DE971469C - Walzenstreckmaschine - Google Patents

Description

(WiGBL S. 175)

AUSGEGEBEN AM 5. FEBRUAR 1959

KLASSE 7a GRUPPE INTERNAT. KLASSE B 21 b

sind als Erfinder genannt worden

Dr. Fritz Singer, Starnberg

Walzenstreckmas diine

Die Erfindung betrifft die besondere Ausbildung einer Walzenstreckmaschine, insbesondere zur Herstellung von in Längsrichtung profilierten Werkstücken rektangulären Querschnitts, bei der das Werkstück zwischen auf Kreisbahnen umlaufenden Formgebungswerkzeugen oder zwischen auf einer Kreisbahn umlaufenden Formgebungswerkzeugen und einem das Gegenwerkzeug bildenden Stahlkörper reduziert wird.

Das Neue an der Erfindung besteht darin, daß das Werkstück nicht, wie dies bei Planetenwalzwerken bekannter Bauart üblich ist, in der Richtung der Tangente des Punktes der Bahn der umlaufenden Formgebungswerkzeuge, wo diese die kürzeste Entfernung zum Gegenwerkzeug einnehmen, sondern in einem Winkel zu dieser Tangente vorgeschoben wird oder, einfacher ausgedrückt, daß die Werkstückzuführungsbahn mit der Streckbahn einen Winkel bildet.

Von besonderer Bedeutung ist diese Maßnahme in der Anwendung auf sogenannte Halbplanetenwalzwerke, bei denen nur eines der Werkzeuge aus einer Trägerwalze mit auf dem Umfang derselben fest oder drehbar angeordneten Formgebungswerkzeugen besteht, während als Gegenwerkzeug ein Stahlkörper verwendet wird, dessen der Trägerwalze zugekehrte Begrenzungsfläche die Bahn bildet, auf der das Werkstück reduziert wird.

Der lange Zeit unbeachtet gebliebene formungstechnische Vorzug des Planetenwalzwerks besteht darin, daß man, insbesondere bei der Warmformgebung, erstaunliche Abstreckgrade erzielt, die da-

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durch ermöglicht werden, daß die Formgebung auf einem längeren Weg stattfindet und die Gesamtabstreckung des vorgeschobenen Abschnitts sich aus einer Anzahl von durch den Eingriff einander folgender Werkzeuge bewirkten Teilstreckungen zusammensetzt.

Dies trifft auch auf Halbplanetenwalzwerke zu, wenn das Werkstück in der gleichen Ebene vorgeschoben wird, in der die Abstreckung stattfindet. ίο Wenn man aber in einem Halbplanetenwalzwerk die Werkstückzuführungsbahn in einem Winkel zur Streckbahn anordnet und zweckmäßig den Scheitelpunkt des Winkels mit dem Punkt der Streckbahn zusammenfallen läßt, wo die umlaufenden Werkzeuge das Werkstück annähernd in einer Ebene zu bearbeiten beginnen, so hat dies eine völlige Änderung der Formgebungsverhältnisse zur Folge. Der Gesamtabstreckungsgrad setzt sich dann nicht mehr aus einer Anzahl von Teilstrekkungen zusammen, vielmehr wird der jeweils vorgeschobene Abschnitt durch einen einzigen Eingriff der formgebenden Werkzeuge fertig gestreckt.

Darin liegt also schon ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung gegenüber den bekannten Bauarten von Planetenwalzwerken. Bei der Kaltformgebung ist immer ein durch eine einzige Formgebungsoperation zu erzielender, höchstmöglicher Abstreckgrad anzustreben, weil dieser die geringste Formänderungsarbeit bei geringstem Verlust an Formänderungsvermögen erfordert. Nur läßt sich diese Erkenntnis bei den häufigst verwendeten Kaitformgebungsarten nicht anwenden. Wenn man bei einem Vollplanetenwalzwerk auch ohne Anwendung dieses Grundsatzes sehr hohe Abstreckgrade erzielt, so hat dies seinen Grund in der außerordentlich günstigen Verformungsart, die dem Planetenwalzwerk eigen ist. Da bei dem Vollplanetenwalzwerk die vorgeschobenen Abschnitte aber Schritt für Schritt durch eine Mehrzahl von PIanetenwalzen abgestreckt werden und die in der Verformung begriffenen Abschnitte mit jeder Teilstreckung eine zunehmende Härtung erfahren, wird das an sich mögliche Minimum an Verformungsarbeit nicht erreicht.

