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Verfahren und Maschine zur Herstellung von Kreissägenscheiben Die
Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Kreissägenscheiben aus einem Stück
mit gegenüber dem Mittelteil der Scheiben verbreitertem Rand, welche für hohe Drehzahlen
einsetzbar sind. Derartige Kreissägenscheiben werden in verschiedenen Durchmessern
bis zu beachtlicher Größe in Warmkreissägen für Walzmaterial wie Schienen, Stangen
u. dgl. eingesetzt.
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Zur Herstellung derartiger Kreissägenscheiben wurde bereits vorgeschlagen,
die Randzone der Sägenscheibe vor der Ausbildung der Sägezähne durch Kaltwalzen
zu verbreitern. Eine derartige Verbreiterung der Randzone gegenüber dem Mittelteil
hat sich jedoch vor allem bei der Herstellung von Hochleistungs-Kreissägenscheiben,
mit denen sich die Erfindung beschäftigt, als unpraktisch erwiesen.
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Bei der Herstellung schwerer Scheiben und Reifen, wie sie z. B. für
Hochleistungs-Schienenräder erforderlich sind, kennt man auch bereits das Warmwalzen
zur Verbreiterung der Randzone, wobei eine Randzone einfacher Form eines erhitzten
Ausgangswerkstückes durch zwei seitliche und eine Stirnwalze entsprechenden Profils
in die gewünschte Form des Scheibenrandes bzw. des Reifens gewalzt wird.
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Ein derartiges Verfahren läßt sich nur erfolgversprechend bei schweren
Ausgangswerkstücken anwenden, da deren Wärmehaltung ihrer großen Masse ausreicht,
um das Werkstück während des gesamten Walzvorganges auf Verformungstemperatur zu
halten. Dies ist jedoch nicht der Fall bei relativ dünnen Ausgangswerkstücken, d.
h. also bei Scheiben, wie sie zur Herstellung von Kreissägenscheiben erforderlich
sind. Die Wärmehaltung derartiger Scheiben ist so unbedeutend, daß, selbst wenn
es möglich wäre, eine vorgewärmte Scheibe dieser Art in eine Walzmaschine in heißem
Zustand einzusetzen, sie sich so schnell abkühlen würde, daß die Temperatur der
Randzone bereits unter Verformungstemperatur liegen würde, bevor der Walzvorgang
beendet wäre. Außerdem neigt eine relativ dünne Stahlscheibe in heißem Zustand leicht
dazu, sich zu verziehen, so daß es praktisch unmöglich ist, sie durch die Walzen
einer entsprechenden Walz- und Stauchmaschine hindurchzuziehen.
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Zur Erkenntnis dieser Schwierigkeiten ist Gegenstand der Erfindung
ein Verfahren zur Herstellung von Kreissägenscheiben mit gegenüber dem Mittelteil
der Scheiben verbreitertem Rand, bei dem die Randzone der Scheibenrohlinge durch
seitliche und radiale Druckkräfte fortlaufend längs des Umfanges mittels Walzens
gestaucht wird, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß unmittelbar vor dem Walzen
lediglich ein kurzes Bogenstück der Randzone der Scheibenrohlinge fortlaufend auf
Verformungstemperatur erwärmt und unmittelbar nach der Verformung abgekühlt wird.
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Die Erwärmung muß hierbei schnell, d. h. kurz vor der Verformungsstelle,
erfolgen, wobei es sich als sehr wichtig herausgestellt hat, die erwärmte Randzone
in radialer Richtung zu begrenzen, wodurch ein Übergreifen der Erwärmung auf den
Mittelteil der Scheibe unter Störung der hier herrschenden inneren Spannungen und
damit ein Verziehen der Scheibe vermieden wird. Die Erfindung empfiehlt deshalb
weiterhin, die erwärmte Randzone in radialer Richtung durch Abkühlen zu begrenzen.
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Gegenstand der Erfindung ist auch eine Maschine zur Durchführung des
erläuterten Verfahrens, mit der eine gleichmäßige Erwärmung über das kurze, örtlich
zu begrenzende Bogenstück erreicht wird. Diese Maschine besteht aus einem rotierenden
Zentralsupport zur Aufnahme der Scheibenrohlinge, aus Führungen für die Randzone
des Rohlings und aus einer Walzeinrichtung mit auf die Scheibenrohlinge im Bereich
der Führungsmittel radial und axial einwirkenden Walzrollen und ist dadurch gekennzeichnet,
daß beidseits der Scheibenrohlinge unmittelbar vor den Walzrollen über ein kurzes
Bogenstück Erwärmungseinrichtungen
und hinter den Walzrollen Wasserdüsen
zum Kühlen vorgesehen sind. Hierbei braucht die Erwärmung nur wenig über der Verformungstemperatur
zu liegen, um die schwache Abkühlung des Stahles zwischen dem Ende der Erwärmungszone
und der eigentlichen Verformungsstelle auszugleichen. Zur Begrenzung det Erwärmung
in radialer Richtung schlägt die Erfindung weiterhin vor, daß in radialer Richtung
innerhalb des erwähnten Bogenstückes die Erwärmuhgszone begrenzende Luftdüsen angeordnet
sind. Zwecks allgemeiner Abkühlung wird die Scheibe außerdem durch ein Kühlbad geführt.
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Nachstehend soll nunmehr die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels
einer Maschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert
werden; es zeigt F i g. 1 einen Draufsicht auf die erfindungsgemäße Maschine, F
i g. 2 die gleiche Maschine in Frontansicht, F i g. 3 einen Einzelteil aus F i g.
1 in Blickrichtung des Pfeiles A, F i g. 4 die Erwärmungseinrichtung, teilweise
im Schnitt, ebenfalls aus F i g. 1 in Richtung des Pfeiles A, F i g. 5 ein Detail
des rechten Endes von F i g. 4, F i g. 6 die in F i g. 2 angedeutete Kühleinrichtung,
F i g. 7 eine Seitenansicht eines der Heizbrenner. Die in F i g. 1 und 2 im Ganzen
dargestellte Maschine zur Herstellung von Kreissägenscheiben im Rahmen des erfindungsgemäßen
Verfahrens besitzt einen in Drehung versetzbaren Zentralsupport 2 für einen Scheibenrohling
1 mit einer horizontalen Welle 3 und über Arme 5 festdrehbaren Klemmplatten
4A, 4B. Am Rand des Scheibenrohlings sind seitliche Führungsrollen 6A, 6B sowie
eine Stirnwalze 26 zum Stauchen des Scheibenrandes in die gewünschte Form vorgesehen.
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Die Scheibe 1 wird im Uhrzeigersinn gedreht, wie dies aus F
i g. 2 ersichtlich ist. Bevor ihre Randzone zwischen die Rollen 6A, 6B gelangt,
läuft sie zwischen Heizbrennern 35A, 35B hindurch, welche auf entsprechenden
Halterungen 36A, 36B auf den gleichen Schlitten 8 A, 8 B montiert sind wie die Rollen
6A, 6B. Es sind Einstellmöglichkeiten 37, 38 vorgesehen, um die Brenner genau
auf den Durchmesser der Scheibe 1 einzustellen. Wenn ein Heizaggregat genau eingestellt
ist (F i g. 7), sind die Brennerdüsen 39 in zwei Reihen an der einer Seitenfläche
der Scheibe 1 zugekehrten Heizfläche genau auf eine Randzone der Scheibe 1 innerhalb
ihres Randes 1X gerichtet, wobei sie ein Stück dieser Randzone gleich der Länge
des Heizers 35A oder 35B bestreichen. Jedem Heizer wird über eine entsprechende
Leitung 40 (F i g. 4) ein Heizgas, z. B. Propangas, zugeleitet, während eine Leitung
41 Sauerstoff: zuführt. Die Gasmenge wird durch Stellschrauben 42, 43 reguliert
(F i g. 4 und 5), und beide Gase werden alsdann im Rohr 44 vermischt und einer Ausnehmung
45 im Heizaggregat zugeleitet, von wo aus das Gasgemisch an den Brennern 39 austritt.
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Die für die genaue Abgrenzung der zu erhitzenden Randzone der Scheibe
1 erforderliche Kühlluft wird über eine Leitung 46 einem zweiten Hohlraum 47 im
Heizer zugeleitet, tritt durch eine Doppelreihe enger Düsenlöcher 48 aus und trifft
dicht neben den Heizflammen an der Innenkante der Randzone auf die Scheibe 1. Das
Kühlwasser für das Heizaggregat wird durch eine Leitung 49 zugeleitet und gelangt
über eine weitere Leitung 50 in einen Wassermantel 51, aus dem es durch eine Leitung
52 abläuft.
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An jedem Schlitten 8A und 8B sitzt eine Sprühleitung 53, welche einen
kräftigen Wasserstrahl auf jede Seite der Scheibe 1 spritzt, um den Teil der Scheibe
zwischen der Randzone 1X und den Klemmplatten 4A, 4B zu kühlen, wenn die
erhitzte Randzone die Rollen 6A, 6B, 26 verlassen hat. Dieses Kühlwasser läuft in
einen großen Wasserbehälter 54,
der anschließend von dem gleichen Teil der
Scheibe durchlaufen wird.
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Da die Brenner 35A, 35B und die zugehörigen Elemente auf den
gleichen Schlitten 8A, 8B sitzen wie die Rollen 6A, 6B, werden sie zugleich mit
der Einstellung dieser Rollen auf die Dicke der Scheibe 1 genau eingestellt, so
daß auf beiden Seiten der Scheibe eine gleichmäßige Heizwirkung erzielt wird. Die
Kühlluftdüsen 48, welche ebenfalls an den Brenneraggregaten sitzen, sorgen für eine
gleichmäßige Kühlung dicht innerhalb der zu erhitzenden Randzone an beiden Seiten
der Scheibe 1, während die Wasserspritzrohre 53 ähnlich für eine gleichmäßige
Kühlung beider Seiten der Scheibe in ihrem Bereich sorgen.
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Durch diese Anordnung der Erwärmungs- und Kühleinrichtungen wird eine
scharf abgegrenzte Erwärmung des Scheibenrohlings auf Stauchtemperatur im Bereich
der Verformungs- oder Stauchstelle erreicht, d. h. in der Randzone der Scheibe über
ein Bogenstück gleich der Länge der Heizaggregate 35A,
35B und radial etwas
weiter als die von den Düsen 39 bestrichene Fläche, wobei jedoch die Luftdüsen 48
die beheizte Fläche nach innen zu abgrenzen. Unterhalb der Stauchzone gelangt der
Rand alsbald in den Einfluß der Spritzleitungen 53, und schließlich erfolgt die
abschließende Kühlung im Behälter 54.
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Der verhältnismäßig dünne Scheibenrohling kann also genau in der Maschine
eingespannt werden, da er ja kalt ist, und läßt sich ohne die geringste Gefahr eines
Verziehens in derRandzone auf das gewünschte Profil stauchen bzw. warmwalzen.
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Bei den Figuren bedeuten die Bezugszeichen 11A, 1IB, 31 bzw. 34 Horizontal-Verstellvorrichtungen
für die normal zur Scheibe 1 verschieblichen Schlitten 8A, 8B, 32 bzw. den in Scheibenebene
verschieblichen Schlitten 28; 12A, 12B, 28X, 32X sind Arretierungshebel der
vorgenannten Schlitten; 17 ist eine Horizontal-Verstellvorrichtung für den in Scheibenebene
verschieblichen Schlitten 13 mit Zentralsupport 2 und Antriebseinrichtung (Motor
18, Untersetzungsgetriebe 19 bis 24) für die Scheibe 1.