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"Axial-Ringwalzwerk" Die Erfindung betrifft ein Axial-Ringwalzwerk
mit zwei auf die Stirnseiten des zu walzenden Ringes einwirkenden, gegeneinander
zustellbaren Walzen, von denen mindestens eine antreibbar ist, und mit mehreren
den Ring positionierenden Führungsrollen.
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Zur Formung von ringförmigen Werkstücken, insbesondere Ringen aus
metallischen Werkstoffen, sind Radial- und Radial-Axial-Walzwerke bekannt. Das Verringern
der axialen Breite von Ringen, insbesondere nahtlosen Ringen aus hochwarmfesten,
schwer verformbaren Werkstoffen wurde auch schon auf Axial-Ringwalzwerken durchgeführt,
einmal, weil für das gleichzeitige radiale und axiale Abwalzen auf einem Radial-Axial-Ringwalzwerk
sehr hohe Ansprüche an ein qualifiziertes Bedienungspersonal zu stellen sind und
andererseits für das Fertigwalzen des Ringes unter Umständen ohnehin mehrere Zwischenerhitzungen
erforderlich sind. Die Wirtschaftlichkeit eines Radial-Axial-Ringwalzwerkes ist
dann in Frage gestellt, wenn nicht von vornherein zu verneinen.
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Beim Abwalzen der Finge stimmen die unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten
am Ringinnen- und Ringaußendurchmesser des Ringes nur dann mit den Geschwindigkeiten
an den entsprechenden Durchmessern der Axialwalzen überein, wenn diese kegelstumpfartig
ausgebildet
sind und ihre theoretische Kegelspitzen auf der Ringachse
liegen. Das ist aber dann nicht realisierbar, wenn, wie das der Normalfall ist,
Ringe stark unterschiedlichen Durchmessers auf demselben Walzwerk bearbeitet und
dabei Axialwalzen begrenzter Länge verwendet werden. Die unterschiedliche Umfanggeschwindigkeit
wirkt sich, wie nachstehend dargelegt, nachteilig aus: Wenn die theoretische Kegelspitze
kegelstumpfartig ausgebildeter Axialwalzen z.B. bei großen Ringen vor der Ringmitte
- d.h. zwischen Axialgerüst und Ringemitte - liegt, ist die dem Ringe von der angetriebenen
Axialwalze aufgezwungene Umfangsgeschwindigkeit an seinem Innendurchmesser höher
und an seinem Außendurchmesser kleiner als die der entsprechenden Durchmesser an
der Axialwalze.
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Lediglich im mittleren Durchmesser des Ringes, der neutralen Zone,
stimmen die Umfangsgeschwindigkeiten des Ringes und der Axialwalze überein. Das
hat zur Folge, daß der Ring aus dem Axialkaliber, d.h.
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zu den Kegelspitzen hin, gedrückt wird, mit einer Ablenkung der Ringmitte
zur Ringeinlaufseite hin.
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Zur Vermeidung dieses Auswanderns nach außen sind bereits scheibenförmig
ausgebildete innere Führungsrollen angeordnet worden, die an dem Ringinnenfang anliegen.
Diese Führungsrollen sind zwischen Ringmitte und Axialwalzen in einer von den Walzenachsen
aufgespannten Ebene oder wenig daneben vertikal gelagert. Sie werden zum Zwecke
der Zustellung entweder in Richtung der Walzenachsen verschoben oder exzentrisch
gelagert, und tauchen immer in den Bereich zwischen den beiden Axialwalzen ein.
Die axiale Dicke dieser Führungsrollen kann daher nur so groß sein, wie die kleinste
Breite des auf dem Walzwerk zu walzenden Ringes. Bei allen Ringen
größerer
Breite treten dann Einprägungen an der Ringinnenseite auf. Der Austausch der inneren
Führungsrollen zum Walzen von Ringen unterschiedlicher Breite gegen solche Führungsrollen,
die die gleiche Breite aufweisen, ist sehr zeitraubend und wirtschaftlich nicht
vertretbar.
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Fällt die theoretische Kegelspitze dagegen hinter die Ringmitte, das
ist in der Regelbei Ringen kleinen Durchmessers der Fall, wird dem Ring an seinem
Innendurchmesser eine niedrigere und an seinem Außendurchmesser eine höhere Umfangsgeschwindigkeit
aufgezwungen.
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Der Ring wird dann in das Axialkaliber hineingedrückt, abgelenkt zur
Ring-Auslaufricbtung hin. Dieser Effekt verstärkt sich umsomehr, je weiter die Kegelspitze
der Axialwalze sich von der Ringmitte entfernt und ist am größten bei zylindrische
Axialwalzen.
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Diese Ablenkung läßt sich verhindern durch zwei am Außenumfang des
Ringes symmetrisch zur Axialkaliberachse angeordnete außere Führungsrollen.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Axial-Ringwalzwerk
der eingangs genannten Gattung so zu gestalten, daß darauf Ringe unterschiedlicher
Breite in wirtschaftlicher Weise zu walzen sind, chne daß sich auf der Ringinnenseite
Einprägungen abzeichnen und ohne Austausch der inneren Führungsrollen, die auf einfache
Weise herzustellen sind und das Auswandern des Ringes sicher verhindern.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei äußere
Führungsrollen am äußeren Umfang des Ringes beidseitig der Achse
der
Axialwalzen und eine innere Führungsrolle außerhalb der räumlichen Ausdehnung der
Axialwalzen innerhalb des Ringes angeordnet ist, die auf den inneren Umfang des
Ringes unter Druck zustellbar ist.
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Die Zustellung der inneren Führungsrolle gegen den zu walzenden Ring
kann auf verschiedene Weise erfolgen: Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der
Erfindung wird die innere Führungsrolle etwa in Richtung auf die äußere Führungsrolle
auf der Auslaufseite des Ringes zugestellt.
