DE1020950B - Verfahren zum Planwalzen in einem anschließenden Walzvorgang auszustreckender gekrümmter sowie dicker Vorwerkstücke und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Bur. Indl Ligendom

1 3 FEB. 1958

DEUTSCHES

kl. 7b 1

UTTERNAT. KL. B 21 C

PATENTAMT

ANME LDETAG:

BEKANNTMACHUNG DEB ANMELDUNG UND AUSGABE DEB AUSLEGESCHRIFT:

R 18462 Ih/7 b 7.MÄRZ 1956

19. DEZEMBER 1957

Bei Umbau- und Ausbesserungsarbeiten im Schiffbau, Kesselbau und Apparatebau wird es häufig notwendig, Metallteile, insbesondere solche aus Blech, die von früherer Verwendung oder von Beschädigungen gebogene Form erhalten haben, durch Aufbiegen geradezurichten, um sie in walzwerksartigen Bearbeitungsmaschinen, wie z. B. in Bördelmaschinen od. dgl., neuer formandernder Bearbeitung zu unterwerfen. Bei den in diesen Industriezweigen, in der Regel angewendeten Baustoffdicken und -qualitäten ic ergeben sich bei dem Geraderichten verhältnismäßig wenig Ausfalle durch. Bräche, Risse od. dgl. Man kann in der Regel für das Geraderichten in bekannter Weise die allgemein bekannten Biegemaschinen benützen.

Schwierigere Verhältnisse liegen vor, wenn man bleehähnliche Teile mit verhältnismäßig großen Dicken aus gebogenem Zustande zu geraden, in Walzwerke einsetzbaren Stücken aufbiegen muß. Das wird z. B. erforderlich, wenn man die Vorteile, die das bekannte Schleudergießverfahreti bietet, zur Beschaffung von Einsatzwerkstücken für Walzwerke benutzen, will. Man wird dann, bei der Herstellung des erforderlichen Schleuderhohlkörpers Wert darauf legen, daß dieser Hohlkörper möglichst große Wanddicke erhält, um mit einem Schleudervorgang mög- «5 liehst große Baustoffmengen abgießen zu können. Man kann auf solche Weise hergestellte Hohlkörper, nach Aufschlitzen derselben durch Aufbiegen' auf den bekannten Blechbiegemaschinen in bekannter Weise aufbiegen. Es ergeben sich dann aber so große Nachteile, daß dadurch, die Vorteile, die die Verwendung geschleuderter Hohlkörper als Einsatzwerkstück für Walzwerke bietet, verlorengehen, besonders dann, wenn Hohlkörper mit großen Wanddicken aufzubiegen oder Baustoffqualitäten zu verarbeiten sind, die gegen das Auftreten von verschieden großen Spannungen in einem Stück besonders empfindlich sind. In diesen Fällen ist die bekannte Art des Aufbiegens auf den bekannten Biegemaschinen, deshalb gefährlich, weil dieseBiegemaschinen nicht denUnsterschied ausgleichen können, der bei Hohlkörpern mit großer Wanddicke in den. verschiedenen Umfangslängen an der Außen- und der Innenfläche der Körper besteht. Bei einem Hohlkörper mit etwa 2000 mm Durchmesser und 100 mm Wanddicke beträgt der Unterschied dieser beiden Umfangslängen z. B. etwa 600 mm. Wird ein solcher Hohlkörper mit den bekannten Biegemaschinen aufgebogen, so beträgt im gerade» Zustande die Länge der einen Oberfläche des Stückes etwa 600 mm mehr als die Länge der anderen Oberfläche. Beim Aufbiegen derartiger Hohlkörper müssen hieraus sehr stark verschiedene Spannungsverhältnisse entstehen für die Baustoffteile, die an der inneren Oberfläche des Hohlkörpers liegen, gegen-Verfahren zum Planwalzen

in einem anschließenden Walzvorgang

auszustreckender gekrümmter

sowie dicker Vorwerkstücke

und Einrichtung zur Durchführung

des Verfahrens

Anmelder:

