₁. Dieses so vorgewalzte Stück in der Dicke ^₁ bildet demnach das Fertigprodukt des Vorwalzwerkes C, und ist derjenige Teil des Kalibers, der dieser Dicke Ci₁ entspricht, durch einen theoretischen Kreis, der als Fertigkreis 6 bezeichnet werden mag, kenntlich gemacht. Der Anfang der Bearbeitung wird an einem Punkt des Kalibers beginnen, der zwischen dem Fertigkreis 6 und Freikreis 5 liegt, und ist dieser Punkt durch einen durch denselben gelegten Kreis 7, der Arbeitskreis genannt werden kann, gekennzeichnet. Die beiden Walzen C₁ und C₂ sind durch Zahnräder miteinander drehbar verbunden, die durch die Teilkreise 8 kenntlich gemacht sind. Das eben Gesagte gilt auch für die Walzen D₁ und D₂, nur mit dem Unterschied, daß die Kalibrierung E dieser Walzen etwas kleiner sein kann als jene der Walzen C₁ und C₃. Ferner ist es nicht notwendig, die Freikreise so groß zu bemessen,. daß das Vorprodukt d und der Halter H zwischen ihnen hindurch passieren kann, vielmehr genügt es, denselben einen solchen Durchmesser zu geben, daß sie das Mittelprodukt durchlassen.

Fig. ι stellt jene Stufe des Arbeitsvorganges dar, in welcher das Vorprodukt F sich zwischen den Walzen C₁ und C₂ zur Bearbeitung durch die Kaliber B befindet. Das Walzgut schreitet demnach im Sinne des Pfeiles 3 gegen die Walzen D₁, D₂ vor. Die beiden Ka-

liber der beiden Walzensätze sind nun derart versetzt zueinander angeordnet, daß, während sich das Kaliber B in Eingriff mit dem Vorprodukt F befindet, das Kaliber E außer Eingriff mit dem Walzprodukt steht, so daß das Walzgut, trotzdem die Walzen D₁ und D₂ sich im Sinne des Pfeiles 2, also entgegengesetzt zur Fortbewegung des Walzgutes drehen, ungehindert zwischen diesen durchschreiten kann.

ίο Bei der Einwirkung der Kaliber B, B drücken diese das noch nicht unter ihrer Einwirkung stehende Material nach rückwärts und das unter Bearbeitung stehende Material im Sinne des Pfeiles 3, also in der Walzrichtung über dem feststehenden Dorn N entlang und über diesen hinaus. Nach erfolgter Einwirkung der Kaliber B entfernen sich dieselben im Sinne der Pfeile 1 (Fig. 2) von dem Walzgut und geben dasselbe frei, während sich die Kaliber E der Walzen D₁ und D₂ im Sinne des Pfeiles 2 gegen das Walzgut zu bewegen und sich gewissermaßen in einer Auffangstellung für das Walzgut vom Durchmesser^ befinden. In dieser Stellung der Kaliber wird das Walzgut entweder durch den aus der Walzrichtung 3 sich ergebenden Bewegungsimpuls oder durch eine nicht gezeichnete Bewegungsvorrichtung plötzlich gegen die Walzen D₁, D,, bewegt (Fig. 2). Bei der Vorbewegung des Walzgutes hat sich das vordere Ende / des ■ Vorproduktes um das Maß K vor und hierbei das fertige Produkt d., samt dem Mittelprodukt O₁ im gleichen Maße zwischen den Kalibern E hindurchbewegt, da in der Vor-Schnellbewegung des Walzgutes der Freikreis 5 der Walzen D, D₁ die Durchbewegung noch gestattet. Diese Bewegung wird dadurch begrenzt, daß das vordere Ende des Mittelproduktes Ci₁ gegen einen nicht gezeichneten seitlichen Anschlag stößt. Fig. 2 stellt jene Stufe des Arbeitsvorganges dar, in welcher das Mittelprodukt Ci₁ sich zwischen den Walzen D₁ und D₂ zur Bearbeitung der Kaliber E befindet. Diese Kaliber sind derart ausgebildet, daß sie, obwohl sich die Walzen D₁ und D₂ in entgegengesetzter Richtung zu den Walzen C₁ und C₂, also entgegengesetzt zur Einschubrichtung im Sinne der Pfeile 2 drehen, das Bestreben haben, den größeren Teil des in Arbeit befindlichen Materials in der Richtung des Pfeiles 3, also in der Walzrichtung zu strecken. Das Mittelprodukt Ci₁ wird hierbei von den Fertigkalibern zum Teil auf den Durchmesser d₂ des Endproduktes gestreckt (Fig. 3). Wie bereits bemerkt, muß das Mittelprodukt nicht zur Gänze von den Fertigkalibern E, sondern kann eventuell nur bis L (Fig. 3) ausgewalzt werden, so daß noch ein Stück Mittelprodukt CU₁ in der Länge M verbleibt. Dieses verbleibende Mittelprodukt entsteht jedoch nicht dadurch, daß das Kaliber E eine geringere Länge als das Kaliber B besitzt, sondern dasselbe wird im Anfang des Walzprozesses, d. i. beim Anspitzen des stumpfen Anfangsstückes des Walzgutes durch entsprechenden Vor- und Rückschub des Dornhalters erzielt. Bei jedem nachfolgenden Walzschritt jedoch behält das Stück M die gleiche Länge bei, und zwar wird dies dadurch erreicht, daß die Kaliber E einen größeren Druck als die Kaliber B auf das Walzgut ausüben, so daß die Kaliber E die Querschnittsfläche des Walzgutes mehr verringern als die Kaliber B. Die Kaliber E strecken demzufolge das Walzgut entsprechend mehr,. so daß die durch die beiden Kaliber bewirkten Längungen im vollen Einklang miteinander stehen. Im übrigen können noch andere Umstände zur Erreichung des angestrebten Zweckes in Frage kommen. So können die Walzen der beiden Walzensätze verschiedene Durchmesser besitzen; ferner kann die Umfangsgeschwindigkeit der Walzensätze verschieden gewählt werden. Die Kaliber E der Walzen D₁, D₂ entfernen sich nunmehr in der Richtung des Pfeiles 2 (Fig. 4) vom Walzgut, während die Kaliber B noch nicht zu dem Walzgut gelangt sind, so daß keines der beiden Kaliber in Eingriff mit dem Walzgut sich befindet. \¥ährend dieser Zeit wird das Walzgut samt dem Dorn durch den aus der Bewegungsrichtung 2 der Walzen D₁, D₂ sich ergebenden Bewegungsimpuls oder durch einen geeigneten Apparat in der Pfeilrichtung 4 gegen die Walzen C₁, C₂ in die in Fig. 4 gezeichnete Stellung, d. i. in die Ursprungsstellung, sprungweise zurückbewegt. Fig. 5 stellt endlich jene Phase des Arbeitsvorganges dar, bei welcher der Angriff des Kalibers B auf das Vorprodukt d gerade wieder beginnt. Das Walzgut bewegt sich nunmehr wieder in der Richtung des Pfeiles 3, wobei die Walzen D₁, D₂ infolge ihrer Stellung das fertige WaIzprodukt zwischen sich durchlassen.

