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Vorrichtung zum Walzen von im wesentlichen auf ihrer ganzen Länge
verjüngten Blattfedern Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Walzen von im
wesentlichen auf ihrer ganzen Länge verjüngten Blattfedern.
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Bei Einzelblattfeder-Aufhängungen, z. B. in Automobilen, ist die richtige
Ausbildung der Verjüngung der Blattfedern von großer Bedeutung. Der Winkel und die
Länge der Verjüngung sollten bei einer richtig ausgebildeten Einzelblattfeder durch
das erwünschte Biegemoment der Feder bestimmt sein, und die Verjüngung erstreckt
sich von einem Mittelabschnitt mit ebener oder parabolischer Form zu jedem Ende
hin. Bei der Herstellung verjüngter Einzelblattfedern ist es wichtig, daß die fortschreitende
Dickenänderung des Federblattes in engen Toleranzen gehalten wird. Dies ist erforderlich,
damit eine gleichmäßige Verteilung der Beanspruchung über den gesamten Federblatt-Biegungsbereich
gewährleistet wird.
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Bisher wurden derartige Blattfedern in der Weise hergestellt, daß
heiße Metallstreifen zwischen zwei Walzen gestreckt wurden, und daß durch eine derartige
Streckung die Verjüngung an den Enden der Streifen ausgebildet wurde. Hierbei tritt
der Nachteil auf, daß ein in der Breite #deformierter Abschnitt ausgebildet wird,
wobei dessen Breite größer ist als diejenige des Mittelabschnittes der Feder. Dies
führt zu einer unwirtschaftlichen Ausnutzung des Materials und machte eine zusätzliche
Zurichtarbeit erforderlich. Hierbei können ferner die Größe der fortschreitenden
Querschnittsverminderung in der Dicke wegen der Abnutzung der Walzen nicht genau
eingestellt werden.
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Es wurde auch bereits ein erwärmter Metallrohling in eine entsprechend
verjüngte Form eingelegt, und diese Form wurde in Längsrichtung unter einer Oberwalze
bewegt, wobei die Oberwalze den Metallrohling nach unten gegen die Bodenform preßt,
um die Verjüngung auszubilden. Es wurden auch bereits obere und untere Walzen verwendet,
die sich auf Kopierlinealen abwälzten, wobei diese Kopierlineale beweglich oder
feststehend waren. Wenn sich hierbei die Walzen in Längsrichtung am Rohling entlang
bewegen, wird die gewünschte Verjüngung ausgebildet. Bei allen diesen bekannten
Verfahren wird das Metall zwischen den Walzen seitlich herausgequetscht. Dadurch
kann die Verjüngung nicht genau innerhalb der Toleranzen eingestellt werden.
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Es ist auch bereits eine Vorrichtung bekannt, die eine Walzplatte
aufweist, auf der der Rohling angeordnet wird. Unterhalb dieser Walzplatte läuft
eine Arbeitswalze, und oberhalb dieser Walzplatte läuft auf dem Rohling eine Arbeitswalze,
und diese Arbeitswalze wälzt sich an einem Kopierlineal ab, welches die Walzkräfte
überträgt.
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Bei der Herstellung von im wesentlichen auf ihrer ganzen Länge verjüngten
Blattfedern ist es von großer Bedeutung, daß Formgrößen und Bearbeitungseinwirkungen
in allen Bereichen genau entsprechend vorbestimmten Werten eingehalten werden, um
eine gute Blattfeder zu erhalten.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zu schaffen, mit der eine derartige Arbeitsweise möglich ist. Erfindungsgemäß ist
die folgende Kombination in der Walztechnik bekannter Merkmale vorgesehen: a) ein
der verjüngten Feder entsprechendes, die Walzkräfte übertragendes Kopierlineal,
b) eine sich am Kopierlineal abwälzende Führungswalze der Arbeitswalze, c)
ein zwangläufiger Antrieb für die Arbeitswalze und d) ein das Werkstück von
drei Seiten umschließendes Gesenk.
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Die Kombination der Merkmale a) und b) ist, wie bereits dargelegt,
bei Walzmaschinen zum Verjüngen von Blattfedern bekannt. Die Merkmale c) und
d) sind bei anderen Walzmaschinen und Walzvorrichtungen,
die
für andere Zwecke verwendet werden, ebenfalls an sich bekannt.
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In vorteilhafter Weise kann das Kopierlineal an einem hin- und herbeweglichen
Schlitten derart aufgehängt und abgestützt sein, daß die Neigung des Z t'
Kopierlineals gegenüber dem Schlitten einstellbar ist. Auf diese Weise kann man
den Grad der Verjüngung einstellen. Es kann dabei zweckmäßig sein, daß sich das
Kopierlineal über ein Schwenklager und eine einstellbare Keilverbindung am Schlitten
abstützt.
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Um die großen auftretenden Kräfte besser aufnehmen zu können, kann
das Kopierlineal in vorteilhafter Weise zwei parallele, im seitlichen Abstand voneinander
anereordnete Abschnitte aufweisen, und die Arbeitswalze kann zwei gleichachsig
angeordnete Führungswalzen aufweisen, die zu beiden Seiten der Arbeitswalze angeordnet
sind, so daß die Arbeitswalze zwischen den Abschnitten des Kopierlineals liegt.
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Die Arbeitswalze kann in vorteilhafter Weise zu beiden Seiten der
Führungswalzen angeordnete Kettenräder aufweisen, die in eine Kette eingreifen,
die am Kopierlineal und am Maschinengestell befestigt ist. Dabei kann die Arbeitswalze
an der Kolbenstange eines Arbeitskolbens befestigt sein. Hierdurch ist es in einfachster
Weise möglich, die Arbeitswalze immer wieder in die Ruhelage zurückzuführen. In
vorteilhafter Weise kann eine Feder vorgesehen sein, die die Arbeitswalze an das
Kopierlineal drückt.
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Eine Walzvorrichtung soll im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren
der Zeichnung erläutert werden. Es zeigt F i g. 1 eine schematische Teilschnittansicht
einer Walzvorrichtung, F i g. 2 eine Schnittansicht, genommen längs der Linie
2-2 der F i g. 1 und F i g. 3 eine vergrößerte Detailansicht der in
F i g. 1 dargestellten Vorrichtung.
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Wie die F i g. 1 und 2 zeigen, weist die Walzvorrichtung
8 Ständer 10 auf, die an den Seiten der Enden eines oberen Hauptträgers
12 und eines parallelen unteren Trägers 14 befestigt sind. Der untere Träger 14
dient als Walztisch. An der Unterseite des oberen Hauptträ 'gers 12 erstreckt sich
in Längsrichtung ein in der Mitte liegender Träger 16, der zwei Seitenflansche
18 und 20 aufweist, auf denen ein Schlitten 26 verfahren werden kann. Dieser
Schlitten hängt somit hin- und herbeweglich am Hauptträger und ist über ein Antriebsgestänge45
mit einem Arbeitszylinder 44 verbunden. Dieser Schlitten 26
trägt das Kopierlineal
30.
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Der untere massive Walztisch 14 trägt ein langgestrecktes Gesenk 54.
Das Gesenk 54 ist am Tisch 14 durch Seitenarme 56 befestigt, so daß es leicht
abnehmbar ist und durch. andere Gesenke ersetzt werden kann, um eine Anpassung an
verschiedene Federblattgrößen zu ermöglichen. Das Gesenk 54 kann aus einer
Reihe von getrennten Abschnitten bestehen, die zusammengespannt und auf dem Tisch
14 befestigt werden. Das Gesenk 54 weist einen in Längsrichtung verlaufenden Formkanal
58 auf, der einen Federblattrohling 60 aufnimmt, dessen Breite der
Breite des Formkanals 58 entspricht. Das Gesenk 54 verhindert eine seitliche
Ausbreitung des Blattrohlings während des Walzens.
