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EP0012382A1 - Walzwerk zur Herstellung von mit Querrippen versehenen Rohren - Google Patents

Walzwerk zur Herstellung von mit Querrippen versehenen Rohren Download PDF

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EP0012382A1
EP0012382A1 EP79104979A EP79104979A EP0012382A1 EP 0012382 A1 EP0012382 A1 EP 0012382A1 EP 79104979 A EP79104979 A EP 79104979A EP 79104979 A EP79104979 A EP 79104979A EP 0012382 A1 EP0012382 A1 EP 0012382A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rolling mill
rolling
piston
inner cylinder
slide
Prior art date
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Granted
Application number
EP79104979A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0012382B1 (de
Inventor
Janusz Dipl.-Ing. Mech. Przybyla
Leopold Ing. Mech. Haczek
Zygmunt Dipl.-Ing. Mech. Gozdziewicz
Andrzej Dipl.-Ing. Mech. Szal
Josef Ing. Mech. Pieczyk
Andrzej Dipl.-Ing. Mech. Maczynski
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zaklad Doswiadczalny przy Zakladach Urzadzen Chemicznych "Metalchem"
Original Assignee
Zaklad Doswiadczalny przy Zakladach Urzadzen Chemicznych "Metalchem"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zaklad Doswiadczalny przy Zakladach Urzadzen Chemicznych "Metalchem" filed Critical Zaklad Doswiadczalny przy Zakladach Urzadzen Chemicznych "Metalchem"
Publication of EP0012382A1 publication Critical patent/EP0012382A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0012382B1 publication Critical patent/EP0012382B1/de
Expired legal-status Critical Current

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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, PROFILES OR LIKE SEMI-MANUFACTURED PRODUCTS OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, rods, wire, tubes, profiles or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, rods, wire, tubes, profiles 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
    • B21C37/20—Making helical or similar guides in or on tubes without removing material, e.g. by drawing same over mandrels, by pushing same through dies ; Making tubes with angled walls, ribbed tubes or tubes with decorated walls
    • B21C37/205—Making helical or similar guides in or on tubes without removing material, e.g. by drawing same over mandrels, by pushing same through dies ; Making tubes with angled walls, ribbed tubes or tubes with decorated walls with annular guides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B31/00—Rolling stand structures; Mounting, adjusting, or interchanging rolls, roll mountings, or stand frames
    • B21B31/16—Adjusting or positioning rolls
    • B21B31/20—Adjusting or positioning rolls by moving rolls perpendicularly to roll axis
    • B21B31/32—Adjusting or positioning rolls by moving rolls perpendicularly to roll axis by liquid pressure, e.g. hydromechanical adjusting

