DE1752361B2 - Walzwerk zum walzen von buechsenfoermigen werkstuecken - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein V/alzwerk zum Walzen von büchsenförmigen Werkstücken mit im Verhältnis zum Durchmesser großer axialer Länge.

Derartige Walzwerke weise:n normalerweise eine Hauptwalze und eine Dornwalze auf, von denen meistens nur eine angetrieben ist. Bei den gebräuchlichsten Ausführungen sind die Walzenachsen senkrecht angeordnet. Die im Durchmesser größere Hauptwalze ist angetrieben und ortsfest sowie in der Regel allgemein fliegend gelagert; die im Durchmesser kleinere Dornwalze ist gegen die Hauptwalze zustellbar. Für die wirtschaftliche Fertigung von dünnwandigen büchsenförmigen Werkstücken sind diese Walzwerke wenig geeignet; denn einerseits ist die Walzenlagerung gegenüber den beim Walzen auftretenden Kräften verhältnismäßig nachgiebig, :;o daß die gewalzten Werkstücke von der idealen Zylindermantelform erheblich abweichen, und andererseits ist eine Automatisierung des Werkstückwechsels schwierig, da die Werkstücke zum Be- und Entladen des Walzwerkes über die Dornwalze hinweg gehoben werden müssen.

Es sind auch Ringwalzwerke bekannt, bei denen die Hauptwalze beidseitig gelagert und deren oberes Lager in einem C-förmigen Rahmenaufbau des Walzwerkrahmens angeordnet ist. Bei dieser Ausführung ist die Walzenlagerung zwar verbessert, der C-förmige Rahmen unterliegt jedoch beim Walzen erheblichen Biegebeanspruchungen und unvermeidbaren Verformungen, die sich ungünstig auf die Formgenauigkeit gewalzter ringförmiger Werkstücke großer axialer Länge auswirken. Ebenso isl das Auswechseln der Hauptwalze erheblich schwieriger als bei der erstgenannten Bauart. Wenn büchsenförmige Werkstücke unterschiedlicher Außenkon1:uren gefertigt werden sollen, bedingt jeder Warenwechsel eine lange Stillstandszeit mit entsprechen dem Produktionsausfall.

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durch ein Querjoch verbundenen Seitenwangen vertikal verschiebbar ist, zum Walzen von Werkstücken in engen Toleranzgrenzen gar nicht ausgenutzt werden.

Bei einem weiteren, im Grundaufbau ähnlichen und deshalb mit den gleichen Nachteilen behafteten Walzwerk für Ringe (US-PS 16 61024) werden die Oberwalze und die Dornwalze von einem gemeinsamen Antrieb angetrieben. Die Oberwalze ist auf einer im Walzenbereich geteilten Welle gelagert, deren beide Wellenstücke mittels einer Spannschraube miteinander axial verspannt sind. Diese Lagerung der Oberwalze ist noch erheblich nachgiebiger und hat zwangsläufig große Fertigungstoleranzen zur Folge. Außerdem ist hierbei die Dornwalze in axialer Richtung unverschieblich ausgebildet, was den Werkstückwechsel beträchtlich erschwert. Für einen schnellen Austausch der Walzen zum Fertigen unterschiedlicher Werkstücke ist dieses Walzwerk denkbar wenig geeignet, da die beiden Walzen erst nach dem Lösen jeweils einer Spannschraube von ihrer Achse abgezogen werden können.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Walzgenauigkeit durch einen steifen, beanspruchungsgerechten Gesamtaufbau der Maschine dahingehend zu verbessern, daß auch Werkstücke großer axialer Länge, d. h. Büchsen mit geringstmöglichen Formabweichungen und damit minimalen Bearbeitungszugaben gewalzt werden können, ohne daß der schnelle Austausch der Walzen und der gegebenenfalls automatische Werkstückwt-hsel beeinträchtigt werden. Ausgehend von einem Walzwerk mit dem Grundaufbau nach der GB-PS 8 77 687 wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das eine, auf der Antriebsseite gelegene Lager der Oberwalze im Rahmen fest angeordnet und das andere Lager der Oberwalze durch einen im Rahmen vertikal verschiebbar geführten und höheneinstellbaren, dieses Lager oben und seitlich umgreifenden Lagerbock von oben her abgestützt ist und daß die Dornwalze in dem Walzenschlitten gelagert ist.

