DE2615802A1 - Ringwalzwerk - Google Patents

Ringwalzwerk

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DE2615802A1
DE2615802A1 DE19762615802 DE2615802A DE2615802A1 DE 2615802 A1 DE2615802 A1 DE 2615802A1 DE 19762615802 DE19762615802 DE 19762615802 DE 2615802 A DE2615802 A DE 2615802A DE 2615802 A1 DE2615802 A1 DE 2615802A1
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Hans-Juergen Dipl I Marczinski
Kurt Schwittlinsky
Friedhelm Ing Grad Vieregge
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J Banning AG
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J Banning AG
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21HMAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H1/00Making articles shaped as bodies of revolution
    • B21H1/06Making articles shaped as bodies of revolution rings of restricted axial length

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Description

  • "Ringwalzwerk"
  • Die Erfindung betrifft ein Ringwalzwerk mit einer Tellerwalze, die zusammen mit einem Walzdorn, welcher auf einem radial zur Tellerwalze beweglichen Horizontalschlitten gelagert ist und ggf. vorgesehenen Zentrierrollen einen gelochten Rohling auf einem Walztisch auf einen vorgegebenen Enddurchmesser walzt und mit einem gegenüber der Tellerwalze, insbesondere mit halber Ringwaisgeschwindigkeit beweglichen Walzgerüst, an dem Kegelwalzen angebracht sind, welche während des Walzens den Rohling auf die dem fertiggewalsten Ring vorgegebene Ringhöhe bringen.
  • Die bekannten Ringwalzwerke dieser Art gewährleisten unabhängig von den unvermeidlichen Schwankungen des Einsatzgewichtes der gelochten Rohlinge fertiggewalzte Ringe, welche hinsichtlich ihrer Durchmesser, Wandstärken und Ringhöhen maßhaltig sind. Diese XingYalzwerke können außerdem verschiedene, darunter auch schwer eu walzende exotische Legierungen bewältigen. Andererseits ist die rroduktionsgeschwindigkeit solcher Ringwalzwerke bislang verhältnismäßig gering. Das beruht darauf, daß das Beschicken des Walzwerkes mit einem gelochten Rohling, das Walzen und die Abnahme des fertiggewalzten Ringe räumlich nicht voneinander getrennt sind, so daß dies3 Vorgänge zeitlich nacheinander ablaufen und sich gegenseitig auch behindern können.
  • Andererseits sind Rinjalzwerke bekannt, welche erheblich höhere Produktionsgeschwindigkeiten ermöglichen.
  • Bekannt ist u.a. ein derartiges Ringwalzwerk (DU-PS 1 098 481), das einen exzentrisch zur Tellerwalze gelagerten Walztisch aufweist, auf dem mehrere Walzdorne angebracht sind. Durch die Drehung des Walztisches gelangen die entweder mit einem Rohling oder mit einem vorgewalzten Ring beschickten Dorne nacheinander in die Walzstellung und nach dem Bertigwalsen aus der Walzzone heraus. Hierdurch sind die Beschickung mit den gelochten Rohlingen, das Walzen und die Abnahme der fertiggewalzten Ringe voneinander getrennt. Da die Drehung des Walztisches zusammen mit der Exzentrizität den Walzvorgang bestimmen, ist die Qualität der gewalzten Ringe unzureichend, zumal lediglich auf die vorgegebene Ringwandstärke gewalzt werden kann, die unvermeidlichen Schwankungen im Einsatzvolumen sich als direkt in Schwankungen des Durchmessers und der Höhe auswirken. Deswegen muß derartigen Ringcralzwerken in der Regel eine Kalibrierpresse für den Durchmesser und häufig noch eine weitere Kalibrierpresse für die verlangte Ringhöhe nachgeschaltet werden. Das führt zu einer außerordentlich komplizierten Fertigungeanlage, welche ihrerseits nachteilig ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs bezeichneten Ringwalzwerke so einzurichten, daß sie unter Beibehaltung der bereits erreichten Qualität fertiggewalzter Ringe durch räumliche Trennung mindestens der Arbeitsvorgänge Beschicken, Walzen und Abnehuerk eine hohe Produktionsgeschwindigkeit ermöglichen und die Voraussetzungen für einen automatischen Betrieb mit hohem Auslaß erfüllen.
  • Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß auf dem Horizontalschlitten ein heb- und senkbares Karussel,welches einen oder mehrere oben gelagerte Walzdorne trägt angeordnet ist, wobei der Horizontalwalz schlitten ein unteres Walzdornlager trägt, in das jeder durch Drehen des Karussells in Walzstellung gebrachte Walzdorn eingesenkt wird und daß der Walztisch durch Führungen für den gelochten Rohling und den fertig gewalzten Ring verlängert ist, welche jeweils bis zu einer Beschickungs- bzw. einer Abnahmestation reichen Die Erfindung ermöglicht es, die in der Regel vorgewärmten Rohling aus einem hierzu benutzten Ofen oder direkt aus der Vorformpresse über ein einfaches Transportmittel, z.B. eine Rutsche in die Beschickungsstation auf die -betreffende Führung aufzubringen und durch Anheben auf einen der Dorne aufzuschieben.
  • Mit den fertiggestellten Ringen läßt sich in gleicher Weise verfahren, indem nämlich durch die Bewegung des Karussells Jeweils am Ende der betreffenden Rührung in der Abnahmestation der betreffende, fertiggewalzte Ring von seinem Walzdorn abgestreift und an ein Weitertransportmittel abgegeben wird.
  • Die Erfindung hat den Vorteil, daß das Walzen des fertigen Ringes aus den gelochten Rohlingen mit der bekannten Qualität und in einem Walzvorgang auf den Durchmesser bezogen erfolgen kann. Deswegen entfällt die bislang erforderliche Nachkalibrierung der Ringe.
  • Außerdem ergeben sich hier zahlreiche weitere Vorteile.
  • Der Walzdorn ist in seiner Walzstellung an beiden Enden gelagert, sonst aber nur mit einem Ende in das betreffende Futter eingespannt. Dadurch läßt sich die zu beschleunigende und abzubremsende Masse des Karussells verhältnismäßig klein halten. Hierdurch venGnfacht sich der Antrieb des Karussells und seiner Steuerung.
  • Außerdem läßt sich das Karussell über dem Walzwerk anbringen. Es ergibt sich demnach keine oder nur eine vernachlässigbare Vergrößerung der Grundfläche, die für das bekannte Ringwalzwerk ohnehin benötigt wird.
  • Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß alle wesentlichen Konstruktionselemente des bekannten Ringwalzwerkes weitgehend unverändert übernommen werden können.
  • Von wesentlichem Einfluß auf die Qualität der fertiggewalzten Ringe ist deren exa.kte Führung während des Walzvorganges. In dieser Hinsicht ermöglicht die Erfindung eine weitere Verbesserung dadurch, daß die Drehachsen der Zentrierrollen und die geometrischen.
  • Spitzen der Kegelrollen auf einer gemeinsamen Geraden angeordnet werden. Zu diesem Zweck sind die Zentrierrollen an dem beweglichen Vertikalgerüst befestigt.
  • Hierdurch ist es möglich, über eine verhältnismäßig einfache, nämlich ggf. mechanische Ubersetzung die Zentrierrollen in Abhängigkeit von der Rückfahrbewegung des Vertikalwalzgerüstes zu steuern, während man bislang eigene hydraulische Antriebe für Zentrierrollen benötigte. Diese Vereinfachung ist insbesondere im Hinblick auf den angestrebten vereinfachten Ablauf der Arbeitsvorgänge und die erzielbare Genauigkeit von Bedeutung.
  • Vorzugsweise und gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung sind auf dem Karussell die Walzdornfutter um Jeweils einen Viertelkreis versetzt gegeneinander angeordnet. Hierdurch ergeben sich vier Walzdorne und vier Stellungen, in die jeder Walzdorn bei der Drehung des Karussells gebracht werden kann. Außer einer Beschickungs- und einer Abnahmestation läßt sich dann noch eine Kühlstation unterbringen, welche bei hoher Produktionsgeschwindigkeit notwendig wird. Das Kühlen kann insbesondere durch Anspritzen von Wasser, aber auch durch Eintauchen des in der Kühl station befindlichen Walzdornes in ein Gefäß mit Kühlflüssigkeit durch die Vertikalbewegung des Karussells erfolgen.
  • Die Futter werden gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung vorzugsweise für Walzdorne unterschiedlicher Länge eingerichtet. Auf diese Weise können auf dem Walzwerk mehrere Walzprogramme mit optimalen Walzdornabmessungen durchgeführt werden. Denn einerseits sind Walzdorne kostspielig und sollten schon aus diesem Grunde kurz sein. Andererseits kann ein kurzer Walzdorn höherer Walzdruck als ein längerer gleichen Durchmessers übertragen.
  • Der Wechsel der Walzdorne wird wesentlich erleichtert, wenn erfindungsgemäß die Walzdorne in die Futter von unten einsetzbar sind. Dann nämlich kann beim Lösen des Futters der Walzdorn nach unten herausfallen und durch einen neuen Walzdorn ersetzt werden. Dieser Walzdornwechsel gelingt in kurzer Zeit, so daß auch bei innenprofilierten Ringen die Zeit zum Umstellen auf ein neues Programm weniger als eine Viertelstunde erfordert.
  • Durch die Erfindung lassen sich Ringwalzwerke bauen, welche z.B. Bertigaußendurchmesser von ca. 1QO - 50§ mm, Fertighöhen von 20 - 200 mm und Gewichte zwischen 3 und 60 kg aufweisen. Wenn ein solches Ringwalzwerk mit einer automatisierten Zu- und Abfuhr ausgestattet ist, lassen sich durch den Fortfall der nachträglichen Kalibrierung bis zu drei Arbeitskräfte einsparen, die an den bislang be-/akuaoni;taaei5ierten Tischwalzwerken benötigt werden.
  • Die Einzelheiten, weiteren Merkmale und andere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren in der Zeichnung; es zeigen: Fig. 1 eine Ansicht des erfindungsgemäßen Ringwalzwerkes, Fig. 2 eine Draufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 1, Fig. 3 schematisch und in Ansicht ein Ablaufschema für ein derartiges Ringwalzwerk, Fig0 4 eine Draufsicht auf den Gegenstand der Fig. 3 und Fig. 5 in der Fig. 1 entsprechender Darstellung mehrere Teile im Schnitt.
  • Das in Fig. 1 wiedergegebene Ringwalzwerk hat einen schweren Grundrämen 1 mit einer Konsole 2 zur Lagerung eines hydraulischen Schubkolbengetriebes 3, dessen nicht dargestellte Kolbenstange an ein Vertikalwalzgerüst 4 angeschlossen ist. Dieses Walzgerüst hat eine obere, mit Hilfe eines Schubkolbengetriebes 5 zustellbare Kegelwalze 6 und eine untere Kegelwalze 7. An dem Gerüst befinden sich ferner Führungen 8 bzw. 8'für Querschlitten 9 bzw. 10, welche Zentrierrollen il bzw. 12 tragen. Diese Zentrierrolen stützen den zu walzenden Ring außen ab. Ihre Mittelpunkte 13 bzw. 14, welche die Durchstoßpunkte ihrer Drehachsen in Fig. 2 wiedergeben, liegen auf der strichpunktiert wiedergegebenen Geraden 15. Auf dieser Geraden liegt auch die geometrische gestrichelt wiedergegebene Spitze 16 der oberen Kegelwalze 6, welche jedoch tatsächl.ich eine abgerundete bei 17-wiedergegebene Spitze aufweist.
