EP3283243A1 - Ringwalzvorrichtung mit axial feststehenden wälzlagern - Google Patents

Ringwalzvorrichtung mit axial feststehenden wälzlagern

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EP3283243A1
EP3283243A1 EP16717329.3A EP16717329A EP3283243A1 EP 3283243 A1 EP3283243 A1 EP 3283243A1 EP 16717329 A EP16717329 A EP 16717329A EP 3283243 A1 EP3283243 A1 EP 3283243A1
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EP
European Patent Office
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mandrel
ring
rolling
rolling bearing
rolling device
Prior art date
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Granted
Application number
EP16717329.3A
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English (en)
French (fr)
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EP3283243B1 (de
Inventor
Andreas MARITZ
Andreas Matt
Thomas Christoffel
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Hatebur Umformmaschinen AG
Original Assignee
Hatebur Umformmaschinen AG
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Filing date
Publication date
Family has litigation
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Application filed by Hatebur Umformmaschinen AG filed Critical Hatebur Umformmaschinen AG
Publication of EP3283243A1 publication Critical patent/EP3283243A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3283243B1 publication Critical patent/EP3283243B1/de
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Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H1/00—Making articles shaped as bodies of revolution
    • B21H1/06—Making articles shaped as bodies of revolution rings of restricted axial length
    • B21H1/12—Making articles shaped as bodies of revolution rings of restricted axial length rings for ball or roller bearings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H1/00—Making articles shaped as bodies of revolution
    • B21H1/06—Making articles shaped as bodies of revolution rings of restricted axial length

Definitions

  • the present invention relates to a
  • a known variant for producing rings for example for ball bearings, is first to forge a ring blank, which is then further processed by ring rolling.
  • ring rolling is the
  • the nip between the mandrel and the forming roll must be continuously reduced, which can be done for example by a displacement of the mandrel to form the forming or vice versa.
  • DE 703 436 C is a ring rolling device
  • a roller as a pressing member and a turntable with a plurality of rotatably mounted thorns around which are mounted to be rolled ring blanks.
  • the mandrels are movable towards the pressing element every now and then.
  • a decreasing rolling gap is formed between the mandrel and the pressing element, in which the
  • the mandrels in each case engage in a conical bore in a mandrel-roll pin rotatably mounted in the turntable and are fixedly connected at the top with a second mandrel-roll pin.
  • Disadvantages of this ring rolling device are the relatively imprecise mounting of the mandrels, which leads to rolling inaccuracies, and the large, relatively heavy turntable, which slows down the operation.
  • CH 706 844 AI Another ring rolling device for expanding a ring blank is described in CH 706 844 AI. It comprises a pressing element, several rotatably mounted
  • Mandrels around each of which a ring blank is storable, and a rotatable revolver drum, in which the mandrels are rotatably mounted. By rotating the revolver drum, the mandrels are movable towards the pressing element from time to time.
  • the revolver drum is relative to
  • the revolver drum per mandrel, for example, two roller bearings and at least two rotatably mounted support rollers, which the mandrel in the direction of
  • the at least two rotatably mounted support rollers enable support of the mandrel during rolling to accommodate the rolling forces over a desired mandrel length and rotation of the mandrel during rolling about its mandrel rotation axis, wherein the mandrel rolls on its support rollers.
  • the ring rolling device according to CH 706 844 AI has the advantage that both the feeding of the ring blank in the rolling position and the rolling of the ring blank by the revolver drum is rotated towards the pressing element. By this rotation, first, a roll gap is formed and the ring blank brought into contact with the pressing element and then the nip
  • the at least two rotatably mounted support rollers allow a support of the mandrel during rolling for receiving the rolling forces over a desired mandrel length and a
  • the present invention is therefore based on the object to simplify a ring rolling device of the generic type constructive. It should be the
  • Ring whale zoriques for expanding a ring blank comprises a pressing member, a rotatably mounted mandrel having a first end portion, a second end portion and therebetween a central part, around which the ring blank is storable, and a feed arrangement in which the mandrel with its first end portion is rotatably mounted in a first roller bearing and with its second end part in a second rolling bearing, so that the middle part of the mandrel is exposed for supporting the ring blank.
  • the second rolling bearing is arranged axially fixed in the Zustellan eleven and the mandrel is axially movably mounted relative to the second rolling bearing, so that the second end portion of the mandrel from the second rolling bearing is pulled out or inserted into this.
  • the first rolling bearing in the feed arrangement is arranged axially fixed and the mandrel is mounted axially movable relative to the first rolling bearing.
  • the pivot bearing of the mandrel in axially fixed bearings is structurally less expensive than the storage on different types of bearings and in addition to support rollers.
  • the first and the second rolling bearing are tangentially movable bearings, in particular
  • Spherical roller bearings and self-aligning ball bearings withstand high radial and axial loads and are well suited to compensate for misalignments. Moreover, they are relatively compact.
  • the bushings are tiltable relative to the axis of rotation of the first and the second rolling bearing
  • Verkipples the bushes is limited by stops. This allows a safe insertion of the mandrel in the rolling bearing or their sleeves.
  • Rolling arranged bush a funnel-shaped
  • the mandrel is conical or rounded at its front end at the second end portion.
  • the feed arrangement in an advantageous embodiment variant is conical or rounded at its front end at the second end portion.
  • adjustable stop element for the front end of the mandrel for positioning the mandrel in the longitudinal direction of the mandrel. This allows accurate positioning of the mandrel and the ring blank thereon for rolling and is particularly important if the mandrel and / or the pressing element has a profiling to be transmitted to the ring blank.
  • the stop element projects partially into the second rolling bearing and is opening out into the interior of the second rolling bearing
  • Supply line formed for a cleaning and / or coolant. This allows the cans at times when no mandrel stored in them or the mandrel
  • the stop element is rotatably mounted. As a result, the wear due to an adjacent, rotating mandrel can be significantly reduced.
  • the feed arrangement expediently comprises an alternative stop element for a stop collar on the first end part of the mandrel for positioning the mandrel in the latter
  • the alternative stop element is formed by the rotatably mounted in the first bearing sleeve. This training of
  • Stop element is structurally particularly simple. According to a preferred embodiment, the
  • Zustellan note a rotatable turret drum, wherein the turret drum is arranged relative to the pressing member so that by rotating the turret drum between the mandrel and the pressing member is a decreasing
  • Rolling gap is formed.
  • the storage of the mandrel on a revolver drum is structurally favorable and allows a high machine cycle.
  • the revolver drum comprises two spaced-apart, torsionally rigidly interconnected,
  • disc-like drum parts in which the first roller bearing and the second roller bearing for the mandrel are arranged axially fixed.
  • Ring rolling device can be quickly and easily converted to another mandrel diameter.
  • At least the sleeve arranged in the second rolling bearing preferably has an annular groove
  • the second rolling bearing can be easily removed by means of the tool from the ring rolling device.
  • the ring rolling device has a preferably closed cooling system for the roller bearings and / or infeed arrangement.
  • Ringwal zVorrauma a Dornverstell noticed for adjusting the mandrel in the longitudinal direction of the mandrel on. This allows, by retracting the mandrel, feeding a ring blank into a loading position and again
  • the finished rolled ring can be removed again by withdrawing the mandrel from the mandrel.
  • Ringwal zVoriques a Ringrohlingzu slaughterhouse with which ring blanks can be fed individually to a point at which the mandrel is pushed through the supplied ring blank, that is, the above-mentioned loading position. This, together with the mandrel adjustment device, makes it easy to store a ring blank around the mandrel.
  • Ring blank are stored around a mandrel around, a ring blank are rolled at a second station and a ring blank from a mandrel at a third station be removed.
  • the rolling throughput can be increased significantly, that is, in a shorter time more ring blanks can be rolled into rings. Due to the higher roll set a ring rolling to the beat of manufacturing ring blanks is possible and the ring rolling device can for example be attached to a cold or hot-forming machine ⁇ . When affiliated with a hot forming machine can be exploited so the advantage that directly from the
  • Ring blanks can be rolled with the ring rolling device.
  • An additional warming of the ring blanks can be omitted for a hot ring rolling. Basically, however, a preliminary warming of the ring blanks before ring rolling is possible and inventive
  • Ringwal zVorraumen can be used both for a hot ring rolling and a cold ring rolling.
  • cooling of the components of the rolling means such as e.g. Mandrel,
  • Ring blank is rolled with each rotation to a smaller thickness. In this way, a larger Thickness reduction and a smoother,
  • the pressing element is a rotatably mounted drive roller.
