DE643781C - Maschine zum Bearbeiten von Kalibern veraenderlichen Querschnitts in Walzbacken fuer Pilgerwalzwerke - Google Patents

Description

Durch das neue Kaltpilgern von Rohren sind zahlreiche Legierungen der verschiedensten Ausgangsquerschnitte und Endabmessungen der Überführung in innen und außen glattwandige Rohre zugänglich geworden. Diese Rohre können gleichbleibende oder wechselnde Querschnitte haben. Um dieses neue Verfahren möglichst vielseitig anwenden zu können, ist es notwendig, jeweils geeignete Walzbacken zur Verfügung zu haben oder in kurzer Zeit mit großer Genauigkeit herzustellen. Hierzu dient die im folgenden beschriebene Sondermaschine. Ihre Bedeutung besteht hauptsächlich in der raschen Umstellmöglichkeit für stark wechselnde Schablonen bei einfacher Bedienung und hoher Arbeitsgenauigkeit, auch wenn die Walzbacken aus schwer zu bearbeitenden Werkstoffen bestehen.

Zur Lösung der neuen Aufgabe macht die . Erfindung von an sich bekannten Mitteln Gebrauch.

Die Walzbacken sind auf der Planscheibe einer Drehbank mittig zur Drehachse, jedoch auch zwecks Erzielung der Vorschubbewegung um ihre eigene spätere. Arbeitsachse schwenkbar angeordnet. " Das Werkzeug arbeitet innerhalb des umlaufenden Backenpaares. Diese Anordnung findet auch bei der Herstellung von Warmpilgerwalzen, die allerdings Vollwalzen SiUd₁ Anwendung. Der Aufbau des Warmpilgerkalibers ist jedoch grundverschieden von dem des Kaltpilgerkalibers.

Zur Steuerung des Werkzeuges bedient sich die erfindungsgemäß ausgebildete Maschine einer Art Kurvenlineal, welches gleichlaufend zur Drehachse, um die das Walzbackenpaar kreist, verschoben wird. Durch diese Längsverschiebung wird am Werkstück eine andere Kurvenform erzielt, als sie an der Schablone vorhanden ist. Die beiden sind gegeneinander verzerrt.

Die \⁷erwendung solcher Kurvenlineale oder Schablonen beim Drehen ist bekannt. Beim Formdrehen mittels solcher Schablonen dienen diese gewissermaßen als erzeugende Mantellinien, deren Verlauf auf den Mantel eines Zylinders übertragen wird. Der Kurvenverlauf wurde also immer in Richtung der Drehachse auf den Drehkörper übertragen, so daß das Hauptmerkmal dieser Anwendung die Länge des formgedrehten Werkstückes in Abhängigkeit von Form und Bewegung der Schablone ist. "

Während demnach bei der bekannten Verwendung der Schablone diese eine Mantellinie des herzustellenden Drehkörpers darstellt, kann man die erfindungsgemäß verwendete Schablone als die Abwicklung eines Mantelteiles der Kaliberform bezeichnen.

Erst die gemeinsame Anwendung der beiden an sich bekannten Maßnahmen, nämlich die Anordnung der Walzbacken sowohl krei-

send um eine gemeinsame Drehachse als auch schwingend um ihre eigene Erzeugungsachse und die Verwendung der vom Längsformdrehen her bekannten unmittelbaren Steuerung des Werkzeuges durch eine längs verschiebliche Schablone, ermöglicht die Übertragung des Kaliberverlaufs auf den Umfang der etwa halbzylindrischen Walzbacken mit der für das Kaltpilgern unerläßlichen Genauigkeit und Güte der Arbeitsflächen. Schon verhältnismäßig geringe Ungenauigkeiten im Kaliberverlauif führen nämlich beim Kaltpilgern zum Bruch des Werkzeuges oder zur Riß- und Riefenbildung an dem damit bearbeiteten Werkstück.

Da die Schablone in bekannter Weise aus Einzelstücken zusammengesetzt wird und ihre Vorschubbewegung über ein Wechselrädergetriebe vom Drehbankantrieb abgeleitet wird, kann jeder beliebige Kaliberverlauf eingestellt werden. Zwischen allen zusammenarbeitenden Teilen sind einfache mechanische Übertragungen vorgesehen, die einen unbedingten gegenseitigen Zwangslauf ermöglichen, wodurch die erforderliche Bearbeitungsgenauigkeit gewährleistet wird.

