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BESCHREIBUNG
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bewegen stangenförmiges
Gutes, wie Rohre, Wellen, Draht od. dgl., in Richtung seiner Längsachse, insbesondere
als Ein- oder Auszugseinrichtung für Schäl- und / oder Richtmaschinen gemäß Oberbegriff
des Anspruches 1.
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An Schäl- und zum Teil auch an Richtmaschinen ist es üblich, insbesondere
an der Zulaufseite, Vorschubeinrichtungen mit angetriebenen Anpreßrollen zu benutzen.
Die dazu verwendeten Rollen sind dabei glatt oder profiliert und liegen sich paarweise
in der gleichen Ebene gegenüber. Um die hohen Vorschubkräfte und die hohen Drehmomente
aufnehmen zu können, werden die einzelnen Rollen zentrisch mit einer Kraft von jeweils
z.B. 10 bis 20 Mp auf das zu schälende Rundmaterial gepreßt. Die Antriebsmotore
für eine solche Vorschubeinrichtung haben derzeit eine Leistung zwischen 20 und
80 kW, wobei diese Leistung auf einen oder mehrere Motore aufgeteilt ist.
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Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der DE-OS 25 01 408 bekannt
und wird dort als Einzugseinrichtung einer Schälmaschine dargestellt und beschrieben.
Bei dieser bekannten Vorrichtung liegen sich in zwei zur Gutachse senkrechten, voneinander
beabstandeten Ebenen jeweils zwei angetriebene, je eine Vorschubeinheit bildende
Anpreßrollen, zwischen sich das zu bewegende Gut einpressend gegenüber. Die Rollen
dieser bekannten Vorrichtung weisen eine prismatisch profilierte Lauffläche auf,
wodurch sich auf dem zu bewegenden Gut insgesamt vier Lauflinien bilden, in denen
das Material in Richtung auf die Achse des Gutes gepreßt wird und das Gut zwischen
den Rollen zentriert wird.
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Nachteilig bei diesen bekannten Vorschubeinrichtungen ist nicht nur
ihre verhältnismäßig große Baulänge, sondern insbesondere die Tatsache, daß hintereinander
die gleiche
Querschnittsstelle in Längsrichtung mehrmals überrollt
wird, wodurch eine unrunde Querschnittsform und stark verfestigte Linien in Längsrichtung
erzeugt werden, die dann, wenn beim Schälen nur mit geringen Spanabnahmen gearbeitet
wird, auf dem fertigen Produkt ungünstige Materialveränderungen hinterlassen und
auch beim Schälen selbst zu Schwierigkeiten führen, da abwechselnd härtere und weichere
Materialstellen zerspant werden müssen. Um diese Materialveränderungen am fertigen
Produkt zu vermeiden, ist es notwendig, einen dickeren Span abzuschälen, was zu
einer geringeren Durchsatzgeschwindigkeit und insbesondere zu einem großem, unnötigen,
erst durch das Bearbeiten hervorgerufenen Materialverlust führt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung
zu schaffen, die bei mindestens gleicher Leistung das Material schonender behandelt
und somit einen größeren Durchsatz in einer Schälmaschine gestattet.
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Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst. Bei einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung sind in einer Vorschubeinheit mindestens drei gleichmäßig um die Achse
des Gutes verteilt angeordnete Anpreßrollen vorgesehen. Jede Anpreßrolle ist dabei
an einem Ende einer ein Lagergehäuse aufweisenden Antriebs- und Anpreßeinheit drehbar
um deren .Längsachse gelagert, wobei die Längsachsen aller Antriebs- und Anpreßeinheiten
einer Vorschubeinheit in einer zur Achse des Gutes senkrechten Ebene angeordnet
sind. Durch die Erfindung wird erreicht, daß eine große Anzahl angetriebener Anpreßrollen
auf geringer Maschinenachslänge untergebracht werden kann, wobei die Rollen das
Material zentrieren und der Anpreßdruck der einzelnen Rollen gleichmäßig über den
Umfang des Materials verteilt ist.
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An dem Lagergehäuse jeder Antriebs- und Anpreßeinheit ist an dem der
Anpreßrolle abgewandten Ende ein die Anpreßrolle antreibender Antriebsmotor angeflanscht,
dessen Achse mit der Achse der Anpreßrolle fluchtet.
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Jede Anpreßrolle ist auf einer in dem Lagergehäuse der Antriebs- und
Anpreßeinheit drehbar gelagerten Welle verdrehfest angeordnet und steht in einer
Wirkverbindung mit dem Antriebsmotor, wobei bevorzugt eine starre Verbindung der
Anpreßrollen-Welle mit der Abtriebswelle des Motors vorgesehen ist, wodurch die
Drehzahl der Anpreßrolle mit der Drehzahl des Motors übereinstimmt.
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Jede Antriebs- und Anpreßeinheit ist um eine ihr eigene, an dem Gehäuse
der Vorschubeinheit festgelegte Schwenkachse verschwenkbar gelagert. Diese Schwenkachse
ist auf der dem Gut zugewandten Seite beabstandet von der Längsachse der Einheit
angeordnet und zu der Achse des Gutes parallel ausgerichtet. Diese Einheit kann
somit um diese Schwenkachse so geschwenkt werden, daß die von ihr getragene Anpreßrolle
auf das zu bewegende Gut gepreßt wird. Zu diesem Zweck liegen die Schwenkachsen
der Antriebs- und Anpreßeinheiten alle auf einem gemeinsamen Kreis, dessen Durchmesser
größer ist, als der Durchmesser des größten zu bewegenden Gutes, wobei das Zentrum
dieses Kreises auf der Gutachse zu liegen kommt. Bezogen auf die einzelne Antriebs-
und Anpreßeinheit ist diese Schwenkachse sowohl von der Anpreßrolle, als auch von
dem Antriebsmotor beabstandet.
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An diesem Antriebsmotor ist an der dem Gut abgewandten Seite der Antriebs-
und Anpreßeinheit eine Lasche angeordnet, an der eine Zugstange angelenkt ist. Die
Schwenkachse der Antriebs- und Anpreßeinheit ist nun gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
von dem Anlenkpunkt der Zugstange etwa doppelt so weit entfernt, wie von dem Anpreßbereich
der Anpreßrolle an dem Gut. Dadurch erhält man dann, wenn an der Zugstange mit einer
bestimmten Kraft gezogen wird, eine auf das Gut ausgeübte Anpreßkraft, die etwa
doppelt so groß ist, wie die von der Zugstange auf die Antriebs- und Anpreßeinheit
ausgeübte Kraft.
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Je nach Durchmesser des Gutes werden die Antriebs- und
Anpreßeinheiten
mehr oder weniger weit in eine Grundstellung verschwenkt, in der die Anpreßrollen,
die eine zylinderförmige Mantelfläche aufweisen, tangential auf dem Gut anliegen.
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Die Antriebs- und Anpreßeinheiten sind über ihre jeweiligen Zugstangen
mit einem sie umgebenden, in dem Gehäuse der Vorschubeinheit mittels vorzugsweise
eines Ringrollen-Lagers drehbar gelagerten Kraftübertragungs-Ring, an dem die Zugstangen
angelenkt sind, verbunden und können durch diese Verbindung synchron zueinander
verschwenkt werden.
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Zum Drehen dieses Kraftübertragungs-Ringes ist an diesem, vorzugsweise
an seinem Außenumfang, ein Hebel befestigt, der mit einem Zylinder in Wirkverbindung
steht, dessen anderes Ende an dem Gehäuse der Vorschubeinheit angelenkt ist.
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Bevorzugt ist dabei die Kolbenstange des Zylinders an dem Hebel angelenkt,
während der Zylinder selbst an dem Gehäuse angelenkt ist. Nach einer besonderen
Ausführungsform ist dieser Zylinder ein Hydrozylinder, der einerseits zum kraftübertragungsfreien
Verschwenken der Antriebs- und Anpreßeinheiten und damit der Anpreßrollen auf das
Gut zu oder von diesem weg und andererseits zum Ausüben des Anpreßdruckes der Anpreßrollen
auf das Gut verwendet wird.
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Jede einzelne Anpreßrolle wird dabei vorzugsweise mit einer Kraft
von 5 bis 10 Mp auf das zu bewegende Gut gepreßt, was etwa der Hälfte der Kraft
entspricht, mit der bisher die Anpreßrollen auf das Gut gepreßt wurden. Dadurch
drücken die einzelnen Anpreßrollen nicht mehr so tief in das zu bewegende Gut ein,
was zur Folge hat, daß bei Abnahme eines dünneren Spanes trotzdem ein homogenes
Material ohne Materialveränderungen erhalten werden kann. Die Abnahme eines dünneren
Spanes hat aber weiterhin zur Folge, daß nicht nur weniger Materialverlust auftritt,
sondern darüberhinaus auch der Durchsatz einer z.B. nachgeordneten Schälmaschine
erhöht werden kann, da bei geringerer Spandicke mit größeren Schälgeschwindigkeiten
gefahren werden kann.
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Der Antriebsmotor, der jeder einzelnen Antriebs- und Anpreßeinheit
zugeordnet ist, kann ein Öl- oder Elektromotor sein. Durch das Ausbilden jeder Antriebs-
und Anpreßeinheit mit einem eigenen Antriebsmotor kann dieser nicht nur in seiner
Bauform, sondern auch in seiner Leistung kleiner gestaltet werden.
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Werden gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung vier solcher vorbeschriebener Vorschubeinheiten dicht hintereinander
angeordnet und dabei die einzelnen Vorschubeinheiten so ausgebildet, daß in jeder
Einheit die Schwenkachsen der Antriebs- und Anpreßeinheiten gegenüber den Schwenkachsen
in der vorhergehenden Vorschubeinheit um 900/4 = 22,50 verdreht angeordnet sind,
so hinterläßt die so arbeitende Vorrichtung nicht wie bisher an zwei sich gegenüberliegenden
Linien auf dem Gut erhebliche Drucklinien, sondern am Umfang gleichmäßig verteilt
sechzehn leichte und nicht störende Drucklinien. Die Zahl der über den Umfang des
Gutes verteilten Laufspuren kann somit einerseits durch die Zahl der Vorschubeinheiten
und andererseits und zusätzlich durch die Zahl der Antriebs- und Anpreßeinheiten
je Vorschubeinheit gewählt werden. Wenngleich sich daraus ergibt, daß dann, wenn
eine besonders große Anzahl einzelner je eine Anpreßrolle aufweisender Antriebs-
und Anpreßeinheiten vorgesehen ist, der Druck auf das Gut noch besser verteilt werden
kann, hat es sich als optimal herausgestellt, wie oben beschrieben, vier Vorschubeinheiten
mit je vier Anpreßrollen zu verwenden. Es kann dann mit wesentlich kleineren Spanabnahmen
gefahren werden.
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Wird aber z.B. nur mehr mit halber Spanabnahme gefahren, so kann zum
einen mit der doppelten Ausbringung gefahren werden, zum anderen beträgt der durch
die Bearbeitung eintretende Materialverlust nur mehr die Hälfte.
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Aufgrund der Bauausführung der einzelnen Vorschubeinheiten und der
gegeneinander um einen Winkel von 22,50 verdrehten Schwenkachsen der Antriebs- und
Anpreßeinheiten läßt sich
die gesamte Vorrichtung sehr kompakt
bauen. Darüberhinaus können auch die einzelnen Einheiten leicht gewartet werden,
wofür es nur notwendig ist, die Gehäuse der einzelnen Vorschubeinheiten voneinander
zu lösen, worauf die einzelnen Teile leicht zugänglich sind.
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Um die Vorrichtung möglichst wartungsfrei fahren zu können, sind darüberhinaus
die Anpreßrollen aus verschleißfesten Hartmetall ausgebildet. Da diese Anpreßrollen
für die verschiedensten Gutdurchmesser benutzt werden können, erübrigt sich auch
ein Austausch der Rollen bei Wechsel des Gutdurchmessers.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus einem
anhand der Zeichnung beschriebenem Ausführungsbeispiel, wobei die einzige Figur
eine Vorschubeinheit einer Vorrichtung zum Bewegen stangenförmigen Gutes in der
Ansicht zeigt. Dabei erstreckt sich die Materialvorschubrichtung senkrecht zur Zeichenebene.
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Eine in ihrer Gesamtheit nicht dargestellte Vorrichtung zum Bewegen
stangenförmigen Gutes besteht aus mehreren Vorschubeinheiten 1, die gut-axial hintereinander
ausgerichtet sind und über ihre bei horizontal bewegten Gut aufrechtstehenden, hier
etwa quadratisch ausgebildeten Gehäuse 2 direkt oder über ein nicht dargestelltes
Maschinenbett miteinander verbunden sind. In diesen Gehäusen 2 sind jeweils vier
Antriebs- und Anpreßeinheiten 3 um eine Schwenkachse 4 schwenkbar gelagert. Zentrisch
zu den Schwenkachsen 4, die auf einem Kreis liegen, ist in diesen Gehäusen 2 eine
Öffnung 5 vorgesehen, durch die das zu bewegende Gut 6 auf einer Achse 6' hindurchgeführt
wird. Diese Öffnung 5 weist einen Durchmesser auf, der etwas größer ist, als der
größte Durchmesser des zu bewegenden Gutes 6, während der Kreis, auf dem die Schwenkachsen
4 liegen, einen wesentlich größeren Durchmesser, als diese Öffnung 5 aufweist.
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Die einzelnen Antriebs- und Anpreßeinheiten 3 bestehen im
wesentlichen
aus einem etwa hohlzylinderförmigen Lagergehäuse 7, in dem eine Antriebswelle 8
frei drehbar bei 9 gelagert ist, aus einem, diese Welle 8 antreibenden Motor 10
und einer auf dem anderen Ende der Antriebswelle 8 drehfest montiertem Anpreßrolle
11. Die Schwenkachse 4 einer Einheit ist dabei etwa mittig der Länge des Lagergehäuses
7 an diesem, von der Achse der Einheit 3 beabstandet, auf der dem Gut 6 zugewandten
Seite angeordnet.
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Die aus einem verschleißfesten Hartmetall hergestellte Anpreßrolle
11 weist hier eine zylinderförmig ausgebildete Lauffläche 12 auf. Der Antriebsmotor
10, der an dem Lagergehäuse 7 angeflanscht ist, ist ein Öl- oder Elektromotor.
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Ein Kraftübertragungs-Ring 13, der in dem Gehäuse 2 der Vorschubeinheit
1 mittels eines Ringrollen-Lagers 14 um eine der Achse 6' des Gutes 6 entsprechende
Achse drehbar gelagert ist, umgibt, beabstandet von diesen, die Antriebs-und Anpreßeinheiten
3, mit denen er jeweils über eine Zugstange 15, die an ihm und an jeweils einer
an dem von der Anpreßrolle 11 abgewandten Ende des Motors 10 auf der dem Gut 6 abgewandten
Seite angeordneten Lasche 16 angelenkt ist, verbunden ist.
