DE2349498A1

DE2349498A1 - Auf den schaft eines drahtwalzwerkes bzw. einer stabmuehle aufbringbarer formring bzw. formzylinder sowie entsprechendes drahtwalzwerk oder stabmuehle

Info

Publication number: DE2349498A1
Application number: DE19732349498
Authority: DE
Inventors: Thomas A Brown; Joseph B Huber
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal Inc
Priority date: 1972-10-02
Filing date: 1973-10-02
Publication date: 1974-04-18
Also published as: US3786546A; DE2349498C3; LU68539A1; GB1418225A; JPS5518562B2; JPS4993264A; AU6087973A; FR2201137B1; ZA737555B; IT993960B; ES419179A1; FR2201137A1; DE2349498B2; AU467971B2; CA975592A

Description

PATENTANWÄLTE

DR. ERNST STURM

DR. HORST REINHARD ■

Kennametal Inc.

Latrobe, Pennsylvania/USA

8000 München 40, Leopoldstraße 20/IV Telefon: (0811) 39 6451

Draht: Isarpatent

Bank: Deutsche Bank AG München 21/14171 Postscheck: München 97 56

Datum 28. September 1973 E/Ne

Auf den Schaft eines Drahtwalzwerkes "bzw. einer Stabmühle aufbringbarer Formring "bzw. Formzylinder sowie entsprechendes

Drahtwalzwerk oder Stabmühle

Die Erfindung betrifft Formringe von Drahtwalzwerken, insbesondere die Verbindung der Formringe auf demSchaft der Drahtwalzwerke.

Die "Formringe" können natürlich grössere axiale Erstreckung haben, so dass man eher von Formhülsen oder Formbüchsen sprechen könnte, der Einfachheit halber wird gedoch durchgehend der Ausdruck "Formring" verwendet.

Drahtwalzwerke bzw. Stabmühlen sind gut bekanntj sie bestehen im wesentlichen aus einem Gestell mit einer Vielzahl von■

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Paaren angetriebener Rollen, zwischen welche Rollenpaare '

das zu verformende Rohmaterial hindurchgezogen wird. Zwei
dieser Mühlen arbeiten im wesentlichen in der gleichen "Weise" ! und verwenden ebenfalls eine Vielzahl angetriebener Eollenpaare. j

Die angetriebenen Hollen haben umlaufende Nuten, welche das j zwischen ihnen hindurchtretende Material Schritt für Schritt \

verformen, so dass schliesslich der gewünschte Querschnitt ' des Drahtes erhalten wird. Und zwar kommt es entweder auf die !

I Formung des gewünschten Querschnittes an, oder mehr auf die j

i Streckung des Materials, also die Reduzierung der Äbmessun- !

Die Beanspruchung der Formrollen oder -ringe ist extrem hoch
und es ist äusserst wichtig, dass die lormrollen oder -ringe
fest auf den angetriebenen Wellen oder Schäften sitzen. '

Wegen des hohen auftretenden Druckes und der hohen Beanspruchung ist Wolframcarbid ein zu bevorzugendes Material für die
genannten Formrollen, denn es besitzt hohe Festigkeit und besonders Verschweissfestigkeit«. Formrollen aus zementiertem
Wolframcarbid bringen jedoch die Schwierigkeit mit sich, dass
sie ohne wesentliche Zugkräfte zu montieren sind. Vielmehr
ist es sogar vorzuziehen, sie mit einem gewissen Druck vorzuspannen, wenigstens seitlich, um eine Auslenkung der Formringe
zu vermeiden und die Gefahr eines Bruches herabzusetzen.

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Auch ist die Herstellung solcher Ringe aus Wolframcarbid schwierig, da das WoIframearbid-Material sehr teuer ist und im Endzustand nicht spanabhebend zu bearbeiten ist. Eine Bearbeitung, insbesondere spanabhebende Bearbeitung ist nur in sogenannten "grünen" Zustand möglich, nämlich nach dem Pressen und Vorsintern, jedoch vor der abschliessenden Sinterung, jedoch ist das Material brüchig und es ergeben sich Schlieren, die in dem fertiggesinterten Material verbleiben. Ein jeder solcher Biss' bzw. Narbe in dem fertigen Produkt ist ein fataler Fehler und führt zu Ausschuss.

Demgegenüber soll die Erfindung einen verbesserten Formring, insbesondere eine verbesserte Befestigung des Formringes auf den Schaft schaffen. Dabei soll die Form der Formringe so gestaltet sein, dass sie relativ leicht herstellbar sind, so dass also Ausschuss möglichst vermieden wird.

Bevor nun Ausführungsbeispiele der Erfindung" im einzelnen beschrieben werden, sei die Erfindung noch einmal nach Art eines US-Abstraktes zusammengefasst:

Eine Formrolle aus verschleissfestern Material, insbesondere aus zementiertem Wolframcarbid, sitzt auf einem antreibbaren Schaft. Der Schaft hat eine Schulter, entweder einstückig mit dem Schaft oder in. Form eines Gewinderinges, welcher an die eine Stirnseite der Formrolle zur Anlage gelangt j die andere Stirnseite der Formrolle ist keilförmig bzw. in Form eines

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weitgeöffneten "V" ausgebildet. Auf dem Schaft ist nun ein ringförmiges Gegenstück bzw. Schlüsselement vorgesehen, welches umgekehrt V-förmig ausgebildet ist und somit mit der entsprechenden Stirnseite des Porsnringes zusammenpaßt. Dieser "Mitx-nehmerring" ist auf den Schaft festgemacht bzw. festgekeilt, womit der Formring auf dem Schaft gut gefaßt ist und ein Drehmoment vom Schaft auf den Formring bzw. umgekehrt übertragbar ist.

Gemäß vorliegender Erfindung werden - zur Lösung der auf Seite 3, Abs.2 angegebenen Aufgabe - Formringe für Drahtwalz-, werke o.dgl. vorgeschlagen, bestehend aus verschleißfestem Material, insbesondere Wolframcarbid. Diese Formringe weisen eine mittige, gerade, zylindrische Bohrung auf und die eine Stirnfläche steht im Winkel, vorzugsweise im fechten Winkel zur Achse der Bohrung bzw. der Ringes bzw. Schaftes. Die andere Stirnseite des Ringes weist die Form eines weitgeöffneten bzw. stumpfen Keiles bzw. weitgeöffneten "V" auf. Mit dieser Stirnseite des Formringes arbeitet ein Befestigungsring mit entsprechender, gegenläufiger V-Form zusammen, welche auf der Welle bzw. auf dem Schaft festgekeilt bzw. festgelegt werden kann; an der gegenüberliegenden Stirnseite des Formringes liegt eine Wellenschulter oder ein Gewindering an.

Der Formring ist also auf der Welle bzw. dem Schaft festgeklammert zwischen dem ⁿV"-Ring und der Wellenschulter bzw. dem Gewindering. Der Formring ist somit axial unter Vorspannung zu halten. Die Form des Formringes, insbesondere die

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V-Form auf der einen Stirnseite ist relativ einfach, kann also· relativ leicht hergestellt werden. Auf Grund dieser Form
werden die auftretenden Drehmomente vom Formring auf die Welle; bzw. Schaft übertragen.

nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der'Erfindung anhand
der Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel, nämlich in Ansicht eine Welle bzw. den Schaft eines Drahtwalzwerkes, ver- .

sehen mit zwei Formringen gemäss der Erfindung, '■■ Fig. 2, 5 uncL 4- zeigen abgewandelte Ausführungsbeispiele, :

jeweils immer nur mit einem einzigen Formring bzw.

Formrolle, ^ ;

Fig. 5 zeigt schaubildlich das Zusammenpassen bzw. form- :

I schlüssige Ineinandergreifen der einen Stirnseite !

des Formringes mit dem zugehörigen "Spann- und Mit- ^!

j nehmerring". !

