DE102010052371A1

DE102010052371A1 - Verfahren und Walzvorrichtung zum dornlosen Walzen von Rädern und Scheiben

Info

Publication number: DE102010052371A1
Application number: DE201010052371
Authority: DE
Inventors: Dr. Klug Dirk; Ulrich Salamon
Original assignee: Schuler SMG GmbH and Co KG
Current assignee: Schuler SMG GmbH and Co KG
Priority date: 2010-11-24
Filing date: 2010-11-24
Publication date: 2012-05-24
Also published as: EP2457676B1; EP2457676A1; ES2399193T3

Abstract

Eine Walzvorrichtung zum dornlosen Walzen von Rädern oder Scheiben besitzt ein Walzengestell, in das ein Rohling um eine Drehachse drehbar einsetzbar ist, eine Hauptwalze, die um eine parallel zur Drehachse verlaufende Achse drehbar und mit der Umfangsfläche des Rohhlings in Anlage bringbar ist, und zumindest ein Paar von Kegelwalzen sowie zumindest ein Paar von Stegwalzen, die jeweils mit den Seitenflächen des Rohlings in Anlage bringbar sind. Die Stegwalzen sind mittels einer Antriebsvorrichtung drehangetrieben. Dabei ist vorgesehen, dass auch die Kegelwalzen und die Hauptwalze jeweils eine Antriebsvorrichtung zum Drehantrieb aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Walzvorrichtung zum dornlosen Walzen von Rädern und Scheiben, mit einem Walzengestell, in das ein kreisscheibenförmiger Rohling um eine Drehachse drehbar einsetzbar ist, einer Hauptwalze, die um eine parallel zur Drehachse verlaufende Achse drehbar und mit der Umfangsfläche des Rohlings in Anlage bringbar ist, und zumindest einem Paar von Kegelwalzen und zumindest einem Paar von Stegwalzen, die jeweils mit den Seitenflächen des Rohlings in Anlage bringbar sind, wobei die Stegwalzen mittels einer Antriebsvorrichtung drehangetrieben sind.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum dornlosen Walzen von Rädern und Scheiben mit einer entsprechenden Walzvorrichtung.
Um ein Rad oder eine Scheibe in einer Walzvorrichtung aus einem stählernen, kreisscheibenförmigen Rohling herauszuarbeiten, war es früher bekannt, den Rohling mittig auf einen Dorn aufzusetzen und in Drehung zu versetzen. In der Zwischenzeit ist man jedoch dazu übergegangen, Räder und Scheiben dornlos zu walzen, indem man einen scheibenförmigen Rohling üblicherweise aufrecht stehend in ein Walzengestell einsetzt, in dem der Rohling an seiner Umfangsfläche und seinen Seitenflächen durch Lagerwalzen schwimmend gelagert ist. Zum Walzengestell gehört auch eine sogenannte Hauptwalze, die um eine parallel zur Drehachse des Rohlings verlaufende Achse drehbar ist und mit der Umfangsfläche des Rohlings in Anlage steht und diese während des Walzvorganges ausformt. Ferner sind kegelförmige Walzen, sogenannte Kegelwalzen vorgesehen, die im Randbereich des Rohlings mit dessen Seitenflächen auf entgegengesetzten Seiten in Anlage treten und insbesondere den radial äußeren Radkranz oder Scheibenkranz ausformen. Der zwischen der radial inneren Nabe und dem radial äußeren Radkranz des Rades liegende Stegbereich wird von sogenannten Stegwalzen ausgeformt, die von entgegengesetzten Seiten mit den Seitenfläche des Rohlings in Anlage treten.
Um den Rohling in dem Walzengestell in Drehung zu versetzen, dienen die drehangetriebenen Stegwalzen. Die Drehbewegung der Stehwalzen wird über Reibung auf den Rohling übertragen, wodurch dieser ebenfalls in Drehung versetzt wird. Aufgrund des Kontaktes mit dem rotierenden Rohling beginnen auch die mit diesem in Anlage stehenden Walzen, d. h. die Hauptwalze und die Kegelwalze zu drehen. Da die Beschleunigung des Rohlings somit allein durch die Reibung zwischen den Stegwalzen und dem Rohling erfolgt, sind die Stegwalzen einen sehr hohem Verschleiß unterworfen. Darüber hinaus kann es aufgrund der relativ großen Masse des Rohlings zu einem unerwünschten Schlupf insbesondere zwischen den Stegwalzen und dem Rohling kommen, was die Bearbeitungsgenauigkeit nachteilig beeinflusst.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Walzvorrichtung zum dornlosen Walzen von Rädern und Scheiben zu schaffen, bei der die Belastung und der Verschleiß der Stegwalzen reduziert ist.
Darüber hinaus soll ein Verfahren zum dornlosen Walzen von Rädern und Scheiben geschaffen werden, bei dem der Verschleiß der Stegwalzen reduziert ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich der Walzvorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Dabei ist vorgesehen, dass die Kegelwalzen und die Hauptwalze ebenfalls jeweils eine Antriebsvorrichtung zum Drehantrieb aufweisen. Auf diese Weise wird die Drehung des Rohlings nicht mehr alleine durch die Stegwalzen erreicht, sondern die Hauptwalze und die Kegelwalzen können ebenfalls dazu herangezogen werden, den Rohling in Drehung zu versetzen. Auf diese Weise ist insbesondere in der Beschleunigungsphase eine verringerte Reibung und ein verminderter Schlupf zwischen den Stegwalzen und dem Rohling gegeben, so dass dessen Verschleiß herabgesetzt ist.
