DD152487A1 - Geruest mit einem mehrwalzenkaliber - Google Patents

Abstract

Geruest mit einem Mehrwalzenkaliber zur Metallbearbeitung im bildsamen Zustand, das Verformungswalzen enthaelt, deren Wirkflaechen ein Kaliber bilden, an Achsen drehbar montiert und diese im Gehaeuse des Geruestes angeordnet sind. Die Enden der Achsen kreuzen sich paarweise, wobei an den Kreuzungsabschnitten das Ende jeweils einer Achse eine Bohrung aufweist, in der sich das andere Ende der naechsten mit dieser Achse kreuzenden Achse befindet. Ziel der Erfindung ist eine Verminderung der Abmessungen, des Materialaufwandes und der Masse des Geruestes. Es besteht die Aufgabe, ein Geruest mit Mehrwalzenkaliber bei einer Verbindung zwischen den Achsen der Verformungswalzen zu schaffen, welche die konstruktive Ausfuehrung des Geruestes unter Wahrung der Kaliberhaerte bei Einstellung derselben vereinfacht. Erfindungsgemaesz stehen die Achsen der Verformungswalzen in unmittelbarer Beruehrung mit dem Gehaeuse des Geruestes und sind an den Kreuzungsabschnitten starr miteinander verbunden. Angewendet wird die Erfindung zur Herstellung von Stabmaterial aus Metall, vorzugsweise Feinprofilen durch Walzen, Ziehen oder Pressen.

Description

Berlin, den 16. 12· 80 WP В 23 P/223 219 2 2 3 219 "^л" ⁵⁷ 920 25

Gerüst mit einem Mehrwalzenkaliber Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Gerüst mit einem Mehrwalzenkaliber zur Bearbeitung von Metallen im bildsamen Zustand, das Verf ormungsvvalzen enthält, deren V/irkf lachen ein Kaliber bilden und die an den Achsen drehbar montiert und diese im Gehäuse des Gerüstes angeordnet sind und deren Enden sich paarweise kreuzen, wobei an den Kreuzungsabschnitten das Ende jeweils einer Achse mit einer Bohrung versehen ist, in der sich das andere Ende der nächsten mit dieser Achse kreuzenden Achse befindet·

Der Erfindungsgegenstand wird bei der Herstellung von Stabmaterial aus Eisen- und Buntmetallen, vorzugsweise von Feinprofilen, darunter auch von Draht, Rohren und Formprofilen, angewendet, die durch Walzen, Ziehen (Durchziehen) oder Pressen (Durchstoßen) hergestellt werden,

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind Gerüste mit einem Mehrwalzenkaliber bekannt, das durch drei, vier oder mehrere Verformungsvvalzen gebildet ist» Dabei sind die Verformungswalzen relativ zueinander derart angeordnet, daß sich die geometrischen Achsen derselben kreuzen und ein Vieleck bilden, während die VVirkflächen der Verf ormungsvvalzen ein Kaliber mit dem erforderlichen Profil bilden·

Die bekannten Gerüste enthalten ein Gehäuse, das als Massivteil ausgebildet ist und Radialnuten aufweist, deren Anzahl

16. 12. 80

WP В 23 P/223 219

57 920 25

- 2 - 2 2 3219

der Verformungswalzen entspricht. In diesen Nuten sind Einbaustück© geführt, in denen Achsen mit an diesen mittels Lager angeordneten Verformüngswalzen starr befestigt sind. Dabei sind die Einbaustücke derart angeordnet, daß jedes Einbaustück an einem Kraftelement der Anstellvorrichtung, vorzugsweise an einer Spindel oder an einem Keil, abgestützt ist. Die Anstellvorrichtungen gestatten es, die Einbaustücke mit den an diesen angeordneten Walzen entlang der Nuten zu bewegen, was für die Änderung der gegenseitigen Anordnung der Verformungswalzen und somit für die Kalibereinstellung notwendig ist·

Oft werden diese Gerüste mit Vorrichtungen zur Regelung der Axialstellung der Verformüngswalzen versehen, die ebenfalls für die Kalibereinstellung, z. B, bei der Verwendung eines Universalkalibers, notwendig sind«

Der Verformungsdruck des zu verformenden Metalls wird von den Verformungswalzen über die Lager, Achsen, Einbaustücke und Elemente der Anstellvorrichtungen auf das Gehäuse des Gerüstes übertragen. Aus diesem Grund weist das Gehäuse des Gerüstes von bekannten Bauarten relativ große Abmessungen auf und hat somit eine bedeutende Masse·

Außerdem erfordert die Herstellung des Gehäuses für das Gerüst einen hohen Fertigungsaufwand· Das läßt sich dadurch erklären, daß es Nuten und verschiedene Vertiefungen zur Aufnahme von Einbaustücken und anderer Teile des Gerüstes aufweist« Die größeren Abmessungen des Gehäuses sind darauf zurückzuführen, daß im Gehäuse eine große Anzahl von Teilen des Gerüstes untergebracht werden soll und das Gehäuse einen größeren Verforroungsdruck aufzunehmen hat.

