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Zuführungseinrichtung für Werkstücke bei einer Schmiede- bzw. Reckwalze
Die Erfindung bezieht sich auf eine Zuführungseinrichtung für Werkstücke bei einer
Schmiede- bzw. Reckwalze, bei der die aus einer Ober- und einer Unterwalze bestehenden
Walzwerkzeuge nebeneinander angeordnet sind.
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Bei der genannten Schmiede- bzw. Reckwalze ist es bekannt, für den
Werkstücktransport eine Werkstückzange vorzusehen, die in einer sowohl in Walzrichtung
hin und her als in einer quer hierzu bewegbaren Transporteinrichtung gelagert ist.
Es ist ferner bekannt, bei einer Walzeinrichtung, bei der die Walzen in Reihe hintereinander
angeordnet sind und die Werkstücke in fortlaufender Richtung durch die Walzen hindurch
bewegt werden, eine Transporteinrichtung für die Werkstücke vorzusehen, bei der
die Geschwindigkeit der Zange der Geschwindigkeit am Walzenumfang entspricht. Hierbei
können auch Mittel zur Synchronisierung der Bewegungen angeordnet werden, um der
Spannzange die Geschwindigkeit zu geben, die am Walzenumfang herrscht. Weiterhin
ist es bei Schmiedewalzen bekannt, bei denen die Walzwerkzeuge nebeneinander angeordnet
sind, die mit der Werkstückzange auszuführenden Bewegungen durch hydraulisch oder
pneumatisch beaufschlagte Zylinder zu betätigen, wobei die Reihenfolge der Bewegungen
durch Endschalter und weitere elektropneumatisch oder elektrohydraulisch schaltende
Steuerglieder erfolgt. Die Anpassung der Bewegung der Werkstückzange an diejenige
der Walzwerkzeuge geschieht mittels einer elektrischen Steuerung über Anschläge.
Da diese elektrohydraulische bzw. elektropneumatische Steuerung direkt in den Arbeitsprozeß
eingreift, sind Fehlschaltungen nicht ausgeschlossen. Insbesondere ist infolge der
nacheinander schaltenden Bewegungsvorgänge ein besonders rascher Arbeitsablauf nicht
erreichbar, da das schnelle Heranführen der Transporteinrichtung an Anschläge zu
Stößen und Schlägen führt. Eine zuverlässige Synchronisation zwischen der Bewegung
der Walzwerkzeuge und des Werkstückes läßt sich nicht erreichen.
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Aufgabe der Erfindung ist, bei einer Zuführungseinrichtung für Werkstückabschnitte
einer Schmiede-bzw. Reckwalze, deren Walzwerkzeuge nebeneinander angeordnet sind,
die hierdurch erforderliche Hin-und Herbewegung der Zange von Stößen und Schlägen,
die durch die Bewegungsumkehr hervorgerufen werden können, freizuhalten. Die Erfindung
zeichnet sich dadurch aus, daß die Zange in der aus einem Zangenwagen und einem
Transportwagen bestehenden Transporteinrichtung gelagert und geführt ist, und daß
zwischen der Transporteinrichtung und dem Walzenantrieb eine Kurbelschwinge angeordnet
ist, die die Transporteinrichtung in, Abhängigkeit vom Drehwinkel der Walzen in
Walzrichtung antreibt. Herbei soll die Kurbelschwinge an dem Transportwagen angreifen.
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Durch die Erfindung werden ruckartige Bewegungen bei der Zuführungseinrichtung
im Bereich der Umkehr der Zange ausgeschaltet, und es werden sanfte Bewegungsübergänge
geschaffen. Die Anordnung einer Kurbelschwinge zwischen der Transporteinrichtung
und der Walzenantriebsvorrichtung veranlaßt nicht nur ein einwandfreies Steuern
des Transportwagens in Abhängigkeit von dem Drehwinkel der Walzen, sondern es ergibt
sich ein weiches Fahren der Werkstückzuführungseinrichtung bei nebeneinander angeordneten
Walzwerkzeugen. Die Umkehr der Bewegungsrichtung der Zange erfolgt hierbei nach
einer Sinusfunktion, so daß ohne Gefahr des Auftretens von Stößen und Schlägen höhere
Arbeitsgeschwindigkeiten erreicht werden können, als dies durch Heranführen des
Zangentransportes an Anschläge möglich wäre. Durch Einschaltung der Kurbelschwinge
erfolgt der Arbeitshub unter einer den Walzen angemessenen Geschwindigkeit. Für
den Rückgang des Werkstückes ergibt sich eine kürzere Zeit mit schnellerer Geschwindigkeit.
