DE19708473A1 - Vorrichtung zum kontinuierlichen, spanlosen Abtrennen einzelner Ringe von rohrförmigen Werkstücken - Google Patents
Vorrichtung zum kontinuierlichen, spanlosen Abtrennen einzelner Ringe von rohrförmigen WerkstückenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen, spanlosen Abtrennen
einzelner Ringe von rohrförmigen Werkstücken gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruches 1.
Eine gattungsbildende Vorrichtung ist aus der DE-OS 16 02 950 insbesondere Fig.
10 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung sind zwei oder drei Schneidwalzen mit
gewindeförmigen Schneiden um das zu bearbeitende Werkstück angeordnet. Diese
Schneidwalzen sind gleichsinnig angetrieben und werden auf die Werkstückoberfläche
gepreßt. Das rohrförmige Werkstück dreht sich gegensinnig zu den Schneidwalzen
und wird dabei axial vorgeschoben. Die Drehstellung der zwei bzw. drei Schneidwalzen
untereinander ist so ausgerichtet, daß der Schneidkontakt zum zerteilenden
Werkstück in einer exakt gemeinsamen Schneidebene stattfindet. Der Durchmesser
der Schneidwalzen nimmt vom Anfang zum Ende hin zu und bildet dabei einen sich
verengenden Kanal. Zur Innenabstützung ist ein Dorn im zu zerteilenden Werkstück
angeordnet, um den von den Schneidwalzen ausgeübten Druck aufnehmen zu
können. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß eine vollständige Durchtrennung nicht
möglich ist und der eingeschnittene Ring mittels einer separaten Vorrichtung
abgeschlagen werden muß. Außerdem werden bei dieser Anordnung die Schneiden
der Schneidwalzen schnell verschleißen, da insbesondere Wälzlagerstahl einen
besonders hohen Verformungswiderstand aufweist und keine Maßnahmen zur
Verringerung des Verformungswiderstandes angegeben werden. Weiterhin muß der
abgeschlagene Ring an der Trennstelle mechanisch bearbeitet werden, was die
Taktzeit entsprechend verringert.
Ein anderes Verfahren zum kontinuierlichen, spanlosen Abtrennen einzelner Ringe von
rohrförmigen Werkstücken ist der DE-PS 65 74 15 zu entnehmen. Bei diesem
Verfahren sind zwei einander gegenüberliegende Schrägwalzen, die
schraubenlinienförmig verlaufende Schneidgänge aufweisen, in einem Walzwerk
angeordnet. In den Zwischenräumen zwischen den beiden Schrägwalzen sind oben
und unten je eine Führung in Form eines Lineals angeordnet. Auch bei dieser
Anordnung ist eine Innenabstützung des Werkstückes mittels eines sich drehenden
mitlaufenden Dornes vorgesehen. Dies bedeutet, daß das Werkstück nicht vollständig
durchtrennt werden kann und nach dem Herausziehen der Dornstange ein Abschlagen
der einzelnen Ringe erfolgen muß. Da die Trennstelle eine entsprechende Bruchform
aufweist, muß die jeweilige Stirnseite mechanisch bearbeitet werden. Bei diesem
Verfahren sind ebenfalls keine Maßnahmen zur Verringerung des
Verformungswiderstandes angegeben.
In der WO 95/29777 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen
spanlosen Abtrennen einzelner Ringe von rohrförmigen Werkstücken, bei dem drei
Schneidwalzen um das Werkstück herum angeordnet sind, offenbart. Die
Schneidwalzen sind gleichsinnig angetrieben und werden auf die Oberfläche gegen
das sich drehende rohrförmige Werkstück gepreßt. Bei dieser bekannten Vorrichtung
wird auf eine Innenabstützung des zu zerteilenden Werkstückes verzichtet, so daß ein
vollständiges Durchtrennen möglich ist. Zur Verringerung des Umformwiderstandes
wird vor dem Abtrennprozeß das rohrförmige Werkstück auf eine wesentlich den
Umformwiderstand des eingesetzten Werkstoffes erniedrigende Temperatur erwärmt,
wobei im Sinne einer Abstützung an der äußeren Oberfläche eine höhere Temperatur
als an der inneren Oberfläche des rohrförmigen Werkstückes erzeugt wird. Bei diesem
bekannten Verfahren darf das rohrförmige Werkstück keinen zu geringen
Außendurchmesser aufweisen, da sich ansonsten die drei Schneidwalzen berühren
würden. Aus Festigkeits- und Stabilitätsgründen dürfen die Schneidwalzen wiederum
im Durchmesser nicht zu klein gewählt werden, so daß von dieser Seite her
Verfahrensgrenzen gesetzt sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend vom bekannten Stand der Technik eine
Vorrichtung zum kontinuierlichen, spanlosen Abtrennen einzelner Ringe von
rohrförmigen Werkstücken anzugeben, mit der bei hoher Taktleistung vorzugsweise
Ringe aus Wälzlagerstahl mit hoher Genauigkeit und einem Durchmesser < 35 mm
herstellbar sind.
Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff mit den im kennzeichnenden Teil des
Anspruches 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind
Bestandteil von Unteransprüchen.
Vergleichbar wie bei der in der DE-OS 16 02 950 offenbarten Vorrichtung werden
erfindungsgemäß ebenfalls nur zwei Schneidwalzen verwendet, die aber nicht
einander gegenüberliegen, sondern einen unterschiedlichen Umfangsabstand
aufweisen. Im Bereich des größeren Umfangsabstandes wird ein Stütz- und
Führungselement so angeordnet, daß die Längsachse dieses Stütz- und
Führungselementes mit den beiden Achsen der beiden Schneidwalzen im Querschnitt
gesehen ein gleichschenkliges Dreieck bilden. Zur Verringerung des
Umformwiderstandes ist einlaufseitig vor der Schneidwalzenanordnung in bekannter
Weise eine Erwärmungseinrichtung mit Temperaturregelung angeordnet.
Das Stütz- und Führungselement ist vorzugsweise als feststehende Stützleiste
ausgebildet, so daß das Werkstück von den beiden Schneidwalzen aus der Mittellage
nicht weggedrückt werden kann. Das Stütz- und Führungselement kann aber auch als
gleichsinnig mit den Schneidwalzen lose mitdrehende Stützwalze ausgebildet sein. Der
an den Berührungslinien zwischen den Außenflächen der Schneidwalzen, der
Stützwalze und des rohrförmigen Werkstückes zu überwindende Reibungswiderstand,
der der Axialbewegung des rohrförmigen Werkstückes entgegenwirkt, läßt sich
vermindern, wenn die Stützwalze an der zylindrischen Außenumfangsfläche profiliert
ist. Günstig wirken sich ein- oder mehrgängige Rillen aus, die die gleiche
Wendelrichtung wie die Schneiden der Schneidwalzen haben. Besonders günstig sind
die Verhältnisse dann, wenn die Steigung der Rillen der Stützwalze um bis zu 20%
größer ist als die der Schneiden der Schneidwalzen. Durch die elastischen
Eindrückungen der Außenmantelfläche des rohrförmigen Werkstückes in diese
gewindeartigen Rillen entsteht eine axiale Kraftkomponente, die den Axialvorschub
des rohrförmigen Werkstückes fördert. Diese Rillen verkürzen die zylindrische
Mantellinie der Stützwalze um weniger als 25% und hinterlassen wegen der
unterschiedlichen Steigung zu den Schneiden keine Markierungen an der
Außenoberfläche der abgetrennten Ringe. Die Kräfteverhältnisse sind dann besonders
günstig, wenn das Stütz- und Führungselement im Scheitelpunkt der Anlage
angeordnet ist und die beiden unterhalb der Mittelachse liegenden Schneidwalzen in
bezug auf die Mittelachse der Anlage einen Winkel α von mindestens 5 Grad
aufweisen.
Die Verwendung eines feststehenden Stützlineals als Stütz- und Führungselement ist
dann von Vorteil, wenn der Durchmesser der abgetrennten Ringe kleiner als 30% des
Durchmessers der Schneidwalzen ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, daß die zum Zerteilen von
rohrförmigen Werkstücken mit einem Durchmesser < 35 mm verwendeten
Schneidwalzen auch für das Zerteilen von Werkstücken mit geringerem Durchmesser
eingesetzt werden können. Das verringert zum einen die Herstellung separater
Schneidwalzensätze sowie das aufwendige Auswechseln aller drei Schneidwalzen. Bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist nur der Ein- und Ausbau einer Schneidwalze
erforderlich, damit das Stütz- und Führungselement an ihre Stelle angeordnet werden
kann. Speziell für die Herstellung von Wälzlagerringen ist die vorgeschlagene
Anordnung sehr vorteilhaft, da mit nur einer Vorrichtung und bei Auswechseln nur
einer Schneidwalze sowohl der im Durchmesser größere Außenring als auch der zu
einem Ringpärchen gehörende im Durchmesser kleinere Innenring mit hoher
Taktleistung hergestellt werden können.
