DE69404792T2

DE69404792T2 - Maschine zum Anspitzen von Stäben

Info

Publication number: DE69404792T2
Application number: DE69404792T
Authority: DE
Inventors: Giusto Bruno Di
Original assignee: Danieli and C Officine Meccaniche SpA
Current assignee: Danieli and C Officine Meccaniche SpA
Priority date: 1993-09-28
Filing date: 1994-09-14
Publication date: 1998-03-12
Anticipated expiration: 2014-09-15
Also published as: EP0645201A1; EP0645201B1; ITUD930195A0; IT1262205B; ES2106423T3; DE69404792D1; US5546782A; ITUD930195A1; ATE156395T1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum Anspitzen von Stäben, wie sie im Oberbegriff des Hauptanspruches vorausgesetzt wird. Die erfindungsgemäße Maschine zum Anspitzen von Stäben ist zur Verminderung des Querschnittes des vorderen Endbereiches von Stäben geeignet.
Wird die Anspitzmaschine im Zusammenwirken mit einer Ziehvorrichtung verwendet, ist das Anspitzen des vorderen Endbereiches der Stäbe notwendig, um den Stäben den Durchgang durch das Ziehwerkzeug und die Befestigung an der Zuganordnung der Ziehvorrichtung zu ermöglichen.
Die Maschine kann auch immer dann verwendet werden, wenn es notwendig ist, an festen oder hohlen Stäben einen vorderen Endteil mit einem vermindertem Querschnitt herzustellen.
Die Erfindung ist an Stäben mit einem runden, rechteckigen, polygonalen, etc. Querschnitt anwendbar.
Die Erfindung ist sowohl beim Warmziehen als auch beim Kaltziehen anwendbar.
Nach dem Stand der Technik sind verschiedene Systeme bekannt, um an einem Stab einen vorderen Endteil vorzusehen, der der Größe des Ziehwerkzeuges angepaßt ist, sodaß der Stab durch das Werkzeug durchgeht und mit der Zuganordnung der Ziehvorrichtung gekuppelt werden kann.
Gemäß einer ersten Lösung des Problems ist es bekannt, den Stab einem Vor-Zug durch Drücken gegen das Werkzeug zu unterwerfen. Auf diese Weise wird der vordere Abschnitt des Stabes durch das Werkzeug selbst erhalten. Dieses System ist wegen unlösbarer Probleme bei kombinierter Biegung und Druckbeanspruchung auf bestimmte Dimensionen des Querschnittes des Stabes beschränkt und kann nur bei manchen Materialien verwendet werden, weil sich oft vor dem Ziehwerkzeug beim Drücken des Stabes gegen das Werkzeug eine Aufstauchung bildet.
Eine Variante dieses Verfahrens, die z.B. in der FR-A-942 599 und der DE- B2-758 137 beschrieben ist, sieht einen anfänglichen Vor-Zug und ein anschließendes Ziehen in entgegengesetzter Richtung unter Verwendung des Ziehwerkzeuges vor; diese Variante weist jedoch die gleichen Probleme als die vorstehend angeführten auf.
Nach dem Stand der Technik ist es weiter bekannt, auf das vordere Ende des Stabes einen Stummel anzuschweißen, der mit dem Werkzeug zusammenwirken kann, jedoch ist dieses System sehr aufwendig und langsam und bringt unerwünschte Strukturveränderungen des Metalls mit sich.
Nach einem anderen Verfahren wird das vordere Ende des Stabes unter Verwendung von speziell geformten Walzen gewalzt, wobei der Stab gleichzeitig nach vorne bewegt und um seine Achse gedreht wird. Dieses System ist ebenfalls langsam, erfordert eine konstante Kontrolle durch die Bedienungsperson und bringt Probleme mit der Homogenität des Endproduktes mit sich.
Nach einem anderen Verfahren werden vom vorderen Endbereich des Stabes Späne abgenommen, wobei aber Probleme hinsichtlich des Abfalls, der Möglichkeit eines Reißens, der Qualität des Anfangsbereiches, etc. entstehen.
