DE3050543C2

DE3050543C2 - Querwalzmaschine

Info

Publication number: DE3050543C2
Application number: DE19823050543
Authority: DE
Inventors: Valerij Yakovlevi&ccaron; Minsk &Scaron;ukin; Vyacheslav Iosifovi&ccaron; Ermolovi&ccaron;; Valerij Aleksandrovi&ccaron; Klu&scaron;in; Vladimir Ivanovi&ccaron; Sadko
Original assignee: Fiziko Tekhnichesky Institut Akademii Nauk Belorusskoi SSR
Current assignee: Fiziko Tekhnichesky Institut Akademii Nauk Belorusskoi SSR
Priority date: 1980-08-27
Filing date: 1982-09-23
Publication date: 1986-08-21
Also published as: GB2093385A; JPS57501417A; GB2093385B; WO1982000608A1; JPH0120938B2; DE3050543T1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Querwalzmtschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ungeachtet der Tatsache, daß Querwalzmaschinen

ίο seit relativ langem bekannt sind, in der Industrie eine breite Verwendung finden und an der Vervollkommnung ihres konstruktiven Aufbaus ständig gearbeitet wird, ist es bis zur heutigen Zeit nicht gelungen, einem eventuellen Verkeilen des Werkstückes zwischen den formgebenden Elementen wirksam vorzubeugen. Zum Verkeilen des Werkstückes kann dessen ungenügendes Vorwärmen, falsch gewählter Walzablauf bzw. unsachgemäßes Walzwerkzeug u. dgl. führen. Davon, wie schnell es gelingt, ein walzwarmes Werkstück aus der Querwalzmaschine nach seinem Verkeilen zu entfernen, hängt die Höhe des vom Betrieb in einer solchen Havariesituation erlittenen Schadens ab. Dabei wird der Schaden nicht nur durch Arbeitszeitverluste beim Stillstand der Walzmaschine, sondern auch durch den Preis des beschädigten, formgebenden Werkzeugs bedingt. Steht das formgebende Werkzeug mit dem erwärmten Werkstück eine längere Zeit in Berührung, so kommen in seinem Metall schädliche Phasenumwandlungen (beispielsweise Anlassen) zustande. Ein Diffusionsverbinden des Werkstückes mit dem Werkzeug kann auch nicht ausgeschlossen werden, welches unumgehbar zum Ausfall des letzteren führt.

Bekannt sind Versuche, Walzmaschinen zu entwikkeln, in deren Konstruktion Vorrichtungen zu einer schnellen Beseitigung des Ausfalls vorgesehen sind (DD-PS 58 480). Laut dieser Patentschrift enthält die Walzmaschine ein ungeteiltes Gestell, in welchem parallel zueinanderliegende und das formgebende Werkzeug tragende Platten hin- und herbeweglich angeordnet sind. Die Platten sind auf vier Rollen gelagert, deren exzentrische Achsen am Gestell angebracht sind. Beim Verkeilen reicht es schon aus, die Rollenachsen zu schwenken, woraufhin das Werkstück entfernt werden kann. Die Walzmaschine läßt sich also ziemlich schnell loskeilen, was zu ihren unbestreitbaren Vorteilen zählt. Die Einführung von Stützrollen und exzentrischen Achsen in die Konstruktion wirkt sich jedoch auf die Steifigkeit der Walzmaschine nachteilig aus. Im Verlaufe des Betriebs der Walzmaschine verbiegen sich die exzentrisehen Achsen unter Wirkung der hohen (bis zu 30 Mp) Belastungen, wodurch eine Änderung des Abstandes zwischen den formgebenden Werkzeugen verursacht wird. Obwohl das Durchbiegen der Achsen gering ist, kann es Walzgutfehler verursachen. Daher lassen sich an der beschriebenen Walzmaschine nur die Werkstükke bearbeiten, welche darauffolgend einer Drehbearbeitung unterzogen werden.

Von steiferem konstruktivem Aufbau ist die in der US-PS 40 16 738 beschriebene Walzmaschine. Sie enthält ein geteiltes kastenförmiges Gestell mit einem Oberteil und einem Unterteil. Das Oberteil ist auf dem Unterteil durch mehrere in das letztere eingeschraubte Schrauben befestigt. Innerhalb des Gestells sind parallel zueinanderliegende Platten angeordnet, von denen die eine an Führungen hin- und herbewegbar und die andere am Gestell starr angebracht ist. An den einander zugekehrten Flächen der Platten sind keilförmige, formgebende Werkzeuge befestigt. Die bewegbare Platte ist

