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Ringwalzmaschine zum Herstellen profilierter
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Ringe Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Ringwalzmaschine
zum Herstellen profilierter Ringe mittels mit einem Walzenschlitten gegen eine Dornwalze
zustellbarer Hauptwalze. Derartige Ringwalzmaschinen dienen insbesondere zum Herstellen
nahtloser Ringe, deren Querschnittsformen das Walzen in mehreren Walzschritten erfordern.
Aus der DE-PS 374625 ist eine Walzmaschine bekannt, deren Hauptwalze aus einer Königswelle
mit auf dieser übereinander angeordneten Kaliberwalzen besteht, während die Dornwalze
in einem gegen die Hauptwalze zustellbaren Schlitten gelagert ist. Dieser Schlitten
weist einen Hebetisch auf, mit dessen Hilfe der zu walzende Ring in der Reihenfolge
der für die Profilieong des Ringes erforderlichen Walzschritte auf die Höhe der
für die jeweilige Walzung vorgesehenen Kaliberwalze gehoben oder gesenkt wird. Es
liegt auf der Hand, daß die Zahl der auf der Königswelle übereinander angeordneten
Kaliberwalzen nicht beliebig groß gewählt werden kann, so daß zum Herstellen von
Ringen mit einer verhältnismäßig komplizierten Außenfläche eine entsprechend große
Zahl verschiedener Kaliberwalzen vor den einzelnen Walzschritten ausgewechselt werden
muß, und es ist leicht einzusehen, daß bei einer derart
ausgebildeten
Walzmaschine der zum Walzen stark profilierter Ringe erforderliche Aufwand an Zeit
und Material unerwünscht groß ist.
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Aus der DE-PS 10 98 481 ist eine Ringwalzmaschine zum Herstellen von
Ringen bekannt, bei der in der Reihenfolge der Walzschritte an einem Walztisch karussellartig
eine Gruppe von Dornwalzen angeordnet ist. Mit dieser Walzmaschine ist es möglich,
ohne zeitraubenden Werkzeugwechsel Ringe herzustellen, die auf ihrer Innenseite
stark profiliert sind. Ringe mit Querschnitten, die auf der Außenseite stark profiliert
sind, lassen sich auf einer solchen Walzmaschine nur unter großem Zeitaufwand für
das Umrüsten der Maschine mit unterschiedlichen Hauptwalzen herstellen.
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Während bei den beiden vorgenannten Walzmaschinen die Dornwalzen gegen
die Hauptwalze zustellbar sind, ist Gegenstand der deutschen Patentanmeldung P 29
17 369 u.a. eine Ringwalzmaschine, bei der die Hauptwalze in einem am Walzmaschinenrahmen
verschiebbar gelagerten Schlitten gelagert und gegen die Dornwalze zustellbar ist.
Auch diese Ringwalzmaschine hat den Nachteil, daß Ringe mit starker Außenprofilierung,
deren Herstellung eine Reihe von Walzschritten mit unterschiedlich profilierten
Hauptwalzen erfordert, nur unter sehr großem Zeitaufwand für das Umrüsten der Walzmaschine
gewalzt werden können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ringwalzmaschine zu
schaffen, auf der unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile ohne großen Zeitaufwand
für den Werkzeugwechsel nahtlose Ringe gewalzt werden können, deren Querschnitt
eine stark profilierte Außenfläche aufweist.
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Ausgehend von einer Walzmaschine der letztgenannten Bauart, besteht
die Lösung in einer Ringwalzmaschine, bei der in einem mit dem Walzenschlitten fest
verbundenen Walzenträger eine mit einem eigenen Antrieb versehene Königswelle und
mindestens zwei Hauptwalzen drehbar gelagert sind, wobei die Hauptwalzen auf einem
konzentrischen Kreis um die Königswelle angeordnet sind und einen um die Königswelle
drehbaren sowie feststellbaren, in einem Walzenrevolvergehäuse gelagerten Walzenrevolver
bilden, daß jede Hauptwalze auf ihrem Umfang mindestens einen Abwälzteil aufweist,
der zumindest in Arbeitsstellung der betr.
