DE4018104A1 - Reciprocating drive for cold pilger-mill stand - has sec. crank system with sliding balance weights - Google Patents
Reciprocating drive for cold pilger-mill stand - has sec. crank system with sliding balance weightsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Walzgutherstellung und betrifft insbesondere den Antrieb eines Kaltpilgerwalzwerkgerüstes.The invention relates to the field of rolling stock production and particularly concerns the drive of a Cold pilger mill stand.
Die Erfindung kann in Walzwerken zum Kaltwalzen von Rohren mit beweglichem Arbeitsgerüst verwendet werden.The invention can be used in cold rolling mills Tubes with a mobile work scaffold can be used.
Es ist ein Antrieb eines Kaltpilgerwalzwerkgerüstes bekannt (DE, C, 962062), der ein Gehäuse, in dem auf Lagern eine Kurbelwelle montiert ist, an deren Pleuelzapfen paarweise die Pleuelstangen des horizontal beweglichen Gerüstes befestigt sind, und Pleuelstangen enthält, die mit auswuchtenden, senkrecht beweglichen Gleitstücken verbunden sind.It is a drive for a cold pilger rolling mill stand known (DE, C, 962062), which is a housing in which on bearings a crankshaft is mounted in pairs on its connecting rod journals the connecting rods of the horizontally movable scaffold are attached, and contains connecting rods that are balanced with vertically movable sliders connected are.
Beim Drehen der Kurbelwelle führen das Gerüst und die auswuchtenden Gleitstücke eine Hin- und Herbewegung aus, wobei ein wesentlicher Teil des vom Gerüst auf die Kurbelwelle wirkenden Trägheitskraftmoments durch das von den auswuchtenden Gleitstücken erzeugte Trägheitskraftmoment ausgeglichen wird.When rotating the crankshaft, the scaffold and the balancing sliders a back and forth movement, whereby an essential part of the from the scaffolding to the crankshaft acting moment of inertia by that of the balancing Slides generated inertia moment compensated becomes.
Ein Nachteil des bekannten Antriebs besteht darin, daß bei einer Änderung der Masse des Gerüstes das unausgeglichene dynamische Moment größer wird, wodurch die Schnelläufigkeit des Gerüstes reduziert wird. Außerdem hat der bekannte Antrieb den Nachteil, daß die Pleuelstangen des Gerüstes und der auswuchtenden Gleitstücke mit den Pleuelzapfen durch geteilte Lager verbunden sind, deren Lebensdauer gering ist, wodurch die Schnelläufigkeit ebenfalls reduziert wird.A disadvantage of the known drive is that when the mass of the scaffold changes, the unbalanced dynamic moment gets bigger, increasing the speed of the scaffold is reduced. In addition, the well-known Drive the disadvantage that the connecting rods of the scaffold and the balancing sliders with the connecting rod pins are connected by split bearings, their lifespan is short is, which also reduces the speed becomes.
Es ist der Antrieb eines Kaltpilgerwalzwerkgerüstes bekannt (SU, A, 1159667), der ein Gehäuse enthält, in dem eine Antriebswelle und eine zur Antriebswelle parallel angeordnete und mit ihr durch ein Zahngetriebe kinematisch verbundene Mittelwelle angeordnet sind. An den Endabschnitten der Mittelwelle befinden sich zwei Kurbelscheiben, die je ein Gegengewicht und einen Kurbelzapfen haben, an dem die Pleuelstange des Gerüstes montiert ist. Das Gerüst ist horizontal beweglich ausgeführt. Jede Kurbelscheibe ist mit Hilfe einer zusätzlichen Pleuelstange mit einem auswuchtenden Gleitstück verbunden, das senkrecht beweglich ist. It drives a cold pilger rolling mill stand known (SU, A, 1159667), which contains a housing in which a drive shaft and one arranged parallel to the drive shaft and kinematically with it through a toothed gear connected medium wave are arranged. At the end sections there are two crank disks on the center shaft each have a counterweight and a crank pin on which the connecting rod of the scaffold is mounted. The scaffold is horizontally movable. Every crank disc is included With the help of an additional connecting rod with a balancing Connected slider that is vertically movable.