Dipl.-Ing. Martin Roeckner,
Honnef/Rhein, Hagerhof

Dipl.-Ing. Martin Roeckner, Honnef/Rhein,
ist als Erfinder genannt worden

über denen, die an der äußeren Oberfläche liegen. Selbst dann, wenn das Aufbiegen bei erhöhter Temperatur vorgenommen wird, bleibt die Möglichkeit bestehen, daß diese Spannungsverschiedenheit bei der Arbeit selbst oder bei späterer Verwendung zu Rißbildungen führen kann. Aber auch dann, wenn diese Verschiedenheit der Spannungen durch geeignete Wärmebehandlung in erträglichen Grenzen gehalten wird, bleibt der Übelstand bestehen, daß durch die Verschiedenheit der gegenüberliegenden Oberflächenlängen· an jedem Ende des aufgebogenen Stückes ein Werkstückteil bestehenbleibt, das nicht die gleiche Dicke hat wie das Werkstück in seinen Hauptteilen. Beide Enden' sind mit dreieckförmigem Querschnitt nach den Enden hin verjüngt. Dadurch tritt Baustoffverlust ein/.

Diese Schwierigkeit bei der Verwendung geschleuderter Vorwerkstücke, die als Einsatzstücke für Verarbeitung in Walzwerken bestimmt sind, fällt nur dort fort, wo es sich darum handelt, geschleuderte Hohlkörper für Herstellung von, Rohren· od. dgl. in Walzwerken zu behandeln, wobei sie hauptsächlich in Richtung ihrer Längsachse ausgestreckt werden, wo also die Notwendigkeit .des Aufbiegens fortfällt.

Das neue Verfahren zur Herstellung von Vorwerkstücken für Walzwerkseinsatz durch Aufbiegen gekrümmter, durch Schleudern oder durch sonstige Vorarbeit hergestellter Werkstücke will das Entstehen verschieden großer Spannungen in den verschiedenen Schichten des Stückes dadurch vermeiden, daß das Aufbiegen nicht nach Art umgekehrter Anwendung des bekannten, Biegevorganges auf Blechbiegemaschinen od. dgl. vorgenommen wird, sondern da-

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durch, daß* eine Streckung des Baustoffes des aufzubiegenden Hohlkörpers an .dessen Innenseite durch Walzung hervorgerufen wird, während der Baustoff an der Außenseite des Hohlkörpers möglichst ungestreckt bleibt. Die Streckung¹ des Baustoffes an der Innenseite des Hohlkörpers soll dabei dadurch erreicht undT beherrscht werden, daß bei einer Walzung eine Walze an der Innenseite des Hohlkörpers bis zu einer gewissen Tiefe eingreift, während an der Außenseite des Hohlkörpers kein Eingriff stattfindet. Dabei soll im Sinne der Erfindung die Eingriffstiefe der an der Innenseite angreifenden Walze von Anfang an so tief sein, daß Eingriffstiefe der Walze mal Länge des innenumfanges des Hohlkörpers mal seiner zylindrischen Länge etwa gleich ist der Wänddicke des Hohlkörpers mal seiner zylindrischen Länge mal halber Länge des Unterschiedes zwischen der Länge des innenumfanges und der Länge des Außenumfanges. Wird eine Walzung in diesem Sinne vorgenommen, wobei auf Einhaltung etwa erforderlicher Temperaturgrenzen zu achten ist, so werden gefährlich wirkende Spanmingsverschiedienheiten an Innenseite und Außenseite des Hohlkörpers praktisch vermieden, und der Abfall durch ungewollte Verjüngung der Enden de» Werkstückes wird praktisch ebenfalls ausgeschaltet.

Das neue Verfahren wird in seiner Wirkung und in der Art des Wirkens der erforderlichen Einrichtung in neun Abbildungen· gezeigt, deren Erläuterung hier anschließend folgt.

In Abb. 1 ist ein gebogenes Werkstück A gezeigt, das einem geschleuderten Hohlkörper entspricht. Der Hohlkörper ist oben aufgeschnitten, damit sein Aufbiegen möglich wird.

In Abb. 2 ist das gleiche Werkstück A in der Form gezeigt, in der es erscheinen muß, wenn es nach den bisher allgemein üblichen Methoden aufgebogen worden ist. Dabei ist durch punktierte Linie an der vorherigen Innenfläche des Hohlkörpers angedeutet, welche Baustoffumlagerung erforderlich sein würde, utn die Länge des früheren Inneniumfanges des Hohlkörpers mit der Länge des früheren Außenumfanges auszugleichen»

In Abb. 3 ist gezeigt, wie das Aufbiegen in bisher bekanntgewordener Arbeitsart auf einer der bekannten Blechbiegemaschinen erfolgen würde. Das Werkstück ist dabei mit Ä bezeichnet Die Formänderung muß hier durch Druck zwischen Ober- und Unterwalze erfolgen. Die Seitenwagen sind dabei nur so weit angestellt, daß sie das Werkstück etwas führen. Die formändernde Mitwirkung der Unterwalze ist unerwünscht und schädlich, da sie, wenn sie wirksam wird, verlängernd auf den Außenumfang wirken muß. Die Wirkung der Innenwalze kann, nur gering sein, da sie nicht wirklich eingreifen kann, sondern nur langsam auf Streckung des Baustoffes an der Innenseite wirken kann. Durch punktierte Linie ist angedeutet, welche Baustoffverlagerung erwünscht wäre. Sie kann, mit diesen bisher zur Anwendung gekommenen Arbeitsmethoden nicht erreicht werden.

In Abb. 4 ist angegeben, wie eine an der Innenseite des Werkstückes A angreifende Walze ZT in'den Baustoff des Werkstückes^ eingreift bis zur.Tiefe der punktierten Linie, die die unerwünschte Baustoffverlagerung andeutet. Eine ari der Außenseite des. Werkstückes A angreifende Walze ist nicht vorhanden. Es ist statt dessen ein gerades Werkzeug C mit trog-, förmigem Querschnitt oder ein genuteter Auflagetisch vorgesehen, der als Walze mit unendlich großem Durchmesser wirkt.

In Abb. 5 ist gezeigt, wie im Sinne der Erfindung der in .Abb. 4 gezeigten Walze B die Möglichkeit gegeben, wird, mit der erwünschten Eingriffstiefe an der Innenseite des Werkstückes A in den Baustoff einzugreifenUm das zu erreichen, soll vor Ansetzen der Walze B eine Vorbehandlung des Werkstückes A vorgenommen werden, indem in dasselbe mit Hilfe einer Walze E₁ wie das in Abb. 5 gezeigt wird, eine Vertiefung in dem Baustoff erzeugt wird, in die die

ίο Walze B sofort nach dem Ansetzen voll wirksam eingreifen kann. Es ist vorgesehen, daß die Walze B in Richtung der Längsachse des zylindrischen Werkstückes A auf dieses einwirkt, während die Walze B danach in Richtung des Umfanges des Werkstückes A wirkt. In Abl>. 5 sind mit D Rollen eines Rollganges bezeichnet, auf dem das Werkzeug, der genutete Aufliegetisch C laufen soll.

In Abb. 6 ist gezeigt, wie das Werkstück A von der Walze B verformt wird. Die Walze B hat hier, von

ao der Vertiefung, die von der Walze E vorher erzeugt worden war, ausgehend, ein, Stück von A streckend beeinflußt. Da die Beeinflussung hauptsächlich an· der Innenseite von A erfolgt, muß A sich an der Innenseite strecken und sich aufbiegen. Die Stelle, von- der

»5 aus die Wirkung von B ausgegangen ist, ist in der Abbildung zu «rkennen. Es wird zuerst die Streckung in einer Richtung vorgenommen, sodann, durch Umkehr der Drehrichtung der Walze B, auch, die Strekkung des anderen Teiles von A.

In Abb. 7 wrrd die Einrichtung gezeigt, mit der die von der Walze £ gewünschte Wirkung erzielt wird. Es ist mit A das Werkstück bezeichnet, mit C das Werkzeug mit trogförmigem Querschnitt, der genutete Aufliegetisch und mit D eine'Rolle des RoIlganges, auf dem C bewegt werden kann. £ ist die Arbeitswalze, deren Wirkung in Abb. 5 gezeigt wurde. E ist durch die Kolbenstange eines Druckgerätes G und durch Führung in einem Gehäuse F in der erforderlichen Lage zum Werkstück A gehalten und wird durch den Druck von G so geführt, daß die gewünschte Vertiefung für den· Eingriff der Arbeitswalze B erzielt wird. H ist ein versenkbarer Gegenhalter, der das Werkzeug C in der Lage hält, die es innehaben muß, damit E die vorgesehene Arbeit durchführen kann. Die Anfangs- und Endstellung von E ist in der Abbildung durch strichpunktierte Linien angegeben.