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An dem Kraftübertragungs-Ring 13 ist hier an seinem Außenumfang ein
Hebel 17 befestigt, der an der Kolbenstange 18 eines im Druck regelbaren Zylinders
19 - hier eines Hydrozylinders - bei 20 angelenkt ist.
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Durch Ein- oder Ausfahren der Kolbenstange 18 des Zylinders 19 (Doppelpfeil
21) wird der Ring 13 verdreht (Doppelpfeil 22) und damit werden die Antriebs- und
Anpreßeinheiten 3 über die ihnen zugeordneten Zugstangen 15 synchron verschwenkt.
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Wird dabei die Kolbenstange 18 aus dem Zylinder 19 - hier nach links
- ausgefahren, so wird der Ring 13 - hier - im
Uhrzeigersinn verschwenkt,
was zur Folge hat, daß auch die Einheiten 3, über die Zugstangen 15 mitbewegt, im
Uhrzeigersinn verschwenkt und die Anpreßrollen 11 auf das zu bewegende Gut 6, dieses
zentrierend, gepreßt werden.
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Der Druck im Hydrozylinder 19 wird so gewählt, daß jede Anpreßrolle
11 mit einer Kraft von 5 bis 10 Mp auf das Gut 6 gepreßt wird, d.h., die Anpreßkraft,
die jede Rolle 11 auf das Gut 6 somit 5 bis 10 Mp beträgt.
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Durch die synchrone Schwenkbewegung und die zueinander symmetrische
Anordnung der Einheiten 3 wird von allen Einheiten 3 auf das Gut eine gleiche Kraft
übertragen und das Gut 6 insbesondere zentriert.
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Durch das Ausrichten der Achsen der einzelnen Antriebs- und Anpreßeinheiten
3 in einer zur Achse 6' des Gutes 6 senkrechten Ebene und durch das Ausbilden der
Anpreßrollen 11 mit einer zylindrischen Lauffläche 12 rollen diese Rollen 11 auch
bei unterschiedlichen Durchmessern des Gutes 6 auf diesem immer tangential ab, weshalb
mit dieser Vorrichtung Gut 6 mit sehr unterschiedlichem Durchmesser gefahren werden
kann, ohne die Anpreßrollen 11 für verschiedene Durchmesser austauschen zu müssen.
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Bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform der Vorschubeinheit 1
mit vier Antriebs- und Anpreßrollen 11 erhält man auf dem zu bewegenden Gut 6 vier
gleichmäßig über den Umfang des Gutes 6 verteilt liegende Laufbahnen.
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Eine Gesamtvorrichtung enthält nun vier solcher zuvor beschriebener
Vorschubeinheiten 1, die axial zu der Achse 6' des Gutes 6 ausgerichtet sind. Diese
vier Vorschubeinheiten 1 sind nun praktisch in ihrer Folge jeweils gegenüber der
vorhergehenden Vorschubeinheit 1 um 900 / 4 = 22,50 gegeneinander verdreht angeordnet,
d.h., die Schwenkachsen 4 aller vier Vorschubeinheiten 1 sind jeweils um 22,50 gegeneinander
verdreht, sodaß auch die Laufbahnen aller
Anpreßrollen 1 auf dem
zu bewegenden Gut 6 um 22,50 gegeneinander verdreht über den Umfang des Gutes verteilt
sind.
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Da hier nun insgesamt 16 Anpreßrollen 11 vorgesehen sind, erhält man
insgesamt auch 16 Laufbahnen, auf die die Rollen 11 aber nicht mehr mit einer so
großen Kraft eindrücken, insbesondere wird eine durch eine Rolle 11 belastete Laufbahn
von keiner anderen Rolle 11 mehr überrollt. Dies hat zur Folge, daß die durch das
Anpressen erfolgenden Materialveränderungen minimal gehalten werden können, weshalb
auch nur ein dünner Span beim Schälen abgenommen werden muß, was sich auf die Schälgeschwindigkeit
und damit auf den Gesamtdurchsatz positiv auswirkt.