16, 12. 80

V/P В 23 P/223 219

57 920 25

-з- 223219

Es ist auch wichtig, daß eine große Anzahl der Teile, welche den Verformungsdruck von den Verformungswalzen aufnehmen, sowie auch deren große Abmessungen den Hauptgrund für eine Senkung der Kaliberhärte bilden.

Zum einen läßt es sich dadurch erklären, daß der Verformungsdruck auf das Gehäuse über eine größere Anzahl von Teilen und folglich über eine größere Anzahl von gekoppelten Flächen übertragen wird» Diese sind unvermeidlich mit einer bestimmten Ungenauigkeit ausgeführt, durch die eine nicht gleiche einheitliche Stellung der Verformungsvvalzen mit und ohne Belastung bedingt wird· Zum anderen werden durch die gesamte elastische Verformung aller Teile bedeutende Abweichungen der Kaliberabmessungen hervorgerufen, was die Maßgenauigkeit der herzustellenden Erzeugnisse negativ beeinflußt.

Deshalb bilden die komplizierte konstruktive Ausführung große Abmessungen und die große Masse der bekannten Gerüste mit einem Mehrwalzenkaliber, sowie auch die geringe Härte der Kaliber derselben die Hauptursachen für die begrenzte Anwendung derselben zur Herstellung von Stabmaterialerzeugnissen, insbesondere kleiner Vollprofilerzeugnisse, obwohl die bildsame Umformung des Metalls in Mehrwalzenkalibern bekannte technologische Vorteile hat»

Es ist ein Gerüst mit einem Mehrwalzenkaliber (US-PS 3 380 278) bekannt, das drei Verformungswalzen aufweist, welche an Achsen mittels Lagern angeordnet sind und ein Kaliber bilden. Die Achsen sind in Einbaustücken starr befestigt, die in den Nuten des Gerüstgehäuses vorgesehen sind. Die Einbaustücke sind gegen Druckspindeln abgestützt, welche

16. 12. 80

WP В 23 P/223 219

57 920 25

223219

zur Bewegung der Einbaustücke in den Nuten in Radialrichtung relativ zu der Kaliberachse dienen. Dadurch wird es möglich, die Kalibereinstellung durch die Bewegung der Verformungswalzen zusammen mit den Einbaustücken zu verwirklichen« Das Gehäuse des Gerüstes hat wie bei den vorher beschriebenen Bauarten eine komplizierte konstruktive Ausführung, seine Herstellung erfordert einen hohen Arbeitsaufwand, und es hat eine große Masse. Außerdem wird durch das Vorhandensein einer Vielzahl von Bauteilen die Steifigkeit des Gerüstes vermindert. Eine geringere Erhöhung der Härte des Kalibers der bekannten Gerüste durch die Vergrößerung der Abmessungen der Teile im Querschnitt, welche die Belastung aufnehmen, führt zu einer bedeutenden Vergrößerung der Abmessungen und der Masse des Gerüstes.

Ebenfalls ist ein Gerüst mit einem Mehrwalzenkaliber(US-PS 1 974 566) bekannt, das vier Verformungswalzen enthält« Zur Erhöhung der Kaliberhärte sind in einem solchen Gerüst Stützwalzen vorgesehen, deren Anzahl der der Verformungswalzen entspricht. Die Stützwalzen sind mittels Lagern an Achsen angeordnet und gegen die Wirkflächen der Verformungswalzen abgestützt, wobei sie den Verformungsdruck des Metalls aufnehmen.

Die Stützwalzen besitzen Durchmesser, die den Durchmesser der Verformungswalzen übersteigen. Die Stützwalzen und die Verformungswalzen sind an Achsen montiert, welche in den in Radialnuten des Gehäuses untergebrachten Einbaustücken befestigt sind.

Zu den Vorteilen dieses Gerüstes gehört eine Vergrößerung der Kaliberhärte durch die Vergrößerung der Abmessungen der Teile, welche den Verf orrnungsdruck aufnehmen. Oedoch kann

16« 12, 80

WP D 23 P/223 219

57 920 25

2 2 3219

auch bei diesem Gerüst oine bestimmte Erhöhung der Kaliberhärte nur durch eine komplizierte, aufwendige Konstruktion und eine Vergrößerung der Masse desselben erzielt werden.

Das Gerüst ist zusätzlich mit Spindel oder Keilvorrichtungen zur Regelung der Axialstellung der Verformungswalzen versehen, die mit den Einbaustücken kinematisch verbunden sind· Dadurch wird die Verwendung eines Universalkalibers ermöglicht. Gleichzeitig aber wird dadurch die konstruktive Ausführung des Gerüstes zusätzlich erschwert, was zu einer Verminderung der Kaliberhärte führt«

Bekannt ist auch ein Gerüst mit einem Mehrwalzenkaliber, das eine einfachere konstruktive Ausführung (US-PS 2 067 972) besitzt. Dieses Gerüst enthält vier Verformungswalzen, die ein Kaliber bilden« Die Walzen sind mittels Lagern an Achsen angeordnet, die in Bohrungen untergebracht sind. Diese sind in dem Gehäuse derart ausgebildet, daß die geometrischen Achsen derselben ein Viereck bilden. Neben den Bohrungen zur Aufnahme der Achsen besitzt das Gehäuse des Gerüstes Nuten, in denen Verformungswalzen untergebracht sind« Bei einer solchen Anordnung der Achsen im Gehäuse des Gerüstes kann man jedoch die Radialstellung der Walzen relativ zueinander nicht ändern, d, h«, eine Regelung des Kalibers in diesem Gerüst ist nicht möglich, somit ist nur ein recht beschränkter Anwendungsbereich dieses Gerüstes gegeben·

Da das Gehäuse des Gerüstes den Verformungsdruck aufnehmen soll, hat das Gerüst größere Abmessungen und eine große Masse. Außerdem ist die Herstellung des Gerüstes kompliziert.

16* 12. 80

WP В 23 Р/223 219

57 920 25

2 2 3219

Weiterhin ist ein Gerüst mit einem Mehrwalzenkaliber (GB-PS 965 275) bekannt, das vier Verformungswalzen enthält, die an Achsen mittels Lagern angeordnet sind. Die Enden von zwei Paaren der Achsen sind miteinander gelenkig verbunden. Die freien Enden der Verformungswalzen sind im Gehäuse in Führungen verschiebbar angeordnet, um eine Regelung des Kalibers zu gewährleisten. Ein solches Gerüst wird dann verwendet, wenn keine hohe Präzision der Erzeugnisse gefordert wird.

Dieses Gerüst weist eine geringe Kaliberhärte infolge einer gelenkigen Verbindung der Achsen und einer niedrigen Steifigkeit des Gehäuses und der Elemente der Regelvorrichtungen auf. Die Möglichkeiten für die Einstellung des Kalibers sind beschränkt, weil sich bei der Verschiebung der freien Enden der Achsen der Winkel der gegenseitigen Anordnung der Verformungswalzen ändert, was zu einer Ä_nderung der Kaliberform und nicht nur der Abmessungen des Kalibers führt.

Auf diese Weise führt die Anordnung der Verformungswalzen im Gehäuse der bekannten Gerüste ohne Einbaustücke zu keiner wesentlichen Vereinfachung der Konstruktion. Die Konstruktion beschränkt oder unterbindet die Möglichkeit einer Regelung der Kalibermasse·

Eine besonders einfache Ausführungsform nach der GB-PS 1 124 087 besitzt ein Gerüst mit einem Mehrwalzenkaliber zur bildsamen Umformung der Metalle. Das Gerüst enthält Verformungswalzen durch deren Wirkflächen ein Kaliber gebildet wird, wobei die Verformungswalzen an Achsen drehbar montiert sind. Die Achsen sind im Gehäuse des Gerüstes

16. 12, 80

VVP В 23 P/223 219

57 920 25

2 23219

angeordnet und kreuzen sich mit ihren Enden paarweise derart, daß die geometrischen Achsen derselben ein Vieleck bilden. Die Achsen besitzen an einem ihrer Ende Bohrungen, in denen die anderen Enden der Achsen angeordnet sind, die sich mit dieser Achse kreuzen. Die Achsen der Verformungsvvalzen sind wie bei den früher beschriebenen Ausführungsformen in Einbaustücken angeordnet. Die Einbaustücke sind in Radialnuten des Gehäuses untergebracht und gegen Spindel-Regelvorrichtungen abgestützt. Das Ende der Achsen ist in den Bohrungen einer anderen, sich mit dieser Achse kreuzenden Achse verschiebbar entlang der Achse der Bohrung angeordnet. Die Achsen weisen unterschiedliche Durchmesser auf. Eine solche gegenseitige Verbindung der Achsen gewährleistet neben der axialen Feststellung einer der vier Verformungswalzen eine Regelung der radialen und der axialen Stellung derselben mittels einer Regelvorrichtung.

Ein solches Gerüst besitzt wie die oben beschriebenen Bauarten große Abmessungen, eine große Masse und eine geringe Kaliberhärte, weil dessen Gehäuse den Verformungsdruck des zu verformenden Metalls aufnimmt.

Die konstruktive Ausführung eines solchen Gerüstes ist kompliziert, weil es eine größere Anzahl von Bauteilen, die den Verformungsdruck aufnehmen, bei einem niedrigen Grad der Vereinheitlichung derselben besitzt«

Ziel der *Erfindunq

Das Ziel der Erfindung ist es, die Abmessungen des Gerüstes mit dem Mehrwalzenkaliber zu vermindern, den Materialaufwand und die Masse desselben zu reduzieren und das Gerüst mit ge-

16* 12. 80

WP В 23 P/223 219

57 920 25.

- 8 - 2 2 3219

ringem Fertigungsaufwand herzustellen, Darlegung des Wesens der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung wurde die Aufgabe zugrunde gelegt, ein Gerüst mit einem Mehrwalzenkaliber bei einer Verbindung zwischen den Achsen der Verformungswalzen zu schaffen, welche die konstruktive Ausführung des Gerüstes unter Bewahrung der Kaliberhärte, der Möglichkeit einer Regelung derselben sowie der Gewährleistung hoher Maßgenauigkeit der herzustellenden Profile wesentlich vereinfacht.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Gerüst mit einem Mehrwalzenkaliber zur bildsamen Umformung der Metalle, das Verformungswalzen enthält, die Achsen der Verformungswalzen in unmittelbarer Berührung mit dem Gehäuse des Gerüstes stehen und an den Kreuzungsabschnitten miteinander starr verbunden sind.

