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Verfahren zum Vorwärmen von gewindezuwalzenden Werkstücken aus Stahl
und Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren
beim Vorwärmen von gewindezuwalzenden Werkstücken aus Stahl sowie auf eine Vorrichtung
dazu.
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Das Verfahren bezweckt, auf dem Wege der Vortemperierung der Werkstücke
deren Walzfähigkeit zu verbessern und damit die Walzzeiten herabzusetzen.
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Es sind Warmgewindewalzmaschinenbekannt, bei denen das Werkstück in
warmem Zustand zwischen die Walzen gebracht und gewalzt wird. Die Erwärmung der
Werkstücke erfolgte außerhalb der Zuführungsvorrichtung. Deshalb mußten die Werkstücke
wesentlich höher erwärmt werden., da die Abkühlung bis zum Einbringen der Werkstücke
zwischen die Walzen berücksichtigt werden muß. Diese Warmgewindewalzmaschinen dienen.
zur Herstellung von groben Gewinden, beispielsweise Holzgewinden, bei denen es auf
keine große Genauigkeit ankommt. Die Werkstücke werden ohne Einhaltung einer genauen
Temperatur zumeist rotwarm vorgewärmt, so daß der Werkstoff ähnlich wie beim Schmiedevorgang
verformbar ist. Bei diesen Walzerzeugnissen kommt es nicht auf Präzision an, und
es werden auch keine hochwertigen Stähle als Werkstückmaterial verwendet. Beim Walzen
hochwertiger Materialien muß eine
Entkohlung der Oberfläche durch
zu hohe Erwärmung vermieden werden. Für das Walzen von Präzisionsgewinden ist jede
Zunderbildung störend. Auf diese Notwendigkeiten hat man bisher keine Rücksicht
genommen. Man hat das Werkstück ohne jede Kontrolle rotwarm gemacht. Präzisionsgewinde
sind auf diese Weise nicht herstellbar. Hierzu hat man die Werkstücke unter Anwendung
großer Walzdrücke bisher in kaltem Zustande gewalzt.
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Durch das Verfahren, nach der Erfindung werden diese Nachteile vermieden,
welches darin besteht, daß Werkstücke aus vergütetem Stahl kurz vor dem Walzvorgang
bis unterhalb der Anlaßtemperaturen und solche aus weicheren Werkstoffen auf Temperaturen
etwa zwischen 20 und 15o° C erwärmt werden, wobei diese Temperaturen unterhalb der
Temperaturen liegen, bei denen die Glühfarben an den blanken Oberflächen des Materials
auftreten. Diese Temperaturen liegen so, daß die Festigkeit der Metalle erhalten
bleibt, trotzdem aber die Walzfähigkeit verbessert wird und damit die Walzzeiten
erheblich herabgesetzt werden. Diese Vorteile der Erfindung wirken sich besonders
beim Walzen von hochwertigen Werkstoffen hoher Festigkeit aus. Die Walzzeiten können
bei der erfindungsgemäßen Vortemperierung der Werkstücke, die kurz vor dem Walzvorgang
stattfindet, bis zu 60% herabgesetzt und damit die Stückleistung der Maschine entsprechend
auf über 5o% heraufgesetzt werden. Bei gleicher Walzzeit könnte aber auch der Walzdruck
bis zu einem Drittel seines Wertes herabgesetzt werden, wenn. dies zweckmäßig ist.
Da das Vorwärmen der Werkstücke unmittelbar vor dem Walzen erfolgt, können nach
einem weiteren Merkmal des Verfahrens nur die zu walzenden, äußeren Mantelzonen
der Werkstücke vorgewärmt werden. Besonders bei Hohlkörpern, ist es wichtig, nur
die äußeren Mantelzonen der Werkstücke anzuwärmen, um ein Aufweiten oder Verziehen
des Zylinderkörpers beim Einwalzen des Gewindes zu vermeiden.
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Die ebenfalls Gegenstand der Erfindung bildende Vorrichtung zur Ausübung
des Verfahrens, die mit einer vorzugsweise elektrischen Vorwärmeinrichtung und einem
Zuführungskanal in der Zuführungsstrecke der Werkstücke zu der Gewindewalzeinrichtung
versehen ist, kennzeichnet sich dadurch, daß die Heizvorrichtung um den Zuführungskanal
herum angeordnet ist und diesen auf seiner ganzen Länge oder einem Teil derselben
umgibt. Diese Vorrichtung ermöglicht es, kurze Werkstücke, beispielsweise Bolzen,
hintereinander den Werkzeugwalzen der Gewindewalzmaschine zuzuführen und sie während
der Zuführung, ohne durch die Heizvorrichtung selbst in ihrem Fluß behindert zu
sein, zu erwärmen. Eine solche Möglichkeit ist durch die bereits bekannte elektrische
Anwärmvorrichtung an einer Maschine zum Walzen von Rippenrohren nicht gegeben.
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Eine z-,veckmäßige Ausführun.gsfom, der Erfindung besteht darin, daß
die Heizspule in einem Gehäuse angeordnet ist, dessen inneres Führungsrohr das Ende
des Zuführungskanals bildet. Ein weiteres Merkmal der Erfindung kennzeichnet sich
durch eine steuerbare Sperrung, die den Lauf je eines einzelnen. Werkstückes im
innerhalb der Heizvorrichtung gelegenen Teil des Zuführungsrohres, entsprechend
dem Arbeitstakt der Gewindewalzmaschine, sperrt und freigibt. Zweckmäßig besteht
die Sperrung aus Sperrstiften, wobei ein mit diesen gekuppelter Steuermagnet mittels
Schieber die Sperrstifte vor- und zurückschiebt.
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Damit die Werkstücke, ohne weitere Vorschubeinrichtüngen zu benötigen,
nacheinander in vorgewärmtem Zustand den Werkzeugwalzen zugeführt werden können,
ist der Zuführungskanal geneigt angeordnet. Er kann rohrförmig ausgebildet sein.
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Eine weitere zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung besteht darin,
daß ein an sich bekannter Thermostat die Erwärmung konstant hält.
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Der Gegenstand der Erfindung ist in. der Zeichnung beispielsweise
dargestellt, und zwar zeigt Abb. r das Arbeitsprinzip einer bekannten Gewindewalzmaschine,
Abb.2 den. Erfindungsgegenstand in Seitenansicht, Abb.3 einen senkrechten Schnitt
durch eine solche Einrichtung und -Abb. q. einen Schnitt nach der Linie A-A der
Abb. 3.
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Zn Abb. i bezeichnen d und b die beiden Walzen einer Gewindewalzmaschine,
von denen z. B. die Walze b in Richtung des Pfeiles I quer zur Achsrichtung gegen
die Walze a und damit gegen ein zwischenliegendes Werkstück W geführt wird, um in
letzteres das gewünschte Gewinde einzuwalzen, wonach die Walze b wieder zurückgeführt
wird und dabei die Auswechselung des gewalzten Werkstückes mit einem noch zu walzenden
erfolgt, welches Arbeitsspiel sich taktmäßig wiederholt.
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Die Zuführung und das Auswerfen der Werkstücke kann nach Abb. 2 z.
B. mittels eines im Takt der Maschine absatzweise weitergeschalteten drehbaren Revolverkopfes
c erfolgen.
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Um nun die erforderliche Zeitdauer für das Einwalzen des Gewindes
in das jeweils zwischenliegende Werkstück W erheblich herabzusetzen und damit den
beschriebenen Arbeitstakt der Maschine erheblich beschleunigen zu können, werden
nach der Erfindung die zugeführten Werkstücke kurz vor dem Einwalzen des Gewindes
erwärmt, vorzugsweise - insbesondere bei hohlen Werkstücken. - nur an der äußeren
Mantelzone derselben. Eine solche beispielsweise Einrichtung ist in den Abb. 2 bis
q. dargestellt.
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d bezeichnet den Zuführungskanal, welcher mit einer Heizspirale e
und einem diese einschließenden Gehäuse f' umgeben ist, welches ein weiteres kleines
Gehäuse g trägt. Dieses enthält einen. senkrecht beweglichen Schieber h, der mittels
Schwinghebels, i
z. B: von einem im Arbeitstakt der Maschine beeinflußten
Elektromagneten j (oder hydraulisch) gesteuert wird. Zwei Zapfenschrauben
k, l des Schiebers h greifen in schräge Schlitze zweier kleiner Querschieber
liz, n, in welche Steuerstangen
o, p eingesetzt sind, die, je nach
Stellung der Ouerschieber, bis in den Kanal d hineinragen. können.
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Wenn die Teile die gezeigte Lage einnehmen, befindet sich das freie
Ende der oberen Steuerstange o im Inneren des Kanals d (Abb. 3) und stützt das unterste
Werkstück W ab, während das vorher darunter gewesene von der zurückgegangenen Steuerstange
p freigegeben wurde und auf die Revolverautomatik c gefallen ist, die das Werkstück
im angewärmten Zustand zwischen die Gewindewalzen a, b gebracht hat. Wird nunmehr
der Schieber 1a durch den Elektromagneten j (oder hydraulisch) nach unten
geschaltet, so geht die Steuerstange p vor und die Steuerstange o zurück, so daß
das von letzterer abgestützte, unterste Werkstück W nach unten fällt und so lange
von der Stange p - bei gleichzeitiger Anwärmung der äußeren Mantelzone - gehalten
wird, bis der Schieber 1z - im Arbeitstakt der Maschine -wieder nach oben gezogen
wird, welches Arbeitsspiel sich selbsttätig und fortlaufend wiederholt.
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Die Stromzuführung zur Heizspirale e wird, wie bereits erwähnt, durch
einen (nicht dargestellten) Thermostaten gleichbleibend auf der bestimmten Größe
gehalten. Die einstellbaren Heiztemperaturen bewegen sich etwa, je nach den Eigenschaften
der Werkstücke, von 2o° (ungeheizte Normaltemperatur) bis zu etwa i5o°, welche jeweils
erfahrungsgemäß ermittelt werden.