Der Aufbau der Maschine ist aus der Zeichnung ersichtlich. Es sind:

Fig. ι eine Seitenansicht der neuen Maschine,

Fig. 2 ein Grundriß dazu, Fig. 3 eine Endansicht von links, Fig. 4 eine Endansicht von rechts, Fig. 5 ein Längsschnitt nach Linie 5-5 der Fig. 2,

Fig. 6 bis 11 Querschnitte nach den Linien 6-6, 7-7, 8-8 usw. der Fig. 2, Fig. 12 ein Grundriß einer Schablone, Fig. 13 eine die Arbeitsweise erläuternde Darstellung mit einigen Abweichungen in Einzelheiten.

Die herzustellenden Kaliberausnehmungen sollen sich auf einem Teil ihrer Länge allmählich verjüngen. Der Rest der Ausnehmung soll einen gleichbleibenden Querschnitt haben und mittig zur Achse jeder Walzbacke verlaufen. An jedem Ende des Kalibers ist eine Erweiterung vorgesehen. Die gezeichnete Maschine besitzt einen Werkstückhalter, der, wie bereits ausgeführt wurde, ein Paar zusammengehöriger Walzbacken so trägt, daß diese um einen nur durch die Schablone in der Ebene gesteuerten Drehstuhl (Fräser usw.) umlaufen können, um gleichzeitig bearbeitet zu werden. Die Werkstücke sind ferner so gelagert, daß sie um ihre späteren Arbeitsachsen noch eine Drehung ausführen können, um mit ihren zu bearbeitenden Flächen am Werkzeug entlang geführt zu werden. Das Werkzeug ist dabei in oder nahe der Verbindungsebene der beiden Achsen angeordnet, um welche die Werkstücke ihre zweite Drehung ausführen. Das Werkzeug sitzt auf einem Kreuzschlitten, der während der Ausführung des Schnittes selbsttätig gesteuert wird, um jeden gewünschten Verlauf des einzuschneidenden Kalibers zu ermöglichen. Eine besondere Verstellvorrichtung dient dazu, die Werkstücke am Ende jedes Schnittes in abweichender Weise zu be- ηα arbeiten.

Die Maschine wird in irgendeiner geeigneten Weise angetrieben, z. B. mittels eines Umkehrmotors 20, der die Hauptwelle 21 durch einen Keilriementrieb 22 unter Zwischenschaltung einer Kupplung 23 dreht. Der Werkstückhalter 24 sitzt auf einer Welle 25, die von der Hauptwelle 21 aus durch ein Spindelstock-Wechselgetriebe 26gedreht wird. Gemäß Fig. 1, 5 und 7 trägt der Werkstückhalter ein vorgebautes Gehäuse 28 mit zwei Wellen 27. Verschiedene solcher Gehäuse, die sich an die Werkstückhaltetrommel 24 anschrauben lassen, werden für Werkstücke von verschiedener Größe vorrätig gehalten. Die Wellen 27 sind durch ein Stirnradpaar 29 miteinander verbunden und werden bei der Drehung der Trommel 24 mittels eines Getriebes 30, 31 gedreht (s. Fig. 2 und 11). Gemäß Fig. 2 wird das Ritzel 31 mittels eines Untersetzungsgetriebes 32 gedreht, welches seine Drehung von einem Zahnrade 33 empfängt, das in ein auf dem Lager der Welle 25 festes, also ortsfestes Stirnrad 34 eingreift (s. Fig. ι und 11). Das Getriebe 32, 33 ist in der Trommel 24 so angeordnet, daß es sich als Umlaufgetriebe um das Sonnenrad 34 dreht und mittels der erwähnten Getriebe eine langsame Drehung der Wellen 27 gegen das Werkzeug 35, welches sich zwischen den Wellen 27 befindet, herbeiführt. Den Werkstücken wird also eine Doppelbewegung erteilt, und zwar einmal die Drehung um die Achse der Trommel 24, um die Schneidwirkung des Stahls 35 herbeizuführen, und gleichzeitig eine Drehung um die beiden Haltewellen 27, um einen langsamen Vorschub der zu bearbeitenden Werkstückstellen gegen den Stahl herbeizuführen.

Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel 1x0 sollen Kaliber 36 in zwei zusammengehörige Walzbacken 37 eingeschnitten werden, die auf den Wellen 27 so befestigt sind, daß bei der Drehung der Trommel 24 um das Messer herum dieses die Ausnehmungen gleichzeitig in beide Werkstücke einschneidet. Der Stahl ist in einer nicht umlaufenden Messerstange 38 (Fig. 2) befestigt, die von einem Kreuzschlitten 39 getragen wird. Letzterer steht auf einem Unterschlitten 40, gegen den i»o er durch eine Stellspindel 41 mittels eines Handrades 42 unter Benutzung einer Fein-

teilung 43 verstellt werden kann (s. Fig. 5 und 6). Der Unterschlitten 40 gleitet auf einem Bett 44 und wird während des Schneidvorganges selbsttätig gesteuert, um den gewünschten Verlauf des einzuschneidenden Kalibers herbeizuführen.