Zu Beginn des beschriebenen Verfahrens befindet sich der Dorn N, wie Fig. 1 zeigt, mit seinem vorderen Ende bei n. Er braucht über das Walzenmittel nicht weiter hinauszuragen, da die Kaliberlänge bei diesem Walzverfahren eine verhältnismäßig kurze ist. Bei der in Fig. 2 gezeigten Arbeitsstufe schnellt oder springt der Dorn gleichzeitig mit dem Walzgut bis H₁ vor und braucht auch an dieser Arbeitsstelle nur so weit vorzuragen, daß er die Einwirkung der ganzen Kaliberlänge E noch aufzunehmen vermag. Nach Beendigung der Einwirkung des Kalibers auf das Walzgut nimmt der Dorn sodann infolge des Umstandes, daß die Kaliber B bei ihrer Einwirkung auf das Walzgut einen Druck auf dasselbe entgegen der Vorschubrichtung ausüben und hierbei das Walzgut samt dem Dorn um ein

entsprechendes Maß nach rückwärts verschieben, die in Fig. 3 gezeigte Endstellung ein, so daß dessen Ende M₁ gegenüber der in Fig. 2 gezeigten Endstellung zurückversetzt erscheint.

Bei Walzwerken mit im gleichen Sinne umlaufenden Walzenpaaren ist nur zu beachten, daß die Kaliber jedes Walzenpaares so versetzt zueinander angeordnet sind, so daß das

to Walzgut nach erfolgter Einwirkung eines jeden Kalibers von beiden Kalibern zur Ausführung der hin und her gehenden Bewegung von einem Walzensatz zum anderen freigegeben wird, während der Walzvorgang im wesentlichen der gleiche wie bei dem vorbeschriebenen Verfahren ist, und ist dieser in den Fig. 6 bis 10 veranschaulicht. Fig. 6 stellt wieder jene Stufe des Arbeitsvorganges dar, in welcher das Vorprodukt F sich zwisehen den Walzen C₁ und C₂ zur Bearbeitung durch die Kaliber B befindet und von diesen in der Richtung des Pfeiles 3 auf den Durchmesser J₁ des Mittelproduktes ausgewalzt wird. Während dieser Zeit nähern sich die Kaliber E der im gleichen Drehsinne wie die Walzen C umlaufenden Walzen D dem Walzgut und nehmen nach erfolgter Freigabe des Walzgutes von den Kalibern B eine solche Lage ein, daß sie das Walzgut bei seiner Vorbewegung gegen das Walzenpaar D₁ und D₂, wie die Fig. 7 zeigt, mit dem vorderen Ende des Mittelproduktes d_i auffangen, so daß sich das Walzgut nicht, wie bei dem vorbeschriebenen Verfahren, zwischen den Kalibern E, sondern hinter denselben befindet. Die Kaliber E walzen sodann das Mittelprodukt (Z₁ in der Richtimg des Pfeiles 3 auf den Durchmesser d₂ des Endproduktes ab. Dadurch, daß sich die Walzen D₁ und D₂ in der Richtung des Vorschubes drehen, wird im Gegensatz zum vorbeschriebenen A^erfahren, bei welchem infolge der entgegengesetzten Drehrichtung der Walzen D₁ und D₂ auch ein Druck nach rückwärts auf das Walzgut ausgeübt wird, nur ein Druck in der Walzrichtung im Sinne des Pfeiles 3 ausgeübt, was zur Folge hat, daß das Walzgut samt dem Dorn während der Arbeit etwas in dieser Richtung verschoben wird, so daß das Dornende η nach erfolgtem Arbeitseingriff der Kaliber, wie aus Fig. 8 ersichtlich ist, nach vorn zu versetzt erscheint. Nach erfolgter Einwirkung der Kaliber E der· Walzen D₁ und D₂ entfernen sie sich nunmehr in der Richtung des Pfeiles 1' (Fig. 9) vom Walzgut, während die Kaliber B noch nicht zu demselben gelangt sind, so daß keines der beiden Kaliber in Eingriff mit dem Walzgut steht. Während dieser Zeit wird das Walzgut samt dem Dorn wieder gegen das W'alzenpaar C₁, C₂ zu in der Richtung des Pfeiles 4 in die in Fig. 9 gezeichnete Stellung,

