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Werkzeugmaschine zur Bearbeitung der Seitenflächen von Rohblöcken
im Hobel- oder Räumverfahren Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zu spanabhebender
Bearbeitung von vier- oder mehrkantigen Rohblöcken in glühendem Zustand. Die glühenden,
von den Kokillen kommenden. Rohblöcke, welche meist vierkantigen Querschnitt haben
und nach dem unteren Ende zu verjüngt sind, sollen mit der erfundenen Maschine,
ehe sie dem weiteren Walzvorgang unterworfen werden, auf ihren vier Außenseiten
einer spanabhebenden Bearbeitung in möglichst kurzer Zeit unterworfen werden.
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Es ist bekannt, vier- und mehrkantige Blöcke vor dem Auswalzen auf
Hobelmaschinen zu bearbeiten, um eine reine Oberfläche für das nachfolgende Auswalzen
der Blöcke zu erhalten. Um die Blöcke auf allen Seiten bearbeiten zu können, müssen
sie mehrmals gekippt werden. Da das Kippen von Hand zeitraubend ist, wurde das Kippen
durch mechanisch bewegte Kreisführungen vorgenommen, in die der Block hineingelegt
wird. Aber auch die mit dieser Einrichtung verbundene Zeitersparnis ist nicht genügend,
um ein unerwünschtes Abkühlen des Blockes während der Bearbeitungs- und Kippzeiten
zu verhindern.
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Es ist bereits eine Einrichtung zur Bearbeitung der Seitenflächen
gegossener Blöcke unter Schutz gestellt, bei der die Blöcke mittels einer Rollbahn
der Bearbeitungsmaschine zugeführt, dort gegen ein festes Widerlager stirnseitig
eingespannt und nach Absenken der Rollbahn an der Ober- und Unterseile
durch
hydraulisch angetriebene Stößel . mit spanabhebenden Werkzeugen bearbeitet werden.-Eine
derartige Anordnung läßt jedoch die--Bearbeitung aller Längsseiten des Blockes in
der gewünschten kurzen Zeit nicht zu, da eine Kippeinrichtung für den Block fehlt
und auch die Rollbahn vor der Bearbeitung jedesmal abgesenkt werden muß: Sie genügt
daher den Anforderungen der Praxis nicht in dem erforderlichen Umfang. Durch die
Erfindung werden diese Mängel behoben. Die Werkzeugmaschine, die den Gegenstand
der Erfindung bildet, läßt sich nicht nur in den Transportweg der Blöcke zum Walzwerk
in besonders zweckmäßiger Form einschalten, sondern bewirkt auch bei der Bearbeitung
keinen solchen Zeitaufwand, welcher den Arbeitsfluß beeinträchtigeiz- -könnte. Die
Bedienung der Maschine ist außerordentlich einfach und übersichtlich, insbesondere
kann der Bearbeitungsvorgang von dem. . Führerstand voll überblickt werden. Der
Aufbau und die Arbeitsweise der erfundenen Maschine werden an Hand der Zeichnung,
welche schematisch eine Ausführungsform wiedergibt, erläutert: Es zeigt Abb. i einen
senkrechten Längsschnitt durch die Maschine, Abb.2 einen waagerechten Längsschnitt
durch die gleiche Maschine, Abb. 3 einen senkrechten Querschnitt durch die Maschine,
Abb.4 ebenfalls einen senkrechten Querschnitt. Die Schnitte sind dabei zur Vereinfachung
der Darstellung so gelegt, daß jeweils die wesentlichsten Teile der Maschine erkennbar
sind.
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Auf der Bettung i ruhen zunächst die Schienen 2, auf welchen die Wagen
3 für den Zu- und Abtransport der Werkstücke fahren. Dabei hat die Bettung zwischen
-den Schienen, diesen parallellaufend, klauenförmige Führungen 4, welche über Klauen
5 der Wagen 3 hinweggreifen und hierdurch ein Abheben der Wagen verhindern. In dem
mittleren Teil 6 der Bettung ist ein beispielsweise hydraulisch angetriebener senkrecht
auf und ab beweglicher Stempel ? angeordnet, dessen oberes klauenförmiges Ende um
einen entsprechend geformten Zapfen 8 des Wagens 3 faßt, wenn der Wagen in der Mittelstellung
steht. Der Zäpfen 8 ist an seinem oberen Ende beiderseits gezahnt und greift in
Zahnräder 9, welche ihrerseits in Verzahnungen der= Greifer io fassen, -die um eine
zur Fahrtrichtung parallele Achse schwenkbar auf dem Fahrzeug angebracht 'sind.-
Diese Greifer können durch Auf- und Abwärtsbewegung des Stempels 7 entweder aufgerichtet
-oder -nach der Mitte des Wagens hin -umgelegt werden. Im aufgerichteten Zustande
paßt sich ihre Oberfläche =dem zu bearbeitenden Werkstück an.
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Beiderseits der Schienen 2 trägt die Bettung i die hydraulisch betätigten
unteren Stempel i i zum Halten des Werkstückes.
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Diese Stempel ii 'bestehen ebenso wie die oberen Stempel 12 aus dem
Stempelgehäuse 13 mit dem darin befindlichen Kolben 14, auf welchem der zweckmäßig
auswechselbare Greifer 15 zum Halten des Werkstückes i6-- befestigt ist. Unterhalb
des Kolbens 14 ist' die -Druckkammer 17 angeordnet. Durch Einführen von Preßwasser
in diese Druckkammer kann der Kolben mit großer Kraft gegen das Werkstück gedrückt
werden.- Zur einfacheren Steuerung des Kolbens ist seine Kolbenstange 18 in einem
zweiten kleineren Druckzylinder r9 geführt und mit dem darin befindlichen Kolben
2o verbunden. Durch Einführung von Druckwasser über oder unter dem Kolben 2o ist
eine schnelle und einfache Auf- und Abwärtsbewegung mit -geringem Druckwasseraufwand
möglich.
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An der Stirnseite der Maschine trägt die Bettung i einen Bock 21,
welcher ähnlich einem Reitstock ausgebildet ist: In der mittleren Längsachse der
Maschine ist eine Spindel 22 in dem Bock gelagert, deren auswechselbarer Kopf 23
bestimmt ist, sich gegen das Werkstück 16 zu legen. Die " Spindel 22 ist -dabei
. so gelagert, daß sie den über das Werkstück ausgeübten Druck aufnehmen kann. Zu
ihrer Drehung ist ein Schneckengetriebe 24 vorgesehen, welches beispielsweise mittels
eines Elektromotors 26 angetrieben sein kann. Durch eine mittlere Bohrung 25 kann
der Spindel 22 Kühlwasser oder Schmieröl zugeführt werden.
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Auf dem rückwärtigen Ende der Bettung i setzt sich das Schlittenbett
27 an. Dieses Schlittenbett trägt in seiner Längsmitte auf der dem Werkstück zugekehrten
Seite einen Bock 28, der seinerseits einen Zylinder bildet, dessen rückwärtiges
Ende durch den Deckel 29 verschlossen wird und in welchem sich ein Differentialkolben
30 konzentrisch zur mittleren Längsachse der Maschine bewegen kann. Durch
Einführen von Druckwasser in den rückwärtigen Zylinderraum 3 i kann der Kolben 30
mit großer Kraft gegen das Werkstück 16 hin vorgeführt werden. Zur Rückführung genügt
der kleine Zylinderraum 32.
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In dem Differentialkolben 30 ist eine Spindel 33 gleichachsig
drehbar gelagert, welche an ihrem vorderen Ende auswechselbar einen Kopf 34 trägt,
welcher sich gegen- das Werkstück anlegt. Ein Lager 35, beispielsweise ein Wälzlager,
dient zur Aufnahme des Axialdruckes. Die Spindel ist mit einer Bohrung 36 versehen,
welche hinter dem Kopf 34 zu einem Raum 37 erweitert ist. In die Bohrung 36 hinein
ragt ein Rohr 38, welches in dem Raum 37 in eine Platte 39 mündet. Dadurch besteht
die Möglichkeit, das Kühlwasser um diese Platte 39 herum durch den Raum 37 in breitem
Strom hindurchzuführen, um eine wirksame Kühlung des Kopfes 37 zu erzielen. Von
der gleichen Maßnahme kann natürlich auch bei der Spindel 22 Gebrauch gemacht werden.
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Ist" das Werkstück 16 durch Vorführung des Differentialkolbens
30 zwischen den Köpfen 34 und 23 eingespannt und sind die Greifer io und
15 von dem Werkstück 16 abgezogen, dann kann dieses mit dem Schneckengetriebe 24
um seine Längsachse gedreht werden, wobei die Spindel 33 mitgenommen wird.
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Ebenfalls in der Mittelachse der Maschine am rückwärtigen Ende des
Schlittenbettes ist der
Druckzylinder 4o gelagert, welcher durch
die Druckwasserleitung 41 gespeist wird. Der in ihm gelagerte Kolben 42 nimmt über
seine Kolbenstange 43 den Schlitten 44 mit, welcher beiderseits des Druckzylinders
4o auf dem Schlittenbett 27 gleitend angeordnet ist. Der Schlitten 44 besteht aus
dem Querstück 44', an welchem die Kolbenstange 43 angreift und den beiden Seitenstücken
44" und 44"', welche mit ihrer Unterseite auf den entsprechend geformten Führungen
des Schlittenbettes 27 gleiten. Die Seitenstücke 44" und 44"' tragen an ihrem vorderen
Ende senkrechte Zapfen 45, -um welche schwenkbar die Werkzeughalter 46 sitzen. Die
Werkzeughalter tragen die Werkzeuge 47 und sind nach den beiden Außenseiten der
Maschine zu durch ebenfalls senkrechte Bolzen 48 mit Steuerstangen 49 gelenkig verbunden.
Durch Vor- und Zurückziehen dieser Steuerstangen 49 werden die Werkzeughalter 46
um die Zapfen 45 geschwenkt und hierdurch gleichzeitig die Werkzeuge 47 der Mittelachse
des Werkstückes gegenüber verstellt.
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Der Betätigung der Steuerstangen dient eine besondere Antriebsvorrichtung,
welche in einem Gehäuse 50 untergebracht ist, welches oberhalb des Druckzylinders
4o diesen überbrückend auf den beiden Seitenschlitten 44", 44"' befestigt ist. Damit
bildet es zugleich eine Versteifung dieser beiden Seitenschlitten untereinander.
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Das Gehäuse 5o enthält zwei Lager 5 i für eine senkrecht zur mittleren
Längsachse der Maschine angeordnete Welle 52, welche an ihren beiden Enden Zahnräder
53 besitzt, die ihrerseits in Zahnstangen 54 eingreifen, die mit den Steuerstangen
49 verbunden sind. Dabei sind die Zahnstangen 54 in Vorsprüngen 55 des Gehäuses
5o gelagert.
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Die Drehung der Welle 52 erfolgt über ein auf ihr angebrachtes Zahnrad
56. Dieses Zahnrad 56 wird betätigt durch ein Zahnrad 57, welches auf dem Kegelrad
58 eines Differentialgetriebes sitzt. Das Kegelrad 58 sitzt mit seinem Gegenrad
59 auf der Welle 6o des Differentialgetriebes, welche ihrerseits in den Lagern 61,
62 des Gehäuses 50 drehbar ist -und an ihrem einen. Ende ein festsitzendes Kegelrad
63 trägt. Der Schwenkkörper 64 des Differentials trägt an seinem Außenumfang ein
Schneckenrad 65, dessen in der Zeichnung nicht dargestellte Schnecke über eine Welle
66 gleitet und von dieser mitgenommen wird, welche parallel zur mittleren Längsachsel
der Maschine auf dem Druckzylinder 4o bzw. in einer Brücke 67 gelagert ist, welche
oberhalb des Bockes 28 sitzt.
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Diese Brücke 67 nimmt den Führersitz 68 auf, vor dem sich eine Handsäule
69 befindet, mittels welcher über ein entsprechendes Getriebe, welches nicht näher
dargestellt ist, - die Welle 66 gedreht werden kann. Durch Drehung dieser Welle
wird über das Differentialgetriebe eine Drehung der Welle 52 und damit eine Verstellung
der Werkzeuge 47 bewirkt.
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Außer dieser willkürlichen Verstellvorrichtung für die Werkzeuge ist
auch eine selbsttätige Verstellvorrichtung vorgesehen. Zu diesem Zweck greift in
das Kegelrad 63 ein weiteres Kegelrad 70 auf einer in den Lagern 71, 72 und 73 gelagerten
Welle 74. Zwischen den Lagern 72 und 73 ist auf der Welle 74 ein Hebel 75 verkeilt,
dessen unteres Ende 75' in dem Schlitten einer Führungsschiene 76 gleitet, deren
Enden an dem Druckzylinder 4o bzw. der Brücke 67 verstellbar befestigt sind. Wird
diese Schiene 76, wie dargestellt, im Winkel zu der Mittelachse der Maschine angebracht,
dann bewegt sich das vordere Ende 75' des Hebels 75 seitlich, wenn der Schlitten
vor- oder zurückbewegt wird. Hierdurch wird in Abhängigkeit von der Vor- oder Zurückbewegung
des Schlittens 44 eine Verstellung der Werkzeuge bewirkt. Dabei können durch entsprechende
Bemessung und Anordnung der einzelnen Teile die Werkzeuge so geführt werden, daß
sie sich der sich verjüngenden Form der Werkstücke 16 entsprechend einander nähern
oder voneinander entfernen.
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Um das Werkstück auch von oben fassen zu können, sind senkrecht über
den Stempeln i i gleichartige in entgegengesetzter Richtung wirkende Stempel 12
angeordnet, welche von der gabelförmigen Brücke 77 getragen werden.
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Das stirnseitige Ende 77' der Brücke 77 stützt sich auf den Bock 21.
Die beiden rückwärtigen Arme 77" ruhen auf Säulen 78, welche beiderseits des Schlittenbettes
27 an diesem befestigt sind.
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Auf der Brücke 67 befinden sich vor dem Führersitz 68 die Steuerhebel
79 und die sonstigen Steuervorrichtungen der Maschine. Von diesem Führersitz aus
kann der Arbeitsvorgang direkt überblickt werden.
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In der Bettung i sind beiderseits der Stempel i i Aussparungen 8o
angebracht, durch welche die vom Werkstück abgenommenen Späne nach unten in dazu
vorgesehene Räume oder Behälter fallen können.
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Die erfundene Maschine bietet die Möglichkeit, Rohblöcke in sehr kurzer
Zeit auf allen Seiten zu bearbeiten. Hierzu dienen Werkzeuge, welche jeweils an
den beiden einander gegenüberliegenden Seiten des Werkstückes angreifen und mindestens
so breit sind, daß sie bei einmaligem Vorbeigang an dem Werkstück mindestens die
Hälfte seiner Oberfläche bestreichen. Hierdurch wird erreicht, daß das Werkstück
bereits nach der ersten Spanabnahme um 9o° gewendet und mit den gleichen Werkzeugen
nunmehr erneut bearbeitet werden kann, so daß nach zwei Arbeitshüben der Arbeitsvorgang
abgeschlossen ist und das Werkstück an den Walzvorgang abgegeben werden kann. Die
Form der Werkzeuge wird dabei selbstverständlich der Oberflächenform des Werkstücks
angepaßt. Um Spannungen in den hierdurch sehr breit ausfallenden Werkzeugen zu vermeiden,
welche zu Rissen in dem Werkzeug Veranlassung geben könnten, wird das Werkzeug zweckmäßig
unterteilt, ohne dabei die Ausbildung einer fortlaufenden Schneide, welche die Abnahme
eines zusammenhängenden Spans ermöglicht, aufzugeben.
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Der mit dem Wagen 3 auf den Schienen 2 unter die Mitte der Maschine
gefahrene glühende Rohblock wird zunächst durch Vorbeugen des Kopfes 34
bis
an den Kopf 23 herangeführt. Dann werden die oberen Stempel 12 auf ihn herabgesenkt,
so daß er zwischen diesen und den Greifern io des Wagens liegt. Nunmehr werden die
unteren Stempel i i zum Anliegen an dem Block gebracht und durch Hochdrücken des
Stempels 7 gegen den durch die Klauen 5 gehaltenen Wagen 3 die Greifer io nach innen
umgelegt. Hierdurch werden beide Seiten des Rohblockes frei zur Bearbeitung und
auch an seinen Seiten ist der Raum für die vorbeizuführenden Werkzeuge offen. Ist
der Block erforderlichenfalls mittels der kleinen Steuerkolben 2o der Stempel i
i bzw. 12 in seine richtige Höhenlage gebracht, dann werden die Stempel i i und
I2 durch Beaufschlagung ihrer Kolben 14 fest an den Block gepreßt. Da die oberen
Enden der Rohblöcke oft ungleichmäßig-, blasig und wenig fest sind, würde es nicht
genügen, den Block zwischen den Köpfen 34 und 23 einzuspannen, zumal die Festigkeit
des glühenden Materials noch gering ist. Die Stempel i i und 12 müssen deshalb in
den meisten Fällen das Halten des Blockes während der Bearbeitung besorgen. Dem
Druck dieser Stempel sind infolge der weichen Beschaffenheit des Werkstückes ebenfalls
Grenzen nach oben. gezogen.. Sie müssen deshalb in breiter Fläche eine dem Werkstück
angepaßte Form aufweisen. Da die Rohblöcke meist in Kokillen gegossen werden und
von verhältnismäßig gleichmäßigen Formen sind, bereitet dies keine Schwierigkeit.
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Nach fertiger Einspannung werden durch Vorbewegung des Schlittens
44 die Werkzeuge 47 nahe dem Kopf 34 an das Werkstück herangeführt und nehmen bei
dem nun erfolgenden Vordrucken des Schlittens den Span ab; der nach unten abfällt.
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Sind die Seiten des Blockes bearbeitet und die Werkzeugträger wieder
in ihre Ausgangslage zurückgeführt, so werden die Stempel 11, 12 zurückgezogen und
der Elektromotor 26 eingeschaltet, wodurch der Block um 9o° gedreht wird. Alsdann
werden die Stempel 11, 12 wieder angedrückt, die Werkzeuge erneut vorgeschoben und
damit die restlichen Längsseiten des Blockes bearbeitet.
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Sofort nach Beendigung dieses Arbeitshubes ist das Werkstück frei.
Die Greifer io des Wagens 3 werden wieder aufgerichtet und der Block auf sie abgesenkt.
Er kann also mit der frisch bearbeiteten Oberfläche in kürzester Zeit dem weiteren
Walzvorgang zugeführt werden.
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Die vor dem .einen Greifer io des Wagens 3 angebrachte Rolle 81 dient
als Sicherheitseinrichtung. Sollte z. B. der Stempel 7 aus irgendeinem Grunde die
Greifer io nicht ganz umgelegt haben, so stößt der Werkzeugschlitten 44 an
die Rolle und drückt sie selbst und über die Getriebe die übrigen Greifer nach unten
in die Endstellung.
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Von der erfundenen Maschine und den einzelnen beschriebenen Maßnahmen
kann auch bei der Bearbeitung anderer Werkstücke als der glühenden Rohblöcke mit
den gleichen Vorteilen Gebrauch gemacht werden, insbesondere wenn die Form der Werkstücke
und die vorzunehmende Bearbeitung gleichartige Anforderungen stellen.