  • a drive roller can, for example, be driven continuously by means of a motor and in turn transmit its rotational movement to the ring blank mounted around the mandrel as soon as it comes into contact with the drive roller.
  • a linear pressing element which in the
  • the rotation of the drive roller can be done continuously and at a constant speed, a again
  • Fig. 1 - a perspective view of a
  • Embodiment of an inventive Ringwal zVorraum a section through the ring rolling apparatus of Figure 1 shortly before rolling a ring blank.
  • FIG. 3 shows a section through the ring rolling apparatus of FIG. 1 analogous to FIG. 2, but during the rolling of a ring blank;
  • FIGS. 4-5 are various perspective detail views of parts of the ring rolling apparatus of FIG. 1
  • Fig. 6 - a sectional view of a revolver drum of
  • Fig. 7 is an enlarged view of the section VII of Fig. 6;
  • FIG. 12 shows a detail section of the ring rolling device with a mandrel according to FIG. 11 located in the stop position;
  • Fig. 13 - a section through a in a rolling bearing
  • Ring rolling device used assembly or disassembly tool.
  • FIGS. 1 and 2 of a ring rolling device comprises as pressing element a drive roller 1, which has a rolling surface 11 on its circumference, which is bounded on both sides by a collar 12 or 13.
  • the collars 12 and 13 prevent during the ring rolling a lateral
  • the drive roller 1 is rotatably supported by a shaft 14 on a bearing plate 15 and is by means of a drive device 10th
  • the bearing plate 15 is for example about three
  • a revolver rotating shaft 39 (Fig. 2) adjustable above and below attached to each of a rail 81 and 82, which in turn are firmly anchored in a machine frame 8.
  • the adjusting spindle 154 has for this purpose, for example, an external thread, which in an internal thread in a passage 83 through the
  • Machine frame 8 engages through which the
  • Adjusting spindle 154 is arranged.
  • Machine frame 8 is rotatably mounted and is rotated by means of a drive device 30, for example, an electric drive or servomotor.
  • the ring blank feed device 5 is designed to supply ring blanks 9 individually to a point at which a mandrel 2 passes through the supplied ring blank 9
  • the ring blank feed device 5 has a supply chute 51 in which a plurality of ring blanks 9 can be stored.
  • the supply chute 51 is provided at its lower end with an opening through which a
  • Spring element 54 is held in a retaining position in which it holds the ring blanks 9 in the supply chute 51. To release a single ring blank 9 is simply by means of a rotatable around the Revolvertrommelcoolachse 39 control cam 55 against the
  • the ring rolling device has a mandrel adjusting device 4 for adjusting the mandrel 2 in the longitudinal direction of the mandrel 2. Since the storage of the
  • Ring blanks 9 around the mandrel 2 around and removing the rolled out of the blank 9 ring 90 from the mandrel 2 takes place at two different locations, namely on the one hand directly below the supply shaft 51 and on the other hand, approximately after a rotation of the revolving drum 3 by about 150 ° the mandrel 4 4 two separate
  • a discharge channel 6 is arranged below the point of the ring removal in the illustrated ring rolling device.
  • Fig. 3 corresponds largely to Fig. 2, the difference is only in that the revolving drum 3 is rotated in Fig. 3 about 10 ° in the counterclockwise direction as in FIG. 2.
  • Fig. 2 is a first ring blank 9 in the loading position directly below the supply shaft 51 and it is just a first mandrel 2 pushed through this first ring blank 9.
  • a second ring blank 9 which is mounted around a second mandrel 2, which is located at an angular distance of 72 ° to the first mandrel 2, is close to the contact with the drive roller 1, so has not yet been rolled.
  • the revolver drum 3 is about 10 ° in
  • first ring blank 9 remains for the time being in the loading position directly below the supply shaft 51, but it can be seen that the first mandrel 2 has rotated by about 10 ° and now rests against the left inside of the first ring blank 9, so that he this in a further rotation
  • the second ring blank 9 is by turning the
  • Revolver drum 3 suitably chosen.
  • the multiple turning of the ring blank 9 during ring rolling enables a greater reduction in thickness and a more uniform, material-sparing rolling.
  • 4 and 5 the mandrel 4 is shown in more detail.
  • the mandrel adjusting device 4 comprises two separate, attached to the machine frame 8
  • the adjusting cylinder 41 comprises an extendible piston 411, on which a
  • Impact head 412 is attached. In the situation shown in FIG. 4, the impact head 412 abuts against a head 21 of the mandrel 2 and thus during extension of the piston 411 the mandrel 2 in the mandrel longitudinal direction into the revolving drum 3, where it is inserted through a ring blank 9 located in the loading position ,
  • the adjusting cylinder 42 comprises an extendible piston 421 to which a Händköpf 422 is attached.
  • the Schugreifköpf 422 engages in the illustrated in Figs. 4 and 5 situations the mandrel head 21 of another mandrel 2 and thus pulls when retracting the
  • the mandrel 2 is not unintentionally moved out of the revolving drum 3 when turning the revolver drum 3 in the counterclockwise direction, the has Ring rolling device on a hold-down 40 which is fixed in a flange about a mounted on the machine frame 8 mounting tube 81.
  • This hold-down 40 forms a stop for the mandrel head 21, as best seen in Fig. 5.
  • Drum parts 31 and 32 comprises, in each of which an end portion of the mandrels 2 is rotatably mounted, so that in each case a central part of the mandrels 2, around which a ring blank 9 is mounted, between the two disc-like drum parts 31, 32 exposed.
  • a spacer 34 (Fig. 2) is arranged, the mutual distance of the
  • Drum parts 31 and 32 determines.
  • the most significant difference of the inventive Ringwal zVorraum relative to the ring rolling device according to CH 706 844 AI consists in the manner in which the mandrels 2 are rotatably mounted in the revolving drum 3.
  • the mandrels are supported, inter alia, on rotatable support rollers.
  • the spines are 2 in the
  • the ring rolling device is mounted in each case in two roller bearings arranged so as to be axially fixed in the revolving drum 3, as shown in FIG. 6 and in particular in the enlarged detailed view of FIG.
  • the two disc-like drum parts 31 and 32 are uniformly distributed over the circumference five first bearings 310 and five second bearings 320 arranged axially fixed, each having a first
  • sleeve-shaped bushes 311 and 321 are rotatably mounted and secured against axial movement (Fig. 7).
  • a bushing 311 and a sleeve 321 together take a mandrel 2.
  • mandrel 2 When retracted into the turret drum 3 mandrel 2 (lower part of Fig. 6) is a first end portion of the mandrel 2 in the sleeve 311 of the first bearing 310 and a second end portion of the mandrel 2 in the sleeve 321 of the second rolling bearing 320. Between the Both end parts is the middle part of the
  • Rolling 320 was received, now in the sleeve 311 of the first rolling bearing 310. At the entrance or
  • the first and second rolling bearings 310 and 320 are, as shown here, preferably designed as a spherical roller bearing, for example, according to DIN 635-2.
  • Spherical roller bearings hold high radial and axial Loads stood and are well suited to compensate for misalignments. Moreover, they are comparatively
  • Rotary axis of the bearings and the axis of rotation of the stored mandrel can compensate.
  • Spherical roller bearings are preferred because of their long service life.
  • a funnel-shaped insertion slope 323 is formed on the bushes.
  • the mandrels 2 are conical or rounded at their front ends 2a.
  • the bearings can easily and quickly align with each other, without jamming of the mandrel takes place in the sleeve.
  • For positioning the mandrels 2 in their longitudinal direction is in the drum part 32 of the revolving drum 3 coaxial with the second rolling bearings 320 each one (eg by means of a
  • axially adjustable stop member 325 is provided which extends slightly into the second rolling bearing 320 and the bushes 321 inside. Due to the adjustability of the stop element, the
  • the stop element 325 has a
  • Feed line 326 the smaller, not
  • branch lines in the interior of the sleeve 321 opens. About this supply line, the sleeve 321 at times when there is no mandrel 2 in them, from outside a cleaning and / or a coolant can be supplied.
  • a stop assembly may be provided with a rotatably mounted stop member, as in the
  • the stop assembly 3250 includes an externally provided with a thread 3251 fixed part 3252 in which by means of a ball bearing 3253 a stop member 3254 is rotatably mounted.
  • the stop element 3254 has a supply line 3255, which opens via smaller branch lines 3256 into the interior of the sleeve 321.
  • this supply line the sleeve 321 at times when there is no mandrel 2 in it, from the outside a cleaning and / or a
  • the stop assembly 3250 is like the stop member 325 screwed into the drum part 32 of the revolver drum 3 and can be adjusted axially via the thread 3251.
