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"Ringwalzwerk"
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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.
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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.
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Andererseits sind Rinjalzwerke bekannt, welche erheblich höhere Produktionsgeschwindigkeiten
ermöglichen.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Außerdem ergeben sich hier zahlreiche weitere Vorteile.
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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.
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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.
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Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß alle wesentlichen Konstruktionselemente
des bekannten Ringwalzwerkes weitgehend unverändert übernommen werden können.
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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.
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Spitzen der Kegelrollen auf einer gemeinsamen Geraden angeordnet werden.
Zu diesem Zweck sind die Zentrierrollen an dem beweglichen Vertikalgerüst befestigt.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Das Walzen erfolgt auf einem Tisch, der von zwei Teilen 48 und 49
gebildet wird. Die Teile 48 und 49 dienen gleichzeitig als Führungen.
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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.
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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.
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Es ist ersichtlich, daß auf diese Weise ein automatisiert er Fertigungsbetrieb
erreichbar ist.
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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.
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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.
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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.
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Das obere Ende der Königswelle 24 trägt ein Zahnrad 111, das mit einem
verhältnismäßig langen Ritzel 112 kämmt.
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Dieses Rltzel sitzt auf der Welle 113 eines Hydromotors 25 , welcher
die Königswelle 24 antreibt. Der Hydromotor hat eine bei 115 angedeutete Steuerung.
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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.
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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.
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Patentansprche