In Abb. 8 ist mit A das Werkstück bezeichnet. C ist der genutete Auiliegetisch, und D sind Rollen von zwei nebeneinanderlaufenden Rollgängen, die zur Bewegung von C dienen. Mit B ist die Arbeitswalze bezeichnet, die die Innenstreckung des Werkstückes bewirken! soll. B ist einerseits frei tragend in einem festen Lager / gehalten und andererseits während des Arbeitens von einer Aussparung in dem Gehäuse F. Der Antrieb der Arbeitswalze B erfolgt über ein Zahnrad K. Das Gehäuse F kann mit Hilfe einer Spindel L in seiner Längsrichtung verschoben werden, um das Werkstück A, das zuerst der Arbeitswalze E zugeführt werden muß, in die geeignete Stellung kommen lassen zu können.

Der Vorgang des beabsichtigten Aufbiegems eines aufgeschnittenen Hohlkörpers vollzieht sich wie folgt: Der Hohlkörper^ wird auf dem linksliegendeni RoIlgang in ein Werkzeug C gelegt. Das Gehäuse F wird so verfahren, daß das Werkzeug C mit dem Werkstück^ sich auf die Mittellinie stellen kann, die durch F, B und / geht, und daß F in das Innere von A hineingefahren werden kann. Das Gehäuse F wird sodann auf seiner Mittellinie so verfahren, daß

Claims (9)

1 ΌΖΟ 950 die Walze E unter dem Druck von G die erwünschte Vertiefung in A erzeugen kann. Dabei wird C durch den Gegenhalter H in der geeigneten Lage gehalten. Das Gehäuse F hat an seinem B zugewandten Ende eine Aussparung, mit der es das eine Lagerende der Walze B erfaßt und es stützen kann, wenn dasselbe später, bei Arbeitsleistung von B, Druck aufnehmen muß. Ist die vorgesehene Arbeit durch E ausgeführt, so wird der Gegenhalter H mit Hilfe der hydraulisch oder sonstwie betätigten Senkvorrichtung H versenkt. Das Werkzeug C kann dann mit dem Werkstück A, das eine Vertiefung für den Eingriff von B erhalten hat, in der Längsrichtung der Mittellinie von F, B und / verschoben werden, bis es in vollem Wirkungsbereich von B liegt. Das Werkzeug C steht dann auf dem rechtsliegenden der beiden Rollgänge D. Ist diese Verschiebung erfolgt, so kann B in Umdrehung gesetzt werden, wodurch die gewünschte Verformung von A erfolgen muß. Ist die gewünschte Verformung, d. h. das Aufbiegen des Hohlkörpers erfolgt, so kann das Werkzeug C mit dem aufgebogenen Werkstück A auf dem Rollgang· zu der Stelle verfahren werden, an der es für weitere Verarbeitung abgenommen werden kann'. In Abb. 9 ist eine Zusammenstellung gezeigt, in der die einzelnen Teile der Einrichtung mit den gleichen Buchstaben bezeichnet sind, die bei den einzelnen Abbildungen verwendet worden sind. Es ist nur noch die Bezeichnung N hinzugekommen, durch die Schlitze für Querzüge zur Bewegung von C bezeichnet werden. Das neue Verfahren ist in erster Linie dafür gedacht, die großen Vorteile, die das Schleudergießverfahren" bezüglich der Eigenschaft damit vergossener Baustoffe bietet, auch für die Herstellung gewalzter Erzeugnisse heranzuziehen, um Eigenschaftsverbesserangen, die sich beim Schleudern ergeben, mit Eigenschaftsverbesserungen verbinden zu können, die s-ich beim Walzen ergeben. Bisher konnten geschleuderte Hohlkörper in Walzprozessen nur dann mit Erfolg und in praktisch beachtlicher Menge einer Weiterverarbeitung unterworfen werden, wenn die vorgesehene Streckung hauptsächlich in Richtung der Längsachse des geschleuderten Hohlkörpers vorgenommen werden konnte. Für die Möglichkeit, derartige Hohlkörper aber auch in Richtung des Umfanges strecken zu können, ist Aufbiegen erforderlich, was besonders bei Verwendung von Baustoffen mit Empfindlichkeit gegen innere ungleichmäßige Spannungen zu Ausfällen führen muß, wenn die bisher bekanntgewordenen Aufbiegemethoden angewendet werden. Das- neue Verfahren bringt den Vorteil mit sich, daß dem Entstehen innerer Sparniungsunterschiede im Werkstück entgegengearbeitet wird, und bietet somit die Möglichkeit, gewisse Baustoffe, deren Abguß in Blöcken Schwierigkeit und große Abfälle verursacht, in Zukunft im Schleudergieß verfahren abgießen zu können, ohne befürchten zu müssen., daß l)eim Aufbiegen der geschleuderten Hohlkörper 1>eachtenswerte Ausfälle entstehen. Patentansprüche:

1. Verfahren zum Planwalzen in. einem anschließenden Walzvorgang auszustreckender, gekrümmter sowie dicker Vorwerkstücke, die beispielsweise durch Schleuderguß eines dickwandigen Rohres und anschließendes Auftrennen desselben hergestellt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Innenseite des gekrümmten Vorwerkstückes (A) gelegenen Fasern durch in Krümmuhgsrichtung verlaufendes Walzen, d. h. durch Längswalzen des Vorwerkstückes, gestreckt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß in die Innenseite des gekrümmten Vorwerkstückes (A) vor dem Längswalzen eine senkrecht zur Krümmungsrichtung des Vorwerkstückes verlaufende Nut von einer der Eingriffstiefe beim Längswalzvorgang entsprechenden Tiefe als Ausgangsort für den Längswalzvorgang eingearbeitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut durch Einwalzen, Einschmiedeni oder Ausbrennen hergestellt wird,

4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei der dier Druck der Längsiwalze, d. h. der Innenwalze, durch eine oder mehrere am äußeren Werkstückumfang angeordnete Walzen aufgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmung der Innenwalze wesentlich größer ist als die der Außenwalzen.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmung der Außerawalze (C) unendlich ist, d. h., daß als Abstützeinrichtung für das Vorwerkstück in an sich bekannter Weise ein gemuteter Auflagetisch dient

6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Ansprüchen 2 und 3, gekennzeichnet durch ein Walzengehäuse (F) mit einer an. sich bekannten Walze (E), due frei laufend ausgebildet und in einem mit einem Verschiebeantrieb verbundenen, gabelartigen sowie sich entgegen dem Walzdruck in einer Führung des Walzengehäuses (F) abstützenden Aufnahmeeinrichtung angeordnet ist.

7. Einrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelpunkte der Nut- (E) und der Längswalze (B) auf einer zum Auflagetisch senkrechten Verbindungslinie liegen.

8. Einrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß unter Anordnung von zwei nebeneinanderliegenden Walzbahnen, von denen die eine zum Einwalzen der Nut und die andere für die Durchführung des Längswalzvorganges dient, das Walzengehäuse (F) einschließlich der Aufnahmevorrichtung für die Querwalze (E) und dessen Verschiebeantriebes über der Nutwalzbahn angeordnet und die eine Seite der Längswalze (B) im Walzengehäuse (F) gelagert ist. ■ · . ■

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Walzengehäuse (F) zum wahlwei sen Einbringen des Vorwerkstückes (A) in eine der beiden Walzbahnen in Achsrichtung der Längswalze (S) verschiebbar ist, wobei die Lagerung der Längswalze (5) in der zum Einbringen des Vorwerkstückes (A) bestimmten OfF-nungsstelliing des Walzgehäuses (F) unterbrochen, d h. das Vorwerkstück (A) bei zeitweise fliegend gelagerter Längswalze (B) in eine der beiden Walzbahnen einbringbar ist

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 720 076, 559 826.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen