DE2720676C3 - Vorrichtung zum Prägestempeln von voreilendem Gut, wie Brammen, Knüppel, Fertigprofilen in Walzwerken oder Stranggießanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Prägestempeln von voreilendem Gut, wie Brammen, Knüppel, Fertigprofilen in Walzwerken oder Stranggießanlagen, mit einem einen Stempelkopf tragenden Pendelarm, der durch die kolbenstange des Kolbens eines mit Druckluft betriebenen, am Vorrichtungsgestell schwenkbar abgestützten Zylinders in Betriebsstellung, d. h. in den Weg des voreilenden Gutes, und nach dessen Anschlagen in Außerbetriebsstellung, d. h. aus dem Weg des voreilenden Gutes schwenkbar ist.

Eine solche Vorrichtung ist in der DE-OS 23 20 796 gezeigt und beschrieben. Bei dieser bekannten Vorrichtung bewegt sich das Gut gegen die zu prägende Kennzeichnung bzw. Ziffer des an dem Pendelarm befindlichen Stempelkopfes. Durch den Anschlag des Gutes gegen den Stempelkopf ergibt sich ein Einschlag der Kennzeichnung bzw. der Ziffer in das Gut. Der Einschlag hat eine gewisse Tiefe. Das weitereilende Gut drückt den Stempelkopf mit der zu stempelnden Ziffer aus der Laufebene in einem Bogen, dessen Radius durch die Länge des Pendelarms bestimmt ist. Hierbei tritt die Spitze der Kennzeichnung nach Zurücklegung einer entsprechend langen Wegstrecke aus dem Einschlag Beim weiteren Voreilen des Gutes muß die Spitze de Kennzeichnung an der Stirnfläche des Stempelgutes vorbeistreifen, was eine Beschädigung der Kennzeichnungen zur Folge hat Der Schwenkbogen kann nämlich die Ziffer bzw. die Kennzeichnung nicht aus dem Weg des Stempelgutes herausbringen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei welcher das Schwenken des Stempelkopfes in Außerbetriebstellung nach dem Anschlagen des Gutes in kürzester Zeit vor sich gehen kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist nach der Erfindung

ίο vorgesehen, daß der Zylinder durch ein eine zentrale Bohrung aufweisendes Zwischenstück in einen kolbenseitigen Zylinderraum und in einen kolbenstangenseitigen Zylinderraum unterteilt ist, wobei in Betriebsstellung, d. h. bei ausgefahrener Kolbenstange im kolbenseitigen Zylinderraum Niederdruck und im kolbenstangenseitigen Zylinderraum Normaldruck herrscht, und daß der Kolben auf der Kolbenstangenseite einen Ansatz aufweist, der bei ausgefahrener Kolbenstange über eine Radialdichtung in die Bohrung des Zwischenstückes eingreift, wobei dann die dem Niederdruck zugeordnete Rückzugskraft übersteigt, während bei Nichteingreifen des Ansatzes die Rückzugskraft die Gegenkraft übersteigt

Durch das Anschlagen des voreilenden Gutes gegen die Kennzeichnung bzw. Ziffer bzw. den Stempelkopf wird infolge des hierbei eintretenden Schwenkens des Pendelarmes die Kolbenstange eingefahren, wobei durch den Austritt des Ansatzes aus der Radialdichtung ein Aufheben der Dichtwirkung erfolgt und Luft mit Normaldruck durch das Zwischenstück aus dem stangenseitigen Zylinderraum in den kolbenseitigen Zylinderraum gegen den Kolben auf dessen dem Zwischenstück zugewandten Seite strömt, den Kolben entgegen dem im kolbenseitigen Zylinderraum herrsehenden Druck schlagartig verschiebt und den Pendelarm ausschwenkt bzw. abschwenkt, weil nach dem Austritt der Kolbenansatz aus der Radialdichtung die vom Normaldruck ausgehende Rückzugskraft die Gegenkraft auf der Niederdruckseite übersteigt. Wenn der Ansatz in die Radialdichtung eingreift, ist die Dichtwirkung wieder hergestellt und übersteigt die dem Niederdruck zugeordnete Gegenkraft die dem Normaldruck zugeordnete Rückzugskraft, so daß die Kolbenstange in die Ursprungsstellung ausgefahren wird.

Beim Betrieb der Vorrichtung können unangenehme Mißstände dadurch auftreten, daß innerhalb kürzester Zeit die zum Abschwenken notwendige Beschleunigung verhältnismäßig großer Massen eintritt und das Abschwenken des Stempelkopfes durchgeführt wird.

Deshalb ist zweckmäßig nach der Erfindung der Zylinder bodenseitig mit einem achsgleichen weiteren Zylinder verbunden, wobei die schwenkbare Abstützung am Vorrichtungsgestell über die Kolbenstange von dessen Kolben erfolgt und sowohl dessen kolbenseitiger Zylinderraum als auch dessen kolbenstangenseitiger Zylinderraum wechselweise mit Normaldruck beaufschlagbar ist.

Hierdurch ergibt sich der erforderliche schnelle Abbau der Massenbeschleunigung nach dem in kürzester Zeit vorgenommenen Abschwenken des Stempelkopfes. Da der Abbau pneumatisch elastisch erfolgt, werden Stöße, Schläge, Geräusche usw. aufgezehrt, so daß die Vorrichtung mit einer kaum zu erv/artenden Ruhe arbeitet und weitgehend einwandfrei günstige Betriebsbedingungen gegeben sind.

Die Zeichnung veranschaulicht schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.

F i g. 1 läßt in Längsansicht geschnitten die Vorrich-

tung in der Betriebsstellung erkennen.

Fig.2 zeigt in entsprechender Längsansicht die Vorrichtung nach F i g. 1 nach dem Anschlagen des Gutes gegen den Stempelkopf am Pendelarm.

F i g. 3 erläutert das Ausschwenken des Stempelkopfes aus dem Voreilweg des Gutes.

F i g. 4 verdeutlicht den Rückgang des Stempelkopfes in die Betriebsstellung.

Die zeichnerische Wiedergabe beschränkt sich auf die zum Verständnis notwendigen Teile.

Die Vorrichtung bestehi im wesentlichen aus dem nach Art eines Pendels aufgehängten Stempler 1, der den Stempelarm 2 sowie den an diesem befindlichen Stempelkopf 3 umfaßt Der Stempel- oder Pendelarm 2 hängt an einer Achse 4 und ist zusammen mit dieser dreh- bzw. schwenkbar. Der Stempelkopf 3 steht in F i g. 1 in der Senkrechtlage des Stempelarmes in den Weg des Walzgutes bzw. Gutes 7 vor, welches auf dem Rollgang 9 mit den Rollen 8 fortlaufend voreilt Die Voreilung ist durch den Pfeil 6 kenntlich gemacht Der Pendelarm 2 ist in Richtung des Doppelpfeiles 5 in der durch den Pfeil 6 angedeuteten Richtung des Vorlaufs des Walzgutes 7 von der Senkrechtlage (vgl. Fi g. 1) in eine das voreilende Walzgut durchlassende Schräglage (vgl. Fig.3) schwenkbar und aus dieser in die Senkrechtlage zurückschwenkbar.

Die Vorrichtung ist mit einer Impulsgeberscheibe 11 ausgerüstet, die in Abhängigkeit von der Pendelbewegung des Stempelarmes 2 Steuerimpulse auslöst. Die Impulsgabestellen M, O und P sind dargestellt. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt der Antrieb der Impulsgeberscheibe von der Achse 4 beispielsweise über Kette und Kettenräder.

Zwischen einer ortsfesten Angriffsstelle 12 am Vorrichtungsgestell 13 und einer Angriffsstelle 14 am Pendelarm 2 ist eine Einrichtung 15 für die Durchführung der beim Arbeiten erforderlichen Bewegungen vorgesehen.

Diese Einrichtung besteht aus einem Paar von Zylindern I₁ II, deren Bodenenden 16 einander zugewandt sind, so daß die Enden der Zylinder nach entgegengesetzten Seiten gerichtet sind. Die Zylinder haben bei der gezeigten Ausführungsform eine gemeinsame Achslinie und sind über ihre Böden miteinander vereinigt. Jeder Zylinder enthält einen doppelt, d. h. auf beiden Seiten, beaufschlagbaren Kolben. Im Zylinder I befindet sich der Kolben 17 und im Zylinder II der Kolben 18. Als Beaufschlagungsmittel wird Druckluft verwandt. Der Kolben 17 befindet sich an der Kolbenstange 19. die an dem Pendelarm 2 bei der Stelle 14 angreift. An der Kolbenstange 20 befindet sich der Kolben 18. Die Kolbenstange 20 ist mit ihrem aus dem Zylinder Il vorstehenden Ende mit der ortsfesten Angriffsstelle 12 am Vorrichtungsgestell 13 schwenkbar verbunden.

Gegenüber dem Kolben 17 auf der Seite des Bodens 16 liegt der Zylinderraum A des Zylinders I und auf der Seite des Stangenendes des Zylinders am Austritt der Kolbenstange 19 der Zylinderraum B. Zwischen den beiden Zylinderräumen A und B ist auf der Stangenseite des Kolbens 17 ein 7.w' ·; hciisiück 21 vorgesehen. Die Kolbenstange 19 durchgreift das Zwischenstück 21. Die Bohrung des Zwischenstückes weist einen Innendurchmesser auf, welcher größer ist als der Außendurchmesser der Kolbenstange 19. Am Kolben 17 befindet sich auf der Stangenseite ein zentrierender Ansatz 22, der in die Bohrung des Zwischenstückes eingreift. Das Zwischenstück bzw. d^r Ansatz ist mit einer Radialdichtung 23 ausgerüstet. Bei einer Verschiebung des Kolbens 17 nach dem Bodenende 16 tritt der Ansatz 22 aus der Bohrung des Zwischenstückes 21 mit seiner Dichtung 23 heraus, so daß Druckluft zur Stangenseite des Kolbens 17 aus dem Zylinderraum B strömen kann, und zwar in einen Zylinderraum C

Gegenüber dem Kolben 18 auf der Seite des Bodenendes 16 liegt der Zylinderraum Λ'des Zylinders II und auf der Stangenseite am Austritt der Kolbenstange 20 der Zylinderraum B'.

Das Arbeiten der Vorrichtung spielt sich beim Prägestempeln von Walzgut, welches beispielsweise mit einer Geschwindigkeit von mehr als 1,5 m/s vorläuft, wie folgt ab.

In der F i g. 1 wiedergegebenen Betriebs- bzw. Bereitschaftsstellung der Vorrichtung sind die Kolbenstangen 19 und 20 aus den Zylindern I und II ausgefahren. Im Zylinderraum A des Zylinders I steht der Niederdruck p\ und im Zylinderraum B des Zylinders I der Normaldruck pt an.

Mit Normaldruck ist ein Druck von 4 bis 6 bar und mit Niederdruck ein wesentlich geringerer Druck von etwa 0,5 bar zu verstehen.

Der Ansatz 22 befindet sich in in das Zwischenstück 21 dichtend eingefahrener Lage. Der Zylinderraum C zwischen dem Kolben 17 und dem Zwischenstück 21 ist durch eine kleine Bohrung zur Außenluft der Atmosphäre entlüftet.

Die durch den Normaldruck pi im Zylinderraum B bedingte Rückzugskraft P2, welche auf die die Kolbenstange im Zwischenstück umgebende Ringfläche als druckbeaufschlagter Fläche wirkt, ist wesentlich kleiner als die auf der anderen Seite des Kolbens 17 durch dessen ganze Beaufschlagung mit Niederdruck gegebene Gegenkraft p\. Auf dem Kolben 18 steht im bodensei'igen Zylinderraum A' des Zylinders II der Normaldruck pi an und hält die Kolbenstange 20 ausgefahren.

Das Sternpelpendel 2 nimmt eine vertikale Lage ein. Der an ihm befindliche Stempelkopf steht in den Voreilweg des Walzgutes 7 vor. Die Impulsstelle M nimmt die aus F i g. 1 ersichtliche Stellung ein.

Auf dem Rollgang 9 bewegt sich das Walzgut 7 mit seiner Masse mit einer Geschwindigkeit, die 2,5 m/s und mehr beträgt, in Richtung des Pfeiles 6 gegen den Stempelkopf 3 am Stempelarm 2. Das Walzgut fährt gegen den Stempelkopf an. Hierdurch schwenkt das Walzgut infolge seiner »lebendigen Kraft« über den Stempelkopf 3 das Stempelpendel 2 mit der Drehachse 4 aus der senkrechten Ruhelage.

Durch die eingeleitete Schwenkbewegung des Stempelpendels 2 wird die an diesem angreifende Kolbenstange 19 des Zylinders I zwangsläufig in den Zylinder I eingefahren. Der Ansatz 22 mit seiner Dichtung 23 fährt aus dem Zwischenstück 21 aus und gibt nach dem Zurücklegen einer bestimmten kleinen Strecke den Weg in den Zylinderraum Cdes Zylinders I für die Druckluft mit Normaldruck p2 frei.

Mit der Freigabe des Weges wird die stangenseitige Fläche des Kolbens 17 mit dem Normaldruck pi voll beaufschlagt, wobei dann die dort auftretende Kraft die Gegenkraft auf der anderen, dem Bodenende des Zylinders zugewandten Kolbenseite übersteigt und der ivolben 17 schlagartig gegen diese Kraft bzw. gegen den Niederdruck p\ beschleunigt wird und vorschnellt. Der Druck pi im Zylinderraum A baut sich ständig ab.

Das Stempelpendel 2 bringt nach einem bestimmten Drehwinkel der Impulsgeberscheibe 11, wenn der

Ansatz 22 aus dem Zwischenstück 21 ausgefahren ist, die Impulsgabestelle Ozur Wirkung auf ein Steuerventil (Fig.2). Der Zylinderraum A' des Zylinders II wird entlüftet. Gleichzeitig steht Normaldruck pi im Zylinderraum B' an. Der Kolben 18 fährt ein, wobei der Zylinder II den Zylinder I mitzieht.

Die Kolben 1 und 18 sind eingefahren, wie es F i g. 3 zeigt. Der Stempelkopf ist aus dem Voreilweg des Walzgutes in die höchste Stellung geschwenkt. Das Walzgut kann unter dem Stempelkopf durchfahren. Die Irnpulsgabestelle P der Impulsgeberscheibe 11 ist wirksam.

Nun wird der Zylinderraum B entlüftet. Der Kolben 17 fährt mit Niederdruck p\ im Zylinderraum A in die Ausgangsstellung. Damit fährt auch der Ansatz 22 dichtend in das Zwischenstück 21 ein. Das Stempelpendel senkt sich dem Zylinderhub entsprechend ab. Es entsteht die Stellung nach Fig.4. In dieser wird der Zylinderraum B' des Zylinders II entlüftet. Der Zylinderraum Λ 'wird mit Normaldruck beaufschlagt, so daß die Kolbenstange 20 ausfährt. Das Stempelpendel hat die senkrechte Stellung entsprechend der Bereitschaftsstellung erreicht.

Im Zylinderraum A des Zylinders I steht Niederdruck ρ, von der Rückführung noch an und bleibt auch weiterhin anstehen. Der Zylinderraum B wird mit Normaldruck P₂ beaufschlagt. Im Zylinderraum /\'des Zylinders H steht Normaldruck P₂ an.

Die Vorrichtung ist für das nächste Arbeitsspiel bereit.

Bei der Verwendung der Vorrichtung für Walzgut, welches mit einer Geschwindigkeit von weniger als 1,50 m/sec. voreilt, wie es beim Stranggießen der Fall ist, besteht folgende Änderung in der Arbeitsweise.

Gemäß F i g. 4 ist die Kolbenstange 19 des Kolbens 17 ausgefahren. Im Zylinderraum A des Zylinders I steht Niederdruck p\ an, während im Zylinderraum B der Normaldruck P₂ ansteht. Der Ansatz 22 ist dichtend in das Zwischenstück 21 eingefahren. Der kleine Zylinderraum C zwischen dem Kolben 17 und dem Zwischenstück 21 ist über eine Bohrung zur Atmosphäre entlüftet. Die in Richtung des Kolbens 17 wirkende Kraft P₂, die durch den Normaldruck im Zylinderraum B auf die genannte Ringfläche bestimmt ist. ist wesentlich kleiner als die entgegenwirkende Kraft P₁, die durch den Niederdruck pi und die Fläche des Kolbens 17 bestimmt ist.

Auf dem Kolben 18 des Zylinders II steht im Raum B der Normaldruck pi an und hält die Kolbenstange 20 eingefahren.

Auf dem Rollgang 9 eilt das Walzgut 7 mit einer Masse und einer Geschwindigkeit in Richtung des Pfeiles 6 gegen das Stempelpendel bzw. gegen den Stempelkopf 3 vor. An einer in Abhängigkeit von der

ίο Voreilgeschwindigkeit des Walzgutes 7 bestimmten Stelle gibt das Walzgut 7 selbst einen Impuls auf ein Steuerventil zur Beaufschlagung des Kolbens 18 in dem Zylinderraum A' mit Normaldruck pi. Der Zylinderraum ß'wird entlüftet. In dem Zylinderraum Λ'strömt Druckluft mit Normaldruck P₂ ein, wodurch die Kolbenstange 20 ausgefahren wird mit der Folge, daß dadurch das hiermit verbundene Verschieben der beiden miteinander vereinigten Zylinder I und II gegen die Angriffsstelle an dem Pendel die Schwenkbewegung des Stempelkopfes 3 gegen das Walzgut eine Unterstützung erfährt und die »lebendige Kraft« des Stempelkopfes beim Schwenken vergrößert wird.

Im freien Fall und unterstützt durch das Ausschieber der Kolbenstange 20 führt der Stempelkopf zurr vorbestimmten Zeitpunkt bzw. mit dem Eintritt de; Stempelpendels in die vertikale Lage und den Anschlagen des Walzgutes gegen den Stempelkop einen Gegenschlag aus, wodurch eine Stempelung de: Walzgutes trotz dessen geringer Vorlaufgeschwindig keit erfolgt.

Sofort mit dieser Stempelung drückt das Walzgut da: Stempelpendel in eine Rückschwenkbewegung um di( Achse 4 aus der vertikalen Stellung.
Durch die eingeleitete Rückschwenkbewegung wird wie es beim Prägestempeln von mit größter Geschwin digkeit voreilendem Walzgut der Fall ist, die Kolben stange 19 des Kolbens 17 durch eine formschlüssig« Bewegungsübertragung vom Stempelpendel in der Zylinder I eingeschoben bzw. eingefahren. Das vorange hend hierzu beschriebene Arbeitsspiel wiederholt sich bis die Stellung nach F i g. 4 erreicht ist, von der aus siel das Arbeitsspiel, wie es bei dem Prägestempeln von mi geringer Geschwindigkeit vorlaufenden Gut beschrie ben ist, wiederholt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Prägestempeln von voreilendem Gut wie Brammen, Knüppel, Fertigprofilen in Walzwerken oder Stranggießanlagen, mit einem einen Stempelkopf tragenden Pendelarm, der durch die Kolbenstange des Kolbens eines mit Druckluft betriebenen, am Vorrichtungsgestell schwenkbar abgestützten Zylinders in Betriebsstellung, & h. in den Weg des voreilenden Gutes, und nach dessen Anschlagen in Außerbetriebsstellung, d. h. aus dem Weg des voreilenden Gutes schwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (I) durch ein eine zentrale Bohrung aufweisendes Zwischenstück (21) in einen kolbenseitigen Zylinderraum (A) und in einen kolbenstangenseitigen Zylinderraum (BJ unterteilt ist, wobei in Betriebsstellung, ä h. bei ausgefahrener Kolbenstange (19) im kolbenseitigen Zylinderraum Niederdruck (p\) und im kolbenstangenseitigen Zylinderraum Normaldruck (P₂) herrscht, und daß der Kolben (17) auf der Kolbenstangenseite einen Ansatz (22) aufweist, der bei ausgefahrener Kolbenstange über eine Radialdichtung (23) in die Bohrung des Zwischenstücks eingreift, wobei dann die dem Niederdruck zugeordnete Gegenkraft (Pi) die dem Normaldruck zugeordnete Rückzugskraft (P₂) übersteigt, während bei Nichteingreifen des Ansatzes die Rückzugskraft die Gegenkraft übersteigt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (I) bodenseitig mit einem achsgleichen weiteren Zylinder (II) verbunden ist, wobei die schwenkbare Abstützung am Vorrichtungsgestell (13) über die Kolbenstange (20) von dessen Kolben (18) erfolgt und sowohl dessen kolbenseitiger Zylinderraum (A') als auch dessen kolbenstangenseitiger Zylinderraum (B') wechselweise mit Normaldruck (P₂) beaufschlagbar ist.