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Radscheibenwalzwerk, bei welchem der Abstand der Werkstückdrehachse
von den Arbeitswalzen veränderbar ist Die Erfindung bezieht sich auf .ein Radscheibenwalzwerk
und soll in erster Linie bei der Herstellung verhältnismäßig großer Zahnradkörper
Verwendung finden. Sich hierzu der bekannten Radscheibenwalzwerke zu bedienen, ist
ohne weiteres nicht angängig, .da erfahrungsgemäß die beim Auswalzen unvermeidlichen
ungleichmäßigen Materialstreckungen, die sich insonderheit gegen Beendigung des
Walzvorganges auswirken, ein hutkrempenartiges Werfen des Radkörpers zur Folge haben.
Das Ausmaß dieser Erscheinung wächst naturgemäß mit der Größe des Werkstückes. Aus
diesen und anderen Gründen blieb man bei der Verwendung hauptsächlich von Stahlgußrädern
mit aufgezogener Bandage aus Schmiedestahl. Wenn nun auch die Erfahrung gelehrt
hat, daß das Werfen des Materials mit der Lage der Werkstückdrehachse zur Arbeitswalzenebene
zusammenhängt und daß in Abhängigkeit von dem Drehsinn des Werkstückes seine Drehachse
oberhalb oder unterhalb der Arbeitswalzenebene liegen muß, so fand- xiian doch kein
Mittel, unter Berücksichtigung dieser Notwendigkeit die Lage der Werkstückachse
den jeweiligen Verhältnissen, die an räch unterschiedlich sind, anzu,passen.
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Erfindungsgemäß ist dies nun im wesentlichen dadurch erreicht, daß
der Drehbolzen des Werkstückes in ansteigend oder abfallend zur Arbeitswahebene
geneigt verlaufenden Führungsschlitzen ruht und daß die diese Schlitze aufweisenden
Böcke in ihrer Höhenlageeinstellbar sind. Mit der Änderung der Entfernung der Werkstückdrehacbse
von den Arbeitswalzen ändert sich hierbei auch die Höhenlage der ersteren, wobei
als bekannt die Maßnahme erwähnt werden mag, bei Herstellung von Radscheiben ohne
verdickten Kranz die Werkstückachse so zu lagern, daß diese der Walzebsne der konischen
Walzen sich nähern kann. Um auch die Neigung des Führungsschlitzes verändern zu
können, ist weiter nach der Erfindung jeder Bock an einem Ende in seiner Höhenlage
einstellbar.
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In .der Zeichnung ist eine Ausführung@smöglichkeit der Erfindung schematisch
und zwar zeigt Abb. I das roh verarbeitete Werkstück, Abb.II das erfindungsgemäß
durchgebildete Radscheibenwalzwerk im Horizontalschnitt, während Abb.III ein Seitenschnittbild
wiedergibt. Abb.IV veranschaulicht eine Einzelheit. Entsprechend denn. Gewicht des
zu fertigenden Zahnradkörpers wird entweder in bekannter Weise von einem in Kokille
gegossenen längeren, runden oder mehrkantigen Stahlblock ein Stück in genügender
Länge abgestochen, oder es wird ein einzelner Block von passenderer Form im erforderlichen
Ge= wicht gegossen. Dieser wird erhitzt und unter einem Hammer oder einer Presse
auf die ungefähre Form nach Abb. r gebracht, gleich:
zeitig wird
das Loch für die spätere Achsenbohrung in. der Mitte durchgeschlagen oder durchgepreßt.
Dieser Ausgangskörper wird entweder nochmals im Ofen erhitzt oder gelangt noch in
der Preßwärme unmittelbar in das Radscheibenwalzwerk nach Abb. 2 und 3, wo er in
die gewünschte Form fertig gewalzt wird.
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Das Radscheibenwalzwerk nach der Erfindung lehnt sich an die bekannten
Radscheiben-,valzw:erke zum Walzen von Eisen-Dahnwagen- und Straßenbahnrädern an.
Diese Maschinen haben jedoch ohne Ausnahme wesentliche Mängel, die ein häufiges
Verderben (Ausschußwerden) der Räder während des Walzvorganges verursachen und vor
allem bedingen, daß größere als die vorkommenden Waggonräder sich ohne- mehr oder
weniger Ausschußwerden überhaupt nicht walzen, lassen. So ist es bekannt, daß. -vVaggonradscheiben
beim Walzen sich sehr häufig hutkrempenartig werfen und dadurch unbrauchbar werden.
