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Vorrichtung zum Bearbeiten von Rundkalibern, insbesondere der Kaliber
von Walzen von Rohrreduzierwalzwerken Während Rundkaliber von Walzen früher in der
Weise bearbeitet wurden, daß jede einzelne Walze für sich mittels eines radial zu
ihr verschiebbaren Werkzeuges bearbeitet wurde, ist in neuerer Zeit bereits vorgeschlagen
worden, die Walzen eines Gerüstes in ihrer Betriebslage zueinander, vorzugsweise
im Gerüst, mittels eines in Richtung des Walzgutdurchtritts verschiebbaren Werkzeuges
gemeinsam zu bearbeiten. Für die Bearbeitung wird in einem solchen Falle ein nach
Art eines Messerkopfes ausgeführtes Werkzeug benutzt, in das eine der Anzahl der
Walzen des Gerüstes entsprechende Anzahl von Schneidstählen eingesetzt ist. Während
der Bearbeitung werden die Walzen gleichmäßig in Drehung versetzt, und zugleich
wird der Messerkopf entsprechend der gewünschten Spanstärke langsam um eine zu den
Walzenachsen parallele Achse gedreht.
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Bei diesem bekannten Verfahren werden zwar beide Walzen gleichzeitig
bearbeitet. Doch ist die nötige Genauigkeit nur bei sehr sorgfältiger und häufig
wiederholter Einstellung der Stähle möglich. Da jeder Walze ein Stahl zugeordnet
ist, ergeben Einstelldifferenzen zwischen den einzelnen Stählen ungleiche Walzen
innerhalb eines Kalibers. Bei geringer Spanti.e,fe sind mehrere Bearbeitungsgänge
nötig. Vergrößert man die Spantiefe, so wird oft die Stahlabnutzung innerhalb eines
Arbeitsganges so groß, daß Nacharbeit, etwa durch Schleifen, erforderlich ist. Dabei
ist vor jedem Arbeitsgang Neueinstellung der Stähle notwendig.
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Die Erfindung sucht eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Bearbeiten
von miteinander zusammenwirkenden Rundkalibern auf einem gemeinsamen Gerüst umlaufender
Walzen zu schaffen, mittels deren die Walzen in einem ununterbrochenen Arbeitsgang
bearbeitet werden können, ohne daß Einstellungen am Werkzeug vorgenommen zu werden
brauchen. Sie bedient sich des zum Schneiden von Hohlkehlen bekannten pilzförmigen
Werkzeuges, also eines kreisringförmigen Schneidwerkzeuges. Dieses Werkzeug wird
gemäß der Erfindung in Richtung der gemeinsamen Tangente der Walzen gegen deren
Drehrichtung verschoben, arbeitet also nicht mit radialem Vorschub in der bei pilzförmigen
Werkzeugen .sonst üblichen Weise.
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Da bei der Vorrichtung ein und dieselbe Schneide sämtliche Walzen
des Gerüstes bearbeitet, ist Gleichheit der bearbeiteten Flächen gewährleistet.
Die Abnutzung der kreisförmigen. Schneide ist schon an sich geringer als die eines
Drehstahles. Ist sie schließlich unzulässig groß geworden, so wird das Werkzeug
ausgewechselt, ohne daß es einer Einstellung bedarf.
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Beim Vorschub des Werkzeuges kann es vor allem bei harten Stellen
in einer Walze vorkommen, daß die ringförmige Schneide des Werkzeuges beschädigt
wird und stellenweise ausbricht. Um in solchen Fällen gleichwohl eine gute Oberfläche
zu erzielen, wird der Werkzeugträger vorteilhaft während der Bearbeitung um seine
Achse in Drehung versetzt, wie dies bei pilzförmigen Werkzeugen mit radialem Vorschub
an sich bekannt ist. Dadurch werden Ungleichmäßigkeiten der Oberfläche infolge von
Unterbrechungen der Schneide beseitigt. Der durch die Unterbrechung entstehende
Fehler wird zwar, solange das Werkzeug vorgeschoben wird, immer wieder neu erzeugt,
verschwindet aber endgültig, wenn nach beendetem Werkzeugvorschub die Walzen bei
umlaufender Schneide ihre letzte Umdrehung machen. Im übrigen empfiehlt sich die
Verwendung eines umlaufenden Werkzeuges auch dann, wenn die Schneide mit nach Art
von Spanbrechnuten ausgeführten Unterbrechungen versehen ist, um die Gefahr einer
Beschädigung des Werkzeuges herabzusetzen.
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Da die Ringschneide des Werkzeuges infolge des tangentialen Werkzeugvorschubes
bei konstanter Vorschubgeschwindigkeit verschieden starke Späne abheben würde, müßte
die Geschwindigkeit entsprechend der größten auftretenden Spanabnahme eingestellt
werden. Dann hätte aber über den größten Teil des Vorschubweges die Vorschubgeschwindigkeit
eine Größe, bei der die Höchstleistung des Werkzeuges nicht ausgenutzt wird. Dies
kann durch weitere Ausbildung der Vorrichtung nach der Erfindung vermieden werden.
Die Vorrichtung weist in zu diesem Zweck üblicher Weise für den Vorschub des Werkzeugträgers
eine umlaufende Spindel auf. Diese Spindel ist axial unverschieblich in einer hydraulisch
axial verschiebbaren Büchse gelagert, und der maximale
Betriebsdruck
des hydraulischen Mittels ist durch ein einstellbares Überdruckventil begrenzt.
Die Vorschubgeschwindigkeit stellt sich daher selbsttätig nach Maßgabe des hydraulischen
Druckes ein, der so eingestellt wird, wie er der Belastbarkeit des Werkzeuges entspricht.
Die Leistungsfähigkeit des Werkzeuges wird daher voll ausgenutzt und die Bearbeitungszeit
verkürzt. Durch die Mitwirkung des Spindelantriebes ist es dabei möglich, den Hub
des hydraulischen Antriebes wesentlich kleiner zu machen als den bei der Bearbeitung
von Walzen oft recht beträchtlichen Gesamtvorschub.
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Das einstellbare Überdruckventil wirkt in der Weise, daß die durch
ihren Antrieb gedrehte Spindel unter Verdrängung der vor dem Überdruckventil befindlichen
Druckflüssigkeit ausweichen kann. Überbeanspruchungen und Beschädigungen der Maschine
sind daher gleichfalls ausgeschlossen. Im übrigen kann der hydraulische Vorschubantrieb
dazu benutzt werden, das Werkzeug bis kurz vor die Bearbeitungsendstellung zu bewegen.
Sodann bewirkt allein der Spindelantrieb den weiteren Vorschub bis in die Endstellung.
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Zweckmäßig ist eine an sich bekannte Vorschubbegrenzung mittels einstellbaren
Anschlages vorgesehen.
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Die Erfindung sei an Hand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel
dargestellt ist, näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt einen pilzförmigen Werkzeugträger mit einem ringförmigen
Schneidkörper in Arbeitsstellung beim Bearbeiten der Walzen eines Zweiwalzengerüstes;
Fig. 2 stellt eine Ansicht der beiden Walzen der Fig. 1, in Richtung des Walzgutdurchtritts
gesehen, dar; Fig. 3 und 4 veranschaulichen in entsprechender Weise ein Dreiwalzenkaliber
und ein Vierwalzenkaliber, während Fig. 5 eine Maschine zum Bearbeiten von Walzenkalibern
im Schnitt darstellt.
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Die in Fig. 1 dargestellten Walzen 1 und 2 werden mittels eines auf
einem pilzförmigen Träger 3 angeordneten ringförmigen Schneidkörpers 4 bearbeitet.
Da sich der Schneidkörper in einigem Abstand von der durch die Achsen der Walzen
1 und 2 gelegten Ebene befindet, wird durch ihn eine aus Fig.2 ersichtliche elliptische
Kaliberform erzielt. Durch Verschiebung des den Schneidkörper 4 tragenden Werkzeugträgers
3 in Richtung des Walzgutdurchtritts, also tangential zum Umfang der Walzen 1, 2,
kann die elliptische Form des Kalibers eingestellt und gewünschtenfalls auch durch
Vorschieben des Werkzeuges bis in die Ebene der Walzenachsen eine genaue Kreisform
des Kalibers erzielt werden. In entsprechender Weise können auch Dreiwalzen- und
Vierwalzenkaliber nach Fig. 3 bzw. Fig. 4 so bearbeitet werden, daß die Kaliberquerschnitte
der einzelnen Walzen schwach geöffnet oder kreisförmig sind.
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Bei der Vorrichtung nach Fig. 5 sind die beiden Walzen 1, 2 in einem
Teil eines Maschinengestells 5 drehbar gelagert. Sie befinden sich in der gleichen
Betriebslage zueinander wie in ihrem Walzgerüst. Es kann auch einfach das die Walzen
1 und 2 enthaltende Gerüst auf das Maschinengestell 5 aufgesetzt und auf diesem
befestigt werden. Der die Ringschneide 4 tragende Werkzeugträger 3 bildet bei dem
Ausführungsbeispiel das Ende einer in einem Gehäuse 6 gelagerten Welle 7. Auf der
Welle 7 sitzt ein Schneckenrad 8, das mit einer Schnecke 9 im Eingriff steht, die
über Kegelräder von einer Welle 10 aus angetrieben wird. Das Gehäuse 6 ist als verschiebbarer
Support auf dem Maschinengestell 5 gelaert und wird mittels einer Spindel 11 so
verschoben,' daß sich der Werkzeugträger 3,4 in Richtung des Walzgutdurchtritts,
also tangential zum Umfang der Walzen 1, 2, bewegt. Zur Begrenzung der Verschiebebewegung
des Supportes 6 ist an diesem ein Schlag 12 vorgesehen, der mit einer im Maschinengestell
5 verschraubbaren Spindel 13 als Gegenanschlag zusammenwirkt.
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Die Vorschubspindel 11 ist in einer als beiderseits beaufschlagbarer
hydraulischer Kolben ausgeführten Buchse 14 drehbar, aber unverschiebbar gelagert.
Die Büchse 14 ist als Kolben in einem Zylinder 15 verschiebbar aber nicht drehbar,
der auf dem Maschinengestell 5 befestigt ist oder mit diesem aus einem Stück besteht.
Für die Drehung der Vorschubspindel 11 ist in einem Getriebegehäuse 16 des Maschinengestells
5 ein Zahnrad 17 vorgesehen, in dem die Spindel 11 drehbar und verschiebbar gelagert
ist. Mittels einer Klauenkupplung 18 ist die Spindel 11 mit dem Zahnrad 17 kuppelbar.
Mit dem Zahnrad 17 steht ein weiteres Zahnrad 19 im Eingriff, das über eine weitere
Klauenkupplung 20 mit der Welle 10 gekuppelt werden kann. Die beiden Zahnräder 17,
19 werden durch einen nicht dargestellten Antrieb in Drehung versetzt.
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Die beiden Seiten des hydraulischen Zylinders 15 stehen über Leitungen
mit einem Ventil 21 in Verbindung, das in der Zeichnung als drehbares Mehrwegeventil
dargestellt ist. Die Druckflüssigkeit wird von einer Zahnradpumpe 22 geliefert und
über ein Rückschlagventil 23 zu dem Ventil 21 geleitet. Ein mittels eines Handrades
24 einstellbares überdruckventil 25 verhindert, daß der Druck der von der Pumpe
22 gelieferten Flüssigkeit zu hoch ansteigt. Zugleich verhindert das Überdruckventil
25 auch, daß der Druck in dem durch das Rückschlagventil 23 abgeschlossenen Raum
des Zylinders 15 einen zu hohen Wert annehmen kann. Ein weiteres Überdruckventil
26 sichert in bekannter Weise die Pumpe 22 gegen Überlastung. 27 ist eine Rückleitung
zu dem nicht dargestellten Flüssigkeitsvorratsbehälter.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist folgende: Sollen
die Kaliber eines Walzensatzes bearbeitet werden, so werden die Walzen 1, 2 oder
das diese Walzen enthaltende Gerüst auf die Maschine gespannt. Dann wird der Antrieb
für die Drehung der Walzen eingeschaltet. Dieser treibt die Walze 1 entgegen dem
Uhrzeigersinn und die Walze 2 im Uhrzeigersinn an. Sodann wird die Klauenkupplung
18 eingerückt und der Antrieb der Vorrichtung und zugleich auch der Antrieb der
Pumpe 22 eingeschaltet. Das Ventil 21 muß sich bei der Einschaltung des Antriebes
in der in Fig. 5 dargestellten Lage befinden.
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Die Pumpe 22 fördert jetzt über das Rückschlagventil23 und das Ventil
21 Druckflüssigkeit auf die rechte Seite des durch die Büchse 14 gebildeten hydraulischen
Kolbens und verschiebt so die Büchse 14 und die in dieser gelagerten Spindel 11
nach links. Infolgedessen wird der Support 6 mit dem Werkzeugträger 3, 4 in Arbeitsstellung
gebracht und mit einem durch die Kolbenfläche des hydraulischen Antriebes und den
Druck der von der Pumpe 22 gelieferten Flüssigkeit gegebenen Vorschubdruck tangential
zum Umfang der Walzen 1, 2 vorgeschoben. Gleichzeitig erfolgt durch den Antrieb
der Spindel 11 über das Zahnrad 17 und die Klauenkupplung 18 eine Drehung der Vorschubspinde111,
die gleichfalls den Support 6 in der erwähnten Richtung vorzuschieben sucht.
Eine
Überbeanspruchung des Werkzeuges 4 kann nicht eintreten, da das Überdruckventil
25 dafür sorgt, daß der hydraulische Vorschub zu arbeiten aufhört, sobald ein zu
großer Vorschubwiderstand auftritt. Während die von der Pumpe 22 geförderte Flüssigkeit
in diesem Falle über das Überdruckventil 25 entweicht, bleibt weiterhin nur noch
der Spindelantrieb 11, 17, 18 wirksam. Falls der Vorschubwiderstand anhält, bewirkt
auch die Spindel 11 keinen Vorschub des Werkzeugträgers 3, 4; vielmehr bewirkt in
diesem Falle die Spindel 11 eine Rückverschiebung des Kolbens 14 in dem Zylinder
15, wobei die verdrängte Flüssigkeit über das Überdruckventil 25 entweicht. Sobald
der Vorschubwiderstand geringer wird, beginnt der hydraulische @'orschubantrieb
wieder zu arbeiten. Auf diese Weise wird der Support 6 und damit der Werkzeugträger
3, 4 bis in die durch die Anschlagspindel 13 bestimmte Endstellung vorgeschoben.
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Zugleich mit dem Einrücken der Klauenkupplung 18 kann auch die Klauenkupplung
20 eingerückt und so die Welle 10 in Bewegung versetzt werden. Auf diese Weise wird
dann über die Kegelräder die Schnecke 9 angetrieben und so mittels des Schneckenrades
8 die Welle 7 und damit der den Schneidkörper 4 tragende Werkzeugträger 3 gedreht.
Diese Drehung erfolgt, selbst wenn der Vorschubantrieb dadurch, daß der hydraulische
Vorschubantrieb zeitweise aussetzt, ungleichmäßig erfolgt, vollkommen gleichmäßig.