In den Werkstücken 37 soll der Querschnitt jeder Ausnehmung 36 auf einem Teil ihrei Länge gleichbleiben, während er sich auf der Reststrecke kegelig erweitern soll. Bewegt man während der Drehung der Werkstücke 37 um die Welle 25 zwecks Ausführung des Schnittes und während der gleichzeitigen Drehung der Werkstücke um die Wellen 27 zwecks Vorschubs in der Arbeitsrichtung das Werkzeug 35 nach der Seite, so ergibt sich eine kegelige Erweiterung der Ausnehmung. Diese seitliche oder Querbewegung des Werkzeugs wird durch Steuerung des Unterschlittens 40 während des Schneidvorganges selbsttätig hervorgerufen. Die Welle 25 ist gemäß Fig. 2 und 10 durch ein Getriebe 45 mit einer Welle 46 verbunden, die den Getriebekasten 47 durchdringt und außen ein Stirnrad 48 (Fig. 8) trägt. Auf der Welle 46 ist ein Schwinghebel 49 drehbar, der ein Zwischenrad 50 trägt, mittels dessen sich das Stirnrad 48 mit einem großen Zahnrad S1 in Eingriff bringen läßt. Letz-

teres sitzt auf dem' Ende einer Welle 52, die über die ganze Maschinenlänge hinweggeht und an ihrem rechten Ende Gewinde 53 trägt (s. Fig. 2). Das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen den Drehungen des Werkstückhalters 24 und der Welle 52 läßt sich durch Auswechslung des Zahnrades 51 gegen ein größeres oder kleineres ändern, denn das Zwischenrad 50 kann wegen seiner Lagerung an dem Hebel 49 die Übertragung auf verschieden große Räder 51 vornehmen. Die Bewegung des Hebels 49 erfolgt mittels eines Handgriffes 54 und seine Feststellung durch eine Klemmschraube 55 (s. Fig. 8).

Der das Werkzeug tragende Unterschlitten 40 besitzt einen Ausleger 56 mit einer Rolle 57 (Fig· 2 und 6), die in die Nut 58 eines Schablonenschlittens 59 (Fig. 4) eingreift, der senkrecht zur Bewegungsrichtung des Schlittens 40 vor diesem vorbeibewegt wird.

Die Einrichtung ist so getroffen, daß man der Schablonennut 58 jede gewünschte Form geben kann, um durch die Verschiebung des Schlittens 40 den jeweiligen besonderen Verlauf des einzuschneidenden Kalibers zu erreichen. Gemäß Fig. 4 und 6 ist ein Hauptschlitten 60 in einer Schwalbenschwanzführung 61 gelagert und mit dem Gewindeteil 53 der Spindel 52 verbunden. Auf. dem Hauptschlitten 60 befindet sich als eigentlicher Träger der Schablonennut 58 ein Zwischenschlitten 63, der durch einen Ansatz 64 in einer entsprechenden Nut 62 des Hauptschlittens schräg zur Spindelachse verschiebbar ist. Auf der Oberseite trägt der Zwischenschlitten 63 eine zur Spindelachse gleichlaufende Nut, welche die Paßstücke für die Schablonennut 58 aufnimmt. Die besondere Form der Schablonennut 58 hängt davon ab, welchen Verlauf der Schnitt an den Werkstücken nehmen soll. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind mehrere auswechselbare Paßstücke vorgesehen, mittels der sich verschiedene Nutenformen für die Steuerung des Werkzeuges 35 herstellen lassen.

Gemäß Fig. 2, 12 und 13 bilden die auswechselbaren Paßstücke 66' und 68 und das mit dem Hauptschlitten verbundene Paßstück 66 die Schablonennut. Das Paßstück 66 besitzt einen schrägen Kanal 6y, der unter demselben Winkel wie die Schrägführung des Zwischenschlittens verläuft, und an seinem Außenende einen Absatz 70. Die Länge der schrägen Schablonennut läßt sich gewünschtenfalls durch Einlegen zusätzlicher Einsätze 66' in den Zwischenschlitten 63 verlängern oder aber durch Auswechslung, indem man ein längeres Paßstück 66 wählt. Bei der Verlängerung der schrägen Schablonennut 67 durch Einsätze 66' muß der Zwischenschlitten 63 durch die Schrägführung 62, 64 in Riehtung der schrägen Nut verschoben werden, um Platz für den zusätzlichen Einsatz 66' zu machen, aber auch um eine seitliche Abschiebung der Schablonenstücke 66 und 66' gegeneinander und das damit verbundene Hineinragen von Ecken in die Schablonennut zu verhindern.

Um den gleichbleibend verlaufenden Teil der einzuschneidenden Ausnehmung herzustellen, wird der Schlitten 40 gegen eine Bewegung durch die Schablonennut 58 mittels der im Zwischenschlitten 63 liegenden Einsätze 68 gesichert, die durch Klemmplatten 69 mit dem Hauptschlitten 60 verbunden sind. Die Einsätze 68 bilden eine gerade Nut, die also gleichlaufend zur Achse der Spindel 52, 53 liegt und deren Länge ebenfalls von den Bedingungen bestimmt wird, die der Verlauf der einzuschneidenden Ausnehmung stellt.

Wenn der Hauptschlitten 60 durch Drehung der Welle 52, 53 in seiner Führung 61 verschoben wird, .bleibt der Ausleger 56 mit dem Schlitten 40 stehen, wenn die Rolle 57 · sich in der geraden Schablonennut befindet. Es erfolgt jedoch eine Verschiebung der Teile 56 und 40 und damit eine Ouerbewegung des Stahls 35, wenn die Rolle sich in dem schrägen Nutteil der Schablone befindet. Solange der Schlitten 40 stillsteht, die Werkzeugstange 38 oder Werkzeugwelle yy nicht seitlich verschoben wird, bewirkt die Doppelbewegung der Werkstücke — nämlich ihre

Drehung um die Welle 25 und ihre Schwingung um die Wellen 27 — das Einschneiden einer gleichbleibenden Ausnehmung in die Werkstücke. Wenn jedoch die Rolle 57 des Auslegers 56 in den schrägen Nutteil 67 eingetreten ist und damit der Schlitten 40 verschoben wird, so daß der Stahl 35 eine entsprechende Querverschiebung erfährt, erweitert sich die eingeschnittene Ausnehmung ίο in den Werkstücken nach Maßgabe der Schräglage der Xut 67. Der Absatz 70 am Außenende der Nut 67 dient dazu, den Stahl 35 so stark seitlich zu verschieben, daß das Ende der allmählichen kegeligen Erweiterung sich bei 71 (Fig. 5) etwa glockenähnlich erweitert. Am entgegengesetzten Ende der Schablone, also am Außenende des geraden Nutteils, ist noch eine kurze schräge Nut 72 mit dem Zwischenschlitten 63 verbunden, die dazu dient, an dem anderen Ende der Ausnehmung (entgegengesetzt zur Glockenerweiterung 71) eine kleine Kegelerweiterung einzuschneiden. Es liegt auf der Hand, daß man durch entsprechende Gestaltung der Schablonennut 58 jeden gewünschten Kaliberverlauf herbeiführen kann.
Die Arbeitsweise ist folgende. Die Teile sollen sich in der in Fig. 2 und 5 angegebenen Stellung befinden. Die Hauptwelle 21 wird eingerückt und führt die Drehung des Werkstückhalters 24 mittels des Getriebes 26 herbei, so daß die Werkstücke 37 um das Werkzeug 35 kreisen. Die Tiefe des Schnittes richtet sich nach der Stellung des Schlittens 39, die ihm mittels der Stellspindel 41 gegeben worden ist. Sobald der Werkstückhalter 24 umläuft, dreht sich auch das um das ortsfeste Sonnenrad 34 umlaufende Rad 33, dessen Bewegung über das Getriebe 32 auf die Wellen 2J übertragen wird, so daß nach Maßgabe der Untersetzung gleichzeitig mit der Drehung der Werkstücke um die Achse der Messerstange 38 auch ein Vorschub der Werkstücke in Richtung der Messerstangenachse erfolgt. Gleichzeitig damit wird die Gewindespindel 52, 53 mit einer entsprechend bemessenen Geschwindigkeit gedreht, um den Schablonenschlitten 60 zu verschieben und damit die Quereinstellung des Werkzeugs während des Arbeitsvorganges selbsttätig zu steuern, so daß der gewünschte Schnitt erzielt wird. Wenn die Teile sich in der Stellung nach Fig. 2 und 5 befinden, schneidet das Werkzeug infolge seiner Steuerung durch den Absatz 70 der Schablonennut zunächst die Glockenerweiterung 71 ein und dann ein sich kegelig verengendes Kaliber, worauf die Rolle 57 in den geraden Teil der Schablonennut eintritt, um den gleichbleibenden Teil des Kalibers entstehen zu lassen. Gegen dessen Ende verschiebt das Schablonenstück 72 den Schlitten 40 so, daß noch eine kurze kegelige Erweiterung entsteht (s. Fig. 12 und 13). Am Ende jedes Schnittes schaltet der Arbeiter die Maschine um, und zwar beim gezeichneten Ausführungsbeispiel durch Umkehrung der Drehrichtung des Motors 20. Dieser kann mit Geschwindigkeitsregelung ausgestattet werden, um einen raschen Rücklauf herbeizuführen, während keine Bearbeitung erfolgt. Natürlich läßt sich die Maschine auch zum Fräsen oder Schleifen benutzen, wenn statt des Stahls 35 ein Fräser oder eine Schleifscheibe 76 (Fig. 13) an der Welle 77 befestigt wird, die ihre Bewegung durch einen Riemen 78 von einem auf dem Messerschlitten unmittelbar aufgebauten Motor 79 empfängt.