Die Ursache dafür liegt nur in der verhältnismäßig ungleichen Streckung des Rades
beim Walzen. Eine verhältnis; gleiche Streckung wäre, und auch noch unvollkommen,
nur zu erzielen, wenn es möglich wäre, die konischen angetriebenen Walzrollen 2,
2 so lang und für jeden Raddurchmesser in der entsprechenden Konizität zu machen,
daß säe die ganze Strecke des fertigen Rades i zwischen Nabe und innerem Radkranz
vollständig ausfüllen. Die Walzrollen müssen aber verhältnismäßig kurz gehalten
werden, da der Ausgangspreßling (Abb. I) einen. verhältnismäßigkleinen Durchmesser
gegenüber dem fertigen Rad i (Abb. II und Abb. III) hat und der Wulst am Umfang,
aus dem der breitere Radkranz gebildet werden soll, von den konischen Walzrohen
nicht berührt werden darf. Bei Beginn des Walzvorganges kann also nur in der Nähe
der Nabe gewalzt werden, und dies. darf nicht allzu intensiv erfolgen, weil sonst
an der Nabe zu stark gestreckt wird, da der Wulst an dieser Streckung nicht genügend
teilnimmt und das Rad sich nach Teller- oder Schüsselform wirft und verdorben ist.
Bei Verwendung der bekannten Radscheibenwalzwerke muß also der Preßling an der Nabe
auf gewisses genaues Maß vorgepreßt werden, damit die Walzrollen dort nur mehr zu
glätten, nicht aber zu strecken haben.
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Am Schluß des Walzvorganges wieder, wo die walzende Radscheibe i von
den angetriebenen. konischen Walzrollen 2, 2 nur in der Nähe des Radkranzes und
an der inneren Radkranzfläche gefaßt wird, erfolgt die Streckung normalerweise zwischen
diesen, der verschiebbaren Gegend@uckrolle 3 und den gegen '\#l'alzwerl,-smitte
gegeneinander einstellbaren, nicht angetriebenen .Walzrollen 4, 4 (Abb.III) zur
Bildung der Seitenflächen des Radkranzes. Die Streckung erfolgt also nur hier, während
der Stegteil zwischen den Walzrollen 2, 2 und der Nabe im allgemeinen nicht verhältnisgleich
gestreckt wird. Die Strekkung am Umfang des Rades ist verhältnismäßig größer als
im Steg mehr nach der Nabe hin. Hierdurch wird der Radkranz gezwRUigen, sich, winkelrecht
zur Bohrung gesehen, in die krumme Linie zu werfen; das Rad verwirft sich hutkrempenartig,
wie oben bemerkt.
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Diese Schwierigkeiten an den bekannten Radscheibenwalzwerken sind
bekannt, und es ist weiter bekannt, daß dennoch ein passend vorgepreßter Preßling
an allen Stehen verhältnisgleich gestreckt wird und geradebleibt, wenn man den Führungszapfen
@ des zu walzenden Rades, beim. Drehsinn in Richtung des Pfeiles 5 (Abb. III), um
ein gewisses Maß tiefer legt als die Ebene, in der die Walzrollen 2, 2 auf den Preßling
wirken, vorausgesetzt, daß dieses Maß richtig gewählt ist.
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Die Strecke, um die das zu walzende Rad tiefer liegen muß als die
Walzrollen, hat sich für normale Eisenbahnräder zu etwa 2o bis 25 mm ergeben, und
es sind daher alle bekannten Radscheibenwalzwerke zu beiden Seiten des zu walzenden
Rades mit einer Führungsvorrichtung für den Bolzen 6 (Abb. II und III) oder die
beiden Lagersteine 7, versehen, die aus einem um das genannte Maß tiefer als die
Rollen 2, 2 liegenden, horizontalen, feststehenden Schlitz besteht. Bei entgegengesetzter
Drehrichtung des zu walzenden Rades muß der horizontale Führungsschlitz um .dieselbe
Strecke höher liegen als die angetriebenen Walzrollen.
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Nun hat die Erfahrung aber gelehrt, daß, wenn einmal ein etwas größeres.
Rad als das normale Eisenbahnrad gewalzt werden sollte, sofort wieder die Hutk-empenhildung
auftrat. Die Führung mußte dann .entsprechend noch tiefer gelegt werden. Man hilft
sich aber so, daß entweder die Führungssteine 7, 7 -exzentrisch gebohrt und je nach
der Lage, in, der sie auf die Zapfen des Führungsbolzens 6 aufgesteckt werden, eine
höhere oder tiefere Lage erreicht wird, oder daß die fest aufgeschraubten Führungsböcke
mit den Horizontalschlitzen von vornherein entsprechende Unterlagen erhalten, die,
wenn sie; entfernt werden, ein Tiefersetzen der Führungen gestatten. Trotz der normalerweise
richtigen Höhenlage der Führungsschlitze werden aber ünmer noch eine Menge Räder
durch Hutkrempenbildung als Ausschuß gewalzt, wenn sie etwas anders:vorgepreßt waren
als die anderen, .ohne daß der Walzer etwas daran ändern kann.
Bei
dein Radscheibenwalzwerk nach vorliegender Erfindung sind alle diese Mängel dadurch
vermieden, daß die Führungsschlitze für den Drehbolzen des zu walzenden Rades in
Schräglage angeordnet sind, derart, daß sie aus einer dem größten Walzendurchmesser
entsprechenden Lage unter oder über der Ebene, in der die angetriebenen Walzrollen
wirken, je nach der Drehrichtung des zu walzenden Rades, zu jener Ebene hin aufsteigen
oder absteigen. Dadurch ist der senkrechte Abstand des in den Führungsschlitzen
liegenden Drehbolzens des jeweils zu walzenden Rades von der Ebene ohne weiteres
in Abhängigkeit gebracht zum Durchmesser des Rades. l e gröiäer das Rad, j e mehr
liegt der Drehbolzen unter oder über der, erwähnten Ebene, und je kleiner das IZ.ad,
je geringer wird die Abweichung von der Ebene. Dadurch wird das Walzwerk zu einer
Vorrichtung, mit der in größter Vollkommenheit sowohl gewöhnliche Eisenbahnwagenräder
als auch Zahnradkörper bis 2ooo mm und- =mehr Durchmesser gewalzt werden können.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Führungsschlitze
8, 8 in Bocken 9, 9 angeordnet, die von je zwei Stützen iö, io und i i, i i getragen
werden. Entsprechend der durch den Pfeil 5 bezeichneten Drehrichtung des Werkstückes
beim Walzen ist die Neigung der Führungsschlitze 8 so gewählt, daß sie aus einer
gewissen Tieflage allmählich zu der Ebene ansteigen, in der die angetriebenen Walzrollen
2, 2 auf das Werkstück einwirken. Die Stützen io und i i sind in senkrechter Richtung
beliebig- und gleichzeitig verstellbar, so daß hierdurch die Höhenlage der Führungsschlitze
8, 8 oder die des zu walzenden Rades i im Verhältnis zu den in senkrechter Richtung
fest gelagerten konischen Walzrollen 2, 2 beliebig verste.lt und in der jeweiligen
Lage festgehalten werden können. Diese Verstellung kann auch während des Walzvorganges
erfolgen, wodurch das AtLsschußwerden von Rädern vollständig vermieden werden kann.
Erweist es sich nämlich, daß trotz anscheinend richtiger Einstellung der Schlitze
für eine - gewisse Form vorgearbeitete Preßlinge (Abb. I) ein anderer Preßling etwas
anders ausgefallen ist und er beim Walzen in der Schlußperiode am Radkranz die Neigung
zum hutkrempenartigen Krummwerden hat, so braucht nur der Radkörper mittels der
Stellvorrichtung .entsprechend tiefer gestellt zu werden, wonach sich der Radkranz
sofort wieder in die senkrechte Ebene zieht und das Ausschußwerden vermieden wird.