Es ist zweckmäßig, "bei dem erfindungsgemäßen Gerüst mit einem Mehrwalzenkaliber an den Kreuzungsabschnitten der miteinander starr verbundenen Achsen das Ende jeder Achse, an dem die Bohrung vorgesehen ist, im Querschnitt verstärkt auszuführen, wobei dieser Querschnitt zur Längsachse der Bohrung senkrecht ist,

Ee ist möglich, in dem erfindungsgemäßen Gerüst mit einem Mehrwalzenkaliber die starre Verbindung der Achsen an den Kreuzungsabschnitten in Form einer Gewindeverbindung auszuführen, deren Mutter am mit einem Gewinde versehenen Ende der Achse angeordnet ist.

16. 12· 80

WP В 23 P/223 219

57 920 25

- 9- 223219

Eine solchse Ausführung des Gerüstes mit einem Mehrwalzenkaliber gestattete es, seinen Aufbau durch die Verminderung der Anzahl notwendiger Bauteile zu vereinfachen, die durch den Verformungsdruck des Metalls beansprucht werden. Das geschlossene System von Achsen, die zu einem steifen Rahmen verbunden sind, gestattet die Entlastung des Gehäuses von der VerfOFmungskraft und die Übertragung der Funktionen der Vorrichtung zur Regelung des Kalibers auf die Verbindungselemente der Enden der Achsen,

Die Verminderung der Anzahl der Bauelemente, die den Verformungsdruck des Metalls aufnehmen, sowie die Reduzierung der Gesamtlänge dieser Bauelemente führen zu einer bedeutenden Erhöhung der Kaliberhärte, d, h, zu einer Erhöhung der Präzision der herzustellenden Profile·

Das erfindungsgemäße Gerüst hat eine Masse, die um ein 4 bis 12faches geringer ist als die Masse der Gerüste bekannter Bauarten bei denselben Durchmessern der Verformungswalzen und bei denselben Verformungskräften, Das erfindungsgemäße Gerüst besitzt auch im Vergleich zu den bekannten Gerüsten kleinere Abmessungen,

Solche Gerüste sind durch einen hohen Grad der Vereinheitlichung der Bauteile gekennzeichnet, was die fertigungsgerechte Technologie zur Herstellung des Gerüstes erhöht»

Die Wartung der Gerüste ist einfach, weil in der Produktionslinie ein Walzensatz durch einen anderen mit einem vorher eingestellten Kaliber ausgewechselt werden kann. Die kompakte Ausführung, der einfache Aufbau und eine hohe Kaliber-

16» 12. 80

VVP В 23 P/223 219

57 920 25

- ίο - 2 2 3 2 19

härte des erfindungsgemäßen Gerüstes gestatten es, die bekannten technologischen Vorteile der bildsamen Umformung des Metalls in einem Mehrwalzenkaliber besonders günstig und umfassend auszunutzen·

Ausführungsbeispiel

Im folgenden wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, wobei die Zeichnung folgendes darstellt:

Fig· 1: die schematische Darstellung eines Gehäuses mit einem Mehrvvalzenkaliber als Teilschnitt;

Fig· 2: einen teilweisen Schnitt des Gerüstes in der Ebene II - II gemäß Fig· I.

Das in Fig· 1 dargestellte Gerüst mit einem Mehrwalzenkaliber zur bildsamen Umformung von Metallen enthält vier Verformungswalzen 1, welche gleichen Durchmesser besitzen· 3ede Verformungswalze 1 1st mittels eines Lagers 2 an einer ent*· sprechenden Achse 3 montiert· Die Achsen 3 der Verformungswalzen 1 sind in einem Gehäuse 4 des Gerüstes angeordnet· Die Achsen 3 kreuzen sich mit ihren Enden paarweise derart, daß die geometrischen Achsen derselben ein Quadrat bilden· Dabei bilden die an diesen Achsen 3 angeordneten Verformungswalzen 1 mit ihren Wirkflächen 5 ein Kaliber. Dede von den sich miteinander kreuzenden Achsen 3 weist an einem ihrer Enden б eine Bohrung 7 auf, in der ein Ende 8 der anderen benachbarten Achse 3 angeordnet ist. Das Ende б der Achsen ist auf Gr-und der Bohrung 7 entsprechend vergrößert.

Bei dem erfindungsgemäßen Gerüst sind die geometrischen

16· 12. 80

WP В 23 P/223 219

57 920 25

-u- 2 2 3 219

Achsen der Bohrungen 7 und die Achsen 3 der Verformungswalze 1 unter einem Winkel von oi = 90° zueinander angeordnet. Dieser Winkel cC ist bei einem Mehrwalzengerüst dem zwischen den sich kreuzenden Achsen 3 eingeschlossenen Winkel gleich, d. h., er ist von der Anzahl der Verformungswalzen abhängig und wird durch die Formel oc = ' bestimmt. Hierin stellt der Winkel 06 einen zwischen den geometrischen Achsen der Bohrung 7 und der Achse 3 eingeschlossenen Winkel dar, währen η die Anzahl der Verf ormungsvvalzen 1 im Gerüst bedeutet.