Gemäss Fig. 1 sind auf der Welle 10 im Abstand voneinander
zwei Formringe 12, 14 aus Wolframcarbid vorgesehen. Sie bestehen aus verschleissfestem Material, insbesondere
Wolframcarbid. Der "Körper" jedes Ringes 12 bzw. 14 ist mit
13 bzw. 15 bezeichnet, die Bohrung mit 17 bzw. 19 und die
.äussere Umfangsfläche mit 21 bzw. 23", die bei 25 bzw. 2?
profiliert ist.

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Die eine Stirnseite jedes Formringes 12 bzw. 14 ist V-förmig. Diese V-Form ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung, sie ' ist in jeder Figur und insbesondere in Fig. 5 gezeigt. Man kann auch sagen, dass die axiale Erstreckung der Formringe 12, 14 zunächst von einem Minimum bis zu einem Maximum zu- _; nimmt und dann, im Scheitelpunkt, wieder abnimmt, wobei aber die eine Stirnfläche rechtwinklig zur Längsachse liegt. Man kann auch sagen, auf der einen Stirnseite sind gegenläufige

j Anzugsflachen vorgesehen, die sich in einem Scheitelpunkt bzw.;

Scheitellinie schneiden.

Jede dieser V-förmigen Stirnflächen arbeitet mit einem Spann- ' und Mitnehmerring 20 bzw. 22 zusammen, wobei natürlich der Formring 12 bzw. 14- und der Spann- und Mitnehmerring 20, 22 formschlüssig zusammenpassen. Die Anordnung bzw. dieses form schlüssige Ineinandergreifen könnte auch umgekehrt sein, derart dass die Formringe nicht keilförmig vorspringen, sondern umgekehrt zurückspringen, während die Spannringe umgekehrt vorspringen. Dass also die Formrringe an der einen Stirnfläche konkav sind, während die Spannringe konvex sind.

Die Spann- und Mitnehmerringe 20, 22 haben Einschnitte 24-, 26 an der Stelle, wo die Scheitel der Formringe 12, 14 zu liegen kommen, damit diese Scheitel nicht beaufschlagt werden, und so evtl. Brüche vermieden werden. Die Spannringe 20, 22 liegen an jeweils einer Wellenschulter an, die durch einen dickeren- Bereich 28 der Welle 10 zwischen den beiden Formringen gebildet ist. Sie sind gegenüber der Welle 10 in Um-

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fangsrichtung festgelegt durch. Schlüssel bzw. Federn 3O5 32, die in axialen Nuten der Welle 10 eingesetzt sind und in entsprechende Nuten oder Kerben 33 an den Spannringen 20, 22 eingreifen.

Die jeweils gegenüberliegenden Stirnflächen der Formringe 12, 14, die also jeweils voneinander abliegen, sind von Gewinderingen 34, 36 "beaufschlagt, welche dicht "bzw. fest angeschraubt werden, so dass die Formringe 12, 14 mit-Vorspannung gegen die Spann- und Mitnehmerringe 20, 22 angepresst werden Die gegeneinander anliegenden Stirnflächen vom Gewindering 3^· "bzw. 36 und Formring 12 "bzw. 14 stehen senkrecht zur Längsachse.

Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführung, bei welcher ein keilförmiger Hing 40 auf den Schaft 42 geschraubt ist und auf diesem mittels Schraube. 44 festgelegt ist. Der Ring 40 beaufschlagt die eine Stirnseite einer Formrolle 46, wobei die beiden Einge 40 bzw. 46 formschlüssig fest zusammenpassen. Auf der anderen Seite ist ein Gewindering 48 vorgesehen, der mittels Schraube 50 festgelegt ist.

Gemäss Fig. 3 ist auf dem Schaft 60 ein Hing 62 bei 64 fest- geschweisst, welch er Ring 62 eine Y-förmige Mitnehmer-Stirnfläche aufweist, mit welcher er kraftschlüssig mit dem Formring 66 zusammenpasst. Der Formring (bzw. Formbüchse) 66 weist also an seinem einen Ende bzw. einer Stirnfläche νιο rmige Vorsprünge auf, die in entsprechende Einschnitte am

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■ Ring 62 eingreifen. An der anderen Stirnseite des Formringes 66 liegt ein Gewindering 68 an, der auf den Schaft 60 aufschraubbar ist und durch Klemmschraube 70 festgelegt wird.

