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Streckpresse zum Reduzieren der Wandstärke von Werkstücken rechteckigen
Querschnitts Die Erfindung betrifft eine Streckpresse zum Reduzieren der Wandstärke
von Werkstücken rechteckigen Querschnitts, bei der Abschnitte des Werkstücks auf
einer Ebene, die mit der Streckbahn einen Winkel bildet, über die Scheitellinie
dieses Winkels vorgeschoben und darauf folgend zwischen einem Ober-und Unterwerkzeug,
von denen das eine feststehend angeordnet ist und das andere, in einem im Pressengestell
geführten Schlitten gegen den Pressenrahmen abgestützt, durch ein Antriebsmittel,
z. B. einen Kurbeltrieb, hin und her bewegt wird, ausgestreckt werden, und besteht
darin, daB als Streckwerkzeug ein Walzsegment verwendet wird, das an dem hin und
her gehenden Schlitten quer zur Bewegungsrichtung desselben drehbar befestigt und
mit seinem Scheitel über den Schlitten auf seiner ganzen Länge gegen den starren
Pressenrahmen abgestützt ist.
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Bei stehender Anordnung der Streckpresse und Verwendung eines Kurbeltriebs
kann das Walzsegment mittels an diesem befestigter Bügel an seitlich aus dem Schlitten
herausragenden Enden des Zapfens, an welchem die Schubstangen oder Kniegelenke des
Kurbeltriebs angreifen, drehbar aufgehängt sein. Bei dieser Art der Aufhängung ist
der Scheitel des Walzsegments mit einer halbkreisförmigen Eindrehung versehen, mittels
deren das Walzsegment gegenüber dem Zapfen abgestützt ist und begrenzte Drehbewegungen
um den Zapfen ausführen kann. Um das Walzsegment in den vorgesehenen Arbeitsstellungen
zu halten, sind die Befestigungsbügel mit einem Zahnsegment versehen,
dessen
Zähne mit einer im Pressengestell federnd angeordneten Zahnstange im Eingriff stehen.
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Das der Pressenkonstruktion nach der Erfindung zugrunde liegende Verfahren
wurde bisher in der einfachsten Form mit einem hin und her gehenden, im Pressengestell
abgestützten, prismatischen Werkzeug ausgeführt. Dem Vorteil der Einfachheit der
Pressenkonstrüktiön und des Streckwerkzeugs steht der Nachteil der starken Reibungsbeanspruchung
des Werkzeugs gegenüber. Da bei dem Streckverfahren in der Regel sehr hohe Abstreckungsgrade
- über 8o °/o - angewandt werden, so macht sich dabei die Reibungsbeanspruchung
rein schiebend wirkender Formgebungswerkzeuge besonders stark geltend und die Anwendung
von als Gleitmittel wirksamen Phosphatfilmen erforderlich.
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Bei anderen bekannten Ausführungsarten von Streckpressen nach dem
der Erfindung zugrunde liegenden Verfahrensprinzip wurden als Oberwerkzeug eine
fest angeordnete, drehbare Walze und als hin und hergehendes Unterwerkzeug der durch
einen Kurbeltrieb hin und her bewegte Werkstückträger verwendet.
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Diese bekannten Ausführungsarten von Streckpressen sind bestenfalls
nur für die Herstellung schmaler Bänder geeignet. Wenn es sich aber um die Herstellung
von Bändern größerer Breite handelt, würden die Massen des hin und her zu bewegenden
Werkstückträgers so groß werden, daß, von der Energievergeudung und dem raschen
Verschleiß der Führungen abgesehen, infolge der notwendigen Beschränkung der Hubzahl
keine Produktionsleistung erzielt werden könnte. Das gleiche würde der Fall sein,
wenn man statt des Werkstückträgers die Walze hin und her bewegen würde. Da verformungstechnische
Überlegungen dazu nötigen, den Walzendurchmesser möglichst klein zu bemessen, müßte
die Streckwalze durch Walzen größeren Durchmessers abgestützt werden, und dies würde
wiederum zu praktisch unzulässigen hin und her zu bewegenden Massen führen.
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Die Streckpresse nach der Erfindung vermeidet die den bisher bekannten
Bauarten anhaftenden Mängel. Da das Walzsegment auf seiner ganzen Länge gegen den
starren Pressenrahmen abgestützt ist, kann der Radius desselben so klein bemessen
werden, als es der für das Ausstrecken der vorgeschobenen Abschnitte notwendige
Abwicklungsweg erfordert.
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. Es sind bereits Streckpressen bekannt, die zwecks Herstellung in
der Längsrichtung profilierter Bleche oder Bänder mit Einrichtungen versehen sind,
um den Walzspalt selbsttätig zwischen zwei Streckoperationen um gleiche Beträge
zu vergrößern oder zu verkleinern. Es hat sich nun gezeigt, daß man mit Streckpressen
dieser Bauart zwar Werkstücke mit zu-oder abnehmender Stärke herstellen kann, aber
nicht solche von jeweils gewünschter Länge und Konizität. Um Werkstücke von der
j eweils geforderten Länge und Konizität fabrikationsmäßig herstellen zu können,
bedurfte es der erst durch die Erfindung vermittelten Erkenntnis, daß gleichzeitig
mit der Änderung des Walzspalts auch eine Änderung des Vorschubwegs vorgenommen
werden muß, und zwar in dem Sinne, daß die gestreckten Abschnitte über die ganze
Länge des gestreckten Werkstückes gleiche Längen aufweisen. Folgendes Ausführungsbeispiel
mag dies verdeutlichen: Aus einem Band von 5 mm Stärke soll ein Band von 5 m Länge
hergestellt werden, das an einem Ende x mm, am anderen 5 mm stark sein soll. Die
gestreckten Abschnitte sollen 1o mm lang sein. Es sind somit zur Herstellung dieses
Streifens 5ooEinzelstreckungen erforderlich. Mit dem größten Verformungsgrad beginnend,
muß das Ausgangswerkstück um 2 mm vorgeschoben werden. Nach der ersten Streckoperationwird
derWalzspaltum
vergrößert. Würde man nun das Strecken mit gleichbleibendem Vorschub fortsetzen,
so würde schon der zweite Streckabschnitt um etwa o,o8 mm kürzer und die folgenden
Abschnitte würden kürzer und kürzer werden, und der letzte Abschnitt würde bei
Stärke nur 2 mm lang sein. Der so hergestellte Streifen würde weder die gewünschte
Länge noch die gewünschte Konizität haben.
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Man könnte Werkstücke von bestimmter Länge und Konizität auch mit
konstantem Vorschub herstellen, müßte aber dann Einrichtungen vorsehen, die gestatten,
die Größe der Walzspaltänderung nach jeder Streckung zu veimindern. Abgesehen davon,
daß sich dadurch die Konstruktion der Walzspaltverstellungseinrichtungen sehr viel
verwickelter gestalten würde, würde dies eine beträchtliche Erhöhung der Streckoperationen
und Verlängerung der Herstellungszeit der Keilstreifen zur Folge haben.
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Diese Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß
Vorrichtungen vorgesehen.sind, die gestatten, bei gleichbleibender Größe der Walzspaltänderung
die Größe des Vorschubs nach jeder Streckung der Walzspaltänderung in der Weise
anzupassen, daß die gestreckten Abschnitte über die ganze Länge des gestreckten
Werkstücks die gleichen Längen aufweisen.
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Abb. i ist eine Ansicht der Presse von der Werkstückeinführungsseite
aus gesehen; Abb. 2 ist ein Schnitt in der Linie A-A der Abb. i; Abb. 3 ist eine
Ansicht der Presse von der Werkstückaustrittsseite gesehen, die rechte Hälfte im
Schnitt nach der Linie B-B der Abb. 4; Abb, 4 ist eine seitliche Ansicht der Presse,
und zwar der Seite, auf der die Steuerungseinrichtungen angeordnet sind; Abb. 5
ist ein Schnitt nach der Linie C-C der Abb. 3 ; Abb. 6 zeigt die Einzelheiten der
Vorrichtung zum Anheben der oberen Vorschubwalze; Abb. 7 ist ein Schnitt in der
Linie D-D der Abb. 4; Abb. 8 ist ein Schnitt in der Linie E-E der Abb. 7; Abb. g
ist ein Schnitt in der Linie F-F der Abb. 7; Abb. io ist ein Schnitt in der Linie
GG der Abb. i und Abb. ii stellt einen Schnitt in der Linie H-H der Abb. i dar.