Dede Achse 3 besitzt ein Ende 8, welches in der Bohrung 7 einer anderen Achse 3 entlang ihrer geometrischen Achse verschiebbar angeordnet ist.

An den Kreuzungsabschnitten sind die Achsen 3 starr miteinander verbunden, und sie nehmen den Verformungsdruck des zu verformenden Metalls auf. Dede Achse 3 nimmt den Verformungsdruck auf, der auf die Verformungswalze 1, welche an dieser Achse 3 angeordnet ist, einwirkt. Außerdem nimmt die Achse 3 die Verformungskraft auf, die an den Verformungswalzen 1 angreift, die an zwei anderen Achsen 3 angeordnet sind, welche sich mit dieser Achse 3 kreuzen.

Auf diese Weise bilden die Achsen 3 durch eine starre Verbindung einen geschlossenen Rahmen, der den Verformungsdruck des zu verformenden Metalls aufnimmt.

Die Durchmesser der Achsen 3 werden zweckmäßigerweise an den Abschnitten der Anordnung der Verformungsvvalzen 1 gleich gewählt. Der Durchmesser der Achse 3 wird in Abhängigkeit von dem Verformungsdruck des Metalls unter der Berücksichtigung

16, 12« 80

WP В 23 P/223 219

57 920 25

- 12 - 2 2 3 2 19

der Gewährleistung einer maximalen Kaliberhärte und der Möglichkeit für die Anordnung des Lagers 2 an der Verformungswalze 1 gewählt«

An den Achsen 3 können in der Zeichnung nicht dargestellte Bohrungen für die Zuführung eines Schmiermittels oder einer Kühlflüssigkeit zu den Lagern 2 vorgesehen sein»

Die Durchmesser der Verformungswalzen 1, welche das Kaliber bilden, können aber auch unterschiedlich sein; das hängt vom Profil des Kalibers ab.

Die Verformungswalzen 1 bilden mit ihren zylindrischen Wirkflächen 5 ein Kaliber von quadratischem Profil, und sie weisen kegelförmige Stützflächen 9 auf, mit denen sie paarweise gegeneinander abgestützt sind. Die Stützflächen 9 können nicht nur kegelförmig sein, wie das in Fig. I dargestellt ist, sondern auch eine andere Form besitzen. Beispielsweise kann die zylindrische Fläche der einen Verformungswalze 1 mit der ebenen Stirnfläche der benachbarten Verformungswalze 1 gekoppelt werden,

Falls die Verformungswalzen 1 gegeneinander abgestützt sind, können sie gegen die axiale Verschiebung nicht festgehalten werden, d, h», sie können sich entlang der Achse 3 verschieben. Die axiale Feststellung der Verformungswalzen 1 wird in diesem Fall durch die Berührung der Stützflächen 9 derselben gewährleistet,

Falls eine Berührung der Verformungswalzen 1 unerwünscht ist, sollen diese gegen die axiale Verschiebung durch be-

16, 12· 80

WP В 23 P/223 219

57 920 25

.13- 223219

kannte Mittel fixiert werden·

Die maximale Erhöhung der Kaliberhärte wird bei dem erfindungsgemäßen Gerüst durch die Verwendung eines Nadellagers als Lager 2 erzielt· Der Aufbau des Gerüstes läßt jedoch auch die Verwendung anderer Typen für das Lager 2 zu·

Zur Abdichtung der Lager 2 wurden Dichtungsringe 10 verwendet, die bei der vorgeschlagenen Ausführungsform gleichzeitig als Axialriegel für die Wälzkörper des Nadellagers dienen« Die Dichtungsringe 10 sind aus Bronze oder aus einem polymeren Stoff, z· B« Polyvinylchlorid, ausgeführt· Die Wahl des Werkstoffes für die Dichtungsringe 10 1st von den Betriebsbedingungen für das Gerüst abhängig. Als Dichtungsringe 10 können auch genormte Dichtungselemente verwendet werden· Die Dichtungsringe 10 werden zweckmäßigerweise an den Achsen 3 mit Schiebesitz angebracht·

Im Walzgerüst können an den Verformungswalzen 1 nicht gezeigte Zahntriebe angeordnet werden, die mit ebenfalls nicht gezeigten Zahnrädern des Antriebes der Verformungswalzen 1 gekoppelt sind. Ist ein derartiger Antrieb an den-Verformungswalzen 1 nicht vorhanden, kann man mittels des vorliegenden Gerüstes das Ziehen (Durchziehen) oder das Pressen (Durchstoßen) durchführen.

Die starre Verbindung der sich miteinander kreuzenden Enden б und 8 der Achsen 3 wird durch eine ausreichend dichte und genügend ausgedehnte Kopplung der Flächen der Dohrung und der Enden 8 der Achsen 3 sowie auch durch die Feststellung der Enden O gegen die axiale Verschiebung in den Boh-

16* 12. 80

WP В 23 P/223 219

57 920 25

- 14 - 2 2 3 219

rungen 7 gewährleistet. Dadurch werden die gegenseitige Verdrehung der Achsen 3 vorzugsweise in der Anordnungsebene derselben sowie auch deren gegenseitige axiale Verschiebung verhindert.

Da die Achsen 3 gleiche Durchmesser aufweisen, die ausgehend von den Festigkeitsbedingungen gewählt worden sind, ist an den Kreuzungsabschnitten der starr miteinander verbundenen Achsen 3 das Ende 6 jeder Achse 3 mit größerem Querschnitt ausgebildet. Dieses Ende 6 nimmt eine Bohrung 7 auf, welche senkrecht zur Achse 3 angeordnet ist. Dadurch werden die von den Achsen 3 aufzunehmenden Kräfte zusätzlich erhöht, d. h· , die elastische Steifigkeit und die Festigkeit der Achsen 3 sowie die Verbindung derselben im ganzen werden vergrößert.

Oft ist es zweckmäßig, die Abmessungen der Enden б und 8 in der Richtung der geometrischen Achse der Bohrung 7 zu vergrößern, weil es dadurch möglich ist, die Kopplungslänge des Endes 8 mit der Oberfläche der Bohrung 7 zu vergrößern. Außerdem kann eine Reihe von konstruktiven Vorteilen bei der Anordnung der Achsen 3 im Gehäuse 4 geschaffen werden.

Die Form des im Querschnitt verstärkten Endes 6 der Achse 3 kann unterschiedlich sein, -und zwar kann sie eine rechtwinklige, eine zylindrische oder eine noch kompliziertere Form besitzen (vorzugsweise bei einer Anzahl der Walzen im Gerüst, die von vier abweicht). Das verstärkte Ende 6 der Achse 3 kann getrennt von dem Hauptkörper der Achse 3 ausgeführt und mit diesem starr, z, B· durch Schweißen oder durch Gewinde, verbunden werden.

Die starre Verbindung der Achsen 3 ist bei der vorliegenden

16. 12. 80

WP В 23 P/223 219

57 920 25

2 23219

Ausführungsform des Gerüstes mittels Gewinde ausgeführt. Dabei ist an den Enden 8 der Achsen 3 ein Gewinde vorgesehen, welches jeweils eine Mutter 11 trägt, die an der Stirnfläche des verstärkten Endes б der Achse 3 abgestützt ist.

Die G_anghöhe des Gewindes wird minimal gewählt (Feingewinde), um eine präzise Einstellung des Kalibers unter Berücksichtigung der Verformungskraft zu gewährleisten, der auf die Verformungswalze 1 einwirkt.

Die starr miteinander verbundenen Achsen 3 mit den an diesen montierten Verformungswalzen 1 bilden einen Walzensatz, der im Gehäuse 4 angeordnet wird, wobei die Achsen 3 mit dem Gehäuse 4 unmittelbar in Berührung stehen« Die verstärkten Enden 6 der Achsen 3 sind über technologisch bedingte Einlagen 12 mit ihren Stirnflächen an Ansätzen 13 abgestützt, die im Gehäuse 4 an der Innenfläche vorgesehen sind.

Durch die starre Verbindung der Enden б und der Achsen 3 werden die Verfortnungskräfte, die durch die Verformungswalzen 1 erzeugt werden, nur von den Achsen 3 aufgenommen und auf das Gehäuse 4 nicht übertragen.

Das Gehäuse ,4 besitzt bei einer solchen Verbindung der Achsen 3 eine leichtere Ausführung, weil es von dem Verformungsdruck dos zu verformenden Metalls entlastet ist und nur die Außenkräfte aufnimmt, d. h., es dient zum Einbau des VValzensatzes in die Walzstrecke.

Das Gehäuse 4 stellt einen Zylinder mit einer Bohrung 14 (Fig. 2) dar, die im Zylinderboden vorgesehen ist. Hierbei ist der Zylinder koaxial zu der Kaliberachse derart angeord-

16» 12. 80

WP В 23 P/223 219

57 920 25

_ ₁₆ _ 2 2 3 2 19

net, daß sich der Boden an der Austrittsseite des Gerüstes für das zu verformende Metall befindet. Die Bewegungsrichtung für das zu verformende Metall ist in Fig* 2 mit einem Pfeil angegeben. Die verstärkten Enden 6 der Achsen 3 sind mit ihren Seitenflächen unmittelbar am Boden des Zylinders abgestützt. Um eine axiale Verschiebung des Satzes von Verformungswalzen 1 nach der Seite zu verhindern, die der Bewegungsrichtung für das zu verformende Metall gegenüber liegt, kann der Satz von Verf.ormungswalzen 1 im Gehäuse 4 nach einem beliebigen bekannten Verfahren festgestellt werden* Für ein Ziehgerüst mit nicht antreibenden Verformungswalzen 1 ist das jedoch nicht obligatorisch.

Das Gehäuse 4 des Gerüstes ist im Bestand einer Produktionsstraße an einer Ziehbank odor an einem Walzwerk auf der Sohlplatte oder an den anderen Gehäuseelementen des Walzwerkes, z. B. an einem Bett 15 einer Ziehbank, montiert* Das Gehäuse 4 des Gerüstes kann als ein Komplexteil mit dem Bett 15 ausgebildet werden.

Für den Einbau eines Satzes von Verformungswalzen 1 können im Gehäuse 4 nicht gezeigte Führungen vorgesehen werden, die die Bewegung der verstärkten Enden б der Achsen 3 sowohl entlang des Kalibers als auch in der Richtung senkrecht zu der Kaliberachse ermöglichen. Das ist günstig für eine häufigere Auswechselung des· Walzensatzes in der Produktionsstrecke.

In das Gehäuse 4 des Gerüstes mit einem Mehrwalzenkaliber können mehrere, z. B. zwei Sätze von Verformungswalzen 1 eingebaut werden.

16. 12. GO

WP В 23 P/223 219

57 920 25

- 17 -

223219

Das erfindungsgemäße Gerüst gestattet es, die Aufgabe der Annäherung der Kaliber von mehreren Sätzen der Verformungswalzen 1 einfach zu lösen« Dazu tragen die geringen Abmessungen der Sätze von Verformungswalzen 1 sowie auch die Möglichkeit bei, an den verdickten Enden б der Achsen 3 verschiedene Nuten zur Aufnahme von herausragenden Teilen der Konstruktionselemente, z, B, der Verformungswalzen 1, eines benachbarten Gerüstes auszuführen.

Die konstruktiven Elemente des erfindungsgemäßen Gerüstes mit einem Mehrwalzenkaliber sind mit Ausnahme der Verformungswolzen 1 aus üblichen Baustählen hergestellt» Die Verformungswalzen 1 v/erden vorzugsweise aus legierten Stählen gefertigt.

Die Masse eines solchen Gerüstes, das eine geringe Anzahl von konstruktiven Elementen besitzt, ist um ein 8 bis 12faches niedriger als die Masse der bekannten Gerüste bei gleichen dynamischen Kenndaten. Durch eine Verminderung der Anzahl der konstruktiven Elemente, die den Walzdruck oder die Durchzugskraft aufnehmen, wird außerdem die Steifigkeit der Konstruktion des Gerüstes insgesamt erhöht.

In Abhängigkeit von der Zweckbestimmung kann das erfindungsgemäße Gerüst mit einem Mehrwalzenkaliber Verformungswalzen 1 unterschiedlichen Durchmessers aufweisen. Besonders zweckmäßig werden die Gerüste mit einem Durchmesser der Verformungswalzen 1 von 60 bis zu 300 mm verwendet.

Bei der Drahtherstellung werden am meisten Gerüste mit einem Durchmesser der Verformungswalzen 1 von 160 bis 200 mm ver-

16. 12. 80

WP В 23 P/223 219

57 920 25

223219

wendet. Bei den Gerüsten mit einem vorgenannten Durchmesser der Verformungsvvalzen 1, deren Lager 2 einen Durchmesser der Nadelrollen von 4 bis 6 mm und deren Achsen 3 einen Durchmesser von 50 bis 80 mm aufweisen, wird der maximal zulässige Druck auf jede Verformungswalze 1 in Höhe von 7 bis zu 16 Tonnen gewährleistet.

Dabei liegt die Masse eines Satzes von Verformungswalzen 1 (ohne die Masse des Gehäuses 4) in einem Bereich von- 50 bis 80 kg. Diese Gerüste gewährleisten außerdem die Möglichkeit einer Annäherung der Formänderungszonen der zwei benachbarten Gerüste bis zu einem Abstand, der die Hälfte des Durchmessers der Verformungswalzen 1 der Gerüste ausmacht, ohne daß dabei die Masse vergrößert wird. Die Kaliberhärte wird in diesem Fall beibehalten.

Diese beschriebene Ausführung ist insbesondere für Gerüste mit einem Vierwalzenkaliber geeignet.

Eine erhöhte Kaliberhärte besitzt das Gerüst mit einem Mehrwalzenkaliber, dessen Gehäuse mit den verstärkten Enden 6 der Achsen 3 an der Eintrittsseite für das zu verformende Metall in das Kaliber und an der Austrittsseite für das zu verformende Metall aus dem Kaliber in verschiedenen Abständen von der geometrischen Achse des Kalibers unmittelbar in Berührung steht» Die Bewegungsrichtung N des zu verformenden Metalls ist mit einem Pfeil angegeben. Das Gehäuse ist in Form von zwei Halbhülsen ausgeführt, die mittels eines Gewindes miteinander verbunden sind. In den Halbhülsen sind Ansätze in Form von Umbörderlungen der Bohrungen ausgeführt, die verschiedene Durchmesser aufweisen. Durch diese Ansätze steht das Gehäuse mit den verstärkten Enden 6 der Achsen 3

16. 12. 80

WP В 23 P/223 219

57 920 25

-19- 223219

unmittelbar in Berührung· Eine solche konstruktive Ausführung des Gehäuses gewährleistet eine starre gegenseitige Feststellung der Achsen 3 der Verformungswalzen 1 in einer Ebene und eine Feststellung des Satzes von Verformungswalzen 1 im Gehäuse, Somit gibt eine solche konstruktive Ausführung des Gehäuses die Möglichkeit, nicht nur die Montage des Gerüstes zu erleichtern, sondern auch die Steifigkeit des Gerüstes zu erhöhen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat folgende Arbeitsweise.

Im Verlauf des Metallumformens (Walzen oder Ziehen) werden die Kräfte von den Verformungswalzen 1 (Fig, I₁ 2) über die Lager 2 auf die Achsen 3 übertragen. Diese Kräfte und die durch diese erzeugten Biegemomente werden im System der Achsen 3 des Satzes von Verformungswalzen 1 eingeschlossen, wobei jede der Achsen 3 einer Dehnung durch die Kräfte ausgesetzt wird, die auf die benachbarten Achsen 3 einwirken. Außerdem verhindern die benachbarten Achsen 3 eine Biegung der betreffenden Achse 3 durch die Kraft, die von dieser Achse 3, übertragen von der Verformungswalze 1, aufgenommen wird und senkrocht zu der geometrischen Achse derselben gerichtet ist. Die von jeder Achse 3 aufzunehmende Biegung der benachbarten Achse 3 ist nach der Seite gerichtet, die entgegengesetzt zu der eigenen Biegung derselben liegt. Die genannte Biegung wird durch die Kräfte hervorgerufen, die auf die an der Achse 3 angeordnete Vorformungswalze 1 einwirken, und sie gleicht im wesentlichen diese eigene Biegung aus«

Oie Außenkräfte, welche auf die Achsen 3 einwirken, z. B.

16. 12. 80

WP В 23 P/223 219

57 920 25

- 20 -

2 23219

die Durchzugskraft, werden durch die verstärkten Enden 6 der Achsen 3 unmittelbar auf das Gehäuse 4 übertragen, mit dem sie in Berührung stehen.

Die Einstellung des Kalibers des Gerüstes, d, h. die Anstellung der Verformungswalzen 1 relativ zu der Kaliberachse in einer Stellung, die den vorgegebenen Kalibermassen entspricht, wird durch eine gegenseitige Verschiebung der Achsen 3 mittels der Muttern 11 verwirklicht. Nach der Annäherung der Verformungswalzen 1 bis zur Berührung der Stützflächen 9 wird durch das weitere Anziehen der Muttern 11 eine Vorspannung der Achsen 3 des Gerüstes vorgenommen« Das ist notwendig, um die Spiele zwischen den Kopplungsflächen der Achsen 3 und der Verbindungselemente derselben zu beseitigen. Die Kalibermasse wird beim Vorhandensein eines Kontaktes zwischen den Vorformungswalzen 1 hauptsächlich durch die Masse der Wirkflächen 5 derselben bestimmt. Außerdem wird die Kalibermasse durch den Grad der Vorspannung der Gerüstelemente beeinflußt, welche den Verformungsdruck aufnehmen. Das wird zu einer präzisen Einstellung des Kalibers verwendet.

Die konstruktive Ausführung des Gerüstes gestattet es, die Einstellung des Kalibers außerhalb des Gehäuses 4 des Gerüstes durchzuführen.

Ein Satz von Verformungswalzen 1 mit einem vorher eingestellten Kaliber wird in das Gehäuse 4 des Gerüstes eingebaut, das sich im Bestand einer Produktionsstrecke befindet.

Bei der Auswechselung der Verformungswalzen 1 durch solche

16. 12. 80

WP В 23 P/223 219

57 920 25

223219

mit einem anderen Durchmesser ändert sich die gegenseitige Anordnung der Seitenflächen der verstärkten Enden б der Achsen 3« Aus diesem Grund wird beim Einbau eines anderen Satzes von Verformungswalzen 1 in das Gehäuse 4 die eintretende Änderung durch entsprechende Einlagen 12 ausgeglichen·

Claims (3)

16. 12. 80 WP В 23 P/223 219 57 920 25 -22- 223219 Erfindunqsanspruch

1. Gerüst mit einem Mehrwalzenkaliber zur Bearbeitung von Metallen im bildsamen Zustand, das Verformungvvalzen enthält, deren Wirkflächen ein Kaliber bilden und die an den Achsen drehbar montiert und diese im Gehäuse des Gerüstes angeordnet sind und deren Enden sich paarweise kreuzen, wobei an den Kreuzungsabschnitten das Ende jeweils einer Achse mit einer Bohrung versehen ist, in der sich das andere Ende der nächsten mit dieser Achse kreuzenden Achse befindet, gekennzeichnet dadurch, daß die Achsen (3) der Verformungswalzen (1) in unmittelbarer Berührung mit dem Gehäuse (4) des Gerüstes stehen und an den Kreuzungsabschnitten starr miteinander verbunden sind.

2· Gerüst nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß an den Kreuzungsabschnitten der starr miteinander verbundenen Achsen (3) das Ende (6) jeder Achse (3) , an welchem die Bohrung (7) vorgesehen ist, in seinem Querschnitt verstärkt ausgeführt ist, der zur Längsachse der Bohrung (7) senkrecht ist.

3« Gerüst nach Punkt 2, gekonnzeichnet dadurch, daß die starre Verbindung der Achsen (3) an den Kreuzungsabschnitten in Form einer Gewindeverbindung ausgeführt ist, deren Mutter (11) an dem mit einem Gewinde versehenen Ende (8) der Achse (3) angebracht ist.

- Hierzu 1 Blatt Zeichnung -