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Ringwalzwerk
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Beschreibung Die Erfindung betrifft ein Ringwalzwerk mit einem drehbaren
Ringtisch zur Aufnahme einer Matrizenwalze mit radial verschiebbaren Ringsegmenten
und mit einer exzentrisch angeordneten, radial zustelltaren Dornwalze.
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Ein Ringwalzwerk dieser Art ist aus der DE-OS 20 (l2 204 bei-annt.
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Ein Ringwalzwerk mit radial teilbarer Matrizenwalze ermöglicht die
Herstellung von llinterscllnittenen Ringprofilen. Die bekannte Anordnung gibt jedoch
keine konstruktiv durch gebildete Lösung für die Aufnahme der hohen Walzkräfte,
die besonders beim Walzen von Superlegierungen auftreten.
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Aufgabe der Erfindung ist eine solche Ausbildung eines Ringwalzwerkes
der eingangs genannten Art, daß -hohe Walzkräfte in konstruktiv sicherer Weise aufgebracht
und beherrscht werden können. Außerdem soll das Ringwalzwerk zum Walzen von Ringen
mit Zwischenwärmung geeignet sein.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch folgende Merkmale ge-Löst:
a) ein Halbringsegment der Matrizenwalze ist unlösbar mit dem Ringtisch verbunden;
b) das zweite Halbringsegment der Matrizenwalze ist auf dem Ringtisch festspannbar;
c) radial zur Achse des Ringtisches ist eine Gleitbahn zur Verschiebung des zweiten
llalbringsegmentes vorgesehen; d) zur Aufnahme der Dornwalze ist ein Joch vorgesehen,
das in radiader Richtung des Ringtisches verschiebbar angeordnet ist; e) quer zur
Verschiebungsrichtung des Joches ist eine ringsegmentförmige Stützwand zur Abstützung
der Matrizenwalze angeordnet;
f) ein hydraulischer Druckzylinder
ist zwischen dem Ständer des Joches und der Stützwand angeordnet.
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Die Erfindung unterscheidet sich dadurch in nichtnaheliegender Weise
vom Stand der Technik, als durch die genannten Merkmale eine vollständige Aufnahme
der Walzkr:fte innerhalb des Joches mdgiich ist und die Walzkraft durch einen sich
einerseits am Joch und andererseits an der hatrizenwalze abstützenden Druckzylinder
bereitgestellt wird. Die übrigen Masdiinen- und Rahmenteile werden durch die Walzkraft
nicht belastet. Es treten keine schädlichen Momente auf, die zu einer übermäßigen
Belastung von Lager- oder Maschinenteilen führen könnten. Die Erfindung eignet sich
somit zur Aufbringung hoher Walzkräfte. Damit ist das Ringwalzwerk nach der Erfindung
insbesondere zum Walzen von Ringen aus Superlegierungen geeignet, die nur innerhalb
eines engen Temperaturbereiches verformbar sind. Die Erfindung ermog]icht auch ein
Walzen mit Zwischenwärmung solcher Ringe, wenn dieselben nicht in einem Durchgang
fertiggewalzt werden können.
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Ferner sieht die Erfindung vor, daB zur Festspannung des zweiten
Halbringsegmentes der Natrizenwalze axial ausgerichtete Spannkolben vorgesehen sind,
die in Ausnehmungen des Ringtisches eingreifen. Dadurch ist gewährleistet. dar das
zweite Halbringsegment während des eigentliche Walzvorganges formschlüssig und kraftschlüssig
mit dem Ringtisch verbunden ist. Es wird allerdings nochmals ausdrticklich darauf
hingewiesens daß die Walzkraft nicht i7ber den Ringtisch der tragen wird, sondern
unmittelbar über die Ualbringsegmente der Matrizenwalze.
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Damit zum Walzen unterschiedlicher Profile die Werkzeuge Weicht ausgetauscht
werden können, sieht die Erfindung vor, daß die Halbringsegmente der Matrizenwalze
als Aufnahmen für Halbringmatrizen ausgebildet sind.
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Ferner sieht die Erfindung vor, daß auf der Außenseite der Halbringsegmente
in Höhe der Halbringmatrizen Laufringsegmente angeordnet sind. Dadurch ist sichergestellt,
daß die Walzkräfte ohne Überlastung von Rahmenteilen weitergeleitet werden.