Definitions

  • the invention relates to a rolling mill for forming ribs on the surface of pipes.
  • Pipes with cross fins are used in heat exchangers in many branches of industry.
  • Known rolling mills for forming fins on pipes comprise a rolling stand which forms the main group of the device.
  • the rolling stand mostly has a housing with three receptacles, which are arranged symmetrically to the vertical axis and carry hydraulic control motors with brackets in which rolling tools are rotatably used.
  • the rolling tools which are designed as profiled roller packs, are fastened to common shafts and are driven by a common motor via shafts provided with universal joints.
  • the rolling tools are pressed against the pipe from three sides by hydraulic control motors. This pressure, as well as the rotation of the tools, causes a plastic deformation in the tube, whereby ribs are formed.
  • the geometric parameters of the rolling process are regulated by appropriately positioning the control motors in relation to the housing.
  • the distance of the device from the pipe to be rolled can be adjusted and thus the height of the ribs generated can also be changed.
  • the axes of the tools are set at a corresponding angle to the rolling axis, the regular work of the rolling mill being dependent on an unchangeable setting of the angle for all tools. In known cases, this is done for each individual receptacle by rotating the piston or the cylinder of the control motor.
  • the rolling mill described in the Polish patent application P-166 964 is provided with tools which are attached directly to the piston, by means of which the angle of rotation of the roller axis relative to the rolling axis is adjusted, the piston simultaneously performing a reciprocating movement which causes periodic rolling the ribs on the tube.
  • polish patent application P-178 698 Another rolling mill is proposed in Polish patent application P-178 698.
  • the tools are attached directly to the movable cylinders, which perform a reciprocating movement that allows periodic rolling of ribs on pipes, the adjustment of the angle of rotation of the roller axis to the rolling axis simultaneously for all three cylinders by means of indirect and with the cylinders coupled gearboxes.
  • the object of the invention is therefore to provide a rolling mill in which the attachment and adjustment of the tools can be carried out in a reliable and simple manner.
  • the hydraulic control motor which is equipped with a piston rod with two pistons, and the slide that works with it, allow the mutual spacing of the rolling tools to be set in a simple and precise manner and ensure that the tools can be replaced conveniently.
  • This exchange is carried out by moving the bracket of the tool out of the loosened seat, which is time-saving and does not require the roller mill to be readjusted.
  • the float angle of the tools is set separately for each individual seat, which is very advantageous for the fine adjustment. This activity is very simple and not time-consuming due to the provision of a stand that is easily accessible for operation.
  • the housings of three control motors 2 are rotatably mounted on the roll stand 1 with a precisely set position angle.
  • the control motors 2 each comprise a piston rod 3 with three pistons.
  • the outer piston 4 works together with an outer cylinder 5 which is screwed axially adjustable to the housing of the control motor 2.
  • the inner piston 6 cooperates with an inner cylinder 7 arranged axially displaceably in the housing 2.
  • On the outer cylinder 5 e.g. Spacer plates 8 arranged interchangeably by means of pins, which limit the movement of the piston rod 3, which is provided with a stop 9 at its end in this regard.
  • the piston rod 3 has a flange 10.
  • the slide 12 is provided with a pressure plate 14, which serves to press a bracket 15 with a tool 16 onto the bottom 11 of the inner cylinder 7.
  • a guide 17 is formed in the slide 12, in which the flange 10 is displaceable.
  • the slide 12 is additionally provided with an outer stop 18 which cooperates with the bottom 11 of the inner cylinder 7.
  • the outer piston 4 is hydraulically shifted into the lower position.
  • the thrust path can be regulated by means of the height of the spacer plates 8 with which the stop 9 of the piston rod 3 comes into contact.
  • the inner cylinder 7 is shifted into its lowest position in the position described.
  • the axial movement of the inner cylinder 7 is limited by the advance of the slide 12, the position of which is determined by the abutment of the stops 10 and 13 and the height of that part of the bracket 15 which is between the pressure plate 14 of the slide 12 and the bottom 11 of the inner cylinder 7 lies.
  • the position of this base with respect to the rolling axis is determined by the setting of the outer cylinder 5 in the threaded seat of the control motor housing 2 or Change in the height of the spacer plates 8 determined. So that a non-finned tube section can also be produced during the periodic formation of fins, the slide 4 is hydraulically displaced into the outermost upper position. After a corresponding period of time and by a corresponding change in the pressure in the hydraulic system, the piston 4 returns to its previous position. During this movement, which is carried out together with the piston 4 and the piston rod 3, the slide 12 moves with the outer cylinder 7 and the bracket 15 with the tool 16, the tool remaining firmly attached.
  • the tool 16 is replaced by loosening the bracket 15, which is otherwise clamped between the slide 12 and the inner cylinder 7, and by withdrawing the tool 16 from the rolled tube.
  • the release of the bracket 15 is effected by moving the inner cylinder 7 upwards with the piston rod 3 remaining stationary, whereby the base 11 is brought into contact with the stop 18 of the slide 12. In this way, a game arises between the pressure plate 14 of the slide 12 and the bracket 15, as a result of which the bracket 15 is released.
  • the tool 16 is withdrawn from the rolled tube by a further displacement of the inner cylinder 7 upwards together with the slide 12 and the bracket 15.
  • the size of this slide path should be 20 mm so that the roller rollers are released from the profiled ribs of the tube.
  • the sliding path is limited by the length of the guide 17. It leans on the floor the slide 12 against the piston rod 3. After the bracket 15 with the tool 16 has been withdrawn from the rolled tube in this way, the tool set can be used freely.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Actuator (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)

Abstract

Dieses Walzwerk umfaßt ein Walzgerüst (1) mit drei Aufnahmen (2) zum Einbringen von als Walzrollen ausgebildeten Werkzeugen (16), die an das zu walzende Rohr hydraulisch angepreßt werden. Um das Anbringen und Einstellen der Werkzeuge auf eine zuverlässige und einfache Weise zu ermöglichen, umfaßt jede Aufnahme (2) eine bewegliche Kolbenstange (3), weiche mit zwei Kolben ausgerüstet ist, von denen der äußere Kolben (4) mit einem äußeren Zylinder (5) und der innere Kolben (6) mit einem inneren Zylinder (7) zusammenarbeitet, wobei die Kolben durch einen Flansch (10) mit einem Flansch (13) eines Schiebers (12) verbunden sind, welcher eine Druckplatte (14) zum Anpressen eines Bügels tum (15) an den inneren Zylinder (7) aufweist.

