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Vorrichtung zum Wenden von Metallblöcken in Öfen In Walzwerken und
Schmiedebetrieben werden die zu verarbeitenden Blöcke in Ofen auf die für die Verarbeitung
erforderliche Temperatur gebracht. Für die Erzielung einwandfreier Endprodukte ist
es dabei von entscheidender Bedeutung, daß die Blöcke im Ofen gleichmäßig durchgewärmt
werden. Zu diesem Zweck werden sie gewendet.
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Es ist bekannt, sich zum Wenden der Blöcke einer Vorrichtung zu bedienen,
die aus einer Greiferzange besteht, welche sich am Ende eines um seine Längsachse
drehbaren Armes befindet. Eine derartige Vorrichtung bildet den Ausgangspunkt der
Erfindung.
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Damit der Block die mit dem Wenden erstrebte gleichförmige Wärmebehandlung
erfährt, ist es notwendig, ihn jeweils um einen ganz bestimmten, stets unveränderlichen
Winkel zu drehen. Bei Vierkantblöcken beträgt naturgemäß dieser Winkel 90 oder 180°.
Um die gleichen Winkel wendet man runde Blöcke.
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Geschieht das Wenden maschinell mit einer Vorrichtung der bezeichneten
Art, so macht das Greifen und Anheben des Blockes keine Schwierigkeiten. Schwierig
ist es jedoch, den Block um den vorgeschriebenen Winkel zu drehen; denn der Bedienungsmann
auf dem Führerstand der Vorrichtung muß diesen Winkel mit dem Auge abschätzen. Das
gelingt nur mangelhaft, zumal das Wenden schnell geschehen soll. Ein Vierkantblock
gelangt zwar auch nach ungenauer Drehung schließlich dadurch in die richtige Stellung,
daß er zunächst mit einer Kante aufsetzt und dann niederfällt. Das ist wegen des
harten Schlages auf die Bodenfläche des Ofens durchaus unerwünscht. Runde Blöcke
bleiben in der Stellung liegen, in die sie ungenau gedreht worden sind.
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Solchen Mängeln sucht die Erfindung abzuhelfen. Dies geschieht durch
einen Antrieb für die Drehung des Armes, der den Drehwinkel auf einen bestimmten
Betrag (z. B. 180 oder 90°) begrenzt. Dadurch kann der Bedienungsmann runde oder
vierkantige Blöcke wenden, ohne sich um den Drehwinkel kümmern zu müssen. Er schaltet
nach dem Erfassen des Blockes die Maschine auf Drehung der Zange, und diese besorgt
darauf das Wenden um den richtigen Winkel unabhängig von seiner Geschicklichkeit
und Sorgfalt.
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Das Wenden kann entweder durch Abwälzen geschehen, wobei der Block
außer einer Drehung um seine Längsachse auch eine Verschiebung quer zur Längsachse
erfährt, oder durch reine Drehung ohne seitliche Verschiebung, wobei der Block angehoben
werden muß. Im ersten Fall steht der Drehwinkel zu dem Maß der seitlichen Verschiebung,
die der Block beim Abwälzen erfährt, in einem bestimmten Verhältnis, das durch die
Abmessungen des Blockes gegeben ist. Wird beim maschinellen Wenden dieses Verhältnis
nicht eingehalten, so gleitet beim Herumwälzen der Block auf der Bodenfläche des
Ofens. Man kann jedoch vom Bedienungsmann nicht verlangen, daß er das richtige Verhältnis
abschätzt und die Steuerorgane entsprechend betätigt. Beim Wenden durch reine Drehung
wird zwar das Gleiten auf der Bodenfläche durch das Anheben des Blockes verhindert;
dafür wird aber die Bodenfläche durch den harten Stoß beim Niedersetzen des gewendeten
Blockes beansprucht. Wegen der verlangten Arbeitsgeschwindigkeit ist vom Bedienungsmann
wiederum nicht -zu verlangen, daß er für sanftes Absetzen sorgt.
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Bei der Vorrichtung nach der Erfindung werden diese zusätzlichen Schwierigkeiten
dadurch beseitigt, daß der Antrieb für die Drehung des Armes zwangläufig mit einem
weiteren Antrieb gekuppelt ist, mittels dessen der Arm während seiner Drehung entweder
um eine bestimmte, der seitlichen Verlagerung des Blockes beim Wälzen um eine dem
Drehwinkel entsprechende Strecke seitlich verschoben oder um ein bestimmtes Maß
angehoben und wieder gesenkt wird. Der Zwanglauf zwischen den beiden Antrieben stellt
es beim Wenden durch Wälzen sicher, daß das Maß der Verschiebung zum Maß der Drehung
im richtigen Verhältnis liegt, und beim Wenden durch reine Drehung liefert der Zwanglauf
die Gewähr dafür, daß der Block stets um das gleiche Maß angehoben und gesteuert
niedergesenkt wird, ohne mit Stoß aufzusetzen.
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Ist die Vorrichtung in dieser Weise zum Wenden durch Abwälzen eingerichtet,
so kann der erwähnte Zwanglauf leicht dadurch hergestellt werden, daß der Zangenarm
auf einem auf dem Untergestell der Vorrichtung
quer zur Längsachse
des Zangenarmes verfahrbaren Wagen gelagert ist, von dessen Bewegung relativ zum
Untergestell durch kinematische Verbindungsglieder eine dem Verschiebeweg proportionale
Drehung des Armes abgeleitet wird. Dabei ist es zweckmäßig, das Übersetzungsverhältnis
zwischen dem Weg des Wagens und dem Drehwinkel des Armes einstellbar zu machen,
weil es auf diese `reise leicht möglich ist, die Vorrichtung verschiedenen Blockabmessungen
anzupassen. Ferner ist es von Vorteil, eine den Zangenarm niederhaltende Federung
vorzusehen, gegen die er beim Wenden eines urrunden Blockes nach oben ausweichen
kann.
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Ist die Vorrichtung dagegen für das Wenden der Blöcke durch reine
Drehung eingerichtet, so empfiehlt es sich, die Zange in bekannter Weise so zu gestalten,
daß ihre Backen an den Stirnseiten des Blockes angreifen. Der Zwanglauf zwischen
der Drehung des Blockes und seiner Bewegung beim Anheben und Absenken wird am besten
durch ein Getriebe hergestellt, das bei Drehung des Armes der Drehbewegung eine
den Arm anhebende und wieder absenkende Bewegung überlagert. Dies kann in einfacher
Weise durch eine zur Drehachse des Armes exzentrisch liegende Kurve geschehen, an
der ein am Zangenarm befestigter, quer zu ihm liegender Hebel geführt ist. Im übrigen
ist es von Vorteil, den Zangenarm so zu kröpfen, daß die Längsachse des Blockes
mit der Drehachse des Zangenarmes wenigstens annähernd in Flucht gebracht werden
kann.
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Die Vorrichtung wird, gleich für welche Art des Wendens des Blockes
sie eingerichtet ist, zweckmäßig mit Verstellmitteln zur Veränderung der Grundstellung
des Armes versehen. Solche Mittel sind bei Vorrichtungen der in Rede stehenden Art
bekannt. In Verbindung mit der Betätigung des Zangenarmes, den die Erfindung vorsieht,
haben diese Mittel die Aufgabe, die Grundstellung des Armes jeweils einmal einzustellen,
so daß das Wenden aller Blöcke gleicher Abmessungen dann ohne erneute Einstellung
geschehen kann.
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Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.
Es zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht der ersten Ausführungsform.
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Fig. 2 eine Ansicht der Vorrichtung nach Fig. 1 von oben.
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Fig.3 eine Ansicht der gleichen Vorrichtung von hinten, Fig. 4 einen
Ausschnitt aus Fig. 3 in größerem Maßstab, Fig. 5 ein Schema. das den Vorgang des
Wendens eines Blockes mit quadratischem Querschnitt verdeutlicht, Fig. 6 eine Seitenansicht
der zweiten Ausführungsform; F!-. 7 zeigt eine Ansicht der Vorrichtung nach Fig.
6 von oben, Fig.8 eine Ansicht der gleichen Vorrichtung von vorn und Fig. 9 einen
Teil der Vorrichtung nach Fig. 6 bis 8 in größerem Maßstab und in Verbindung mit
einem Schema zur Erläuterung der Wirkungsweise.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 4 ist auf einem vor dem Ofen
verfahrharen Untergestell 1, dessen Räder durch einen Motor 2 antreibbar sind, ein
Wagen 3 fahrbar angeordnet. der seinerseits einen auf ihm verschiebbaren Wagen 4
trägt. Auf dem Wagen 4 sind in Böcken 5 die Lager der Welle einer Zange 6 in der
Höhe durch Spindeln 7 verstellbar. Die Lager stehen außerdem unter Wirkung von Federn
8, die ihnen ermöglichen, in senkrechter Richtung auszuweichen. Zur Verstellung
der Spindeln 7 dienen Handräder 9, die in Fig. 3 erkennbar sind.
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Die Zange 6 hat Greifarme 10, durch die der zu wendende Block 11 im
Ofen erfaßt werden kann. Dieser Block kann quadratischen oder sonst polygonalen
oder auch runden Ouerschnitt haben. Zur Betätigung der Greifarme 10 dient ein hydraulischer
Zylinder 12.
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Zur Drehung der Zange 6 dient gemäß Fig. 3 und 4 ein auf der Zangenwelle
sitzendes Zahnrad 13, in das ein auf dem Wagen 4 gelagertes Zahnrad 14 greift. Mit
dem Zahnrad 14 ist eine Kurbel 15 verbunden, an der die Kolbenstange eines im `Tagen
4 schwenkbar aufgehängten hydraulischen Zylinders 16 angreift. Das Übersetzungsverhältnis
der Zahnräder 13, 14 beträgt 1 : 2, so daß das Zahnrad 13 und damit die Zange 6
um 180° gedreht wird, wenn der Kurbelarm 15 durch den Kolbenantrieb 16 um 90° geschwenkt
wird.
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An einem Kurbelzapfen 17 des Zahnrades 14 ist eine Schubstange 18
angelenkt, die an einem Stein 19 angreift, der in einer Kulisse eines Kurbelarmes
20 einstellbar und in beliebiger Lage feststellbar geführt ist. Auf der Welle des
Kurbelarmes 20 sitzt ein Zahnrad 21, das in ein Ritzel22 eingreift. Das Ritzel 22
sitzt auf einer Welle 23, die beiderseits Zahnräder 24 trägt, welche in auf dem
Wagen 4 befestigte Zahnstangen 25 eingreifen.
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Die Vorrichtung wird wie folgt betrieben: Soll der Block 11 um 180°
gewendet und dabei auf dem Ofenboden weitergewälzt werden, so wird das Untergestell
1 bei zurückgezogener Zange 6 vor den Ofen gefahren und zum Block 11 ausgerichtet.
Sodann wird der Wagen 3 vorgefahren. Damit werden die Greifarme 10 der Zange 6 in
Arbeitsstellung gebracht. Darauf werden mittels des Zylinders 12 die Greifarme 10
betätigt und erfassen den Block 11.
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Nunmehr werden durch den Zylinder 16 die Zahnräder 14 und 13 und damit
die Zange gedreht und dabei zugleich durch die Schubstange 18 über den Kurbelarm
20 und die Zahnräder 21, 22, 24 der Wagen 4 in seitlicher Richtung verfahren. Zuvor
wird durch Einstellung des Steines 19 in der Kulisse des Armes 20 das Übersetzungsverhältnis
für die seitliche Verschiebung des Wagens 4 so eingeregelt, dafi die seitliche Verschiebung
dem Abwälzweg des zu wendenden Blockes 11 auf dem Ofenboden entspricht. Da die Lager
der Zange 6 in ihrer durch die Spindeln 7 eingestellten Höhenlage federnd gehalten
werden, kann die Zange beim Wälzen des Blockes senkrecht nach oben ausweichen. Dies
ist in Fig. 5 veranschaulicht, wo das Wenden eines Vierkantblockes bei Abwälzung
auf dem Ofenboden schematisch dargestellt ist.
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Nach dem Wenden des Blockes 11 werden die Greifarme 10 der Zange gelöst,
und die Zange 6 wird durch Rückfahren des Wagens 3 aus dem Ofen gezogen und durch
den Zylinder 16 wieder in ihre Ausgangslage zurückgeführt. Die Vorrichtung ist dann
für einen neuen Arbeitstag bereit.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 bis 9 ist auf einem fahrbaren
Untergestell 31, das durch einen Motor 32 angetrieben wird, ein quer verschiebbarer
Wagen 33 angeordnet. Zum Verschieben des Wagens 33 dient ein auf dem Untergestell
31 befestigter hydraulischer Kolbenantrieb 34. Auf dem Wagen 33 ist mittels
schwenkbarer Hebel 36 eine durch einen hydraulischen Kolbenantrieb 35 anhebbare
Plattform 37 gelagert. Auf dieser Plattform ist in Lagern, die in Lagerböcken 38
senkrecht verschiebbar sind, die Welle einer Zange 39 drehbar. Die Zange ist kurbelartig
gekröpft
und hat zwei teleskopartig gegeneinander verstellbare
Backen 40, 41. Durch einen hydraulischen Kolbenantrieb 42 und über nicht dargestellte
Zwischenglieder können die Backen 40, 41 geöffnet und geschlossen werden. Sie dienen
dazu, einen Block 43 an seinen Stirnseiten zu erfassen. Die Länge der Zange reicht
aus. um in Ofen, wo die Blöcke iv zwei Reihen liegen, auch die Blöcke der hinteren
Reihe wenden zu können. Als Beispiel ist ein Drehofen gezeichnet.
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Zum Drehen der Zange 39 in ihren Lagern dient ei,: hvdraulischer Kolbenantrieb
44, der an einem an der Zangenwelle sitzenden Arm 45 angreift. Mit der Zange 39
sind ferner zwei Arme 46 mit Rollen 46a verbunden, die in Kurvenschlitzführungen
47 greifen. T)iese Rollenführungen sind in Fig. 9 in größerem Maßstab gezeigt. Die
etwas schematische Darstellung dient zur Erläuterung der Wirkungsweise.
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Die Vorrichtung nach Fig. 6 bis 9 wird wie folgt betrieben: Soll ein
Block 43 der hinteren Reihe gewendet ,@i-erden, so wird die Zange 39 mittels der
Plattform 37 durch den Antrieb 35 und die Hebel 36 so stark angehoben, daß ihre
Backen 40, 41 über die erste Blechreihe hinweg bewegt werden können. Hierauf wird
das Untergestell 31 vorgefahren und die Zange damit in den Ofen geschoben.
Nachdem die Zange zu dem zu wendenden Block 43 ausgerichtet worden ist, wird die
Plattform 37 gesenkt und die Zange mittels des Antriebes 42 geschlossen, um den
Block zu erfassen. Dabei befinden sich die Backen 40, 41 in der Stellung, in der
die Backe 41 in Fig. 9 mit vollen Linien gezeichnet ist.
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In Fig.9 ist der Block 43 schraffiert dargestellt. Wird der Antrieb
44 eingeschaltet, so wandert, ausgehend von der mit vollen Linien gekennzeichneten
Anfangsstellung, die Rolle 46a in dem Kurvenschlitz der Führung 47 unter Drehung
der Zange entgegen dem Uhrzeigersinn über die gestrichelte in die strichpunktierte
Lage. Die Bahn der Rolle in dem Kurvenschlitz liegt nicht auf einem Kreis um die
Drehachse der Zange. Vielmehr ist der Schlitz so geformt, daß der Block während
der Drehung der Zange angehoben wird. Ir. der gestrichelten Mittellage erreichen
Zange und Block die größte Höhe. Der Block wird also vom Ofenboden abgehoben. ohne
Reibung gedreht und nach Drehung um 90° wieder auf den Ofenboden gesetzt. Soll ein
Block um 180° gedreht werden, so wird der Vorgang wiederholt. Nach dem Wenden werden
die Backen 40, 41 geöffnet, die Zange 39 mittels des Antriehes 35 wieder angehoben
und durch Zurückfahren des Wagens 31 aus dem Ofen herausgezogen.
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Einzelheiten, die vorstehend im Zusammenhang mit dem einen Ausführungsbeispiel
erläutert worden sind, können auch bei dein anderen Ausführungsbeispiel Anwendung
finden. Dies gilt insbesondere für die in Fig. 9 gezeichneten Mittel zum selbsttätigen
Anheben der Zange, die auch bei der Vorrichtung nach Fig. 1 bis 5 vorgesehen werden
können. Auch kann für die Höheneinstellung der Zangenlager bei dem ersten Ausführungsbeispiel
ein hydraulischer Antrieb 35 mit Hebeln 36 vorgesehen werden, wie er bei dem zweiten
Ausführungsbeispiel betrieben worden ist.