DE1263665B - Maschine zur fortschreitenden Querschnittsaenderung eines roehrenfoermigen Werkstuecks mittels Arbeitswalzen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

deutsches mrwm^ Patentamt B 21b

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Deutsche KL: 7a-

Nummer: 1263 665

Aktenzeichen: B 53473 I b/7 a

Anmeldetag: 4. Juni 1959

Auslegetag: 21. März 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zur fortschreitenden Querschnittsänderung eines röhrenförmigen Werkstücks, bestehend aus je einer an einer Seite des Werkstücks angeordneten Arbeitswalze in einem angetriebenen, in einem Walzenständer geführten Walzenschlitten zur Ausführung eines Arbeitshubes in einer Richtung und eines Rücklaufhubes in der anderen Richtung, und mit Stützbahnen, welche die Achsen beider Walzen im wesentlichen zu Beginn und während des größten Teiles des Arbeitshubes einander nähern, sowie einer Einrichtung, die das Verarbeitungsgut während des Rücklaufhubes der Walzen und deren Freigabe von ihren Stützbahnen vorschiebt.

Es ist bereits eine derartige Maschine zur fortschreitenden Querschnittsänderung eines langgestreckten Werkstücks bekannt, bei der jedoch die Arbeitswalzen mit dem Werkstück ständig in Berührung stehen. Dies hat sich als nachteilig erwiesen. Zwar ist der Walzendruck beim Rücklaufhub aufgehoben, so daß die Arbeitswalzen hierbei keine Arbeit leisten, sie liegen jedoch auch während des Rücklaufs am Werkstück an. Dadurch ergeben sich Schwierigkeiten infolge der durch die schwere Ausführung der Arbeitswalzen bedingten hohen Trägheitsmomente dieser Walzen. Hierbei ist nämlich zu berücksichtigen, daß jeweils an den Übergängen vom Arbeitshub zum Rücklaufhub und umgekehrt die Walzen ihre Drehrichtung ändern müssen. Wenn das nun wie bei der erwähnten bekannten Maschine unter Berührung mit dem Werkstück erfolgt, so treten ganz erhebliche Beanspruchungen der Walzen bzw. des Werkstücks auf, die sowohl im Hinblick auf die Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine als auch auf die Qualität des hierbei erzeugten Werkstücks unerwünscht sind.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Maschinen besteht darin, daß für den Fall, daß eine Drehung des Werkstückes nach dem Arbeitshub der Walzen erforderlich ist, diese gegen den Widerstand der am Werkstück anliegenden Walzen erfolgen muß. Auch das wirkt sich ungünstig auf die Arbeitsgeschwindigkeit und die Qualität des bearbeiteten Werkstücks aus.

Bei der erwähnten bekannten Maschine sind die Walzen in frei in Querrichtung gleitenden Lagerböcken angeordnet, so daß keine der Walzen vollständig während des Rücklaufhubes abgehoben werden kann. Sogar während des Vorschubes des Werkstücks stehen bei dieser bekannten Maschine die Walzen in Berührung mit dem Werkstück, da die oberen Walzen auf dem Werkstück infolge der Schwerkraft aufliegen, während die Seitenwalzen das Maschine zur fortschreitenden
Querschnittsänderung eines röhrenförmigen
Werkstücks mittels Arbeitswalzen

Anmelder:

Blaw-Knox Company, Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Vertreter:
Dipl.-Ing. R. H. Bahr

und Dipl.-Phys. E. Betzier, Patentanwälte,
4690 Herne, Freiligrathstr. 19

Als Erfinder benannt:

Frank R. Krause, New Castle, Pa. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V, St. v. Amerika vom 6. Juni 1958 (740 248) - -

Werkstück ebenfalls berühren. Obwohl während des Rücklaufhubes die Walzengehäuse bei ihrer Rückwärtsbewegung relativ zur Führungsplatte abgebremst werden, um zu ermöglichen, das Werkstück für den Vorschub freizugeben, werden diese Walzen nicht vollständig über den gesamten Rücklaufhub abgehoben.

Es ist weiter eine Maschine bekannt, die keine Arbeitswalzen, sondern nur Arbeitssegmente aufweist, und bei der keine Einrichtungen vorhanden sind, um die Drehachsen der Segmente aufeinander zu zu bewegen, so daß diese sich nicht vollständig von dem Werkstück lösen lassen. Daher zeigen sich hier die gleichen vorstehend erwähnten Nachteile.

Bei einer anderen bekannten Maschine mit ortsfesten Arbeitswalzen sind die Arbeitswalzen nicht bewegbar. Sie zeigen statt dessen nockenförmig ausgebildete Vertiefungen, die das Werkstück nach hinten bewegen, so daß es für einen erneuten Vorschub bereit ist. Hierbei zeigt sich jedoch der Nachteil, daß die Arbeitsgeschwindigkeit sehr viel niedriger liegt.