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Hauptwalze auf einem mit der Königswelle verbundenen Abwälzteil abrollt,
und daß die Hauptwalzen von der Königswelle kraft- und/oder formschlüssig angetrieben
sind.
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Eine in vorbeschriebener Weise ausgebildete Ringwalzmaschine hat insbesondere
den Vorteil, daß auf ihr - entsprechend der Zahl der in dem Walzenträger gelagerten
Hauptwalzen - Ringe mit profilierter Außenfläche gewalzt werden können, ohne daß
die Maschine zeitraubend umgerüstet werden muß. Nach Beendigung eines Walzschrittes
wird lediglich der Walzenrevolver so weit gedreht, bis die für den folgenden Walzschritt
benötigte Hauptwalze in Walzposition ist. Es ist also z.B. ohne weiteres möglich,
auf einer solchen Ringwalzmaschine, ausgehend von einem Ringrohling mit rechteckigem
Querschnitt, über mehrere Stufen einen Ring mit stark profilierter Außenfläche zu
walzen, ohne daß Umrüstzeiten anfallen. Außerdem ergibt sich durch die planetenartige
Anordnung der Hauptwalzen auf einem konzentrischen Kreis um die Königswelle und
durch ihre Abstützung gegen die Königswelle der Vorteil, daß die Hauptwalzen, verglichen
mit den Hauptwalzen bisher üblicher Ringwalzmaschinen, nur verhältnismäßig kleine
Durchmesser haben; infolge dessen sind auch die Gewichte (Massen) der Hauptwalzen
entsprechend gering. Darüber hinaus ergibt sich durch die kleinen Hauptwalzen-Durch-
messer
der weitere Vorteil, daß beim Walzen eines Ringes an dessen Außenfläche eine größere
Abwalzung je Ring-Umdrehung erreicht wird als bei herkömmlichen Ringwalzmaschinen.
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Das Drehen des Walzenrevolvers, um die zum Abwalzen des Ringes jeweils
benötigte Hauptwalze in Walzposition zu bringen, kann zwar grundsätzlich von Hand
geschehen, sollte jedoch zweckmäßig mit einem besonderen Antriebsmotor nebst zugeordnetem
Getriebe erfolgen. Dies hat den Vorteil, daß der Walzenrevolver über entsprechende
Steuereinrichtungen, die nicht Gegenstand dieser Erfindung sind, in Abhängigkeit
von den Walzfortschritten bei der Formgebung des zu walzenden Ringes selbsttätig
gedreht und so die erforderliche Hauptwalze in die Walzposition gebracht werden
kann. Während des Walzvorganges wird der Walzenrevolver mit an sich bekannten Arretiervorrichtungen
wie Bremsen oder formschlüssigen Halterungen gegen Drehen gesichert.
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Um die erfindungsgemäße Ringwalzmaschine den unterschiedlichen Erfordernissen
hinsichtlich der zu walzenden Ringquerschnitte anpassen zu können, ist es erforderlich,
den Walzenrevolver wahlweise mit entsprechenden austauschbaren Hauptwalzen auszurüsten.
Um dies zu ermöglichen und ein einwandfreies Arbeiten der Ringwalzmaschine zu gewährleisten,
ist es notwendig, die mit dem Abwälzteil der Königswelle zusammenwirkenden Abwälzteile
der zu einer Bestückung des Walzenrevolvers gehörenden Hauptwalzen mit gleichen
Durchmessern auszubilden. Andererseits können für die verschiedenen Produktionserfordernisse
sowohl Hauptwalzen mit extrem kleinen Durchmessern als auch solche mit verhältnismäßig
großen Durchmessern unerläßlich sein. Um die Ringwalzmaschine diesen unterschiedlichen
Erfordernissen auf einfache Weise und ohne Austauschen der Königswelle anpassen
zu können, ist in
Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß auf
der Königswelle eine rotationssymmetrische Hülse drehfest angeordnet ist, die auf
ihrem äußeren Umfange mindestens einen mit der in Arbeitsstellung befindlichen Hauptwalze
zusammenwirkenden Abwälzteil aufweist.
