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Anzeigegerät für Metallstreckmaschinen Die Erfindung bezieht sich
auf Maschinen zum Strecken von runden, vierkantigen oder profilierten Stangen oder
von Blechen o. dgl., die nach Herstellung durch ein Strangpreßverfahren, Walzverfahren
o. dgl. in unerwünschter Weise verformt sind, also verbogen. oder um ihre Längsachse
verdreht sind. Wenn in der nachstehenden Beschreibung in diesem Zusammenhange nur
von Stangen die Rede ist, so versteht es sich doch, daß dies nur der Kürze wegen
geschieht, daß die Erfindung aber auch auf das Strecken von Blechen oder Profilen
aller Art anwendbar ist. Um verformte Stangen zu richten, pflegt man sie über ihre
Elastizitätsgrenze hinaus zu strecken, so daß der Werkstoff eine bleibende Verformung
erfährt. Dadurch wird die Stange gerichtet. Zur Ausführung dieses Verfahrens bedient
man sich sogenannter Streckmaschinen. Die Streckmaschine hat zwei Klemmbacken, welche
die zu streckende Stange an deren Enden ergreifen und von denen die eine Backe längs
des Bettes der Maschine beweglich geführt ist und daher ihr Abstand von der anderen
Backe der Länge der Stange entsprechend eingestellt werden kann, während die andere
Backe mit einem hydraulischen Kolben o. dgl. in Kraftschluß steht, um die erforderliche
Zugkraft auf die Stange auszuüben.
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Bei der Durchführung des beschriebenen Streckverfahrens muß man genau
darauf achten, daß die auf den Werkstoff der Stange ausgeübte Zugspannung innerhalb
enger Grenzen bleibt. Wird diese Zugspannung nämlich zu hoch, so kann die Stange
zum Bruch kommen. Ist die Zugspannung aber zu niedrig, so wird die Verformung der
Stange nicht beseitigt. Das Maß der zur Erzielung der besten
Ergebnisse
erforderlichen Spannung hängt von bestimmten Eigenschaften des Werkstoffs der Stange
ab und richtet sich nach dem jeweiligen Werkstoff. Ist nun für einen bestimmten
Werkstoff der Bestwert der Zugspannung durch Versuche oder sonstwie bestimmt, so
muß man bei der Durchführung des Verfahrens diesen Wert innerhalb möglichst enger
Grenzen einhalten. Das erfordert aber, daß man bei der Durchführung des Streckens
die in der Stange entstehenden Spannungen beobachtet. Um diese Spannung festzustellen,
kann man so vorgehen, daß man die prozentuale Dehnung der Stange in der Streckmaschine
mißt und aus der Spannungs-Dehnungs-Kurv e des Werkstoffes die der prozentualen
Dehnung entsprechende Spannung entnimmt.
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Bei einer bekanntgewordenen Streckmaschine ist bisher eine Anordnung
zur Anzeige der prozentualen Dehnung und damit der Spannung vorgesehen worden, welcher
die in der Streckmaschine behandelte Stange unterworfen wird.
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Man mußte daher die prozentuale Dehnung durch Messen der vorherigen
Länge der Stange und der Länge nach dem Strecken durch behelfsmäßige und unbefriedigende
Meßverfahren ermitteln.
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Das Ziel der Erfindung ist es nun, eine Anzeigevorrichtung für Metallstreckmaschinen
zu schaffen, welche die prozentuale Dehnung der Stange in der Streckmaschine durch
genaue und schnelle Ablesung zu beobachten gestattet und es dadurch ermöglicht,
ohne weiteres festzustellen, ob die in der Stange entstehenden Spannungen innerhalb
der vorgeschriebenen Grenzen bleiben. Zur Lösung dieser Aufgabe und zur Erreichung
weiterer sich aus der nachstehenden Beschreibung ergebender Zwecke wird erfindungsgemäß
eine Anzeigevorrichtung vorgesehen, welche Einrichtungen zur Anzeige der jeweiligen
Länge der Stange in der Streckmaschine umfaßt sowie Einrichtungen, um die anfängliche
Gesamtlänge der Stange anzuzeigen. Aus beiden Anzeigen läßt sich die prozentuale
Dehnung leicht errechnen, und diese ergibt aus der Spannungs-Dehnungs-Kurve ohne
weiteres die jeweils in der Stange entstehenden Spannungen.
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Die Einrichtungen zum Anzeigen der Gesamtdehnung sind vorzugsweise
mit derjenigen Einspannbacke der Streckmaschine gekuppelt, auf die zum Strecken
der Stange eine Zugkraft ausgeübt wird. Denn die Wanderung dieser Spannbacke während
des Streckvorganges entspricht der Gesamtdehnung der Stange. Die Einrichtungen zum
Anzeigen der anfänglichen Gesamtlänge der Stange sind hingegen mit der ortsfesten,
aber verstellbaren Spannbacke gekuppelt, da diese nach Einstellung auf einen bestimmten,
der anfänglichen Länge der Stange entsprechenden Abstand von der angetriebenen Spannbacke
fest am Bett der Streckmaschine verankert bleibt.
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Jede der beiden Klemmbacken kann mit dem ihr zugeordneten Anzeigemittel
durch ein Getriebe bewegungsschlüssig verbunden werden. Die Verschiebung einer jeden
Klemmbacke wird daher auf das bewegliche Anzeigeglied übertragen. Das kann geschehen
durch Getriebe, mit deren Hilfe die geradlinige Bewegung der Klemmbacken in eine
Drehbewegung verwandelt wird, die sich dann auf das Anzeigemittel überträgt.
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Die beiden Anzeiger können so zueinander angeordnet werden, daß ihre
beweglichen Teile sich um eine gemeinsame Achse drehen, die gleichzeitig die Achse
der entsprechenden treibenden Getriebeelemente darstellt.
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Zur leichteren Ermittlung der prozentualen Dehnung kann der Anzeiger
für die Anfangsgesamtlänge der Stange mit einer zusätzlichen Teilung versehen sein,
welche für ausgewählte Spannungen die voraus berechneten Gesamtdehnungen angibt,
und zwar für die verschiedenen Anfangsgesamtlängen, die auf den Teilungen der Anzeiger
wiedergegeben sind. Mit Hilfe dieser zusätzlichen Teilung ersieht man bei der Bedienung
der Streckmaschine im voraus die Gesamtdehnung, die zur Erzielung der gewünschten
prozentualen Dehnung bei einer gegebenen anfänglichen Gesamtlänge herbeizuführen
ist.
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'Um zu erreichen, daß der Anzeiger für die Gesamtdehnung nur während
der eigentlichen Strekkung der Stange angetrieben wird, kann in die Getriebeverbindung
zwischen der angetriebenen Spannbacke und Anzeiger eine Kupplung eingeschaltet werden,
die erst dann eingerückt wird, wenn die Stange durch die angetriebene Spannbacke
bereits unter eine gewisse Zugspannung gesetzt ist.
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Die Erfindung wird nunmehr mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert.
In diesen zeigt Fig. i eine schaubildliche Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform
der Anzeigevorrichtung nach der Erfindung sowie deren Anordnung an der Streckmaschine,
Fig.2 einen Schnitt durch einen Teil der Vorrichtung zur teilweisen Veranschaulichung
des Übertragungsgetriebes und der Anzeigemittel, Fig.3 eine Ansicht der Anzeigemittel,
wie sie bei der Bedienung der Maschine zu sehen sind, Fig.4 einen Grundriß der Anzeigemittel
mit einem typischen Beispiel der darauf aufgetragenen Teilungen und Fig. 5 eine
Einzelheit.
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Eine Streckmaschine, bei welcher die Anzeigevorrichtung nach der Erfindung
angebracht ist, ist vorzugsweise von derjenigen Bauart, welche zwei Schlitten i
i und 12 mit Klemmbacken für die zu streckende Stange M aufweist. Der Schlitten
i i kann durch einen Kraftantrieb in Bewegung gesetzt werden, um die erforderliche
Streckkraft auf die Stange auszuüben. Zu diesem Zweck ist der Schlitten durch die
Stange 13 mit einem Kolben 14 eines hydraulischen Zylinders 15 verbunden. Der Schlitten
12 hingegen ist längs des Bettes der Maschine verstellbar, damit man seinen Abstand
vom Schlitten i i der jeweiligen Länge der Stange M entsprechend bemessen kann.