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Die beschriebene neue Schrägstellung der Führungsschlitze ermöglicht
vor allem, neben Radscheiben für Eisenbahnwagen größere Zahnradkörper bis zu 2ooornm
und mehr Durchmesser sicher und vorteilhaft zu walzen, dadurch, daß bei Beginn.
des Walzvorganges, wo das Rad noch vergleichsweise klein ist, der Mittelpunkt entsprechend
hoch liegt, wogegen er beim Größer-werden sich entsprechend tiefer einstellt. Dadurch
allein ge-ingt, und zwar auch bei größeren Rädern, als sie bisher auf Radscheibenwalzwerken
hergestellt werden konnten, eine verhältnisgleiche Strekkung und Ebenhaltung der
Räder, was sich übrigens auch theoretisch begründen lie3e.
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Die Verstellungsvorrichtung, die nur ein Beispiel darstellt, besteht
aus den vier Stützen i o, i o und i i, i i, die im Gestellrahmen 12 geführt sind.
Unten sind sie mit Kulissen 13 verbunden, denen zwei ortsfest gelagerte Exzenterachsen
14 mit je zwei exzentrischen Zapfen derartig entsprechen, daß eine der Exzenterachsen
auf die Stützen i o, i o arbeitet, die ,andere auf die Stützen i i, 11. Beide
Exzenterachsen. sind durch Schneckenräder i 5, i 5 und Schnecke 16 gekuppelt, so
daß durch eine Handkurbel i 9, Räder 18 und eine Welle 17 die Verstellung
der Böcke 9, 9 mit den Führungsschlitzen 8, 8 jederzeit, auch während des Wälzens,
erfolgen, kann.
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Statt des Handantriebes kann auch elektrischer Antrieb angeordnet
werden. Statt der beschriebenen Bewegungsvorrichtung zur Verstellung der Führungsschlitze
kann auch ein Hebelwerk mit hydraulischem, elektrischem, Preßluft- oder Handantrieb
gewählt werden.
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Es !ist vorgesehen, daß die Führungsschlitze 8, 8 nicht nur in .einer
bestimmten. feststehenden Schräglage senkrecht verstellt werden können, sondern
daß auch die Schräglage selbst, wie es die verschiedenen Walzarbeiten erfordern,
beispielsweise beim Walzen von Turbinenscheiben, verstellt werden kann. Diese Möglichkeit
ist im vorliegenden Beispiel dadurch gegeben, daß man eines der Schneckenräder 15
lose auf der Exzenterachse anordnet und es durch - ein zweites aufgekeiltes Schneckenrad
2o mit Schnecke 2 1 festhält. Durch Drehen dieser Schnecke können die beiden Exzenterachsen
14,14 gegeneinander und damit die Schräglage der Führungsschlitze verstellt werden.
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Ein weiterer Nachteil bei den bekannten Radscheibenwalzwerken besteht
darin., daß die nicht angetriebenen beiden Walzrollen 4, 4, von denen je eine an
je einer Seite des zu walzenden Rades am oberen Gestellrahmen angeordnet
ist und die dazu bestimmt sind, die Seitenflächen -des Radkranzes zu begrenzen und
glattzuwalzen, in bezug auf das Radmittel fest gelagert sind. Bei solcher Anordnung
können diese Walzen nur für eine bestimmte Radgröße so gestellt sein, daß die Radkranzseitenflächen
mehr oder weniger
winkelrecht zu . -den Walzenachsen an den Walzen
vorbeilaufen, bei einem größeren Rad dagegen entsprechend schräg, wodurch nicht
nur -die -Walzbreite - und der .Walzdruck unnötig vergrößert werden, sondern. die
Walzen, die lose an ihren exzentrischen Achsen laufen, außer dem vergrößerten Seitendruck
noch -einen, axialen Drück erhalten und sich bei -ihrem. schnellen Lauf unzulässig
stark erhitzen.
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,-Dieser Übelstand ' ist dadurch vollkommen beliolien, daß die Walzenböcke,
i"n. denen. die Walzen gelagert sind, zusammen mit den darin., befindlichen _ Stellschneckenrädern
uni die Stellschneckenwelle-23-schwenkbar angeordnet sind,' so daß säe jeweils so
passend zu der zu walzenden Radgröße feingestellt und festgestellt werden können,,daß
die Radflächen winkelrecht an diesen `Walzen ` vorbeilaufen (vgl; beispielsweise
Stellung q:', q.', Abb. III).