EP2488313A1 - Aufwickelvorrichtung, walzanlage mit einer aufwickelvorrichtung und zugehöriges verfahren - Google Patents

Aufwickelvorrichtung, walzanlage mit einer aufwickelvorrichtung und zugehöriges verfahren

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EP2488313A1
EP2488313A1 EP10759864A EP10759864A EP2488313A1 EP 2488313 A1 EP2488313 A1 EP 2488313A1 EP 10759864 A EP10759864 A EP 10759864A EP 10759864 A EP10759864 A EP 10759864A EP 2488313 A1 EP2488313 A1 EP 2488313A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
tube
axis
rollers
bending device
billet
Prior art date
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Application number
EP10759864A
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English (en)
French (fr)
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EP2488313B1 (de
Inventor
Thomas FROBÖSE
Udo RAUFFMANN
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Alleima GmbH
Original Assignee
Sandvik Materials Technology Deutschland GmbH
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Publication date
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Publication of EP2488313A1 publication Critical patent/EP2488313A1/de
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C47/00—Winding-up, coiling or winding-off metal wire, metal band or other flexible metal material characterised by features relevant to metal processing only
    • B21C47/02—Winding-up or coiling
    • B21C47/04—Winding-up or coiling on or in reels or drums, without using a moving guide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B15/00—Arrangements for performing additional metal-working operations specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B2015/0057—Coiling the rolled product
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B23/00—Tube-rolling not restricted to methods provided for in only one of groups B21B17/00, B21B19/00, B21B21/00, e.g. combined processes planetary tube rolling, auxiliary arrangements, e.g. lubricating, special tube blanks, continuous casting combined with tube rolling

Definitions

  • the present invention relates to a take-up device for a pipe produced in a rolling mill and to a rolling mill with such a take-up device and to a method for winding a finished pipe.
  • an extended hollow cylindrical blank is usually cold reduced in the fully cooled state by compressive stresses.
  • the blank is formed into a tube with a defined reduced external diameter and a defined wall thickness.
  • the most common pipe reduction method is known as cold pilgering, the blank being called billet.
  • the billet is rolled over a calibrated, i. the inner diameter of the finished tube, rolling mandrel pushed while calibrated from the outside of two calibrated, i. comprising the outer diameter of the finished tube defining rollers and rolled in the longitudinal direction over the rolling mandrel.
  • the billet undergoes incremental advance toward or beyond the mandrel as the rolls are reciprocated horizontally over the mandrel and thus over the billet.
  • the horizontal movement of the rollers is predetermined by a rolling stand on which the rollers are rotatably mounted.
  • the roll stand is reciprocated in known Rollpilgeranlagen by means of a crank drive in a direction parallel to the rolling mandrel, while the rollers themselves receive a rotational movement through a fixed relative to the rolling rack, engage firmly connected to the roll axes gears.
  • the feed of the billet over the mandrel is carried out by means of a feed tension slide, which allows a translational movement in a direction parallel to the axis of the rolling mandrel.
  • the superimposed conically calibrated rollers in the rolling stand rotate counter to the feed direction of the feed tension slide.
  • the so-called vocational mouth formed by the rollers captures the billet and the rollers press from the outside a small material shaft from the smoothing caliber of the rollers and the rolling mandrel to the intended wall thickness is stretched until the idling caliber of the rollers releases the finished tube.
  • the roll stand moves with the rolls attached thereto against the feed direction of the billet.
  • the billet is advanced by a further step onto the rolling mandrel, while the rolls with the rolling stand return to their horizontal starting position. At the same time, the billet undergoes a rotation about its axis to achieve a uniform shape of the finished tube.
  • a uniform wall thickness and roundness of the pipe as well as uniform inside and outside diameters are achieved.
  • the finished tubes in the prior art Due to the complex movements that run the billet or the finished tube, which consist of a superposition of rotational and translational movements, the finished tubes in the prior art have only completely left the rolling mill, before, for example by winding, in a transportable state can be brought.
  • a winding device for a tube made in a rolling mill with a bending device for bending the tube so that it can be spirally wound around a first axis and placed in a holding position, wherein the bending device is perpendicular to the first axis substantially second axis is pivotally received on the Garge- stell.
  • Such a device makes it possible to pick up the finished tube from the rolling mill and to bend it so that it can be wound up on a helical path.
  • This arrangement allows a considerable time saving in the production of steel tubes that are dimensioned so that they can be wound up, since the expiring from the rolling mill tube can already be wound while introduced in the same strand still in the vocational's stool and formed there.
  • the device according to the invention allows a considerable space saving for the rolling mill as such, since in the production of the tube not the entire strand must first run out of the rolling stand on its full length before it can be wound or shot.
  • the core of the winding device according to the invention is that the bending device is mounted pivotably about an axis. In this way, the bending device can Swinging movement, which run the tube or the billet driven during rolling by the feed tension slide, understand and the tube can be wound without twisting. Without a corresponding pivotable mounting of the bending device, there would be a twisting of the tube during winding and an associated significant loss of quality in the finished tube.
  • the second axis about which the bending device is pivotably received on the holding frame is in one embodiment parallel to the axis of symmetry of the finished pipe leaving the rolling stand, and preferably the second pivoting axis coincides with the axis of symmetry of the finished pipe leaving the rolling mill stand.
  • the bending device is driven by a motor to pivot about the second axis.
  • a motor drive largely prevents the tube from undergoing torsional stresses when it is wound up.
  • the bending device has at least three rollers which can be rotated about an axis of rotation, wherein the axes of rotation are arranged substantially parallel to the first axis and wherein at least two of the axes of rotation have a distance from the first axis which is different from each other, so that in operation of the device, the tube is guided between two rollers on a first side and a roller on another side.
  • This arrangement of the rollers of the bending device allows a continuous bending of the tube and thus a winding about the first axis.
  • two rollers have a greater distance from the first axis than the third roller arranged between them. The radius of curvature which the bending device imposes on the finished tube then depends on the difference between the distances between the first and the second roller and the third roller from the first axis.
  • the difference of the distances from the first axis can be adjusted such that the pipe can run freely between the rolls, whereas only then is the difference between the distances of the rolls is adjusted by the first axis so that the roller, which is closer to the first axis, causes a curvature of the tube.
  • at least one of the rollers of the bending device is rotatably driven by a motor.
  • a motor drive prevents at least one of the rollers of the bending device, that the tube during the winding on a compressive or tensile stresses experiences in the longitudinal direction.
  • the holding frame is designed so that it is movable in a direction substantially parallel to the second axis.
  • the winding device or its bending device can track the translational movement of the tube in its longitudinal direction during rolling and the winding takes place essentially free of the influences of the forces of the feed during rolling.
  • the holding frame is also driven by a motor.
  • the rolling mill is a cold pilger rolling mill with two rolls, wherein the winding device is arranged in the feed direction of the pipe behind the rolls or the roll stand, on which the rolls are accommodated.
  • the rolling mill on two rollers and at least one feed chuck, wherein the feed chuck receives a billet during operation of the rolling mill and pushes them between the rollers, wherein the feed chuck is designed to pivot and the doll receives about its longitudinal axis pivotally and wherein the Roller means comprises a controller which is adapted to synchronously pivot the feed chuck and the bending device during operation of the device.
  • the bending device is accommodated on the holding frame so as to be pivotable about the second axis by a motor. This "electronic wave" between the feed tension slide and the take-up device allows longitudinally nearly distortion-free winding of the finished tube.
  • the rolling mill has a control that is set up so that during operation of the device in a first phase it drives at least one of the rollers of the bending device so that they pull the holding frame with the bending device against the feed direction of the pipe and in a second phase at least one role of Bending device fixed so that the holding frame with the bending device of the tube in the feed direction of the tube is movable.
  • a control that is set up so that during operation of the device in a first phase it drives at least one of the rollers of the bending device so that they pull the holding frame with the bending device against the feed direction of the pipe and in a second phase at least one role of Bending device fixed so that the holding frame with the bending device of the tube in the feed direction of the tube is movable.
  • the winding process is interrupted and at least one of the rollers fixes the bending device to the tube to be wound up.
  • the holding frame is then moved in the direction of advance to the other end point of its translational movement, and the reeling operation of the reeling device begins again.
  • a method for winding a tube made in a rolling mill comprising the steps of: bending the tube in a bending device so that it can be spirally wound around a first axis, and pivoting the bending device over a second axis substantially perpendicular to the first axis.
  • Such a method is used in one embodiment for producing a coiled tube, which additionally comprises the steps of feeding a billet into a rolling mill and forming the billet into a finished tube.
  • the billet is formed by rolling, wherein the billet is pivoted during forming about its longitudinal axis, wherein the pivoting of the billet and the gift of the bending device takes place synchronously.
  • the bending device has rollers which engage with the tube, wherein in a first phase at least one of the rollers is driven so that they pull the bending device on the pipe against the feed direction of the pipe and wherein in a second phase at least one roller is fixed so that the bending device is moved by the tube in the feed direction of the tube.
  • Figure 1 shows a side view of the schematic structure of a cold pilger rolling mill with a winding device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows a detailed side view of the winding device according to the invention from FIG. 1.
  • FIG 1 the structure of a cold pilger rolling mill according to the invention is shown schematically in a side view.
  • the rolling mill consists of a rolling stand 1 with rollers 2, 3 a calibrated rolling mandrel 4 and a feed tensioning slide 5.
  • the cold pilger rolling mill on a linear motor 6 as a direct drive for the feed clamping slide 5.
  • the linear motor 6 is constructed from a rotor 16 and a stator 17.
  • the billet 1 1 undergoes a gradual feed in the direction of the rolling mandrel 4 to or beyond this, while the rollers 2, 3 rotating over the mandrel 4 and thus over the billet 1 1 horizontally be moved back and forth.
  • the horizontal movement of the rollers 2, 3 is predetermined by a roll stand 1, on which the rollers 2, 3 are rotatably mounted.
  • the roll stand 1 is reciprocated by means of a crank drive 21 in a direction parallel to the rolling mandrel 4, while the rolls 2, 3 themselves receive their rotary movement through a toothed rack (not shown) fixed relative to the rolling stand 1 into which they are fixed engage the roller axes connected gears.
  • the feed of the billet 1 1 on the mandrel 4 is carried out by means of the feed tension slide 5 which allows a translational movement in a direction parallel to the axis of the rolling mandrel.
  • the rolling mill 1 arranged one above the other conically calibrated rollers 2, 3 rotate counter to the feed direction of the feed tension slide 5.
  • the so-called crawl mouth formed by the rollers detects the billet 1 1 and the rollers 2, 3 press from the outside a small material shaft, from a Smoothing caliber of the rollers 2, 3 and the rolling mandrel 4 is stretched to the intended wall thickness until an idling caliber of the rollers 2, 3 releases the finished tube.
  • the roll stand 1 moves with the rollers 2, 3 attached thereto counter to the feed direction of the billet 11.
  • the billet 1 1 after reaching the idling caliber of the rollers 2, 3 is advanced by a further step on the rolling mandrel 4, while the rollers 2, 3 return to the rolling mill 1 in its horizontal starting position.
  • the billet 1 1 undergoes a rotation about its axis 22 to achieve a uniform shape of the finished tube.
  • the winding device 24 which is shown schematically in FIG. 1, consists of a holding frame 25 and a bending device 26.
  • the bending device 26 has three rollers 27, 28, 29, which are all motor-driven in the illustrated embodiment and frictionally engage the finished tube 23 into engagement.
  • the three rollers 27, 28, 29 bend the finished tube 23 around an imaginary axis 30 around.
  • the axis 30 is substantially perpendicular to the axis of symmetry 22 of the finished tube 23, as it leaves the rollers 2, 3.
  • the pair of rollers 27, 28 is disposed over the finished tube 23, the third roller 29 is disposed below the finished tube 23 and ensures that the finished tube 23 in the bending device 26 is curved.
  • the bending radius of the tube 23 depends on the difference between the distances of the roller 29 from the axis 30 and the roller pair 27, 28 from the axis 30.
  • the bending device 26 and the three rollers 27, 28, 29 are pivotally mounted about the axis 22 on the holding frame 25.
  • the pivoting movement of the rollers 27, 28, 29 about the axis 22 by means of a motor drive.
  • the pivoting movement of the bending device 26 with the rollers 27, 28, 29 via a controller with the pivoting movement of the billet, which is impressed on the billet from the feed tension slide 5, synchronized.
  • the finished tube 23 can be wound up without torsional stresses during rolling.
  • the holding frame 25 is mounted on a rail 31 so that it can perform a translational movement in and against the feed direction of the billet 1 1 and the tube 23.
  • the translational movement of the holding frame 25 does not take place via a separate motor drive but is effected in one direction by the advance of the billet 11 or of the finished tube 23 and in the other direction by a motor-driven rotary movement of the rollers 27, 28, 29.
  • the winding process begins while the billet 11 or the finished pipe 23 continues to feed.
  • the rollers 27, 28, 29 are driven so that they pull the holding frame 25 on the finished tube 23 in the direction of the roll stand 1 and thereby curving the finished tube 23 and wind up.
  • the rotational movement of the rollers 27, 28, 29 stopped and these fix the finished tube 23 relative to the holding frame 25.
  • the holding frame 25 now begins in the feed direction, driven by the feed of the finished Tube 23, again in the direction of the first stop 32 to move.
  • the stop 32 again starts a phase of winding.
  • the winding device 24 is shown in detail from Figure 1.
  • identical elements are denoted by identical reference numerals.
  • the holding frame 25 has two bearings 34, 35 for receiving a pivot axis for the bending device 26.
  • the three bending rollers 27, 28, 29 can be seen, which form the bending device 26 driven by a motor.

Abstract

Aus dem Stand der Technik ist eine Aufwickelvorrichtung bekannt, mit der ein in einer Walzanlage gefertigtes Rohr außerhalb der Walzanlage aufgewickelt werden kann. Das Rohr, welches die Walzanlage bereits verlassen hat, wird dann in einer solchen Aufwickelvorrichtung für den Transport aufgeschossen bzw. aufgewickelt. Gegenüber diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, die es ermöglichen, das fertig umgeformte Rohr hinter dem Walzgerüst in einen transportfähigen Zustand zu bringen, während sich noch andere Abschnitte des Rohrs im Stadium der Luppe befinden oder gerade umgeformt werden. Dazu wird erfindungsgemäß eine Aufwickelvorrichtung (24) für ein in einer Walzanläge gefertigtes Rohr (23) vorgeschlagen, mit einer Biegeeinrichtung (26) zum Krümmen des Rohrs, so dass dieses um eine erste Achse herum spiralförmig aufwickelbar ist und einem Haltegestellt (25), wobei die Biegeeinrichtung (24) um eine im Wesentlichen zu der ersten Achse senkrechte zweite Achse verschwenkbar an dem Haltegestell (25) aufgenommen ist. Die Erfindung betrifft auch eine Walzanlage mit einer solchen Aufwickelvorrichtung sowie ein entsprechendes Verfahren.

Description

AUFWICKELVORRICHTUNG, WALZANLAGE MIT EINER AUFWICKELVORRICHTUNG UND
ZUGEHÖRIGES VERFAHREN
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufwickelvorrichtung für ein in einer Walzanlage gefertigtes Rohr sowie eine Walzanlage mit einer solchen Aufwickelvorrichtung und ein Verfahren zum Aufwickeln eines gefertigten Rohrs.
Zur Herstellung von präzisen Metallrohren, insbesondere aus Stahl, wird ein ausgedehnter hohlzylindrischer Rohling zumeist im vollständig erkalteten Zustand durch Druckspannungen kalt reduziert. Dabei wird der Rohling zu einem Rohr mit definiertem reduziertem Aussendruchmesser und einer definierten Wanddicke umgeformt.
Das am weitesten verbreitete Reduzierverfahren für Rohre ist als Kaltpilgern bekannt, wobei der Rohling Luppe genannte wird. Die Luppe wird beim Walzen über einen kalibrierten, d.h. den Innendurchmesser des fertigen Rohres aufweisenden, Walzdorn geschoben und dabei von aussen von zwei kalibrierten, d.h. den Aussendurchmesser des fertigen Rohrs definierenden, Walzen umfasst und in Längsrichtung über den Walzdorn ausgewalzt.
Während des Kaltpilgerns erfährt die Luppe einen schrittweisen Vorschub in Richtung auf den Walzdorn zu bzw. über diesen hinweg, während die Walzen drehend über dem Dorn und damit über die Luppe horizontal hin- und herbewegt werden. Dabei wird die Horizontalbewegung der Walzen durch ein Walzgerüst vorgegeben, an dem die Walzen drehbar gelagert sind. Das Walzgerüst wird in bekannten Walzpilgeranlagen mit Hilfe eines Kurbelantriebs in eine Richtung parallel zum Walzdorn hin- und herbewegt, während die Walzen selbst eine Drehbewegung durch eine relativ zum Walzgerüst feststehende Zahnstange erhalten, in die fest mit den Walzenachsen verbundene Zahnräder eingreifen.
Der Vorschub der Luppe über dem Dorn erfolgt mit Hilfe eines Vorschubspannschlittens, welcher eine Translationsbewegung in eine Richtung parallel zur Achse des Walzdorn ermöglicht. Die im Walzgerüst übereinander angeordneten konisch kalibrierten Walzen drehen sich entgegen der Vorschubrichtung des Vorschubspannschlittens. Das von den Walzen gebildete sogenannte Pilgermaul erfasst die Luppe und die Walzen drücken von aussen eine kleine Werkstoffwelle ab, die vom Glättkaliber der Walzen und dem Walzdorn zu der vorgesehenen Wanddicke ausgestreckt wird, bis das Leerlaufkaliber der Walzen das fertige Rohr freigibt. Während des Walzens bewegt sich das Walzgerüst mit den daran befestigten Walzen entgegen der Vorschubrichtung der Luppe. Mit Hilfe des Vorschubspannschlittens wird die Luppe nach dem Erreichen des Leerlaufkalibers der Walzen um einen weiteren Schritt auf den Walzdorn hin vorgeschoben, während die Walzen mit dem Walzgerüst in ihre horizontale Ausgangslage zurückkehren. Gleichzeitig erfährt die Luppe eine Drehung um ihre Achse, um eine gleichmäßige Form des fertigen Rohrs zu erreichen. Durch mehrfaches Überwalzen jedes Rohrabschnitts werden eine gleichmäßige Wanddicke und Rundheit des Rohr sowie gleichmäßige Innen- und Aussendurchmesser erreicht.
Aufgrund der komplexen Bewegungsabläufe, welche die Luppe bzw. das fertige Rohr ausführen, die aus einer Überlagerung von Rotations- und Translationsbewegungen bestehen, müssen die fertigen Rohre im Stand der Technik erst vollständig die Walzanlage verlassen haben, bevor sie, beispielsweise durch Aufwickeln, in einen transportfähigen Zustand gebracht werden können.
Gegenüber diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, die es ermöglichen, das fertig umgeformte Rohr hinter dem Walzgerüst in einen transportfähigen Zustand zu bringen, während sich noch andere Abschnitte des Rohrs im Stadium der Luppe befinden oder gerade umgeformt werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Aufwickelvorrichtung für ein in einer Walzanlage gefertigtes Rohr gelöst, mit einer Biegeeinrichtung zum Krümmen des Rohrs, so dass dieses um eine erste Achse herum spiralförmig aufwickelbar ist und einem Haltegestellt, wobei die Biegeeinrichtung um eine im Wesentlichen zu der ersten Achse senkrechte zweite Achse verschwenkbar an dem Haltege- stell aufgenommen ist.
Eine solche Vorrichtung ermöglicht es, das aus der Walzanlage auslaufende, fertig umgeformte Rohr aufzunehmen und es so zu krümmen, dass es auf einer spiralförmigen Bahn aufgewickelt werden kann. Diese Anordnung ermöglicht eine erhebliche Zeiteinsparung bei der Produktion von Stahlrohren, die so dimensioniert sind, dass sie aufwickelbar sind, da das aus dem Walzgerüst auslaufende Rohr bereits aufgewickelt werden kann, während im gleichen Strang noch Luppe in das Pilgermaul eingeführt und dort umgeformt wird. Darüber hinaus ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung eine erhebliche Platzeinsparung für die Walzanlage als solche, da bei der Herstellung des Rohrs nicht zunächst der gesamte Strang auf seiner vollen Länge aus dem Walzgerüst herauslaufen muss, bevor er aufgewickelt bzw. aufgeschossen werden kann.
Der Kern der erfindungsgemäßen Aufwickelvorrichtung ist, dass die Biegeeinrichtung um eine Achse verschwenkbar montiert ist. Auf diese Weise kann die Biegeeinrichtung die Verschwenkbewegung, welche das Rohr bzw. die Luppe beim Walzen durch den Vorschubspannschlitten angetrieben ausführen, nachvollziehen und das Rohr kann ohne Verwindungen aufgewickelt werden. Ohne eine entsprechende verschwenkbare Lagerung der Biegeeinrichtung käme es zu einem Verwinden des Rohrs beim Aufwickeln und eine damit verbundene erhebliche Qualitätseinbuße beim fertigen Rohr.
Die zweite Achse, um welche die Biegeeinrichtung verschwenkbar an dem Haltegestell aufgenommen ist, ist in einer Ausführungsform parallel zur Symmetrieachse des fertigen aus dem Walzgerüst auslaufenden Rohrs und vorzugsweise fällt die zweite Verschwenkachse mit der Symmetrieachse des fertigen aus dem Walzgerüst auslaufenden Rohr zusammen.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Biegeeinrichtung motorisch angetrieben um die zweite Achse verschwenkbar. Zwar kann die Verschwenkbewegung der Biegeeinrichtung prinzipiell auch durch die Verschwenkbewegung des fertigen aus dem Walzgerüst auslaufenden Rohrs bewirkt werden, jedoch verhindert ein motorischer Antrieb weitgehend, dass das Rohr beim Aufwickeln Torsionsspannungen erfährt.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Biegeeinrichtung mindestens drei um jeweils eine Drehachse drehbare Rollen auf, wobei die Drehachsen im Wesentlichen parallel zu der ers- ten Achse angeordnet sind und wobei mindestens zwei der Drehachsen einen voneinander verschiedenen Abstand von der ersten Achse aufweisen, so dass im Betrieb der Vorrichtung das Rohr zwischen zwei Rollen auf einer ersten Seite und einer Rolle auf einer anderen Seite geführt wird. Diese Anordnung der Rollen der Biegeeinrichtung ermöglichen ein kontinuierliches Krümmen des Rohrs und damit ein Aufwickeln um die erste Achse. In einer bevorzugten Ausführungsform weisen zwei Rollen einen größeren Abstand von der ersten Achse als die dritte zwischen diesen angeordnete Rolle auf. Der Krümmungsradius, welchen die Biegeeinrichtung dem fertigen Rohr aufprägt, hängt dann von der Differenz der Abstände der ersten bzw. der zweiten Rolle und der dritten Rolle von der ersten Achse ab.
Dabei kann in einer Ausführungsform der Erfindung beim Einfädeln des Anfangs des zu krümmenden Rohrs in die Aufwickelvorrichtung zunächst die Differenz der Abstände von der ersten Achse so eingestellt werden, dass das Rohr frei zwischen die Rollen laufen kann, während erst dann die Differenz der Abstände der Rollen von der ersten Achse so eingestellt wird, dass die Rolle, welche näher an der ersten Achse liegt, eine Krümmung des Rohrs bewirkt. In einer Ausführungsform der Erfindung ist zumindest eine der Rollen der Biegeeinrichtung motorisch angetrieben drehbar. Während es prinzipiell auch vorstellbar ist, dass das Biegen und das nachfolgende Aufwickeln des Rohrs von der Bewegung des Vorschubspannschlittens der Walzanlage angetrieben wird, verhindert ein motorischer Antrieb mindestens einer der Rollen der Bie- geeinrichtung, dass das Rohr während des Aufwickeins Druck- bzw. Zugspannungen in Längsrichtung erfährt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Haltegestell so ausgestaltet, dass es in einer zu der zweiten Achse im Wesentlichen parallelen Richtung bewegbar ist. Auf diese Wei- se kann die Auf wickel Vorrichtung bzw. deren Biegeeinrichtung die Translationsbewegung des Rohrs in dessen Längsrichtung beim Walzen nachvollziehen und das Aufwickeln erfolgt im Wesentlichen frei von den Einflüssen der Kräfte des Vorschubs beim Walzen.
Dabei ist eine Ausführungsform möglich, bei welcher auch das Haltegestell motorisch angetrie- ben bewegbar ist.
Die oben genannte Aufgabe wird auch durch eine Walzanlage mit einer Ausführungsform der Aufwickelvorrichtung gelöst, so wie sie zuvor beschrieben wurde. In einer Ausführungsform ist die Walzanlage eine Kaltpilgerwalzanlage mit zwei Walzen, wobei die Auf wickel Vorrichtung in Vorschubrichtung des Rohrs hinter den Walzen bzw. dem Walzgerüst, an welchem die Walzen aufgenommen sind, angeordnet ist.
In einer Ausführungsform weist die Walzanlage zwei Walzen und mindestens ein Vorschub- Spannfutter auf, wobei das Vorschubspannfutter im Betrieb der Walzanlage eine Luppe aufnimmt und diese zwischen die Walzen schiebt, wobei das Vorschubspannfutter verschwenkbar ausgestaltet ist und die Luppe um deren Längsachse verschwenkbar aufnimmt und wobei die Walzeinrichtung eine Steuerung aufweist, die so eingerichtet ist, dass sie im Betrieb der Vorrichtung das Vorschubspannfutter und die Biegeeinrichtung synchron verschwenkt. In einer solchen Ausfüh- rungsform ist die Biegeeinrichtung um die zweite Achse motorisch verschwenkbar an dem Haltegestell aufgenommen. Diese "elektronische Welle" zwischen dem Vorschubspannschlitten und der Aufwickelvorrichtung ermöglicht ein in Längsrichtung nahezu verwindungsfreies Aufwickeln des fertigen Rohrs. In einer Ausführungsform weist die Walzanlage eine Steuerung auf, die so eingerichtet ist, dass sie im Betrieb der Vorrichtung in einer ersten Phase mindestens eine der Rollen der Biegeeinrichtung so antreibt, dass diese das Haltegestell mit der Biegeeinrichtung am Rohr entgegen der Vorschubrichtung des Rohrs ziehen und die in einer zweiten Phase mindestens eine Rolle der Biegeeinrichtung so fixiert, dass das Haltegestell mit der Biegeeinrichtung von dem Rohr in Vorschubrichtung des Rohrs bewegbar ist. Auf diese Weise kann ein Betrieb der erfindungsgemäßen Walzanlage mit der Auf wickel Vorrichtung gewährleistet werden, bei der sich die Aufwickelvorrichtung entgegen der Vorschubrichtung am Rohr entlang in Richtung der Walzen zieht und dabei das Rohr aufwickelt. Wird der Umkehrpunkt, d.h. der Endpunkt der Führung der Translationsbewegung des Haltegestells erreicht, so wird der Aufwickelprozeß unterbrochen und zumindest eine der Rollen fixiert die Biegeeinrichtung an dem aufzuwickelnden Rohr. Von der Vorschubbewegung des Rohrs angetrieben wird dann das Haltegestell in Vorschubrichtung zum anderen Endpunkt seiner Translationsbewegung verfahren und die Aufwickeltätigkeit der Aufwi- ckelvorrichtung beginnt erneut.
Die oben genannte Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum Aufwickeln eines in einer Walzanlage gefertigten Rohrs gelöst, das die Schritte aufweist: Krümmen des Rohrs in einer Biegeeinrichtung, so dass dieses um eine erste Achse herum spiralförmig aufwickelbar ist, und Ver- schwenken der Biegeeinrichtung um eine im wesentlichen zu der ersten Achse senkrechte zweite Achse.
Ein solches Verfahren wird in einer Ausführungsform zum Herstellen eines aufgewickelten Rohrs verwendet, welches zusätzlich die Schritte aufweist: Zuführen einer Luppe in eine Walzanlage und Umformen der Luppe zu einem fertigen Rohr.
Dabei wird in einer Ausführungsform die Luppe durch Walzen umgeformt, wobei die Luppe beim Umformen um ihre Längsachse verschwenkt wird, wobei das Verschwenken der Luppe und das Verschenken der Biegeeinrichtung synchron erfolgt.
In einer Ausführungsform der Verfahrens weist die Biegeeinrichtung Rollen auf, die mit dem Rohr in Eingriff treten, wobei in einer ersten Phase mindestens eine der Rollen so angetrieben wird, dass diese die Biegeeinrichtung am Rohr entgegen der Vorschubrichtung des Rohrs ziehen und wobei in einer zweiten Phase mindestens eine Rolle so fixiert wird, dass die Biegeeinrichtung von dem Rohr in Vorschubrichtung des Rohrs bewegt wird.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und der dazu gehörigen Figuren deutlich.
Figur 1 zeigt eine Seitenansicht des schematischen Aufbaus einer Kaltpilgerwalzanlage mit einer Aufwickelvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Figur 2 zeigt eine detaillierte Seitenansicht der erfindungsgemäßen Auf wickel Vorrichtung aus Figur 1 .
In Figur 1 ist schematisch der Aufbau einer erfindungsgemäßen Kaltpilgerwalzanlage in einer Seitenansicht dargestellt. Die Walzanlage besteht aus einem Walzgerüst 1 mit Walzen 2, 3 einem kalibrierten Walzdorn 4 sowie einem Vorschubspannschlitten 5. In der dargestellten Ausführungsform weist die Kaltpilgerwalzanlage einen Linearmotor 6 als Direktantrieb für den Vorschubspannschlitten 5 auf. Der Linearmotor 6 ist aus einem Läufer 16 und einem Stator 17 aufgebaut. Während des Kaltpilgerns auf der in Figur 1 gezeigten Walzanlage erfährt die Luppe 1 1 einen schrittweisen Vorschub in Richtung auf den Walzdorn 4 zu bzw. über diesen hinweg, während die Walzen 2, 3 drehend über den Dorn 4 und damit über die Luppe 1 1 horizontal hin- und herbewegt werden. Dabei wird die Horizontalbewegung der Walzen 2, 3 durch ein Walzgerüst 1 vorgegeben, an dem die Walzen 2, 3 drehbar gelagert sind. Das Walzgerüst 1 wird mit Hilfe eines Kur- belantriebs 21 in eine Richtung parallel zum Walzdorn 4 hin- und herbewegt, während die Walzen 2, 3 selbst ihre Drehbewegung durch eine relativ zum Walzgerüst 1 feststehende Zahnstange (nicht gezeigt) erhalten, in die fest mit den Walzenachsen verbundene Zahnräder eingreifen. Der Vorschub der Luppe 1 1 über den Dorn 4 erfolgt mit Hilfe des Vorschubspannschlittens 5 welcher eine Translationsbewegung in eine Richtung parallel zur Achse des Walzdorns ermöglicht. Die im Walzgerüst 1 übereinander angeordneten konisch kalibrierten Walzen 2, 3 drehen sich entgegen der Vorschubrichtung des Vorschubspannschlittens 5. Das von den Walzen gebildete sogenannte Pilgermaul erfasst die Luppe 1 1 und die Walzen 2, 3 drücken von aussen eine kleine Werkstoffwelle ab, die von einem Glättkaliber der Walzen 2, 3 und dem Walzdorn 4 zu der vorgesehenen Wanddicke ausgestreckt wird, bis ein Leerlaufkaliber der Walzen 2, 3 das fertige Rohr freigibt. Während des Walzens bewegt sich das Walzgerüst 1 mit den daran befestigten Walzen 2, 3 entgegen der Vorschubrichtung der Luppe 1 1 . Mit Hilfe des Vorschubspannschlittens 5 wird die Luppe 1 1 nach dem Erreichen des Leerlaufkalibers der Walzen 2, 3 um einen weiteren Schritt auf den Walzdorn 4 hin vorgeschoben, während die Walzen 2, 3 mit dem Walzgerüst 1 in ihre horizontale Ausgangslage zurückkehren. Gleichzeitig erfährt die Luppe 1 1 eine Drehung um ihre Achse 22 um eine gleichmäßige Form des fertigen Rohrs zu erreichen. Durch mehrfaches Überwalzen jedes Rohrabschnitts werden eine gleichmäßige Wanddicke und Rundheit des Rohrs sowie gleichmäßige Innen- und Aussendurchmesser erreicht.
Um das fertige Rohr 23 hinter dem Walzgerüst 1 in eine transportfähige Form aufwickeln zu können ist eine Aufwickelvorrichtung 24 vorgesehen. Die Aufwickelvorrichtung 24, welche in Figur 1 schematisch dargestellt ist, besteht aus einem Haltegestell 25 und einer Biegeeinrichtung 26. Die Biegeeinrichtung 26 weist drei Rollen 27, 28, 29 auf, die in der dargestellten Ausführungsform alle drei motorisch angetrieben sind und reibschlüssig mit dem fertigen Rohr 23 in Eingriff treten. Die drei Rollen 27, 28, 29 biegen das fertige Rohr 23 um eine gedachte Achse 30 herum. Die Achse 30 steht im Wesentlichen senkrecht auf der Symmetrieachse 22 des fertigen Rohrs 23, so wie es die Walzen 2, 3 verläßt. Während das Rollenpaar 27, 28 über dem fertigen Rohr 23 angeordnet ist, ist die dritte Rolle 29 unter dem fertigen Rohr 23 angeordnet und sorgt dafür, dass das fertige Rohr 23 in der Biegeeinrichtung 26 gekrümmt wird. Dabei hängt der Biegeradius des Rohrs 23 von der Differenz der Abstände der Rolle 29 von der Achse 30 und des Rollenpaars 27, 28 von der Achse 30 ab.
Die Biegeeinrichtung 26 bzw. die drei Rollen 27, 28, 29 sind um die Achse 22 verschwenkbar an dem Haltegestell 25 befestigt. Dabei erfolgt die Verschwenkbewegung der Rollen 27, 28, 29 um die Achse 22 mit Hilfe eines Motorantriebs. In der dargestellten Ausführungsform ist die Verschwenkbewegung der Biegeeinrichtung 26 mit den Rollen 27, 28, 29 über eine Steuerung mit der Verschwenkbewegung der Luppe, die der Luppe vom Vorschubspannschlitten 5 aufgeprägt wird, synchronisiert. So kann das fertige Rohr 23 ohne Torsionsspannungen während des Walzens aufgewickelt werden. Darüber hinaus ist das Haltegestell 25 so auf einer Schiene 31 montiert, dass es eine Translationsbewegung in und entgegen der Vorschubrichtung der Luppe 1 1 bzw. des Rohrs 23 ausführen kann. Die Translationsbewegung des Haltegestells 25 erfolgt nicht über einen gesonderten motorischen Antrieb sondern wird in die eine Richtung vom Vorschub der Luppe 1 1 bzw. des fertigen Rohrs 23 bewirkt und in der anderen Richtung durch eine motorisch angetriebene Drehbewegung der Rollen 27, 28, 29.
Befindet sich das Haltegestell 25 an dem dem Walzgerüst 1 abgewandten Anschlag 32 der Schiene 31 so beginnt der Aufwickelvorgang während sich die Luppe 1 1 bzw. das fertige Rohr 23 weiterhin im Vorschub befindet. Dazu werden die Rollen 27, 28, 29 so angetrieben, dass sie das Haltegerüst 25 am fertigen Rohr 23 in Richtung des Walzgerüsts 1 ziehen und dabei das fertige Rohr 23 krümmen und aufwickeln. Bei Erreichen des dem Walzgerüst 1 zugewandten Anschlags 33 der Schiene 31 wird die Rotationsbewegung der Rollen 27, 28, 29 gestoppt und diese fixieren das fertige Rohr 23 relativ zum Haltegerüst 25. Das Haltegerüst 25 beginnt nun sich in Vorschubrichtung, angetrieben durch den Vorschub des fertigen Rohrs 23, wieder in Richtung des ersten Anschlags 32 zu bewegen. Bei Erreichen des Anschlags 32 beginnt erneut eine Phase des Auf- wickelns. In Figur 2 ist die Aufwickelvorrichtung 24 aus Figur 1 detailliert dargestellt. Dabei sind identische Elemente mit identischen Bezugszeichen bezeichnet. Deutlich zu erkennen ist die Montage des Haltegestells 25 auf einer Schiene 31 , welche eine Translationsbewegung parallel mit und entgegen der Vorschubrichtung ermöglicht. Das Haltegestell 25 weist zwei Lager 34, 35 zur Aufnahme einer Verschwenkachse für die Biegeeinrichtung 26 auf. Deutlich sind auch die drei Biegerollen 27, 28, 29 zu erkennen, die motorisch angetrieben die Biegeeinrichtung 26 bilden.
Für Zwecke der ursprünglichen Offenbarung wird darauf hingewiesen, dass sämtliche Merkmale, wie sie sich aus der vorliegenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen für einen Fachmann erschließen, auch wenn sie konkret nur im Zusammenhang mit bestimmten weiteren Merkmalen beschrieben wurden, sowohl einzeln als auch in beliebigen Zusammenstellungen mit anderen der hier offenbarten Merkmale oder Merkmalsgruppen kombinierbar sind, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wurde oder technische Gegebenheiten derartige Kombinationen unmöglich oder sinnlos machen. Auf die umfassende, explizite Darstellung sämtlicher denkbarer Merkmalskombinationen wird hier nur der Kürze und der Lesbarkeit der Beschreibung wegen verzichtet. Während die Erfindung im Detail in den Zeichnungen und der vorangehenden Beschreibung dargestellt und beschrieben wurde, erfolgt diese Darstellung und Beschreibung lediglich beispielhaft und ist nicht als Beschränkung des Schutzbereichs gedacht, so wie er durch die Ansprüche definiert wird. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt.