Die Anmelder haben diese Erfindung geschaffen, getestet und verkörpert, um ein System zum Anspitzen des vorderen Endbereiches des Stabes zu schaffen, wobei durch dieses System die aufgezeigten Probleme nach dem Stand der Technik überwunden und weitere, in der folgenden Beschreibung beschriebene Vorteile erreicht werden.
Die Erfindung wird im Hauptanspruch vorausgesetzt und gekennzeichnet, wogegen die abhängigen Ansprüche Varianten der Idee des Hauptausführungsbeispieles beschreiben.
Der Zweck der Erfindung ist es, eine Anspitzmaschine zu schaffen, bei der das Einsetzen und anfängliche Positionieren des Stabes sehr leicht ist.
Ein anderer Zweck ist es, die Wirkung des Anspitzens durch Ziehen des Stabes und nicht durch Schieben zu erreichen.
Ein weiterer Zweck ist es, eine Maschine zu schaffen, die es ermöglicht, mittels einfachen Methoden, die in sehr kurzer Zeit durchgeführt werden können, den Anspitzquerschnitt variabel auszubilden.
Ein weiterer Zweck ist die mechanische Durchführung des Anspitzens mit Methoden, die einen im wesentlichen perfekten Querschnitt ermöglichen.
Die erfindungsgemäße Maschine zum Anspitzen von Stäben weist ein Paar Walzen auf, die als Gegenstücke zueinander mit parallelen Achsen und sich umfänglich berührend angeordnet sind.
Mindestens eine der Walzen weist Mittel zur Positionierung und radialen Verschiebung dieser Walze in Bezug auf die andere Walze des Paares auf; diese radiale Verschiebung hat den Zweck, das während des Arbeitens zwischen einer Walze und der anderen Walze auftretende Spiel zu eliminieren, insbesondere in jenen Bereichen der Walzen, die durch die Wirkung auf den Stab nicht beeinflußt sind.
Die beiden Walzen haben am Umfang gegenseitig passende Nuten mit einer fortschreitend ansteigenden Tiefe und größer werdendem Querschnitt.
Erfindungsgemäß weisen die Nuten eine Mehrzahl von miteinander verbundenen Stufen mit gleichbleibender Tiefe und gleichbleibendem Querschnitt auf; wobei jede Stufe einer Arbeitsstellung entspricht.
Diese Ausführung macht die Bestimmung eines Abstandes der Nut möglich, der einer vorgegebenen konstanten Verminderung des Querschnittes des Stabes entspricht.
Gemäß einer Variante verändert sich die Tiefe und der Querschnitt der Nut kontinuierlich und konstant zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert, was den Verwendungsbereich der Anspitzmaschine gemäß der Erfindung bestimmt.
Die Querschnittsverminderung des Stabes bei jedem Durchgang durch die Anspitzwalzen hängt von der Art des Stabmaterials ab, das heißt der speziellen Festigkeit und Qualität.
Bei einer kontinuierlichen Veränderung der Nuttiefe kann diese Veränderung durch eine Mehrzahl von verschiedenen Werten, z.B. Millimeter oder perzentuelle Verminderung, ausgedrückt werden, sodaß die durch das Anspitzen erzielbare Querschnittsverminderung vor-eingestellt werden kann.
In diesem Zusammenhang können die Walzen Einstellmittel aufweisen, die die umfängliche Stellung der Walzen und damit die Stellung der Nut auf Basis der gewünschten Querschnittsverminderung bestimmen.
Erfindungsgemäß wird eine Walze des Walzenpaares durch einen Motor angetrieben, wogegen die andere Walze, vorzugsweise die radial verstellbare Walze, eine getriebene Walze ist.
Der mit den Einstellorganen versehene Motor wird zu Beginn betätigt, um die Walzen in eine Stellung zur Einführung der Stäbe zu bringen, bei der sich die Nuten der Walzen z.B. in einer Stellung mit maximaler Tiefe und maximalem Querschnitt befinden. Er wird weiterhin bei der Anspitzung betätigt, wobei die Walzen verdreht werden, bis die durch die Einstellorgane eingestellte Verminderung des Querschnitts erreicht wird. Diese Einstellung kann händisch oder elektronisch mittels eines Codiergerätes durchgeführt werden.
Die Walzen weisen an ihren Achsen Zahnräder auf, sodaß die Drehung der treibenden Walze in entgegengesetzter Richtung auf die getriebene Walze übertragen wird.
Erfindungsgemäß arbeiten die Walzen mit einer Zuganordnung zusammen, die Greiforgane aufweist, wobei die Zugorgane in der gleichen Ebene wie jene Ebene liegen, die eine Tangente an die beiden Walzen enthält.
Den Greiforganen sind Mittel zur Bestimmung der Klemmgröße der Greiforgane zugeordnet, wobei diese weiteren Mittel entsprechend der Dimension des zu bearbeitenden Stabes einstellbar sind; die Greiforgane können den Stab während des Zugvorganges halten.
Den Greiforganen sind Zugmittel zugeordnet, die den Stab ziehen, wenn die Anspitzwalzen in der gewiinschten Einstellung positioniert sind und wenn die Greiforgane in einer Stellung zum Halten des Stabes sind.
Gemäß einer Variante ist der Anspitzeinrichtung in Arbeitsrichtung sowohl oberhalb als auch unterhalb mindestens eine Walzeinrichtung zugeordnet, die aus mindestens einem Walzenpaar besteht, deren Achsen in einem rechten Winkel zu den Achsen der Anspitzwalzen verlaufen.
Insbesondere hat die in Arbeitsrichtung oberhalb der Anspitzwalzen angeordnete Walzanordnung die Aufgabe, den Stab für den Anspitzvorgang bereit zu halten, wogegen die unterhalb angeordnete Walzanordnung den Zweck hat, den angespitzten Endbereich des Stabes nachzubearbeiten, z.B. um aus dem Anspitzvorgang stammende Grate zu entfernen.
Gemäß einer weiteren Variante sind eine Mehrzahl von Walzgestellen, vorzugsweise vier oder mehr, mindestens oberhalb der Anspitzanordnung angeordnet, wobei deren Walzen in Bezug aufeinander drehen.
Jedes dieser Walzgestelle führt ein Vorstauchen des Stabes an den entsprechenden Umfangsbereichen durch, wodurch der Stab für das nachfolgende Anspitzen vorbereitet wird.
In den Zeichnungen ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, ohne daß die Erfindung jedoch auf dieses Beispiel beschränkt wäre. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht der erfindungsgemäßen Anspitzmaschine;
Fig. 2a und 2b die umfängliche Entwicklung der Anspitzwalzen mit einer ansteigenden Nut, einerseits in Stufen, anderseits kontinuierlich;
Fig. 3 an dem behandelten Stab hergestellte Halbquerschnitte, wobei diese Halbquerschnitte den Teilen an den Nuten von Fig. 2 entsprechen;
Fig. 4 eine Darstellung des Arbeitsverfahrens der Anspitzmaschine nach Fig. 1;
Fig. 5 den Querschnitt eines Walzgestelles, das mit der erfindungsgemäßen Spitzanordnung zusammenarbeitet.
Eine Anspitzmaschine 10 zum Anspitzen von Stäben ist in Fig. 1 dargestellt und besteht im wesentlichen aus einer Anspitzanordnung 31 und einer Ziehanordnung 32.
Bei diesem Beispiel weist die Anspitzanordnung 31 ein Paar von tangential zueinander angeordneten Rollen oder Walzen 11a, b auf, deren Achsen 12 parallel zueinander und in einem rechten Winkel sowie in gleichem Abstand von der Zuführachse 13 des zu bearbeitenden Stabes verlaufen.
