DE869336C - Geschlossenes Walzwerk fuer fluessige, feste und plastische Werkstoffe mit mindestens drei Walzen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Walzwerke mit Profilwalzen, welche mit zugeordneten kugeligen Dichtungsflächen versehen sind.

In den Fällen, in denen solche Walzwerke für einen zusammendrückbaren Werkstoff benutzt werden, der plastisch genug ist, um seitlich auszufließen, wenn er dem Walzendruck unterworfen wird, müssen Hilfsmittel vorgesehen werden, die ein Eindringen des Werkstoffes in die Spalten

ίο zwischen die Walzen verhindern. Andernfalls wird der in die Spalten zwischen den Walzen eingedrungene Werkstoff einen Grat an dem fertigen Werkstück bilden. Diese Schwierigkeit wird noch größer bei einem flüssigen Werkstoff, der im Walzwerk selbst erstarrt, wie z. B. beim Stranggießen von metallischen Stäben oder Drähten.

Fest eingebaute Keile oder Führungsstücke zwischen den Walzen sind völlig ungeeignet, weil sie gerade an dem Punkt, an dem sie besonders notwendig sind, nämlich in der Nähe des Mittelpunktes des Walzwerkes, wo der Druck am größten ist, am dünnsten und daher am meisten der Gefahr des Druckes ausgesetzt sind. Außerdem können sie nicht ausreichend gekühlt oder gegen Abnutzung geschützt werden.

Es sind Walzen mit kugeligen Oberflächen vorgeschlagen worden;, die jeden seitlichen Abfluß oder Verlust von Werkstoff ohne Anwendung eines festen Führungsstückes oder eines festen Keiles verhindern. Ein derartiges bekanntes Walzwerk bildet einen Trichter zwischen den Walzen, dessen Wände gegen den Verlust von flüssigem Werkstoff

dicht sind,., jedoch bewegen sie sich-gegeneinander in Richtung auf die kleinere Austrittsöffnung, in konvergierender Weise, wobei der Werkstoff in die Länge gezogen und zur Ausfrittsöffnung gedrängt wird, ohne daß er ausweichen kann.

Diese kugeligen Walzen haben sich gegenseitig

berührende Dichtungsflächen, die als Teile einer Kugeloberfläche ausgebildet sind, deren Mittelpunkt in dem Schnittpunkt der beiden benachbarten

ίο Walzen liegt.

Es ist leicht ersichtlich, daß zwei Walzen dieser Bauart nicht fest gegeneinandergedrückt werden können, ohne daß sich ihre Kugeloberflächen gegenseitig verkeilen, besonders an den Stellen, wo diese Oberflächen mit der Druckrichtung einen spitzen Winkel bilden. Da die Walzen ständig bewegt werden müssen, hat jeder merkliche Druck zwischen Walzen dieser Bauart eine beträchtliche Reibung, Abnutzung und zusätzlichen Kraftverbrauch zur ao Folge.

Mit kugeligen Walzen bekannter Bauart ist es nicht möglieh, den Druck zwischen den Walzen zu vermeiden. Es können auch, wie bekannt, das Gestell und die Lager eines Walzwerkes nicht so starr gemacht werden, daß eine geringe Ausdehnung ,unter dem Walzdruck vermieden wird. Deshalb besteht die einzige Möglichkeit, ein seitliches Herausquetschen des Werkstoffes während des Walzvorgangs zu verhindern, darin, die Walzen mit einer etwas größeren Vorspannung einzubauen·, als der zu erwartende Gegendruck des Werkstückes beträgt. Nur auf diese Weise können Gtate an dem fertigen Werkstück vermieden werden.

Zur Lösung dieses Problems ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß sowohl die konkave Dichtungsrotationsfläche als auch die entsprechende konvexe Dichtungsrotationsfläche zweier benachbarter Walzen die Achsenebene der Walzen in zwei Kurven schneiden, die sich gegenseitig an dem Punkt berühren, wo sie in die Walzprofile übergehen und die in zunehmendem Maß nach außen diver-. gieren.

Eine der Dichtungsflächen .kann .ein Ringwulst sein, der die Aqhsenebene der Walzen in einer Kreislinie schneidet, oder sie kann ein Rotationsellipsoid sein, das die Achsenebene in einer elliptischen Linie schneidet.

Weiterhin können zwei.benachbarte Walzen verschiedene Abmessungen und Profile haben. Damit das Walzwerk auch dann zufriedenstellend arbeitet, wenn die Walzen kräftig gegeneinandergepreßt werden und damit sie durch den von dem zu walzenden Material ausgeübten Gegendruck nicht auseinandergedrückt werden, können die Walzen gleichzeitig und in bezug auf den Mittelpunkt des Walzwerkes symmetrisch durch einen gemeinsamen Bewegungsmechanismus bewegt werden. Dieser besteht aus einer Platte für jede Walze, die mittels Drehzapfen verbunden sind und durch die Entfernung eines Drehzapfens geöffnet werden können. ...

