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Reifenwalze mit einander zugekehrten, in gemeinsamer Ebene und versetzt
zueinander liegenden Walzenspindeln, deren Achsenentfernung veränderlich ist. Für
diese Anmeldung ist gemäß dem Unionsvertrage vom 2. Juni igi i die Priorität auf
Grund der Anmeldung in England vom 2. September ig2o beansprucht. Die Erfindung
bezieht sich auf eine Reifenwalze der Art, bei welcher- ein Paar in einer gemeinsamen
Ebene liegender Walzenspindeln angeordnet sind, die einander zugekehrt und _versetzt
zueinander liegen, und von denen jede angetrieben wird und durch ein Halslager hindurchgeht;
wobei die Teile der Walzen, welche mit dem Werkstück in Berührung kommen, frei hängend
angeordnet sind.
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Bei solchen Walzmaschinen ist jede Walze mit einem im Durchmesser
großen Flansch ausgerüstet, der entweder aus einem Stück mit der Walze besteht oder
in geeigneter Weise mit dieser verbunden ist. Der Flansch ist in solcher Entfernung
vom Ende der Walze angeordnet, daß, wenn das Ende der Walze die Stirnfläche des
Flansches der anderen Walze berührt, der zwischen der Stirnfläche der Flanschen
befindliche Raum der Breite des zu walzenden Reifens entspricht. Durch diese Anordnung
wird ein kastenförmiger Durchlaß für den zu walzenden Reifen gebildet, in welchem
das Walzen oder Formgeben vor sich geht. Beide Walzen werden angetrieben. Eine der
Walzen lagert auf einem festliegenden Bett, während die andere Walze auf einem beweglichen
Schlitten angebracht ist, der in der Achsenebene der Walzen verschoben werden kann,
um einen Druck auf das zu walzende Material auszuüben, so daß der Reifen in die
Walzmaschine hineingedrückt und nach dem Walzvorgang aus der Walzmaschine herausgenommen
werden kann.
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Gemäß der Erfindung sind Vorrichtungen getroffen, um während des Walzvorganges
die Reifen sowohl in ihrer Achsrichtung als auch
senkrecht dazu
auszuwalzen. Einer der Walzenflanschen oder beide sind mit schwach konisch ausgebildeten
Arbeitsflächen versehen. Ferner wird die eine Walzenspindel während des Walzvorganges
achsial bewegt. Drittens sind besondere Spurlager, welche den achsialen Druck der
Arbeitsflächen der Walzenflanschen aufnehmen, als für sich besondere Einheiten ausgebildet
an Stelle von Ringlagern bei den bekannten Maschinen.
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Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise dargestellt, und
zwar zeigt Abb. r einen Schnitt einer in bekannter Weise aufgebauten Walzmaschine
mit einem zu walzenden Reifen im Schnitt.
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Abb. 2 ist eine schematische Stirnansicht in vergrößertem Maßstäbe
der Walzenflanschen gemäß der bekannten Maschine der Abb. z, wobei der zu walzende
Reifen schraffiert dargestellt ist.
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Abb.3 ist eine Seitenansicht von einem Paar Walzenenden gemäß der
Erfindung, im selben Maßstäbe wie die Abb. 2.
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Abb. q. ist eine schematische Darstellung der Walzenenden gemäß der
Erfindung nach Abb.3 in Stirnansicht.
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Abb. 5 ist eine Ansicht in teilweisem Schnitt einer Walzmaschine gemäß
der Erfindung. Abb. 6 ist eine Endansicht der Abb. 5. Abb. 7 ist ein Schnitt eines
gewalzten Reifens in vergrößertem Maßstäbe, bei dem die Reifenstärke mit as
v und die Reifenbreite mit x y bezeichnet sind.