G-emäss Fig. 4 liegt der Keilring 80 gegen die Schulter 82 des Schaftes 84 an und ist an dieser "bei 86 festgeschweisst. Dieser Eing 80 und der Formring 88 passen mit den einander zugewandten Stirnflächen formschlüssig zusammen, wobei auf der Stirnfläche des Formringes 88 jeweils ein V-förmiger Vorsprung in eine entsprechende Ausnehmung am King 80 eingreift. Auf der anderen Seite ist ein Gewindering 90 aufgeschraubt, der mittels Klemmschraube 92 festgelegt ist.

Fig. 5 veranschaulicht einen typischen Formring 94· und einen typischen Spann- und Mitnehmerring 96. Das Ende bzw. die eine Stirnseite des Formringes 94 ist keilförmig, wobei allerdings die beiden Flanken dieses Keiles einen relativ grossen Winkel miteinander einschliessen. Anders gesagt: der Formring ist an seinem einen Ende nicht rechtwinklig zu seiner Achse, sondern schräg abgeschnitten, und zwar durch zwei entgegengesetzt zueinander geneigte Schnittflächen, die einander im Durchmesser schneiden. Die gegenüberliegende Stirnseite des Spannringes 96 ist entsprechend ausgebildet, so dass beideRinge formschlüssig zusammenpassen. Der Spann- und Mitnehmerring hat Hüten 98, in welche die Scheitel des Formringes 94 eingreifen.
. -

ι Bei allen Ausführungsformen zeigt sich, dass die Formrollen j

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I eine relativ einfache Eaumform aufweisen und dass die keil-I förmige Mitnehmernase am einen Ende relativ einfach hergestellt werden kann, wobei jegliche scharfen "Winkel vermieden : sind, wobei nur relativ wenig Material entfernt zu werden ' braucht.

Diejenigen spanabhebenden Formgebungsarbeiten, welche an der I
. Formrolle schwer zu bewerkstelligen"wären, werden an dem

ι Schaft bzw. dem Mitnehmerring vorgenommen, j

ί Die Formrollen werden fest zusammengeklammert bzw. gespannt,

: so dass sie unter Druckspannung (Vorspannung) in axialer

j Sichtung gehalten sind, was zur Widerstandskraft der Form-

: rollen erheblich beiträgt.

\ Die Hollen sind mit einfacher Umfangsform gezeigt, es sei aber bemerkt, dass auch andere gewünschte Konturen bzw. Profile auf der Umfangsfläche bzw. Lauffläche vorgesehen sein könnten.

! Jede Formrolle mit zentraler Bohrung und äusserer Umfangs- ■

t J

'■ fläche hat also eine keilförmige Treib fläche an dem einen l

i ■

j Ende mit einer Scheitellinie, die vorzugsweise senkrecht zur j Längsachse steht und diese schneidet, während die gegenüberj liegende Stirnseite als ebene Anschlagfläche senkrecht zur

s Längsachse ausgebildet ist.

: Die keilförmige Treib- bzw. Mitnehmerfläche ist Vorteilhaft

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symmetrisch zur Längsmittelebene der Formrolle, in radialer Erstreckung sind der Ki tne !unerring und der Gewindering im wesentlichen ebenso so gross, also so dick wie der Formring; um die Wirkung der axialen Einspannung bzw. D ruck-Vor spannung der Formrolle (des Formringes) zu verbessern..

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Claims

Kennametal Inc.