In der Zeichnung wird anhand eines Ausführungsbeispieles die erfindungsgemäße
Vorrichtung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine halbperspektivische Darstellung einer erfindungsgemäß
ausgebildeten Vorrichtung
Fig. 2 ein Längsschnitt durch eine Vorrichtung gemäß Fig. 1
Fig. 3 wie Fig. 1, jedoch mit einer Stützleiste als Stütz- und Führungselement
Fig. 4 ein Querschnitt durch eine Vorrichtung gemäß Fig. 3.
In Fig. 1 ist die Trennvorrichtung erfindungsgemäß mit nur zwei Schneidwalzen 3 und
4 dargestellt, die an ihren Außenflächen in einer Achsrichtung stetig radial
zunehmende, wendelförmige Schneiden 8 aufweisen. Diese Schneidwalzen 3 und 4
werden radial auf das zu trennende Werkstück, hier beispielsweise ein Rohr 1, gepreßt
und drehen sich synchron und gleichsinnig, wobei die Schneiden 8 zunehmend in das
Rohr 1 eindringen, bis zum Ende der Schneidwalzen ein Ring 2 vollkommen vom Rohr
1 abgetrennt ist. Das Rohr 1 wird vor dem Eintritt zwischen die Schneidwalzen 3, 4 in
einer Induktionsspule 7 erwärmt, um den Umformwiderstand des zu zerteilenden
Werkstückes zu verringern. Erfindungsgemäß ist im Scheitelpunkt der
Trennvorrichtung statt einer weiteren Schneidwalze ein Stütz- und Führungselement
angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel ist es als Stützwalze 5 ausgebildet. Auf
diese Weise ist es möglich, mit im Durchmesser relativ großen Schneidwalzen 3, 4
Werkstücke mit geringem Durchmesser abzutrennen, da durch das angeordnete
Stütz- und Führungselement ein Herausspringen des Werkstückes aus der Walzlinie
verhindert wird.
In Fig. 2 sind eine Schneidwalze 3, das abzutrennende Rohr 1 und die Stützwalze 5
in eine Ebene geklappt, um den Trennvorgang deutlich darzustellen. Da die
Schneidwalzen 3, 4 und die Stützwalze 5 genau achsparallel sind, wird das
abzutrennende Rohr 1 von den in den Kontaktzonen der Schneiden 8 an den von
diesen erzeugten Flanken der Rillen 11 im Rohr 1 entstehenden Axialkräfte axial durch
die Trennvorrichtung gezogen. Der an den Berührungslinien zwischen den
Außenflächen der Schneidwalzen 3, 4, der Stützwalze 5 und des Rohres 1 zu
überwindende Reibungswiderstand, der der Axialbewegung des Rohres 1
entgegenwirkt, läßt sich vermindern, wenn die Stützwalze 5 an der zylindrischen
Außenumfangsfläche profiliert ist. In diesem Ausführungsbeispiel sind Rillen 9
vorgesehen, die die gleiche Wendelrichtung haben wie die Schneiden 8. Vorzugsweise
ist die Steigung der Rillen 9 um bis zu 20% größer als die der Schneiden 8. Durch die
elastischen Eindrückungen der Rohraußenmantelfläche in diese gewindeartigen Rillen
9 entsteht eine axiale Kraftkomponente, die den Axialvorschub des Rohres 1 fördert.
Diese Rillen 9 verkürzen die zylindrische Mantellinie 10 der Stützwalze 5 um weniger
als 25% und hinterlassen, wegen der unterschiedlichen Steigung zu den Schneiden 8,
keine Markierungen an der Außenfläche der abgetrennten Ringe 2.
Sollen Rohre 1 in Ringe 2 zerteilt werden, deren Durchmesser kleiner als 30% des
Durchmessers der Schneidwalzen 3, 4 beträgt, dann ist die Trennvorrichtung wie in
Fig. 3 dargestellt, aufgebaut. Die Abstützung des tief zwischen den Schneidwalzen 3,
4 liegenden Rohres 1 ist eine gerade Stützleiste 6, an der das Rohr 1 vorbeigezogen
wird.
