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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines wendelflächenförmigen Werkstückes aus einem kreisringförmigen Rohling aus plastisch verformbarem Material, insbesondere aus einem Blechzuschnitt, wobei der Rohling in im wesentlichen radialer Richtung durchtrennt und anschliessend verformt wird. Ferner ist Gegenstand der Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Bei einem nach der US-PS Nr. 2, 460, 024 bekannten Verfahren der genannten Art wird der kreisringförmige Rohling in im wesentlichen radialer Richtung durchtrennt und anschliessend verformt. Wie diese Verformung vor sich geht ist in der Patentschrift nicht näher beschrieben, es ist jedoch offenbar so, dass der Rohling im Bereich der Trennstelle axial auseinandergezogen wird. Da bei diesem Verfahren lediglich die aufeinandertreffenden Kanten z. B. durch Auseinanderziehen verformt bzw. gebogen werden, kann nicht gewährleistet werden, dass die Steigung entsprechend der geometrischen Form einer Wendelfläche am ganzen Umfang gleichmässig entsteht. Diese Methode kann für die Herstellung von Blättern mit relativ geringer Steigung, wie sie für Wärmetauscher zur Erzielung einer möglichst dichten Bestückung Verwendung finden, ausreichen.
Werkstücke mit sehr grossen Steigungen, wie sie z. B. als Bauteile von mehrgängigen Förderschnecken benötigt werden, können mit diesem Verfahren nicht hergestellt werden. Die Durchmesser solcher Förderschnecken können bis über 2 m betragen, wobei die Steigung bei dreigängigen Schnecken grösser als der Aussendurchmesser sein kann. Die Stärke der verwendeten Bleche geht bis 10 mm und noch darüber.
Gemäss der Erfindung werden nun derartige Werkstücke derart hergestellt, dass der Rohling innerhalb einer sektorförmigen Verformungszone verwunden wird und dass diese Verformungszone sowie der Rohling von der Trennstelle ausgehend entlang des gesamten Umfanges des Rohlings relativ zueinander bewegt werden. Durch diese Massnahme wird eine Steigung entsprechend der geometrischen Form einer Wendelfläche am gesamten Umfang gesichert.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass an den Enden der Verformungszone je eine in einem Gestell gelagerte, am Blech je an einer im wesentlichen radial erstreckten Zone angreifende Klemmvorrichtung vorgesehen ist, wobei beide Klemmvorrichtungen mit ihren Klemmlinien untereinander, wie an sich bekannt, einen spitzen Winkel C1 einschliessen, und dass wenigstens eine Klemmvorrichtung um eine zu der von diesem Winkel C1 aufgespannten Ebene parallele, zur zugehörigen Klemmlinie im wesentlichen normale Achse schwenkbar gelagert ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann jede Klemmvorrichtung in an sich bekannter Weise als mit einem Antriebsmotor gekuppeltes Kegelwalzenpaar ausgebildet sein. Jede Klemmvorrichtung kann weiters einen Träger aufweisen, der an einer zur Schwenkachse koaxialen fixierbaren Welle angebracht ist, die über einen Schwenkarm mit einem Stellantrieb, insbesondere einem Spindeltrieb, verbunden ist.
Dabei kann die Welle in einem Schlitten gelagert sein, der im Gestell in wesentlichen parallel zur Klemmlinie der Klemmvorrichtung gleitend angeordnet ist.
Ferner kann eine Walze jedes Kegelwalzenpaares in Axialrichtung verstellbar ausgebildet sein.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles der Vorrichtung näher erläutert, welches in den Zeichnungen schematisch dargestellt ist ; in diesen zeigen Fig. 1 die Vorrichtung in Seitenansicht, Fig. 2 die Vorrichtung in Stirnansicht, Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 1 und Fig. 4 schematisch die Arbeitsweise der Kegelwalzen.
Gemäss den Fig. 1 bis 3 weist die Vorrichtung ein Gestell --1-- auf, in dem zwei Kegelwalzenpaare --2, 3-derart angeordnet sind, dass sie untereinander einen spitzen Winkel a einschliessen. Das Gestell - weist zwei Stirnplatten --11, 12-- auf, die ebenfalls diesen Winkel a einschliessen. Jede Stirnplatte
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(C in Fig. 2) verschieblich gelagert ist. Jeder Schlitten --15, 16-- trägt eine Welle-17 bzw. 18--, die einerseits mit Hilfe einer Feststellmutter --19 bzw. 20-- mit einem innerhalb des Gestells-langeordneten Träger --21 bzw. 22-- starr verbindbar ist und anderseits mittels eines Schwenkarmes --23 bzw. 24-- um ihre Achse --I bzw. II-- verdrehbar ist (Pfeil B in Fig. 2).
Am Ende des Schwenkarmes --23, 24--ist eine Gabel --25, 26-- vorgesehen, die eine auf einer Spindel-27, 28-gelagerte Mutter aufnimmt. Diese Spindel --27 bzw. 28-- ist am Schlitten --15 bzw. 16-- gelagert und mit einer Kurbel - versehen.
An Stelle des Spindeltriebes kann auch ein hydraulischer Stellantrieb vorgesehen sein.
Die Kegelwalzenpaare --2, 3-- sind jeweils mit einem Antriebsmotor-4 bzw. 5-gegebenenfalls über ein Getriebe gekuppelt und jeweils an einem der Träger-21, 22-angebracht. Dabei ist die eine Walze
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jedes Kegelwalzenpaares-2, 3-- um eine zur durch die Walzenachsen verlaufenden Ebene senkrechte Achse --6-- schwenkbar und die andere Walze in einer zur Walzenachse parallelen Führung --7-- verschiebbar gelagert.