Latrobe, Permsylvania/USA

PATENTANWÄLTE

DR. ERNST STURM £ 3 4 9 4 9 DR. HORST REINHARD DIPL.-ING. KARL-JÜRGEN KREUTZ

8000 München 40, Leopoldstraße 20/1V. Telefon: (0811) 39 6451

Draht: Isarpatent

Bank: Deutsche Bank AG München 21/14171

Postscheck: München 9756-809

Datum

28. September 1973

Patentansprüche

I1.) Formring bzw. Formbüchse für ein Drahtwalzwerk, eine

Stabmühle u.dgl. rait einer axialen Bohrung zum Aufbringen auf den Schaft des Walzwerkes bzw. der Mühle und einer zu der Bohrung koaxialen äußeren Umfangsflache, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende, d.h. die eine Stirnfläche des Formringes (±2,14;46,"66,88) bzw. der Formbüchse als ringförmige AnIageilache (l) rechtwinklig zur Achse der Bohrung ausgebildet ist, während die andere Stirnfläche keilförmig bzw. in Form einer weitwinkligen "V" ausgebildet ist, wobei der Scheitel (2) des Keiles auf einer Linie liegt, die sich im Winkel zur Achse der Bohrung erstreckt.
2. Formring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheitellinie (2) rechtwinklig zur Achse des Formringes

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verläuft.
3. Formring bzw„ Formrolle nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheitel des Keiles die Achse des Formiinges schneidet.
4. Formring bzw. -rolle nach Ansprüchen i bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß er aus gesinterten Eartmetallcarbiden besteht.
5· Forraring bzw. -rolle nach Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß er aus Wolframcarbid besteht.
6. Drahtwalzwerk oder Stabmühle mit einem Schaft, der wenig-

stens mit einem Formring bzw. einer Formrolle versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Schrft ein Ring (20; 40;62;80) festsitzt, dessen dem Rormring (l2) zugewandte Seite eine der. Keilform des Formringes entsprechende, weitwinklige, komplementäre Keilform aufweist, und daß an der gegenüberliegenden Stirnfläche des Formringes ein Ansehlagelement bzw.-ring (34;36 ;48 ;68 ;90) anliegt".
7. Drahtwalzwerk oder Stabmühle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansehlagelement (3^0 ein auf dem Schaft (lO) verschraubbarer Gewindering ist.

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;
8. Drahtwalzwerk nach Anspruch 6 oder 7·> dadurch gekennzeich j net, dass der Ring (62, 80), der die keilförmige Stirn-

; fläche aufweist, auf der Welle (60, 84-) festgeschweisst

ist (Fig. 3 Tdzw. 4-).
9· Drahtwalzwerk nach Ansprüchen 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (84) (Fig. 4·) eine Schulter i (86) aufweist, an der die vom Formring (88) abliegende

' Schulter des Keilringes (80) anliegt.

j
10. Drahtwalzwerk nach Ansprüchen 6 oder 7? dadurch gekenn-

[ zeichnet, dass auf der Welle (10) (Fig. 1) ein Keil "bzw.

j Schlüssel (30) festsitzt, der mit dem Keilring (20) zusam

j menarbeitet.

ΛΛ. Drahtwalzwerk nach Ansprüchen 6 oder 7 ·> dadurch gekenn-I zeichnet, dass der Schaft (1O) axiale Nuten bzw. Schlitze

', aufweist, in welche Schlüssel bzw. Federn (30) eingreifen,

welche die Keilringe (20) fixieren.

J12. Drahtwalzwerk oder Stabmühle nach Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Schaft (1O) im Abstand voneinander zwei Formringe (12, 14·) sitzen, wobei der Schaft zwischen den beiden Formringen (12, 14) einen Bereich (28) grösseren Durchmessers aufweist, dass jeweils ein Keilring (20, 22) einerseits gegen die Wellenschulter anliegt und andererseits die Keilform des Formringes (12, 14·) aufnimmt, welche einander entsprechen, dass die jeweils

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aussenliegenden Stirnseiten der beiden JFormringe (12, 14·) je eine rechtwinklig zur Achse des Schaftes (10) verlaufende Stirnfläche haben, gegen welche die entsprechende Stirnfläche je eines Anschlagsgliedes (34·, 36) anliegt, welches Anschlagglied auf dem Schaft (10) von entgegengesetzten Eichtungen aufschraubbar sind, und dass Mittel (30) zum. Festlegen jedes Keilringes (20, 22) gegenüber dem Schaft (10) vorgesehen sind.

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