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In dem Pressengestell i ist die Vorlegewelle 2 gelagert, die über
die Zahnradpaare 3, 4 und 3', 4' die Kurbelwelle 5 antreibt, deren gabelförmig ausgebildete
Kurbelstangen 6 und 6' durch die Zapfen 7, 7' mit den Kniegelenken 8, 8" bzw. 8',
8 ä verbunden sind. Die Kniegelenke 8 und 8' sind mit den Zapfen 9
und
g' im Pressengestell abgestützt. Die Kniegelenke 8 a, und 8"' sind durch den Zapfen
io mit dem Schlitten 12 verbunden, der durch den Kurbeltrieb unter Vermittlung der
Kniegelenke 8, 8" und 8', 8"' geradlinig hin und her bewegt wird. Der Schlitten
12 und der Zapfen io sind durch seitliche Führungslaschen ii und ii' an dem Pressengestell
aufgehängt (Abb. 3). Durch seitliche Führungslaschen 13, 13' ist das Walzsegment
14 an den Zapfen (Abb.3) io angelenkt.. Wie aus Abb. 5 zu entnehmen ist, stehen
die Führungslaschen 13, 13' mit Zahnstangen 15, 15' im Eingriff, die, an ihren Enden
durch einstellbaren Federdruck gegen das Pressengestell abgestützt, das Walzsegment
14 in der richtigen Arbeitsstellung halten.
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Das Streckwerkzeugunterteil 16 ruht auf den Spindeln 17, 17', die
durch Drehung der zugehörigen, im Pressengestell gelagerten Zylindermuttern 18,
18' gehoben und gesenkt werden können.
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Da das Walzsegment im Rückhub das gewalzte Blech zurückzuschieben
neigt, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, das Werkzeugunterteil im Rückhub um
einen geringen Betrag zu senken. Da die Blechstreckpresse hauptsächlich Verwendung
für die Herstellung von Streifen und Bändern von ungleichmäßigen Stärken finden
soll, müssen auch Einrichtungen vorgesehen werden, den Walzspalt nach jedem Hub
oder je nach den Erfordernissen nach einer Anzahl von Hüben zu vergrößern oder zu
vermindern.
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Diesen beiden Zwecken dienen folgende Einrichtungen: Die das Heben
und Senken des Werkzeugunterteils bewirkenden Drehungen der Zylindermuttern 18,
18' werden durch die im Zahnrad 4 (Abb. 4) angeordnete Kurve ig gesteuert, in der
die an dem einen Ende des Winkelhebels 2i befestigte Rolle 2o geführt ist. Dieser
Winkelhebel ist durch einen Zapfen am Pressengestell drehbar befestigt und mit seinem
kürzeren Schenkel an den Steuerkopf 22 angelenkt, in dem die Steuerspindel 23 drehbar
gelagert ist, die mit der Zahnstange 24 verschraubt ist. Diese wird durch die Stützrolle
24a und die Führungsscheiben 25a und 25 h mit dem auf der Welle 26 befestigten
Zahnrad 25 im Eingriff gehalten.
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Auf der Welle 26 sind die Schnecken 27, 27' befestigt, die mit den
auf den Zylindermuttern 18, 18' verkeilten Schneckenrädern 28, 28' im Eingriff stehen.
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Durch die vorstehend beschriebenen Vorrichtungen wird das Werkzeugunterteil
in bestimmten Hubabschnitten vorübergehend gesenkt und gehoben, der Walzspalt aber
nicht verändert. Diesem Zweck dienen nachstehende, mit den vorstehend beschriebenen
kombinierte Vorrichtungen, die in Abb. 7 bis g im vergrößerten Maßstab dargestellt
sind.
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In dem Steuerkopf 22 ist eine Schnecke 22" gelagert, die mit einem
am Kopfende der Steuerspindel 23 angeordneten, mit dieser aus einem Stück bestehenden
Schneckenrad im Eingriff steht. Über den Steuerkopf hinaus ist die Schnecke 22a
in eine Welle verlängert, auf der die Büchse 22b befestigt ist. Auf dieser ist der
Hebel 22E drehbar befestigt. Um den Hebel 22E über die Büchse 22b mit der Schnecke
22a zu kuppeln, sind die Freiläufe 22,3 und 22,1' mit einander entgegengesetztem
Drehsinn vorgesehen, deren innere Laufscheiben 22e, 22E' auf der Büchse befestigt
sind, während ihre äußeren Ringe?,?"" 22f' mit einer Feinverzahnung 22.,
versehen sind. Ein entsprechend verzahntes, auf dem Hebel 22E verschiebbar angeordnetes
Klemmstück 2,2, kann wahlweise mit der Schraube 22% an einen der beiden Freiläufe
festgeklemmt werden, womit der äußere Ring des betreffenden Freilaufs mit dem Hebel
22E gekuppelt ist. Das in einem Längsschlitz des Hebels 22e verschiebbare, auf einer
Büchse 22k drehbare Gelenkstück 22, und die Schraube 22m dienen zur Befestigung
der Büchse 22k an der am Pressengestell angeordneten Spaltverstellungskurve 22n.
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Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Vorrichtungen ist wie
folgt Durch die im Zahnrad 4 angeordnete Kurve ig wird der senkrechte Arm des Winkelhebels
21 (Abb. 4) nach links gedreht und die Steuerspindel 23 und die Zahnstange 24 nach
abwärts gestoßen. Die dadurch bewirkte Drehung des Zahnrads 25 wird auf die Welle
26 und die Schnecken 27, 27' übertragen, die ihrerseits die Schneckenräder 28, 28'
und damit die Lagermuttern 18, 18' in Umdrehung versetzen. Form und Anordnung der
Kurve 1g im Zahnrad 4 und der Drehsinn der Schnecken und Schneckenräder sind so
gewählt, daß während des Rückhubs des Walzsegments das Werkzeugunterteil um einen
geringen Betrag gesenkt und nach Beendigung des Rückhubs in die Ausgangsstellung
oder in eine der gewünschten Änderung des Walzspalts entsprechende neue Stellung
gehoben wird, je nachdem die oben beschriebenen zusätzlichen Einrichtungen zur Änderung
des Walzspalts außer oder in Tätigkeit sind.
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Wenn der Hebe122E in der in Abb.4 gezeigten Stellung fixiert ist,
wird bei dem Niedergang des Steuerkopfes 22 die vorgesehene maximale Drehung der
Steuerspindel 23 hervorgerufen, die, je nachdem der Freilauf 22d oder 22ä
auf den Hebel 22E geschaltet ist, die Zahnstange 24 hebt oder senkt, was eine Änderung
des Walzspalts zur Folge hat, da der Freilauf 22d bzw. 22,1' die Umkehrung der Drehung
der Steuerspindel 23 im Rückhub des Steuerkopfs 22 verhindert. Handelt es sich um
die Herstellung von Werkstücken, die entweder im ganzen oder in bestimmten Abschnitten
gleichmäßige Stärke aufweisen sollen, so ist der Hebel 22, entweder auf die in Abb.
4 punktiert gezeichnete o-Stellung zu schalten oder die Kupplung bzw. Klemmstück
22h derselben mit den Freiläufen 22, oder 22d' zu lösen.
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Da die Wandstärkenverminderung bei dem Streckverfahren nach der Erfindung
abschnittweise stattfindet und bei der Herstellung von Keilstreifen und Bändern
meist beträchtliche Unterschiede in den Stärken der Enden bestehen, so müssen, um
gleichmäßige Streckungen zu erzielen, die Vorschubeinrichtungen so beschaffen sein,
daß die Vorschubstrecke dem jeweiligen Abstreckungsgrad entspricht. Handelt es sich
beispielsweise um die Herstellung eines Keilstreifens aus einem 5-mm-Band, der bei
5 m Länge an dem einen Ende i mm und am anderen Ende 5 mm stark sein soll, so muß
das Band, um beispielsweise gleichmäßige Streckstufen von io mm zu erzielen, zu
Beginn des Streckens um 2 nun und
am Ende um nahezu io mm vorgeschoben
werden.