Die Zuführachse 13 des Stabes geht durch den Berührungspunkt der Walzen 11a, b durch.
Beim Ausführungsbeispiel wird die Walze 11a von einem zugehörigen Motor 14 angetrieben, der mit einem Reduziergetriebe 15 zusammenwirkt, das eine Triebwelle 16 aufweist.
Die treibende Walze 1 la weist an ihrer Achse ein treibendes Zahnrad 17 auf, das mit einem getriebenen Zahnrad 18 zusammenwirkt, dem axial die getriebene Walze 11b zugeordnet ist.
Das treibende Zahnrad 17 und das getriebene Zahnrad 18 übertragen die vom Motor 14 auf die treibende Walze 11a erteilte Drehung in umgekehrter Richtung auf die getriebene Walze 11b.
Die getriebene Walze 11b ist mit Mitteln versehen, die ein Spiel zwischen der treibenden Walze 11a und der getriebenen Walze 11b ausgleichen.
Im gezeichneten Beispiel bestehen die Mittel zum Ausgleich des Spiels aus Führungsgleitblöcken 19a, b, nämlich einem oberen Gleitblock 19a und einem unteren Gleitblock 19b, denen entsprechende Betätigungskolben 20a, b, nämlich ein oberer Kolben 20a und ein unterer Kolben 20b zugeordnet sind.
Diese Führungsgleitblöcke 19a, b können in einer im wesentlichen normal zu den Achsen der Walzen 11a, b liegenden Ebene bewegt werden.
Die Kolben 20a, b sind mit einer Basis 21 verbunden, die mit Kanälen 22 für den Einlaß von Drucköl versehen sind, das durch einen Kanal 23 zugeführt wird.
Die Walzen 11 haben umfänglich eine Ausgestaltung, die eine Nut 24 mit einer zunehmend steigenden Tiefe und einem entsprechenden Querschnitt aufweist; die Nuten 24 sind an den beiden Walzen 11a, b entgegengesetzt zueinander ausgeformt.
Die maximale Tiefe der Nuten 24 bestimmt die maximale Dimension des Stabes, die durch die Anspitzeinrichtung 31 bearbeitet werden kann.
Die minimale Tiefe der Nuten 24 bestimmt die minimale Dimension des Querschnittes, der an der Spitze des Stabes hergestellt werden kann.
Entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung (Fig. 2a) verändert sich die Tiefe und der Querschnitt der Nuten 24 steigend in miteinander verbundenen Stufen, wobei jede Stufe einer Arbeitsstellung entspricht, die eine spezielle Verminderung des Querschnitts bestimmt.
Gemäß einer Variante (Fig. 2b) verändert sich die Tiefe und der Querschnitt der Nuten 24 kontinuierlich in einer konstanten und zunehmenden Weise.
Die zunehmende Verminderung der Tiefe der Nuten 24 bestimmt zunehmend abnehmende Werte des Halbquerschnittes der Anspitzung des Stabes; diese Werte können in eine vorbestimmte Mehrzahl von Werten aufgeteilt werden.
Im Falle der Anspitzung von zylindrischen Produkten, wie im gezeigten Beispiel, besitzen die Halbquerschnitte die Form von halbkreisförmigen kontinuierlichen Höhlungen 26 einer Abmessung, die der Stellung der Nute 24 entspricht (Fig. 3).
Die treibende Walze 11a weist zur Bestimmung der Stellung der Anspitzwalzen 11a, b entsprechend der gewünschten Verminderung des Querschnittes Einstelimittel 25 auf, die dem Motor 14 zugeordnet sind.
Diese Einstellmittel 25 bestimmen während der Bearbeitung den Wert der Verminderung des Querschnittes des vorderen Endbereiches des zuzuspitzenden Stabes, und zwar entsprechend den vorgegebenen Forderungen und Notwendigkeiten, z.B. durch die Größe des Ziehwerkzeuges.