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Damit die Halbringsegmente auf einer genauen Kreisbahn geführt sind,
sieht die Erfindung vor, daß die Stützwand ringsegmentfornig ausgebildet ist und
mehrere drehbar gelagerte Stiitzrollen aufnimmt, auf denen die Laufringseginente
abrollen. Dadurch wird ein genaues Ringwalzen begünstigt.
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In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Stiitzwand
sich
iber einen Halbkreisbogen erstreckt. Dadurch ist eine genaue Fi;hrung und Zentrierung
der patrize sichergestellt.
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Damit die StLtzrollen die Halbringsegmente genau zentrisch filiren,
sieht die Erfindung vor, daß jede Stützrolle Exzenterkapfen aufist die eine radiale
Einstellung erlauben.
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Ferner sieht die Erfindung vor, daß zur Fixierung des Ringti-Joches
ein Fixierkolben vorgesehen ist, der in eine Ausnehmung des Ringtisches eingreift.
Hierdurch wird die Grundstellung des Ringtisclles festgelegt, damit das Einsetzen
eines Rohlings und das Herausnehmen eines fertiggewalzten Rings möglich ist.
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Zum Öffnen der patrize sieht die Erfindung vor, daß in radialer Richtung
des Ringtisches ein Transportschlitten verschiebbar ist und gegeneinander verschiebbare
Spannschenkel aufweist, die in Ausnehmungen des zweiten Halbringsegmente eingreifen.
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Zur Aufnahme des jeweiligen Rohlings und gegebenenfalls zur Haiterung
des Fertigrings sieht die Erfindung vor, daß ein auf den Durchbruch der Matrizenwalze
abgestimmter etwa hufeisenförmiger Mittelrost im Zentrum des Ringtisches heb- und
senkbar angeordnet ist.
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Damit auch ein Fertigring sicher entnommen werden kann, ist schließlich
vorgesehen, daß in Höhe des Unterrandes der Halbringmatrizen etwa auf der Teilungslinie
Seitenroste in den beim Auffabren des zweiten Halbringsegmentes entstehenden Spalt
einschiebbar sind.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme
auf die anliegenden Zeichnungen erläutert, in den darstellen: Fig. 1 einen teilweise
schematischen Schnitt durch das gesamte Walzwerk und Fig. 2 eine Draufsicht zu Fig.
1 in einer Halbansicht.
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Das Walzwerk nach der Erfindung ist auf einem Maschienrahmen 1 aufgebaut,
der einen ringförmigen Durchbruch 2 mit vertikaler Achse aufweist. Innerlialb des
ringförmigen Durchbruches ist auf einem Trag-und Führungslager 3 ein Ringtisch 4
drehbar gelagert. Der Ringtisch 4 weist einen Zahnkranz 5 auf, der mittels eines
Ritzels 6 antreibbar ist. 1)as Ritzel 6 wird über eine Welle 7 von einem Getriebemotor
.
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angetrieben.
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Der Ringtisch 4 tragt Halbringsegmente 9 und 10, die als Matrizenaufnahmen
ftir Halbringmatrizen 11 und 12 ausgebildet sind. Das Halbringsegment n ist fest
und unlösbar, nach der Darstellung der Fig. 1 einstückig, mit den Ringtisch 4 verbunden.
Das Halbringsegment
10 ist dagegen festspannbar auf deni Ringtisch
4 und verschiebbar angeordnet. Zur gegenseitigen Ausrichtung der Halbringsegmente
9 und 10 sind an dem Halbringsegment 9 Führungsbolzen 54 mit konischem Stirnende
und Aufnahmen 55 an dem Halbringsegment 10 vorgesehen. Der Ringtisch stellt zusammen
mit den Halbringsegmenten und den Halbringmatrizen die Fiatrizenwalze dar.
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Der Ringtisch 4 und der Maschinenrahmen 1 sind in den Zeichnungen
als massive Teile dargestellt. Diese Teile sind jedoch in iiblicher Weise als Rahmenkonstruktionen
ausgebildet.
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Zur Fixierung des Ringtiscbes h ist eine Zylindereinheit 13 mit einem
Fixierkolben 14 innerhalb des Maschinenrahmens 1 vorgesehen, die mit einer Ausnehmung
15 des Ringtisches 4 zusammenwirkt. Die Ausnehmung 15 und das Ende 16 des Fixierkolbens
14 sind kegelförmig ausgebildet, so daß eine Zentrierung gewährleistet ist. Zur
Festspannung des Halbringsegmentes 10 sind Spannkolben 17 vorgesehen, die in entsprechende
Ausnehmungen 18 des Ringtisches eingreifen. Die Spannkolben 17 sind durch Zylindereinheiten
19 betätigbar.
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Auf der Außenseite der Halbringsegmente 9 und 10 sind in Höhe der
Halbringmatrizen 11 und 12 Laufringsegmente 20 vorgesehen, die als Bandagen wirksam
sind.
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Der Maschinenrahmen 1 trägt eine Stiitzwand 21 mit halbhreisförmiger
Innenfläche, die dem Kreisbogen der Halbringsegmente 9 und 10 angepaßt ist. Innerhalb
der Stützwand 21 sind mehrere Stiltzrollen 22 gelagert, auf denen die Laufringseguiente
20 abrollen. Jede Stützrolle 22 ist auf einer Welle 23 drehbar gelagert, deren Exzenterzapfen
24 in Aufnahmen der Stützwand 21 aufgenommen sind. Mittels einer Stellvorrichtung
25 und einer Schnecke 26 lassen sich die Exzenterzapfen 24 drehen. Entsprechend
wird die Welle 23 der betreffenden Stützrolle 22 verschwenkt. Dadurch wird jeweils
die Stützrolle in radialer Richtung des Ringtisches 4 zugestellt. So ist gewährleistet,
daß eine gleichmäßige Abstutzung des Laufringen 20 an den Stützrollen 22 erfolgt.
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Ein Joch 27 umfaßt einen Ständer 28 sowie einen unteren Schenkel
29 und einen oberen Schenkel 30. Der untere Schenktl 29 ist in Gleitführungen 31,
vorzugsweise Prismenführungen an dem Maschinenrahmen 1 in radialer Richtung bezogen
auf die Achse des Ringtisches 4 verschiebbar geführt. Der obere Schenkel 30 ist
mittels einer Zylindereinheit 32 hochschwenkbar an dem Ständer 28 gelagert. Die
Verschwenkung erfolgt auf dem Kreisbogen 51. Die Führung des oberen Schenkels
erfolgt
durch Gleitführungen 50. Der untere Schenkel 29 nimmt ein Unterlager 33 für eine
Welle 34 einer Dornwalze 35 auf. Die obere Schenkel 30 trägt ein Oberlager 26 für
die Welle 34 der Dornwalze 35. An der Ständer 28 ist ein Druckzylinder 37 gehalten,
dessen Kolbenstange 38 über eine Kugelpfanne 39 die Stützwand 21 beaufschlagt. Die
Wirkungslinie der Kolbenstange 38 ist auf die Achse des Ringtisches 4 ausgerichtet.
Per Druckzylinder 37 bewirkt die Atfbringung der Walzkraft für die Dornwalze 35
gegenüber den Halbringmatrizen 11 und 12, die noch im einzelnen erläutert wird.
Außerdem dient der Druckzylinder 37 zur Verschiebung der Dornwalze 35.
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Der Maschinenrahmen 1 weist eine Gleitbahn 40 auf, die dem Druckzylinder
37 etwa diametral gegenübersteht. Auf dieser Gleitbahn 40 ist das zweite, lösbare
Halbringsegment 10 verschiebbar. Zur Verschiebung des Halbringsegmentes 10 ist ein
Transportschlitten 41 auf Führungsstange 43 der Gleitbahn 40 verschiebbar. Die Verschiebung
erfolgt cit hilfe von Zylindereinheiten, die im einzelnen nicht dargstellt sind
und eine Verschiebung in Richtung der Doppelpfeils 45 ermöglichen. Der Transportschlitten
41 besitzt Führungsrollen 42, die eine ungehinderte Bewegung der Halbringsegmente
9, 10 beim Walzvorgang zulassen. Die Kopplung des Halbringsegmentes 10 mit dem Transportschlitten
41 erfolgt mit Hilfe von Spannschenkeln 44. Jeder Spannschenkel 44 ist auf Führungsstangen
4( in Richtung des Doppelpfeils 47 mittels nichtdargestellter Zylindereinheiten
verschiebbar, so da jeweils mit Hilfe eines Spannkopfes 48, der in eine entsprechende
Ausnehmung 49 des Halbringsegmentes 10 eingreift, eine form- und kraftschlüssige
Kopplung mit dem betreffenden Halbringsegment möglich ist.
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An dem Unterlager 33 ist eine Hubvorrichtung 56 angeordnet, die über
einen Aufnehmer 57 einen hufeisenförmigen Mittelrost 52 trägt.
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Der Mittelrost 52 ist eine hufeisenförmige Rahmenkonstruktion und
besitzt einen von Zentrum gegen den Druckzylinder 37 hinreichenden Längsschlitz
58, der eine Verfahrung der Welle 34 der Dornwalze ermöglicht. Die Welle 34 ist
über den durch den Doppelpfeil 59 angegebenen Weg verfahrbar. Ferner sird auf beiden
Seiten des Teilungsspaltes der Halbringsegmente 9 und 10 Seitenroste 53 vorgesehen,
die durch nichtdargestellte Führungsvorrichtungen in Richtung des Doppelpfeiles
60 verfahrbar sind.
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Das Ringwalzwerk nach der Erfindung arbeitet wie im folgenden beschrieben:
Zum Einlegen eines Rohrlings ist der Schenkel 30 des Joches angehoben, wie dies
durch die Linie 30' angedeutct ist. Der doppelt
wirkende Druckzylinder
37 verschiebt das Joch 27, so daß die Welle 34 der Dornwalze 35 im Zentrum der Halbringsegmente
9 und 10 d.b. der Matrizenwalze steht. Das Halbringsegment 10 kann bereits eingeschoben
sein, so daP die Matrizenwalze geschlossen ist.
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Mit Hilfe eines Manipulators wird ein Rohlieg aus dem Wärmofen entnommen
und auf den Mittelrost 58 aufgesetzt. Der Schenkel 30 wird abgesenkt, so daß die
Welle 34 der Dornwalze 35 auch von dem Oberlager 36 abgestützt wird. Der Druckzylinder
37 verfährt das Joch 27 und damit die Dornwalze 35 in radialer Richtung. Gleichzeitig
damit wird nach lösen des Fixierkolbens 14 der Getriebemotor 8 in Gang gesetzt,
damit der Ringtisch 4 gedreht wird. Die Dornwalze 35 kommt bei entsprechender Zustellung
mit den; Rohling des Rings in Eingriff, so daf derselbe in das durch die Halbringmatrizen
11 und 12 gebildete Kaliber hineingedrückt wird. Der Druckzylinder 37 wird entsprechend
dem gewünschten Vorschub und den sonstigen Walzbedingungen gesteuert. Dadurch wird
ein Fertigring 61 geformt, dessen Profil sich dem Innenprofil der Matrizenwalzen
11 und 12 genau anpaßt. Sobald das Kaliber der Halbringmatrizen ]l und 12 gefüllt
ist und der Walzdruck auf den Newnnwert ansteigt, wird der Druckzylinder 37 umgeschaltet
und die Dornwalze in das Zentrum des Ringtisches verfahren. Der Antrieb des Bingtisches
wird stellgesetzt. Der Ringtisch wird durch den Fixierkolben 14 fixiert. Der Schenkel
30 des Joches 27 wird durch die Zylindereinheit 32 angehoben. Die Spannschenkel
44 werden zusammengefahren und greifen in das Halbringsegment 10 ein. Der Transportschlitten
41 wird nach rcchts verfahren. Dadurch wird die Matrize in raciialcr Richtung geöffnet.
Der Fertigring wird von den Seitenrosten 52 übernommen, die in den sich öffnenden
Matrizerspalt einfahren. Dann kann der Fertigring durch eine Zange oder eine andere
Hubvorrichtung gegriffen werden.
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Wenn infolge hoher Verformung oder ungünstig Verformungsverhältnisse
die Verformung in einem einzigen Walzgang nicht möglich ist, so steigt die Walzkraft
dan auf den Nennwert an, wenn die Temperatur des PIngrohlings unter den Verformungsbereich
absinkt, ohne daß der Ring fertiggewalzt ist. Das Ringwalzwerk wird dann stillgesetzt
und geöffnet, der halbfertige Ring wird zur Zwischenwärmung herausgenommen. Nach
erfolgter Zwischenwärmung ist ein Fertifwalzen des Ringes möglich.
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Die Dornwalze ist selbstverständlich auswechselbar, ohne daß dies
im einzelnen erläutert ist. Auch ist eine axiale Verstellvorrichtung
für
die Dornwalze vorgesehen, um diese genau auf die Matrize auszurichten. Selbstverständlich
kann auch die Dornwalze ein Profil aufweisen.