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Zahnstangenlagerung einer Rohrstoßbank mit insbesondere auf Zug beanspruchter
Zahnstange Die Erfindung betrifft eine Zahnstangenlagerung einer Rohrstoßbank mit
insbesondere auf Zug beanspruchter Zahnstange sowie die damit in Zusammenhang stehende
Ausbildung der Zahnstange.
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Der Antrieb der Dornstangen. von Rohrstoßbänken erfolgt in der Regel
durch auf Druck beanspruchte Zahnstangen, die in langen Gleitlagerangen geführt
sind. An den Dornstangen und damit in den gesamten übertragungsteilen treten beim
Durchstoßen durch die einzelnen Verformungswerkzeuge schwere Stöße auf, welche sich
unter anderem auch in der Zahnstange und deren Führungen auswirken. Obgleich an
sich die spezifische Pressung der Zahnstange in ihren, Gleitführungen gering ist,
treten doch erfahrungsgemäß örtlicheDurchbiegungen und Überbeanspruchungen auf,
die einen starken Verschleiß der Gleitführungen zur Folge haben. In der Praxis pflegt
man: daher die Gleitführungen dauernd mit sehr reichlichen Mengen, von Schmiermitteln
zu versehen und kann trotzdem nicht verhindern, daß sie in verhältnismäßi.g kurzer
Zeit verschleißen und ausgewechselt werden müssen.
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Man hat Versuche gemacht, die Gleitführungen aus Kunststoffen herzustellen,
die nicht einem so starken Verschleiß unterliegen, erreichte. damit
aber,
daß dann die Zahnstange angegriffen wurde, was in Anbetracht der Kostspieligkeit
der Zahnstange im Verhältnis zu den Kosten des. Futters der Gleitführungen untragbar
ist. Eine wirksame Abhilfe für die; Notwendigkeit der dauernden, reichlichen Schmierung
und des. häufigen Auswechselns der Gleitelemente konnte trotz der jahrzehntelangen
Verwendung dieser Bauart bislang ungeachtet aller Verbesserungsvorschläge nicht
erzielt werden.
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Ein Nachteil der bekannten Zahnstangen mit Gleitführungen ist insbesondere
auch das verhältnismäßig hohe Gewicht der Zahnstangen, da diese außer der Zahnung
noch glatte durchgehende Flächen für die Gleitführungen haben müssen. Gewöhnlich
liegen diese zusätzlichen glatten Führungsflächen, zu beiden Seiten der Zahnung.
Der Zahnstangenkörper muß deshalb wesentlich breiter gehalten werden, als es die
Zahnung verlangt. Diesen Nachteil weisen auch die Zahnstangen mit einer Doppelzahnung
auf, da auch bei diesen durchgehendes Führungsansätze notwendig sind, mit denen
die Zahnstange im Zahustangenbett gleiten kann.
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Auch ist es: bereits bei Stoßbänken bekannt, die Zahnstange beim Arbeitsvorgang
auf Zug zu beanspruchen.
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So ist beispielsweise bei einer derartigen Stoßbank die Zahnstange
unterhalb der Schaft und Dornstange und parallel zu diesen angeordnet und an ihrem
hinteren Ende durch einen Tragarm mit diesen. verbunden. Durch diese Ausbildung
konnte zwar die Baulänge der Stoßbank wesentlich gekürzt werden" sie bringt aber
den Nachteil mit sich, daß beim Arbeitshub in der Zahnstange ein erhebliches Biegungsmoment
auftritt, das: vom Bett der Stoßbank aufgenommen werden muß. Die Ursache dafür ist
darin zu suchen, daß die Antriebskraft der Zahnstange nicht gleichachsig mit der
Dornstange verläuft, da die Zahnstange exzentrisch am Dorns.tangenwiderlager angreift.
Dies hat zur Folge, daß ein: schneller Verschleiß der Zahnstangenführung eintritt.
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Bei einer anderen Stoßbank mit auf Zug belasteter Zahnstange ist man
diesem Nachteil begegnet, indem zwei Zahnstangen im Bereich der Dorn- und Schaftstange
und im gleichen, Abstand von dieser einander gegenüberliegend angeordnet und durch
ein Querhaupt hinter der Dornstange miteinander verbunden wurden, so. daß die Antriebskraft
achsgleich mit der Dornstange verläuft.
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.Es ist ferner im . Werkzeugmaschinenbau - bekannt, zwecks -Senkung
des Führungsverschleißes die Lagerung längs, bewegter Teile, z. B. von Schlitten
in; Bearbeitungsmaschinen, mit Hilfe von Dollen, insbesondere unter Einschaltung
von Wälzlagern.; zu bewerkstelligen,. Dabei laufen: Rollen auf Tragzapfen, die ihrerseits
an dem längs bewegten Teil. angerdnet sind.