Im Ausführungsbeispiel sind in Arbeitsrichtung oberhalb und unterhalb der Anspitzanordnung 31 Walzanordnungen 27a, b, nämlich mindestens eine Walzanordnung 27a oberhalb und eine Walzanordnung 27b unterhalb angeordnet, die auf den Stab einwirken, um die Endqualität des Anspitzprozesses zu verbessern.
Entsprechend dem Ausfiihrungsbeispiel nach Fig. 1 weist die Walzanordnung 27a oberhalb der Anspitzanordnung 32 vier Walzgestelle 127 auf Im gezeichneten Beispiel sind die Walzgestelle 127 in ein erstes Paar von Walzgestellen 127a und ein zweites Paar von Walzgestellen 127b geteilt, wobei letzteres unmittelbar vor der Anspitzanordnung 31 angeordnet ist.
Das erste Paar 127a von Walzgestellen besitzt Achsen, die unter 45º und 135º zur Zuführebene der Stäbe geneigt sind, wogegen das zweite Paar 127b der Walzgestelle Achsen aufweist, die im rechten Winkel und parallel zur Zuführebene der Stäbe ausgerichtet sind. Diese Ausführung bewirkt eine Einwirkung auf den Stab in einer Mehrzahl von umfänglich voneinander getrennten Bereichen der Stab.
In Fig. 5 ist ein Querschnitt jedes dieser Walzgestelle 127 dargestellt. Jedes Gestell 127 besteht aus einem rohrförmigen Tragrahmen 34, in dem ein Paar von Walzen 35 angeordnet ist, wobei die Walzen 35 frei drehbar sind und von Achsen 38 getragen werden, die in kugeligen Verbindungen 36 gelagert sind.
Die gegenseitige Annäherung der Walzen 35 zur Aufbringung eines Druckes auf den durchgehenden Stab wird durch eine Verlagerung von Kolben 37 erreicht; diese Verlagerung wird durch die Zufuhr von Druckflüssigkeit durch Einlaßkanäle 39 hervorgerufen.
Das Walzgestell 127 weist auch Stoßdämpfer 41 und mindestens einen Auslaß 40 für Walzhaut oder anderem durch die Wirkung der Walzen 35 auf den Stab gebildeten Schmutz auf.
Die Zuganordnung 32 ist im wesentlichen bekannt und weist einen Greifer 28 auf, der mit bewegbaren keilförmigen Mitteln 29 zur Einstellung der Weite des Greifers 28 zusammenwirkt.
Der Greifer 28 kann mit hydraulischen Zylinderorganen (nicht dargestellt) in Übereinstimmung mit den beweglichen keilförmigen Mitteln 29 zusammenwirken.
Dem Greifer 28 ist an seinem hinteren Ende am Punkt 33 eine Zylinderkolbeneinheit 30 zugeordnet.
Wenn die Walzen 11a, b der Anspitzanordnung 31 so positioniert sind, daß die entsprechenden Nuten 24 mit der Einführstellung des Stabes übereinstimmen, wird der Stab mit dem anzuspitzenden Bereich eingesetzt. Die Einführstellung des Stabes kann mit der Stellung einer maximalen Tiefe und eines maximalen Querschnittes der Nuten 24 übereinstimmen, oder eventuell auch mit einem Tiefenwert, der größer als der Durchmesser des zu bearbeitenden Stabes ist, um Probleme während des Einsetzens des Stabes zu verhindern.
Der Greifer 28 wird dann am Stab geschlossen und die Rollen 11 durch den Motor 14 in eine Berührungsstellung zurückgestellt, die gewöhnlich nicht mit der Einführstellung des Stabes übereinstimmt.
Die Zylinder-Kolbeneinheit 30 beginnt nun ihre Zugarbeit und zieht den Stab in Arbeitsrichtung, wobei die Anspitzwalzen 11 gedreht werden, um die Nuten 24 in die durch die Einstellmittel 25 voreingestellte Stellung zu bringen, bis die erwünschte Verminderung des Querschnittes erreicht ist.
Wenn es notwendig ist, werden nach Zurückbringen des Stabes in seine Anfangsstellung, eine Mehrzahl von Durchgängen des Stabes durchgeführt.

Claims

1. Maschine zum Anspitzen insbesondere von zu ziehenden Stäben, mit mindestens einer Anspitzanordnung und mindestens einer Einrichtung zur Verlagerung des Stabes in Bezug auf die Anspitzanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß die Anspitzanordnung (31) aus zwei als Gegenstücke zueinander ausgebildete Walzen (11a, b) besteht, von denen jede in der Positionierebene des Stabes eine Nut (24) mit mindestens zwei Reduzierquerschnitten aufweist, wobei Mittel (14 - 15) für die umfängliche Positionierung der Walzen (11) beim gewünschten Reduzierquerschnitt vorgesehen sind, und ferner mindestens eine Walzanordnung (27a) in Arbeitsrichtung vor der Anspitzanordnung (31) und mindestens eine Walzanordnung (27b) nach der Anspitzanordnung (31) angeordnet ist, welche Walzanordnungen (27a, b) auf den Stab in einer Ebene einwirken, die im wesentlichen im rechten Winkel zur Reduzierebene verläuft.

2. Anspitzmaschine nach Anspruch 1, bei der die Nut (24) einen Querschnitt aufweist, der in miteinander verbundenen Stufen zunehmend verändert ist.

3. Anspitzmaschine nach Anspruch 1, bei der die Nut (24) einen Querschnitt aufweist, der in konstanter und kontinuierlicher Weise zunehmend verändert ist.

4. Anspitzmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der einer (11a) der als Gegenstücke ausgebildeten Walzen Mittel (14 - 15) zugeordnet sind, die die umfängliche Positionierung durchführen, wogegen die andere Walze (11b) mit der ersten Walze (11a) mittels koaxialen Zahnrädem (17 - 18) verbunden ist.

5. Anspitzmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die treibende Walze (11a) mit einem Einsteller (25) für die umfängliche Positionierung zusammenwirkt, wobei der Einsteller (25) dem Motor (14) für die umfängliche Positionierung zugeordnet ist.

6. Anspitzmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der mindestens die getriebene Walze (11b) in Bezug auf die treibende Walze (11a) radial positionierbar ist.

7. Anspitzmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die getriebene Walze (11 b) mit Gleitbiöcken (19a, b) verbunden ist, die mit Kolbenorganen (20a, b) zusammenwirken, die in einer im rechten Winkel zur Achse (12) der Walzen (11) liegenden Ebene bewegbar sind.

8. Anspitzmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die in Arbeitsrichtung vordere Walzanordnung (27a) ein Vorstauchen des Stabes durchführt.

9. Anspitzmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die in Arbeitsrichtung nachher angeordnete Walzanordnung Grate einebnet.

10. Anspitzmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die vordere Walzanordnung (27a) eine Mehrzahl von Walzgestellen (127) aufweist, deren Achsen zueinander versetzt sind, sodaß am Stab ein Vorstauchen an verschiedenen umfänglichen Bereichen bewirkt wird.

11. Anspitzmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der in Arbeitsrichtung vor der Anspitzanordnung (31) vier Walzgestelle (127) angeordnet sind.

12. Anspitzmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Mittel zur Durchführung einer Verlagerung des Stabes in Bezug auf die Anspitzanordnung (31) eine Zugeinrichtung (32) aufweisen, die Greiforgane (28) besitzt, die mit Mitteln verbunden sind, die die Greifweite der Greiforgane (28) einstellen, wobei die Zuganordnung (32) Gleiter und Zylinderkolbenzugmittel (30) aufweist.

13. Anspitzmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Zuganordnung (32) nach der Anspitzanordnung (31) angeordnet ist.