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In der Abb. z ist eine Ausführungsform der bekannten Walzmaschine
dargestellt. mit A, A 1 sind die beiden Walzenspindeln bezeichnet, die in Lagern
B, C, B1, Cl ruhen. Die Lager B, C sitzen auf einem Walzenschlitten J, der
mit dem Rahmen H der Maschine verbunden ist. Die Lager B1, Cl sitzen auf einem in
senkrechter Ebene beweglichen Walzenschlitten J1. D und Dl sind die Walzenzapfen
der überhängenden Teile der beiden Walzen. E und El sind die Arbeitsflächen der
Flanschen. Fund F' sind Bunde auf den Walzenspindeln. G und GI sind Lager für die
Bunde zur Aufnahme des achsialen Schubes, welcher durch den Walzenvorgang von den
Arbeitsflächen E und El hervorgerufen wird.
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Die Lager für die Bunde und der Walzenschlitten J können in der Längsrichtung
entsprechend den verschiedenen Breiten der zu walzenden Reifen eingestellt werden.
Sind diese Teile einmal eingestellt, dann bleiben sie während des Walzvorganges
in ihrer Lage stehen.
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Der in senkrechter Richtung bewegliche Walzenschlitten1l wird durch
den hydraulischen Zylinder K so beeinflußt, daß ein Walzdruck auf den zu walzenden
Reifen senkrecht zu seiner Achse ausgeübt wird. Der Schlitten wird in senkrechter
Richtung durch Schlittenstücke bei L' an dem Schlitten geführt, die mit Schlittenführungen
L an dem Rahmen Z in Eingriff kommen. Diese Schlittenführungen nehmen gleichzeitig
die Schubbeanspruchung auf, welche zwischen den beiden Arbeitsflächen E und El auftritt.
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In der in Abb. z dargestellten bekannten Ausführungsform einer Walzmaschine
sind die Arbeitsflächen E, El der Walzenflanschen eben ausgebildet. Die Bewegungsrichtung
des einen Walzenschlittens j1 liegt rechtwinklig zu den Achsen der Walzenspindeln,
wobei während des Walzvorganges keine der Walzenspindeln eine achsiale Bewegung
ausführen kann.
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Entsprechend der ebenen Ausbildung der Arbeitsflächen der Flanschen
kommen diese mit den Stirnflächen des zu walzenden Reifens in einer verhältnismäßig
großen Fläche in Berührung, wie es in der Abb. 2 dargestellt ist, wo der schraffierte
Teil des Reifens die Berührungsfläche mit den Walzenflanschen bezeichnet. Da die
Aufgabe der Flanschen darin liegt, die Stirnflächen des Reifens zu begrenzen und
ein Ausbreiten in achsialer Richtung während des Walzens zu verhindern, folgt, daß,
wenn diese Aufgabe erfüllt werden soll, der Teil des Reifens, welcher zwischen den
Flanschen liegt, unter starkem Druck sich befinden muß. Wenn die Berührungsfläche
groß ist, und der Druck pro Quadratmillimeter, d. h. der spezifische Druck, auf
die Stirnflächen des Reifens soll groß sein, so wird der gesamte achsiale Schub
auf die Flanschen groß sein.
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Bei Walzmaschinen mit Walzen gemäß der Abb. z wird der achsiale Schub
auf die Walzenspindeln viel zu groß ausfallen, wenn die Flanschen nur dazu benutzt
werden, um die Ausbreitung des zu walzenden Werkstoffes in achsialer Richtung zu
begrenzen. Dieser Druck würde jedoch noch um ein bedeutendes größer werden, wenn
die Breite x y (Abb. 7) des Reifens während des Walzvorganges verringert werden
müßte.
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Gemäß der Erfindung werden einer oder beide Flanschen mit schwach
konischen Arbeitsflächen ausgerüstet, wie es in der Abb. 3 dargestellt ist, wo die
Enden eines Walzenpaares mit den Flanschen N, N1 mit konischen Arbeitsflächen M,
Ml versehen sind. Die Walzenzapfen 0, 0l 'und die Spindeln P, P1 werden von den
Lagern getragen, wie in der Abb. 5 dargestellt und weiter unten beschrieben ist.
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In der Abb. 3 sind beide Flanschen gleichmäßig konisch ausgebildet
und die Achsen der Walzenspindeln parallel zueinander angeordnet. Die konischen
Stücke brauchen jedoch nicht gleichmäßig ausgebildet sein, und die Achsen der Walzenspindeln
brauchen nicht parallel laufen.
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Die überhängenden Teile 0, 0l sind ent
sprechend den
Flächen M, Ml konisch ausgebildet, um dem Reifen den erforderlichen Querschnitt
zu geben. Die Flächen der Flanschen berühren theoretisch die Seiten des Reifens
beiderseits in einer geraden Linie. Infolge d# r Elastizität des zu walzenden Werkstoffes
und des auftretenden Seitendruckes wird jedoch die Berührung bei Anwendung von Druck
in einer Fläche stattfinden, die in der Abb. q. schraffiert mit R bezeichnet ist.
Diese Berührungsfläche ist verhältnismäßig klein, wenn es sich nur darum handelt,
daß die Flanschen ein seitliches Ausbreiten des Reifens während des Walzvorganges
verhindern sollen. Der achsiale Schub der Walzenspindeln ist ebenfalls entsprechend
klein. Wenn die Flächen der Flanschen konisch ausgebildet sind, liegt der schmalste
Raum zwischen ihnen in einer Ebene, welche die Achsen beider Walzenspindeln schneidet.
Wenn die Walzen sich drehen, wird eine Walzwirkung auf die Stirnflächen des Reifens
ausgeübt. Diese Anordnung und der verhältnismäßig geringe achsiale Schub ermöglicht
es, mit einem Flacheisenstück von größerer Breite den Walzvorgang beginnen zu lassen,
als es bisher möglich war. Die Stirnflächen des Rohstückes werden durch die konischen
Stirnflächen der Flanschen gewalzt, und die inneren und äußeren Umfangsflächen des
Rohstückes werden durch die überhängenden Teile der Walzen durchgewalzt, so daß
ein dichterer und besserer gewalzter Reifen erzeugt wird als bisher.
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Es ist ersichtlich, daß, wenn die Walzenspindel P1 senkrecht angehoben
wird, dann die Raumbreite zwischen den konischen Walzenflächen M, Ml abnimmt, so
daß auf diese Weise der Reifen durch die Aufwärtsbewegung der Walzenspindel P1 in
seiner Stärke u v (Abb. 7) verringert wird, wobei gleichzeitig eine Verringerung
der Breite x y durch die Wirkung der Flächen M, Ml eintritt.
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Da nun das frei hängende Walzenstück 0, welches an der Walzenspindel
P sitzt, eine festliegende Länge hat, kann sein Ende nicht mit der Walzenfläche
Ml in Berührung kommen, bevor der Reifen bis zu seiner erforderlichen Stärke ausgewalzt
worden ist. Während des Walzvorganges verkleinert sich der Raum zwischen dem Ende
des Stückes 0 und der Fläche Ml der anderen Walze. Bei einem bestimmten Stadium
des Walzprozesses wird dieser Raum dazu dienen, eine Rippe oder einen Rand an dem
inneren und äußeren Umfang des Reifens zu bilden. Je länger der Walzvorgang fortgesetzt
wird, desto mehr wird die Ausbildung der Rippe hervortreten, die schließlich in
dem Raum selbst bis zu einer gewissen Stärke ausgewalzt wird. Ist der Raum zu groß,
dann wird die auf diese Weise gebildete Rippe oder der Rand ebenfalls übermäßig
groß, oder es findet entweder ein Zurückwalzen auf den Reifen statt oder da der
Rand allmählich kalt wird, schneidet er in die Walzfllche M' ein und schleift gegen
das Ende des Rundstückes 0.
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Je größer die Konizität der Fläche Ml des Flansches N1 ist, desto
größer ist der freie Raum am Anfang des Walzvorganges und desto größer ist die Verengung
des Raumes nach der Bildung des Randes. Es ist zweckmäßig, den Basiswinkel des Konus
nicht größer als 15' zu wählen.
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Aus Obigem ist ersichtlich, daß das Auswalzen .in der Breite durch
ein einfaches senkrechtes Anheben der Walzenspindel P1 erfolgt, in. Abhängigkeit
von der Größe der Konizität der Walzflächen. Gleichzeitig findet bei den einzelnen
Arbeitsphasen im Verhältnis eine Verringerung in der Stärke des zu walzenden Reifens
statt.
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Da das Bestreben, einen Rand oder eine Rippe zu bilden, in einer gewissen
Abhängigkeit von der Konizität steht, wird gleichzeitig die Breite ebenfalls begrenzt.
Ein Reifen, welcher dünner gewalzt wird, wird gleichzeitig schmaler gewalzt und
umgekehrt.
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Gemäß der Erfindung ist eine besondere Einrichtung getroffen, um die
Verringerung in in der Breite unabhängig von der Größe der Konizät der Walzenflächen
zu machen oder die Verringerung der Stärke gleichzeitig in eine Unabhängigkeit von
der konischen Ausbildung der Walzenflächen zu bringen. Dieses Ziel wird erreicht,
indem eine oder beide der Flanschenflächen konisch ausgebildet werden und indem
eine oder beide der Walzenspindeln P, P1 während des Walzvorganges eine achsiale
Bewegung ausführen können. Dieses kann beispielsweise auf folgende Weise geschehen
z. Die eine Walzenspindel ist fest ohne Achsialbewegung in ihrem Walzenschlitten.
Die andere Walze wird achsial durch irgendein geeignetes Mittel, beispielsweise
durch hydraulisch wirkende Zylinder, Schrauben, Hebel oder eine Kombination dieser
Teile bewegt, wobei der Druck auf das Spurlager ausgeübt wird.
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z. Beide Walzenspindeln liegen in ihren Walzenschlitten fest ohne
Achsialbewegung. Der eine Walzenschlitten kann auf seinem Bett mittels eines auf
den Schlitten ausgeübten Druckes verschoben werden.
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3. Beide Walzenspindeln liegen fest in ihren Walzenschlitten ohne
eine Achsialbewegung, und der bewegliche Walzenschlitten kann sich längs einer bestimmten
Linie durch Hebel oder schräge Schlittenstücke bewegen.
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q.. Obigen Lösungen ist jedoch vorzuziehen, die Walzenspindel P fest
mit einem einstellbaren Spurlager zu verbinden und dein Spurlager der Walzenspindel
P1 eine achsiale Bewegung durch Rollen zu geben, die auf das
Spurlager
durch Verwendung von Schablonenplatten wirken, d. h. die Platten, die eine bestimmte
Oberfläche besitzen, um eine entsprechende Achsialbewegung der Walzenspindel zu
veranlassen.
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Die Spurlager sind gemäß der Erfindung als besondere Einheit an den
Enden der Spindeln eingebaut. Die Vorteile dieser Anordnung sind erstens keinerlei
Raumbeschränkung bei der Spindellagerung infolge der als besondere Einheit hinter
den Spindeln eingebauten Spurlager und eine dadurch bedingte bessere Ausbildung
des gesamten Spurlagers. Dieses ermöglicht wieder eine verhältnismäßig große Schubbeanspruchung
aufzunehmen, die durch das Schmalerwalzen des Reifens während des Walzvorganges
erzeugt wird. Zweitens ist von besonderem Vorteil, daß die Walzenspindeln sehr schnell
herausgenommen und ausgewechselt werden können, ohne daß es notwendig ist, die Spurlager
auseinanderzunehmen.
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In den Abb. 5 und 6 sind ein Längsschnitt und eineEndansicht der Walzmaschine
unter Berücksichtigung der obigen Ausführungen dargestellt. Der festliegende Walzenschlittenaistam
Bett der Walzmaschine b angebracht, und beiderseits dieses Walzenschlittens liegen
die Rahmenstücke c, cl (Abb. 6), die ebenfalls mit dem Bett b verbunden sind. Der
Walzenschlitten ist mit Lagernd und e versehen, in welchen die Walzenspindel P ruht,
die mit dem Spurlager in Eingriff steht. Der Bock f des Spurlagers liegt in Führungsstücken
auf dem Walzenschlitten a, und das ganze Spurlager kann in der Längsrichtung mittels
geeigneter Spannvorrichtungen, die nicht dargestellt sind, eingestellt werden. Mit
g ist ein Bund bezeichnet, der auf der Spurzapfenspindel sitzt. h ist ein festliegendes
Lagerstück mit einer kugelförmigen Lagerfläche nach dem Rahmen des Spurlagers hin;
die Lagerfläche ist mit Lagermetall ausgefüttert. Bei y erfolgt der Antrieb der
Spindel P mittels der geschlitzten Scheibe k, in welche die Spindel P mit ihrem
schwalbenschwanzförmigen Ende l eingreift. Die Walzenspindel P kann frei in achsialer
Richtung in ihren Lagern bewegt werden.
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Um eine Walzenspindel P auszuwechseln, ist es nur notwendig; die Spindel
so weit zu drehen, bis sie eine Lage einnimmt, die rechtwinklig zu derjenigen Lage
ist, die in Abb.5 dargestellt ist. Nach einer derartigen Einstellung werden die
Lagerdeckel abgenommen, und die Spindel kann senkrecht nach oben herausgezogen werden.
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Der in senkrechter Richtung bewegliche Walzenschlitten na wird in
Schlittenstücken geführt, die in den seitlichen Rahmenstücken c, cl angebracht sind.
Die Anordnung der Walzenspindel und des Spurlagers ist genau dieselbe wie für den
anderen Walzenschlitten, mit der Ausnahme, daß das Spurlager, anstatt an den seitlichen
Rahmenstücken durch Bolzen befestigt zu werden, an einem Joch n befestigt ist, das
mit Zapfen p versehen ist, auf denen die Rollen q lagern. Auf beiden Seiten des
Bettes b der Walzmaschine sind zwei Ständer y angebracht, deren obere Teile mit
den Rahmen c, cl mittels der Klemmplatten s verspannt sind. Die Teile y sind mit
Schablonen t
versehen, auf welchen sich die Rollen q abwälzen.
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Es ist ersichtlich, daß, wenn die Walzenspindel P1 angehoben wird,
ihr eine achsiale Bewegung erteilt wird, die der Gestalt der Schablone t entspricht.
Der Zweck der besonderen Ausbildung dieser Schablonen ist, der Walzenspindel während
der zuerst stattfindenden Arbeitsvorgänge eine achsiale Vorwärtsbewegung zu erteilen,
wodurch der Reifen in seiner Breite ausgewalzt wird, bevor eine Rippen- oder Randbildung
stattfindet. Die Schablonen t können irgendeine Form haben, um die Verschiebung
der Walzenspindel entsprechend zu beeinflussen.
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In den beiden Abb. 3 und 5 ist die Walzenspindel, welche auf die Außenseite
des Reifens wirkt, so dargestellt, daß sie auf einem senkrecht beweglichen Walzenschlitten
lagert. Diese Walzenspindel kann auch in einem festliegenden Walzenschlitten lagern,
und die Lager, welche die Walzenspindel tragen, die auf die Innenseite des Reifens
wirkt, können senkrecht beweglich angeordnet sein. Die Gesamtanordnung der Walzmaschine
ändert sich dann entsprechend.