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In manchen Fällen, insbesondere zum Walzen besonders großer bzw. schwerer
Ringe sowie beim Walzen von Ringen aus insbesondere sehr zähen Werkstoffen, reicht
die Reibung zwischen den Abwälzteilen der Königswelle bzw.
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der auf dieser drehfest angeordneten Hülse und den Abwälzteilen der
Hauptwalzen zum Antrieb der letzteren für das Walzen nicht aus. In weiterer Ausgestaltung
der Erfindung ist daher vorgesehen, daß jede Hauptwalze eine in dem Walzenträger
gelagerte Antriebswelle aufweist, an deren freiem Ende drehfest ein mit einem auf
der Königswelle drehfest angeordneten außenverzahnten Zentralrad kämmendes Ritzel
angeordnet ist, wobei der Teilkreisdurchmesser des Zentralrades und die Teilkreisdurchmesser
der mit diesem kämmenden Ritzel gleich den entsprechenden Außendurchmessern der
zusammenwirkenden Abwälzteile der Hauptwalzen und der Königswelle bzw.
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rotationssymmetrischen Hulse sind. Durch die vorgenannte Ausbildung
der Ringwalzmaschine wird ein Schlupf zwischen der Königswelle und den von dieser
angetriebenen Hauptwalzen ausgeschaltet.
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Um zu vermeiden, daß während des Walzens eines Ringes alle in dem
Walzenrevolver angeordneten Hauptwalzen angetrieben werden, also auch die gerade
nicht am Walzprozeß beteiligten, ist weiterhin vorgesehen, die Hauptwalzen in zwei
zur Königswelle exzentrischen Lagerkörpern zu lagern, deren Exzentrizität in der
Weise angeordnet und von einer solchen Größe ist, daß stets nur der (die) Abwälzteil(e)
der in Arbeitsstellung befindlichen Hauptwalze in Wirkverbindung mit dem Abwälzteil
der
Königswelle ist (sind). Dabei kann der Antrieb sowohl über
ebene Abwälzteile der Königswelle und der Hauptwalzen als auch über entsprechende
Verzahnungen der Königswelle bzw. der auf ihr angeordneten Hülse und der Hauptwalzen
erfolgen. Diese vorgenannten Ausbildungen haben den Vorteil, daß einerseits weniger
Antriebsenergie benötigt wird als bei ständigem Antrieb der nicht in Walzposition
befindlichen Hauptwalzen und andererseits eine mögliche Unfallgefahr ausgeschaltet
wird, die von den nicht arbeitenden, aber sich doch drehenden Hauptwalzen ausgehen
würde.
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Für besondere Anwendungsfälle ist von Vorteil, die Einstellung des
Walzenrevolvers derart vorzunehmen, daß in Arbeitsstellung desselben jeweils zwei
Hauptwalzen gegen die Dornwalze zugestellt und angetrieben sind.
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Diese Ausführung der Ringwalzmaschine bietet zwei vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten:
Bei der einen wird der zu walzende Ring auf seiner Außenseite von den beiden in
Arbeitsstellung befindlichen Hauptwalzen profiliert und seine Lage im Zusammenwirken
mit der innenwirkenden Dornwalze in bezug auf die durch die Ringmitte und die Dornwalzenmitte
gehende Verbindungslinie stabilisiert, so daß er während des Walzvorganges nicht
zur Seite auswandert. Bei der anderen Anwendungsmöglichkeit geschieht das Walzen
von Ringen mit Hilfe eines Kalibrierringes, der von den beiden in Arbeitsstellung
befindlichen Hauptwalzen angetrieben sowie von diesen und der Dornwalze geführt
wird. In diesem Falle sind die beiden den Kalibrierring antreibenden Hauptwalzen
und der Kalibrierring mit ebener Außenfläche ausgebildet, während in die Innenfläche
des Kalibrierringes das Negativ des Profils eingeschnitten ist, das der zu walzende
Ring außen erhalten soll. Mit einem solchen Kalibrierring ist das Walzen von Ringen
mit sehr großer Maßgenauigkeit der Außendurchmesser bzw.
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des Außenprofiles möglich, so daß sich in vielen Fällen Nacharbeiten
auf Drehmaschinen erübrigen. Der Kalibrierring wird von den beiden ihn antreibenden
Hauptwalzen im Zusammenwirken mit dem Walzdorn während des Walzens geführt und in
bezug auf seine Drehachse in stabiler Lage gehalten. In beiden vorgenannten Anwendungsfällen
der Erfindung ist es vorteilhaft, die weiteren auf dem Walzenrevolver befindlichen
Hauptwalzen zum Vorkalibrieren des zu walzenden Ringes einzusetzen, und zwar jede
dieser Hauptwalzen einzeln oder paarweise in vorbeschriebener Weise.
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Es hat sich gezeigt, daß die erfindungsgemäße Ringwalzmaschine bereits
bei Ausrüstung mit einer einzigen Dornwalze mit großem Vorteil und wirtschaftlichem
Erfolg zum Walzen von Ringen verwendbar ist, deren Innenseite nicht oder nur einfach
profiliert ist. Darüber hinaus empfiehlt es sich in vielen Fällen, die Maschine
mit einer Reihe wahlweise verwendbarer Dornwalzen auszurüsten, die in an sich bekannter
Weise in einem am Maschinenrahmen drehbar gelagerten und in Walzposition jeder Dornwalze
feststellbaren Dornwalzenrevolver in Richtung ihrer Längsachsen verschiebbar gelagert
sind. Hierdurch ist es möglich, auf der erfindungsgemäßen Ringwalzmaschine sowohl
außen als auch innen stark profilierte Ringe praktisch kontinuierlich zu walzen,
ohne daß lange Stillstandszeiten zum Umrüsten der Maschine mit verschiedenen Haupt-
und/oder Dornwalzen erforderlich sind.
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Selbstverständlich ist es auch möglich, die erfindungsgemäße Ringwalzmaschine
zusätzlich mit einer an sich bekannten Axialwalzvorrichtung auszurüsten, die unverschieblich
oder waagerecht verschiebbar mit dem Maschinenrahmen verbunden ist und dem Kalibrieren
der zu walzenden Ringe in deren Achsrichtung dient.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigen Figur 1 einen Vertikalschnitt durch den erfindungsgemäß ausgebildeten
Teil einer Ringwalzmaschine in der Schnittführung I-I in Figur 2, Figur 2 den Schnitt
II-II aus Figur 1, Figur 3 ebenfalls einen Horizontalschnitt in der Schnittführung
II-II, und zwar mit Einsatz eines Kalibrierringes zum Walzen, Figur 4 einen Teil-Vertikalschnitt
nur des Werkzeug-und Werkstückbereiches in der Schnittführung IV-IV aus Figur 3.
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In dem nur teilweise dargestellten Maschinenrahmen 1 einer Ringwalzmaschine
ist ein Walzenschlitten 2 in an sich bekannter und daher nicht dargestellter Weise
verschiebbar gelagert und mittels gegen den Maschinenrahmen 1 abgestütztem hydraulischem
Schubkolbengetriebe 3 waagerecht in Richtung auf die Dornwalze 4a und zurück verschiebbar.
Mit dem Walzenschlitten 2 ist ein Walzenträger 5 fest verbunden, in dem eine mit
einem eigenen Antrieb 6 versehene Königswelle 7 und sechs Hauptwalzen 8a bis 8f
drehbar gelagert sind.
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Die Hauptwalzen 8a bis 8f sind auf einem konzentrischen Kreis 9 um
die Königswelle 7 angeordnet und bilden zusammen mit der Halteplatte 10 und den
in dem Revolvergehäuse 12 gelagerten Antriebswellen 11, die als Aufstckwellen ausgebildet
sind, ein um die Königswelle 7 drehbares sowie mittels nicht dargestellter Arretiervorrichtung,
beispielsweise einer Bremse, in an sich bekannter Weise feststellbaren Walzenrevolver.