Ferner läßt es sich leicht einrichten, daß die Zange vor dem Greifen der Walzsegmente
einen vorbestimmten Betrag in die Walze hineingreift. Dadurch erhält das Werkstück
bereits eine Geschwindigkeit, wenn die Walzen diese
fassen. Während
des Greifens der Walzen ist die Bewegungsumkehr bereits erfolgt.
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Vorteilhaft ist die Zange zu dem Zangenwagen relativ verschiebbar,
wobei diese Bewegung gegen eine hydraulisch oder mechanisch wirkende Feder erfolgt.
Der Zangenwagen kann zu dem Transportwagen in Querrichtung unter einer ständig wirkenden
Zugkraft mittels mechanischer oder eines Druckmediums wirkender Feder gehalten werden.
Zur Begrenzung der Bewegung des Zangenwagens können verstellbare Anschläge vorgesehen
sein. Mit diesen Anschlägen wirkt das Sperrorgan, z. B. eine Klinke, zusamen, auf
das ein Nocken des Zangenwagens oder eines Teiles davon einwirkt. Auf diese Weise
ist ein einwandfreier und der höheren Arbeitsgeschwindigkeit angepaßter Quertransport
des Zangenwagens gewährleistet.
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Als Führungsorgan für die Zange ist zweckmäßig ein Rohr in dem Zangenwagen
dreh- und längsverschiebbar gelagert. Hierbei kann die Zange bzw. das Führungsorgan
durch die Kurbelschwinge bei ihrer hinteren Totstellung mittels Gestänge oder hydraulisch
um ihre bzw. seine Längsachse gedreht werden.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsform erläutert.
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F i g. 1 zeigt eine Seitenansicht der Zuführungseinrichtung gemäß
der Erfindung in schematischer Darstellung; F i g. 2 ist eine Draufsicht auf die
in F i g. 1 veranschaulichte Einrichtung.
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Die Schmiedewalze weist eine Unterwalze 1 und eine Oberwalze 2 auf,
die die Walzwerkzeuge 3 und 4 tragen. Diese Walzwerkzeuge sind für die verschiedenen
Arbeiten nebeneinander angeordnet, wie aus der Darstellung der F i g. 2 hinsichtlich
der Werkzeuge 4a, 4 b, 4 c ... zu ersehen ist. Das Werkstück 5 ist
in einer Werkstückzange 6 eingespannt. Diese Zange kann durch einen mit einem Zylinder
7 mittels eines Druckmedium, vorzugsweise hydraulisch angetriebenen Kolben 7a gespannt
und geöffnet werden. Zu der Zange gehört weiterhin ein Führungsrohr 8, das drehbar
und längsverschiebbar in einem Zangenwagen 9 gelagert ist. Die Drehbewegung der
gesamten Zangenvorrichtung erfolgt mittels eines Kolbens 10 der in dem Zylinder
10 a mittels eines Druckmediums, z. B. hydraulisch, bewegt werden kann. Hierbei
kann der Kolben 10 auf eine Kurbel 11 einwirken. Die Bewegung ist so bemessen, daß
sich eine Drehbewegung der Zange von jeweils 90° hin und her ergibt. Die Zange kann
in Längsrichtung eine Relativbewegung zum Zangenwagen 9 ausführen, wobei sie mittels
der Kolben 12 gegen die Wirkung eines in den Zylindern 12a befindlichen Druckmediums,
insbesondere Drucköls arbeitet. Mittels des in den Zylindern 12a wirkenden Druckmediums
wird die Zange über eine Traverse 13 gegen den Anschlag 14 gezogen. Die Traverse
13 ist zum Zangenführungsrohr 8 drehbar gelagert. Die Zylinder 12 sind am Zangenwagen
9 befestigt. Von dem Zangenführungsrohr 8 wird in Umfangsrichtung eine Nockenscheibe
15 beim Drehen mitgenommen. Über die Rolle 16 und den Hebel 17 wird die Raste 18
betätigt. Die Raste 18 arbeitet gegen Anschläge 19, die auf einer Spindel 20 (Gewindespindel)
verstellbar angeordnet sind. Mit diesen Anschlägen wird die Seitwärtsbewegung des
Zangenwagens 9 begrenzt. Durch das in dem Zylinder 1 auf den Kolben 21a wirkende
Druckmedium wird die Sperre geöffnet, wenn nach erfolgtem Fertigwalzen des Werkstückes
der Zangenwagen wieder in seine Ausgangslage zum Werkzeug 4a zurückfährt.
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Durch das Antriebsrad 22 der Schmiedewalze stehen das Antriebsrad
23 und die Kegelräder 24 in einem vorbestimmten Übersetzungsverhältnis in Verbindung.
Das Gesamt-Übersetzungsverhältnis zwischen Walze und Transporteinrichtung kann verschieden
sein, und z. B. 1 : 1 oder 1 : 2 betragen. Die Einzelübersetzungen zwischen Walze
und den einzelnen Rädern können unter sich unterschiedlich sein. Der Antrieb der
Transporteinrichtung erfolgt über eine Kurbelwelle 25. Die Kurbelwelle 25 greift
mit Kulissensteinen 27 in zwei Kurbelschwingen 26 a und 26 b. Über zwei Lenker 28
steht die Kurbelschwinge mit dem Transportwagen 29 in Verbindung.
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Die Walzsegmente umfassen die Walze im allgemeinen über 180° oder
auch weniger. Bei während des Walzens ständig umlaufenden Walzsegmenten bleibt für
den Rücktransport des Werkstückes ein Bereich von ebenfalls 180°. Diese 180° verringern
sich jedoch noch um den Greifwinkel der Walzgravur und um weitere Winkelbeträge,
die für das Umlenken der Bewegungsrichtung der Werkstückzange erforderlich sind,
d. h., während das Walzen des Werkstückes auf einem Bereich von 180° vor sich geht,
muß der Rücktransport des Werkstückes in die nächste Ausgangsposition in einem Winkel
von weniger als 180° erfolgen. Während einer Umdrehung der Walzeinrichtung durcheilt
die Kurbelschwinge den Winkel a+ß=360°. Für das Walzen steht jedoch an der Schwinge
der Winkel ca größer als 180° zur Verfügung, während der Rückgang mit einer höheren
Geschwindigkeit über den Winkel ß erfolgt. Mittels der schwingenden Kurbelschleifen
wird also der Arbeitshub unter einer dem Walzen angemessenen Geschwindigkeit vorgenommen,
während der Rückwärtsgang im Eilgang erfolgt, d. h., von der Walze her gesehen wird
für den Rückgang des Werkstückes ein Betrag von weniger als 180° benötigt.
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Die Lenker 28 sind über eine spannschloßähnliche Vorrichtung 30 in
ihrer Länge veränderlich, so daß die Stellung der Werkstückzange 6 zu der Mitte
der Walzen 1 und 2 variabel ist. Hierbei ist die Kopflänge, d. h. die nicht gewalzte
Länge des Werkstückes einstellbar. Der Transportwagen 29 ist in Führungen 31 gelagert,
die eine von der Kurbelschwinge aufgezwungene Hin- und Herbewegung in Walzrichtung
ermöglichen. Die Führungen sind in dem Rahmen 32 gelagert. Der Transportwagen 29
besteht im wesentlichen aus zwei Führungen 33, die die Führung des Zangenwagens
9 in Querrichtung ermöglichen, und der Spindel 20, die die verstellbaren Anschläge
19 für die Begrenzung der Seitwärtsbewegung aufnimmt. Der Zangenwagen 9 ist mit
dem Transportwagen 29 weiterhin über einen Zylinder 34 mit Kolben 34 a verbunden,
der bei Bewegung nach rechts unter konstantem Druck steht und bei Betätigung der
Sperre 18 den Quertransport von einem zum anderen der beiden Anschläge 19 übernimmt
und bei Bewegung nach links nach vorangegangener Freigabe der Sperre 18 durch Zylinder
21 den Seitwärtstransport in die Ausgangsstellung ausführt.
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Die vorstehend beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt: Die Unter-
und Oberwalze 1 und 2 werden über eine Antriebsvorrichtung mit Kupplung und Bremse
über Schwungrad und einen Elektromotor in
an sich bekannter Weise
angetrieben. In Ausgangsstellung der Vorrichtung steht die Ober- und Unterwalze
in der in F i g. 1 dargestellten Stellung. Durch die zwangläufige Verbindung der
Transporteinrichtung mit der Walze steht auch die Zange in der dargestellten Stellung.
Die Zange selbst ist mit Hilfe des Spannzylinders 7 geöffnet. Von links in F i g.
1 wird das erwärmte Werkstück der geöffneten Zange zugeführt. Nach erfolgtem Einschub
des Werkstückes schließt die Zange 6 mit Hilfe des Spannzylinders 7. Die nicht dargestellte
Kupplung der Schmiedewalze schaltet ein, und die Walzen 1 und 2 sowie
die Transporteinrichtung setzen sich in Bewegung. Nach kurzem Leerweg, innerhalb
dessen die Werkstückzange und das Werkstück nahezu die Walzgeschwindigkeit erreicht
haben, greifen die Walzsegmente 3 und 4 und übernehmen nunmehr das Walzen des Werkstückes.
Mittels der Kurbelschwinge läuft der Transportwagen 29 und somit auch der Zangenwagen
9 in Walzrichtung mit. Die erforderliche Korrektur der Transportgeschwindigkeit
zur Walzgeschwindigkeit erfolgt über einen Ausgleich der Werkstückzange in Längsrichtung
gegen die hydraulisch betätigten Kolben 12 in dem Zylinder 12a. Die Transportgeschwindigkeit
des Zangenwagens 9 ist geringfügig langsamer als die Walzgeschwindigkeit. Hierdurch
ergibt sich eine kleine Relativverschiebung der Zange 8 gegenüber dem Zangenwagen
9. Diese Korrektur ist erforderlich, da die Walzgeschwindigkeit von der Gravurtiefe
des Walzsegmentes abhängt und da aus der Charakteristik der Kurbelschwinge 26 a,
26 b nur ein angenähert gleichförmiger Geschwindigkeitsverlauf der Transporteinrichtung
erreichbar ist. Nachdem das Werkstück das Walzsegment verläßt, bringen die Zylinder
12 die Zange wieder mit dem Wagen gegen die Begrenzung 14 zur Anlage.
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In hinterer (rechter) Stellung der Kurbelschwinge wird durch einen
hydraulischen Impuls der Schwenkzylinder 10 betätigt, der die Zange um 90=
um ihre Längsachse schwenkt. Während dieser Schwenkbewegung wird über die Kurvenscheibe
15 die Raste 18 betätigt. Diese Raste 18 gibt den Zangenwagen in Querrichtung
frei, so daß der konstant nach rechts beaufschlagte Zylinder 34 den Zangenwagen
quer verfahren kann. Die Freigabe der Sperre 18 ist nur kurzzeitig während
des Schwenkens der Zange 8, so daß bei Erreichen des nachfolgenden verstellbaren
Anschlages 19 die Sperre 18 an diesen Anschlag anläuft. Inzwischen
hat die Kurbelschwinge ihre Bewegungsrichtung geändert, und die Transporteinrichtung
wird mit erhöhter Geschwindigkeit über den Bereich des Winkels ß in die linke Stellung
gefahren.
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Das Werkstück passiert nunmehr nach wiederum erfolgter Umkehr der
Bewegungsrichtung von links nach rechts in der zweiten Walzgravur 4 b und um 90°
geschwenkt die Ausgangsposition für den zweiten Walzstich. Sowohl Walze 1 und 2
wie auch die Transporteinrichtung laufen während des Walzens der einzelnen Walzstiche
ohne anzuhalten durch.
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Nachdem die einzelnen Walzoperationen in dieser Weise durchlaufen
sind, kommt die Walze in der auf F i g. 1 dargestellten Stellung zum Stillstand,
und die Zange 6 öffnet sich mittels des hydraulisch betätigten Kolbens 7 in dem
Zylinder 7a. Das fertiggewalzte Werkstück 5 wird ausgeworfen. Danach fährt der Zangenwagen
mit Hilfe des Zylinders 34 bei durch den Zylinder 21 entriegelter Sperre 18 nach
links in die Ausgangsstellung bei Walzsegment 4a zurück. Die Walzeinrichtung steht
nunmehr für die Aufnahme eines neuen Werkstückes bereit.
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Für den Werkzeugwechsel kann die gesamte Transporteinrichtung von
der Walze zurückgefahren werden. Zu diesem Zweck ist die Verbindung der Kegelradpaare
24 über eine Steckwelle 35 ausgeführt. Mit Hilfe dieser Steckwelle 35 läßt
sich die gesamte Transporteinrichtung um einen entsprechenden Betrag von der Walze
abfahren, ohne daß die zwangläufige Verbindung zwischen Walze und Transporteinrichtung
aufgehoben wird. Ein Wiedereinrichten der Synchronisation zwischen Walze und Transporteinrichtung
ist somit nicht erforderlich.