Die Vertauschung der Bewegungsfunktion von Oberwalze und Dornwalze führt, verglichen mit den bekannten Walzwerken, zu einem erheblich steiferen

Jesamtaufbau. Durch die feste Anordnung der an sich chon sehr biegesteifen Oberwalze in dem kastenarti- ;en Rahmen des Walzwerks und die Zustellung der )ornwalze ergibt sich der Vorteil, daß die Oberwalze in iinem Bereich des Rahmens angeordnet werden kann. η dem der Rahmen nicht durch Zu· oder Abführ-Öffiungen bzw. -Einrichtungen geschwächt ist. Die Abstützung des zweiten Lagers der Oberwalze mit äinem vertikal verschiebbar geführten und höheneinstellbaren Lagerbock ermöglicht eine genaue Parallel- ,0 einstellung der beiden Walzen zueinander und auch die Sicherung dieser Parallelität bei Belastung während des Walzvorganges. Die in dem vertikal verschiebbaren Walzenschlitten gelagerte Dornwalze gestattet es, den Werkstückwechsel außerhalb des Walzbereichs vorzunehmen und die Werkstücke zum Walzen in den beanspruchungsgünstigeren Teil des Walzwerksrahmens anzuheben. Durch die Gesamtheit der erfindungsgemäßen Maßnahmen wird eine Unverärderlichkeit der Ortskoordinaten der Walzfläche unter Belastung und eine außerordentlich hohe Formgenauigkeit der gewalzten Werkstücke erreicht.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Oberwalze aus einer in ihren beiden Lagern gehaltenen, im Bereich zwischen diesen Lagern einen möglichst großen Durchmesser aufweisenden, mit dem Antrieb verbundenen Tragspindel, auf, die mindestens ein mit ihr drehfest und auswechselbar verbundenes, ringförmiges Walzflächenteil koaxial aufgesetzt ist.

Diese Ausführung der Oberwalze bietet die vorteilhafte Möglichkeit, sowohl die Tragspindel als auch die Walzflächenteile jeweils in Form und Material optimal zu gestalten. Zum Beispiel läßt sich hierdurch die Arbeitsfläche der Oberwalze auf einfachste Weise der axialen Länge des zu walzenden Werkstückes anpassen, so daß beim Walzen kurzer Büchsen oder Ringe der Platz zur Verfügung steht, der erforderlich ist, um das verschiebbare Lager mit der dann auch entsprechend kurzen Dornwalze möglichst dicht an das Werkstück heranführen zu können. Außerdem ist durch diese Ausführung der Vorteil gewonnen, die Steifigkeit der Oberwalze durch ihren großen Durchmesser im eigentlichen Walzbreitenbereich nochmals zu erhöhen. Schließlich werden durch diese Ausführung die erforderlichen Walzenumbauten vereinfacht und die Werkzeugkosten niedrig gehalten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den F i g. 1 bis 4 schematisch dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch das Walzwerk nach der Schnittlinie A-ßder F ig. 2,

F i g. 2 einen Schnitt durch das Walzwerk nach der Schnittlinie C-D der F i g. 1,

F i g. 3 einen Teilschnitt nach der Schnittlinie G-H der F i g. 1 in vergrößerter Darstellung,

F i g. 4 einen Schnitt nach der Schnittlinie E-F der Fig. 1.

Die Oberwalze 1 und die untere Dornwalze 2 sind beidseitig gelagert und an ihren Lagerstellen vom Rahmen 3 umschlossen. Der mit dem nicht dargestellten Antrieb verbundene Lagerzapfen 4 der Oberwalze 1 ist in einem auf der Antriebsseite gelegenen Lager 5 drehbar und axial unverschiebbar gelagert, das mit dem Rahmen 3 fest verbunden ist. Der andere Lagerzapfen 6 der Oberwalze 1 ist in einem Lager 7 drehbar gelagert, das von einem dieses Lager oben und seitlich umgreifenden Lagerbock 8 von oben her abgestützt und mit an sich bekannten, nicht dargestellten Mitteln, z. B. mittels Stift, gegenüber dem Lagerbock 8 gegen Drehen und axiales Verschieben gesichert ist. Der Lagerbock 8 ist in einer Ausnehmung 9 des Rahmens 3 auf Führungsflächen 10 und 11 vertikal verschiebbar. Am Lagerbock 8 ist eine aus einem Rohr und zwei Endstücken bestehende Führungsstange 12 befestigt, welche in einer im Rahmen 3 befestigten Führungshülse

13 geführt ist. Der Lagerbock 8 ist in seiner unteren (hier dargestellten) Stellung mittels einer auf einem Gewinde der Führungsstange 12 verstellbaren, auf der oberen Stirnfläche der Führungshülse 13 aufliegenden Mutter

14 in seiner Höhenlage justierbar. Mit einer auf das obere Ende der Führungshülse 13 aufschraubbaren Überwurfmutter IS kann der Lagerbock 8 über die Führungsstange 12, die Mutter 14 und die Führungshülse 13 mit dem Rahmen 3 zur Aufnahme von nach oben gerichteten Kraftkomponenten starr verspannt werden.

Die Oberwalze 1 besteht aus einer die Lagerzapfen 4 und 6 aufweisenden Tragspindel, einer Hülse 16, ringförmigen Walzflächenteilen 17 und 18 und einem Flansch 19. Die Hülse 16 ist auf das Innenteil der Tragspinde! aufschiebbar und mit ihm durch nicht dargestellte Mittel, beispielsweise Paßfeder oder Schrauben, in an sich bekannter Weise fest sowie axial unverschiebbar verbunden. Der Innendurchmesser der Hülse 16 ist größer als der Außendurchmesser des Lagers 7. Die ringförmigen Walzflächenteile 17 und 18, deren äußere Umfangsflächen die Walzfläche der Oberwalze 1 bilden, sind auf der Hülse 16 zentriert, durch an sich bekannte, aber nicht dargestellte Mittel wie Paßfedern od. dgl., mit der Hülse 16 nicht drehbar verbunden und durch einen Bund der Hülse 16 und den mit diesem Bund durch nicht dargestellte Schrauben verschraubten Flansch 19 gegen axiales Verschieben gesichert. Die größten Durchmesser der ringförmigen Walzflächenteile 17 und 18 sind kleiner als die lichte Weite der bei nach oben verschobenem Lagerbock 8 freigegebenen Ausnehmung 9 des Rahmens 3.

Unterhalb der Oberwalze 1 ist der Walzenschlitten 20 mit Führungsleisten 21, 22, 23 und 24 an Führungsflächen des Rahmens 3 mit Hilfe von an diesem Rahmen 3 befestigten Hydraulikzylindern 25 und 26, deren Kolbenstangen 27 bzw. 28 am Walzenschlitten 20 angreifen, auf und ab verschiebbar. Im oberen Bereich des WalzenschJittens 20 ist die dünnere Dornwalze 2 drehbar gelagert, die auf der einen Seite ein konisches Ende 29 und auf der anderen ein konisches Ende 30 mit Gewindeansatz aufweist. Das konische Ende 29 ist in eine Flanschbüchse 31 eingepaßt, welche mit einer Lagerhülse 32 fest und axial unverschiebbar verbunden ist. Die Lagerhülse 32 ist mit zur Aufnahme von Längsund Querkräften geeigneten Wälzlagern 33 und 34 in einem Lagerbock 35 des Walzenschlittens 20 drehbar gelagert.

Das mit Gewindeansatz versehene konische Ende 30 der Dornwalze 2 ist in eine Flanschbüchse 36 eingepaßt und mit dieser verschraubt. Die Flanschbüchse 36 ist mit einer LagerhUlse 37 fest und axial unverschiebbar verbunden, die mit von zur Aufnahme von Längs- und Querkräften geeigneten Wälzlagern 38 und 39 in einem Lagerbock 40 drehbar ist. Der Lagerbock 40 ist als Schütten ausgebildet, der auf Führungen 41 und 42 des Walzenschlittens 20 in Längsrichtung der Dornwalze 2 verschiebbar ist. Zum Verschieben dient ein mit derr Lagerbock 40 fest verbundenes Joch 43, an welchem die Kolbenstangen 44 und 45 von im Walzenschlitten 2( befestigten Hydraulikzylindern 46 und 47 angreifen.

Ein Zentrierarm 48 mit einer Zentrierrolle 49 ist in oberen Teil des Rahmens 3 schwenkbar gelagert. Di'