Die Zeichnung,, in deren einzelnen. Figuren die einander entsprechenden Einzelteile mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind, veranschaulicht einige Ausführungsbeispiele der Erfindung. 6g

Fig. ι stellt ein geschlossenes Walzwerk gemäß der Erfindung dar, wobei gewisse Teile im Schnitt gezeigt sind; ; '

Fig. 2 ist ein Vertikalschnitt des Walzwerkes der Fig. ι nach Linie 2-2;

Fig. 3 ist ein Horizontalschnitt des mittleren Teiles des Walzwerkes nach Linie 3-3 der Fig. 2;

Fig. 4 stellt eine geänderte Bauart dar; ■ Fig. 5 ist ein Vertikalschnitt durch den Mittelpunkt der zusammenarbeitenden Walzen nach Linie 5-5 der Fig. 4;

Fig. 6 ist ein Horizontalschnitt des mittleren Teiles des Walzwerkes nach Linie 6-6 der Fig. S; Fig. 7 stellt das Walzwerk der Fig. 4 teilweise im .Schnitt dar, wobei die Antriebsverbindungen gezeigt sind;

Fig. 8 stellt eine weitere Ausführung der Erfindung dar zur Herstellung von Stäben mit rechteckigem Querschnitt;

Fig. 9 stellt eine andere Ausführungsform des Walzwerkes dar zur Herstellung von Stäben von der Form eines T;

Fig. 10 ist ein Schnitt eines Teiles der Walzen der Fig. 9 und zeigt, wie sich die Walzen zur Bildung eines T-Profils zusammenfügen; go

Fig. 11 bis i"5 sind Diagramme, welche die verglichene Starrheit der einem Druck oder einer Deformation ausgesetzten Walzenteile aufzeigen;

Fig. 16 ist ein Horizontalschnitt durch vier Walzen als Beispiel für Dichtungsflächen ohne Reibung, dadurch erzielt, daß die reinen Kugelflächen durch Ringwulst- oder Ellipsoidflächen ersetzt wurden;

Fig. 17 ist ein Vertikalschnitt des Walzwerkes der Fig. ιό; .

Fig. 18 ist ein Horizontalschnitt nach Linie I-I und ■

Fig. 19 ein Horizontalschnitt nach Linie H-II der Fig. 20;

Fig. 20 ist eine Seitenansicht des Walzwerkes; Fig. 21 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform-des Walzwerkes in geschlossener Stellung; ... . ■: .- ; . ...-

Fig. 22 ist eine perspektivische Ansicht des Walzwerkes der Fig. 21 in geöffneter Stellung.

Die Fig. 1, 2, 3, 9 und 10 lassen Walzwerke mit drei Walzen _; und die Fig. 4 bis 8 solche mit vier Walzen erkennen. Ferner enthält das Walzwerk nach Fig. 1 bis 3 eine Stange sechseckigen Querschnittes, während die Fig. 4 bis 7 eine solche von rundem Querschnitt, Fig. 8 ein rechteckiges Stangenprofil und die Fig. 9, 10 einen T-förmigen Querschnitt enthalten. Natürlich kann jeder beliebige Querschnitt erzielt werden, da es nur nötig ist, die einzelnen Walzen entsprechend zu profilieren. · . ' .

Das Walzwerk der Fig. 1 bis 3 hat drei Walzen 11, 12 und 13, welche zusammenarbeiten und deren jede rotierend in einem geeigneten Lager. 14 montiert ist. Die: drei Lager werden durch., ein starres, nicht dargestelltes kräftiges Gestell festgehalten. 1*5 Jede Walze ist auf bekannte Weise eine genaue

Nachbildung der beiden anderen und hat einen Kopf 15 mit einer Welle 16, welche zur Vereinfachung so dargestellt ist, als würde sie mit dem Kopf zusammen ein Stück bilden. Jeder Kopf 15 hat auf bekannte Weise zwei Dichtungsrotationsflächen 17 und 18, von welchen 17 die konkave Endfläche und 18 die konvexe Ringfläche bildet. Zwischen diesen beiden Kugelflächen auf jeder Walze befindet sich eine ringförmige Profilfläche 19 für den sechseckigen Querschnitt, von welchem jede Walze jeweils zwei Seiten preßt. Die drei Walzen sind so gebildet, daß sie sich um ihre eigene Achse mit gleicher Geschwindigkeit und in konvergierender Richtung drehen.

Fig. 3 zeigt, wie sich die Walzen wie zu einem Kamin 20 trichterförmig zusammenfügen, bis sie das endgültige Profil 21 in Gestalt der zu walzenden Sechskantstange bilden. Die Dichtungsrotationsflächen 17 und 18 haben genau dieselbe Krümmung und den gleichen Durchmesser.