Ein weiterer Vorzug der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß der Zug, der auf den ungestreckten Werkstückteil bei der Verformung ausgeübt wird, weitgehend schon dadurch abgefangen wird, daß das Werkstück in einem Winkel zur Streckbahn zugeführt wird.

Der Hauptvorzug der erfindungsgemäßen Ausbildung eines Planetenwalzwerks besteht aber darin, daß sie die Herstellung von in der Längsrichtung profilierten Werkstücken rektangulären Querschnitts, wie z. B. eines Profils, das bei einer Gesamtlänge von 2 m auf eine Länge von 1 m eine Stärke von 4 mm, auf die anschließende Länge von 0,5 m eine Stärke von 3 mm und auf die restliche Länge eine Stärke von 2 mm aufweisen soll, ermöglicht oder zum mindesten wesentlich erleichtert. In Längsrichtung profilierte Werkstücke dieser und ähnlicher Art können auf Planetenwalzwerken üblicher Bauart, bei denen die vorgeschobenen Abschnitte Schritt für Schritt durch eine Mehrzahl von Planetenwalzen abgestreckt werden, nicht hergestellt werden, weil infolge des Umstands, daß sich in dem Zeitpunkt, wo die Vorschubgröße geändert werden muß, eine Anzahl bis dahin vorgeschobener Abschnitte noch in der Abstreckung befindet, es weder möglich ist, gleichzeitig mit der Änderung der Vorschubgröße auch den Walzspalt auf die Stärke des folgenden Profilteils einzustellen, noch den Walzspalt unverändert zu lassen, wenn es sich darum handelt, Profile der geforderten Abmessungen zu erhalten. Dies ist nur bei der erfindungsgemäßen Bauart des Planetenwalzwerks möglich, da diese gestattet, die vorgeschobenen Abschnitte durch einen einzigen Eingriff der formgebenden Werkzeuge fertig zu strecken.

Es sind Walzenstreckmaschinen bekannt, bei denen die Werkstückzuführungsbahn in einem Winkel zur Streckbahn angeordnet ist. Bei diesen bekannten Walzenstreckmaschinen ist diese Maßnahme durch das Verfahrensprinzip bedingt, das darin besteht, daß über den Scheitel des Winkels vorgeschobene Abschnitte des Werkstücks durch eine in der Streckbahn geradlinig hin und her bewegte Walze ausgestreckt werden. Bei einem Planetenwalzwerk lag bisher keinerlei Zwang oder auch nur eine Veranlassung vor, die Werkstückzuführungsbahn in einem Winkel zur Streckbahn anzuordnen. Erst durch die Erfindung vermittelte Erkenntnisse lassen die Anwendung dieser Maßnahme in einem Planetenwalzwerk als sachlich begründet und zweckmäßig erscheinen.

In den Fig. 1 bis 5 sind Ausführungsbeispiele der Vorrichtungen nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt

Fig. ι die einfachste Ausführung dieser Vorrichtungen im Schnitt senkrecht zur Trägerwalzenachse,

Fig. 2 eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsart teilweise im Schnitt,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie A-B der Fig. 2, in der Richtung der Pfeile gesehen,

Fig. 4 im vergrößerten Maßstab die Lagerung der Planetenwalzen,

Fig. 5 im vergrößerten Maßstab Einzelheiten der in Fig. 2 dargestellten Vorschubeinrichtung.

In Fig. ι ist in Lagern b des Maschinengestells a die Walze c gelagert, die mit zur Walzenachse parallelen Einschnitten versehen ist, in denen die Reduzierwerkzeuge d befestigt sind. Die Walze e wird durch eine (nicht dargestellte) Antriebsvorrichtung im Uhrzeigersinne angetrieben. Das Gegenwerkzeug e ist in horizontalen Führungen f des Maschinenrahmens α gegenüber der Walze verschiebbar angeordnet. Eine im Maschinenrahmen verschraubte Spindel g dient zur genauen Einstellung des Walzspalts. Das Gegenwerkzeug e ist mit einer Werkstückzuführungsfläche h versehen, die mit der Streckbahn i einen Winkel bildet. Die Streckbahn i ist parallel zu der durch die Walzenachse gelegten Vertikalebene angeordnet. Der auf dem Gegenwerkzeug c befestigte Walzenvorschub k wird durch von der Walze abgeleitete Antriebs-

mittel in den Zeitabschnitten betätigt, wenn ein Reduzierwerkzeug d nach dem Ausstrecken den gestreckten Abschnitt verläßt und das auf der Walze nächstfolgende Reduzierwerkzeug das Werkstück noch nicht berührt.

Die selbsttätige Vorschubeinrichtung kann von ähnlicher Bauart sein wie die in Fig. 2 dargestellte. In der in den Fig. 2 bis 5 gezeigten Ausführungsart der Erfindung bilden zwei im Abstand vonein- ander angeordnete und durch Ankerschrauben 2 verbundene Ständer i, i' das Maschinengestell. In den oberen Teilen der Ständer angeordnete Lager tragen die Zapfen 3 der Trägerwalze 4, die durch eine (nicht dargestellte) Antriebsvorrichtung im Uhrzeigersinne angetrieben wird. Planetenwalzen 5 sind symmetrisch auf der Trägerwalze 4 verteilt.

Käfigringe 6, 6' sind drehbar auf beiden Seiten der Trägerwalze zwischen den Ständern 1, i' und der Trägerwalze 4 befestigt und in ihrer Stellung durch Ringe 7, 7' gehalten, die auf den Achsen der Trägerwalze 4 aufgekeilt sind.

Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, sind die Lager 8, 8' der Zapfen der Planetenwalzen 5 radial verschiebbar zwischen scheibenartigen Verlängerungen der Käfigringe 6, 6' und der Trägerwalze befestigt. Schrauben 9 und Druckfedern 10 dienen dazu, die Lager 8, 8' gegen die Käfigringe 6, 6' und so auch die Planetenwalzen 5 gegen die Trägerwalze 4 anzudrücken.

In den unteren Teilen der Ständer 1, 1' ist das Gegenwerkzeug 11, ein massiver Stahlkörper, befestigt, der mit einer Werkstückzuführungsbahn 12 versehen ist, die mit der Streckbahn 13 einen Winkel bildet. Die Streckbahn 13 ist parallel zu einer durch die Achse der Trägerwalze gelegten horizontalen Ebene angeordnet.

Die Änderung des Spalts zwischen Trägerwalze und Gegenwerkzeug wird durch Heben oder Senken der Trägerwalze bewerkstelligt. Die Lager 14, 14' der Trägerwalze 4 werden in ihrer obersten Stellung durch Druckfedern 15, 15' gehalten, die auf Querstegen der Ständer gelagert sind. In den Ständern 1, 1' verschraubte Spindeln 16, i6' dienen dazu, den Spalt zwischen der Trägerwalze 4 und

♦5 dem Gegenwerkzeug 11 einzustellen.

Da jeweils durch eine Planetenwalze bei feststehendem Werkstück immer nur ein Abschnitt des Werkstücks reduziert wird, so muß dieses in der Zeit bis zum Eingriff der nächsten Planetenwalze um einen neuen Abschnitt vorgeschoben werden. Diesem Zweck dient die in den Fig. 2 und 5 gezeigte Vorschubeinrichtung. Wie aus den Fig. 2 und 5 ersichtlich ist, sind eine obere, mit Zapfen 18 versehene Vorschubwalze 17 und eine untere, mit Zapfen 20 versehene Vorschubwalze 19 so in Lagern 21 am Maschinengestell befestigt, daß ihre Achsen parallel zu der Achse der Trägerwalze 4 stehen. Die Walzen 17 und 19 sind durch ein (nicht dargestelltes) Getriebe, z. B. durch ein Zahnradpaar, so miteinander gekuppelt, daß, wenn die obere Walze 17 im Uhrzeigersinne (Fig. 2) gedreht wird, die untere Walze die gleiche Drehung im entgegengesetzten Uhrzeigersinne ausführt. Die inneren Lauf ringe 22 von Freilaufkupplungen sind auf die Zapfen 18 der oberen Vorschubwalze auf gekeilt. Die Bauart der Freilaufkupplungen ist im Detail in Fig. 5 dargestellt. Die äußeren Laufringe der Freilaufkupplungen23 sind als einarmige Hebel ausgebildet, die mittels der Laschen 25 an die unteren Arme der doppelarmigen Hebel 24 angelenkt sind. Die doppelarmigen Hebel 24, die in Fig. 2 hintereinander angeordnet gedacht sind, sind auf den Wellen 26 starr befestigt, die an ihren Enden in den Lagern 21 drehbar befestigt sind, und tragen an ihren, oberen Enden Rollen 27, die mit den Planetenwalzen 5 der Trägerwalze 4 bei deren Umlaufbewegung zusammenarbeiten. An den oberen Armen der Hebel 24 greifen Druckfedern 28 an, deren entgegengesetzte Enden sich gegen an den Ständern 1, 1' befestigte Anschläge 29 abstützen. Durch die Druckfedern 28 werden die unteren Arme der Hebel 24 nach außen gegen die Anschlagschrauben 30 gedruckt, die, durch die Gewindebohrungen seitlicher Fortsätze 31 des Walzengestells hindurchgehend, an ihrem äußeren Ende Stellräder 32 tragen. Durch Drehen dieser Stellräder kann der Winkel, um den die Hebel 24 beim jedesmaligen Auf treffen einer der Planetenwalzen 5 auf ihre Rollen 27 im Uhrzeigersinne der Fig. 2 gedreht werden, vergrößert oder verkleinert werden, go

Die Wirkungsweise der Walzenstreckmaschine nach den Fig. 2 bis 5 ist wie folgt:

Zunächst muß der Walzspalt auf die Stärke eingestellt werden, auf welche das zu reduzierende Werkstück herunter reduziert werden soll. Dies geschieht durch Drehen der Schraubenspindeln 16, ιό'. Dann wird das Werkstück durch die Vorschubwalzen 17, 19 bis nahe an den Walzspalt vorgeschoben, wobei man sich einer (in der Zeichnung der Übersichtlichkeit der Darstellung wegen nicht eingezeichneten) Vorrichtung zum vorübergehenden Abheben der oberen Vorschubwalze 17 bedient. Hierauf wird die Maschine in Gang gesetzt. Die Trägerwalze 4 dreht sich im Uhrzeigersinne (Fig. 2), und mit ihr drehen sich die Planetenwalzen 5, da sie durch die Druckfedern 10 auf den Umfang der Trägerwalze 4 angepreßt werden. Sobald eine der Planetenwalzen 5 auf die Rollen 27 der Hebel 24 auftrifft, werden die letzteren um einen bestimmten Winkel im Uhrzeigersinne ge- no dreht. Dies hat zur Folge, daß auch die äußeren Laufringe 23 der Freilaufkupplungen der oberen Vorschubwalze 17 eine gleichsinnige Drehung erfahren. Da die Freilaufkupplungen so angeordnet sind, daß bei einer Drehung der äußeren Laufringe 23 im Uhrzeigersinne letztere mit den inneren Laufringen 22 gekuppelt werden, wird auch der oberen Vorschubwalze eine gleichsinnige Drehung aufgezwungen. Da die obere und untere Vorschubwalze durch Zahnräder miteinander gekuppelt sind, erfährt die untere Vorschubwalze eine Drehung im entgegengesetzten Uhrzeigersinne. Das Ergebnis der Drehung der beiden Walzen ist, daß das Werkstück um eine bestimmte Strecke vorgeschoben wird, die, da sie von dem Drehungswinkel des Hebels abhängig ist, durch Drehung der Anschlag-