Das Werkzeug (Drehstahl, Fräser, Schleifscheibe) ist in der Längsrichtung der Welle 25 verschiebbar, um in und außer Wirkung gebracht werden zu können. Gemäß Fig_v2, 5, 6, 13 ist der Motor zusammen mit der Werkzeugwelle 77 auf dem Schlitten 39 verschiebbar, zu welchem Zweck die Grundplatte gemäß Fig. 2 mit Schlitzlöchern für die Befestigungsschrauben versehen ist.. Dadurch wird die Auswechselung des Werkzeuges ermöglicht, ohne die Werkstücke entfernen zu müssen. In manchen Fällen kann es erwünscht sein, in den Ausnehmungen noch einen besonderen Spielraum anzubringen, indem sie z. B. an den sich aufeinander abwälzenden Rändern im Querschnitt erweitert' werden, so daß sie dort also vom Kreisquerschnitt (beide Ausnehmungen zusammen betrachtet) abweichen. Diese Abflachungen lassen sich dadurch herstellen, daß man den Stahl aus der Ebene, die durch die Achsen der beiden Wellen 27 hindurchgeht, zurückzieht, und die Wirkung läßt sich nach Fig. 5 ohne weiteres verstehen. Wird der Stahl 35 nach rechts zurückgezogen, so kann er nicht mehr bis auf den Grund der Ausnehmungen gelangen, denn die Sohlen der Ausnehmungen entfernen sich nach Maßgabe ihres Abstandes von der gemeinsamen Mittelebene der Wellen 27 aus dem Bereich des Stahls. Dagegen kann der Stahl die sich berührenden oder aufeinander abwälzenden »ίο Ränder der Ausnehmungen überschneiden, wenn die Werkstücke um die Achse 25 kreisen. Dabei entsteht eine bogenförmige Erweiterung oder flache Form der Ausnehmungen in waagerechter Richtung. , u₅

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Maschine zum Bearbeiten von Kalibern veränderlichen Querschnitts in Walzbacken für Pilgerwalzwerke, Vorzugs- lao weise zum Kaltpilgern, gekennzeichnet durch einen entsprechend der erforder-

   lichen Schnittgeschwindigkeit umlaufenden planscheibenartigen Werkstückträger (24) zur Aufnahme je eines Paares von Walzbacken (37) in ihrer späteren Arbeitsstellung mit der Kaliberachse in der Umlaufachse des Werkstückträgers unter Lagerung dieser Walzbacken auf Schwenkachsen (27) zur Erzielung einer langsamen Vorschubbewegung (Getriebe 29, 30, 31, 32, 33, 34) gegenüber einem zwischen den Backen angeordneten Werkzeug (35), das entsprechend der fortlaufenden Formänderung des Kalibers quer beweglich ist mittels einer aus Einzelstücken (66, 66', 68) aufgebauten, in Richtung der Maschinenachse verschieblichen Formschablone (58, 67).
2. 2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schablone (58, 67) mittels eines Zwischenschlittens (63) auf ihrem Hauptschlitten (60) gelagert ist und daß der Zwischenschlitten in eine Schrägnut (62) des Hauptschlittens eingreift, so daß durch eine Längsverschiebung des Zwischenschlittens die Schablone quer zur Maschinenachse einstellbar und dadurch das zu bearbeitende Kaliber in seiner Weite veränderlich ist.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen