专利名称：用于制造皮尔格冷轧管的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于借助于轧机制造皮尔格冷轧管的装置和方法，其包括支承在至少一个芯棒支座(Dornwiderlager)处的轧制芯棒(Walzdorn)以及至少两个从外面作用到管处的成形工具(Umformwerkzeug)(优选地至少一个外棍(Aussenwalze))和用于在成形过程期间确定管的外径的测量装置。
背景技术：
管的皮尔格冷轧(Kaltpilgern)理解为一种用于将无缝的管从原始规格再加工到最终规格的方法。皮尔格轧制的目的是减小无缝地制造的管的壁厚和外径 。在此，原材料(所谓的管还(Rohrluppe))通常被引导通过棍对,其具有锥形的口径(Kalibrierung)且其在管坯上断续地实施旋转运动和进给运动。轧制芯棒被安放到管坯的内部中。通常，由此在维持特别窄的尺寸公差的情况下来制造管。在生产期间，可能出现产品处的尺寸变化。只要管直径逼近离开或已经离开公差范围，轧机至此被停机且辊隙被修正。快速出现的尺寸变化在抽样检测时可能识别不了。当至少一个完全另外的管被成形或轧机为了尺寸控制被重新停止时，那么也才可实现关于成功的尺寸修正的确认。最后，在每个尺寸修正时失去了生产时间，因为轧机必须被停止。光学的方法(如借助于激光光栅)适合用于成品管直径的测量。然而，用于皮尔格冷轧工艺的无破坏的测量方法的应用不从现有技术已知。此外，至今所应用的测量方法而遵循该原理，即在实现成形和取样之后进行测量且接着在征询经验值的情况下改变单个或多个成形参数且最后紧接另一结束的成形过程之后再次检查该参数变化的结果。
发明内容
本发明的目的相应地是提供一种可自动化的制造方法和适合于此的装置，其能够在皮尔格冷轧时基于在成形过程期间所获得的测量数据使至少一个成形工具的位置调整成为可能。该目的在根据本发明的意义中借助于包括权利要求I的特征的装置以及包括权利要求14的特征的方法来实现。本发明的有利的设计形式被放在相应从属的权利要求中。根据本发明，该至少一个位置调节装置与至少一个从外面作用到管处的成形工具有效连接而位置调整装置又与测量装置相连接。这优选地通过在位置调整装置与测量装置之间控制单元的中间连接而实现，其中，该控制单元特别优选地与用于调节参数和/或运行参数的数据存储器相连接。由此根据本发明提供一种用于制造皮尔格冷轧管的可在线(onlinefaehig)的装置，其能够优选地几乎无延迟地探测成形结果和可能出现的误差且优选地还在持续的成形过程期间采取合适的修正对策。在此，不仅可持久地监控持续的成形过程，而此外存在该可能性，即能够几乎无延迟地追踪和评估可能实现的修正措施和调节措施并且由此还引入和实施同样必要时所需的再修正。为此，位置调整装置与至少一个从外面作用到管处的成形工具(优选地至少一个外辊)相连接且可由此以所 期望的方式且优选地在线地利用测量装置引起和校正辊隙设置。在本发明的一有利的设计形式中，在成形过程期间确定管外径与预先给定的值或与公差范围的偏差。这特别有利地在将测量数据与存储在控制单元中且尤其在其存储器中的预设值和比较数据相匹配的情况下实现。因此提供一种装置，其在整个变形过程上自动地监控所要求的公差的维持且优选地也保证合适的措施的引入。该测量装置优选地是一种光学测量系统(如激光测量装置)，借助于其可能利用特别简单地控制的器件且在获得特别精确的测量结果的情况下无破坏地且可靠地在线测量皮尔格冷轧管的外径。通常，外径不仅在管的固定的位置处被确定。而皮尔格冷轧工艺引起管围绕其纵轴线的有规律的扭转。因此，仅通过测量装置的优选的固定的布置且通过管相对于该测量装置的由此实现的相对运动可实现扫过成形的管的整个周缘的测量。此外当在管的确定的地点处实施不止一次测量、例如在维持规定的频率的情况下在整个成形过程上实施多次测量时，变得优选。因此，通过检测所获取的测量数据也可利用简单的器件使可能的测量误差的影响最小化。在本发明的一优选的实施形式中，从外面作用到管处的成形工具支承在至少一个调整装置处，经由其，辊隙可被调节且优选地还被固定在该位置中。由此优选地自动地且在成形过程期间可靠地确保装置的可再校正性和辊隙的再校正。在本发明的备选的第一设计形式中，调整装置可包括可电气调节的调整楔(Verstellkeil)，经由其可优选无级地在充分利用可良好控制的且提供的器件的情况下以任意合适的形状和厚度调节辊隙。在本发明的备选的且同样优选的第二实施形式中，调整装置具有可液压调整的调整楔，其中，优选地为了提供液压流体在轧机机架自身上布置有用于该流体的泵。由此，利用简单的且容易控制的器件同样提供辊隙的无级调整。此外，泵在轧机机架本身处的优选的布置要求构型的紧凑性且将液压流体管路的长度降低到必要的最小尺寸上。在本发明的备选的且同样优选的第三实施形式中，借助于一个或多个液压缸实现辊隙的调整和确定。在本发明的该优选的实施形式中也可利用简单的且容易控制的器件确保辊隙的无级调整。在本发明的备选的且同样优选的第四实施形式中，然而经由用于从外面作用到管处的成形工具的至少一个支撑辊的安装实现辊隙的调整。由此避免从外面作用的成形工具(优选地至少一个外辊)本身必须被调整且由此与调整装置相连接。而调整装置可与支撑辊相连接，以便由此间接地利用同样简单的且可靠控制的器件确保辊隙的调节。就此而言此外当经由线缆实现测量数据和必要时控制数据至(多个)调整装置的传递时，变得优选。在一备选的且同样优选的方式中然而可以以遥测技术实现该传递，以便由此使线缆量和对此所需的结构空间最小化。此处，在测量数据和必要时控制数据的遥测技术的传递的情况中还不再需要线缆的加壳(Kapselung)和保护线缆免于来自成形过程本身的影响。当不仅可调整该至少一个从外面作用到管处的成形工具时，而且当附加地轧制芯棒可调整地布置在轧机中时，根据本发明变得优选。为此，轧制芯棒优选地同样与测量装置且必要时与控制装置相连接。由此保证，所有参与成形过程的工具在其位置上可合适于彼此地来调节，以便能够获得最佳可能的成形结果。通过本发明的该优选的实施形式有利地提高使该装置能够对管的壁厚和/或外径与预先给定的尺寸的偏差进行反应的灵活性。根据本发明的第二方面，提供一种用于借助于轧机制造皮尔格冷轧管的方法，其具有支承在至少一个芯棒支座处的轧制芯棒以及至少两个从外面作用到管处的成形工具(优选地外辊)以及用于在成形过程期间确定管的壁厚的测量装置。根据本发明，用于从外面作用到管处的成形工具的该至少一个位置调整装置那么总在与其相连接的测量装置确定成形的管的外径与预先给定的值或与公差范围的偏差时进行位置调整。优选地，位置调整装置不仅与测量装置相连接，而且与控制装置相连接，以便实施根据本发明的方法。·利用根据本发明的方法可获得的优点和可引起的效果与开头已关于本发明的第一方面所说明的相对应。根据本发明的方法使成形的管的外径的优选地全自动的检测成为可能且必要时以合适的方式通过重新校正外辊之间的辊隙来修正所确定的偏差。就此而言当外径在管的整个周缘上且在其整个长度上被确定时，变得优选，其中，为此在该装置内设置有至少一个测量装置、优选地刚好一个固定的测量装置。由于该事实，即在成形过程期间在每个进给时在轧机内实现管围绕其纵轴线的部分转动(Teildrehung)，通过固定的测量装置使能够扫过成形的管的整个周缘。这此外利用特别简单的器件实现且尽管如此得出关于整个管的外径的可靠的测量结果。最后当在执行根据本发明的方法时不仅外辊、而且同样可调整地布置的轧制芯棒被调整，以便抵消壁厚与预先给定的值和公差范围的偏差时，变得优选。由此特别有利地提高使该设备和根据本发明的方法能够利用最有效的手段对待在任何地点处且任何类型的偏差的灵活性。
接下来参考14个附图详细阐述本发明。其中
图I显示了在本发明的第一实施形式中的轧机机架的示意性的视 图2显示了根据第一实施形式的根据本发明的装置的部分的示意性的视 图3显示了根据本发明的第二实施形式的轧机机架的示意性的视 图4显示了根据本发明的第三实施形式的轧机机架的示意性的视 图5显示了根据本发明的第三实施形式的根据本发明的装置的示意性的视 图6显示了根据本发明的第四实施形式的轧机机架的示意性的视 图7显示了根据本发明的第五实施形式的轧机机架的示意性的视 图8显示了根据本发明的第六实施形式的轧机机架的示意性的视 图9显示了根据本发明的第七实施形式的轧机机架的示意性的侧视图；图10显示了根据本发明的第八实施形式的轧机机架的示意性的侧视 图11显示了根据本发明的第九实施形式的轧机机架的示意性的侧视 图12显示了根据本发明的第十实施形式的轧机机架的示意性的侧视 图13显示了根据本发明的第十一实施形式的轧机机架的示意性的侧视图；以及 图14显示了根据本发明的第十二实施形式的轧机机架的示意性的侧视图。具体实施形式
图I显示了根据本发明的第一实施形式的用于管的皮尔格冷轧的轧机机架4的示意性的视图。在轧机机架4内如此布置有上部的外辊4a和下部的外辊4b，使得在它们之间实现用于(未示出的)轧制芯棒的穿过且用于(未示出的)管伸延减小(Streckreduzieren)到 之前限定的横截面和提前确定的壁厚上的棍隙S。上部的外棍4a经由卡楔(Klemmkeil) 7a可向上和向下移动地来调节，以便因此能够合适地调节辊隙S的尺寸。卡楔7a的调整又经由与卡楔7a有效连接的主轴14的旋转运动实现,主轴14延伸穿过整个机架框架(Geruestrahmen) 4和卡楔7a。主轴14的转动引起卡楔7a向左或右的运动和卡楔7a的斜面相对于卡楔7b的互补的斜面(其直接与用于外辊4a的装配件相连接)的滑动。图2显示了根据在图I中示出的实施形式的轧机机架4，其带有在上部的工作辊4a与下部的工作辊4b之间穿过的管8。为了简化图示，未显示在所应用的冷轧方法中同样所使用的轧制芯棒。在附图中，管8从左向右延伸穿过在上部的辊4a和下部的辊4b之间的辊隙S且在实现成形之后进入测量装置5中，在其中管8的外径被确定。来自测量装置5的测量数据进到控制装置6中，其必要时在取用合适的运行数据之后引起用于经由上部的工作辊4a在箭头15的方向上的运动来调节辊隙S的控制指令。图3显示了根据本发明的第二实施形式的轧机机架4的示意性的侧视图，其中，用于上部的辊4a的调整楔7a可借助于电气的或液压的马达16、17被移动，以便最终以期望的方式引起辊隙S的调节。图4显示了在本发明的第三实施形式中的轧机机架4的示意性的侧视图，在其中与根据图I至3的第一和第二实施形式不同，经由液压缸18、19实现调整楔7a的侧向运动。在该情况中，卡楔7a在水平方向上的侧向运动还引起上部的工作辊4a的竖直运动且因此最终以期望的方式引起辊隙S的调节。图5显示了根据图4的轧机机架4的实施形式的一变体，在其中泵20 (其又由泵马达21来驱动)控制至液压缸18、19的油流。以优选的方式，不仅泵20而且马达21固定地与轧机机架4相连接，以便因此将带有全部辅助器具的轧机机架4的结构空间限制到需要的最小程度上。图6显示了根据本发明的第四实施形式的轧机机架4的示意性的侧视图。液压缸22直接地且在不使用卡楔等的情况下用作用于支撑上部的工作辊4以及用于以期望的方式调节辊隙S的机构。活塞在液压缸22内的高度调整通过从外部源供给处于压力P下的液压流体而实现。图7显示了在本发明的第五实施形式中的轧机机架4的示意性的侧视图。辊隙S经由上部的工作辊4a的高度调整的调节在此经由主轴23实现，其用作用于支撑上部的工作辊4a的机构。主轴23又借助于马达24来驱动且因此不仅引起在工作辊4a的高度上辊隙S的无级调节，而且同样引起上部的工作辊4a在所期望的位置中的固定。
图8显示了在本发明的第六实施形式中的轧机机架4的示意性的侧视图，其中，在此停止对伺服驱动装置(Stellantrieb)本身的能量供给。因此应理解的是，该实施形式也可以以合适的方式与图I至7的实施形式相组合。对轧机机架4的能量供给经由外部源25实现至与轧机机架4固定地相连接的接口 26。从该接口 26起，能量被提供至(未示出的)用于上部的外辊4a的伺服驱动装置。图9显示了在本发明的第七实施形式中的轧机机架4的示意性的侧视图，其中，此处如在图8中那样停止对轧机机架4和对它的(未示出的)用于上辊4a的伺服驱动装置的电能供给的形式。因此，本发明的该第七实施形式同样可以以合适的方式与在图I至7中示出的实施形式相组合。在这里示出的情况中，电能供给感应地实现，其中，电气导体27和与轧机机架4相连接的用电器(Abnehmer) 28如此彼此处于有效连接中，使得在用电器28中在不与导体27接触的情况下感应电压，其足够用于供应用于上部的外辊4a的(未示出的)伺服驱动装置用于辊隙的合适的调节。在图10中示出了根据本发明的第八实施形式的轧机机架4的示意性的侧视图。在该实施形式中也停止对轧机机架4和尤其它的用于上部的工作辊4a的(未示出的)伺服驱 动装置的能量供给。因此，该第八实施形式也可以以合适的方式与在图I至7中示出的实施形式相组合。在该第八实施形式中，对轧机机架4的能量供给经由潜管(Tauchrohr) 29液压地实现，其从外面被供以处于压力P下的液压流体。潜管29在其上侧处具有两个钻孔，液压流体经由其能够进入可滑动地支承在潜管29上的流体存忙器(Fluidreservoir) 30中。该流体存贮器固定地与轧机机架4相连接且在其下侧处具有开口 30a，处于压力P下的液压流体经由其可被输送至用于上部的外辊4a的(未示出的)伺服驱动装置。图11显示了根据本发明的第九实施形式的轧机机架4的示意性的侧视图。在该第九实施形式中也停止对轧机机架的(尤其它的上部的外辊4a的)(未示出的)伺服驱动装置的能量供给。因此，该第九实施形式在需要时也可与本发明的在图I至7中示出的实施形式相组合。能量供给以这里示意性地示出的方式电气和/或液压地实现，其中，对于电气和液压的能量供给，能量源31和/或压力存储器32固定地与轧机机架4相连接。图12显示了根据本发明的第十实施形式的轧机机架4的示意性的侧视图。该第十实施形式停止了控制数据和测量数据从(未示出的)测量装置和/或(未示出的)控制装置至轧机机架4的(未示出的)伺服驱动装置、尤其至上部的外辊4a、4b的伺服驱动装置的传递。因此当然，该第十实施形式可以以合适的方式与本发明的在图I至11中示出的实施形式相组合。控制数据和测量数据的这里示出的传递借助于线缆或遥测技术实现，其中，在本发明的优选的第十实施形式中实现(未示出的)测量装置和/或(未示出的)控制装置的数据经由发射器33遥测技术地、无接触地传递至与轧机机架4相连接的接收器34。在图13中示出了根据本发明的第十一实施形式的轧机机架的示意性的侧视图。不同于在至今示出的实施形式中，轧机机架4具有成对的相应可移动地布置的外辊4a、4b，其相应由支撑辊35a、35b支撑在轧机机架4内。这些支撑辊又在高度和/或斜度可调整地布置在轧机机架4内的支撑梁36a、36b上运行，其中，通过支撑梁36a、36b的合适的高度和/或斜度调节也可实现在上部的与下部的外辊4a、4b之间的辊隙S的调节。尤其在侧向地沿着支撑梁36a、36b的纵向可移动地布置的轧机机架的情况中，由此在支撑梁36a、36b取向合适的情况下支撑棍35a、35b沿着支撑梁36a、36b的滚动和棍隙S的恒定的调节或者但是辊隙S的位置可变的调节可根据轧机机架4沿着支撑梁36a、36b的布置来调节。对于专家本身应理解的是，此处示出的第十一实施形式也可以以合适的方式与根据图I至12的特征相组合。在图14中示出了根据本发明的第十二实施形式的轧机机架4的示意性的侧视图。在该解决方案中，与轧机机架4 一起移动的齿轮或齿轮对37在固定的轴38上滑动。辊隙S的变化由此可由固定的马达39传递到调整楔7a上，其中，调整楔7a经由主轴40与齿轮对37有效连接。·
权利要求
1.一种用于借助于轧机制造皮尔格冷轧管(8)的装置(I)，其包括支承在至少一个芯棒支座处的轧制芯棒(2)以及至少两个从外面作用到所述管处的成形工具(4)、优选地至少一个外辊(4a，4b)和用于在成形过程期间确定所述管(8)的外径的测量装置(5)，其特征在于，至少一个位置调整装置(7)与至少一个从外面作用到所述管(8)处的成形工具(4)有效连接且所述位置调整装置(7)与所述测量装置(5)相连接。
2.根据权利要求I所述的装置(I)，其特征在于，所述位置调整装置(7)经由控制单元(6)与所述测量装置(5)相连接。
3.根据权利要求2所述的装置(I)，其特征在于，所述控制单元(6)与用于调节参数和/或运行参数的数据存储器相连接。