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Auf der Kurbelwelle 5 ist die Kurve 31 (Abb. i) befestigt,
die über die Rolle 31" den mittels des Gelenkstücks 34 an dem Lager Sie des Pressengestells
i befestigten Gelenkkopf 34 steuert. An diesem ist die Schubstange Sie befestigt,
die in einem Auge des Pressengestells geführt durch das Teil 31" mit dem Freilauf
32 gelenkig verbunden ist. Die Druckfeder 3i8, zwischen Gelenkkopf 34 und
Pressengestell wirkend, drückt die Rolle 31" gegen die Kurve 31, soweit dies die
noch zu beschreibende Kurve 47 zuläßt. Die Kurve 31 ist so geformt, daß sie im hinteren
Totpunkt des Walzsegments die Schubstange Sie vorstößt und über den Freilauf 32
und die Klauenkupplung 33 (Abb. i) die Welle 34 in Umdrehung versetzt, die über
das Zahnradpaar 35, 35' mit der Welle 34' im Eingriff steht. Die Wellen 34, 34'
sind durch die Gelenkkupplungen 36, 36' mit den Vorschubwalzen 37, 37' verbunden.
Der für den Vorschub erforderliche Anpreßdruck dieser Walzen wird durch in den Lagern
38, 39 verschraubte Bolzen 4o und sich gegen die Lager 38', 3g' und die Muttern
41 abstützende Druckfedern 42 erzeugt. Um das Werkstück in die Vorschubwalzen einführen
zu können, sind Hebel 43 vorgesehen, die (Abb. 6) Exzenter 44 drehen, welche über
die Querbalken 45 und die Bolzen 4o die Vorschubwalze 37 anheben.
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Die stetigen Änderungen der Vorschubstrecke werden durch die auf der
Welle 5 befestigte Kurve 46 und die Kurve 47 gesteuert. Die Kurve 46 ist in ständigem
Kontakt mit der Rolle 46a, die in dem Schaltkopf 46b (Abb. ii) gelagert ist, der
seinerseits drehbar an -dem Lager 46e des Pressengestells befestigt ist. In dem
Schaltkopf 46b ist eine horizontale Spindel 46,3 angeordnet, durch die der Schieber
46e nach rechts oder links verschoben werden kann. Mit dem Schieber 46e ist das
eine Ende der Schubstange 46f drehbar verbunden, während das andere Ende derselben
drehbar an der hebelartigen Verlängerung 468 des äußeren Rings des Freilaufs 467,
befestigt ist. Mittels der Zugfeder 46i wird die Rolle 46" an die Kurve 46 gedrückt.
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Die Kurve 47 ist an dem inneren Kranz des Freilaufs 467, befestigt,
der drehbax im Pressengestell gelagert ist. Die in einem Auge des Pressengestells
x geführte Schubstange 48 wird durch die Rolle 48" gesteuert.
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Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Vorrichtungen ist wie
folgt: Der Vorschub wird im hinteren Totpunkt des Walzsegments durch die Kurve 31
über die Schubstange Sie. den Freilauf 32 und die Klauenkupplung 33 bewirkt.
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Die Vorschubstrecke wird durch die Form der Kurve 47 bestimmt, die
über die Rolle 48" und die Schubstange 48 den Drehungswinkel des Freilaufs 32 regelt.
Die Drehung der Kurve 47 wird durch die Kurve 46 bewerkstelligt. Durch den Schieber
46, wird der Drehungswinkel der Kurve 47 eingestellt. Je mehr der Schieber 46e in
der Richtung des Drehpunkts des SchaltkOpfs 46b verschoben wird, um so viel mehr
verringert sich der Drehungswinkel der Kurve 47. Die Handräder 30, 30"',
die Schnecken 30, 30' und die Schneckenräder 29, 2g' (s. Abb. 2 und 3) sind für
einen doppelten Zweck bestimmt, nämlich einerseits um die Spindeln 17, 17' gegen
Verdrehung zu sichern, wenn beim Spaltverstellen die Zylindermuttern 18, 18' gedreht
werden, andererseits um den Walzspalt in der ganzen Breite genau einzustellen.