mit einem Antrieb zu deren Verschiebung verbunden. Die relativ hohe Steifigkeit einer derartigen Walzmaschine ist darauf zurückzuführen, daß sich die Platten unmittelbar auf dem Gestell abstützen, dessen Steifigkeit diejenige der Stützrollen der vorher erläuterten Walzmaschine überschreitet Eine derartige Erhöhung der Steifigkeit in der beschriebenen baulichen Ausführung hat aber eine bestimmte Beeinträchtigung einer wichtigen Betriebseigenschaft zur Folge, nämlich der Wartungsfreundlichkeit Beim Verkeilen der Walzmaschine ist es insbesondere erforderlich, zur Freisetzung der oberen Platte und Entfernung des Werkstückes ca. 50 Schrauben zu lösen. Offensichtlich ist der Zeitbedarf dafür ziemlich groß, wobei im Verlaufe dieser Zeit die Temperatur der formgebenden Werkzeuge durch das erwärmte Werkstück örtlich bis auf die gefährliche Grenze (beispielsweise bis auf den Phasenumwandlungspunkt des Werkzeugmetalls) erhöht werden kann. :Hier muß hervorgehoben werden, daß die unternommenen Versuche, dem besagten Nachteil durch Verminderung der Anzahl der Schrauben entgegenzuwirken, sich 'als erfolglos erwiesen haben, weil sie zur Beeinträchtigung der Steifigkeit der Walzmaschine führten.

Es ist aus der US-PS 40 16 738 weiterhin bekannt, durch eine Keilanordnung den Abstand zwischen den formgebenden Werkzeugen zu ändern, einerseits zur Anpassung an das zu bearbeitende Werkstück und andererseits zum Ausgleich von Werkzeugabnutzungen. Eine derartige Keilflächenverstellung läßt sich jedoch unter Belastung in dem Fall nicht vornehmen, wenn das Werkstück zwischen den Werkzeugen verkeilt ist, weil die dabei an den Keilflächen auftretende Kraft (Reibungskraft) zu groß ist.

Aus der US-PS 24 33 127 ist es im Zusammenhang mit einem Werkzeugmaschinenhalter bekannt, einen Drehbolzen mit einem einseitig abgeflachten Formabschnitt zu verwenden, um ein Werkzeug in einem Werkzeughalter leicht lösbar, aber stabil verriegelt festzulegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Querwalzmaschine der zuletzt genannten Art so auszubilden, daß deren Gestell bei lösbarer Verbindung seiner Teile eine genügend hohe Steifigkeit hat und gleichzeitig die Möglichkeit besteht, die Werkzeuge bei minimalem Zeitaufwand freizusetzen, wenn das Werkstück verkeilt ist.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei einer solchen baulichen Gestaltung der Gestellteile und deren Verbindung reicht es zum Freisetzen der Werkzeuge schon aus, die zwei Drehbolzen um 180° zu drehen. In der Arbeitsstellung nehmen die Drehbolzen die Belastung auf ihrer ganzen Länge auf, weiden auf Scherung beansprucht und bewirken somit eine genügend hohe Steifigkeit.

Am einfachsten und fertigungsgerechtesten ist eine solche Ausbildungsform, bei der jeder Formabschnitt der Drehbolzen im Querschnittsprofil ein Segment ist, dessen Halbmesser dem Halbmesser der Bohrung im zugeordneten Vorsprung gleich ist und dessen Mittelpunkt auf der Achse des entsprechenden Drehbolzens liegt Eine solche Ausführung kann an den zum Walzen von Kleingut bestimmten Walzmaschinen Verwendung finden.

Gemäß einer anderen Ausbildungsform ist jeder Formabschnitt der Drehbolzen in Form eines bezüglich der kreiszylindrischen Abschnitte exzentrischen Kreiszylinders von geringerem Durchmesser gestaltet, dessen Exzentrizität eine halbe Differenz der Durchmesser des kreiszylindrischen und des Formabschnittes beträgt Derartige Drehbolzen sind fester und können bei der Herstellung von Werkstücken mit einem Durchmesser bis zu 40 mm Verwendung finden.

Ober die größte Betriebssicherheit verfügt eine Ausbildungsform, bei der jeder Formabschnitt der Drehbolzen durch konjugierende Zylindermanlelflächen begrenzt ist, deren Halbmesser jeweils dem Halbmesser jo des kreiszylindrischen Abschnitts gleich ist und deren Achsen parallel zueinander liegen, wobei die Achse der mit der Innenfläche der Bohrung des zugeordneten Vorsprungs in Berührung stehenden Zylindermantelfläche mit der Achse des entsprechenden Drehbolzens übereinstimmt und die Achse der anderen Zylindermantelfläche in Richtung auf die erstere Zylindermantelfläche radial versetzt ist

Zu einer genauen Arretierung der Drehbolzen in der Arbeitsstellung werden im Gestelloberteil gegenüber zumindest einem der Formabschnitte eines jeden Drehbolzens zweckmäßigerweise durchgehende Gewindebohrungen vorgesehen, in welche bis zum Anschlag gegen den betreffenden Formabschnitt Schrauben eingeschraubt sind.