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Das Verjüngen der oberen Fläche des Federblattrohlings 60 durch
Walzen wird mittels einer aufgehängten Walze 62 durchgeführt. Die Walze
62 ist drehbar zwischen zwei Armen 64 gelagert, die bei 65
schwenkbar
an den Enden der Arme eines lan--estreckten Bügels 66 befestigt sind. Das
vordere Ende des Bügels 66 ist fest mit einer Kolbenstange 68 eines
Arbeitszylinders 70 verbunden.
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Die Walze 62 weist eine Arbeitswalze 78 mit größerem
Durchmesser auf, und zu beiden Seiten dieser Arbeitswalze 78 sind zwei identische
seitliche Führun-sabschnitte 80 und 80 a mit vermindertem Durchmesser
vorgesehen. Zwei Führungswalzen 82 und 82 a mit vermindertem Durchmesser sind neben
den Führungsabschnitten 80 und 80 a angeordnet und wälzen sich an
den Kopierlinealabschnitten 84 und 86 ab. An der Walze 62 neben jeder
Führungswalze 82 und 82 a sind Kettenzahnräder 87 und 87 a
befestigt, die einen Teilkreis mit dem gleichen Durchmesser wie die Führungswalzen
82 und 82 a besitzen. Die beiden Kopierlinealabschnitte 84 und
86
sind identisch und hängen abnehmbar am Schlitten 26. Die Kopierlinealabschnitte
84, 86 weisen einen geneigten vorderen Abschnitt 88 und einen im wesentlichen
waagerechten, ebenen, hinteren Ab-
schnitt 90 (F i g. 1 und
3) auf, wobei der gerade Ab-
schnitt 90 für das Flachwalzen,
aber nicht notwendigerweise für das Verjüngen der Blattfederspitzen vorgesehen ist,
die für die nachfolgende Ausbildung der Befestigungsaugen benutzt werden.
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Eine durch ein Gegengewicht belastete Antriebskette 97 ist
für jedes der Kettenräder 87 und 87 a vorgesehen. Jede Antriebskette
97 steht mit einem Kettenrad im Eingriff und ist vorzugsweise eine Roffengliedkette,
wobei ein Ende an einem Arm 98
befestigt ist, der an der Stirnseite des Kopierlineals
angebracht ist. Die Kette 97 verläuft über den Arm 98 und um das zugehörige
Kettenrad 87. Vom Kettenrad 87 erstreckt sich die Kette
97 zur Stirnseite der Maschine hin, wo sie über eine Kettenleitrolle
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geführt ist. Am freien Ende der Kette 97 ist ein Gegengewicht
103 angebracht. Diese Ketten und Kettenräder gewährleisten das Abwälzen der
Führungswalzen 82 und 82 a an den Kopierlinealabschnitten 84 und
86.
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Wenn der Schlitten 2,6 durch den Arbeitszylinder 44 vorwärts
gezogen wird, wird die Walze 62 zwangläufig durch die Antriebskette
97 gedreht, welche am Schlitten befestigt ist und über das Kettenrad
87 gezogen wird. Die Drehung, die von dem Kettenrad 87
auf die Walze
62 übertragen wird, ist gleich dem Abrollweg der Führungswalzen
82 und 82 a an den Kurvenlinealabschnitten 84 und 86, weil der Durchmesser
des Teilkreises der Zähne des Kettenrades 87
gleich dem Durchmesser der Führungswalzen
82 und 82 a ist, und weil die Vorwärtsbewegung der Kette 97 die gleiche
ist wie die Vorwärtsbewegung der Kopierlinealabschnitte, 84 und 86. Das Gegengewicht
103 verhindert, daß die Kette 97 sich vom Kettenrad 87 löst.
Obgleich eine Kette 97 für die richtige Drehung der Walze 62 ausreichen
würde, ist es vorteilhaft, zwei solcher Ketten 97 zu verwenden, um eine ausgeglichene
Drehkraft an die Walze 62 anzulegen.
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An ein Ende eines Hebelarmes 91, der am Walzenträgerarm 64
befestigt ist, ist eine federvorgespannte Kette 92 angeschlossen. Die Kette
92 ist mit ihrem anderen Ende mit einer Schraubenfeder 94 verbunden, die
an einer öse 95 am vorderen Ende des Bügels 66 verankert ist. Eine
solche - federgespannte Kette befindet sich an jeder Seite. des. Bügels.
Die
Ketten sind an die zwei Arme 64 für die Walze angeschlossen
und dienen dazu, die Walze 62 für das Verjüngen in der Ausgangsstellung über
dem Formkanal 58 federnd gegen die Unterseite der Kopierlinealabschnitte
84 und 86 zu drücken, wie dies aus F i g. 1 und 3 ersichtlich
ist. Der Arbeitszylinder 70,
der mit der Walze 62 verbunden ist, dient
dazu, die Walze zurückzuführen.
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Der Kopierlinealträger 32, der die Kopierlinealabschnitte 84
und 86 trägt, ist ein Block, der am Schlitten 26 mittels mehrerer
Verbindungsstangen 100 aufgehängt ist, von denen jede schwenkbar an einem
Seitenvorsprung 102 des Kopierlinealträgers 32 an Drehzapfen 104 befestigt
ist. Das obere Ende einer jeden Verbindungsstange 100 ragt durch eine Aufhängeklammer
106. Eine Schraubendruckfeder 108 ist zusammengedrückt an jeder Verbindungsstange
100 zwischen jeder Aufhängeklammer 106 und einer Mutter
109 am Ende der Verbindungsstange angeordnet.
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Um eine Anpassung des Walzens von Blattfedern mit unterschiedlichen,
d. h. nach Länge und Winkel veränderlichen Verjüngungen zu ermöglichen, welches
durch die Länge des gewünschten Federblattes bestimmt ist, kann die Neigung der
Kopierlinealabschnitte 84, 86 in bezug auf den Tisch 14 eingestellt werden.
Die Einstellvorrichtung weist einen Keil 110
auf, der quer zwischen einem
im wesentlichen rechtecki-en Block 112 und dem mittleren Schlittenteil
28
eingesetzt ist. Die obere Seite des Keils 110, welche den geneigten
Teil bildet, ist T-förmig (s. F i g. 1
und 3) ausgebildet und seitlich
verschiebbar in einer geneigten T-förmigen Querrille im unteren Abschnitt des mittleren
Schlittenteils 28 angeordnet.
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Das größere, rechts in F i g. 2 dargestellte Ende des Keils
110 ragt aus der Seite des mittleren Schlittenabschnittes 28 heraus
und trägt eine ebene Platte 120. Eine obere Zunge 122 der Platte 120 hat eine Gewindebohrung
124, die eine Einstellstange 126 aufnimmt, welche einen Betätigungsgriff
128
trägt. Das andere Ende 130 der Gewindestange 126
ist durch
das Rohrstück 132 in drehbarer Weise in axialer Richtung festgelegt. Das
Rohrstück 132 ist an der Seite des mittleren Schlittenteils 28 befestigt.
Der Keil 110 kann daher seitlich verschoben werden, so daß die Entfernung
zwischen dem mittleren Schlittenteil 28 und dem Block 112 am vorderen Ende
des Kopierlinealträgers 32 durch Drehen des Gewindestangenhandgriffs
128 in der einen oder anderen Richtung eingestellt werden kann.
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Das hintere Ende des Kopierlinealträgers 32 trägt einen Block
140 mit einem bogenförmigen Querschnitt, welcher einen schwenkbaren Lagerteil bildet,
der in einem Sockel 142 des mittleren Schlittenteils 28 liegt, damit das
hintere Ende des Kopierlinealträgers 32 während der Einstellung des vorderen
Endes durch die Gewindestange 126 schwenken kann. Der Block 144, in dem der
Sockel 142 angeordnet ist, kann in der gleichen Weise wie der Keil 110 am
vorderen Ende ebenfalls vertikal eingestellt werden. Die Schraubenfedern
108 an den Enden der Verbindungsstangen 100 ergeben die nötige Federung,
so daß es möglich ist, den Kopierlinealträger 32 leicht einzustellen.
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Die großen, im wesentlichen von der Verformung herrührenden Kräfte,
die während des Walzens auf einen Blattfederrohling 60 beim Verjüngen ausgeübt
werden, werden nach unten auf den Blattfederrohling 60 abgelenkt, der im
Gesenk 54 ruht. Die Gegenkräfte, die von der Walze 62 auf den Kopierlinealträger
32 und auf den mittleren Schlittenteil 28 übertragen werden, werden
vom oberen Hauptträger 150
aufgenommen.
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Beim Walzen der Endabschnitte einer Blattfeder zum Verjüngen wird
ein erwärmter Federblattrohling 60 in Längsrichtung in den Forinkanal
58 des Gesenks 54 eingelegt, wobei die Breite des Rohlings 60
der Breite
des Formkanals 58 entspricht. Die Kolbenstange 68 des Arbeitszylinders
70 wird ausgefahren, so daß die Walze 62 sich nach unten unter die
Kopierlinealabschnitte 84 und 86 in eine Stellung in der Mitte über und in
Berührung mit dem Rohling 60
zwischen seinen Enden bewegt.
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Der Schlitten 26 befindet sich in seiner rückwärtigen Stellung,
wie in F i g. 1 dargestellt. Der Arbeitszylinder 44 wird betätigt, um den
Schlitten 26 zu schieben. Die Kopierlinealabschnitte 84 und 86 liegen
gegen die Führungswalzen 82 und 82 a der Walze 62
an und halten
diese nieder, wodurch die Arbeitswalze 78 auf den Blattrohling
60 gepreßt wird. Wenn sich der Schlitten 26 weiter nach vorn bewegt,
wird sich die Walze 62 wegen der Anlage an den Kopierlinealabschnitten 84,
86 und des Drehantriebs der Kettenräder 87 und 87 a durch die
Ketten 97 drehen und längs der oberen Fläche des Federblattrohlings
60 von der Mitte des Rohlings 60 gegen das vordere Ende hin abwälzen.
Es tritt wegen der Neigung der Kopierlinealabschnitte 84, 86 eine kontinuierlich
zunehmende, abwärts wirkende Kraft auf die Walze 62
auf, so daß die Walze
progressiv abwärts gedrückt wird, wenn sie vorwärts rollt, wie es durch die Kontur
der Kopierlinealflächen 88 und 90 bestimmt ist, wodurch der Blattrohling
60 zunehmend verformt wird, wenn die Formwalze sich gegen das vordere Ende
des Rohlings bewegt. Dies erzeugt einen verjüngten Abschnitt 61 am Blattrohling
60. Die Seitenwändedes Gesenks 54 verhindern jedes seitliche Ausbreiten des
Metalls während des Längswalzens, so daß der Rohling 60 nur in einer Längsrichtung
ausgewalzt und in seiner Dicke vermindert wird. Dieses Ausformen nur in einer Längsrichtung
erzeugt eine verbesserte interne Faserstruktur im Rohling mit einer daraus folgenden
Verbesserung der Festigkeitskennlinien des fertigen Produkts.
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Nach dem Verjüngen der vorderen Hälfte des Blattrohlings
60 werden sowohl der Schlitten 26 als auch die Walze 62 in
ihre Ausgangsstellung durch die Arbeitszylinder 44 und 70 zurückgeführt.
Die Antriebsketten 97 für die Kettenräder der Walze werden während dieser
Rückbewegung durch die Kraft der Gegengewichte 103 im Eingriff mit den Kettenrädern
87 und 87 a gehalten.
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Um die andere Hälfte des Blattrohlings 60 durch Walzen zu verjüngen,
kann der Rohling 60 im Formkanal 58 umgedreht werden, und die oben
beschriebenen Arbeitsgänge können wiederholt werden, oder der Schlitten
26 kann dann, wenn die Kolbenstange 68 einen hinreichenden Hub hat,
stationär gehalten werden, und die Walze 62 kann durch ein Ausfahren der
Kolbenstange 68 nach rückwärts unter die Kopierlinealabschnitte 84,
86 geschoben werden, um die Verjüngung herzustellen.