Die Massnahmen haben den Zweck, dass die Kegelwalzenpaare --2, 3-- bestmöglich an das Werkstück angepasst werden können ; durch die Verschwenkbarkeit wird der Tatsache Rechnung getragen, dass eine aus einem Kreisring gebildete Wendelfläche am Aussenumfang eine geringere Steigung aufweist als am Innenumfang, und durch die Verschiebbarkeit kann der Abstand der Walzen eines Kegelwalzenpaares --2, 3-- leicht und einfach auf den der Materialstärke des Rohlings entsprechenden Wert eingestellt werden.
Schliesslich ist an jedem Träger --21, 22-- eine Stützrolle --8 bzw. 9-- vorgesehen, die zur Abstützung des Werkstückes dient.
Die Herstellung des Werkstückes erfolgt dadurch, dass ein kreisringförmiger Blechzuschnitt radial durchtrennt und anschliessend derart in die Vorrichtung eingesetzt wird, dass einer der unmittelbar neben der Trennstelle liegenden Bereiche von den Kegelwalzenpaaren --2, 3-- erfasst und durch geeignete Einstellung von deren Walzen reibungsschlüssig festgehalten wird. Sodann wird zumindest eines der Kegelwalzenpaare --2, 3-- durch Verdrehen der zugeordneten Spindel --27 bzw. 28-- bezüglich des andern Kegelwalzenpaares --3 bzw. 2-- verschwenkt, wodurch der Rohling in der zwischen den Kegelwalzenpaaren-2, 3-- liegenden Verformungszone verwunden wird.
Diese Verwindung ist derart bemessen, dass dem verwundenen Abschnitt des Rohlings ein Bruchteil der erwünschten Steigung
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Drehung versetzt (Pfeil A in Fig. 1), wobei der Rohling auf den Stützrollen --8, 9-- abgestützt ist und von den Kegelwalzenpaaren --2, 3-- unter fortgesetzter Verwindung reibungsschlüssig transportiert wird, bis die Verformungszone relativ zum Rohling über dessen gesamten Umfang fortbewegt worden ist und der Rohling aus der Vorrichtung ausgeworfen wird. Am Ende des Bearbeitungsvorganges ist der kreisscheibenförmige Rohling zu dem wendelflächenförmigen Werkstück mit der erwünschten Steigung verwunden worden.
An Stelle der Kegelwalzenpaare --2, 3-- können auch zangenartige Klemmvorrichtungen vorgesehen sein, wobei bei der Herstellung des Werkstückes die Verwindung schrittweise durch Festklemmen des neben der Trennstelle befindlichen Abschnittes, Verwinden desselben (ss), Öffnen und Rückstellen der Klemmvorrichtungen, Vorschieben des Rohlings um ein der Verformungszone zwischen den Klemmvorrichtungen entsprechendes Ausmass (a) und Wiederholung dieser Verfahrensschritte durchgeführt wird, bis der gesamte Rohling zum Werkstück verwunden ist.
Eine solche Konstruktion ist erheblich einfacher aufgebaut und daher billiger in Anschaffung und Wartung ; sie ist insbesondere für die Herstellung grosser Werkstücke günstiger.
In Fig. 4 ist das Prinzip des erfindungsgemässen Herstellungsverfahrens schematisch dargestellt. Das Kegelwalzenpaar --2-- wird bei eingesetztem Werkstück, dessen Trennstelle unmittelbar rechts (s. Fig. l)
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Werkstückachse versetzt (Pfeil D Fig. 4) ; dabei ist mit H die erwünschte Steigung des fertigen Werkstückes bezeichnet. Zugleich müssen die Kegelwalzenpaare --2 und 3-- um den Winkel., verschwenkt werden, damit die Kegelwalzen am Rohling anliegen.
Diese doppelte Abweichung der Kegelwalzenpaare --2-- und (oder) --3-- von der dem unverformten Rohling entsprechenden Ausgangslage ist erfindungsgemäss durch eine einzige Einstellbewegung ausführbar, indem man die Maschinenachse in jedem Falle normal zum Steigungswinkel des Aussenumfanges des Werkstückes annimmt und dem Werkstück in der Verformungszone (Fig. 4 schraffierte Fläche) lediglich die Steigungswinkeldifferenz zwischen Aussen-und Innenumfang (y Fig. 4) durch Verschwenken der Walzenpaare --2, 3-- um seine Achse-I, II-- bzw. Welle-17, 18-- aufprägt.
Wie bereits erwähnt, ergibt sich am Aussenumfang des Werkstückes eine geringere Steigung als an dessen Innenumfang, wobei der Unterschied als Winkel y in Fig. 4 eingetragen ist ; zur Anpassung der Kegelwalzen an diesen Unterschied ist eine der Walzen um die Achse --5-- geringfügig schwenkbar.
Das fertige Werkstück kommt vorzugsweise als Bauelement einer Förderschnecke zur Anwendung, obwohl es auch anderweitig verwendbar ist. Es kann auch eine entsprechende Anzahl Werkstücke auf ein
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Rohr oder eine Stange aufgeschoben und an dieser derart befestigt werden, dass eine durchgehende Wendelfläche erzielt wird ; erwünschtenfalls werden die einzelnen Werkstücke auch untereinander verbunden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung eines wendelfläehenförmigen Werkstückes aus einem kreisringförmigen Rohling aus plastisch verformbarem Material, insbesondere aus einem Blechzuschnitt, wobei der Rohling in im wesentlichen radialer Richtung durchtrennt und anschliessend verformt wird, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Rohling innerhalb einer sektorförmigen Verformungszone verwunden wird und dass diese Verformungszone sowie der Rohling von der Trennstelle ausgehend entlang des gesamten Umfanges des Rohlings relativ zueinander bewegt werden.