  • the longitudinal positioning can also take place by means of an alternative stop element, which cooperates with a collar 22 formed directly on the mandrel head 21 at the rear end of the mandrel.
  • FIG. 11 shows one with such a collar 22
  • the end face of the mandrel head 21 is formed slightly curved so that the mandrel, if it is pressed in the direction of the head, a smaller frictional torque acts.
  • the front side could, for example, be conical or flat.
  • the bearings 310 and 320 are formed as inserts that can be easily installed as a whole in the revolver drum 3 and again removed from this. As a result, the ring rolling device can be quickly and easily converted to another mandrel diameter. Also, these inserts allow the cooling of the bearings and the two revolver drum parts in a closed
  • Coolant can be supplied or discharged again.
  • the spiral-shaped coolant channels 317 or 327 and the annular grooves 318a and 318b or 328a and 328b form outer coolant supply and discharge ports, not shown
  • Coolant system for cooling the rolling bearings 310 and 320 and the two Revolertrommelmaschine 31 and 32. Unspecified seals in the inserts prevent the ingress of dirt and water during both rolling and when not in use.
  • the first rolling bearing 310 shown on the right in the drawings are accessible from the (also shown on the right) front side of the ring rolling device ago and therefore relatively easy to install and remove.
  • the second rolling bearings 320 shown on the left this is more complicated if the revolving drum 3 is not to be dismantled.
  • their bushings 321 are equipped with a positive locking element, which is the intervention of a special, equipped with gripping elements
  • the form-fitting element is formed in the embodiment shown in Fig. 7 as an inner circumferential groove 329.
  • the bushings 311 of the first roller bearings 310 likewise have an annular groove 319 on which, if necessary, also to start
  • FIG. 10 An example of an assembly tool 1000 is shown in FIG. It comprises a rohrformigen handle 1010 with a flange 1011 and a rohrformigen extension 1012, whose outer diameter corresponds to the inner diameter of the bushes 321.
  • Locking slide 1015 whose outer diameter is slightly smaller than the inner diameter of the sleeve 321 and on the extension 1012 facing side has a conical taper.
  • Drum part 31 are removed from the ring rolling device.
  • a second rolling bearing 320 the procedure is reversed, wherein the tool 1000 can be pulled out of the rolling bearing 320 used with the ram 1013 pushed in.
  • the tool 1000 as
  • Balls have the advantage that they can be easily blocked in their final position without having to be aligned.
  • the feed arrangement can be realized, for example, as a movable mandrel bearing assembly over
  • Charging position brought, moved against the drive roller and is brought away from the drive roller in the unloading position.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Mounting Of Bearings Or Others (AREA)
  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)

Abstract

Eine Ringwalzvorrichtung zum Aufweiten eines Ringrohlings (9) umfasst ein Presselement, einen drehbar gelagerten Dorn (2) und eine Zustellanordnung (3), in der der Dorn (2) mit einem ersten Endteil in einem ersten Wälzlager (310) und mit einem zweiten Endteil in einem zweiten Wälzlager (320) drehbar gelagert ist. Der Ringrohling (9) ist um den Dorn (2) herum lagerbar. Mittels der Zustellanordnung (3) ist der Dorn (2) zum Presselement hin und wieder von diesem weg bewegbar, wobei zwischen dem Dorn (2) und dem Presselement ein sich verkleinernder Walzspalt gebildet wird, in dem der Ringrohling (9) gewalzt wird. Die beiden Wälzlager (310, 320) sind in der Zustellanordnung (3) axial feststehend angeordnet und der Dorn (2) ist axial relativ zu den beiden Wälzlagern (310, 320) beweglich gelagert.

Description

Ringwalzvorrichtung mit axial feststehenden Wälzlagern
Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Ringwalzvorrichtung gemäss dem Oberbegriff des
unabhängigen Patentanspruchs 1.
Eine bekannte Variante zum Herstellen von Ringen, beispielsweise für Kugellager, besteht darin, zunächst einen Ringrohling zu Schmieden, der dann durch Ringwalzen weiterverarbeitet wird. Zum Ringwalzen wird der
Ringrohling um einen Dorn herum gelagert und dann
zwischen dem Dorn und einer Umformwalze gewalzt. Dabei wird die Dicke des Ringrohlings reduziert und
gleichzeitig sein Umfang vergrössert, da kein Material entfernt wird. Zur Reduzierung der Dicke des Ringrohlings muss der Walzspalt zwischen dem Dorn und der Umformwalze kontinuierlich verringert werden, was beispielsweise durch eine Verschiebung des Dorns zur Umformwalze hin oder umgekehrt erfolgen kann.
In der DE 703 436 C ist eine Ringwalzvorrichtung
offenbart, die eine Walze als Presselement und einen Drehtisch mit mehreren darin drehbar gelagerten Dornen umfasst, um die herum die zu walzenden Ringrohlinge gelagert sind. Durch Drehen des Drehtischs sind die Dorne zum Presselement hin und wieder von diesem weg bewegbar. Dabei wird zwischen dem Dorn und dem Presselement ein sich verkleinernder Walzspalt gebildet, in dem der
Ringrohling gewalzt wird. Die Dorne greifen unten jeweils in eine kegelige Bohrung in einem im Drehtisch drehbar gelagerten Dornwalzenzapfen ein und sind oben jeweils mit einem zweiten Dornwalzenzapfen fest verbunden. Nachteile dieser Ringwalzvorrichtung sind die relativ unpräzise Lagerung der Dorne, was zu Walzungenauigkeiten führt, und der grosse, relativ schwere Drehtisch, was den Betrieb verlangsamt.
Eine weitere Ringwalzvorrichtung zum Aufweiten eines Ringrohlings ist in der CH 706 844 AI beschrieben. Sie umfasst ein Presselement, mehrere drehbar gelagerte
Dorne, um die herum jeweils ein Ringrohling lagerbar ist, und eine drehbare Revolvertrommel, in der die Dorne drehbar gelagert sind. Durch Drehen der Revolvertrommel sind die Dorne zum Presselement hin und wieder von diesem weg bewegbar. Die Revolvertrommel ist relativ zum
Presselement so angeordnet, dass durch Drehen der
Revolvertrommel zwischen dem jeweiligen Dorn und dem
Presselement ein sich verkleinernder Walzspalt gebildet wird, in dem der Ringrohling während des Drehens der Revolvertrommel gewalzt wird. Zur drehbaren Lagerung der Dorne weist die Revolvertrommel pro Dorn beispielsweise zwei Wälzlager und mindestens zwei drehbar gelagerte Stützrollen auf, die den Dorn in Richtung zur
Revolvertrommeldrehachse hin abstützen, so dass der Dorn sich während des Walzens zwischen den Stützrollen und dem Presselement befindet. Die mindestens zwei drehbar gelagerten Stützrollen ermöglichen eine Abstützung des Dorns während des Walzens zur Aufnahme der Walzkräfte über eine gewünschte Dornlänge sowie ein Drehen des Dorns während des Walzens um seine Dorndrehachse, wobei sich der Dorn auf seinen Stützrollen abwälzt.
Die Ringwalzvorrichtung gemäss CH 706 844 AI hat den Vorteil, dass sowohl das Zuführen des Ringrohlings in die Walzposition als auch das Walzen des Ringrohlings durch das Drehen der Revolvertrommel zum Presselement hin erfolgt. Durch dieses Drehen wird zunächst ein Walzspalt gebildet und der Ringrohling mit dem Presselement in Kontakt gebracht und anschliessend der Walzspalt
verkleinert, wodurch der Ringrohling zwischen dem Dorn und dem Presselement gewalzt wird, das heisst die
Wanddicke des Ringrohlings reduziert wird. Die mindestens zwei drehbar gelagerten Stützrollen ermöglichen eine Abstützung des Dorns während des Walzens zur Aufnahme der Walzkräfte über eine gewünschte Dornlänge sowie ein
Drehen des Dorns während des Walzens um seine
Dorndrehachse. Auf diese Weise kann eine gute
Walzpräzision erreicht werden. Ein Nachteil dieser bekannten Ringwalzvorrichtung besteht aber in der durch die vielen Stützrollen und deren Lagerung bedingten
Komplexität der Vorrichtung, welche auch einen negativen Einfluss auf die Steifigkeit der Anlage hat, und der unter anderem ebenfalls durch die Stützrollen bedingten relativ grossen zu bewegenden Massen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ringwalzvorrichtung der gattungsgemässen Art konstruktiv zu vereinfachen. Dabei sollen die
erreichbare Walzpräzision möglichst verbessert, bewegte Massen möglichst gering gehalten und die Steifigkeit möglichst erhöht werden.
Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemässe
Ringwal zVorrichtung gelöst, wie sie im unabhängigen
Patentanspruch 1 definiert ist. Besonders vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen. Das Wesen der Erfindung besteht im Folgenden: Eine
Ringwal z orrichtung zum Aufweiten eines Ringrohlings umfasst ein Presselement, einen drehbar gelagerten Dorn, der einen ersten Endteil, einen zweiten Endteil und dazwischen einen Mittelteil aufweist, um den herum der Ringrohling lagerbar ist, und eine Zustellanordnung, in der der Dorn mit seinem ersten Endteil in einem ersten Wälzlager und mit seinem zweiten Endteil in einem zweiten Wälzlager drehbar gelagert ist, so dass der Mittelteil des Dorns zur Lagerung des Ringrohlings freiliegt.
Mittels der Zustellanordnung ist der Dorn zum
Presselement hin und wieder von diesem weg bewegbar, wobei zwischen dem Dorn und dem Presselement ein sich verkleinernder Walzspalt gebildet wird, in dem der
Ringrohling gewalzt wird. Das zweite Wälzlager ist in der Zustellanordnung axial feststehend angeordnet und der Dorn ist axial relativ zum zweiten Wälzlager beweglich gelagert, so dass der zweite Endteil des Dorns aus dem zweiten Wälzlager herausziehbar bzw. in dieses einführbar ist. Erfindungsgemäss ist auch das erste Wälzlager in der Zustellanordnung axial feststehend angeordnet und der Dorn ist axial relativ zum ersten Wälzlager beweglich gelagert . Die Drehlagerung des Dorns in axial feststehenden Lagern ist konstruktiv weniger aufwändig als die Lagerung über andersartige Lager und zusätzlich über Stützrollen.
Ausserdem muss sowohl bei der Bewegung der
Zustellanordnung als auch beim Durchstecken des Dorns durch den Ringrohling und Einführen in das zweite
Wälzlager bzw. umgekehrt beim wieder Herausziehen des Dorns weniger Masse bewegt werden. Letzteres ist deswegen der Fall, weil die Wälzlager selbst axial feststehen und nur der Dorn selbst axial, das heisst in seiner
Längsrichtung, bewegt werden muss. Dies ermöglicht eine hohe Geschwindigkeit beim Zuführen und Ringwalzen von Ringrohlingen im Maschinentakt.
Vorzugsweise sind das erste und das zweite Wälzlager als tangential bewegliche Lager, insbesondere
Pendelrollenlager oder Pendelkugellager ausgebildet.
Pendelrollenlager und Pendelkugellager halten hohen radialen und auch axialen Belastungen stand und eignen sich gut, um Fluchtfehler auszugleichen. Ausserdem sind sie relativ kompakt.
Vorteilhafterweise sind im ersten und im zweiten
Wälzlager axial feststehende hülsenförmige Büchsen zur Aufnahme des Dorns drehbar gelagert. Die Büchsen
ermöglichen eine einfache Einführung des Dorns in die Wälzlager . Vorzugsweise sind die Büchsen relativ zur Rotationsachse des ersten bzw. des zweiten Wälzlagers kippbar
angeordnet, wobei zweckmässigerweise die Verkippbarkeit der Büchsen durch Anschläge begrenzt ist. Dies ermöglicht ein sicheres Einführen des Dorns in die Wälzlager bzw. deren Büchsen.
Zur erleichterten Einführung des Dorns in das zweite Wälzlager weist vorteilhafterweise die im zweiten
Wälzlager angeordnete Büchse eine trichterförmige
Einführschräge auf. Aus demselben Grund ist
vorteilhafterweise der Dorn an seinem vorderen Ende am zweiten Endteil konisch oder abgerundet ausgebildet. Zur Erhöhung der Walzpräzision weist die Zustellanordnung bei einer vorteilhaften Ausführungsvariante ein
vorzugsweise verstellbares Anschlagelement für das vordere Ende des Dorns zur Positionierung des Dorns in Längsrichtung des Dorns auf. Dies ermöglicht eine genaue Positionierung des Dorns und des darauf angeordneten Ringrohlings für das Walzen und ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn der Dorn und/oder das Presselement eine Profilierung aufweist, die auf den Ringrohling übertragen werden soll.
Zweckmässigerweise ragt das Anschlagelement teilweise in das zweite Wälzlager hinein und ist mit einer in den Innenraum des zweiten Wälzlagers ausmündenden
Zufuhrleitung für ein Reinigungs- und/oder Kühlmittel ausgebildet. Dadurch können die Büchsen zu Zeiten, in denen kein Dorn in ihnen gelagert bzw. der Dorn
mindestens teilweise herausgezogen ist, auf einfache Weise gereinigt und/oder gekühlt werden.
Vorteilhafterweise ist das Anschlagelement drehbar gelagert. Dadurch kann der Verschleiss aufgrund eines anliegenden, sich drehenden Dorns erheblich reduziert werden .
Bei einer alternativen Ausführungsvariante umfasst die Zustellanordnung zweckmässigerweise ein alternatives Anschlagelement für einen Anschlagbund am ersten Endteil des Dorns zur Positionierung des Dorns in dessen
Längsrichtung. Vorzugsweise ist dabei das alternative Anschlagelement durch die im ersten Wälzlager drehbar gelagerte Büchse gebildet. Diese Ausbildung des
Anschlagelements ist konstruktiv besonders einfach. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform ist die
Zustellanordnung eine drehbare Revolvertrommel, wobei die Revolvertrommel relativ zum Presselement so angeordnet ist, dass durch Drehen der Revolvertrommel zwischen dem Dorn und dem Presselement ein sich verkleinernder
Walzspalt gebildet wird. Die Lagerung des Dorns auf einer Revolvertrommel ist konstruktiv günstig und erlaubt einen hohen Maschinentakt.
Vorzugsweise umfasst die Revolvertrommel zwei voneinander beabstandete, drehstarr miteinander verbundene,
scheibenartige Trommelteile, in denen das erste Wälzlager und das zweite Wälzlager für den Dorn axial feststehend angeordnet sind. Durch die beiden drehstarr miteinander verbundenen, scheibenartigen Trommelteile kann der Dorn auf beiden Seiten des den Ringrohling lagernden
Mittelteils stabil und gleichzeitig drehbar gelagert werden .
Vorteilhafterweise sind das erste und das zweite
Wälzlager je als Ganzes auswechselbar in den
Trommelteilen montiert. Dadurch kann die
Ringwalzvorrichtung schnell und einfach auf einen anderen Dorndurchmesser umgebaut werden.
Mit Vorteil weist mindestens die im zweiten Wälzlager angeordnete Büchse ein vorzugsweise als Ringnut
ausgebildetes Formschlusselement zum Ansetzen eines Montagewerkzeugs auf. Damit kann das zweite Wälzlager mittels des Werkzeugs einfach aus der Ringwalzvorrichtung entfernt werden. Vorteilhafterweise weist die Ringwalzvorrichtung ein vorzugsweise geschlossenes Kühlsystem für die Wälzlager und/oder Zustellanordnung auf. Mit Vorteil weist die erfindungsgemässe
Ringwal zVorrichtung eine Dornverstelleinrichtung zum Verstellen des Dorns in Längsrichtung des Dorns auf. Dies ermöglicht es, durch Zurückziehen des Dorns, Zuführen eines Ringrohlings in eine Ladeposition und wieder
Vorstossen des Dorns und Durchstecken des Dorns durch den sich in der Ladeposition befindlichen Ringrohling diesen Ringrohling auf einfache Weise um den Dorn herum
anzuordnen bzw. zu lagern. Umgekehrt kann mit derselben oder einer weiteren Dornverstelleinrichtung der fertig gewalzte Ring durch Zurückziehen des Dorns wieder vom Dorn entfernt werden.
Vorzugsweise weist die erfindungsgemässe
Ringwal zVorrichtung eine Ringrohlingzuführeinrichtung auf, mit welcher Ringrohlinge einzeln einer Stelle zuführbar sind, an der der Dorn durch den zugeführten Ringrohling durchsteckbar ist, das heisst der oben genannten Ladeposition. Dies ermöglicht zusammen mit der Dornverstelleinrichtung auf einfache Weise das Lagern bzw. Anordnen eines Ringrohlings um den Dorn herum.
Mit Vorteil sind in der Zustellanordnung mehrere Dorne drehbar gelagert. Dadurch können gleichzeitig an
verschiedenen Stationen verschiedene Verfahren ablaufen. Beispielsweise kann an einer ersten Station ein
Ringrohling um einen Dorn herum gelagert werden, an einer zweiten Station ein Ringrohling gewalzt werden und an einer dritten Station ein Ringrohling von einem Dorn entfernt werden. Der Walzdurchsatz kann so erheblich erhöht werden, das heisst in kürzerer Zeit können mehr Ringrohlinge zu Ringen gewalzt werden. Aufgrund des höheren Walzdurchsatzes wird ein Ringwalzen im Takt des Herstellens von Ringrohlingen möglich und die Ringwalzvorrichtung kann beispielsweise an eine Kalt¬ oder Warmumformmaschine angegliedert werden. Bei einem Angliedern an eine Warmumformmaschine kann so der Vorteil ausgenutzt werden, dass direkt die von der
Warmumformmaschine hergestellten, noch warmen
Ringrohlinge mit der Ringwalzvorrichtung gewalzt werden können. Ein zusätzliches Aufwärmen der Ringrohlinge kann so für ein Warm-Ringwalzen entfallen. Grundsätzlich ist aber ein vorgängiges Aufwärmen der Ringrohlinge vor dem Ringwalzen möglich und erfindungsgemässe
Ringwal zVorrichtungen sind sowohl für ein Warm-Ringwalzen als auch ein Kalt-Ringwalzen einsetzbar. Beim Warm-Ringwalzen kann gegebenenfalls eine Kühlung der Komponenten der Walzeinrichtung, wie z.B. Dorn,
Presselement, Triebwalze etc., vorgesehen sein.
Vorzugsweise weist die erfindungsgemässe
Ringwal zVorrichtung eine Antriebseinrichtung zum
Antreiben des Presselements auf, so dass der Ringrohling während des Walzens durch die Bewegung des Presselements drehbar ist. Dies ermöglicht es, den Ringrohling auf dem drehbar gelagerten Dorn mit Hilfe des Presselements während des Walzens mehrmals zu drehen, wobei der
Ringrohling bei jeder Drehung zu einer kleineren Dicke gewalzt wird. Auf diese Weise kann eine grössere Dickenreduktion und ein gleichmässigeres ,
materialschonenderes Walzen erreicht werden.
Mit Vorteil ist das Presselement eine drehbar gelagerte Triebwalze. Eine solche Triebwalze kann beispielsweise mittels eines Motors kontinuierlich angetrieben werden und ihrerseits ihre Drehbewegung auf den um den Dorn herum gelagerten Ringrohling übertragen, sobald dieser mit der Triebwalze in Kontakt kommt. Im Vergleich zu einem linearen Presselement, welches bei der
erfindungsgemässen Ringwalzvorrichtung auch denkbar wäre, kann das Drehen der Triebwalze kontinuierlich und mit konstanter Geschwindigkeit erfolgen, ein wieder
Zurückstellen des Presselements nach dem Walzen entfällt.
Im Folgenden wird die erfindungsgemässe
Ringwal zVorrichtung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen
detaillierter beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 - eine Perspektivansicht eines
Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Ringwal zVorrichtung; einen Schnitt durch die Ringwalzvorrichtung von Fig. 1 kurz vor dem Walzen eines Ringrohlings ;
Fig. 3 einen Schnitt durch die Ringwalzvorrichtung von Fig. 1 analog Fig. 2, jedoch während des Walzens eines Ringrohlings; Fig. 4-5 - verschiedene perspektivische Detailansichten von Teilen der Ringwalzvorrichtung von Fig. 1
Fig. 6 - eine Schnittansicht einer Revolvertrommel der
Ringwal zVorrichtung von Fig. 1;
Fig. 7 - eine vergrosserte Ansicht des Ausschnitts VII der Fig. 6;
Fig. 8 - einen Axialschnitt durch eine
Anschlaganordnung der Ringwalzvorrichtung gemäss einem zweiten Ausführungsbeispiel;
Fig. 9-10 - zwei perspektivische Ansichten der
Anschlaganordnung der Fig. 8;
Fig. 11 - einen alternativen Dorn der
Ringwal zVorrichtung;
Fig. 12 - einen Detailschnitt der Ringwalzvorrichtung mit einem in Anschlagposition befindlichen Dorn gemäss Fig. 11; und
Fig. 13 - einen Schnitt durch ein in ein Wälzlager der
Ringwalzvorrichtung eingesetztes Montage- bzw Demontagewerkzeug .
Für die nachstehende Beschreibung gilt die folgende Festlegung: Sind in einer Figur zum Zweck zeichnerischer Eindeutigkeit Bezugszeichen angegeben, aber im
unmittelbar zugehörigen Beschreibungsteil nicht erwähnt, so wird auf deren Erläuterung in vorangehenden oder nachfolgenden Beschreibungsteilen verwiesen. Umgekehrt sind zur Vermeidung zeichnerischer Überladung für das unmittelbare Verständnis weniger relevante Bezugszeichen nicht in allen Figuren eingetragen. Hierzu wird auf die jeweils übrigen Figuren verwiesen.
Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Ringwalzvorrichtung umfasst als Presselement eine Triebwalze 1, die an ihrem Umfang eine Walzfläche 11 aufweist, welche beidseits durch einen Kragen 12 bzw. 13 begrenzt ist. Die Kragen 12 bzw. 13 verhindern während des Ringwalzens ein seitliches
Ausdehnen des Ringrohlings 9. Die Triebwalze 1 ist über eine Welle 14 an einer Lagerplatte 15 drehbar gelagert und wird mittels einer Antriebseinrichtung 10
angetrieben.
Die Lagerplatte 15 ist beispielsweise über drei
Schienengreifelemente 151, 152 und 153 in Richtung einer Revolvertrommeldrehachse 39 (Fig. 2) verstellbar oben und unten an je einer Schiene 81 bzw. 82 angebracht, die ihrerseits in einem Maschinenrahmen 8 fest verankert sind. Mittels einer Verstellspindel 154 kann die
Lagerplatte 15 und damit die daran gelagerte Triebwalze 1 in Richtung Walzspalt verstellt werden, wodurch die
Grösse des Walzspalts an seiner engsten Stelle
eingestellt werden kann. Die Verstellspindel 154 weist zu diesem Zweck beispielsweise ein Aussengewinde auf, das in ein Innengewinde in einem Durchgang 83 durch den
Maschinenrahmen 8 eingreift, durch den hindurch die
Verstellspindel 154 angeordnet ist.
Beim Ringwalzen wird der Ringrohling 9 zwischen der
Triebwalze 1 und einem Dorn 2 gewalzt, der in einer Zustellanordnung in Form einer Revolvertrommel 3 drehbar gelagert ist. Fig. 2 kann entnommen werden, dass in der vorliegenden Revolvertrommel 3 fünf Dorne 2 gleichmässig verteilt, bezogen auf die Revolvertrommeldrehachse 39 in einem Winkelabstand von 72°, drehbar gelagert sind. Die Revolvertrommel 3 ist über eine Welle 33 am
Maschinenrahmen 8 drehbar gelagert und wird mittels einer Antriebseinrichtung 30, beispielsweise ein elektrischer Antrieb bzw. Servomotor, gedreht.