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Auch im Stoßbankbau ist es sowohl bei Zug- als auch bei druckbelasteter
Zahnstange- bereits bekanntgeworden, die Zahnstange mittels auf Tragzapfen .laufender
Rollen zu lagern. Bei jenen: bekannten Stoßbänken mit rollengelagerter Zahn stange
sind die Rollen, bzw. Tragzapfen im Bett, d. h. ortsfest, angeordnet. Die Einleitung
der An triebskraft in die Zahnstange erfolgt zwar bei jenen bekanntem Einrichtungen
mittig zurr Stoßachse, jedoch ist in einem Fall die Rollenlagerung zur Stoßachse
ausmittig angeordnet, so daß das: Auftreten. starker Kippmomente und als Folge hiervon
starker, stoßartiger Normalkräfte an der Rollenlagerung erwartet werden muß. In
einem anderen Fall ist die Rollenlagerung mittig zur Stoßachse angeordnet und bleibt
daher im wesentlichen von stoßartigen Kräften verschont.
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Auch die Erfindung bedient sich einer Rollenlagerung der Zahnstange,
um bei Stoßbänken ins besondere mit auf Zug beanspruchter, d. h. exzentrisch am
Dorns:tangenwiderlager angreifender Zahnstange eine haltbare und wartungsarme Lagerung
der Zahnstange mit geringstem baulichem Aufwand; zu ermöglichen,.
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Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Zahnstange mit seitlichen
Tragzapfen und auf diesen angeordneten Rollen zu versehen, mit denen die Zahnstange;
im Zahns.tangenbett geführt wird.
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Es ist zwar, wie bereits im vorstehenden erwähnt, bekannt, die Tragzapfen
am längs beweglichen Teil einer Werkzeugmnschine anzubringen und dadurch z. B. eine
Verringerung der Rollenzahl gegenüber einer Anordnung der Tragzapfern, im Bett der
Maschine herbeizuführen, im vorliegenden Fall ergeben sich: aber bei Anwendung dieser
Anordnung bei Stoßbänken ganz spezifische und nicht ohne weiteres voraussehbare
Vorteile.
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So ermöglicht die Erfindung, dem bei ortsfester Anordnung der Rollen
im Stoßbett unvermeidbaren Aufschlagen der Enden; der Zahnstange an den Rollen zu
begegnen, das -durch die unter dem Einfluß der exzentrisch zur Lagerebene an ihr
angreifenden Stoß- bzw. Antriebskräfte zustande kommt. Ferner kann durch die Erfindung
das Zahnstangengewicht wesentlich; gesenkt werden, da keine Laufflächen, z. B. leistenartige
Vorsprünge, an der Zahnstange vorgesehen werden müssen. Die Zahnstangenbreite kann
auf die notwendige Verzahnungsbreite beschränkt werden. Das Gewicht der Zahnstange
ist nämlich in der Beschleunigungs-und Verzögerungsphase der Zahnstange von wesentlicher
Bedeutung. Außerdem können auch. die von dem Gewicht der Zahnstange beeinflußten
Teile der Rohrstoßbank leichter gehaltem: werden. Weiterhin erlaubt die Erfindung
eine zweckmäßige Durchbildung der Verbindungsstöße der aus Teilen zusammengesetzten.
Zahnstange, z. B. eine seitliche Anordnung von Schrumpfringen. Schließlich ist zu
erwähnen, daß die rollengeführte Zahnstange nach der Erfindung derart leicht läuft,
daß ein Wiedereinfädeln, falls sie mit ihrem Antriebsritzel außer Eingriff gekommen
sein sollte, durch einfaches Verschieben von Hand trotz ihres großen Gewichtes ohne
weiteres möglich, ist. Hierzu. mußten bei den alten Zahnstangen mit Gleitführungen
erhebliche Kräfte durch Winden od. dgl. aufgebracht werden.
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Überdies hat die neue Zahnstangenlagerung noch einen weiteren Vorteil.
Sie gestattet es nämlich, die
zwar seit Jahren druckschriftlich
bekannte, aber bisher nicht -ausgeführte Stoßbankbauart mit auf Zug belasteter Zahnstange
zu verwirklichen, die mit der sehr viel Wartung und eine häufige Auswechslung der
Verschleißteile erfordernden üblichen Gleitführung .keinen Eingang in die Praxis
fand. Bei dieser Ausführung deckt nämlich das Ziehringbett die Zahnstangenführun:g
von oben ab und läßt daher die für Gleitführungen notwendigen Wartungen nicht zu.
Dagegen erlaubt die Rollenführung nach der Erfindung das Verlegen der Zahnstangenrführung
unter das Ziehringbett, da eine häufige Wartung und ein Auswechseln von Verschleißstücken
nicht mehr erforderlich sind.
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In zweckmäßiger Fortbildung des Erfindungsgedankens werden die Führungsrollen
in bekannter Weise wechselweise versetzt angeordnet, so daß die eine Führungsrolle
die Führung nach unten und die folgende Führungsrolle die Führung nach oben übernimmt.
Dadurch wird erreicht, daß die einzelnen Rollen bei der Bewegung der Zahnstange
in einer Richtung nicht wechselweise an der unteren oder oberen Führung zur Anlage
kommen können, wodurch sie dort einem Antrieb in umgekehrter Drehrichtung ausgesetzt
wären.
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Zweckmäßig laufen die Führungsrollen auf Wälzlagern. Die Tragzapfen
für die Führungsrollen können auswechselbar in der Zahnstange gelagert sein.
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Vorteilhafterweise werden die Wälzlager für die Rollen seitlich offengehalten
und Vorrichtungen vorgesehen, durch die während des Betriebes ein Schmiermittel,
z. B. Öl, in die Wälzlager gespritzt werden kann. Dadurch wird während des Betriebes
eine einwandfreie Schmierung erreicht, auch an den Stellen, die nicht zugänglich
sind.
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Erfindungsgeanäß braucht nur ein Teil der Rollen, vorzugsweise die
am Anfang und am Ende der Zahnstange befindlichen, mit Spurkränzen, versehen zu
sein, während die restlichen Rollen keine Spurkränze haben.
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Unmittelbar hinter dem Aufläger für die Dornstange sind zwecks besserer
Aufnahme des Reaktionsdruckes beim Stoßvorgang zwei oder mehr Rollenpaare angeordnet.
Damit ein gleichmäßiges Tragen dieser dicht nebeneinander, unmittelbar hinter dem
Auflager für die Dornstange liegenden Rollen erreicht wird, sind diese paarweise
in einem Drehgelenk vereint gelagert.
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In weiterer Fortbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, die Einzelteile
der aus Teillängen zusammengesetzten Zahnstange durch seitliche, ihre Enden übergreifende,
im. Durchgangsprofil der Rollen liegende Schrumpfringe zusammenzuhalten. Die Schrumpfringe
erlauben gegenüber dien bisher angewendeten Verbindungen. der Einzelteile durch
Verschraubungen od. dgl,. eine bedeutend, größere Kraftübertragung durch die Zahnstange,
insbesondere in. Zugrichtung, so@ daß diese besondere Bauweise mit Vorteil für Stoßbänke
angewendet «-erden; kann, deren Zahnstange so, angeordnet ist, daß sie beim Stoßen
auf Zug beansprucht wird. Die Anwendung derartiger Schrumpfringe war bei den bisherigen
Zahnstangen.,- die lediglich in- Gleitführungen liefen, infolge Raummangels nicht
ohne weiteres möglich, während die nach der Erfindung vorgeschlagene Anordnung der
Schrumpfringe im Durchgangsprofil der Rollen keine Schwierigkeiten bereitet.
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In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsb:eispiele der Erfindung
schematisch dargestellt. Abb. i zeigt eine Ausführungsform in Seitenansicht, Abb.
2 .einen Schnitt nach A-B, Abb:. 3 einen Schnitt nach C-D; Abb. q. zeigt eine andere
Ausführungsform, ebenfalls in Seitenansicht, Ab:b. 5 einen, Schnitt dazu nach A-B.
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Mit i sind die Führungsbahnen für die Zahnstange 2 bezeichnet, die
durch die Antrieb-sritzel 3 bewegt wird. Das Auflager für die Dornstange ist mit
¢ bezeichnet.
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An der Zahnstange 2 sind Führungsrollen 5 mit auswechiselbaren Tragzapfen
6 gelagert. Sie laufen .auf nicht näher dargestellten, Wälzlagern. Unmittelbar hinter
dem Auflager q, liegen in einem Drehgelenk 7 vereint zwei Führungsrollen 5 auf jeder
Seite der Zahnstange, um den Reaktionsdruck beim Stoßen auf die Führung i gleichmäßig
zu übertragen.
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Die Einzelteile der aus. Teillängen zusammengesetzten Zahnstangen
werden in bekannter Weise durch eine Platte 8 und Schrauben, 9 zusammengehalten.
Zusätzlich sind seitlich an: entsprechenden Vorsprüngen mit To bezeichnete Schrumpfringe
vorgesehen, die im Durchgangsprofil der Rollen, 5 liegen.
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Durch diese zusätzlichen; Schrumpfringe To werden die Einzelteile
derart fest miteinander verbunden,, daß eis, ohne weiteres möglich ist, die Zahnstange
während des Stoßens durch: das Antriebsritzel, 3 auf Zug zu beanspruchen. Dieses
ergibt eine besonders kurze Bauweise der Gesamtanlage:, da die; Zahnsitange beim
Stoßen, unter dem Zieh ,bett durchlaufen kann.
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Bei der Ausführungsform nach Abb.. q. sind Führungsrollen 5" und 5b
vorgesehen., die in bekannter Weise versetzt zueinander angeordnet sind, so daß
die Führungsrollen 5" die Führung nach unten und die Führungsrollen: 5b die Führung
nach oben übernehmen. Die Bewegungsrichtung dieser Rollen bleibt daher bei einem
Arbeitshub der Zahnstange gleich, da die Rollen 5" immer nur in der unteren und
die Rollen 5b immer nur in der oberen Lauffläche zur Anlage kommen.