d. i. die Ursprungsstellung, zurückbewegt. Fig. 10 stellt endlich jene Stufe des Arbeitsvorganges dar"7 bei welcher der Angriff des Kalibers B auf das Vorprodukt gerade wieder beginnt.

Was den Walzenantrieb betrifft, um die Umdrehungsrichtungen 1 und 2 der Walzen zu erzielen, so ist es klar, daß derselbe auf verschiedene Weise und mit verschiedenen Mitteln ausgeführt sein kann, und hat diese Einrichtung mit dem Wesen der Erfindung nichts zu tun. Ferner ist es selbstverständlich, daß die Zahl und Anordnung der Walzen zum Walzgut verschieden gewählt werden kann. So können z. B. anstatt der in der Zeichnung gezeigten einfachen Tandemanordnung mit parallelen Walzen in jedem Gerüst drei oder vier Walzen unter entsprechendem Winkel zueinander angeordnet sein. Ferner können die Gerüste bzw. die in der Zeichnung dargestellten Walzenpaare oder bei Anordnung von drei oder vier Walzen diese in einem entsprechenden Winkel versetzt zueinander angeordnet sein. Hierdurch wird erreicht, daß der durch die Vorwalzen gebildete Faden durch die Fertigwalzen abgewalzt wird. Im anderen Falle müßte dem Walzgut während des sprungweisen Vorganges desselben durch den Apparat, welcher den Dorn und das Walzgut vorschiebt, eine entsprechende Drehung um 90⁰, 6o° oder 30⁰ erteilt werden, wodurch aber der Walzgutapparat einen sehr umständlichen Bau erhalten würde.

Wenn auch mehr als zwei Gerüste vornan- ⁹S den sind, so dauert der Walzprozeß nach dem vorliegenden Verfahren nicht länger als bei den anderen Verfahren, weil während der Freizeit des einen Walzensatzes der andere sich in der Arbeitszeit befindet.

Schließlich sei noch bemerkt, daß der Walzvorgang sich auch in vertikalem Sinne abspielen kann, indem die Walzgutachse vertikal angeordnet ist. Hierdurch wird der Vorteil einer gewissermaßen automatischen Geraderichtung des Fertigproduktes sowie einer selbsttätigen Zufuhr des Walzgutes zu den Kalibern erreicht. Natürlicherweise kann auch eine Schräglage der Walzensätze zueinander in Frage kommen.

Claims (2)

1. Patent-An Sprüche:

   i. Verfahren zum absatzweisen Auswalzen von vollen oder hohlen Werkstücken, dadurch gekennzeichnet, daß hintereinander angeordnete Walzensätze mit kontinuierlich oder periodisch im gleichen oder entgegengesetzten Drehsinne umlaufenden Walzen mit versetzten Streckkalibern nacheinander die gleiche Stelle des Werkstückes vor- und fertigwalzen,

   indem der eine Walzensatz das Werkstück zunächst an einer Stelle vorwalzt, worauf . letzteres nach erfolgter Freigabe durch die Walzen gegen den zweiten Walzensatz sprungweise derart vorbewegt wird, daß dessen Kaliberteile im Eingriff mit der vorbearbeiteten Walzstelle gelangen und diese' weiterstrecken, wonach das Werkstück mit der Walzstelle dem nächsten Walzensatz zur Weiterbearbeitung übergeben oder gegen den ersten Walzensatz zum weiteren Vorwalzen zurückgeschoben wird, um sodann nach erfolgter Vorarbeitung wieder dem anderen Walzensatz übergeben zu werden usw.
2. 2. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen jedes Walzensatzes mit einem Leerlaufkaliber versehen sind, die eine Längsverschiebung und Drehung des von den Fertigkalibern freigegebenen Werkstückes gestatten.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.