Es ist auch ein Walzwerk mit einem Walzenschlitten bekannt, der auf das Werkstück bewegbare Walzen trägt. Auch hierbei geben die Walzen das Werkstück zu keiner Zeit der Bearbeitung frei, sondem wirken auf das Werkstück in beiden Richtungen. Daher läßt sich das Werkstück nur am Ende eines jeden Hubes vorschieben, so daß die Geschwindig-

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keit der hin- und hergehenden Bewegung ein- F i g. 4 einen Schnitt durch einen Teil des 'Hauptgeschränkt ist. --- antriebes und der Vorrichtung zum Aufheben des

Ferner sind Walzwerke bekannt, bei denen die Druckes der Arbeitswalzen während des Rückhubes. Achsen der Walzen während des Beginns des Arbeits- Die röhrenförmigen Werkstücke 9 werden auf den

hubes in Richtung auf das Werkstück bewegt werden, 5 gewünschten Durchmesser und die gewünschte Wandso daß sie während des Rücklaufhubes vollständig stärke durch die Arbeitswalzen 1 und 2 gewalzt, die vom Werkstück freigegeben sind. Hier werden jedoch in dem hin- und hergehenden Schlitten 21 montiert nicht die Walzen bewegt, sondern das Werkstück. sind, der seinerseits in dem Walzwerkgehäuse 22 an-Schließlich ist auch ein Walzwerk bekannt,-bei geordnet ist. Zu dem massiven Rahmen des WaIzdem die Arbeitswalzen nur an einem Ende des einen i₀ werkgehäuses 22 gehören unter anderem die Platten Arbeitshubes freigegeben werden, um dem Werk- 23, die unmittelbar die Keilschlitten 24 tragen, auf stück den Vorschub zu ermöglichen, im übrigen je- denen der untere Arbeitskeil 8 ruht,
doch am Werkstück anliegen, und zwar während des Eine ähnliche massive Konstruktion ist am oberen

größten Teiles beider Hübe. Daher wird hier lediglich Teil des Walzwerkes vorgesehen. Diese besteht aus während eines kurzen Zeitraumes, währenddessen die i₅ senkrechten Stützbahnen 10 und 11, die einen Keil-Walzen am Ende des Arbeitshubes stehen, das Werk- schlitten 25 tragen, mit dem der Arbeitskeil 7 verstück zum Vorschub freigegeben, was aber die Ge- schiebbar im Eingriff steht. Die Arbeitswalzen 1 schwindigkeit der Maschine einschränkt. Die Tat- und 2 übertragen ihren Druck auf die Stützwalzen 3 sache, daß die Walzen nicht vollständig vom Werk- und 4, die Druckplatten 5 und 6 sowie die Arbeitsstück während des gesamten Rücklaufhubes frei- _ao keile 7 und 8 und die Keilschlitten 24 und 25.
gegeben werden, bewirkt die bereits erwähnten Nach- Das Walzwerkgehäuse 22 trägt darüber hinaus den

teile. Schlitten 21, so daß dieser auf Rollen 26 mittels des

Der Erfindung hegt die Aufgabe zugrunde, die Hauptantriebes 27 hin- und herbewegt werden kann. Maschine der eingangs erwähnten Art so zu ver- Erfindungsgemäß werden am Ende jedes Arbeits-

bessern, daß die Änderung der Drehrichtung der 25 hubes des Schlittens 21 die Arbeitskeile 7 und 8 ab-Arbeitswalzen bei der Umkehr des Hubes während gezogen. Um hierbei die Arbeitswalzen 1 und 2 ereines längeren Zeitraumes vorgenommen werden findungsgemäß vollständig außer Eingriff mit dem kann. Werkstück 9 zu bringen, wenn die Keile zurück-