Außerdem sind die Kurbelscheiben mit Exzentern und das auf der Mittelwelle montierte Zahnrad mit anderen Gegengewichten ausgerüstet.In addition, the crank discs with eccentrics and that on the center shaft mounted gear with other counterweights equipped.
In der bekannten Konstruktion des Antriebs eines Kaltpilgerwalzwerkgerüstes befinden sich die Gegengewichte im Innern des Zahnrads, weshalb dessen Durchmesser vom notwendigen Halbmesser des Gegengewichts bestimmt wird, der eine erhebliche Größe hat (1,0 bis 1,5 m). Deshalb muß das Zahnrad einen beträchtlichen Durchmesser haben (2,0 bis 3,0 m), was einerseits zur Erhöhung der Umfangsgeschwindigkeit der Verzahnung und andererseits zur Vergrößerung des Durchmessers des Zahnrads und zur Verringerung seiner Genauigkeit bei der Herstellung führt, da mit Vergrößerung des Durchmessers die Herstellungsgenauigkeit sinkt. Die Folge davon ist eine Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit des Gerüstes. Die Erhöhung der Umfangsgeschwindigkeit des Zahnrads und die Verringerung der Genauigkeit seiner Herstellung erfordern die Senkung der Rotationsfrequenz der Mittelwelle zur Aufrechterhaltung der Zuverlässigkeit und Gewährleistung einer ausreichenden Lebensdauer des Antriebes, wodurch die Bewegungsgeschwindigkeit des Gerüstes ebenfalls herabgesetzt wird.In the known construction of the drive of a cold pilger rolling mill stand the counterweights are in the Inside the gear, which is why its diameter is different from that necessary Half-meter of the counterweight is determined, the one has a considerable size (1.0 to 1.5 m). Therefore the gear have a considerable diameter (2.0 to 3.0 m), which on the one hand to increase the peripheral speed of the Gearing and on the other hand to increase the diameter of the gear and to reduce its accuracy leads in the production, as the diameter increases the manufacturing accuracy decreases. The consequence of this is a reduction in the speed of movement of the scaffold. Increasing the peripheral speed of the gear and reducing the accuracy of its manufacture require lowering the rotational frequency of the medium wave to maintain reliability and warranty a sufficient lifespan of the drive, which means that Movement speed of the scaffold also reduced becomes.
Außerdem sind in der bekannten Konstruktion des Antriebs die mit den auswuchtenden Gleitstücken verbundenen Pleuelstangen auf Exzenterscheiben montiert, deren Innendurchmesser größer als der Durchmesser der Kurbel sein muß, wodurch ihre erhebliche Masse vorausbestimmt wird. Diese Masse muß durch ein zusätzliches Gegengewicht ausgeglichen werden, wodurch das Schwungmoment der Mittelwelle und die Bremsdauer des Walzgerüstes zunehmen. Letztgenannter Umstand führt dazu, daß bei Betriebsstörungen im Walzwerk (Abreißen des Walzdorns, Bruch der Walzen oder der Walzenkaliber) das Gerüst seine Bewegung fortsetzt und dadurch noch größeren Schaden verursacht. Um diese Gefahr zu beseitigen, muß die Bremszeit verkürzt werden, was nur durch entsprechende Senkung der Bewegungsgeschwindigkeit des Gerüstes erreicht werden kann.In addition, in the known construction of the drive the connecting rods connected to the balancing slides mounted on eccentric discs, the inside diameter must be larger than the diameter of the crank, whereby their considerable mass is predetermined. This mass must be counterbalanced by an additional counterweight, whereby the momentum of the medium wave and the braking time of the rolling stand. The latter circumstance leads to that in the event of malfunctions in the rolling mill (tearing off the Rolling mandrel, breakage of the rolls or the roll calibers) the stand continues to move, causing even greater damage caused. In order to eliminate this danger, the braking time must be be shortened, which can only be achieved by lowering it accordingly the speed of movement of the scaffold can be achieved can.
Ein weiterer Nachteil dieses Antriebs besteht darin, daß bei einer Änderung der Masse des Gerüstes (z. B. beim Wechseln des Kalibertyps oder bei der Änderung der Anzahl der Arbeitswalzen im Gerüst) zusätzliche, nicht ausgeglichene Kräfte und Momente auftreten, weshalb die auf den Antrieb einwirkenden Kräfte durch Senkung der Bewegungsgeschwindigkeit des Gerüstes und dem entsprechend der Leistung des Walzgerüstes verringert werden müssen.Another disadvantage of this drive is that that when the mass of the scaffold changes (e.g. when changing of the caliber type or when changing the number of Work rolls in the stand) additional, not balanced Forces and moments occur, which is why the drive forces by reducing the speed of movement of the scaffold and according to the performance of the Roll stand must be reduced.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb eines Kaltpilgerwalzwerkgerüstes zu schaffen, dessen Konstruktion ein Ausgleichen der Trägheitskräfte und -momente bei unterschiedlichen Massen des Gerüstes und unter Aufrechterhaltung seines Schnellaufs gewährleisten sollte.The invention has for its object a drive to create a cold pilger mill stand, its construction balancing the inertial forces and moments with different dimensions of the scaffold and while maintaining should ensure its rapid run.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einem Antrieb eines Kaltpilgerwalzwerkgerüstes, der ein Gehäuse enthält, in dem eine Antriebswelle, eine zur Antriebswelle parallel angeordnete und mit ihr kinematisch verbundene Mittelwelle und zwei an den Enden der Mittelwelle angebrachte Kurbelscheiben montiert sind, die je ein Gegengewicht und einen Kurbelzapfen haben, an dem die Pleuelstange des horizontal bewegbaren Gerüstes montiert ist, wobei jede Kurbelscheibe mit Hilfe einer zusätzlichen Pleuelstange mit einem auswuchtenden, senkrecht bewegbaren Gleitstück verbunden ist, erfindungsgemäß jedes Gegengewicht der Kurbelscheibe mit Einlagen versehen ist, die in im Gegengewicht ausgeführten Bohrungen fixiert werden können, wobei die auswuchtenden Gleitstücke auswechselbare Gewichte und für diese Gewichte ausgeführte Nuten haben und die zusätzlichen Pleuelstangen an den Kurbelzapfen gelenkig montiert sind.The task is solved in that in one Drive of a cold pilger mill stand, which is a housing contains, in which a drive shaft, one to the drive shaft Medium wave arranged in parallel and kinematically connected to it and two attached to the ends of the medium shaft Crank disks are mounted, each a counterweight and have a crank pin on which the connecting rod of the horizontally movable scaffold is mounted, whereby each crank disc with the help of an additional connecting rod with a balancing, vertically movable slide is connected, according to the invention, each counterweight of the crank disk is provided with deposits in the counterweight bores can be fixed, the balancing Interchangeable weights and for these Weights have grooves and the additional Connecting rods are articulated on the crank pin.
Es ist auch zweckmäßig, daß im Antrieb eines Kaltpilgerwalzwerkgerüstes die Einlagen zylindrisch ausgeführt sind, in den Bohrungen jedes Gegengewichts drehbar angeordnet sind und Hohlräume in Form von Segmenten im Querschnitt haben.It is also appropriate that in the drive of a cold pilger mill stand the inserts are cylindrical, are rotatably arranged in the bores of each counterweight and have voids in the form of segments in cross section.
Die oben beschriebene Ausführung des Antriebs eines Kaltpilgerwalzwerkgerüstes gewährleistet ein Ausgleichen der Trägheitskräfte und -momente bei verschiedenen Massen des Gerüstes und eine hohe Leistung des Walzwerkes.The design of the drive described above Cold pilger rolling mill scaffolding ensures an equalization of the Inertia forces and moments at different masses of the Scaffolding and high performance of the rolling mill.
Im folgenden wird die Erfindung durch Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der beiliegenden Zeichnungen erläutert, und zwar zeigt:In the following the invention is described by description of an embodiment based on the attached drawings explained, which shows:
Fig. 1 die Gesamtansicht des erfindungsgemäßen Antriebs eines Walzgerüstes für kaltgewalzte Rohre; Fig. 1 shows the overall view of the drive according to the invention a rolling stand for cold-rolled tubes;
Fig. 2 wie Fig. 1, den Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1; Fig. 2 as in Figure 1, the section along the line II-II in Fig. 1.
Fig. 3 wie Fig. 1 den Schnitt gemäß der Linie III-III in Fig. 2; FIG. 3, like FIG. 1, the section along the line III-III in FIG. 2;
Fig. 4 wie Fig. 1, den Schnitt gemäß der Linie IV-IV in Fig. 1. Fig. 4 as in FIG. 1, the section along the line IV-1 IV in Fig..
Der Antrieb eines Kaltpilgerwalzwerkgerüstes enthält ein Gehäuse 1 (Fig. 1), in dem auf Lagern 2 eine Antriebswelle 3 montiert ist, die mit einer parallel zur Antriebswelle 3 angeordneten Mittelwelle 4 kinematisch gekoppelt ist, wobei ihr Zahnrad 5 mit dem Zahnrad 6 der Mittelwelle 4 kämmt. An den Enden der Mittelwelle 4 befinden sich Kurbelscheiben 7 (Fig. 2) auf Lagern 8. Jede Kurbelscheibe 7 hat ein Gegengewicht 9 und einen Kurbelzapfen 10, an dessen Endabschnitt mit Hilfe eines Lagers 11 schwenkbar eine Pleuelstange 12 des Gerüstes (in der Zeichnung nicht abgebildet) und mit Hilfe eines Lagers 13 eine zusätzliche Pleuelstange 14 montiert sind, die gelenkig mit einem auswuchtenden Gleitstück 15 verbunden ist. Das Gerüst kann sich dabei horizontal bewegen, während die auswuchtenden Gleitstücke 15 auf Führungsschienen 16 des Gerüstes 1 senkrecht beweglich sind.The drive of a cold pilger mill stand contains a housing 1 ( FIG. 1), in which a drive shaft 3 is mounted on bearings 2 , which is kinematically coupled to a central shaft 4 arranged parallel to the drive shaft 3 , its gear 5 being connected to the gear 6 of the central shaft 4 combs. Crank disks 7 ( FIG. 2) are located on bearings 8 at the ends of the central shaft 4 . Each crank disk 7 has a counterweight 9 and a crank pin 10 , at the end section of which a connecting rod 12 of the frame (not shown in the drawing) can be pivoted with the aid of a bearing 11 and an additional connecting rod 14 is mounted with the aid of a bearing 13 , which is articulated with a balancing slider 15 is connected. The scaffold can move horizontally while the balancing sliders 15 are vertically movable on guide rails 16 of the scaffold 1 .
Jedes Gegengewicht 9 (Fig. 3) der Kurbelscheibe 7 ist mit Einlagen 17 ausgestattet, die in im Gegengewicht 9 ausgeführten Bohrungen fixiert werden können. Das Fixieren der Einlagen 17 in den Bohrungen der Gegengewichte 9 erfolgt mit Hilfe von Laschen 18 (Fig. 2). Die auswuchtenden Gleitstücke 15 haben auswechselbare Gewichte 19 (Fig. 4), für die in den auswuchtenden Gleitstücken 15 Nuten 20 ausgeführt sind.Each counterweight 9 ( FIG. 3) of the crank disk 7 is equipped with inserts 17 which can be fixed in bores in the counterweight 9 . The inserts 17 are fixed in the bores of the counterweights 9 with the aid of tabs 18 ( FIG. 2). The balancing sliders 15 have interchangeable weights 19 ( FIG. 4), for which grooves 20 are made in the balancing sliders 15 .
An sich können die Einlagen 17 eine beliebige Querschnittsform haben. In der betrachteten Ausführungsvariante sind die Einlagen 17 zylinderförmig und sind in Bohrungen jedes Gegengewichts 9 (Fig. 3) drehbar angeordnet und haben Hohlräume 21 in Form eines Segments im Querschnitt.As such, the inserts 17 can have any cross-sectional shape. In the embodiment variant under consideration, the inserts 17 are cylindrical and are rotatably arranged in bores of each counterweight 9 ( FIG. 3) and have cavities 21 in the form of a segment in cross section.
Der Antrieb eines Kaltpilgerwalzwerkgerüstes funktioniert folgendermaßen.The drive of a cold pilger rolling mill works as follows.
Die Antriebswelle 3 (Fig. 1, 2) wird von einem Elektromotor (in der Zeichnung nicht abgebildet) zur Rotation gebracht und überträgt die Drehung über die Zahnräder 5 und 6 auf die Mittelwelle 4 und die Kurbelscheiben 7 mit den Kurbelzapfen 10, die mit Hilfe der Pleuelstangen 12 das Gerüst des Walzwerks und mit Hilfe der zusätzlichen Pleuelstangen 14 auswuchtenden Gleitstücke 15 in eine Hin- und Herbewegung setzen. Das Gerüst und die auswuchtenden Gleitstücke 15 bewegen sich etwa senkrecht zueinander, wodurch das Moment der Trägheitskräfte auf der Mittelwelle 4 ausgeglichen wird. Die Gegengewichte 9 erzeugen bei der Rotation eine Fliehkraft, die die Trägheitskräfte sowohl des Gerüstes, als auch der auswuchtenden Gleitstücke 15 ausgleicht. Da die Gegengewichte 9 sich seitlich von dem Zahnrad 6 befinden, hängen dessen Abmessungen nicht von der Größe der Gegengewichte 9 ab. Der Durchmesser des Zahnrads 6 wird in diesem Fall so ausgewählt, daß bei dem technologisch möglichen Grad der Herstellungsgenauigkeit seiner Zähne die durch die vorgegebene Schnelläufigkeit des Walzwerkes bestimmte Umfangsgeschwindigkeit in der Verzahnung den zulässigen Wert nicht übersteigt. Die Befestigung der zusätzlichen Pleuelstangen 14 der auswuchtenden Gleitstücke 15 an den Endabschnitten der Kurbelzapfen 10 ermöglicht infolge des geringen Durchmessers der Lager 13, die auf der Mittelwelle 4 gelegenen Schwungmassen zu verringern, wodurch die geforderte Bremsdauer des Walzwerkes auch bei hoher Schnelläufigkeit eingehalten werden kann. Bei einer Änderung der bewegten Masse des Gerüstes (z. B. bei der Installierung von Walzen mit einem anderen Durchmesser oder bei der Änderung der Anzahl der Walzen) werden die zylindrischen Einlagen 17 ausgetauscht oder, wenn sie einen Hohlraum 21 in Form eines Segments haben, um einen entsprechenden Winkel gedreht. Dabei gelangen die Hohlräume 21 in die geforderte Stellung, verlagern den Schwerpunkt des Gegengewichts 9 und ändern das Verhältnis X/R (Fig. 3), wobei X und R die Entfernung von der Mittelwelle 4 bis zum Schwerpunkt des Gegengewichts 9 bzw. zum Mittelpunkt des Kurbelzapfens 10 bezeichnen. Dadurch ändert sich die Größe der Fliehkraft, die die von dem Gerüst und den auswuchtenden Gleitstücken 15 erzeugten Fliehkräfte ausgleicht, und ihre Größe wird in Übereinstimmung mit der neuen Masse des Gerüstes gebracht. Gleichzeitig werden in die Nuten 20 der auswuchtenden Gleitstücke 15 die auswechselbaren Gewichte 19 eingesetzt, damit die Gesamtmasse der auswuchtenden Gleitstücke 15 und der auswechselbaren Gewichte 19 der Masse des Gerüstes gleicht. Auf diese Weise wird die Schnelläufigkeit des Walzwerkes bei einer Änderung der Masse des Gerüstes gewährleistet.The drive shaft 3 ( Fig. 1, 2) is brought to rotation by an electric motor (not shown in the drawing) and transmits the rotation via the gears 5 and 6 to the central shaft 4 and the crank discs 7 with the crank pin 10 , which with the help the connecting rods 12 set the stand of the rolling mill and with the aid of the additional connecting rods 14 balancing sliders 15 in a reciprocating motion. The frame and the balancing sliders 15 move approximately perpendicular to one another, as a result of which the moment of inertia forces on the central shaft 4 is compensated. During rotation, the counterweights 9 generate a centrifugal force which compensates for the inertial forces of both the frame and the balancing sliders 15 . Since the counterweights 9 are located to the side of the gear 6 , its dimensions do not depend on the size of the counterweights 9 . The diameter of the gear 6 is selected in this case so that, given the technologically possible degree of manufacturing accuracy of its teeth, the circumferential speed in the toothing determined by the predetermined rapidity of the rolling mill does not exceed the permissible value. The attachment of the additional connecting rods 14 of the balancing sliders 15 to the end portions of the crank pin 10 enables, due to the small diameter of the bearings 13 , the flywheel masses located on the central shaft 4 to be reduced, as a result of which the required braking time of the rolling mill can be maintained even at high speed. When the moving mass of the stand changes (e.g. when installing rollers with a different diameter or when changing the number of rollers), the cylindrical inserts 17 are replaced or if they have a cavity 21 in the form of a segment, rotated by an appropriate angle. The cavities 21 get into the required position, shift the center of gravity of the counterweight 9 and change the ratio X / R ( Fig. 3), where X and R the distance from the center shaft 4 to the center of gravity of the counterweight 9 or to the center of the Denote crank pin 10 . This changes the size of the centrifugal force, which compensates for the centrifugal forces generated by the frame and the balancing sliders 15 , and their size is brought into line with the new mass of the frame. At the same time, the replaceable weights 19 are inserted into the grooves 20 of the balancing sliders 15 so that the total mass of the balancing sliders 15 and the replaceable weights 19 are equal to the mass of the frame. In this way, the rapid running of the rolling mill is guaranteed when the mass of the stand changes.
Die oben beschriebene Ausführung des Antriebs eines Kaltpilgerwalzwerkgerüstes ermöglicht, die Trägheitskräfte und -momente bei unterschiedlichen Massen des Gerüstes auszugleichen und seine Schnelläufigkeit aufrechtzuerhalten, wodurch die Leistung des Kaltpilgerwalzwerkgerüstes ihrerseits zunimmt.The design of the drive described above Cold pilger mill stand enables the inertial forces balance and moments with different masses of the scaffold and maintain its rapidity, thereby the performance of the cold pilger rolling mill in turn increases.
Das wird dadurch erreicht, daß in den Gegengewichten 9 Einlagen 17 angebracht werden, die eine Änderung der Entfernung von der Achse der Mittelwelle 4 bis zum Schwerpunkt der Gegengewichte 9 ermöglichen, und in den auswuchtenden Gleitstücken 15 Nuten 20 für auswechselbare Gewichte 19 vorgesehen sind.This is achieved in that inserts 17 are attached in the counterweights 9 , which allow a change in the distance from the axis of the central shaft 4 to the center of gravity of the counterweights 9 , and 15 grooves 20 are provided for interchangeable weights 19 in the balancing slides.
Außerdem haben die an den Endabschnitten der Mittelwelle 4 befestigten Gegengewichte 9 keinen Einfluß auf die Größe des Durchmessers des Zahnrads 6, der nur ausgehend von der Bedingung für die zugelassene Umfangsgeschwindigkeit der Verzahnung ausgewählt wird, die durch die erforderliche Schnelläufigkeit des Walzwerkes bestimmt wird, und die zusätzlichen Pleuelstangen 14 (Fig. 2) der auswuchtenden Gleitstücke 15 aber haben geringe Abmessungen, da der Durchmesser der Lager 13 klein ist und nur eine unerhebliche Zugabe von Masse zu den Gegengewichten 9 notwendig macht, d. h. durch diese wird praktisch das Schwungmoment der Mittelwelle 4 nicht vergrößert. Das gewährleistet die erforderliche Bremszeit des Gerüstes bei hoher Schnelläufigkeit.In addition, the counterweights 9 attached to the end sections of the center shaft 4 have no influence on the size of the diameter of the gear 6 , which is selected only on the basis of the condition for the permitted peripheral speed of the toothing, which is determined by the required rapid running speed of the rolling mill, and Additional connecting rods 14 ( Fig. 2) of the balancing sliders 15 but have small dimensions, since the diameter of the bearings 13 is small and only an insignificant addition of mass to the counterweights 9 is necessary, ie practically the moment of inertia of the central shaft 4 is not enlarged. This ensures the required braking time of the scaffolding with high speed.
Claims (3)
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Cited By (1)
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1990
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Cited By (2)
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| US9796007B2 (en) | 2013-11-11 | 2017-10-24 | Sandvik Materials Technology Deutschland Gmbh | Cold pilger rolling mill and method for forming a hollow shell into a tube |
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