Der Schlitten 12 läuft auf Rädern 16 und trägt gelenkig an ihm befestigte Haken
17, die in Kerben 18 in oder neben dem Bett der Maschine eingreifen können.
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Der Schlitten 12 läßt sich in Richtung auf den
Schlitten
i i oder von diesem fort mittels eines -.Motors i9 verstellen, der über Schneckenrad
20, Welle 21 und Kettenräder 22 und 23 eine Kette 24 antreibt. Diese ist am Schlitten
12 befestigt. Die Lage dieses Schlittens gegenüber dem Schlitten i i und damit die
anfängliche Gesamtlänge der Stange M kann man mittels eines Zeigers 25 auf einer
Teilung 26 ablesen.
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Erfindungsgemäß dienen nun die Längsverschiebungen der beiden Spannbackenschlitten
auf dem Bett der Streckmaschine dem Zwecke der Anzeige. Hierzu werden die Verschiebungen
durch Getriebe in Drehbewegung umgewandelt und auf Einzelanzeiger übertragen.
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Das dem ortsfesten, aber verstellbaren Schlitten 12 zugeordnete Getriebe
besteht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem kleinen Kettenrad 27
auf der Welle 21, das mittels einer Kette 28 ein größeres Kettenrad 29 auf einer
Welle 3o antreibt. Auf dieser sitzt in einigem Abstand vom Kettenrad 29 ein Anzeigeglied
in Gestalt einer drehbaren Scheibe 31. Die Verstellbewegung des Schlittens 12 längs
des Bettes wird daher auf die drehbare Scheibe 31 übertragen. Diese zeigt daher
den Abstand des Schlittens 12 vom Schlitten i i und somit die anfängliche Gesamtlänge
der Stange M vor deren Streckung an. Der Rand der Scheibe 31 ist entsprechend in
einem Längenmaß, wie Zoll oder Fuß, geeicht (vgl. Fig. i und 4).
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Fig. 4 veranschaulicht ein bezeichnendes Beispiel einer mit Teilungen
versehenen Scheibe 31. Diese ist markiert mit loo, 120, 140 und so weiter bis 6oo
Zoll. Jeder dieser Zahlen der Teilung ist in Durchmesserrichtung gegenüberliegend
eine auf der Vorderseite der Scheibe 31 vorgesehene zusätzliche Teilung zugeordnet.
Diese Zahlen auf dieser zusätzlichen Teilung stellen die vorausberechneten Werte
der Gesamtdehnungen für ausgewählte prozentuale Dehnungen und für die längs der
Kante der Scheibe 31 markierten verschiedenen Gesamtlängen dar. Bei dem veranschaulichten
Beispiel sind die vorausberechneten Gesamtdehnungen für prozentuale Dehnungen von
i bis 5 gezeigt. Es versteht sich indessen, daß die Gesamtdehnungen auch für andere
prozentuale Dehnungen innerhalb oder außerhalb dieser Grenzen gezeigt werden können.
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Das Getriebe, das mit den angetriebenen Klemmbackenschlitten i i verbunden
ist, besteht aus einem Mitnehmer 41, der eine um zwei Kettenräder 43 und 44 laufende
Kette 42 antreibt. Mit dem Kettenrad 44 besteht die antreibende Hälfte 45 einer
Reibungskupplung aus einem Stück. Diese Kupplungshälfte, die frei drehbar auf der
Welle 30 (Fig. 2) gelagert ist, wirkt mit einer angetriebenen Kupplungshälfte 46
zusammen, welche eine die Welle 30 umgebende Buchse 47 aufweist, an deren
Ende eine Scheibe 48 angebracht ist. Die Bewegung des angetriebenen Klemmbackenschlittens
i i führt daher zu einer entsprechenden Drehung der Scheibe 48, die daher den Betrag
anzeigt, um welchen die Stange M unter dem Einfluß der vom Klemmbackenschlitten
i i ausgeübten Zugkraft gestreckt wird. Die Gesamtstreckung der Stange M kann man
daher mittels der Scheibe 48 messen, die entsprechend markiert wird, wie dies weiter
unten erläutert ist.
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Weiter ergibt sich aus der vorhergehenden Beschreibung und auch aus
Fig.2, daß die beiden Scheiben 31 und 48 iibereinanderliegen und um eine durch die
Welle 30 gegebene gemeinsame Achse drehbar sind.
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Die Kupplung 45, 46 ist nun derart ausgestaltet, daß sie erst eingerückt
wird, wenn die Spannung in der Stange einen bestimmten Mindestwert erreicht. Dadurch
wird verhindert, daß die Scheibe 48 eine Drehung infolge der Aufnahme eines etwaigen
toten Ganges im Übertragungsgetriebe oder durch jede andere Bewegung erfährt, die
keine Streckung der Stange M zur Folge hat. Für gewöhnlich werden die Kupplungshälften
45, 46 durch eine Feder 49 außer Eingriff gehalten. Eingerückt wird die Kupplung
durch einen bei 51 drehbaren Winkelhebel 5o, der durch einen Stößel 52 verschwenkt
werden kann. Dieser Stößel bildet die Verlängerung eines Kolbens 53 eines hydraulischen
Zylinders 54 (Fig. i). Der Kölben 53 ist entgegen der Wirkung einer Feder 55 verschiebbar,
die sich gegen einen Bund 56 (Fig. i) des Kolbens abstützt. Wird die Kupplung 45,
46 wieder ausgerückt, so kehrt die Scheibe 48 in ihre Ausgangsstellung unter dem
Einfluß einer Spiralfeder 57 zurück, die mit ihrem einen Ende an einem festen Teil
und mit dem anderen Ende an der Buchse 47 befestigt ist.
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Die Scheibe 48 trägt Längenmaßmarkierungen, z. B. in Zoll und Bruchteilen
von Zoll, welche die wirkliche Streckung oder Gesamtverlängerung der Stange M anzeigen.
Um nun die Anzeige von Streckwerten zu ermöglichen, die mehr als eine volle Umdrehung
der Scheibe 48 mit sich bringen, hat die Scheibe 48 einen Arm 58 mit einem Schaltstift
59, der in die radialen Schlitze eines Malteserrades 6o eingreifen kann. Die Anordnung
ist so getroffen, daß die Scheibe 48 nach Vollendung jeder Umdrehung das Malteserrad
6o um einen Schritt weiterschaltet.
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Der hydraulische Zylinder 54 der Kupplungssteuerung erhält Druckflüssigkeit
durch eine Leitung 62, die mit dem hydraulischen Zylinder 15 des Kraftantriebes
des Klemmbackenschlittens i i in Verbindung steht. Dadurch wird Gewähr dafür geboten,
daß der den Schlitten i i antreibende hydraulische Druck auf die Kupplungssteuerung
übertragen wird und daher bei Anwachsen des Druckes bis auf einen bestimmten Wert
der Stößel 52 vorwärts gedrückt wird und die Kupplung 45, 46 einrückt. An die Leitung
62 sind ein Manometer 63 sowie ein einstellbares Sicherheitsventil 64 mit einer
markierten Teilung 65 angeschlossen. Das Sicherheitsventil kann man mittels eines
Knopfes 66, der die Spannung der Ventilbelastungsfeder 67 regelt, so einstellen,
daß sich das Ventil bei einem bestimmten Druck öffnet. In dieser Weise wird die
von der hydraulischen Presse 14 erzeugte Kraft auf denjenigen Betrag begrenzt, der
zur Streckung der Stange M erforderlich ist. Das Manometer 63 kann man in Tonnen
eichen, um den von der hydrau-
Tischen Presse 14 ausgeübten Druck
anzuzeigen. Das Sicherheitsventil 64 ist mittels einer Leitung 68 an die Saugseite
der Druckpumpe 69 angeschlossen, und das ganze hydraulische System sowie der Antrieb
des kraftangetriebenen Schlittens i i werden durch ein Handventil 70 gesteuert.
Auf die Bauart der Pumpe 69 und das Ventil kommt es nicht an, so daß es diesbezüglich
keiner näheren Beschreibung bedarf.
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Die Anzeigerscheiben 31 und 48 sind im Bedienungsstand der Streckmaschine
angeordnet, so daß man bei der Bedienung der Maschine die Anzeiger ablesen kann,
ohne den Stand zu verlassen. Vorzugsweise werden die Anzeigescheiben unmittelbar
hinter der Deckplatte 8o des Bedienungsstandes angebracht. Diese Platte hat dabei
drei Fenster 81, 82 und 83, mit deren Hilfe man diejenigen Felder der Scheiben 31
und 48 beobachten kann, welche die betreffenden Angaben enthalten. Das Fenster 81
gibt den Blick auf die Scheibe 48 und das Malteserrad 6o frei und zeigt die Gesamtdehnung
der Stange M beim Streckvorgang. Das Fenster 82 gibt den Blick auf die Fläche der
Scheibe 31 frei und zeigt die vorausberechnete erforderliche Dehnung für eine bestimmte
prozentuale Dehnung, mit welcher die im Fenster 81 ersichtliche Anzeige möglichst
genau übereinstimmen soll. Das Fenster 83 gibt den Blick auf den Rand der Scheibe
31 frei und zeigt die anfängliche Gesamtlänge der Stange M.
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Um die Ablesung der vorberechneten Gesamtdehnungen für eine bestimmte
prozentuale Strekkung zu erleichtern, ist vor der Scheibe 31 eine einstellbare Blende
84 (Fig. 5) angeordnet, welche die Scheibe 31 bis auf diejenigeTeilung abdeckt,
welche der ausgewählten prozentualen Dehnung und der wirklichen Gesamtlänge der
jeweils behandelten Stange entspricht. Zu diesem Zweck hat die Blende mehrere Fenster
85, und zwar je eines für jeden in Betracht kommenden Wert der prozentualen Dehnung.
Die Blendenfenster sind gestaffelt angeordnet. Man kann die Blende um die Achse
der Scheibe 31 mittels eines Knopfes 86 drehen, um dasjenige Fenster 85, das der
ausgewählten prozentualen Dehnung entspricht, mit dem Fenster 82 zur Deckung zu
bringen. Die Blende 84 wird in ihrer jeweiligen Einstellage nachgiebig durch eine
Blattfeder 87 gehalten, die in eine Kerbe 88 der Blende eingreift.
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Bei dem in Fig.3 der Zeichnung dargestellten Beispiel beläuft sich
die im Fenster 81 von der Scheibe 48 und dem Malteserrad 6o angezeigte Dehnung auf
ungefähr 10/4. Sie entspricht mit großer Annäherung dem Wert der vorausberechneten
Gesamtdehnung, die im Fenster 82 für die prozentuale Dehnung von 4 °/o und für die
Gesamtlänge 28o zu erkennen ist, wobei die Gesamtlänge von 280 von der Scheibe
31 im Fenster 83 angezeigt wird.
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Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, kann man beim Bedienen
der Streckmaschine mit einem Blick auf den Anzeiger nach der Erfindung erkennen,
ob die in der Maschine erzeugte wirkliche Streckung der Stange dem vorberechneten
Wert der Dehnung entspricht und ob daher die auf die Stange ausgeübte Zugkraft innerhalb
der gewünschten Grenzen liegt.
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Es versteht sich, daß die Erfindung verschieden ausgestaltet werden
kann. Insbesondere können die Getriebeverbindungen zwischen den Spannbacken und
den Anzeigemitteln verschieden ausgestaltet werden. Auch brauchen die Anzeigeelemente
nicht notwendigerweise von Scheiben gebildet werden, sondern sie lassen sich auch
als ineinanderliegende Zylinder ausgestalten. Schließlich kann man den Anzeiger
gegenüber dem Bedienungsstand anders anordnen als beim beschriebenen Beispiel.