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Verfahren zur möglichst abfallosen Herstellung von Blechscheiben In
der Blech verarbeitenden Industrie, und zwar auf den verschiedensten Anwendungsgebieten,
wird sehr häufig als Ausgangswerkstück eine kreisrunde Blechscheibe (Ronde) benutzt.
In der überwiegenden Mehrzahl der Fälle'wird diese kreisrunde Blechscheibe aus einer
quadratischen Blechtafel oder aus einem bandförmigen Streifen herausgestanzt, wobei
der Flächenunterschied zwischen Quadrat und eingeschriebenem Kreis verlorengeht.
Die hierdurch entstehende beträchtliche Verteuerung bei der Herstellung der kreisrunden
Blechscheibe ist bei Massenartikeln für die Wirtschaftlichkeit von entscheidender
Bedeutung. Schon seit vielen Jahren war daher die erfinderische Tätigkeit darauf
gerichtet, derartige kreisrunde Blechscheiben ohne Abfall herzustellen. Das gilt
besonders für solche Blechscheiben, die später auf Kraftwagenräder verarbeitet werden
sollen. Beispielsweise wurde eine quadratische Blechscheibe durch Walzen mit exzentrischer
Arbeitsfläche von innen nach außen hin konisch gewalzt und an die geraden Seiten
des Quadrates Kreisabschnitte angewalzt. Nach Walzen je eines Viertels der Scheibe
wurde diese um 9o° gedreht, so daß schließlich eine mehr oder minder kreisrunde
Scheibe entstand. Andere Verfahren liefen darauf hinaus, einen Block mit kegelförmigen
Walzen auszustrecken oder auf einen Block zwei angetriebene Walzen anzusetzen und
diese auseinanderzuziehen. Insbesondere wurde auch schon vorgeschlagen, eine dickere
kreisrunde Scheibe von kleinerem Durchmesser in rechtwinklig zueinander stehenden
Richtungen auszuwalzen, wobei die kreisförmigen Ausgangswerkstücke durch Querzerlegüng
eines zylindrischen Blockes. erzeugt wurden. Dieser Vorschlag, der anscheinend auch
nur für Scheiben kleineren Durchmessers gedacht war, könnte sich nicht durchsetzen,
offenbar weil die Bedingungen, die für ein brauchbares Ergebnis nötig sind, nicht
erkannt wurden. Es reicht nicht aus, daß man, wie es nach diesem Vorschlag gedacht
ist, sich nur auf den Druck bei der Umformung des Werkstückes durch Walzen in den
verschiedenen Richtungen verläßt, da hierbei insbesondere bei der Erzeugung größerer
Scheiben Verzerrungen unausbleiblich sind, abgesehen davon, daß der Vorschlag an
sich überhaupt für eine fabrikationsmäßige Herstellung sich noch nicht eignet.
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Der Erfindung gemäß wird auch eine dickere kreisrunde Scheibe von
kleinerem Durchmesser in rechtwinklig zueinander stehenden Richtungen ausgewalzt,
dabei aber so verfahren, daß die Walzschlitze der nacheinander in Tätigkeit tretenden
Walzenpaare so bemessen sind, daß in den einzelnen Walzstufen nach dem jeweiligen
Drehen des Werkstückes um 9o° dieselbe prozentmäßige Verdünnung wie bei der vorangegangenen
Walzstufe entsteht. Ist das Ausgangswerkstück
genau kreisrund,
so wird auf diese Weise auch im großtechnischen Betrieb wieder die genaue Kreisforrn
der verdünnten, und vergrößerten Scheibe auch bei starker': Vergrößerung gesichert.
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Daß dem so ist, beruht zunächst auf der Erkenntnis, daß theoretisch
sich der genaue Kreis in eine genaue Ellipse und diese wieder in einen genauen Kreis
zurückverwandeln muß. Nur bei Befolgung der angegebenen Vorschriften wird dieser
Bedingung eiltsprochen.
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An Hand der schematischen Fig. i sei das Verfahren zunächst genauer
erläutert, und zwar unter der Annahme, daß ein Triowalzwerk benutzt wird. Die als
Ausgangswerkstück dienende kreisrunde Scheibe d von kleinem Durchmesser und im Verhältnis
dazu großer Dicke wird im ersten Stich durch den Walzschlitz -r zwischen den Walzen
c und d hindurehgeschickt. Hierbei wird der rechtwinklig zur Walzrichtung
stehende Durchinesser theoretisch nicht gereckt, ebenso nicht die parallel zu diesem
liegenden Sehnen, während der in der Walzrichtung liegende Durchmesser und die entsprechenden
Sehnen sich verlängern. Wird die erzielte Abnahme der Scheibendicke im ersten Stich
mit h" bezeichiiet, so verlängert sich der Durchmesser nebst allen iii der Walzrichtung
liegenden Sehnen um den Faktor
wobei so die Stärke oder Dicke der ursprünglichen Scheibe l andeutet. Im ersten
Stich ergibt sich eine dünnere Scheibe : voll elliptischer Form. Diese Scheibe =
wird nun um 9o' gedreht und durch den Walzschlitz y zwischen den Walzen d und c
geschickt. Der Walzschlitz y ist gegenüber dem Walzschlitz _i- zwischen den Walzen
c und d entsprechend dem Faktor
verengt, so daß prozentual dieselbe Verdünnung wie beim ersten Stich entstellt,
wobei die Gleichungen gelten:
Es ergibt sich die wieder Kreisform aufweisende Scheibe 3 voll größerem Durchniesser
und einer der zweimaligen Verdiinnung entsprechenden Dicke.
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Diese Scheibe 3 kann man, wenn weitere Verdünnung und Vergrößerung
gewünscht ist, wiederum durch ein Walzenpaar mit engerem Walzschlitz schicken und
die so gewonnene elliptische Scheibe dann zwischen zwei Walzen mit entsprechend
dem angedeuteten Gesetz nochmals verengtem Walzschlitz zur Kreisscheibe auswalzen.
Beliebige Wiederholungen sind je nach Bedarf möglich. Die Anordnung der Walzenpaare
über- oder hintereinander oder auch mit entsprechender LTinführung nebeneinander
kann beliebig ge-"@,x#h@t werden.
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,'Bei Befolgung der erfindungsgemäßen Vorschriften wirkt auch die
praktisch immerhin zu erörternde Breitung der Scheibe beim Auswalzen nicht störend.
Die Breitung hat zur Folge, daß die Ausdehnung der Scheibe quer zur Walzrichtung
etwas größer als theoretisch errechnet wird. Da nein die Walzrichtung sich iiiimer
wieder um c)o#" ändert, so entsteht ein Ausgleich, der sich in der Weise äußert,
daß aus dein Kreis immer wieder ein Kreis, aber mit etwas größerem Durchmesser als
theoretisch angenommen, sich ergibt.
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Im übrigen kann man aber auch jeder praktischen Abweichung voll den
theoretischen Formänderungen durch entsprechende Änderung der Stiche, also entsprechende
Bemessung der Walzschlitze, Rechnung tragen. Man kann sich beispielsweise vorstellen,
daß beim Warmwalzen im zweiten Stich die Scheibe eine geringere Temperatur und beim
Kaltwalzen eine größere Härte als im ersten Stich hat. Wenn sich hierdurch bei der
Endscheibe eine Abweichung von der Kreisform ergeben sollte, so würde sich dies
durch eine von der theoretisch errechneten normalen Beniessung der Walzschlitze
oder auch nur eines der Walzschlitze ein wenig altweichende Beniessung ausgleichen
lassen.
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Es ist auch nicht unbedingt nötig, daß schon bei jedem zweiten Stich
die Kreisfoim wieder erzielt wird, wenn voll einem kreisförmigen Werkstück ausgegangen
wird. Man kann unter Umständen die Scheibe in derselben Walzrichtung in zwei oder
auch mehr Stichen auswalzen, dann um go° drehen und wiederum in zwei oder mehreren
Stichen auswalzen, sofern nur die Summe der Einzelverdünnungen bei der geänderten
Walzrichtung prozentual der Summe der Einzelverdünnungen bei der ursprünglichen
Walzrichtung gleich ist.
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Voraussetzung für ein möglichst abfallloses Arbeiten, das sich nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren ergibt, isi weiterhin die Vorbereitung des Ausgangswerkstückes
so, daß dieses eitle normale kreisrunde Form hat, wobei auch darauf Bedacht genommen
werden muß, daß kein Abfall entsteht. Nicht jede Zerlegung eines zylindrischen Blockes
in Scheiben entspricht dieser Bedingung. Wenn die Zerlegung des Blockes durch materialfortnehmende
Werkzeuge erfolgt, so entsteht hierdurch entsprechender Abfall, während die Scheiben
freilich die genaue Kreisform beibehalten. `renn zur Zerlegung Messer benutzt werden,
so kann ein Quetschen des Blockes Und als Folge eine Verzerrung der
Kreisform
eintreten. Eine nachträgliche spanabnehmende Bearbeitung zur Herbeiführung der genauen
Kreisform würde neben zusätzlichem Arbeitsaufwand weiteren Abfall bedeuten. Um Quetschungen
zu verhindern, wird deshalb das Ausgangswerkstück durch Abschneiden der Scheiben
von einem zylindrischen Block unter Anwendung des ziehenden Schnittes bewirkt, und
zwar vorteilhaft mittels gegenläufig bewegter Messer, die den Block zwischen sich
erfassen und in. Drehung versetzen.
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Ab_b. z zeigt den zylindrischen Block a mit den Trennungslinien, während
Abb. 3 den Block a zwischen den Schrägmessern b, b
zeigt. Diese Messer
b, b werden in den Pfeilrichtungen bewegt, laufen also gegeneinander, setzen
den zylindrischen Block in Drehung und schneiden von diesem abfallos die Scheiben
ab, die außerdem die Kreisform des Zylinders beibehalten.
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Der Regelfall ist, wie bisher besprochen, der, daß von einem kreisrunden
Werkstück ausgegangen wird. Man kann aber auch von einem Werkstück ausgehen, das
der Zwischenform entspricht, also Ellip.s,enform bat. Ein solches Werkstück würde
sich auch durch Zerlegung - eines zylindrischen Blockes erzielen lassen, dessen
Querschritt elliptisch ist. Beim erfindungsgemäßen Auswalzen muß man dann die erste
Verdünnung so wählen, daß sich die Kreisform ergibt.
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Das Metall des Ausgangswerkstückes und damit der zu erwalzenden Kreisscheibe
ist beliebig, vorzugsweise aber Eisen oder Stahl. Es wurde schon gesagt, daß es
insbesondere. auf Scheiben von der Größenordnung der Kraftwagenradscheiben ankommt.
Indessen eignet sich das Verfahren auch für Scheiben jeder anderen Art und Größe.