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung gezogen werden, sind zwei schwere Druckfedern 15 vor, daß die Arbeitswalzen am Ende des Arbeits- 30 (s. F i g. 3) an jedem Ende der Arbeitswalzen in Aushubes während des Rücklaufhubes mindestens über sparungen der Zapfenlager 12 angeordnet. Die die von ihnen bearbeitete Werkstücklänge vom Werk- Druckfedern 15 werden durch Bunde 13 abgestützt, stück vollständig abhebbar sind. Dadurch ist während die durch die Kappen 28 getragen werden, und wirdieses Rücklaufhubes hinreichend Zeit vorhanden, ken somit zwischen den Bunden 13 und den nach selbst bei mit hohen Geschwindigkeiten arbeitenden 35 innen gerichteten Flanschen 29 der Zapfenlager 12. Maschinen die Arbeitswalzen anzuhalten und wieder Die Druckfedern 15 sind stark genug, um mehr als in ihre Ausgangsstellung zurückzudrehen, ohne daß das Gewicht der Walzen auszugleichen, und halten sie das Werkstück berühren. Will man die Arbeits- deshalb die Arbeitswalze 1 im Eingriff mit der Stützgeschwindigkeit der Maschine noch weiter steigern, walze 4 und diese mit der Druckplatte 5. So wird die so erweist sich der abgehobene Zustand der Arbeits- 40 Druckplatte 5 mit dem Arbeitskeil 7 in Berührung walzen bei der erfindungsgemäßen Maschine auch im gehalten, wenn dieser mittels der Zugstangen 30 abHinblick auf die Möglichkeit zweckmäßig, während gezogen wird, die die Kopfplatte 31 durchdringt. Die des Rücklaufhubes die Walzen und das Werkstück Röhren 32 umgeben die Zugstangen und die Druckzu kühlen, so daß sich eine Verformung sowohl des federn 33 (s. Fig. 1) und wirken zwischen den Enden Werkstückes als auch der Arbeitswalzen, die in allen 45 der Röhren 32 und der Scheiben 34, die einstellbar Fällen unerwünscht ist, während des Rücklaufhubes an den oberen Enden der Zugstangen 30 befestigt vermeiden läßt. sind. Die Druckfedern 33 erzeugen eine Kraft, die

Im Ergebnis entsteht durch die erfindungsgemäßen weit größer ist als das Gewicht der Druckplatte 5 und Maßnahmen eine Maschine, die mit sehr hohen Ge- des Arbeitskeiles 7. Wenn somit die Arbeitskeile abschwindigkeiten arbeiten kann und dementsprechend 50 gezogen werden, wird die Druckplatte 5 in Berüheinen bisher nicht erreichten Ausstoß von gefertigten rung mit dem Arbeitskeil 7 und dieser mit dem obe-Werkstücken zeigt, die vollkommen gleichmäßig und ren Keilschlitten 25 gehalten. Hierdurch wird ein Gevon hoher Qualität sind, weil nur die beabsichtigten rausch verhindert, wenn die .Arbeitskeile weggezogen Arbeitsvorgänge beim Arbeitshub vorgenommen sind und ersetzt werden. Es wird auch die Belastung werden. 55 vermindert, die sonst auf den Druckfedern 15 liegen

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung würde, welche, wie erwähnt, die Arbeitswalze 1 und ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung die Stützwalze 3 heben.

eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Eine ähnliche Anordnung wird am Boden des

Zeichnung. In dieser zeigt Schlittens verwendet, um wenigstens teilweise das Ge-

Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch das 60 wicht der Arbeitswalzen2 und der Stützwalze4 so-Walzengehäuse, den Schlitten zur Aufnahme der wie der Druckplatte 6 auszugleichen. Wie man der Walzen, und der Hauptantriebsvorrichtung eines F i g. 3 entnehmen kann, werden die Hülsen 35 durch Röhrenwalzwerkes, die Bodenplatte 36 getragen und durchdringen diese

Fig. 2 einen Schnitt durch die Walzen in ver- nach unten. Die Enden der Hülsen35 sind gegrößertem Maßstab im wesentlichen nach der Linie 65 schlossen und nehmen die Druckfeder 37 auf, die I-IderFig. 1, andernends auf die Stopfen 38 wirken. Die Druck-

F i g. 3 einen Schnitt im wesentlichen nach der federn 37 gleichen somit das Gesamtgewicht der Linie H-II der F i g. 2 in vergrößertem Maßstab, Druckplatte 6, der Stützwalze 4 und der Arbeits-

walze 2 teilweise aus und setzen die Belastung auf die Arbeitskeile 8 herab. Daher können die Arbeitskeile weggezogen und ohne unzulässige Reibung zurückgeschoben werden, jedoch wird durch das Gewicht der Arbeitskeile die Berührung zu jedem Zeitpunkt zwischen der Druckplatte 6 und den Arbeitskeilen 8 sowie der Stützbahn 10 aufrechterhalten. Die oberen und unteren Druckfedern sind vorzugsweise so ausgelegt, daß die Belastung im wesentlichen von der gleichen Größenordnung an den Enden des Hubes des Schlittens sind, wo die Arbeitswalzen 1 und 2 freigegeben werden, so daß die Walzen das Werkstück nicht mehr erfassen.

Um die Arbeitskeile 7 und 8 in zeitlicher Beziehung zur Hin- und Herbewegung des Schlittens zu bewegen, werden die einzelnen, die Arbeitskeile 7 bildenden Keilglieder an ein oberes Querglied 39 angeschlossen (s. F i g. 1 und 4), wobei jedes Ende dieses Quergliedes mit einer Verbindungsstange 40 in Verbindung steht. Ein im wesentlichen identischer Mechanismus ist auf jeder Seite der Maschine vorgesehen, von denen einer in F i g. 4 wiedergegeben ist. Die Verbindungsstange 40 wird in der veranschaulichten Weise über den Schwenkhebel 41 durch den Nocken 42 auf der Welle 43 zur Betätigung des Arbeitskeiles 7 hin- und herbewegt.

Eine ähnliche Anordnung findet zur Betätigung des Arbeitskeiles 8 Verwendung, wie der F i g. 4 deutlich zu entnehmen ist. Die Arbeitskeile 8 sind über ein Querglied 44 angeschlossen, von denen jedes schwenkbar mit einer Verbindungsstange 45 verbunden ist, die mit dem unteren Ende des Hebels 46 schwenkbar in Verbindung steht. Dieser Hebel 46 kann in ähnlicher Weise wie der Schwenkhebel 41 verschwenkt werden, wenn die Stoßstange 47 durch den Nocken 42 auf der Welle 43 gedreht wird. Durch diese Konstruktion werden die Arbeitskeile 7 und 8 in genauer zeitlicher Abstimmung mit der Bewegung des Schlittens durch einfache und mechanische Verbindungen bewegt, die unmittelbar vom Haupttrieb über die Welle 43 abgeleitet sind.

Während der Periode, in der die Keile abgezogen und die Arbeitswalzen vom Werkstück 9 gelöst sind, werden ein oder mehrere Werkstücke vorgeschoben und um den Bruchteil einer ganzen Umdrehung durch eine Vorrichtung gedreht, die für die vorliegende Erfindung nicht von unmittelbarem Interesse ist.

Um den richtigen Umlauf der Walzen sicherzustellen, trägt die obere Druckplatte 5 eine Zahnstange 16, in die Ritzel 17 an der oberen Stützwalze 3 eingreifen. Diese Ritzel selbst stehen wieder mit Ritzeln 19 an der oberen Arbeitswalze 1 im Eingriff. Eine ähnliche Anordnung aus Zahnstange 18 und Ritzel 20 dient zum Antrieb der unteren Arbeitswalze 2 und der Stützwalze 4. Die die Arbeitswalzen antreibenden Ritzel 19 und 20 α haben einen Teilkreisdurchmesser, der annähernd gleich dem Teilkreisdurchmesser der Walzenrillen in der Nähe des Austrittsendes des konischen Durchlasses sind. Hierdurch wird ein Schlupf der Walzenprofile gegenüber den Werkstücken in der Nähe des Austrittsendes des Hubes verhindert und die Eigenschaften sowie die Oberfläche der gewalzten Rohre verbessert.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Maschine zur fortschreitenden Querschnittsänderung eines röhrenförmigen Werkstücks, bestehend aus je einer an einer Seite des Werkstücks angeordneten Arbeitswalze in einem angetriebenen, in einem Walzenständer geführten Walzenschlitten zur Ausführung eines Arbeitshubes in einer Richtung und eines Rücklaufhubes in der anderen Richtung, und mit Stützbahnen, welche die Achsen beider Walzen im wesentlichen zu Beginn und während des größten Teils des Arbeitshubes einander nähern, sowie einer Einrichtung, die das Verarbeitungsgut während des Rücklaufhubes der Walzen und deren Freigabe von ihren Stützbahnen vorschiebt, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitswalzen (1, 2) am Ende des Arbeitshubes während des Rücklaufhubes mindestens über die von ihnen bearbeitete Werkstücklänge vom Werkstück (9) vollständig abhebbar sind.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine mit einer oberen Stützwalze (3) zusammenwirkende Arbeitswalze (1) mit einem aus Druckplatte (5), Arbeitskeilen (7) und Stützbahnen (10) bestehenden Keilgetriebe vorgespannt und an der Druckplatte aufgehängt ist.

3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Zapfenlagern (12) für die obere Arbeitswalze (1) und den Bunden (13) einer an der Druckplatte (5) aufgehängten Stützstange (14) Druckfedern (15) angeordnet sind.

4. Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anheben der Arbeitswalzen (1, 2) Zahnstangen (16,18) und Ritzel (17,19) angeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 1 001 224, 925 767, 155, 232 512,183 902;

britische Patentschrift Nr. 227 219;
USA.-Patentschriften Nr. 2 432 566, 2 256 426,

247 863, 2 161 065, 2 062 559,1 549 527.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

809 519/205 3. 68 © Bundesdruckerei Berlin