Description

  • Gegenstand der Erfindung ist ein Walzwerk zum Formen von Rippen an der Oberfläche von Rohren. Mit Querrippen versehene Rohre finden bei Wärmeaustauschern in vielen Zweigen der Industrie Einsatz.
  • Bekannte Walzwerke zum Formen von Rippen an Rohren umfassen ein Walzgerüst, das die Hauptgruppe der Vorrichtung bildet. Das Walzgerüst besitzt meistenteils ein Gehäuse mit drei Aufnahmen, welche symmetrisch zur senkrechten Achse angeordnet sind und hydraulische Steuermotore mit Bügeln tragen, in denen drehbar Walzwerkzeuge eingesetzt sind. Die als profilierte Rollenpakete ausgebildeten Walzwerkzeuge sind an gemeinsamen Wellen befestigt und werden durch einen gemeinsamen Motor über mit Kreuzgelenken versehenen Wellen angetrieben. Die Walzwerkzeuge werden durch hydraulische Steuermotore von drei Seiten her an das Rohr angepreßt. Dieser Druck sowie die Drehung der Werkzeuge bewirkt, daß im Rohr eine plastische Verformung erzeugt wird, wodurch Rippen geformt werden. Die Regelung der geometrischen Parameter des Walzverfahrens erfolgt durch entsprechende Positionierung der Steuermotore im Verhältnis zum Gehäuse.
  • Durch Verschieben der Steuermotore senkrecht zur Walzachse, wofür in vielen Fällen Schraubengetriebe eingesetzt werden, ist der Abstand der Vorrichtung von dem zu walzenden Rohr einstellbar und somit auch die Höhe der erzeugten Rippen änderbar.
  • Bei einem hydraulischen Zurückziehen des Werkzeuges von dem Rohr ist eine wiederholbare Erzeugung der Rippen erreichbar. Um eine geforderte Teilung der Rippen zu erreichen, werden die Achsen der Werkzeuge unter einem entsprechenden Winkel zur Walzachse eingestellt, wobei die regelmäßige Arbeit des Walzwerkes durch eine unveränderliche Einstellung des Winkels für sämtliche Werkzeuge bedingt ist. Dies erfolgt in bekannten Fällen für jede einzelne Aufnahme, indem der Kolben oder der Zylinder des Steuermotors gedreht wird.
  • Das in der polnischen Patentanmeldung P-166 964 beschriebene Walzwerk ist mit Werkzeugen versehen, welche unmittelbar an dem Kolben befestigt sind, mittels welchem der Drehwinkel der Walzenachse zur Walzachse eingestellt wird, wobei gleichzeitig der Kolben eine Hin-und Herbewegung ausführt, die ein periodisches Walzen der Rippen am Rohr ermöglicht.
  • Ein anderes Walzwerk wird in der polnischen Patentanmeldung P-178 698 vorgeschlagen. Bei diesem werden die Werkzeuge unmittelbar an den beweglichen Zylindern befestigt, welche eine Hin- und Herbewegung ausführen, die ein periodisches Walzen von Rippen an Rohren erlaubt, wobei die Einstellung des Drehwinkels der Walzenachse zur Walzachse gleichzeitig für alle drei Zylinder mittels indirekten und mit den Zylindern gekuppelten Getrieben erfolgt.
  • Der Aufbau der beschriebenen Walzwerke zur Herstellung von Rippenrohren ist jedoch deshalb nachteilig, weil die Befestigung der Werkzeuge und Einstellung der Betriebskennwerte der Vorrichtung mit Schwierigkeiten verbunden ist. Der komplizierte Aufbau des gesamten Walzgerüstes erschwert die Aufstellung und laufende überwachung eines regelmäßigen Betriebes der Vorrichtung.
  • Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Walzwerk zu schaffen, bei dem das Anbringen und Einstellen der Werkzeuge auf eine zuverlässige und einfache Weise durchführbar ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst.
  • Zweckmäßige Weiterbildungen des Erfindungsgegenstands ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen.
  • Der mit einer Kolbenstange mit zwei Kolben ausgerüstete hydraulische Steuermotor und der damit zusammenarbeitende Schieber erlauben es, den gegenseitigen Abstand der Walzwerkzeuge auf eine einfache und genaue Weise einzustellen und sichern einen für die Bedienung bequemen Austausch der Werkzeuge.
  • Dieser Austausch erfolgt durch ein Herausfahren des Bügels des Werkzeuges aus dem gelockerten Sitz, was zeitsparend ist und keine erneute Einstellung des Walzwerkes erforderlich macht. Die Einstellung des Schwimmwinkels der Werkzeuge erfolgt für jeden einzelnen Sitz gesondert, was für die Feineinstellung sehr vorteilhaft ist. Diese Tätigkeit ist durch das Vorsehen eines für die Bedienung leicht zugänglichen Ständers sehr einfach und nicht zeitaufwendig.
  • Der Aufbau des erfindungsgemäßen Walzwerkes wird anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigt
    • Fig. 1 schematisch im Schnitt einen Steuermotor mit geklemmtem Werkzeug während des Walzvorgangs,
    • Fig. 2 schematisch im Schnitt den Steuermotor während der Formung von Rippen,