schraube 32 innerhalb der praktisch erforderlichen Grenzen verändert werden kann. Die durch die Federn 25 bewirkte Rückwärtsbewegung der Hebel 24 in ihre Ausgangsstellung verursacht keine Bewegung der Vorschubwalzen, da die äußeren Freilaufringe 23 bei ihrer Bewegung im entgegengesetzten Uhrzeigersinne nicht mit den inneren Freilaufringen gekuppelt sind.

Bei der weiteren Drehung der Trägerwalze 4 trifft die Planetenwalze, welche den Vorschub ausgelöst hat, auf die Oberfläche des Werkstücks und streckt den vorgeschobenen Abschnitt des Werkstücks auf die Stärke aus, die der gewählten Einstellung des Walzspalts entspricht. Nachdem die erste Planetenwalze das Ausstrecken beendet hat und außer Kontakt mit dem Werkstück gekommen ist, trifft die nächstfolgende Planetenwalze auf die Rollen 27 der Hebel 24 auf und setzt die Vorschubeinrichtung in Gang.

ao Wenn es sich darum handelt, Bleche oder Bänder von gleichbleibender Stärke herzustellen, wird der Walzspalt nicht verändert. Wenn aber die Herstellung von Blechen und Bändern gefordert wird, die aus Abschnitten gleichbleibender, aber verschiedener Stärke bestehen sollen, so ist es nur notwendig, die Maschine stillzusetzen, nachdem die gewünschte Länge in der geforderten Wandstärke gestreckt ist, den Walzspalt dann auf die neue Wandstärke einzustellen und die Maschine wieder in Gang zu setzen.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Besondere Ausbildung einer Walzenstreckmaschine, insbesondere zur Herstellung von in Längsrichtung profilierten Werkstücken rektangulären Querschnitts, bei der das Werkstück zwischen auf Kreisbahnen umlaufenden Formgebungswerkzeugen oder zwischen auf einer Kreisbahn umlaufenden Formgebungswerkzeugen und einem das Gegenwerkzeug bildenden Stahlkörper reduziert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückzuführungsbahn mit der Streckbahn einen Winkel bildet.
2. 2. Vorschubeinrichtung in einer Walzenstreckmaschine nach Anspruch 1, bei der die Formgebungswerkzeuge als Planetenwalzen ausgebildet sind, die auf ihrer ganzen Länge auf der Trägerwalze aufliegen und deren Zapfen in Käfigringen gelagert sind, die auf den Achsen der Trägerwalze drehbar angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Hübe der Vorschubeinrichtung zeitlich von den umlaufenden Planetenwalzen gesteuert werden.
3. 3. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein in die Bahn der umlaufenden Planetenwalzen ragendes Steuerglied Impulsgeber für die Vorschubeinrichtung ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Deutsche Patentschriften Nr. 84778, 122932, 241, 168 025, 230 223, 247 543, 609 517,

   USA.-Patentschriften Nr. 455 598, 771 611,
   ι 024 485, ι 622 744, ι 929 987, 2 218 460;

   schweizerische Patentschriften Nr. 245 123,
   123;

   britische Patentschriften Nr. 609 706, 655 190.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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