Abwandlungen der offenbarten Ausführungsformen sind für den Fachmann aus den Zeichnungen, der Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen offensichtlich. In den Ansprüchen schließt das Wort "aufweisen" nicht andere Elemente oder Schritte aus, und der unbestimmte Artikel "eine" oder "ein" schließt eine Mehrzahl nicht aus. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Merkmale in unterschiedlichen Ansprüchen beansprucht sind, schließt ihre Kombination nicht aus. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Beschränkung des Schutzbereichs gedacht.
Bezugszeichenliste
Walzgerüst
Walzen
Walzen
Walzdorn
Vorschubspannschlitten
Linearmotor
Luppe
Läufer
Stator
Symmetrieachse und Drehachse fertiges Rohr
Aufwickelvorrichtung
Haltegestell
Biegeeinrichtung
Biegerolle
Biegerolle
Biegerolle
gedachte Achse
Schiene
, 33 Anschläge
, 35 Lager

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
Auf wickel Vorrichtung (24) für ein in einer Walzanlage gefertigtes Rohr (23) mit einer Biegeeinrichtung (26) zum Krümmen des Rohrs, so dass dieses um eine erste Achse (22) herum spiralförmig aufwickelbar ist, und
einem Haltegestell (25),
wobei die Biegeeinrichtung (26) um eine im wesentlichen zu der ersten Achse (22) senkrechte zweite Achse (22) verschwenkbar an dem Haltegestell (25) aufgenommen ist.
Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Biegeeinrichtung (26) motorisch angetrieben um die zweite Achse (22) verschwenkbar ist.
Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegeeinrichtung (26) mindestens drei um jeweils eine Drehachse drehbare Rollen (27, 28, 29) aufweist, wobei die Drehachsen im Wesentlichen parallel zu der ersten Achse (22) angeordnet sind und wobei mindestens zwei der Drehachsen (27, 28, 29) einen voneinander verschiedenen Abstand von der ersten Achse (22) aufweisen, so dass im Betrieb der Vorrichtung das Rohr (23) zwischen zwei Rollen auf einer ersten Seite und einer Rolle auf einer zweiten Seite geführt wird.
Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Rollen (27, 28, 29) motorisch angetrieben drehbar ist.
Aufwickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltegestell (25) so ausgestaltet ist, dass es in einer zu der zweiten Achse (22) im Wesentlichen parallelen Richtung bewegbar ist.
Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltegestell (25) motorisch angetrieben bewegbar ist.
Walzanlage mit einer Aufwickelvorrichtung (24) nach einem der Ansprüche 1 bis 6
Walzanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Kaltpilgerwalzanla- ge mit zwei Walzen (2, 3) ist, wobei die Aufwickelvorrichtung (24) in Vorschubrichtung des Rohrs (23) hinter den Walzen (2, 3) angeordnet ist.
Walzanlage nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei Walzen (2, 3) und mindestens ein Vorschubspannfutter aufweist, wobei das Vorschubspannfutter im Betrieb der Walzanlage eine Luppe (1 1 ) aufnimmt und diese zwischen die Walzen (2, 3) schiebt,
wobei das Vorschubspannfutter verschwenkbar ausgestaltet ist und die Luppe (1 1 ) um deren Längsachse verschwenkbar aufnimmt, und
dass sie eine Steuerung aufweist, die so eingerichtet ist dass sie im Betrieb der Vorrichtung das Vorschubspannfutter und die Biegeeinrichtung (26) synchron verschwenkt.
Walzanlage nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Steuerung aufweist, die so eingerichtet ist, dass sie im Betrieb der Vorrichtung in einer ersten Phase mindestens eine der Rollen (27, 28, 29) der Biegeeinrichtung (26) so antreibt, dass diese das Haltegestell (25) mit der Biegeeinrichtung (26) am Rohr (23) entgegen der Vorschubrichtung des Rohrs (23) ziehen und die in einer zweiten Phase mindestens eine Rolle (27, 28, 29) der Biegeeinrichtung (26) so fixiert, dass das Haltegestell (25) mit der Biegeeinrichtung (26) von dem Rohr (23) in Vorschubrichtung des Rohrs (23) bewegbar ist.
Verfahren zum Aufwickeln eines in einer Walzanlage gefertigten Rohrs (23) mit den Schritten
Krümmen des Rohrs in einer Biegeeinrichtung, so dass dieses um eine erste Achse (22) herum spiralförmig aufwickelbar ist, und
Verschwenken der Biegeeinrichtung (26) um eine im wesentlichen zu der ersten Achse
(22) senkrechte zweite Achse (22).
12. Verfahren zum Herstellen eines aufgewickelten Rohrs mit den Schritten
Zuführen einer Luppe (1 1 ) in eine Walzanlage,
Umformen der Luppe (1 1 ) zu einem fertigen Rohr (23),
Aufwickeln des Rohrs (23) mit einem Verfahren nach Anspruch 1 1 .
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Luppe (1 1 ) durch Walzen umgeformt wird, wobei die Luppe (1 1 ) beim Umformen um ihre Längsachse (22) verschwenkt wird, wobei das Verschwenken der Luppe und das Verschenken der Biegeeinrichtung synchron erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegeeinrichtung (26) Rollen (27, 28, 29), die mit dem Rohr (23) in Eingriff treten, aufweist, wobei in einer ersten Phase mindestens eine der Rollen (27, 28, 29) so angetrieben wird, dass diese die Biegeeinrichtung (26) am Rohr (23) entgegen der Vorschubrichtung des Rohrs
(23) ziehen und wobei in einer zweiten Phase mindestens eine Rolle (27, 28, 29) so fixiert wird, dass die Biegeeinrichtung (26) von dem Rohr (23) in Vorschubrichtung des Rohrs (23) bewegt wird.
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