4.根据前述权利要求中任一项所述的装置(I)，其特征在于，优选地在所述成形过程期间能够确定壁厚与预先给定的值或与公差范围的偏差。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装置(I)，其特征在于，所述测量装置(5)是激光测量装置。
6.根据前述权利要求中任一项所述的装置(I)，其特征在于，从外面作用到所述管(8)处的所述成形工具(4)支承在至少一个位置调整装置(7)处，经由所述位置调整装置(7)，所述成形工具(4)与所述管(8)之间的辊隙(S)能够被调节且优选地固定。
7.根据权利要求6所述的装置(I)，其特征在于，所述调整装置(7)包括可电气调节的调整楔(7a, 7b)。
8.根据权利要求6所述的装置(I)，其特征在于，所述调整装置(7)包括可液压调节的调整楔(7a，7b)，其中，用于液压液体的泵(20)优选地布置在轧机机架上。
9.根据权利要求6所述的装置(I)，其特征在于，所述调整装置(7)包括用于调整和确定所述辊隙(S)的液压缸(22)。
10.根据权利要求6所述的装置(I)，其特征在于，所述调整装置(7)经由至少一个可调的支撑辊(35a，35b)有效连接到至少一个从外面作用到所述管(8)处的成形工具(4)、优选地至少一个外棍(4a, 4b)上。
11.根据前述权利要求中任一项所述的装置(I)，其特征在于，借助于线缆或遥测技术能够引起测量数据和必要时控制数据的传递。
12.根据前述权利要求中任一项所述的装置(I)，其特征在于，附加地所述轧制芯棒(2)可调整地布置在所述轧机中。
13.根据权利要求12所述的装置(I)，其特征在于，所述轧制芯棒(2)同样与所述测量装置(5)且必要时与所述控制装置(6)相连接。
14.一种用于借助于轧机制造皮尔格冷轧管(8)的方法(I)，其包括支承在至少一个芯棒支座处的轧制芯棒(2)以及至少两个从外面作用到所述管(8)处的成形工具(4)、优选地至少一个外辊(4a，4b)和用于在成形过程期间确定所述管(8)的壁厚的测量装置(5)，其特征在于，用于所述从外面作用到所述管(8)处的成形工具(4)的至少一个位置调整装置(7)、优选地所述至少一个外辊(4a，4b)与所述测量装置(5)相连接，并且如果所述测量装置(5)确定所述壁厚与预先给定的值或与公差范围的偏差，那么进行所述成形工具(4)的位置调整。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，控制装置(6)与所述测量装置(5)和所述位置调整装置(7)相连接。
16.根据权利要求14或15所述的方法，其特征在于，在所述成形过程期间进行从外面作用到所述管(8)处的所述成形工具(4)的位置调整。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，其特征在于，进行管直径的激光测量。
18.根据权利要求14至17中任一项所述的方法，其特征在于，在所述管(8)的整个周缘上确定外径。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，在所述管(8)围绕其纵轴线的每个部分转动和/或每个进给时在所述轧机内进行至少一个测量、优选地至少5个测量。
20.根据权利要求14至19中任一项所述的方法，其特征在于，附加地调整所述轧制芯棒(2)，以便抵消所述壁厚与预先给定的值或与公差范围的偏差。
全文摘要
本发明涉及一种用于借助于轧机制造皮尔格冷轧管的方法和装置，其包括支承在至少一个芯棒支座处的轧制芯棒以及至少两个从外面作用到管处的成形工具、优选地至少一个外辊和用于在成形过程期间确定管的外径的测量装置。为了在皮尔格冷轧时基于在成形过程期间所获得的测量数据使至少一个成形工具的位置调整成为可能，至少一个位置调整装置与至少一个从外面作用到管处的成形工具有效连接且该位置调整装置与测量装置相连接。
文档编号B21B17/06GK102950151SQ201210293990
公开日2013年3月6日 申请日期2012年8月17日 优先权日2011年8月17日
发明者M.贝恩施, V.托姆, W.克雷布斯, G.希伦, O.施特雷劳 申请人:Sms 米尔股份有限公司