DE1134346B - Hydraulische Vorschubeinrichtung fuer durch eine Verformungseinrichtung, z. B. eine Ziehmatrize, hindurch-zubewegendes Gut, z. B. Stangen - Google Patents

Description

Es gibt hydraulische und mechanische Vorschubeinrichtungen, mit denen sich zu verformendes Gut, z. B. Draht oder Stangen, durch eine Ziehmatrize hindurchbewegen läßt. Meist sind bei hydraulischen Lösungen derartiger Einrichtungen doppelt wirkende Kolbentriebe mit hin- und herbewegbaren Vorschubelementen vorgesehen, die im Inneren eine konzentrisch angeordnete, hydraulisch in und außer Spannstellung versetzbare Zangenanordnung zum Festhalten des Gutes aufweisen. Gefordert wird, daß das Einspannen des Gutes ohne Beschädigung oder Markierung des Gutes erfolgt.

Da die Beanspruchung des Gutes während der Bearbeitung bis zu 60 % seiner Zugfestigkeit erreicht, soll mit der Erfindung eine sich an das Gut anschmiegende sowie leicht lösbare Spannanordnung geschaffen werden, die das Gut mit relativ geringer Flächenpressung hält und Beschädigungen vermeidet.

Gemäß der Erfindung wird zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagen, daß im Innern des in bekannter Weise zur Aufnahme der Zangenanordnung hohl ausgebildeten Kolbentriebes hintereinander mehrere zylindrische sowie geschlitzte, das Gut umfassende Spannpatronen und um diese herum ein dünnes elastisches sowie auf beiden Enden mit der beidseits über den Kolben hinausragenden Kolbenstange dichtend verbundenes Rohr vorgesehen sind, wobei das zum Spannen des Gutes bestimmte Druckmittel in den zwischen dem Rohr und dem Kolbenstangeninneren vorhandenen Ringraum einführbar ist.

In weiterer Ausbildung der Erfindung sind zwei Kolbentriebe mit je einer Zangenanordnung hintereinander angeordnet.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung in seiner Anwendung beim Kaltziehen von Wellen ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 und 2 schematisch die allgemeine Anordnung,

Fig. 3 einen Schnitt durch den hydraulischen Zylinder mit Kolben,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des Einspannelementes.

Bei der in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsform sind zwei hydraulische Zylinder 1 und 2 in Achsrichtung der Ziehmatrize 3 in Tandemanordnung hintereinander montiert. Durch die Ziehmatrize 3 wird die heißgewalzte Stange 4 zu einer Welle 5 ausgezogen. Beide hydraulischen Zylinder 1, 2 sind identisch. Wie man in Fig. 3 erkennt, weist der Kolben 6 eine hohle Kolbenstange 7 auf, die sich durch übliche Verschlüsse 15 mit Dichtungen 8 an jedem Ende des eigentlichen Zylinders 9 erstreckt.

Hydraulische Vorschubeinrichtung
für durch eine Verformungseinrichtung,
z. B. eine Ziehmatrize, hindurchzubewegendes Gut, z.B. Stangen

Anmelder:

Joseph Maria Johannes Annegarn,
Benoni, Transvaal Province (Südafrika)

Vertreter: Dipl.-Ing. R. H. Bahr

und Dipl.-Phys. E. Betzier, Patentanwälte,

Herne (Westf.), Freiligrathstr. 19

Beanspruchte Priorität:
Südafrikanische Union vom 7. August 1959 (Nr. 3096)

Joseph Maria Johannes Annegarn,

Benoni, Transvaal Province (Südafrika),

ist als Erfinder genannt Worden

Jede Kolbenstange 7 bildet einen Ringraum 10 für wenigstens eine segmentförmig ausgebildete Spannpatrone 11, die vorzugsweise nach Fig. 4 die Form eines Stahleinspannzylinders aufweist, der in Achsrichtung etwas stärker, als dies der Dicke der auszuziehenden Welle entspricht, aufgebohrt ist.

Man erkennt, daß auch andere Metalle und sogar Kunststoffe für die Spannpatrone verwendet werden können. In der Wandung der Spannpatrone 11 befinden sich im gleichen Winkelabstand radiale Schlitze 12, 13, die sich abwechselnd von den Enden der Spannpatrone über den Großteil der Zylinderlänge erstrecken.

Jede Spannpatrone 11 sitzt in einem nachgiebigen Rohr 14 aus Kunststoff, beispielsweise einem Polyäthylen oder ähnlichem Material mit hoher Dichte. Die in dem Rohr 14 eingesetzten Spannpatronen 11 werden durch Abschlußstopfen gehalten. Um das Rohr sind Dichtungen 16 angeordnet, und die Kanäle 15 a verlaufen so, daß das Druckmittel, vorzugsweise Öl, unter Druck in den Ringraum 10 zwischen der Kolbenstange 7 und dem Rohr 14 über eine biegsame Hochdruckleitung 17 eingeführt werden kann. Die hydraulischen Zylinder 12 sind doppeltwirkend und werden für die Vorwärtsbewegung durch unabhängige

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Steuerventile 18, 19 beaufschlagt. Für jeden Zylinder 1, 2 ist eine unabhängige Pumpe 21 bzw. 22 und ein Schnellrücklauf vorgesehen, der Differentialkolbenflächen für den Vorwärts- und Rückwärtshub der Kolben 6 aufweist. Dies erfolgt leicht dadurch, daß man die Größe der Kolbenstange 7 auf jeder Seite der Kolben 6 abweichend von den größeren Stangen auf der Rückwärtshubseite der Kolben 6 macht. Diese schnelle Rücklaufbewegung stellt einen glatten Übergang von der einen Anordnung auf die andere sicher, wie später noch näher beschrieben werden wird.

Jedes Steuerventil 18 bzw. 19 ist so eingestellt, daß die Zuführung von Druckmittel in den Ringraum 10 gewährleistet ist und dieses Druckmittel bei Erreichen eines vorbestimmten Druckes hinter den entsprechenden Kolben 6 gelangt. Die Tandemanordnung der beiden hydraulischen Vorrichtungen 1 und 2 gestattet einen kontinuierlichen Zug auf die heißgewalzte Stange 4, die durch die Ziehmatrize 3 unter Ausbildung einer Welle 5 gezogen werden soll. Vom zweiten Zylinder 2 läuft die Welle durch eine normale Streckvorrichtung 20 und kann dann in die gewünschten Längen geschnitten werden.

Im Betrieb wird ein kurzes Stück einer vorgefertigten Welle an einem Ende einer Spule aus heißgewalztem Stangenmaterial 4 mittels Stoßschweißung angeschweißt. Das freie Ende der Welle wird durch die Ziehmatrize 3 und die in den Kolbenstangen 7 der Anordnungen 1, 2 vorhandenen Spannpatronen 11 sowie durch die Streckvorrichtung 20 eingeführt.

In dem in Fig. 1 wiedergegebenen Zustand zieht der hydraulische Zylinder 2 die Stange 4 durch die Ziehmatrize 3, während der Kolben des hydraulischen Zylinders 1 am Beginn seines Rücklaufhubes steht.

Die Steuerventile 23 und 24 für jeden Zylinder werden in entsprechenden Stellungen der Kolben derart umgesteuert, daß bei Annäherung des Kolbens des Zylinders 1 an das Ende seines Arbeitshubes das Steuerventil 24 für den Zylinder 2 so umgeschaltet wird, daß dieser dann über das Ventil 19 seinen Arbeitshub beginnt. Beim Aufbringen von Druck auf die Anordnung 2 wird zuerst die in Segmente unterteilte Spannpatrone 11 auf der Welle 5 zusammengedrückt und zieht dann die Welle S und die Stange 4 durch die Ziehmatrize 3. Die geringste Einspannkraft läßt sich durch das Ventil 19 vorbestimmen und die Spannpatronen 11 sind so lang, daß mit Sicherheit die Oberfläche der Welle während des Ziehvorganges nicht beschädigt wird. Vorzugsweise wird die Kraft der Spannpatrone so berechnet, daß sie im richtigen Verhältnis zur wirksamen Kolbenfläche steht. Die Spannpatronen 11 werden vorzugsweise aus getrennten Teilen hergestellt, so daß jede Krümmung der durch die Ziehmatrize 3 gezogenen Welle 5 weitgehend über die von den Spannpatronen erfaßte Länge ausgeglichen wird.

Kurz nachdem der Kolben des hydraulischen Zylinders 1 den hydraulischen Zylinder 2 in Betrieb gesetzt hat, stellt er sein eigenes Steuerventil 23 um, so daß der Druck unmittelbar abfällt, die Spannpatronen sich zusammenziehen und die Laufrichtung des Kolbens umgekehrt wird. Infolge des schnellen Rücklaufes des Kolbens erreicht der Zylinder 1 den Anfangspunkt des Arbeitshubes, bevor der Zylinder 2 seinen Arbeitshub beendet hat. Dort verweilt der Zylinder 1 kurzzeitig, bis der oben beschriebene Arbeitsablauf erneut, jedoch durch die Stellung des Kolbens des Zylinders 2 gesteuert, beginnt.

Die Steuerventile 23, 24 werden von einer äußeren Quelle, vorzugsweise einer Luftdruckquelle, gesteuert und kommen zur Ruhe, wenn die Kolbenstangen der Zylinder 1, 2 die Hufsventile oder eine ähnliche Vorrichtung in der äußeren Kraftquelle betätigen.

In der kurzen Pause nach jedem Rücklauf der Kolben wird das Öl durch eine übliche Vorrichtung, beispielsweise Rückschlagventile 26, 27, wie sie in Fig. 2 wiedergegeben sind, in den Behälter 25 zurückgefördert.

Man kann auch Haupt- und Nebenzylinder verwenden, wobei ein geschlossener Kreis für den Rücklauf des unwirksamen Zylinders vorgesehen ist. In diesem Fall ist eine schnelle Rücklaufbewegung nicht möglich, und man sieht deshalb ein Entlastungsventil vor, um ein Überlaufen des Hilfskolbens zu verhindern.

Vorzugsweise sieht man eine hydraulisch betätigte Schere hinter der Streckvorrichtung vor, die durch eine von der aus der Streckvorrichtung kommenden Welle gesteuerten Auslösevorrichtung betätigt wird. Es werden somit genaue Längen der Welle abgeschnitten, und der Betrieb der Auslösevorrichtung trennt vorübergehend die Zylinder von der hydraulischen Druckquelle, während die Schere durch einen Teil des Volumens des hydraulischen Systems betätigt wird.

Bei Verwendung der oben beschriebenen Tandemanordnung kann eine Stange od. dgl. kontinuierlich und vollautomatisch durch Stoßschweißen kontinuierlicher Längen oder Spulen aus heißgewalztem Stangenmaterial unter Steigerung der Geschwindigkeit und des Nutzeffektes gezogen werden.

Bei einer abgeänderten Ausführungsform kann die Rohranordnung die Verlängerung eines oder beider Enden der Kolbenstangen bilden.

Man erkennt, daß die im vorstehenden beschriebene Vorschubeinrichtung auch auf anderen Gebieten Verwendung finden kann, beispielsweise zum Hindurchstoßen von Material durch ein Gesenk od. dgl. Infolgedessen ist die Erfindung auf das wiedergegebene Ausführungsbeispiel nicht beschränkt.

Die Ansprüche 2 bis 4 sind echte Unteransprüche.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Hydraulische Vorschubeinrichtung für durch eine Verformungseinrichtung, z. B. eine Ziehmatrize, hindurchzubewegendes Gut, z. B. Stangen, mit durch doppeltwirkenden hydraulischen Kolbentrieb hin- und herbewegbarem Vorschubelement und konzentrisch in diesem angeordneter, hydraulisch in und außer Spannstellung versetzbarer Zangenanordnung zum Festhalten des Gutes, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern des in bekannter Weise zur Aufnahme der Zangenanordnung hohl ausgebildeten Kolbentriebes (6,7,9) hintereinander mehrere zylindrische sowie geschlitzte, das Gut (5) umfassende Spannpatronen (11) und um diese herum ein dünnes elastisches sowie auf beiden Enden mit der beidseits über den Kolben (6) hinausragenden Kolbenstange (7) dichtend verbundenes (16) Rohr (14) vorgesehen sind, wobei das zum Spannen des Gutes (5) bestimmte Druckmittel in den zwischen dem Rohr (14) und dem Kolbenstangeninneren vorhandenen Ringraum (10) einführbar ist.

2. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 1 mit zwei in gegenläufiger Hin- und Herbewegung das Gut abwechselnd vorschiebenden Vorschubelementen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kolbentriebe mit je einer Zangenanordnung hintereinander angeordnet sind.

3. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch einen z. B. über Differentialkolbenflächen auf jeder Seite des Kolbens erfolgenden Schnellrücklauf für den Kolben.

4. Vorschubeinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Kolbenbewegung in jeder Anordnung (1, 2) durch die Stellung des Kolbens in der anderen Anordnung gesteuert wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 949 555, 946 617, 845, 743 530;

USA.-Patentschrift Nr. 2534 527.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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