Fig. 4 bis 7 stellen ein geschlossenes Walzwerk zur Herstellung von Rundstäben dar, welches vier Walzen 22, 23, 24 und 25 hat, die jeweils rotierend in einem feststehenden Lager 26 montiert sind. Jede Walze hat in bekannter Weise einen Kopf 27 und eine damit verbundene Welle 28, aber jeder Kopf hat zwei Dichtungsrotationsflächen 29 und 30 und die ringförmige Profilfläche 31. Die Flächen 29 und 30 zweier benachbarter Walzen arbeiten derart zusammen, daß sich die Ringflächen 31 vom Trichter ab zu dem runden Profil 32 (Fig. 6) zusammenfügen.

Es versteht sich von selbst, daß alle Walzen mit gleicher Geschwindigkeit und in konvergierender Richtung rotieren.

Fig. s zeigt das flüssige Metall oder den plastischen Werkstoff 34, welcher aus einem Schmelztiegel oder einem Behälter 35 in den von den Walzenköpfen 27 gebildeten Kamin 33 gegossen wird. Der gewalzte Stab 36 kommt aus dem Boden des Trichters, nachdem die rotierenden Flächen 31 den festwerdenden Werkstoff zum fertigen Stab geformt und profiliert haben.

Hier ist zu bemerken, daß^: die Dichtungsrotationsflächen untereinander eine gleitende Bewegung ausführen. Sie rollen nicht wie ineinandergreifende Zahnräder. Daher wird jeder Fremdkörper, wie z. B. angespritztes flüssiges Metall oder jedes Werkstoff teilchen, das an der Walzenoberfläche hängen könnte, nicht geklemmt und durch die benachbarte Walze flachgedrückt, sondern durch den Rand dieser Walze weggefegt oder sozusagen abgeschabt. Dabei wird natürlich vorausgesetzt, daß sich das Teilchen nicht tief in die Walze hineingeschweißt hat, indem es unter deren Oberfläche hineingeschmolzen ist. Aus diesem Grund darf der flüssige Stahl, welcher in ein aus Stahl- oder gußeisernen Walzen gebildetes Walzwerk gegossen wird, nie derart überhitzt sein, daß verspritzte, Teilchen heiß genug sind, um die Walzen stellenweise anzuschmelzen. Die Walzen müssen durch künstliche Kühlung so kalt wie möglich gehalten werden, z. B. durch einen Strahl oder WasserStrahlung unterhalb des Walzwerkes, welche auf das Produkt und die Walzen gerichtet sind.

Die Gleitwirkung der Dichtungsrotationsflächen macht es erforderlich, daß sich die benachbarten Walzen in inniger Berührung miteinander drehen, ohne wesentlichen Spielraum, jedoch auch ohne zu starken Druck. Spielraum würde undichte Stellen hervorrufen, während der Druck Abnutzung oder unzulässige Reibung mit sich bringen würde. Es empfiehlt sich, die Walzen aus zähem, gegen Abnutzung widerstandsfähigem Material, wie z. B. aus einem in geeigneter Weise heiß gehärteten Werkzeugstahl, herzustellen, sie nach der thermischen Behandlung genau zu rektifizieren sowie vor allem darauf zu sehen, daß die Lager und das Gestell, welche die Walzen tragen, genügend Starrheit besitzen, um Bewegungen untereinander auszuschließen, welche durch die bei der Zusammendrückung des Werkstoffes im Walzwerk hervorgerufenen inneren Spannungen ausgelöst werden könnten. Genaue Einstellmöglichkeiten der Lager nach allen Richtungen müssen vorgesehen werden, um die Rotationsflächen in die richtige Berührung zu bringen, immer ohne zu starken Druck, wenn das Walzwerk zusammengebaut wird, sowie auch mit einem Ausgleich für mögliche Verformungen, welche durch Hitze, durch Abkühlung, Locker- _go werden oder Nachgeben usw. entstehen können. Die Walzen müssen leicht von den Wellen abgenommen werden können, um rasch ersetzt werden zu können, wenn sie abgenutzt sind oder gegen Walzen anderer Form oder verschiedener Stärke ausgetauscht werden müssen.

Wie oben bereits bemerkt, ist es offenbar schwierig, die Walzen in der richtigen Verbindungsberührung zu halten und dabei gleichzeitig den Druck zwischen denselben zu vermeiden.

Fig. 16 zeigt durch ein Beispiel, wie diese Schwierigkeit praktisch gelöst werden kann. Diese Figur ist ein waagerechter Schnitt in der Ebene der Achsen der Walzen eines Walzwerkes, wie in Fig. 4 dargestellt, während Fig. 17 einen senkrechten Schnitt desselben Walzwerkes in der Achsenebene der Walze 23 darstellt. Die inneren oder konkaven Flächen 30 aller Walzen bleiben unverändert. Sie sind rein sphärisch mit Punkt 87 als Mittelpunkt und der Länge 87-98 als' Radius. Die äußeren no oder konvexen sphärischen Flächen 29 aller Walzen sind durch Ringwulstflächen ersetzt. Eine derselben wird bestimmt durch einen Kreisbogen mit Radius 99-100 und 99 als Mittelpunkt, welcher sich um die Achse 87-101 dreht und starr mit derselben verbunden bleibt. In der abgebildeten Stellung liegt der Mittelpunkt 99 auf einer Geraden mit 8y und dem Mittelpunkt des Walzwerkes und in einer Entfernung von der Achse 87-101, welche bestimmt ist durch den Wert

Spielraum

Man versteht unter Spielraum den Abstand, welchen man zwischen den Walzen für wünschenswert hält und der auf der Achse 87-87 der Wälze 23

durch 103-104 bemessen wird. Wenn es sich um Gußstahl handelt, so liegt der richtige, zufriedenstellende Spielraum zwischen o,4und 0,8 mm. An Hand des senkrechten Schnittes, der Fig. 17 ist leicht ersichtlich, daß der Spielraum in jedem senkrechten, parallel zur Achse 87-87 geführten Schnitt konstant bleibt, obwohl er von einer senkrechten Ebene zur anderen geringer wird, wenn man sich dem Mittelpunkt des Walzwerkes nähert.

Dies muß sich so verhalten, da jader von den Walzen auf den Werkstoff ausgeübte Druck gegen diese Stelle hin zunimmt und auch deshalb, weil näher am Mittelpunkt des Walzwerkes die gegenseitige Bewegung der Walzen 23 und 24 mehr und mehr zu einem Rollen ohne Gleiten wird. Nahe am Mittelpunkt erhält man sogar einen tatsächlichen Kontakt zwischen den Walzen, die nunmehr fest gegeneinander gepreßt werden können. Sie werden sich trotz der Nachgiebigkeit der Lager und der sie tragenden Gestelle so lange nicht voneinander trennen, wie der Arbeitsdruck auf das Produkt unter dem Anfangsdruck liegt, der auf die Walzen während des Zusammenbaus ausgeübt wurde.

Ein ähnliches Ergebnis könnte erzielt werden, wenn man entweder ein Umdrehungsellipsoid verwendet, welches durch eine sich um ihre große Achse 87-101 drehende Ellipse bestimmt ist, oder mit einer Walze, welche einen schmalen Teil einer Dichtungsrotationsfläche hat, der der Profilnutfläche benachbart.ist und auf welchen eine größere, quasi anliegende, sphärische Fläche mit gleichem Mittelpunkt, jedoch ein wenig kleinerem Radius folgt.

Es liegt auf der Hand, daß die Wellen der Walzen durch irgendwelche Mittel getrieben werden können. Vorzugsweise werden alle Walzen mechanisch mit gleicher, auf der ringförmigen Profilfläche gemessener Randgeschwindigkeit getrieben. Manchmal können auch lose Walzen verwendet werden wie in Fig. 8. Fig. 7 stellt verschiedene Einzelheiten einer Antriebsart der Walzen 22 bis 25 dar. Die Hauptwelle 37 kann durch irgendein bekanntes geeignetes Mittel angetrieben werden, z. B. durch einen nicht dargestellten Motor.

Zwei Kettenzahnräder oder Antriebsscheiben 38 und 39, das Winkelzahnrad 40 und das Zahnrad 41 sind auf die Welle 37 montiert und drehen sich mit derselben.

Das Zahnrad oder die Antriebsscheibe 38 treibt eine Kette oder einen Riemen 42, welcher seinerseits ein Zahnrad oder eine Antriebsscheibe 43 treibt, welche auf die Welle der Walze 23 montiert ist, die von ihr gedreht wird. Gleicherweise treibt das Rad oder die Scheibe 39 eine Kette oder einen Riemen 44, welcher ein Zahnrad oder eine Antriebsscheibe 45 treibt. Dieses Zahnrad 45 treibt die Welle der Walze 24 mittels konischer Zahnräder 46 und 47 und der Welle 48. Das konische Zahnrad 40 greift in ein auf der Welle der Walze 22 befestigtes konisches Zahnrad 49. Das Zahnrad 41 treibt ein anderes, auf der Welle der Walze 25 befestigtes Zahnrad 50. Jeder Antrieb ist so berechnet, daß sich für alle vier Walzen-die gleiche Umdrehungsgeschwindigkeit ergibt. Wie aus Fig. 7 hervorgeht, dreht sich die Welle 37 in Richtung des Pfeiles, was jeder der Walzen.einen solchen Drehsinn verleiht, wie es die Pfeile andeuten, so daß sie sich alle in Richtung auf den Kamin und den Profilierungsmittelpunkt des herzustellenden Stabes drehen. Eine andere Antriebsart, dargestellt in Fig. 21 und 22, sieht vier Hilfswellen vor, welche um das Walzwerk herum ein Viereck bilden und untereinander mittels Zahnrädern von konischer oder Schneckenform verbunden sind. Jede dieser Wellen treibt ihrerseits die entsprechende Walze mittels Kettenantriebes oder eines Paares gerader Zahnräder.

Eine bevorzugte Form des Walzwerkkäfigs besteht aus einer gewissen Anzahl von Wandungen, die gleich der Zahl der Walzen ist und untereinander wie eine aus mehreren Teilen bestehende Tür gegliedert sind. Jede Seitenwand hat ihre Walze, Lager, Antrieb und Zubehör. Um das Walzwerk zwecks Besichtigung, Reinigung oder Auswechslung der Walzen zu öffnen, genügt es, eine Gelenkachse zu entfernen und die Seitenwände zu öffnen, ohne bei dieser Arbeit irgendeine der genauen Einstellungen zu verändern, welche beim vorhergehenden Zusammenbau vorgenommen wurden, um die Walzen in geeignete Berührung zu bringen. Fig. 21 zeigt diese Konstruktion bei einem Walzwerk mit vier Walzen, geschlossen und betriebsfertig dargestellt. Fig. 22 zeigt das gleiche Walzwerk zur Besichtigung geöffnet. Eine der Seitenwände, in Fig. 22 mit 133 bezeichnet, ist starr auf dem Sockel 134 befestigt. Ihre Welle 135 erstreckt sich nach hinten, wo sie durch einen nicht dargestellten Motor angetrieben wird, vorzugsweise mittels einer Drehzahlverstellvorrichtung. Die entsprechende Walze 136 wird durch einen Kettenantrieb 137 betätigt. Die gleiche Welle 135 ist mit zwei Schneckenzahnrädern 138 und 139 versehen, die mit 90'°' in Zahnräder gleicher Art auf den anderen Seitenwänden greifen, wenn man den Käfig schließt. Diese Art Zahnräder gestattet eine geringe Verschiebung der Wellen untereinander, solange sie im rechten Winkel zueinander bleiben. Wenn alle ineinandergreifen, drehen sich die vier Zahnräder mit derselben Geschwindigkeit, von dem Außenantrieb an der Welle 135 ab über die Schneckenzahnräder bis no zu den übrigen Wellen und den Kettenantrieben.

Verwendet man Gelenkachsen, welche exzentrisch gebaut und ¹SO untereinander verbunden sind, daß sie mit gleichen Winkelbewegungen sich drehen, so kann man, wenn man diese Achsen mittels eines einzigen Antriebs sich drehen läßt, alle Seitenwände ein wenig auf den Mittelpunkt des Walzwerkes hin bewegen oder sie vollkommen konzentrisch und symmetrisch davon weg entfernen. In Fig. 21 und 22 sind die Seitenwände durch Drehzapfen 140 mit zentrischer Achse 141 einerseits und einer exzentrischen Achse 142 andererseits untereinander verbunden. Die Umdrehung der exzentrischen Achse entspricht einer Veränderung der Länge des Drehzapfens 140. Ein nicht dargestellter genuteter Führungsarm, der auf der rechten

Seite in Fig. 21 auf der Seitenwand befestigt wird, zwingt die zentrierte Achse 141, sich nur im rechten Winkel auf der Achse der Walze der in Fig. 21 links befindlichen Seitenwand zu bewegen. Ist diese Bedingung erfüllt und wird mittels einer einfachen Kurbel öder eines Hebels mit geeigneten, nicht dargestellten Verbindungsstücken den \äer exzentrischen Achsen eine gemeinsame und gleiche Umdrehung verliehen, so verschieben sich alle Walzen gleichzeitig in Richtung auf den Mittelpunkt oder entfernen sich davon ebenfalls symmetrisch. Dies gestattet nicht nur, gleichzeitig den Druck auf alle Walzen zu regeln, um die fortschreitende Abnutzung auszugleichen, sondern erlaubt auch, verschiedene Sätze Walzen mit ein wenig verschiedenen Durchmessern zu verwenden, vorausgesetzt, daß alle Walzen ein und desselben Satzes immer die gleichen Abmessungen haben.

In den in Fig. 1 bis 7 dargestellten Walzwerkausführungsformen, wie in den bisher bekannten geschlossenen Walzwerken, haben alle Walzen eines jeden Walzwerkes gleiche Abmessungen und Formen. Gemäß vorliegender Erfindung ist es jedoch möglich, für die Walzen im Walzwerk verschiedene Formen und Abmessungen zu haben, wie es z. B. in PMg. 8 dargestellt wird, wo zwei große Walzen 51 und 52 und zwei kleinere Walzen 53 und 54 gezeigt werden. Jede der beiden Walzen 51 und 52 hat zwei Dichtungsrotationsflächen 55 und 56 mit einer zylindrischen Profilfläche 57 zwischen denselben. Jede der beiden Walzen 53 und 54 hat zwei seitliche Dichtungsrotationsflächen 58 und 59 und eine zylindrische Randprofilfläche 60. Geeignete Wellen 61. 63 und 64 treiben die entsprechenden Walzen 51, 53 und 54 an und lassen sie sich in den durch die Pfeile angezeigten Richtungen und mit ungefähr gleicher Randumdrehungsgeschwindigkeit drehen, während die Walze 52 als lose Walze um die feste Welle 62 rotiert, welche an ihren Enden mit Ösen zur Durchführung der Wellen 63 und 64 versehen ist.

Die Form oder das Profil des Stabes, welcher in dem in Fig. 8 dargestellten Walzwerk hergestellt wird, ist mit 65 bezeichnet; man sieht hier die wirklichen Profilierungs- oder Arbeitsdruckkonturen, begrenzt durch die Flächen 57 und 60. Das Walzwerk in Fig. 9 und 10 ist konstruiert, um einen Profilstab von der ungefähren Form eines T herzustellen. Dieses Walzwerk hat eine Hauptwalze 66, welche mittels einer oder mehrerer Antriebswellen 68 rotierend in die Lager 6y montiert ist. Die Hilfswalzen 69 und 70 sind mittels der Antriebswellen 73 und 74 in den Lagern 71 bzw. 72 montiert. Die Walze 66 hat ringförmige Profilflächen 75 und Ringdichtungsrotationsflächen 76 und yy auf jeder Seite der Flächen 75. Die Walze 69 hat eine Enddichtungsrotationsfläche 78 und eine ringförmige Profilfläche 79. Die Walze 70 hat ebenfalls eine ähnliche Enddichtungsrotationsfläche 80 und eine ringförmige Profilfläche 81 entsprechender Art. Die Walze 70 hat jedoch einen mit ihr verbundenen Ring 82, dessen seitliche oder Profilfläche 83 an die innere oder Profilfläche 84 der Walze 69 stößt. Selbstverständlich sind alle Walzen derart vorgesehen, daß sie mit ungefähr gleicher Randgeschwindigkeit rotieren. Fig. 10 zeigt das fertige T-Profil, welches von den zusammenwirkenden Flächen 75 und 79 und der Fläche 83 erzeugt wird.

In Fig. ι schneiden sich die Achsen der benachj barten Walzen 11 bis 13 in den Punkten 86, welche gleichzeitig die Mittelpunkte der Rotationsflächen 17 und 18 bilden. Die Profilflächen 19 sind Umdrehungsflächen, welche durch einen Teil des geraden Querschnittes durch das Produkt, das sich um die Achse der betreffenden Walze dreht, erzeugt werden.

In den Fig. 4 und 7 schneiden sich die Achsen der benachbarten Walzen 22 und 25 in den Punkten 87, die zugleich die Mittelpunkte der Rotationsflächen 29 und 30 bilden. In Fig. 8 schneiden sich die Achsen in den Punkten 88, die die Mittelpunkte der Rotationsflächen 55-56-58 und 59 sind.

Wenn die Achsen der benachbarten Walzen parallel sind wie die Achsen 89 in Fig. 9, so liegt ihr entsprechender Schnittpunkt im Unendlichen, und die gemeinsame Kugelflache wird zu einer ebenen Fläche 83 und 84, welche senkrecht zu diesen Achsen 89 steht. Die Punkte 90 sind bestimmt und erreichbar, der andere Punkt jedoch liegt im Unendlichen. Der genaue Radius der Kugelfläche bzw. die genaue Lage der Ebene, wenn der Schnittpunkt im Unendlichen liegt, wird bestimmt durch die geometrische Bedingung, laut welcher die Kugelfläche oder Ebene denjenigen Punkt einschließen muß, wo sich die Profilflächen der betreffenden Walzen in der Achsenebene dieser Walzen begegnen. In Fig. 6 z. B. schließen die Rotationsflächen 29 oder 30 den Punkt 91 ein, in welchem die Profilfläche 31 der Walze 23 die Profilfläche 31 der Walze 22 trifft.

An der Stelle, wo die ringförmige Profilfläche sich mit den Dichtungsrotationsflächen verbindet, weisen die Walzen scharfe Kanten auf. Die mechanische Widerstandskraft dieser Kante unter dem Druck oder Zwang des komprimierten Werkstoffes kann gemessen werden durch den Winkel, welchen die Tangenten an den beiden Profilen bilden, die an der fraglichen Kante aufeinandertreffen.

In Fig. 3 ist ein solcher Winkel 92-91-93 für eine Kante und 92-91-94 für die andere Kante. Aus Konstruktionsgründen leuchtet es ein, daß diese Winkel so groß wie möglich sein sollen und in keinem Fall unter 30⁰ für mäßig komprimierte Werkstoffe und unter 45 ° für harte Werkstoffe liegen dürfen. Ihr Wert kann vorzugsweise bei mindestens 75° liegen.

Diese Bedingung, der man bis heute in den bekannten Kugel Walzwerken zu drei und mehr Walzen keine Rechnung getragen hatte, ist ein entscheidender Faktor in der Wahl der Anzahl der Walzen in iao bezug auf das gewünschte Profil des Produktes. Ein Walzwerk mit drei Walzen gemäß Erfindung eignet sich besonders gut für sechseckige Querschnitte, weil, wie aus Fig. 3 hervorgeht, der Winkel 92-91-93 beträgt, während der Winkel 92-91-94 150⁰ beträgt. Diese dreiwalzigen Walzwerke sind jedoch

Claims (7)

1. nicht" zu empfehlen für ein Produkt mit kreisförmigem Querschnitt, weil, wie: aus Fig. π hervorgeht, der Winkel 92-91-93 nur 30⁰ beträgt.'Fig. 12 . bis i^und 14 zeigen, daßMieser Winkel bei einem kreisförmigen Querschnitt gleich 45° für ein Walzwerk mit vier Walzen, gleich 54°-für ein Walzwerk mit fünf Walzen und gleich 6o° für ein Walzwerk mitvsechs Walzen-wird. .

   Mittels einer geringfügigen Veränderung des kreisförmigen Querschnittes, wie aus Fig. 15 hervorgeht, wo kurze Kreisbögen durch Tangenten ersetzt sind, ist es möglich, irgendeinen der Winkel 92--91-93- um den Wert des Winkels 95-96-97 zu vergrößern, welch letzterer vorzugsweise 30⁰ betragen-wird. Damit erhält man 60 bzw. 75, 84 und 9b⁰ Sir drei bzw. vier, fünf und sechs Walzen. :: Die? Veränderung des · kreisförmigen Querschnittes spielt eine weitere wichtige Rolle, welche aus-Fig.i&und 19 ersichtlich ist, welche die Walzen zuerst völliständig geschlossen im Mittelpunkt des Walzwerkes zeigt und sodann in dem Augenblick, . wo sie sich ein wenig unterhalb des. Mittelpunktes vom gewalzten Produkt abgelöst haben.

   ■ Man wird bemerken, daß sich die entgegengesetzten Walzen .nach außen und parallel bewegen, wie durch-die Pfeile 107 angezeigt. Die ebene Fläche 91-95 in jeder Walze bewegt'sich.also in ihrer eigeneij Ebene und zwingt dabei das Produkt im' Uhrzeigersinn; wie durch Pfeil 108 veranschaulicht, .zu rotieren. Bei. dieser Bewegung wird der überschüssige Werkstoff des Dreiecks 91-95-105 in Fig. 18 transversal zum richtigen, kreisförmigen

   Querschnitt 105-106 in Fig. 19 gewalzt. ·

   Die Vorteile· dieser Konstruktion springen ins Auge: Man erhält ein Produkt mit vollkommenem, kreisförmigem Querschnitt, obwohl die Walzen, um die mechanische' Widerstandsfähigkeit ihrer Ränder zu verstärken, einen nicht kreisförmigen Querschnitt in ihrer Riffelung erhalten haben. Ein weiter'er Vorteil liegt-darin, daß das Produkt zuverlässig durch parallele Ebenen aus dem Walzwerk herausgeführt wird. Es ^;wird also vollkommen geräde-yäusgestoßen und kann nicht an irgendeiner Walze besonders hängenbleiben.

   Die Drehung des Produktes, verbunden mit der Längsbewegung des Stabes oder Drahtes, drückt

   i- sich -durch eine fortgesetzte Windung oder schneckenartige Bewegung des Produktes aus. Diese Bewegung kann entweder neutralisiert oder· beibe-

   halten werden. ' ■ '

   Im ersteren Fall genügt es, den Draht auf eine

   feststehende Haspel zu spulen, um zu erreichen, daß er sich beim Verlassen des Walzwerkes, solange er noch im plastischen Zustand ist, von selbst entwindet. Im zweiten "Fall kann die'Windung in der gän'z'en Länge' des Produktes beibehalten werden,

   ,·■·' wenn" man der Haspel um die Achse des Drahtes

   oder Stabes eine rotierende Bewegung verleiht, und

   zwar' in Richtung /und Geschwindigkeit e'ntsprechend der Rotation des Stabes·, wie-durch Pfeil ioS'ärigezeigt. jeder Bart öder sonstige Spur wird

   södänn wie eine Scrmeekenfifiie auf der-ganzetj , Länge des'Drahtes er'scheineny was einen entsMfie- ; denen'Vor teil darstellt, wenn späteres Kaltziehen vorgesehen ist, und zwar hinsichtlich einer regelmäßigeren Abnutzung der Zieheisen.

   Fig. 3 bi$_:'-6" und 10 stellen in Wirklichkeit den von-den Profilflächen der Walzen gebildeten Kamin dar. :Es befinden sich keine offenen Zwischenräume im Kamin, somit kann kein Metall öder plastischer Werkstoff entweichen, wenn sie in flüssigem Zustand verwendet werden. Es ist nicht nur möglich, das Walzwerk' für Metalle im geschmolzenen warmen oder kalten Zustand zu verwenden, sondern auch für flüssige Stoffe und solche, die rasch erstarren, oder plastische Werkstoffe wie auch zum Komprimieren von Fasern und Pulvern. Die vom Walzwerk gemäß vorliegender Erfindung hergestellten Produkte können die Form von Stangen, Drähten oder Platten jedes beliebigen Querschnittes haben. Sie können von unbestimmter Länge. sein und nachher noch gewalzt werden.

   Pat ε ntan s pr C c he:

   i. Geschlossenes Walzwerk für flüssige, feste . und plastische Werkstoffe mit mindestens drei

   ■ Walzen, welche mit ungefähr, gleicher Um-,. drehungsgeschwindigkeit in konvergierender

   Richtung rotierend wobei jede Walze ein Profil go und Dichtungsflächen hat, und zwar eine Walze eine konkave Dichtungsrotätionsflache, welche eine entsprechend konvexe Dichtungsrotätionsfläche der benachbarten Walz,e bedeckt, dadurch gekennzeichnet, daß diese beiden ■ Flächen (17, 18 in Fig. I, 2, 3; 29, 30 in Fig. 4, 5, 6, 16) die Achsenebene der Walzen (11,12,13 inFig. 1,2,3; 22, 23, 24, 25 in Fig. 4, 5, 6, 7, 16, 17, 20; ■■- 52, 53, 54 in Fig. 8; 66, 69, 70 in Fig. 9, 10) in zwei Kurven^gS, 100 in Fig. 16) schneiden,

   ■ welche sich gegenseitig in dem Punkt berühren, an dem sie mit den Profilen (19 in Fig. i, 2; 31 in Fig. 4, 5, 6; 57,60 in Fig. 8; 75, 79, Si, 83 in Fig. 9, 10) zusammentreffen, und in zunehmendem Maß nach auswärts auseinander-

   ' gehen. - . ■■■■-... -,, -..:■
2. 2. Walzwerk nach Anspruch 1, dadurch .gekennzeichnet, daß eine der Oberflächen: ein Ringwulst (18 in Fig.fi, 2, 3; 29:1η Fig. 4, 5, 6, 16; 55;^6Un Fig. 8; 76,77 inFig.g/io). ist, u₀

   • der die Ebene der' Achsen (86 in Fig. 1; 87. in Fig. 4, 5, 6, Ί6ν 17; 88 in Fig. 8; 90 in Fig. 9) der-Walzen, imeiner Kreislinie (100 in Fig.. 16) schneidet. "--■··"

   .·■';..
3. 3. Walzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (18 in.Fig.1,2,3;

   ·. 29 in:Fig.4, 5, 6,.i6; 55, 56.in".Fig..8; 76,77 in Fig; 9,: 10) ein Rotationsellipsoid ist, das die

   ." Ebene der Achsen (86 in Fig. 1; 87 in Fig. 4, 5, 16, 17; 8& in Fig. 8; 90 in Fig; 9) der Walzen in iao einefe elliptischen ,Linie schneidet.. ■·: .
4. 4. Walzwerk nach .Anspruch- 1, dadurch ge-■kennzeiclinet;^; daß ..zwei benachbarte Walzen

   ■·£■ (wie-5.1; "53-52/54 in Fig. -8 'oder '66, 69, >o in Fi. .10) s.-verschiedene"'Abmessungen und 1*5 e haben; -^:. '- '"
5. 5· Walzwerk nach Anspruch ι mit mindestens vier Walzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachsen (87 in Fig. 4,7,16,17; 88 in Fig. 9) der nicht benachbarten Walzen (22, 24-23, 25 in Fig. 4, 5, 6, 7, 16, 17, 20; 51, 52-53, 54 in Fig. 8) nicht in einer gemeinsamen Ebene liegen, während die Drehachsen der benachbarten Walzen (22-23, 23-24, 24-25, 25-22 in Fig.4, 5, 6, 7, 16, 2o;_5i-53, 53-52, 54-51, 52-54

   in Fig. 8) sich schneiden oder parallel sind.
6. 6. Walzwerk nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Profile (31 in Fig. 4, 5, 6) jeder Walze (22, 23, 24-25 in Fig. 4, 5, 6, 7, 16, 17, 20) aus einem konkaven Ringwulst bestehen, der teilweise das mit einem kreisförmigen Querschnitt versehene Werkstück (36 in Fig. 5; 32 in Fig. 6) bedeckt und mit der konkaven Dichtungsfiäche (30 in Fig. 4, 16) durch eine Ecke (91 in Fig. 11, 12, 13, 14, 15,

   ao 18) verbunden ist, während sie mit der konvexen Dichtungsfläche (29 in Fig. 4, 5, 6, 16) durch eine ebene, ringförmige Oberfläche (91, 95 in Fig. 15, 18) verbunden ist, die tangential zu dem Ringwulst liegt.
7. 7. Ausführungsform des Walzwerkes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (136 in Fig. 21, 22) gleichzeitig und symmetrisch in bezug auf den Mittelpunkt des Walzwerkes bewegt werden können mittels eines gemeinsamen Antriebsmechanismus, weleher aus einem Gestell (134 in Fig. 21, 22) besteht, das für jede Walze (136 in Fig. 21, 22) eine Platte (133 in Fig. 22) enthält, welche untereinander durch Drehzapfen (141, 142 in Fig. 21) verbunden sind und durch Entfernung eines dieser Drehzapfen (140 in Fig. 22) geöffnet werden können.

   Angezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 296 836, 350 734.

   Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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