In Fig. 4 ist ein Querschnitt durch diese Anordnung abgebildet. Aus dem
Kräfteparallelogramm ist zu erkennen, daß die notwendige Stützkraft F6 umso kleiner
wird, je kleiner der Winkel α ist. Der Winkel α ist ein Maß, wie weit der Rohrmittelpunkt
über der Verbindungsgeraden der beiden Trennwalzen 3, 4 liegt. Der Winkel α darf eine
Mindestgröße nicht unterschreiten, da sonst die Gefahr besteht, daß das Rohr 1
instabil rotiert und durch die engste Stelle zwischen den Schneidwalzen 3, 4 auf die
andere Seite schnappt. Mit der richtigen Wahl des Winkels α läßt sich die Stützkraft F6
verändern und damit ein optimaler Zustand zwischen stabilem Trennvorgang, der
Stützkraft und damit dem axialen Reibungswiderstand an der Berührungslinie des
Rohres 1 und der Stützleiste 6 festlegen. Gegen schnellen Verschleiß wird die
Stützleiste 6 aus hochwertigen Werkstoffen, wie z. B. Hartmetall, hergestellt.
Claims (7)
1. Vorrichtung zum kontinuierlichen, spanlosen Abtrennen einzelner Ringe von
rohrförmigen Werkstücken mit zwei um das zu bearbeitende rohrförmige
Werkstück angeordneten gleichsinnig angetriebenen und achsparallel zur
Werkstückachse liegenden Schneidwalzen mit gewindeförmigen Schneiden, die
im Längsschnitt gesehen mit im wesentlichen radial verlaufenden Flanken
versehen sind und deren Breite vom Einlauf zum Auslauf hin kontinuierlich
zunimmt und der Konturengrund zwischen den Schneiden der Schneidwalzen
im wesentlichen parallel zur Walzachse ist und jede Schneidwalze vom Anfang
zum Ende eine kontinuierliche Zunahme des Durchmessers aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der im Querschnitt liegende Umfangsabstand zwischen den beiden
Schneidwalzen (3, 4) verschieden ist und im Bereich des größeren
Umfangsabstandes ein Stütz- und Führungselement (5, 6) um das zu
zerteilende Werkstück (1) herum so angeordnet ist, daß die Längsachse dieses
Führungselementes (5, 6) mit den beiden Achsen der beiden Schneidwalzen
(3, 4) im Querschnitt gesehen ein gleichschenkliges Dreieck bildet und
einlaufseitig vor der Trennvorrichtung eine Erwärmungseinrichtung (7) mit
Temperaturregelung angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Stütz- und Führungselement als feststehende Stützleiste (6)
ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Stütz- und Führungselement als gleichsinnig mit den Schneidwalzen
(3, 4) lose mitdrehende Stützwalze (5) ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Außenumfangsfläche der Stützwalze (5) profiliert (9) ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Profilierung ein- oder mehrgängige Rillen (9) aufweist, die die gleiche
Wendelrichtung haben wie die Schneiden (8) der Schneidwalzen (3, 4).
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steigung der Rillen (9) um bis zu 20% größer ist als die der Schneiden
(8).
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Stütz- und Führungselement (5, 6) im Scheitelpunkt der
Trennvorrichtung angeordnet ist und die beiden unterhalb der Mittelachse
liegenden Schneidwalzen (3, 4) in bezug auf die Mittelachse der
Trennvorrichtung einen Winkel α von mindestens 5 Grad aufweisen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997108473 DE19708473A1 (de) | 1997-02-20 | 1997-02-20 | Vorrichtung zum kontinuierlichen, spanlosen Abtrennen einzelner Ringe von rohrförmigen Werkstücken |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
DE1997108473 DE19708473A1 (de) | 1997-02-20 | 1997-02-20 | Vorrichtung zum kontinuierlichen, spanlosen Abtrennen einzelner Ringe von rohrförmigen Werkstücken |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19708473A1 true DE19708473A1 (de) | 1998-08-27 |
Family
ID=7822013
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE1997108473 Withdrawn DE19708473A1 (de) | 1997-02-20 | 1997-02-20 | Vorrichtung zum kontinuierlichen, spanlosen Abtrennen einzelner Ringe von rohrförmigen Werkstücken |
Country Status (1)
Country | Link |
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Legal Events
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8130 | Withdrawal |