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Bei Walzwerken mit kegelstumpfartig ausgebildeten Axialwalzen kann
die Führungsrolle erfindungsgemäß etwa parallel zur im Horizontalschnitt äußeren
Mantellinie erfolgen.
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Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist
die Anlagestellung der inneren Führungsrolle hinsichtlich ihres seitlichen Abstandes
von der ihr gegenüberliegenden äußeren Führungsrolle veränderbar.
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Der Zustellungsweg der inneren Führungsrolle auf den Ring kann erfindungsgemäß
gradlinig oder bogenförmig sein.
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Zur Anpassung des Anpreßdruckes der inneren Führungsrolle an die Kraft,
mit der der Ring aus dem Axialgerüst hinausgedrückt wird, schlägt die Erfindung
vor, daß die auf die innere Führungsrolle ausgeübte Kraft veränderbar ist.
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Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird
im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 die erfindungsgemäßen Teile eines
Axial-Ringwalzwerkes in der Draufsicht Fig. 2 einen Teilschnitt nach der Linie A-B
in Fig. 1 in vergrößertem Maßstab In einem in der Zeichnung im einzelnen nicht dargestellten
Walzwerksrahmen ist das Axialwalsgerüst 1 mit der durch einen ebenfalls nicht dargestellten
Motor antreibbaren unteren kegelstumpfförmigen Axialwalze 2 (Fig.2) gelagert. Am
Axialwalzgerüst 1 ist ein Schlitten mit einer durch einen Motor 3 antreibbaren oberen
kegelstumpfförmigen Axialwalze 4 mittels eines nicht dargestellten Antriebes in
Richtung auf die untere Axialwalze 2 verschiebbar. Ferner weist das Axialwalzgerüst
1 zwei seitliche, in der Ebene des zu walzenden Ringes 5 angeordnete Arme 6, 7 auf,
an deen Lagerböcke 8, 9 mit frei drehbaren äußeren Führungsrollen lo, 11 befestigt
sind, deren Abstand vom Axialwalzgerüst veränderbar ist. Auf dem Walzwerkrahmen
sind die Ringtragrollen 12,13 und die Führung 14 angeordnet. Die Führung 14 verläuft
in der Ringebene auf der Seite der Axialwalzen, auf denen der Ring aus den Axialwalzen
ausläuft, etwa parallel zur im Horizontalschnitt äußeren Mantellinie der Axialwalzen
2, 4. Wie in Fig. 2 dargestellt, ist durch Schwenken der Führung 14 um den zur Ringebene
senkrechten Zapfen 15 die Führungsrichtung veränderbar. Auf der Führung 14 ist mit
Hilfe einer Zylinder-Kolbenanordnung 16 die auf einem Schlitten 17 frei drehbar
gelagerte innere Führungsrolle 18 verschiebbar und mit einstellbarer Kraft an den
inneren Umfang des
Ringes 5 andrückbar. 19 ist die Drehrichtung
des Ringes 7.
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Nachstehend wird die Wirkungsweise des Axial-Ringwalzwerkes beschrieben:
Durch Verringerung des gegenseitigen Abstandes der Axialwalzen 2, 4 von denen mindestens
eine angetrieben wird, wird die axiale Höhe des Ringes 5 verringert unter gleichzeitiger
entsprechender Vergrößerung der Wanddicke und des Durchmessers. Wenn die Kegelspitzen
der Axialwalzen 2, 4 auf der Achse des Ringes 5 liegen, ergibt sich kein Schlupf
der Walzen auf den Ringstirnseiten. Liegen dagegen die Kegelspitzen, z.B. beim Walzen
eines größeren Ringes, zwischen Axialgerüst und Ringachse - d.h. vor der Ringmitte
- und setzt man voraus, daß der Wälzpunkt - d.h. der Punkt gleicher Umfangsgeschwindigkeiten
an den Ringstirnseiten und an den Walzen auf dem mittleren Ringdurchmesser liegt,
dann wird die Umfangsgeschwindigkeit des Ringes 5 im Bereich vom Wälzpunkt bis zum
inneren Durchmesser zunehmend größer und bis zum äußeren Durchmesser kleiner als
die der entsprechenden Kegelwalzenpartien.
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Es tritt also Schlupf auf, der die innere Ringpartie zu bremsen und
die äußere Ringpartie zu beschleunigen sucht. Die Reibungskräfte üben daher auf
den Ring ein Moment aus, das den Ring 5 im Walzkaliber zu den Kegelspitzen der Walzen
2, 4 hin verschiebt, wobei sich die Ringmitte zur Ringeinlaufseite hin verlagert
und sich der Ringaußendurchmesser von der auf der Auslaufseite befindlichen äußeren
Führungsrolle 11 abhebt. Durch entsprechendes Beausschlagen der Zylinder-Kolbenanordnung
16 mit einem Druchmittel wirkt die innere Führungsrolle 18 dem beschriebenen Moment
entgegen, so daß der Ring in Anlage an beiden äußeren Führungsrollen lo, 11 und
damit in zentrischer Lage verbleibt.
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Wenn, z.B. beim Walzen eines kleineren Ringes die Kegelspitzen hinter
der Kegelmitte liegen, wirkt das oben beschriebene Moment in entgegengesetzter Richtung,
d.h. der Ring wird in Richtung auf das Axialgerüst zijgedrückt. In diesem Falle
wird die Tendenz zum Auswandern von den beiden Führungsrollen lo und 11 verhindert.
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Die Zylinder-Kolbenanordnung lo mit der inneren Führungsrolle 18 bleibt
außer Funktion.
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Patentansprüche: