DE2653628A1

DE2653628A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines metallbandes

Info

Publication number: DE2653628A1
Application number: DE19762653628
Authority: DE
Inventors: David Patrick Hague; Dalip Tarachand Malkani; Andrew Middlemiss; Stuart Scholey
Original assignee: British Steel Corp
Current assignee: British Steel Corp
Priority date: 1975-11-28
Filing date: 1976-11-25
Publication date: 1977-06-08
Also published as: FR2332823A1; GB1522508A; IT1069859B; IN145405B; CA1035607A; FR2332823B1; US4070739A; BE848842A; NL7613280A; SE7613275L; JPS5289884A

Description

Patentanwälte Dipl.-lng. C U rt Wallach Dipl.-lng. Günther Koch Dipl.-Phys. Dr. Tino Haibach • Dipl.-lng. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 ■ Telex 5 29 513 wakai d

Datum: 25.November I97Ö

Unser Zeichen: ip- 71-7 _

British Steel Corporation, London S.Vi. 1 /England

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Metallbandes

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung eines Metallbandes, Insbesondere befaßt sie sich mit der Herstellung eines Metallbandes mit einem großen Verhältnis von Breite zu Dicke (z.B. größer als 100:1), wobei die Herstellung dadurch erfolgt, daß eine Metallschicht vom Umfang eines sich drehenden zylindrischen Werkstücks abgeschält wird.

Es ist bereits versucht worden, die Herstellung von Metallbändern dadurch zu bewirken, daß eine Oberflächenschicht von einem sich drehenden metallischen Werkstück abgeschält wird, wobei ein Schneidwerkzeug gesteuert in die Umfangsoberflache des Werkstücks zugestellt wird, wobei das abgeschälte Band unter Bedingungen einer gesteuerten Spannung aufgespult wurde, um ein Band zu erzeugen, dessen Abmessungstoleranzen vergleichbar sind mit einem kaltgewalzten Band, Das Werkstück hat dabei die Gestalt eines maßiven Zylinders, dessen Erstreckung in Richtung der Längsachse gleich ist der Breite des zu erzeugenden Metallbandes. Dieses Verfahren ist insofern nachteilig als die Erzeugung der axial relativ kurz bemessenen Werkstücke, die alsAusgangsmaterial dienen, einen beträchtlichen Aufwand an

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Genauigkeit bei der spanabhebenden Bearbeitung erfordern um zu gewährleisten, daß die Stirnflächen des Werkstücks parallel zueinander verlaufen und senkrecht zur Achse dieses Ausgangswerkstücks . Dies ist notwendig um zu gewährleisten, daß ein Band konstanter Breite und Dicke erzeugt wird. Außerdem ergibt sich immer dann, wenn das Werkstück in die Maschine eingespanntwerden muß, um es für den AbschälVorgang bereit zu machen, ein beträchtlicher Zeitverlust.

Ein Verfahren, welches von zylindrischen Werkstücken in Gestalt von Blöcken mit relativ großer axialer Länge ausgehen könnte, würde Vorteile sowohl im Hinblick auf verminderte Einrichtzeiten als auch im Hinblick auf Herstellungskosten und Vorbearbeitungskosten ergeben. Versuche, ein Band von einem Werkstück rnit einer axialen Länge abzuschälen, die größer ist als die gewünschte Bandbreite, ergab jedoch den Nachteil, daß die anfänglicheZustellung des Schneidwerkzeugs in die Umfangsoberflache an einem Ende des Werkstückes eine Belastung d.h. einen Schub auf den Werkzeugträger und den Antrieb ausüben würde, die jene Kr.afte überschreitet, die von den üblichen Werkzeughaltern aufgenommen v/erden könnten und es würde sich außerdem eine übermäßige Erhitzung durch Reibungseingriff des Werkzeugrandes und der Schulter des Werkstückes ergeben. Die Wirkungen dieser Nachteile liegen in der Erzeugung ungleichförmiger Querschnitte des abgeschälten Bandes und dies ergibt ein unbefriedigendes Ergebnis. Eine andere Lösung der Bearbeitung relativ langer Werkstücke besteht darin, diese in Scheiben zu schneiden, bevor die Abschälung beginnt, jedoch ist diese Lösung unannehmbar, weil hieraus große WerkstoffVerluste resultieren, zusätzliche Bearbeitungskosten auftreten und überm-räßig hohe Belastungszeiten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Metallbändern

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durch Abschälen einer 3treifenschicht von der Uiiifangsoberfläche eines metallischen Werkstäcks zu schaffen, dessen axiale Erstreckung größer ist als die Gewünschte Breite des abgeschälten Bandes.

Gernä.3 einem Merkmal der Erfindung wird das Verfahren zur Herstellung des Metallbandes aus einem zylindrischen Werkstück, dessen Längsachse größer ist als die gewünschte Bandbreite, in der Weise durchgeführt, dai3 das zylindrische Werkstück urn seine Längsachse gedreht wird, daS ein erstes Schneidwerkzeug in die Umfangsooerflache des Werkstücks zugestellt wird, wenn es sich dreht, um eine Hut in der Oberfläche auszubilden, wobei diese Hut im Abstand von einem Ende des Werkstücks liegt, der gleich ist der gewünschten Bandbreite, dai ein aweites Schneidwerkzeug kontinuierlich in die Urnfangsoberfläche des Werkstücks zwischen den einen Ende des Werkstücks und der von dem ersten Werkzeug hergestellten Hut angestellt wird, so dai ein kontinuierliches Metallband von der Oberfläche des Werkstücks abgeschält wird, dessen Breite dem Abschnitt zvjisehen dem einen Ende des Werkstücks und der Nut entspricht, wobei schließlich das abgeschälte Band durch Aufwicklung um eine Spule gesar/raelt v/ird.

Die Schneidkante des Abschälwerkzeuges entspricht demgemäß etwa der Witte der Nut, die durch das Teilwerkzeug hergestellt ist und ist daher keinem Endschub oder einer Reibungserhitzung infolge Berührung mit der Scniter des Werkstücks ausgesetzt, die durch den Ab schäl schnitt erzeugt v/ird.

Gemä.2 einem weiteren Merkmal der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Herstellung eines Metallbandes aus einem zylindrischen Werkstück, dessen LcJngsachse größer ist als die gewünschte Bandbreite, in der Weise ausgebildet, da3 Mittel vorgesehen sind, um das Werkstück um seine Längsachse zu drehen, daio

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ein erstes Schneidwerkzeug vorgesehen ist, welches bein Drehen des Werkstücks in dessen Urnfangsoberfläche eine Nut an einer Stelle einschneidet, die vom anderen Ende des Werkstücks urn einen Betrag entfernt liegt, der der gewünschten Bandbreite entspricht, daiB Mittel vorgesehen sind, um das erste Schneidwerkzeug auf die Umfangsoberfläche des Werkstücks hin zuzustellen, daß ein zweites Schneidwerkzeug vorgesehen ist, um einen kontinuierlichen Metallstreifen der gewünschten Bandbreite von der Oberfläche des Werkstücks zwischen dem einen Ende des Werkstücks und der vom ersten Schneidwerkzeug hergestellten Nut abzutragen und daß Mittel vorgesehen sind, um das zweite Werkzeug kontinuierlich auf die Umfangsoberfläche des Werkstücks zuzustellen und daiB eine Aufspulvorrichtung vorgesehen ißt, um den abgeschälten Streifen zu sammeln.

Die Erfindung umfaßt auch ϊ-ietallbnder, die gemäß dem vorbeschriebenen Verfahren hergestellt sind.

Das erste Werkzeug wird vorzugsweise kontinuierlich auf die Umfangsoberfläche des Werkstücks bei dessen Drehung zugestellt.

Wenn der Durchmesser des Werkstücks durch Abschälen auf einen vorbestimmten Wert vermindert ist, dann können das erste und das zweite Schneidwerkzeug in eine Lage zurückgezogen werden, in der sie vom Umfang des Werkstücks freikommen. Dann kann das Werkstück vorgeschoben werden, bis das zweite Schneidwerkzeug sich über eine Werkstücklänge erstreckt, die der gewünschten Bandbreite entspricht. Dann wird das erste Werkzeug mit dem zweiten Werkzeug nach dem Werkstück bei dessen Drehung vorgeschoben und ein weiterer Metallstreifen wird vom Werkstück abgeschält. Stattdessen können die ersten und zweiten Werkzeuge weggezogen werden, wenn der Durchmesser des Werkstücks auf einen vorbestimmten Wert vermindert ist und sie können dann parallel zueinander in.

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Richtung der Längsachse des Werkstücks an diesem entlang versiioben werden, bis das zweite Schneidwerkzeug sich über eine Länge des Werkstücks erstreckt, die gleich der gewünschten Bandbreite ist und es wird dann ein weiterer Streifen abgeschält, in dem das Werkstück gedreht und die Werkzeuge vorgeschoben werden.

Das erste Schneidwerkzeug kann so -angeordnet werden, daß es das Werkstück um I8o° vor dem zweiten Schneidwerkzeug bearbeitet. Das erste und zweite Schneidwerkzeug können dem Werkstück durch einen gemeinsamen Antriebsmechanismus zugestellt werden.

Das Werkstück kann in einem selbstzentrierenden Spannfutter eingespannt sein.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Stirnansicht einer Vorrichtung zur Herstellung eines Metallbandes,

Fig. 2 zwei Einzelheiten der Vorrichtung in größerem Maßstab in einem Teilschnitt nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Grundrißansicht vonEinzelheiten der Fig. 2.

Gemäß Fig. 1 trägt ein Maschinenbett 10 eine Horizontalgleitführung 11. Ein Abschälwerkzeughalter 12 und ein Trennwerkzeughalter 13 sind in der Führung 11 gleitbar und können aufeinander zu durch eine gemeinsame Leitspindel 14 verschoben werden, die ihrerseits mit einem nichtdargestellten Antriebsmotor verbunden ist. Die Leitspindel 14 besitzt einen ersten Abschnitt 15* der dem Teilungswerkzeughalter 13 zugeordnet ist und der ein Gewinde aufweist, das im Gegensinn zu einem Gewinde auf einem zweiten Abschnitt 16 der Leitspindel 14

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verläuft, der dem Abschälwerkzeughalter 12 zugeordnet ist. Ein im Querschnitt kreisförmiger Stahlblock I7 ist um seine Längsachse drehbar zwischen dem Abschälwerkzeughalter 12 und dem Teilerwerkzeughalter I3 gelagert. Der Block I7 wird durch einen nicht dargestellten Hydraulikmotor angetrieben, der identisch mit dem vorerwähnten Antriebsmotor sein kann, der die Leitspindel 14 antreibt, jedoch über unterschiedliche Getriebeanordnungen.

Die oberen Teile des Abschälwerkzeughalters 12 und des Teilerwerkzeughalters I3 sind im einzelnen in den Figuren 2 und dargestellt.

Ein in einem Werkzeugblock 19 gelagertes Abschälwerkzeug 18 ist starr an dem Abschälwerkzeughalter 12 derart verspannt, daß die Schneidkante des Abschälwerkzeuges 18 an der Oberfläche des Blockes 17 angreift. Eine Bandführungsplatte 20 wird von einem Plattenträger 21 gehaltert, der am Abschälwerkzeughalter 12 derart gelagert ist, daß er in einem kleinen Abstand von der oberen Oberfläche des Werkzeugblocks I9 entfernt parallel zu diesem liegt. Die:Tühüungsplatte 20 erstreckt sich so, daß sie fast in Berührung mit der Oberfläche des sich drehenden Werkstücks I7 steht. Ein Teilerwerkzeug 32 ist auf dem Teilerwerkzeughalter 13 aufgesetzt und schneidet eine kleine Nut 70 in den Block 17 ein, wenn sich dieser dreht, wobei der Einschnitt in einer Entfernung von etwa 10 cm vom Ende des Blocks I7 erfolgt.

Von dem Führungsplattenträger 21 stehen zwei PaSstifte 22 auf der Seite des Trägers 21 vor, die dem Werkzeugblock I9 gegenüberliegt. Die Paßstifte 22 sind in einem Abstand zueinander angeordnet, der etwas größer ist als die Breite des Abschälwerkzeugs 18. Vor Beginn der Bandabschälung wird eine KLemmvor-

daß

richtung 23 auf die Paßstifte 22 derart aufgesetzt,/die Backen der Klemmvorrichtung 23, die elastisch gegeneinander durch zwei Gruppen von Tellerfe*?dern 24· vorgespannt sind, durch die Stifte

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im Abstand gehalten werden. Ein aus Beilagestahl bestehender Führungssta&fen 25 ist an der Klemme 35 angebracht und erstreckt sieh von dem Führungsplattenträger 21 um den unteren Abschnitt einer Spannrolle 2.6, die auf einem einstellbaren Arm 27 gelagert ist, der vom Abschälwerkzeughalter 12 getragen wird. Der Führungsstreifen 25 ist an seinem der Klemmvorrichtung 23 entgegengesetzten Ende am Umfang einer Aufspultrommel 28 befestigt. Die Trommel 28 wird in Pfeilrichtung (Fig. 1) durch nicht dargestellte Mittel angetrieben, die unabhängig sind von Hydraulikantrieb des sich drehenden Blocksl7.

Beim Anlauf beginnt sich der Block 17 zu drehen und die Umfangsgeschwindigkeit wird graduell erhöht, während der Teilerstahl 32 und der Abschälstahl 18 gleichzeitig nach der Umfangsoberflache des Bocks I7 zugestellt werden. Da der Teilerstahl 32 eine schmale Nut etwa 18O° vor dem Schälstahl 18 einsticht, und zwar in einer Entfernung von etwa 10 cm vom Ende des Bbcks I7 entfernt, kann der Schälstahl, der eine Breite vonlO cm besitzt, sauber ein Stahlband 40 ausschneiden, das etwas weniger als 10 cm breit ist, wobei dieses Stahlband vom Block I7 freie Ränder besitzt. Der Vorlaufabschnitt des abgeschälten Bandes 40 läuft nach unten zwischen die untere Oberfläche der Führungsplatte 20 und die obere Oberfläche des Werkzeugblocks 19 ein und erreicht die aus Fig. 1 ersichtliche Lage. Dann wird der Antrieb der Aufwickeltrommel eingeschaltet, und zwar entweder manuell oder gemäß einem nicht dargestellten Sensor, der das Vorhandensein des Bandes 4o in der Klemmvorrichtung 23 feststellt und der Führungsstreifen 25 wird um die Aufspultrommel 28 gezogen. Der Führungsstreifen 25 zieht seinerseits die Klemmvorrichtung 23 von den Paßstiften 22 ab und die Tellerfedern 24 bewirken, daß die Backen der Klemmvorrichtung 23 den Vor lauf abschnitt des abgeschälten Bandes 40 erfassen und das abgeschälte Band 40 wird dadurch

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unter Spannung um die Aufwickeltrommel 28 gelegt. Die Spannrolle 26 gewährleistet, daß das abgeschälte Band 40 von dem Block 17 unter einem konstanten Winkel abgezogen wird, unab-

der
hängig von/Durchmesseränderung der Wicklung des abgeschälten Streifens, die sich auf der Aufwickeltrommel 28 ansammelt. Weitere Einzelheiten der Arbeitsweise der Klemmvorrichtung 23 und des Führungsstreifens 25 sind in der deutschen Patentanmeldung P 26 10 289·6 beschrieben. In beiden Fällen kann das Werkstück von ringförmiger Gestalt sein.

Die Vorrichtung läuft nunmehr bis der Abschnitt des Blocksl7, der abgeschält wird, auf einen kleinen Durchmesser vermindert ist und der abgeschälte Streifen 40 wird auf der Aufwickeltrommel 28 gesammelt. Dann wird die Vorrichtung angehalten und die volle Aufwickeltrommel 28 wird entfernt und durch eine leere Trommel ersetzt, die mit einem Führungsstreifen 25 und einer Klemmvorrichtung 23 ausgestattet ist. Gleichzeitig werden Abschälwerkzeughalter 12 und Teilerwerkzeughalter 13 in ihre Ausgangsstellung überführt und der Block 17 wird so weit vorgeschoben, daß der nächste Abschnitt des Blocks 17 dem Abschälwerkzeug 18 dargeboten wird. Dann wiederholt sich die Arbeitsweise der Vorrichtung in der beschriebenen Weise· Das abgeschälte Band 40, welches auf der Aufspultrommel 28 aufgespult wurde, wird auf eine getrennte nicht dargestellte Haspel aufgewickelt, so daß die Aufspultrommel und die Klemme erneut in der Vorrichtung Anwendung finden können.

Patentansprüche i

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Claims

Patentansprüche:

1)1 Verfahren zur Herstellung eines Metallbandes aus einem zylindrischen Werkstück, dessen Längsachse größer ist als die gewünschte Bandbreite, dadurch ge kennzeich η e t, daß das zylindrische Merkstück um seine Längsachse gedreht wird, daß "ein erstes Schneidwerkzeug in die Umfangsoberf lache des Werkstücks beidessen Drehung derart zugestellt· wird, da3 eine Nut in die Oberfläche eingestochen wird, die vom Ende des Werkstücks in einem Abstand liegt, der gleich ist der gewünschten Bandbreite, daß ein zweites Schneidwerkzeug kontinuierlich der Umfangsoberflache des Werkstücks zwischen dem einen Ende des Werkstücks und der von dem ersten Schneidwerkzeug hergestellten Nut derart zugestellt wird, daß ein kontinuierlicher Metallstreifen aus der Oberfläche des Werkstücks abgeschält wird, dessen 3reite gleich ist dem Abstand zwischen dem einen Ende des Werkstücks und der Nut und daß das abgeschälte Band aufgewickelt wird.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichne t daß das erste Werkzeug kontinuierlich in die Umfangsoberfläche des Werkstücks bei dessen Drehung eingestochen wird.

3) Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Schneidwerkzeug in Stellungen zurückgezogen werden, die außerhalb des Umfangs des Werkstücks liegen, wenn der Durchmesser des Werkstücks durch Abschälen auf einen vorbestimmten Wert vermindert ist, daß dann eine Relativbewegung zwischen Schneidwerkzeugen und Werkstück derart durchgeführt wird, daß das zweite Schneidwerkzeug sich über eine Länge des

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ORIGINAL INSPECTED

Werkstücks erstreckt, die gleich ist der gewünschten Bandbreite und dai das erste und zweite Werkzeug dem Werkstück bei dessen Drehung augestellt werden, urn ein weiteres Metallband vom Werkstück abzuschälen.

4) "Vorrichtung zur Herstellung eines Metallstreifens aus eine^ zylindrischen Werkstück, dessen Längsachse grö/ser ist als die gewünschte Bandbreite, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um das Werkstück um seine Längsachse zu drehen, d&ü ein erster Schneidstahl(32) vorgesehen ist, der eine iiut (70)in die Umfangsoberflache des Werkstücks (I7)bei dessen Drehung an einer Stelle einsticht, die vom Ende des Werkstücks in einem Abstand liegt, der gleich der gewünschten Bandbreite ist, da3 Mittel (13S) vorgesehen sind, um den ersten Schneidstahl auf die Urafangsoberfläche des Werkstücks zuzustellen, daiS ein zweiter Schneidstahl (18) vorgesehen ösi, Uni ein kontinuierliches Metallband (4o)der gewünschten Bandbreite von der Oberfläche des Werkstücks zwischen dem einen Ende des Werkstücks und der vo/.i ersten Stahl eingestochenen Hut abzuschälen und daß Mittel (12) vorgesehen sind, um den zweiten Schneidstahl kontinuierlich nach der Umfangsoberfläche des Werkstücks zuzustellen und da3 eine Aufspulvorrichtung (28) vorgesehen ist, um das abgeschälte Band zu sammeln.

5) Vorrichtung nach Anspruch 4, dadmeh gekennzeichnet, dalder erste Schneidstahl (32) so angeordnet ist, dai3 er am Werkstück in einem Winkel von _v180 vor dem zweiten Schneidstahl (13) angreift.

S) Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 oder 5* dadurch gekennzeichnet, daS der erste und zweite Schneidstahl dem Werkstück durch einen gemeinsamen Antriebs- I

mechanismus (14) zugeführt werden.

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7) Vorrichtung nach den Ansprüchen h-6, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück in einem selbstzentrierenden Spannfutter angeordnet ist.

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