An den zum Walzen von Großteilen bestimmten Walzmaschinen werden die über das Gestell herausragenden Enden der Drehbolzen vorzugsweise über ein Untersetzungsgetriebe mit einem Drehantrieb verbunden.

Die Erfindung wird nachstehend an konkreten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 eine Querwalzmaschine in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht,

F i g. 2 den Schnitt H-II durch die Querwalzmaschine der F i g. 1 (Werkstück nicht gezeigt),

F i g. 3 einen Teil des Gestells im Schnitt sowie den zylindrischen Abschnitt des Drehbolzens,

F i g. 4 eine erste Ausbildungsform des Drehbolzens in einem Schnitt im Bereich des Formteils,

F i g. 5 eine zweite Ausbildungsform des Drehbolzens,

F i g. 6 eine dritte Ausbildungsform des Drehbolzens und

F i g. 7 die Querwalzmaschine mit Feststellschrauben und einem Drehantrieb für die Drehbolzen.

Die dargestellte Querwalzmaschine enthält ein kastenförmiges Gestell 1 (s. F i g. 1). Das Gestell 1 besteht aus einem Oberteil 2 und einem Unterteil 3. Innerhalb des Gestells 1 sind parallel zueinander liegende Platten 4 und 5 angeordnet. Zumindest eine dieser Platten, im gegebenen Fall die obere Platte 4, ist an Führungen 6 hin- und herbewegbar angeordnet.

Die untere Platte 5 ist am Gestell 1 starr befestigt. Am Gestell 1 ist ein als Kraftzylinder 8 ausgeführter Antrieb 7 angeordnet, dessen Kolbenstange mit der Platte 4 gekoppelt ist. Es können aber auch Platten 4 und 5 beweglich ausgeführt sein.

An den Platten 4 und 5 sind keilförmige, formgebende Werkzeuge 9 und 10 montiert. Diese Werkzeuge 9 und 10 sind an den einander zugewandten Flächen der Platten 4 und 5 angebracht. Die Spitzen dieser keilförmigen, formgebenden Werkzeuge 9 und 10 sind einander zugekehrt. Vor der unteren Platte 5 ist eine Rinne 11 angeordnet, auf welche vor dem Beginn der Bearbeitung das zu walzende Werkstück 12 gelegt wird.

Entlang den Verbindungsflächen des Oberteils 2 und Unterteils 3 des Gestells 1 ist jeweils eine Gruppe von Vorsprüngen 13 ausgebildet, die gegenseitig kammartig

ineinandergreifen. In den Vorsprüngen 13 des Oberteils 2 und des Unterteils 3 sind koaxiale Durchgangsbohrungen angeordnet, in die Drehbolzen 14 und 15 eingeführt sind (siehe auch F i g. 2). Jeder Drehbolzen 14, 15 weist kreiszylindrische Abschnitte 16 und Formabschnitte 17 auf. Die kreiszylindrischen Abschnitte 16 liegen in den Bohrungen der Vorsprünge 13 des Unterteils 3 des Gestells 1 (s. F i g. 3), während die Formabschnitte 17 in den Bohrungen der Vorsprünge 13 des Oberteils 2 des Gestells 1 liegen. Jeder Formabschnitt 17 weist ein solches Querschnittsprofil auf, daß der Berührungsbogen 18 mit der Innenfläche der Bohrung im Vorsprung 13 durch einen Zentriwinkel α begrenzt ist, weicher 180° unterschreitet. Zwecks Einhaltung dieser Bedingung kann das Ouerschnittsprofil des Formabschnittes 17 mannigfaltig sein.

Am einfachsten und fertigungsgerechtesten ist insbesondere die in F i g. 4 dargestellte Ausbildungsform der Drehbolzen 14 und 15. Wie aus dieser Figur zu sehen ist, hat der Formabschnitt 17 im Querschnitt die Form eines Segments. Der Halbmesser dieses Segments ist dem Halbmesser der Bohrung des Vorsprungs 13 im wesentlichen gleich. Der Berührungsbogen 18 des Segments ist durch einen Zentriwinkel α begrenzt, welcher 180° unterschreitet. Der Mittelpunkt O des Segmentes liegt auf der geometrischen Achse des entsprechenden Drehbolzens 14 bzw. 15.

Gemäß einer anderen Ausführungsvariante ist jeder Formabschnitt 17 (s. Fig. 5) als Zylinder gestaltet. Die-.ser Zylinder ist bezüglich der kreiszylindrischen Abschnitte 16 des Drehbolzens 14 bzw. 15 exzentrisch. Der Durchmesser D₁ dieses Zylinders unterschreitet den Durchmesser D₂ des kreiszylindrischen Abschnitts 16, daher ragt der Formabschnitt 17 über den Abschnitt 16 nicht hervor. Die Exzentrizität e beträgt einen halben Betrag der Differenz der Durchmesser D₂ und £>i

40

Im gegebenen Fall ist der den Berührungsbogen 18 des Formabschnitts 17 mit der Innenfläche des Vorsprunges

13 beschränkende Zentriwinkel gleich Null [x — 0). Nur eine Erzeugende des Formabschnitts 17 steht also mit der Innenfläche des Vorsprunges 13 in Berührung. Zwisehen dem übrigen Teil der Oberfläche des Formabschnitts 17 und der Innenfläche des Vorsprunges 13 ist ein Spielraum von sichelförmigem Querschnitt gebildet

Gemäß der dritten Ausführungsvariante ist jeder Formabschnitt 17 der Drehbolzen 14 und 15 durch konjugierende Zylindermantelflächen 19 und 20 begrenzt, wie der F i g. 6 zu entnehmen ist Der Halbmesser jeder der Zylindermantelflächen 19 und 20 ist dem Halbmesser des kreiszylindrischen Abschnittes 16 gleich. Die geometrische Achse der Zylindermantelfläche 20 stimmt mit der geometrischen Achse des Drehbolzens bzw. 15 überein. Die geometrische Achse der anderen Zylindermantelfläche 19 liegt parallel zu dieser und ist in Richtung der Zylindermantelfläche 20 radial versetzt Die Zylindermantelfläche 19 des Formabschnittes und die Innenfläche der Bohrung im Vorsprung 13 begrenzen also den Spielraum von sichelförmigem Querschnitt

Gemäß der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform sind im Oberteil 2 des Gestells 1 gegenüber mindestens einem der Formabschnitte 17 jedes Drehbolzens 14,15 durchgehende Gewindebohrungen ausgeführt In diese Bohrungen sind bis zum Anschlag gegen den entsprechenden Formabschnitt 17 Schrauben 21 eingeführt.

Die über das Gestell 1 hervorstehenden Enden 22 der Drehbolzen 14 und 15 können zur Betätigung mit einem Schraubenschlüssel sechskantig (wie es in F i g. 1 gezeigt ist) gestaltet werden. An diesen Enden 22 können ferner Hebel bzw. Handräder zum Drehen von Hand (in der Zeichnung nicht gezeigt) angebracht sein. In einer zum Walzen von Werkstücken mit einem Durchmesser von 20 bis 40 mm bestimmten Walzmaschine ist aber erfindungsgemäß ein Drehantrieb 23 (s. F i g. 7) vorgesehen. Der Drehantrieb 23 ist am Gestell 1 angeordnet und über ein Untersetzungsgetriebe 24 mit den Enden 22 der Drehbolzen 14 und 15 verbunden.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Querwalzmaschine ist wie folgt:

Das Werkstück 12 wird zwischen den Platten 4 und 5 auf die Rinne 11 gelegt. Der unter Druck gesetzte Kraftzylinder 8 verschiebt die Platte 4. Dabei rollt das Werkstück 12 zwischen den keilförmigen, formgebenden Werkzeugen 9 und 10 ab und nimmt die angestrebte Gestalt an. Beim Betrieb sind die Drehbolzen 14 und 15 so gedreht, wie es in F i g. 1 und 2 gezeigt ist, und bewirken eine starre Verbindung des Oberteils 2 des Gestells 1 mit dessen Unterteil 3.

Bei einem Verkeilen des Werkstückes 12 während des Walzens wird der Kraftzylinder 8 von der Druckmedium-Zuführungsleitung (in der Zeichnung nicht gezeigt) getrennt.

Danach werden die Drehbolzen 14 und 15 um 180° gedreht. In dieser Stellung steht jeder Formabschnitt 17 mit der Innenfläche der Bohrung im Vorsprung 13 nur oben in Berührung. Unten zwischen jedem Formabschnitt 17 und der Innenfläche des jeweiligen Vorsprungs 13 des Oberteils 2 bleibt ein Spielraum bestehen, welcher es ermöglicht, das Oberteil 2 aufwärts zu verstellen. Das von einer starren Verbindung mit dem Unterteil 3 des Gestells 1 freigesetzte Oberteil 2 hört auf, auf das Werkstück 12 eine Kraftwirkung auszuüben, so daß dieses Werkstück 12 aus der Querwalzmaschine leicht entfernt werden kann. Zu diesem Zweck genügt es schon, die Platte 4 mit Hilfe des Kraftzylinders S in der zur Betriebsrichtung entgegengesetzten Richtung zu verstellen.

Die in Fig.7 dargestellte Ausführungsform der Querwalzmaschine arbeitet in gleicher Weise. Im Betrieb werden aber die Drehbolzen 14 und 15 durch die Schrauben 21 arretiert. Bei einem Verkeilen des Werkstückes 12 wird es erforderlich, diese Schrauben 21 herauszuschrauben. Das Drehen der Drehbolzen 14 und 15 um 180° erfolgt dann mit dem Drehantrieb 23 über das Untersetzungsgetriebe 24.

Die Querwalzmaschine wird beim Herstellen von abgesetzten Wellen und anderen als Rotationskörper gestalteten Teilen durch Querwalzen verwendet

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Querwalzmaschine mit einem kastenförmigen Gestell, das aus einem Ober- und einem Unterteil besteht, welche über Verbindungsflächen lösbar miteinander verbunden sind und parallel zueinanderliegend jeweils eine Platte tragen, von denen mindestens eine mittels eines Antriebs in Führungen hin- und herbewegbar ist und an deren einander zugekehrten Flächen jeweils ein keilförmiges Walzwerkzeug angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Oberteil (2) und dem Unterteil (3) des Gestells (1) entlang den Verbindungsflächen dieser Teile jeweils eine Gruppe von Vorsprüngen (13) vorgesehen ist, die gegenseitig kammartig ineinandergreifen und mit koaxialen Bohrungen versehen sind, die in jeder ineinandergreifenden Gruppe von Vorsprüngen (13) eine Durchgangsbohrung bilden, in der jeweils ein Drehbolzen (14 bzw. 15) angeordnet ist, der in den Bohrungen der Vorsprünge (13) des einen Teils des Gestells (1) geführte, kreiszylindrische Abschnitte (16) sowie in den Bohrungen der Vorsprünge (13) des anderen Teils des Gestells (1) befindliche, abgesetzte Formabschnitte (17) aufweist, die ein Querschnittsprofil haben, dessen Berührungsbogen (18) mit der Innenfläche der Bohrung im zugeordneten Vorsprung (13) durch einen Zentriwinkel begrenzt ist, der 180° unterschreitet.

2. Walzmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Formabschnitt (17) des Drehbolzens (14 bzw. 15) im Querschnittsprofil ein Segment ist, dessen Halbmesser dem Halbmesser der Bohrung im Vorsprung (13) gleich ist und dessen Mittelpunkt auf der Achse des Drehbolzens (14 bzw. 15) liegt.

3. Walzmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Formabschnitt (17) des Drehbolzens (14 bzw. 15) aus einem bezüglich der kreiszylindrischen Abschnitte (16) exzentrischen Kreiszylinder von geringerem Durchmesser besteht, dessen Exzentrizität (e) eine halbe Differenz der Durchmesser des kreiszylindrischen Abschnittes (16) und des Formabschnittes (17) beträgt.

4. Walzmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Formabschnitt (17) des Drehbolzens (14 bzw. 15) durch konjugierende Zylindermantelflächen (19) und (20) begrenzt ist, deren Halbmesser jeweils dem Halbmesser des kreiszylindrischen Abschnitts (16) gleich ist und deren Achsen parallel zueinander liegen, wobei die Achse der mit: der Innenfläche der Bohrung des Vorsprungs (13) in Berührung stehenden Zylindermantelfläche (20) mit der Achse des Drehbolzens (14 bzw. 15) übereinstimmt und die Achse der anderen Zylindermantelfläche (19) in Richtung auf die erstere Zylindermantelfläche (20) radial versetzt ist.

5. Walzmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Oberteil (2) des Gestells (1) gegenüber zumindest einem der Formabschnitte (17) eines jeden Drehbolzens (14 bzw. 15) durchgehende Gewindebohrungen vorgesehen sind, in welche bis zum Anschlag gegen den Formabschnitt (17) Schrauben (21) eingeschraubt sind.

6. Walzmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (22) der Drehbolzen (14,15) aus dem Gestell (1) herausragen und über ein Untersetzungsgetriebe (24) mit einem Drehantrieb (23) verbunden sind.