Schwenkung des Zentrierarms 48 wird durch einen Hydraulikzylinder 50 über nicht dargestellte Hebel bewirkt. Im unteren Bereich des Rahmens 3 sind außerdem, in ihren an sich bekannten Einzelheiten nicht dargestellt, eine Zuführeinrichtung 51 für die ringförmigen Rohlinge 52, eine Abtransport-Einrichtung 53 für die fertiggewalzten Ringe bzw. Büchsen und eine durch eine Tastrolle 54 betätigbare Abschalteinrichtung für den Vorschub des Walzenschlittens 20 nach Erreichen des gewünschten Werkstückdurchmessers gelagert, die seitliche öffnungen des Walzschlittens 20 durchdringen und selbsttätig gesteuert werden.
Die Wirkungsweise der Erfindung ist folgende:
Die einzelnen Elemente des Walzwerkes befinden sich in der dargestellten Position. Durch Beaufschlagen der Hydraulikzylinder 46 und 47 wird das Joch 43 und mit ihm der Lagerbock 40 aus der in den F i g. 1 und 4 dargestellten Lage nach rechts verschoben. Bei dieser Verschiebung löst sich die mit der Flanschbüchse 36 verschraubte Dornwalze 2 mit ihrem konischen Ende 29 aus ihrem Sitz in der Flanschbüchse 31 und gibt den den ringförmigen Walzflächenteilen 17 und 18 der Oberwalze 1 gegenüberliegenden Raum frei. Ein ringförmiger Rohling 52 wird durch die Zuführeinrichtung 51 in die Lage gebracht, in der seine Achse etwa mit der Achse der Dornwalze 2 fluchtet. Durch entsprechende Beaufschlagung der Hydraulikzylinder 46 und 47 wird der Lagerbock 40 und mit ihm die Dornwalze 2 wieder nach links verschoben, bis das konische Ende 29 der Dornwalze 2 wieder an der entsprechenden Paßfläche der Flanschbüchse 31 anliegt. Die Dornwalze 2 durchdringt bei dieser Bewegung die Lochung des ringförmigen Rohlings 52. Die Oberwalze 1 wird durch ihren Antrieb in Umdrehung versetzt, und der Walzenschlitten 20 wird durch entsprechende Beaufschlagung der Hydraulikzylinder 25 und 26 nach oben verschoben. Sobald Kraftschluß zwischen der Oberwalze 1, dem ringförmigen Rohling 52 und der Dornwalze 2 eintritt, beginnen der ringförmige Rohling 52 und die Dornwalze 2 sich zu drehen. Durch fortgesetztes Verschieben des Walzenschlittens 20 nach oben wird der ringförmige Rohling 52 unter gleichzeitiger Wanddickenverringerung und Durchmesservergrößerung zum fertigen, büchscnförmigen Ring gewalzt. Durch Beaufschlagen des Hydraulikzylinders 50 wird dabei der Zentrierarm 48 so verstellt, daß die Zenlrierrolle 49 an dem zu walzenden büchsenförmigen Ring während des ganzen Walzvorganges anliegt und so einen ruhigen und zentrischen Lauf des büchsenförmigen Ringes bewirkt. Die Obcrwalze 1 kann über den Lagerbock 8 mit Hilfe der Mutter 14 so justiert werden, daß während des Walzvorganges, also unter Belastung durch die Walzkraft, für beide Lagerungen der Oberwalze 1 gleichwertige Abstützbedingungen vorliegen und Parallelitätsabweichungen zwischen den Achsen beider Walzen auch bei großen Kräften vermieden werden. Während des Walzprozesses liegt die Tastrolle 54 an der Außenfläche des Werkstückes an. Sie weicht mit zunehmender Vergrößerung des Außendurchmessers des Werkstückes zurück und gibt beim Erreichen der gewünschten Ringgröße ein Abschaltkommando. Dieses Abschaltkommando setzt zunächst den weiteren Vorschub des Walzenschlittens 20 still, so daß eine weitere Abstandsverringerung zwischen der Oberwalze 1 und der Oornwalze 2 nicht mehr stattfindet. Nach einigen weiteren Umläufen des Werkstückes, die der Egalisierung dienen und keine Wanddickenverringerung und Durchmesservergrößerung mehr bewirken, wird der Lagerbock 40 durch entsprechende Beaufschlagung der Hydraulikzylinder 46 und 47 wieder nach rechts verschoben. Dabei gibt die Dornwalze 2 den auf ihr liegenden büchsenförmigen Ring frei, worauf dieser durch die Abtransport-Einrichtung 53 aus dem Walzwerk transportiert wird. Nun wird wieder ein ringförmiger Rohling 52 durch die Zuführeinrichtung 51 zugeführt, der Walzenschlitten 20 und der Zentrierarm 48 nehmen wieder die dargestellte

■ο Ausgangslage ein, und ein neues Arbeitsspiel beginnt.

Wenn die Walzflächen der ringförmigen Walzflächenteile 17 und 18 abgenutzt sind oder solche Teile mit anderen Außenkonturen eingesetzt werden sollen, ist die Überwurfmutter 15 zu lösen und die Führungsstange

■5 12 mit dem Lagerbock 8 mit an sich bekannten Hebevorrichtungen nach oben zu schieben und in dieser Stellung mit an sich bekannten Mitteln, beispielsweise Bolzen, zu arretieren. Anschließend ist der Flansch 19 der Oberwalze 1 zu lösen, danach werden der Flansch 19 und die ringförmigen Walzflächenteile 17 und 18 von der Hülse 16 über das Lager 7 hinweg abgezogen und durch die Ausnehmung 9 des Rahmens 3 ausgebaut. Nach dem Einbauen neuer oder andersgeformter ringförmiger Walzflächenteile 17 und 18 wird der Flansch wieder mit der Hülse 16 verschraubt, der Lagerbock 8 und die Führungsstange 12 werden wieder abgesenkt und die Überwurfmutter 15 wird wieder festgeschraubt. Damit ist das Walzwerk wieder betriebsbereit. Auf die gleiche Art kann bei Bedarf auch die Hülse 16 der Oberwalze 1 über das Lager 7 hinweg ausgetauscht werden.

Sollen schmalere Werkstücke gewalzt werden, beispielsweise solche, deren axiale Länge der Breite des ringförmigen Walzflächenteiles 17 entspricht, so ist

lediglich das Walzflächenteil 18 in der beschriebenen Weise auszubauen und der Flansch 19, unter Verwendung entsprechend kürzerer Schrauben, zur axialen Sicherung des ringförmigen Walzflächenteiles 17 einzusetzen. Die Dornwalze 2 wird durch Losdrehen des Gewindeansatzes am konischen Ende 30 aus der Flanschbüchse 36 gelöst und durch eine Dornwalze 2 mit entsprechend verkürztem zylindrischen Teil ersetzt. Nach Zuführung eines entsprechend schmaleren ringförmigen Rohlings 52 wird das konische Ende 29 der Dornwalze 2 an der entsprechenden Anlagefläche der Flanschbüchsc 31 zur Anlage gebracht. Hierzu muß der Lagerbock 40 mit Hilfe der Hydraulikzylinder 46 und 47 gegenüber der in der Zeichnung dargestellten Lage entsprechend weiter nach links verschoben werden.

Durch diese Maßnahme lassen sich auch beim Walzen schmaler Werkstücke für die hochbeanspruchte Dornwalze 2, die für einen möglichst geringen Materialverlust beim Lochen des Rohlings 52 so dünn wie möglich gehalten werden muß, optimale Abstützbedingungen

mit dem geringstmöglichen Lagerabstand erreichen. An der Oberwalze 1, deren Tragspindel mit den Lagerzapfen 4 und 6 ohne Schwierigkeiten ausreichend dimensioniert werden kann, bietet die Beibehaltung des ursprünglichen Lagerabstandes für die Genauigkeit des

zu walzenden Ringes keine Nachteile.

Das einfache Umbauen bzw. Austauschen der Oberwalze 1 und die leichte Auswechselbarkeit der Dornwalze 2 gegen Walzen mit anderen Abmessungen bieten nicht nur für das genaue Walzen von Büchsen

unterschiedlicher axialer Länge Vorteile. Es ist vielmehr auch möglich, das Walzwerk In kürzester Zelt und mit geringstmöglichen Werkzeugkosten vom Walzen von Ringen mit rechteckigem Querschnitt auf das Walzen

von Ringen mit Außenprofilierung, mit Innenprofilierung oder mit Außen- und Innenprofilierung umzurüsten. Es können daher auch Ringe der unterschiedlichsten Abmessungen und Querschnittformen in kleinen Stückzahlen mit hoher Wirtschaftlichkeit gefertigt werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Walzwerk zum Walzen von büchsenförmigen Werkstücken, bei dem in einem steifen, geschlossenen Rahmen eine antreibbare Oberwalze und eine untere, in axialer Richtung verschiebbare Dornwalze mit geringerem Durchmesser waagerecht beidseitig drehbar gelagert sind und bei dem jede Walze austauschbar sowie eine der Walzen in einem im Rahmen geführten vertikal verschiebbaren Walzenschlitten gegen die andere zustellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das eine, auf der Antriebsseite gelegene Lager (5) der Oberwalze (1) im Rahmen (3) fest angeordnet und das andere Lager (7) der Oberwalze (1) durch einen im Rahmen (3) vertikal verschiebbar geführten und höheneinstellbaren, dieses Lager (7) oben und seitlich umgreifenden Lagerbock (8) von oben her abgestützt ist und daß die Dornwalze (2) in dem Walzenschlitten (20) gelagert ist.

2. Walzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberwalze (1) aus einer in den Lagern (5 und 7) gehaltenen, im Bereich zwischen diesen einen möglichst großen Durchmesser aufweisenden, mit dem Antrieb verbundenen Tragspindel besteht, auf die mindestens ein auswechselbares, ringförmiges Walzflächen teil (17,18) koaxial aufgesetzt und mit dieser drehfest verbunden ist.