Vorzugsweise sind alle Antriebsvorrichtungen, d. h. die Antriebsvorrichtung der Stegwalzen, die Antriebsvorrichtung der Hauptwalze und die Antriebsvorrichtung der Kegelwalzen unabhängig voneinander ansteuerbar. Auf diese Weise kann vorgesehen sein, dass die Antriebsvorrichtung der Hauptwalze und/oder die Antriebsvorrichtung der Kegelwalzen beim Walzvorgang momentenfrei geschaltet werden, wenn es beispielsweise beim Walzen des Rohlings zu keiner Überlagerung von Antriebsmomenten kommen soll. Nachdem die Stegwalzen mit dem Rohling in Anlage getreten sind, kann der Rohling ausschließlich mittels der Stegwalzen in Rotation gehalten werden. Durch Einbringen zusätzlicher Momente mittels der Antriebsvorrichtungen der Hauptwalze und/oder der Kegelwalzen kann es im Walzprozess zu einem erhöhten Verschleiß dieser Walzen kommen. Dies wird verhindert, wenn die Antriebsvorrichtungen der Hauptwalze und/oder der Kegelwalzen so eingestellt werden, dass die Hauptwalze und/oder die Kegelwalzen durch den Rohling angetrieben werden oder dass die Umfangsgeschwindigkeit der Hauptwalze und/oder der Kegelwalzen gleich der Umfangsgeschwindigkeit des Rohlings im Kontaktbereich ist, d. h. zwischen den miteinander in Anlage stehenden Bauteilen an der Kontaktfläche keine Geschwindigkeitsdifferenz gegeben ist.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die oben genannte Ausgabe dadurch gelöst, dass der Rohling mittels der Hauptwalze und/oder der Kegelwalzen in Drehung versetzt wird, bevor die rotierenden Stegwalzen mit dem Rohling in Anlage gebracht werden. Auf diese Weise kann die Reibung und der Schlupf zwischen dem Rohling und den Stegwalzen verringert werden, so dass die Abnutzung der Stegwalzen vermindert ist.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Drehzahl des Rohlings vor dem Aufsetzen der Stegwalzen so eingestellt wird, dass das Aufsetzen der Stegwalzen schlupffrei erfolgt. Dies ist erreicht, wenn die Umfangsgeschwindigkeit der Stegwalzen im Kontaktbereich gleich der Umfangsgeschwindigkeit des Rohlings ist, d. h. zwischen diesen beiden Bauteilen an der Kontaktfläche keine Geschwindigkeitsdifferenz gegeben ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Drehzahl der Kegelwalzen so eingestellt wird, dass ein schlupffreier Kontakt des Rohlings mit den Kegelwalzen gegeben ist.
Wenn es beim Walzen des Rohlings zu keiner Überlagerung von Antriebsmomenten kommen soll, werden die Antriebsvorrichtungen der Hauptwalze und/oder der Kegelwalzen beim Walzvorgang in oben erläuterter Weise momentenfrei geschaltet.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Walzvorrichtung in Seitenansicht und
2 eine Aufsicht auf die Walzvorrichtung gemäß 1.
Eine in den 1 und 2 dargestellte Walzvorrichtung 10 zum dornlosen Walzen von Rädern und Scheiben besitzt ein Walzengestell 11, das zwei übereinander im Abstand angeordnete Zentrierwalzen 12 und eine seitlich dazu versetzte Hauptwalze 13 aufweist. Die Zentrierwalzen 12 sind jeweils um senkrecht zur Zeichenebene gemäß 1 verlaufende Achsen drehbar und insbesondere nicht angetrieben. Die Hauptwalze 13 ist um eine Achse D₁ drehbar, die ebenfalls senkrecht zur Zeichenebene von 1 verläuft, und ist mittels einer nur schematisch angedeuteten Antriebsvorrichtung 18 drehangetrieben. Durch eine Verstellvorrichtung 14 kann die Hauptwalze 13 in Richtung der Zentrierwalzen 12 verstellt und von diesen zurückgezogen werden. Dies ermöglicht es, einen kreisscheibenförmigen Rohling R so in das Walzengestell 11 einzusetzen, dass dessen Umfangsfläche U zwischen den beiden Zentrierwalzen 12 und der Hauptwalze 13 gehalten ist und mit diesen Walzen in Anlage steht. Der Rohling R ist dabei um eine senkrechte Zeichenebene in 1 verlaufende Drehachse D₂ drehbar.
Um ein seitliches Herausfallen des Rohlings R aus dem Walzengestell 11 zu vermeiden, besitzt das Walzengestell 11 auf beiden Seiten des Rohlings R nicht angetriebene Seitenwalzen 20.
Im Umfangsbereich des Rohlings R sind auf dessen entgegengesetzten Seiten jeweils eine Kegelwalze 15 angeordnet, die mit den Seitenflächen S₁ und S₂ des Rohlings R in Anlage bringbar sind und von einer nur schematisch dargestellten Antriebsvorrichtung 19 angetrieben werden. Die Kegelwalzen 15 dienen zur Ausbildung des radial außenliegenden, umlaufenden Radkranzes des durch Walzen herzustellenden Rades.
Der zwischen einem nahe der Drehachse D₂ gebildeten Nabenabschnitt und dem äußeren Radkranz liegende Stegbereich wird von Stegwalzen 16 angeformt, wobei auf jeder Seite des Rohlings zumindest eine Stegwalze 16 angeordnet ist. Die Stegwalzen 16 sind von einer nur schematisch dargestellten Antriebsvorrichtung 17 drehangetrieben.
Die Antriebsvorrichtungen 17, 18 und 19 sind unabhängig voneinander ansteuerbar, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass der Rohling R mittels der Hauptwalze 13 und/oder der Kegelwalzen 15 bereits in Drehung versetzt wird, bevor die rotierenden Stegwalzen 16 mit dem Rohling R vorzugsweise schlupffrei in Anlage gebracht werden.

Claims

Walzvorrichtung zum dornlosen Walzen von Rädern und Scheiben, mit einem Walzengestell (11), in das ein Rohling (R) um eine Drehachse (D₂) drehbar einsetzbar ist, einer Hauptwalze (13), die um eine parallel zur Drehachse (D₂) verlaufende Achse (D₁) drehbar und mit der Umfangsfläche (U) des Rohlings (R) in Anlage bringbar ist, zumindest einem Paar von Kegelwalzen (15) und zumindest einem Paar von Stegwalzen (16), die jeweils mit den Seitenflächen (S₁, S₂) des Rohlings (R) in Anlage bringbar sind, wobei die Stegwalzen (16) mittels einer Antriebsvorrichtung (17) drehangetrieben sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kegelwalzen (15) und die Hauptwalze (13) jeweils eine Antriebsvorrichtung (18, 19) zum Drehantrieb aufweisen.
Walzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtungen (17, 18, 19) unabhängig voneinander ansteuerbar sind.
Walzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (18, 19) der Hauptwalze (13) und/oder der Kegelwalzen (15) beim Walzvorgang momentenfrei schaltbar sind.
Verfahren zum dornlosen Walzen von Rädern und Scheiben mit einer Walzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling (R) mittels der Hauptwalze (13) und/oder der Kegelwalzen (15) in Drehung versetzt wird, bevor die rotierenden Stegwalzen (16) mit dem Rohling (R) in Anlage gebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Rohlings (R) vor dem Aufsetzen der Stegwalzen (16) so eingestellt wird, dass das Aufsetzen der Stegwalzen (16) schlupffrei erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl der Kegelwalzen (15) so eingestellt wird, dass ein schlupf- und momentenfreier Kontakt des Rohlings (R) mit den Kegelwalzen gegeben ist.