Zur Zuführung von Ringrohlingen 9 zu den Dornen 2 in der Revolvertrommel 3 weist die dargestellte
Ringwal zVorrichtung eine Ringrohlingzuführeinrichtung 5 auf. Die Ringrohlingzuführeinrichtung 5 ist ausgebildet, um Ringrohlinge 9 einzeln einer Stelle zuzuführen, an der ein Dorn 2 durch den zugeführten Ringrohling 9
durchsteckbar ist, das heisst einer Ladeposition. Die Ringrohlingzuführeinrichtung 5 weist einen Vorratsschacht 51 auf, in dem mehrere Ringrohlinge 9 speicherbar sind. Der Vorratsschacht 51 ist an seinem unteren Ende mit einer Öffnung versehen, durch die hindurch ein
Ringrohling 9 aufgrund der Schwerkraft direkt zur
Ladeposition gelangt. Um zu verhindern, dass Ringrohlinge 9 unkontrolliert in Richtung Ladeposition fallen, ist ein gelenkig angeordnetes Rückhalteelement 52 vorhanden, das mittels eines auf eine Kurvenrolle 53 wirkenden
Federelements 54 in einer Rückhalteposition gehalten wird, in der es die Ringrohlinge 9 im Vorratsschacht 51 hält. Zum Freigeben eines einzelnen Ringrohlings 9 wird mittels einer um die Revolvertrommeldrehachse 39 drehbar angeordneten Steuerkurve 55 einfach entgegen der
Federkraft auf die Kurvenrolle 53 eingewirkt. Um einen Ringrohling 9 um einen Dorn 2 herum lagern und später einen gewalzten Ring 90 wieder vom Dorn 2
entfernen zu können, weist die Ringwalzvorrichtung eine Dornverstelleinrichtung 4 zum Verstellen des Dorns 2 in Längsrichtung des Dorns 2 auf. Da das Lagern des
Ringrohlings 9 um den Dorn 2 herum und das Entfernen des aus dem Rohling 9 gewalzten Rings 90 vom Dorn 2 an zwei verschiedenen Stellen erfolgt, nämlich einerseits direkt unterhalb des Vorratsschachts 51 und andererseits etwa nach einer Drehung der Revolvertrommel 3 um ca. 150°, umfasst die Dornverstelleinrichtung 4 zwei separate
Verstellzylinder 41 und 42, die am Maschinenrahmen 8 befestigt sind. Zur Abführung des gewalzten Rings 90 nach der Entfernung vom Dorn 2 ist bei der dargestellten Ringwalzvorrichtung ein Abführkanal 6 unterhalb der Stelle der Ringentfernung angeordnet . Fig. 3 entspricht weitgehend Fig. 2, der Unterschied besteht nur darin, dass die Revolvertrommel 3 in Fig. 3 etwa 10° im Gegenuhrzeigersinn weiter gedreht ist als in Fig . 2. In Fig. 2 befindet sich ein erster Ringrohling 9 in der Ladeposition direkt unterhalb des Vorratsschachts 51 und es wird gerade ein erster Dorn 2 durch diesen ersten Ringrohling 9 durchgesteckt. Ein zweiter Ringrohling 9, der um einen zweiten Dorn 2 herum gelagert ist, welcher sich in einem Winkelabstand von 72° zum ersten Dorn 2 befindet, steht kurz vor dem Kontakt mit der Triebwalze 1, ist also noch nicht gewalzt worden. Um zu der in Fig. 3 dargestellten Situation zu gelangen, wird die Revolvertrommel 3 um ca. 10° im
Gegenuhrzeigersinn gedreht. Dabei verbleibt der erste Ringrohling 9 vorerst noch in der Ladeposition direkt unterhalb des Vorratsschachts 51, es ist aber erkennbar, dass sich der erste Dorn 2 um ca. 10° gedreht hat und nun an der linken Innenseite des ersten Ringrohlings 9 anliegt, so dass er diesen bei einem Weiterdrehen
mitziehen wird.
Der zweite Ringrohling 9 ist durch das Drehen der
Revolvertrommel 3 aufgrund der Verkleinerung des
Walzspalts zwischen dem zweiten Dorn 2 und der Triebwalze 1 mit letzterer in Kontakt gekommen und zu einer
geringeren Dicke gewalzt worden. Durch den Kontakt mit der sich vorzugsweise mit konstanter Geschwindigkeit drehenden, durch die Antriebseinrichtung 10 angetriebenen Triebwalze 1 wird auf den Ringrohling 9 ein Drehmoment übertragen, so dass dieser zusammen mit dem drehbar gelagerten zweiten Dorn 2 ins Drehen um die Drehachse des Dorns, das heisst seine Mittelachse, herum gebracht wird. Als besonders vorteilhaft hat sich ein - abhängig von der Grösse des Ringrohlings und der angestrebten
Wanddickenreduktion - drei- bis dreissigmaliges ,
insbesondere acht- bis zwölfmaliges , bevorzugt ca.
zehnmaliges, Drehen des Ringrohlings während des Walzens erwiesen. Um dies zu erreichen, werden die
Drehgeschwindigkeiten der Triebwalze 1 und der
Revolvertrommel 3 geeignet gewählt. Das mehrfache Drehen des Ringrohlings 9 während des Ringwalzens ermöglicht eine grössere Dickenreduktion und ein gleichmässigeres , materialschonenderes Walzen. In den Fig. 4 und 5 ist die Dornverstelleinrichtung 4 detaillierter dargestellt. Wie bereits weiter oben beschrieben, umfasst die Dornverstelleinrichtung 4 zwei separate, am Maschinenrahmen 8 befestigte
Verstellzylinder 41 und 42. Der Verstellzylinder 41 umfasst einen ausfahrbaren Kolben 411, an dem ein
Stosskopf 412 befestigt ist. Der Stosskopf 412 stösst bei der in Fig. 4 dargestellten Situation gegen einen Kopf 21 des Dorns 2 und somit beim Ausfahren des Kolbens 411 den Dorn 2 in Dornlängsrichtung in die Revolvertrommel 3 hinein, wo er durch einen sich in der Ladeposition befindlichen Ringrohling 9 gesteckt wird.
Der Verstellzylinder 42 umfasst einen ausfahrbaren Kolben 421, an dem ein Hintergreifköpf 422 befestigt ist. Der Hintergreifköpf 422 hintergreift bei den in den Fig. 4 und 5 dargestellten Situationen den Dornkopf 21 eines weiteren Dorns 2 und zieht somit beim Einfahren des
Kolbens 411 diesen Dorn 2 in Dornlängsrichtung aus der Revolvertrommel 3 und damit auch aus dem in dieser
Revolvertrommelposition fertig gewalzten Ring 90 heraus. In Fig. 4 befindet sich der Dorn 2 noch in der
Ausgansposition in der Revolvertrommel 3, während er in Fig. 5 teilweise aus der Revolvertrommel 3 herausgefahren ist. Das Hintergreifen des Dornkopfs 21 durch den
Hintergreifköpf 422 erfolgt durch das Drehen der
Revolvertrommel 3, wodurch der Dornkopf 21 über ein
Hintergreifteil 4220 des Hintergreifköpfs 422 geschoben wird .
Damit der Dorn 2 beim Drehen der Revolvertrommel 3 in Gegenuhrzeigerrichtung nicht unbeabsichtigt wieder aus der Revolvertrommel 3 herausbewegt wird, weist die Ringwalzvorrichtung einen Niederhalter 40 auf, der flanschartig um ein am Maschinenrahmen 8 befestigtes Montagerohr 81 befestigt ist. Dieser Niederhalter 40 bildet einen Anschlag für den Dornkopf 21, wie am besten aus Fig. 5 ersichtlich.
Aus Fig. 6 ist ersichtlich, dass die Revolvertrommel 3 beim dargestellten Ausführungsbeispiel zwei voneinander beabstandete, über die gemeinsame Welle 33 (siehe Fig. 2) drehstarr miteinander verbundene, scheibenartige
Trommelteile 31 und 32 umfasst, in denen je ein Endteil der Dorne 2 drehbar gelagert ist, so dass jeweils ein Mittelteil der Dorne 2, um den ein Ringrohling 9 gelagert ist, zwischen den beiden scheibenartigen Trommelteilen 31, 32 freiliegt. Zwischen den beiden scheibenartigen Trommelteilen 31, 32 ist ein Abstandshalter 34 (Fig. 2) angeordnet, der den gegenseitigen Abstand der
Trommelteile 31 und 32 festlegt. Der wesentlichste Unterschied der erfindungsgemässen Ringwal zVorrichtung gegenüber der Ringwalzvorrichtung gemäss CH 706 844 AI besteht in der Art und Weise, wie die Dorne 2 in der Revolvertrommel 3 drehbar gelagert sind. Bei der bekannten Ringwalzvorrichtung sind die Dorne unter anderem an drehbaren Stützrollen gelagert. Im Unterschied dazu sind die Dorne 2 bei der
erfindungsgemässen Ringwalzvorrichtung jeweils in zwei in der Revolvertrommel 3 axial feststehend angeordneten Wälzlagern gelagert, wie dies in Fig. 6 und insbesondere in der vergrösserten Detailansicht der Fig. 7 dargestellt ist . In den beiden scheibenartigen Trommelteilen 31 und 32 sind gleichmässig über den Umfang verteilt fünf erste Wälzlager 310 bzw. fünf zweite Wälzlager 320 axial feststehend angeordnet, wobei sich je ein erstes
Wälzlager 310 und ein zweites Wälzlager 320 axial
fluchtend gegenüber stehen. In den Wälzlagern 310 und 320 sind jeweils hülsenförmige Büchsen 311 bzw. 321 drehbar gelagert und gegen axiale Bewegung gesichert (Fig. 7) . Jeweils eine Büchse 311 und eine Büchse 321 nehmen gemeinsam einen Dorn 2 auf. Bei in die Revolvertrommel 3 eingefahrenem Dorn 2 (unterer Teil von Fig. 6) befindet sich ein erster Endteil des Dorns 2 in der Büchse 311 des ersten Wälzlagers 310 und ein zweiter Endteil des Dorns 2 in der Büchse 321 des zweiten Wälzlagers 320. Zwischen den beiden Endteilen befindet sich der Mittelteil des
Dorns 2, auf welchem der zu walzende Rohling 9 aufliegt. Bei aus der Revolvertrommel 3 teilweise herausgezogenem Dorn 2 gemäss dem oberen Teil der Fig. 6 befindet sich der vordere, in der Zeichnung linke, zweite Endteil des Dorns 2, der vorher in der Büchse 321 des zweiten
Wälzlagers 320 aufgenommen war, nun in der Büchse 311 des ersten Wälzlagers 310. Bei der Einfahr- bzw.