    • Fig. 3 schematisch im Schnitt den Steuermotor mit gelockertem Werkzeug, und
    • Fig. 4 in schematischer Ansicht das Walzwerk.
  • Auf dem Walzgerüst 1 sind die Gehäuse von drei Steuermotoren 2 mit genau eingestelltem Stellungswinkel drehbar aufgesetzt. Die Steuermotore 2 umfassen jeweils eine Kolbenstange 3 mit drei Kolben. Der äußere Kolben 4 arbeitet mit einem äußeren Zylinder 5 zusammen, welcher mit dem Gehäuse des Steuermotors 2 axial einstellbar verschraubt ist. Der innere Kolben 6 arbeitet mit einem im Gehäuse 2 axial verschiebbar angeordneten inneren Zylinder 7 zusammen. An dem äußeren Zylinder 5 sind z.B. mittels Stiften austauschbar angeordnete Distanzplatten 8 ausgebildet, die die Bewegung der Kolbenstange 3 begrenzen, welche an ihrem diesbezüglichen Ende mit einem Anschlag 9 versehen ist.
  • An dem anderen Ende weist die Kolbenstange 3 einen Flansch 10 auf. Koaxial zur Kolbenstange 3 und verschiebbar zum Boden des inneren Zylinders 7 ist ein Schieber 12 befestigt, welcher mittels seines Flansches 13 mit dem Flansch 10 der Kolbenstange 3 verbunden ist. An der gegenüberliegenden Seite ist der Schieber 12 mit einer Druckplatte 14 versehen, die zum Anpressen eines Bügels 15 mit einem Werkzeug 16 an den Boden 11 des inneren Zylinders 7 dient. In dem Schieber 12 ist eine Führung 17 ausgebildet, in der der Flansch 10 verschiebbar ist. Der Schieber 12 ist zusätzlich mit einem äußeren Anschlag 18 versehen, welcher mit dem Boden 11 des inneren Zylinder 7 zusammenarbeitet.
  • Während des Walzvorgangs wird der äußere Kolben 4 hydraulisch in die untere Stellung verschoben. Der Schubweg ist mittels der Höhe der Distanzplatten 8 regulierbar, mit denen der Anschlag 9 der Kolbenstange 3 in Berührung gelangt.
  • Der innere Zylinder 7 ist in der geschilderten Lage in seine unterste Stellung verschoben. Die axiale Bewegung des inneren Zylinders 7 ist durch den Vorschub des Schiebers 12 begrenzt, dessen Stellung durch das Inanlagekommen der Anschläge 10 und 13 sowie die Bauhöhe desjenigen Teils des Bügels 15 bestimmt wird, welcher zwischen der Druckplatte 14 des Schiebers 12 und dem Boden 11 des inneren Zylinders 7 liegt.
  • Die zusammenarbeitenden, unter der Wirkung eines Hydraulikmediums unter Druck in Anlage gelangenden Flächen der Kolbenstange 3, des Schiebers 12 und des Bügels 5 bestimmen genau die Stellung des Werkzeuges im Verhältnis zur Basis bzw. dem Nullpunkt, welche bzw. welcher durch die äußere Oberfläche der Distanzplatten 8 gebildet wird. Die Stellung dieser Basis gegenüber der Walzachse wird durch die Einstellung des äußeren Zylinders 5 im Gewindesitz des Steuermotorgehäuses 2 oder die Änderung der Höhe der Distanzplatten 8 bestimmt. Damit während der periodischen Formung von Rippen auch ein nicht verrippter Rohrabschnitt hergestellt werden kann, wird der Schieber 4 in die äußerste obere Stellung hydraulisch verschoben. Nach einem entsprechenden Zeitabschnitt und durch entsprechende Änderung des Drucks in der hydraulischen Anlage gelangt der Kolben 4 in seine vorherige Stellung zurück. Während dieser Bewegung, welche zusammen mit dem Kolben 4 und der Kolbenstange 3 ausgeführt wird, verschiebt sich der Schieber 12 mit dem äußeren Zylinder 7 und der Bügel 15 mit dem Werkzeug 16, wobei das Werkzeug fest befestigt bleibt.
  • Der Austausch des Werkzeugs 16 erfolgt durch Lösen des Bügels 15, welcher ansonsten zwischen dem Schieber 12 und dem inneren Zylinder 7 eingeklemmt ist und durch Zurückziehen des Werkzeugs 16 von dem gewalzten Rohr. Das Lösen des Bügels 15 wird durch Verschieben des inneren Zylinders 7 nach oben bei stehenbleibender Kolbenstange 3 bewirkt, wodurch der Boden 11 mit dem Anschlag 18 des Schiebers 12 in Berührung gebracht wird. Zwischen der Druckplatte 14 des Schiebers 12 und dem Bügel 15 entsteht auf diese Weise ein Spiel, wodurch der Bügel 15 freikommt. Das Zurückziehen des Werkzeuges 16 von dem gewalzten Rohr erfolgt durch ein weiteres Verschieben des inneren Zylinders 7 nach oben zusammen mit dem Schieber 12 und dem Bügel 15. Die Größe dieses Schiebewegs sollte 20 mm betragen, damit die Walzenrollen von den profilierten Rippen des Rohrs freikommen. Der Schiebeweg ist durch die Länge der Führung 17 begrenzt. Über deren Boden stützt sich der Schieber 12 gegen die Kolbenstange 3 ab. Nachdem der Bügel 15 mit dem Werkzeug 16 von dem gewalzten Rohr auf diese Weise zurückgezogen wurde, kann mit dem Werkzeugsatz frei gehandhabt werden.

