DE10024411A1 - Ring blanking machine of plates backup rolls and plug mounts backup roll plate on reciprocating slide in symmetry axis off piston and cylinder drive. - Google Patents
Ring blanking machine of plates backup rolls and plug mounts backup roll plate on reciprocating slide in symmetry axis off piston and cylinder drive.Info
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Ringwalzvorrichtung zur Herstellung von ringförmigen Werkstücken durch Walzen eines ringförmigen Rohlings.The invention relates to a ring rolling device for the production of annular Workpieces by rolling an annular blank.
Ringwalzvorrichtungen bestehen aus einem Maschinengestell in dem für den Walz vorgang mindestens eine über einen Motor antreibbare Walze als Außenwerkzeug und ein als Dorn ausgebildetes Innenwerkzeug angeordnet sind. Der Dorn wird durch die auf einem vertikal beweglichen Schlitten montierten Stützwalzen getragen, wobei in der Regel zwei Stützwalzen, jeweils eine zu beiden Seiten des umzuformenden Rohlings, angeordnet sind und den Dorn oder die Dornwalze abstützen. Ferner ist ein Meßsystem zur Erfassung des sich während des Walzvorganges verändernden Ringdurchmessers vorgesehen. Dieses ist zwischen den Stützwalzen installiert und kann zum Beispiel an einem beweglichen Arm befestigt sein, der in den Arbeitsraum zwischen den Stützwalzen ein- und ausfahrbar ist. Im Betriebszustand rotiert das Außenwerkzeug und das Innenwerkzeug, der Dorn, wird mittels der Stützwalzen durch die Aufwärtsbewegung des Schlittens gegen die Innenseite des zu bearbeitenden Rohlings und dieser gegen das Außenwerkzeug gedrückt. Bei den bekannten Ring walzvorrichtungen ist das Maschinengestell grundsätzlich mit einem Tisch oder einer Platte ausgerüstet, als stationäre Einheit, und einem Schlitten. In der Regel sind an dem Tisch das rotierende Außenwerkzeug und an dem gegenüberliegenden Schlitten die den Dorn bzw. die Innenwerkeuge tragenden Stützwalzen montiert. Durch die Bewegung dieses Schlittens wird das Innenwerkzeug gegen die Innenseite des Werk stückes gedrückt und dadurch im Zusammenwirken mit dem rotierenden Außen werkzeug das Walzen des Werkstückes realisiert. Zur Verbesserung der Effektivität der Ringwalzmaschine können auch mehrere verschiedene Werkzeuge auf dem Schlitten montiert sein, die zeitlich nacheinander in den Umformprozeß einbezogen werden (DE 197 42 737). Die bekannten Maschinenkonzepte für Ringwalzvorrichtungen ermöglichen keinen Einbau von weiteren Werkzeugen, insbesondere für die Bearbeitung der Außen- oder Seitenflächen des Werkstückes. Der zur Verfügung stehende Arbeitsraum wird zusätzlich noch durch die Anordnung des notwendigen Meßsystems zur Erfassung der Veränderung des Ringdurchmessers beschränkt, da die erforderlichen Meßrollen an einen in dem Arbeitsraum ein- und ausfahrbaren Arm befestigt sind. Ring rolling devices consist of a machine frame in the for the rolling process at least one roller that can be driven by a motor as an external tool and an inner tool designed as a mandrel are arranged. The thorn is through the Support rollers mounted on a vertically movable carriage, wherein in usually two backup rolls, one on each side of the to be formed Blanks are arranged and support the mandrel or the mandrel roller. Furthermore, a Measuring system for detecting the changing during the rolling process Ring diameter provided. This is installed between the support rollers and can for example be attached to a movable arm that goes into the work space is retractable and extendable between the support rollers. This rotates in the operating state The outer tool and the inner tool, the mandrel, are moved through the support rollers the upward movement of the carriage against the inside of the to be machined Blank and this pressed against the outer tool. In the well-known ring The machine frame is basically a table or a rolling device Plate equipped, as a stationary unit, and a sled. Usually are on the rotating outer tool on the table and on the opposite carriage the back-up rolls supporting the mandrel or the inner tools. Through the Movement of this sled will move the inner tool towards the inside of the work piece pressed and thereby in cooperation with the rotating outside the workpiece is rolled. To improve the effectiveness of Ring rolling machine can also use several different tools on the slide be assembled, which are included one after the other in the forming process (DE 197 42 737). The well-known machine concepts for ring rolling devices do not allow installation of additional tools, especially for the Machining the outer or side surfaces of the workpiece. The available standing work space is additionally required by the arrangement of the Measuring system for detecting the change in the ring diameter limited because the required measuring rollers on an arm that can be extended and retracted in the work area are attached.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Ringwalzvorrichtung zu schaffen, die den Einbau weiterer Werkzeuge zur Bearbeitung der Außenfläche des Werkstückes sowie die Einstellung eines in der Größe veränderlichen Arbeitsraumes ermöglicht und sich durch eine universelle Einsetzbarkeit für verschiedene parallele Bearbeitungsvorgänge auszeichnet.The invention had for its object to provide a ring rolling device the installation of additional tools for machining the outer surface of the workpiece as well as the setting of a resizable work space and by a universal applicability for different parallel Processing operations distinguished.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Geeignete Ausgestaltungsvarianten sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 13. Durch die vorgeschlagene Lösung, in mindestens einer der Platten einen zusätzlichen Schlitten zu integrieren, dessen Antriebsachse in der Symmetrieachse des Maschinengestells liegt, wird die Möglichkeit geschaffen, weitere Werkzeuge zur Bearbeitung der Außenfläche des Werkstückes einzusetzen und eine parallele, zeitgleiche Bearbeitung zu ermöglichen. Von großem Vorteil ist dabei, daß der Walzdorn und die Stützwalzen keiner zusätzlichen Belastung ausgesetzt sind. Für den an sich üblichen Walzvorgang im Zusammenwirken von Außen- und Innenwerkzeug und den zusätzlichen Walzvorgang über ein weiteres, auf dem integrierten Schlitten der betreffenden Platte angeordnetes Werkzeug werden getrennte, voneinander unabhängige Kraftflüsse erzeugt, die sich vorteilhaft auf die Auslegung und Dimensionierung der Ringwalzmaschine auswirken. Die den zusätzlichen Schlitten aufnehmende Platte kann entweder als feststehende oder bewegliche Platte ausgeführt werden. Der in der betreffenden Platte integrierte Schlitten wird mittels einer Kolben-Zylindereinheit bewegt, wobei der Zylinder mit der Fußplatte des Maschinengestells verbunden ist. Der Kolben ist dabei in der Symmetrieachse des Maschinengestells angeordnet. Der Schlitten kann in der Platte vollständig oder teilweise versenkbar angeordnet sein. Es ist auch möglich, daß der Schlitten im eingefahrenen Zustand auf der Platte aufliegt oder in eine unterhalb der Platte befindliche Position bewegt wird. Eine bewegliche Ausführung der den Schlitten aufnehmenden Platte wird durch die Anordnung weiterer Kolben-Zylindereinheiten realisiert. Die das Außenwerkzeug aufnehmende Platte kann als feststehende Platte ausgeführt sein, wenn die andere Platte mit dem Schlitten als bewegliche Platte installiert ist. Es können auch beide Platten beweglich zueinander ausgeführt werden, wodurch einerseits ein großer Arbeitsraum geschaffen werden kann und sich außerdem verschiedene Möglichkeiten für die Zustellung des Walzspaltes zwischen Walze und Dorn ergeben. Vorzugsweise sollte die Antriebsachse für die Bewegung der das eigentliche Außenwerkzeug tragenden Platte ebenfalls in der Symmetrieachse des Maschinengestells liegen. Die Kolben-Zylindereinheit für diese Platte ist auf der Kopfplatte des Maschinengestells montiert. Einen weiteren Vorteil bietet die vorgesehene Höhenverstellbarkeit der Kopfplatte in mehreren Stufen. In Abhängigkeit vom Außendurchmesser des zu bearbeitenden Werkstückes kann somit die Höhe des Arbeitsraumes verändert werden. Auf dem zusätzlichen Schlitten gemäß der Erfindung kann auch das Meßsystem zur Erfassung des Werkstückdurchmessers installiert werden. Die Stützwalzen zur Lagerung des Innenwerkzeuges bzw. des Walzdornes können verschiedenartig ausgebildet sein. Besonders geeignet sind kegelförmige Stützwalzen mit einer schrägen Lagerung ihrer Drehachsen. Diese Variante schafft noch einen zusätzlichen Frei- bzw. Arbeitsraum, insbesondere für solche Anwendungsfälle, die noch eine Bearbeitung der Seitenflächen des Werkstückes erfordern. Die erfindungsgemäße Lösung kann für Ringwalzmaschinen in vertikaler und horizontaler Bauart angewendet werden.According to the invention the object is achieved by the features specified in claim 1 solved. Suitable design variants are the subject of claims 2 to 13. With the proposed solution, an additional one in at least one of the plates Integrate slide, the drive axis in the axis of symmetry of the Machine frame, the possibility is created of additional tools for Machining of the outer surface of the workpiece and a parallel, enable simultaneous processing. It is of great advantage that the Rolling mandrel and the backup rolls are not subjected to any additional stress. For the the usual rolling process in the interaction of the outer and inner tools and the additional rolling process via another, on the integrated slide of the plate in question are separate, from each other generates independent power flows that are beneficial to the design and Dimensioning of the ring rolling machine. The additional sledge receiving plate can be either a fixed or moving plate be carried out. The carriage integrated in the relevant plate is by means of a piston-cylinder unit moves, the cylinder with the base plate of the Machine frame is connected. The piston is in the axis of symmetry Machine frame arranged. The sled can be completely or in the plate be arranged partially retractable. It is also possible that the carriage in retracted state rests on the plate or in a below the plate position is moved. A movable version of the sled receiving plate is through the arrangement of additional piston-cylinder units realized. The plate receiving the external tool can be a fixed plate be carried out when the other plate with the carriage as a movable plate is installed. Both plates can also be designed to be movable relative to one another, whereby on the one hand a large work space can be created and itself also various options for the delivery of the roll gap between Roll and mandrel result. Preferably, the drive axis for the movement of the the actual outer tool-carrying plate also in the axis of symmetry of the Machine frame lie. The piston-cylinder unit for this plate is on the Head plate of the machine frame mounted. The offers another advantage intended height adjustment of the head plate in several stages. Dependent on from the outer diameter of the workpiece to be machined, the height of the Work space can be changed. On the additional slide according to the invention the measuring system for measuring the workpiece diameter can also be installed become. The support rollers for storing the inner tool or the mandrel can be designed in different ways. Conical ones are particularly suitable Back-up rolls with their axes of rotation inclined. This variant creates an additional free space or work space, especially for such Use cases that still require machining of the side surfaces of the workpiece require. The solution according to the invention can be used for ring rolling machines in vertical and horizontal design can be used.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Beispiel erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigenThe invention will be explained below using an example. In the associated Show drawing
Fig. 1 das Maschinengestell einer Ringwalzvorrichtung als Vorderansicht in vereinfachter Darstellung, Fig. 1, the machine frame of a ring rolling apparatus as a front view in a simplified representation,
Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie A-A in Fig. 1 und Fig. 2 shows a section along the line AA in Fig. 1 and
Fig. 3 eine Ringwalzvorrichtung als Vorderansicht in vereinfachter Darstellung. Fig. 3 is a ring rolling device as a front view in a simplified representation.
Das in Fig. 1 gezeigte Maschinengestell besteht aus vier symmetrisch angeordneten Trägern bzw. Säulen 1, 2, 3, 4, die bodenseitig mit einer Fußplatte 5 verbunden sind. Im oberen Teil des Maschinengestell ist zwischen den Trägern 1, 2, 3, 4 eine Kopfplatte 6 in einem parallelen Abstand zu der Fußplatte 5 angeordnet.The machine frame shown in Fig. 1 consists of four symmetrically arranged supports or columns 1 , 2 , 3 , 4 , which are connected to a base plate 5 at the bottom. In the upper part of the machine frame, a head plate 6 is arranged at a parallel distance from the base plate 5 between the supports 1 , 2 , 3 , 4 .
Die Kopfplatte 6 kann je nach Größe des erforderlichen Arbeitsraumes in ihrer Höhe in drei unterschiedlichen Positionen a, b, c befestigt werden. In der Fig. 1 befindet sich die Kopfplatte 6 in der Position a, durch die ein kleiner Arbeitsraum gebildet wird. Auf der Oberseite der Kopfplatte 6 ist eine Kolben-Zylindereinheit 7 montiert, deren Kolben 8 zentral durch eine in der Kopfplatte 6 befindliche Bohrung geführt ist und mit der beweglichen Platte 9 zur Zustellung des Walzspaltes zwischen Walze und Dorn, die in der Fig. 1 nicht dargestellt sind, verbunden ist. Der maximale Zustellweg ist in der Fig. 1 durch eine Doppelpfeillinie gekennzeichnet.The head plate 6 can be attached in three different positions a, b, c depending on the size of the required work space. In Fig. 1, the head plate 6 is in position a, through which a small working space is formed. On the top of the head plate 6 , a piston-cylinder unit 7 is mounted, the piston 8 of which is guided centrally through a bore in the head plate 6 and with the movable plate 9 for the delivery of the roll gap between the roll and mandrel, which are not shown in FIG. 1 are shown, is connected. The maximum delivery path is identified in FIG. 1 by a double arrow line.
Parallel zu der beweglichen Platte 9 ist eine weitere Platte 10 als stationäre Tischplatte angeordnet, auf der in an sich bekannter Weise die Stützwalzen und das Innenwerk zeug bzw. der Walzdorn, die in Fig. 1 nicht dargestellt sind, gelagert werden. Die Tischplatte 10 ist mit einer zentralen Bohrung bzw. Aussparung 11 zur Aufnahme eines zusätzlichen, in Richtung zum Werkstück und wieder in die Ausgangsstellung zurück bewegbaren Schlitten 12 versehen. Dieser Schlitten ist an seiner Unterseite mit dem Kolben 13 einer weiteren Kolben-Zylindereinheit 14 verbunden, deren Zylinder auf der Oberseite der Fußplatte 5 montiert ist, wobei die Antriebsachse für diesen Schlitten 12 in der Symmetrieachse X des Maschinengestells 1, 2, 3, 4 liegt. Auf dem zusätzlichen Schlitten 12 können entweder das erforderliche Meßsystem zur Erfassung des Werkstückdurchmessers und/oder ein oder mehrere Werkzeuge zur Bearbeitung der Außenfläche des Werkstückes angeordnet werden.In parallel to the movable plate 9 , a further plate 10 is arranged as a stationary table top, on which the back-up rolls and the inner work or the mandrel, which are not shown in FIG. 1, are stored in a manner known per se. The table top 10 is provided with a central bore or recess 11 for receiving an additional carriage 12 which can be moved in the direction of the workpiece and back into the starting position. This carriage is connected on its underside to the piston 13 of a further piston-cylinder unit 14 , the cylinder of which is mounted on the top of the base plate 5 , the drive axis for this carriage 12 being located in the axis of symmetry X of the machine frame 1 , 2 , 3 , 4 . Either the required measuring system for detecting the workpiece diameter and / or one or more tools for machining the outer surface of the workpiece can be arranged on the additional slide 12 .
Der Kraftfluß während des Walzvorganges kann somit auf zwei unterschiedlichen Wegen erzeugt werden, wie in Fig. 1 gezeigt. Der Kraftweg A wird zwischen der beweglichen Platte 9, der Kolben-Zylindereinheit 7, 8, der Kopfplatte 6, den Trägern 1, 2, 3, 4 und der Tischplatte 10 gebildet und der Kraftweg B zwischen der beweglichen Platte 9, der Kolben-Zylindereinheit 7, 8, der Kopfplatte 6, den Trägern 1, 2, 3, 4, der Fußplatte 5, der Kolben-Zylindereinheit 13, 14 und dem Schlitten 12.The power flow during the rolling process can thus be generated in two different ways, as shown in Fig. 1. The force path A is formed between the movable plate 9 , the piston-cylinder unit 7 , 8 , the top plate 6 , the supports 1 , 2 , 3 , 4 and the table top 10 and the force path B between the movable plate 9 , the piston-cylinder unit 7 , 8 , the head plate 6 , the carriers 1 , 2 , 3 , 4 , the foot plate 5 , the piston-cylinder unit 13 , 14 and the slide 12 .
Der Kraftweg B ist beim Einsatz eines Meßsystems zur Erfassung des Werkstück durchmessers auf dem Schlitten 12 nur einer geringen Kraftbelastung ausgesetzt. Über diesen Kraftweg B kann durch den Einsatz weiterer Außenwerkzeuge, die auf dem Schlitten 12 montiert sind, die Ringwalzmaschine noch zur Profilierung der Mantel- bzw. Außenfläche des Werkstückes genutzt werden.The force path B is only exposed to a small force load when using a measuring system for detecting the workpiece diameter on the slide 12 . Via this force path B, the ring rolling machine can still be used for profiling the outer surface or outer surface of the workpiece through the use of further external tools which are mounted on the slide 12 .
Dadurch entsteht ein vollkommen neues Maschinenkonzept, das sich durch eine erhöhte Flexibilität beim Walzen unterschiedlicher Werkstücke auszeichnet. Die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsvariante unterscheidet sich von der gemäß den Fig. 1 und 2 im wesentlichen dadurch, daß an Stelle der stationären Platte 10 (Fig. 1) eine weitere bewegliche Platte 15 angeordnet ist, in der der Schlitten 12 integriert ist. Zur Zustellung des Walzspaltes zwischen der Walze 26 als Außen werkzeug und dem Dorn 22 als Innenwerkzeug können entweder beide Platten 15 oder 9 oder nur eine Platte 15 bzw. 9 in Richtung zum Werkstück 23 bewegt werden. Das Außenwerkzeug 26 ist in zwei Lagerböcken 24 und 25 gelagert, die an der beweglichen Platte 9 montiert bzw. mit dieser verbunden sind. Auf der parallel zu dieser Platte 9 angeordneten beweglichen Platte 15 sind zwei Lagerböcke 18 und 19 zur Lagerung der Stützwalzen 20, 21 angeordnet. Die Stützwalzen 20, 21 sind als kegelförmige Walzen ausgebildet und mit ihren Drehachsen 28 in Schrägstellung in den Lagerböcken 18, 19 gelagert, derart, daß das Innenwerkzeug 22 auf den Kegelmantelflächen aufliegt. Die Berührungslinie zwischen den Stützwalzen 20, 21 und dem Walzdorn 22 befindet sich somit in parallelem Abstand zur Drehachse des Walzdornes.This creates a completely new machine concept, which is characterized by increased flexibility when rolling different workpieces. The embodiment variant shown in FIG. 3 differs from that according to FIGS. 1 and 2 essentially in that, instead of the stationary plate 10 ( FIG. 1), a further movable plate 15 is arranged, in which the carriage 12 is integrated. To feed the roll gap between the roller 26 as an external tool and the mandrel 22 as an internal tool, either both plates 15 or 9 or only one plate 15 or 9 can be moved in the direction of the workpiece 23 . The outer tool 26 is mounted in two bearing blocks 24 and 25 , which are mounted on the movable plate 9 or connected to it. On the movable plate 15 arranged parallel to this plate 9 , two bearing blocks 18 and 19 are arranged for supporting the support rollers 20 , 21 . The support rollers 20 , 21 are designed as conical rollers and are mounted with their axes of rotation 28 in the inclined position in the bearing blocks 18 , 19 , such that the inner tool 22 rests on the conical outer surfaces. The line of contact between the support rollers 20 , 21 and the mandrel 22 is thus at a parallel distance from the axis of rotation of the mandrel.
Die Anordnung kegelförmiger Stützwalzen in schräger Einbaulage schafft einen zusätzlichen Freiraum bzw. einen größeren Arbeitsraum für den Einsatz eines weiteren Außenwerkzeuges 27. The arrangement of tapered support rollers in an inclined installation position creates additional space or a larger work space for the use of a further external tool 27 .
Das zusätzliche Außenwerkzeug 27, z. B. eine Walze, ist auf dem Schlitten 12 der beweglichen Platte 15 montiert. Der Schlitten 12 wird in analoger Weise wie bei der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführung bewegt, mittels der Kolben-Zylindereinheit 13, 14. Der Schlitten 12 ist in einer mittigen Aussparung 11 der Platte 15 versenkbar angeordnet und schließt im eingefahrenen Zustand mit seiner Oberseite bündig mit der Oberseite der Platte 15 ab. Die Platte 15 kann mittels zwei angeordneter Kolben- Zylindereinheiten 16, 17 in vertikaler Richtung, zum Werkstück 23 und wieder zurück bewegt werden. Dadurch kann der Arbeitsraum der Walzmaschine entsprechend den jeweiligen Erfordernissen verändert werden.The additional outer tool 27 , for. B. a roller is mounted on the carriage 12 of the movable plate 15 . The carriage 12 is moved in an analogous manner to that in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, by means of the piston-cylinder unit 13 , 14 . The carriage 12 is arranged in a retractable manner in a central recess 11 of the plate 15 and, in the retracted state, is flush with its upper side with the upper side of the plate 15 . The plate 15 can be moved by means of two arranged piston-cylinder units 16 , 17 in the vertical direction, to the workpiece 23 and back again. As a result, the working area of the rolling machine can be changed according to the respective requirements.
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