Ausfahrbewegung der Dorne 2 bleiben die Wälzlager 310 und 320 sowie die in ihnen drehbar gelagerten Büchsen 311 und 321 axial ortsfest, es werden also nur die Dorne selbst bewegt. Dies hat den Vorteil einer kleineren verschobenen Masse, was ein schnelleres und einfacheres Verschieben ermöglicht . Die ersten und zweiten Wälzlager 310 bzw. 320 sind, wie hier dargestellt, vorzugsweise als Pendelrollenlager ausgebildet, beispielsweise etwa gemäss DIN 635-2.
Pendelrollenlager halten hohen radialen und auch axialen Belastungen stand und eignen sich gut, um Fluchtfehler auszugleichen. Ausserdem sind sie vergleichsweise
kompakt. Die in den Pendelrollenlagern 310 und 320 drehbaren Büchsen 311 und 321 sind aufgrund der
inhärenten Eigenschaften von Pendelrollenlagern bis zu einem gewissen Grad gegenüber der Rotationsachse der Lager verkippbar, was eben den Ausgleich von
Flucht fehlem ermöglicht. Die Verkippbarkeit der Büchsen 311 und 321 ist durch radiale Anschläge 312 und 322 soweit beschränkt, dass die Dorne störungsfrei in die zweiten Wälzlager eingeschoben werden können, ohne dass die Drehbewegung bei maximaler Durchbiegung behindert wird . Neben Pendelrollenlagern gibt es auch noch andere Lager, die in einem gewissen Bereich tangential frei sind (z.B. Carb- bzw. Toroidalrollenlager , Pendelkugellager oder kombinierte Lager) . Entscheidend ist die tangentiale Freiheit der Lager. Unter tangentialer Freiheit ist dabei zu verstehen, dass sie Fluchtfehler zwischen der
Rotationsachse der Lager und der Rotationsachse des gelagerten Dorns ausgleichen können. Pendelrollenlager sind wegen ihrer hohen Standzeit bevorzugt. Zur erleichterten Einführung der Dorne 2 in die Büchsen 321 der zweiten Wälzlager 320 ist an den Büchsen 321 eine trichterförmige Einfuhrschräge 323 ausgebildet. Ferner sind die Dorne 2 an ihren vorderen Enden 2a konisch oder abgerundet ausgebildet. Dadurch können sich die Wälzlager leicht und schnell zueinander ausrichten, ohne dass ein Verklemmen des Dornes in der Büchse stattfindet. Zur Positionierung der Dorne 2 in ihrer Längsrichtung ist im Trommelteil 32 der Revolvertrommel 3 koaxial zu den zweiten Wälzlagern 320 je ein (z.B. mittels eines
Schraubgewindes) axial verstellbares Anschlagelement 325 vorgesehen, welches sich etwas in die zweiten Wälzlager 320 bzw. die Büchsen 321 hinein erstreckt. Durch die Einstellbarkeit des Anschlagelements werden die
Anforderungen an die Bearbeitungsgenauigkeit gesenkt und ein Nachstellen oder Austauschen bei Verschleiss
ermöglicht. Das Anschlagelement 325 weist eine
Zufuhrleitung 326 auf, die über kleinere, nicht
bezeichnete Zweigleitungen in das Innere der Büchse 321 ausmündet. Über diese Zufuhrleitung kann der Büchse 321 zu Zeiten, in denen sich kein Dorn 2 in ihnen befindet, von aussen ein Reinigungs- und/oder ein Kühlmittel zugeführt werden.
Anstelle des rotationsfesten Anschlagelements 325 kann auch eine Anschlaganordnung mit einem drehbar gelagerten Anschlagelement vorgesehen sein, so wie dies in den
Figuren 8-10 dargestellt ist. Die Anschlaganordnung 3250 umfasst einen aussen mit einem Gewinde 3251 versehenen feststehenden Teil 3252, in dem mittels eines Kugellagers 3253 ein Anschlagelement 3254 drehbar gelagert ist. Das Anschlagelement 3254 weist eine Zufuhrleitung 3255 auf, die über kleinere Zweigleitungen 3256 in das Innere der Büchse 321 ausmündet. Über diese Zufuhrleitung kann der Büchse 321 zu Zeiten, in denen sich kein Dorn 2 in ihr befindet, von aussen ein Reinigungs- und/oder ein
Kühlmittel zugeführt werden. Die Anschlaganordnung 3250 ist wie das Anschlagelement 325 in den Trommelteil 32 der Revolvertrommel 3 eingeschraubt und kann über das Gewinde 3251 axial verstellt werden. Alternativ zur Längspositionierung des Dorns 2 über dessen vorderes Ende 2a kann die Längspositionierung auch mittels eines alternativen Anschlagelements erfolgen, welches mit einem am hinteren Ende des Dorns unmittelbar am Dornkopf 21 ausgebildeten Bund 22 zusammenarbeitet. Die Fig. 11 zeigt einen mit einem solchen Bund 22
ausgestatteten Dorn 200.
Wie aus Fig. 12 hervorgeht, ist das alternative
Anschlagelement hier durch die im ersten Wälzlager 310 drehbar gelagerte Büchse 311 gebildet, an deren
Stirnseite der Bund 22 bei eingefahrenem Dorn 200 anliegt. Das alternative Anschlagelement kann sich somit mit dem Dorn mitdrehen, so dass Reibung zwischen dem Dorn und dem Anschlagelement vermieden wird. Der Bund 22 ist im Durchmesser etwas kleiner als der Dornkopf 21, so dass letzterer noch sicher vom Hintergreifköpf 422
hintergriffen werden kann.
Die Stirnseite des Dornkopfs 21 ist leicht gewölbt ausgebildet, damit auf den Dorn, falls dieser in Richtung Kopf gedrückt wird, ein kleineres Reibmoment einwirkt. Alternativ könnte die Stirnseite beispielsweise auch kegelig oder flach ausgebildet sein.
Die Wälzlager 310 und 320 sind als Einsätze ausgebildet, die als Ganze einfach in die Revolvertrommel 3 eingebaut bzw. wieder aus dieser ausgebaut werden können. Dadurch kann die Ringwalzvorrichtung schnell und einfach auf einen anderen Dorndurchmesser umgebaut werden. Auch ermöglichen diese Einsätze das Kühlen der Lager und der beiden Revolvertrommelteile in einem geschlossenen
Kreislauf .
Aus Fig. 7 ist ersichtlich, dass die Wälzlager 310 und 320 spiralförmig von einem Kühlmittelkanal 317 bzw. 327 umschlossen sind, die mit Ringnuten 318a und 318b bzw. 328a und 328b in Verbindung stehen, über welche
Kühlmittel zugeführt bzw. wieder abgeführt werden kann. Die spiralförmigen Kühlmittelkanäle 317 bzw. 327 und die Ringnuten 318a und 318b bzw. 328a und 328b bilden mit nicht dargestellten äusseren Kühlmittelzufuhr- und
Kühlmittelabfuhrleitungen ein geschlossenes
Kühlmittelsystem zur Kühlung der Wälzlager 310 und 320 bzw. der beiden Revolvertrommelteile 31 und 32. Nicht näher bezeichnete Dichtungen in den Einsätzen verhindern das Eindringen von Schmutz und Wasser sowohl während des Walzens als auch bei Nichtgebrauch.
Die in den Zeichnungen jeweils rechts dargestellten ersten Wälzlager 310 sind von der (ebenfalls rechts dargestellten) Vorderseite der Ringwalzvorrichtung her zugänglich und können daher relativ einfach ein- und ausgebaut werden. Bei den links dargestellten zweiten Wälzlagern 320 hingegen ist dies komplizierter, falls die Revolvertrommel 3 nicht demontiert werden soll. Um auch die zweiten Wälzlager 320 einfach demontieren bzw. wieder einsetzen zu können, sind deren Büchsen 321 mit einem Formschlusselement ausgestattet, welches das Eingreifen eines speziellen, mit Greifelementen ausgestatteten
Montagewerkzeugs ermöglicht. Das Formschlusselement ist im in Fig. 7 gezeigten Ausführungsbeispiel als eine innen umlaufende Ringnut 329 ausgebildet. Die Büchsen 311 der ersten Wälzlager 310 weisen ebenfalls eine Ringnut 319 auf, welche allenfalls ebenfalls zum Ansetzen
Werkzeugs benutzt werden kann.
Ein Beispiel eines Montagewerkzeugs 1000 ist in Fig. 13 dargestellt. Es umfasst einen rohrformigen Griff 1010 mit einem Flansch 1011 und einem rohrformigen Fortsatz 1012, dessen Aussendurchmesser dem Innendurchmesser der Büchsen 321 entspricht. Im Griff 1010 ist ein Stössel 1013 entgegen der Kraft einer Schraubenfeder 1014 einwärts (in der Figur nach links) verschiebbar angeordnet. Am
vorderen (inneren) Ende des Stössels 1013 sitzt ein
Sperrschieber 1015, dessen äusserer Durchmesser etwas kleiner als der Innendurchmesser der Büchse 321 ist und der auf der dem Fortsatz 1012 zugewandten Seite eine konische Abschrägung aufweist.
Zur Demontage eines zweiten Wälzlagers 320 wird zunächst das axial fluchtende erste Wälzlager 310 aus dem
Trommelteil 31 der Revolvertrommel 3 entfernt. Dann wird das Werkzeug 1000 durch die dadurch entstandene Öffnung im Trommelteil 31 hindurch mit seinem Sperrschieber 1015 voraus in die Büchse 321 des zweiten Wälzlagers 320 eingeführt, so wie dies in Fig. 13 dargestellt ist. Der Stössel 1013 wird dabei einwärts gedrückt gehalten, so dass zwischen dem Sperrschieber 1015 und dem Fortsatz
1012 ein Ringspalt entsteht, in dem sich mindestens eine Sperrkugel 1016 befindet. Durch Loslassen des Stössels
1013 schiebt die Schraubenfeder 1014 den Sperrschieber 1015 nach aussen (in der Figur nach rechts) . Über die Abschrägung des Sperrschiebers 1015 wird dadurch die Sperrkugel 1016 radial auswärts gedrückt, bis sie in die Ringnut 329 der Büchse 321 einrastet. Nun kann das zweite Wälzlager 320 mittels des Werkzeugs 1000 aus dem zweiten Trommelteil 32 ausgezogen und durch den ersten
Trommelteil 31 hindurch aus der Ringwalzvorrichtung entfernt werden. Zum Einsetzen eines zweiten Wälzlagers 320 wird umgekehrt vorgegangen, wobei das Werkzeug 1000 bei eingedrücktem Stössel 1013 aus dem eingesetzten Wälzlager 320 ausgezogen werden kann.
Im gezeigten Beispiel weist das Werkzeug 1000 als
Greifelement eine Kugel 1016 oder auch mehrere Kugeln auf. Kugeln haben den Vorteil, dass sie einfach in ihrer Endlage blockiert werden können, ohne dass sie dazu ausgerichtet sein müssen.
Die vorne beschriebene Ausbildung der Zustellanordnung als Revolvertrommel, insbesondere mit mehreren an ihr drehbar gelagerten Dornen, ist zwar bevorzugt, die
Erfindung ist aber nicht darauf beschränkt. So kann die Zustellanordnung beispielsweise auch als bewegliche Dornlageranordnung realisiert sein, die über
entsprechende Antriebsvorrichtungen in einer oder zwei Dimensionen bewegbar ist, wobei der Dorn in die
Ladeposition gebracht, gegen die Triebwalze bewegt und von der Triebwalze weg in die Entladeposition gebracht wird .

Claims

Patentansprüche
1. Ringwal z orrichtung zum Aufweiten eines Ringrohlings (9), mit einem Presselement (1), einem drehbar gelagerten Dorn (2; 200), der einen ersten Endteil, einen zweiten Endteil und dazwischen einen Mittelteil aufweist, um den herum der Ringrohling (9) lagerbar ist, und einer
Zustellanordnung (3), in der der Dorn (2; 200) mit seinem ersten Endteil in einem ersten Wälzlager (310) und mit seinem zweiten Endteil in einem zweiten Wälzlager (320) drehbar gelagert ist, so dass der Mittelteil des Dorns (2; 200) zur Lagerung des Ringrohlings (9) freiliegt, und mittels welcher Zustellanordnung (3) der Dorn (2; 200) zum Presselement (1) hin und wieder von diesem weg bewegbar ist, wobei zwischen dem Dorn (2; 200) und dem Presselement (1) ein sich verkleinernder Walzspalt gebildet wird, in dem der Ringrohling (9) gewalzt wird, wobei das zweite Wälzlager (320) in der Zustellanordnung (3) axial feststehend angeordnet ist und der Dorn (2; 200) axial relativ zum zweiten Wälzlager (320) beweglich gelagert ist, so dass das zweite Endteil des Dorns (2; 200) aus dem zweiten Wälzlager (320) herausziehbar bzw. in dieses einführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass auch das erste Wälzlager (310) in der Zustellanordnung (3) axial feststehend angeordnet ist und der Dorn (2;
200) axial relativ zum ersten Wälzlager (310) beweglich gelagert ist.
2. Ringwalzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Wälzlager (310, 320) als tangential bewegliche Lager ausgebildet sind .
3. Ringwalzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Wälzlager (310, 320) als Pendelrollenlager oder Pendelkugellager ausgebildet sind.
4. Ringwalzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten und im zweiten Wälzlager (310, 320) axial feststehende hülsenförmige Büchsen (311, 321) zur Aufnahme des Dorns (2; 200) drehbar gelagert sind.
5. Ringwalzvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, dass die Büchsen (311, 321) relativ zur Rotationsachse des ersten bzw. des zweiten Wälzlagers (310, 320) kippbar angeordnet sind.
6. Ringwalzvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, dass die Verkippbarkeit der Büchsen (311, 321) durch Anschläge (312, 322) begrenzt ist.
7. Ringwalzvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die im zweiten Wälzlager (320) angeordnete Büchse (321) eine
trichterförmige Einführschräge (323) aufweist.
8. Ringwalzvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die im zweiten Wälzlager (320) angeordnete Büchse (321) ein vorzugsweise als Ringnut (329) ausgebildetes Formschlusselement zum Ansetzen eines Montagewerkzeugs (1000) aufweist.
9. Ringwalzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Dorn (2; 200) an seinem vorderen Ende (2a) am zweiten Endteil konisch oder abgerundet ausgebildet ist.
10. Ringwalzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustellanordnung (3) ein vorzugsweise verstellbares Anschlagelement (325; 3254) für das vordere Ende (2a) des Dorns (2) zur
Positionierung des Dorns (2) in dessen Längsrichtung aufweist .
11. Ringwalzvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, dass das Anschlagelement (325; 3254) teilweise in das zweite Wälzlager (320) hineinragt und mit einer in den Innenraum des zweiten Wälzlagers (320) ausmündenden Zufuhrleitung (326; 3255) für ein
Reinigungs- und/oder Kühlmittel ausgebildet ist.
12. Ringwalzvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagelement (3254) drehbar gelagert ist.
13. Ringwalzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustellanordnung (3) ein Anschlagelement für einen Anschlagbund (22) am ersten Endteil des Dorns (200) zur Positionierung des Dorns (200) in dessen Längsrichtung aufweist.
14. Ringwalzvorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagelement durch die im ersten Wälzlager (310) drehbar gelagerte Büchse (311) gebildet ist.
15. Ringwalzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustellanordnung eine drehbare Revolvertrommel (3) ist, wobei die
Revolvertrommel (3) relativ zum Presselement (1) so angeordnet ist, dass durch Drehen der Revolvertrommel (3) zwischen dem Dorn (2; 200) und dem Presselement (1) ein sich verkleinernder Walzspalt gebildet wird.
16. Ringwalzvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch
gekennzeichnet, dass die Revolvertrommel (3) zwei
voneinander beabstandete, drehstarr miteinander
verbundene, scheibenartige Trommelteile (31, 32) umfasst, in denen das erste Wälzlager (310) und das zweite
Wälzlager (320) für den Dorn (2; 200) axial feststehend angeordnet sind.
17. Ringwalzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
16, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Wälzlager (310, 320) je als Ganzes auswechselbar in der Zustellanordnung (3) montiert sind.
18. Ringwalzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
17, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein vorzugsweise geschlossenes Kühlsystem (317, 318a, 318b, 327, 328a, 328b) für die Wälzlager (310, 320) und/oder
Zustellanordnung (3) aufweist.
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