Claims (5)

1. Walzwerk zur Herstellung von mit Querrippen versehenen Rohren, umfassend ein Walzgerüst mit drei Aufnahmen zum Einbringen von als Walzrollen ausgebildeten Werkzeugen, die an das zu walzende Rohr hydraulisch angepreßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß jede Aufnahme (2) eine bewegliche Kolbenstange(3)umfaßt, welche mit zwei Kolben ausgerüstet ist, von denen der äußere Kolben (4) mit einem äußeren Zylinder (15) und der innere Kolben (6) mit einem inneren Zylinder (7) zusammenarbeitet, wobei die Kolben durch einen Flansch (10) mit einem Flansch (13) eines Schiebers (12) verbunden sind, welcher eine Druckplatte (14) zum Anpressen eines Bügels (15) an den inneren Zylinder (7) aufweist.
2. Walzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (3) an ihrem einen Ende mit einem Anschlag (9) versehen ist, welcher mit an dem äußeren Zylinder austauschbar angeordneten Distanzplatten (8) zusammenarbeitet.
3. Walzwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Zylinder (5) über ein Gewinde und der innere Zylinder (7) in dem Gehäuse des Steuermotors (2) gleitend eingesetzt sind.
4. Walzwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (12) mit einem Anschlag (18) ausgerüstet ist, welcher mit dem Boden (11) des inneren Zylinders (7) zusammenarbeitet und eine Führung (17) aufweist, in der der Flansch (10) der Kolbenstange (3) geführt ist.
5. Walzwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse des Steuermotors (2) an dem Walzgerüst (1) drehbar angeordnet ist und dessen Achse die Walzachse senkrecht schneidet.
EP79104979A 1978-12-06 1979-12-06 Walzwerk zur Herstellung von mit Querrippen versehenen Rohren Expired EP0012382B1 (de)

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