  • Entsprechend ist die Anordnung bei der Kegelwalze 7 getroffen, die dementsprechend in der in Fig. 1 wiedergegebenen vertikalen Ebene 19 mit ihrer geometrischen Spitze 20 angeordnet ist. Die Ebene 19 enthält die Gerade 15.
  • Auf einem Horizontalschlitten 18 ist ein Gerüst 21 aufgebaut, das auf einer Traverse 22 (Fig. 2) einen hohl ausgebildeten Königszapfen 23 trägt. Auf dem Königszapfen ist verschieblich eine Königswelle 24 angeordnet, die über einen hydraulischen Motor 25 um die senkrechte Achse 26 des Königszapfens 23 gedreht werden kann. An der Königswelle sitzt ein allgemein mit 27 bezeichnetes Karussell. Das Karussell ist mit der Welle 24 längs des Königszapfens 23 verschieblich. Es ist ringförmig ausgebildet und weist vier jeweils um einen Viertelkreis gegeneinander versetzt angeordnete Futter 30, 31, 32, 33 auf. Die Futter sind unter sich gleich ausgebildet, so daß es genügt, eines der Futter zu beschreiben.
  • Der Schlitten 18 ist seinerseits mit einem Schubkolbengetriebe 40 querbeweglich angeordnet, so daß der in Walzstellung befindliche Dorn 42 im Futter 33 gegenüber einer Tellerwalze 41 zustellbar ist. Die Zustellbewegung wird natürlich von den übrigen Dornen 43 und 44 in den Futtern 30 - 32 mitgemacht. Alle Dorne machen außerdem Jede Axialbewegung des Karussells mit, wenn dieses über ein Schubkolbengetriebe 45 bewegt wird.
  • Für den in Walzstellung befindlichen Walzdorn 42 ist ein unteres Walzdornlager 46 zwischen der Tellerwalze 41 und dem Walzgerüst 4 vorgesehen. In dieses Walzdornlager kann der Dorn 42, nachdem er durch Drehen der Königswelle 24 in eine Position oberhalb des Lagers gebracht worden ist, durch Betätigung des Schubkolbengetriebes 45 eingesetzt werden.
  • Das Walzen erfolgt auf einem Tisch, der von zwei Teilen 48 und 49 gebildet wird. Die Teile 48 und 49 dienen gleichzeitig als Führungen.
  • Wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist; besteht eine Fertigungsanlage, in der das beschriebene Walzwerk eingesetzt wird, beispielsweise aus einem Voärmofen 50. In diesem Ofen werden Knüppel 51 vorgewärmt, die mit Hilfe einer Schere 52 auf Längen 53 geschnitten werden. Jede dieser Längen 53 wird in einer Presse 54 zu gelochten Rohlingen verarbeitet. Diese gelangen auf 'eineeinfache Schurre 55. Die Schurre 55 hat ein beweg liches Schurrenende 56, das gegenüber dem unbeweglichen Teil 57 um eine horizontale Achse 58 mit Hilfe eines Schubkolbengetriebes 59 verschwenkt werden kann. Dadurch läßt sich jeweils ein Rohling 60 auf den im Futter 30 steckenden Walzdorn 61 aufschieben. Auf dem Teil 48 gelangt dieser Rohling bei Drehung des Karussells aus der allgemein mit 62 bezeichneten Beschickungsstaticn in die Walzposition bei 63. Gleichzeitig wird ein fertiggewalzter Ring über das Teil 49 in die Abnahmestation 64 verbracht. in der Abnahmestation 64 ist ein über ein Sehu.bkolbengetriete 65 bewegliches Abfördermittel 66 vorgesehen, das den fertiggewalzten Ring von dem im Futter 31 steckenden Dorn 43 übernimmt.
  • Mit der gleichen Bewegung des Karussells ist der Dorn 44 in eine Kühlposition 67 verbracht worden. Durch die vertikale Bewegung des Karussells 28 kann der Dorn 44 in ein Kühlgefäß eingetaucht werden, wenn der Dorn 42 mit dem Rohling in das beschriebene Walzdornlager eingesetzt wird.
  • Es ist ersichtlich, daß auf diese Weise ein automatisiert er Fertigungsbetrieb erreichbar ist.
  • Fig. 5 zeigt, daß die Tellerwalze 41 auf dem Ende einer Welle 7-4 befestigt ist, welche die Abtriebswelle eines Getriebes 70 darstellt, dessen AntrebsM welle 71 von einem Motor 72 angetrieben wird. Neben der Welle 74 ist das allgemein mit 46 in Fig. 2 bezeichnete Walzdornlager genauer wiedergegebene Dieses Lager besteht im wesentlichen aus einer Hülse 75, welche in einer Buchse 76 umläuft und eine sich nach oben erweiternde Buchse 77 aufweist. Der Walzdorn 42 hat ein konisches Ende 73, das in der Buchse 77 steckt, die ihrerseits eine konische Innenbohrung 78 aufweist.
  • Das andere Ende des Walzdornes 42 hat ein Innengewinde 7g für eine Spindel 80. Auch dieses Ende ist bei 81 konisch und sitzt in der konischen Bohrung 82 einer Buchse 83, welche ihrerseits drehbar in einer Buchse 84 gelagert ist. Die Buchse 83 hat eine Bohrung 85 für eine Welle 87, deren eines Ende von der Spindel gebildet wird. Das andere Ende der Welle hat ein mit Schlüsselflächen versehenes Ende 89, und die Buchse 83 trägt ein Tellerrad 90 mit einer kegelförmigen Verzahnung 91. Auf das Ende 89 läßt sich ein Schla,gschrauber aufsetzen, mit dem sich die Welle 87 verdrehen läßt, so daß die Spindel 80 sich im Gewinde 79 des Walzdornes 42 drehen kann. Mit der beschriebenen Vorrichtung kann der Walzdorn gelöst werden und fällt dann aus der Buchse 83 nach unten heraus. Durch umgekehrtes Drehen der Welle 87 läßt sich ein anderer Walzdorn einwechseln.
  • Das hydraulische Schubkolbengetriebe 4G zur Bewegung des Horizontalschlittens 18 ist über eine horizontale Achse 92 am Horizontalschlitten bei 94 gelagert. Seine Kolbenstange 93 weist ein gegabeltes Ende 95 auf und ist über einen Gabelbolzen 96 an einer Konsole 98 des Grundrahmens ebenfalls verschwenkbar gelagert. Die Konsole 94, die zur Lagerung der Achse 92 des Schubkolbengetriebes 40 dient, befindet sich eine schwere Lagerplatte 97, auf der der hohle Königszayfen 23 errichtet ist. Der Zapfen hat Ausnehmungen 100 und 101 zur Führung eines Querjoches 103, an dem die Lager 104 und 105 für die Königswelle 24 befestigt sind. über Laschen 106, die bei 107 durch Zapfen gelenkig gelagert sind, ist über einen Zapfen 108 das Ende 109 der Kolbenstange 110 des Schubkolbengetriebes 45 gelagert. Durch das Schubkolbengetriebe 45 kann das Karussell 28 längs des Königszapfens 23 verschoben werden.
  • Das obere Ende der Königswelle 24 trägt ein Zahnrad 111, das mit einem verhältnismäßig langen Ritzel 112 kämmt.
  • Dieses Rltzel sitzt auf der Welle 113 eines Hydromotors 25 , welcher die Königswelle 24 antreibt. Der Hydromotor hat eine bei 115 angedeutete Steuerung.
  • tYber dem Futter 32 für den Walzdorn 44 ist ein Schlagschrauber 120 auf der Traverse 22 des Schlittens 18 befestigt. Der Schla.gschrauber 120 kann mit einem Schubkolbengetriebe 121 in seiner Führung 123 verschoben werden.
  • Es ist ersichtlich, daß sämtliche Vorgänge des beschriebenen Ringwalzwerkes mechanisiert sind. Die Prozeßsteuerung der verschiedenen Vorrichtungen ist in der Zeichnung nicht wiedergegeben, sie entspricht der in den DT-OS 1 752 887 und 2 138 837 beschriebenen Steuerung.
  • Patentansprche

Claims (10)

  1. Patentansprüche W Ringwalzwerk mit einer Tellerwalze, die zusammen mit einem Walzdorn, welcher auf einem radial zur Tellerwalze beweglichen Horizontalschlitten gelagert ist und ggf. vorgesehenen Zentrierrollen einen gelochten Rohling auf einem Walzti.sch auf einen vorgegebenen Enddurchmesser walzt und mit einem gegenüber der Tellerwalze, insbesondere mit halber Ringwachsge schwindigkeit beweglichen Walzgerist, an dem Kegelwalzen angebracht sind, welche während des Walzens den Rohling auf die dem fertiggewalzten Ring vorgegebene Ringhöhe bringen, d a d u r 0 h g e k e n n z e i c h n e t daß auf dem Horizontalschlittenfi3§ heb- und senkbares Karussell, (27) welches ei.nen oder mehrere oben gelagerte Walzdorne trägt angeordnet ist, wobei der Horizontalwalzschlitten ein unteres Walzdornlager (46) trägt, in das jeder durch Drehen des Karussells in Walzstellung gebrachte Walzdorn eingesenkt wird und daß der Walztisch durch'Führungen (-48,49) für den gelochten Rohling und den fertig gewalzten Ring verlängert ist, jeweils welchemois zu einer Beschickungs- bzw. einer Abnahmestation (62, 64) reichen.
  2. 2. Ringwalzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachsen (13, 14) der Zentrierrollen (11, 12) und die geometrischen Spitzen (16, 20) der Kegelrollen (6, 7) auf einer gemeinsamen Geraden angeordnet sind.
  3. 3. Ringwalzwerk nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n'n z e i c h n e t daß die Zentrierrollen auf Querschlitten (9, 10) gelagert und in Führungen (8, 81) verschieblich sind, welche an dem Vertikalwalzgerüst (4) befestigt sind.
  4. 4. Ringwalzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Vertikaischlitten (28) die Walzdornfutter (30 - 33) um jeweils einen Viertelkreis versetzt gegeneinander angeordnet sind, und daß zwischen der Beschickungs- und der Abnahmestation (62, 64) eine Kühlstation (67) vorgesehen ist.
  5. 5. Ringwalzwerk nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Spritzeinrichtung zum Kühlen des Walzdornes in der Kühlatation (67).
  6. 6. Ringwalzwerk nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Behälter mit Kühlflüssigkeit zum Eintauchen des zu kühlenden Walzdornes mit Hilfe der Bewegung des Vertikalschlittens (28).
  7. 7. Ringwalzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlstation (67) unterhalb einer Traverse (22) angeordnet ist, welche zur Lagerung eines hohlen Königszapfens (23) dient, an dem die Königswelle (24) längsverschieblich gelagert ist.
  8. 8. Ringwalzwerk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Traverse (22) oberhalb der Kühlstation (67) ein Schlagschrauber (120, 121) zum Lösen der Futter (30 - 33) gelagert ist.
  9. 9. Ringwalzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Futter (30 - 33) für Walzdorne (42 - 44) unterschiedlicher Länge eingerichtet sind.
  10. 10. Ringwalzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzdorne (42 - 44) in die Futter (30 - 33) von unten einsetzbar sind.
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