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Auf der Königswelle 7 ist eine rotationssymmetrische Hülse 13 fest
angeordnet, die auf ihrem äußeren Umfange zwei Abwälzteile 15 und 16 aufweist. Diese
Abwälzteile 15 und 16 wirken mit Abwälzteilen 19 und 20 zusammen, die an den Hauptwalzen
8a bis 8f angeordnet sind und der Abstützung der Hauptwalzen 8a bis 8f gegen die
Königswelle 7 dienen; dabei rollen die Abwälzteile 19 und 20 der Hauptwalzen 8a
bis 8f auf den Abwälzteilen 15 und 16 der Hülse 13 ab. Der Antrieb der Hauptwalzen
8a bis 8f erfolgt von der Königswelle 7 formschlüssig über ein drehfest auf der
Königswelle 7 angeordnetes außenverzahntes Zentralrad 21, mit dem drehfest an den
freien Enden der Antriebswellen 11 angeordnete Ritzel 22 kämmen. Um zu verhindern,
daß die Abwälzteile 19 und 20 der Hauptwalzen auf den Abwälzteilen 15 und 16 beim
Drehen gleiten, ist der Teilkreisdurchmesser des Zentralrades 21 gleich den Außendurchmessern
der Abwälzteile 15 und 16, die gleich groß sind, und sind die Teilkreisdurchmesser
der Ritzel 22 gleich den ebenfalls einander gleichen Durchmessern der Abwälzteile
19 und 20.
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An dem Maschinenrahmen 1 ist mittels Lager 23 und 24 ein an sich bekannter
Dornwalzenrevolver 25 mit sechs Dornwalzen 4a bis 4f drehbar gelagert, der mittels
Antriebsmotor 26 und zugehörigem Zahnradgetriebe 27 drehbar und in Walzposition
jeder Dornwalze feststellbar ist. Die Dornwalze 4a befindet sich in Walzposition,
ihre Achse 28 ist mit ihrem freien Ende in an sich bekannter Weise in einem am Maschinenrahmen
1 befindlichen Lagerkörper 29 drehbar abgestützt. Mit 17 ist der zu walzende Ring
bezeichnet, der radial von der Hauptwalze 8a und der Dornwalze 4a sowie axial von
den beiden Kegelwalzen 30 abgewalzt wird, die in an sich bekannter und daher nicht
dargestellter Weise an der Ringwalzmaschine gelagert sind. Im unteren Bereich der
Königswelle 7 ist auf dieser mittels Lager 36 ein Scheibenzahnrad 37 drehbar angeordnet,
in dem die
Antriebswellen 11 der Hauptwalzen 8a bis 8f mit Lagern
38 drehbar gehalten sind und das mit einem Ritzel 39 ein Getriebe bildet, welches
mit einem Antriebsmotor 40 antreibbar ist. Mit Hilfe dieses Antriebsmotors 40 ist
der Walzenrevolver mit den Hauptwalzen 8a bis 8f über das aus dem Ritzel 39 und
dem Scheibenzahnrad 37 bestehende Getriebe um die Königswelle 7 drehbar.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 rollen
die Abwälzteile 19 und 20 der Hauptwalzen 8a bis 8f bei allen Drehungen der Königswelle
auf den entsprechenden Abwälzteilen 15 und 16 ab.
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Es ist jedoch auch möglich, die Hauptwalzen 8a bis 8f in zwei Lagerkörpern
ähnlich der Halteplatte 10 zu lagern, wobei die betr. Lagerkörper exzentrisch zur
Königswelle 7 in der Weise ausgebildet und ihre Exzentrizitäten von solcher Größe
sind, daß stets nur die Abwälzteile 19 und 20 der jeweils in Arbeitsstellung befindlichen
Hauptwalze 8a bis 8f in Wirkstellung mit den Abwälzteilen 15 und 16 der Königswelle
7 bzw. Hülse 13 sind.
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Im Beispiel der Figuren 3 und 4 ist zum Profilieren des zu walzenden
Ringes 31 ein Kalibrierring 32 zwischen der Dornwalze 14a und den beiden zugleich
in Arbeitsstellung befindlichen Hauptwalzen 18a und 18b eingelegt, der von diesen
beiden Hauptwalzen und der Dornwalze 14a in bezug auf seine Drehachse 33 in stabiler
Lage gehalten ist.
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Mit 34 sind Stützteile bezeichnet, auf denen die Halteplatte 10 für
die oberen Lager 35 der Hauptwalzen 8a bis 8f bzw. 18a bis 18f gegenüber dem Walzenträger
5 abgestützt ist.
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