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Walzmaschine zum Profilieren von zylindrischen Werkstücken Die Erfindung
betrifft eine Walzmaschine zum Profilieren von zylindrischen Werkstücken, beispielsweise
zum Gewinderollen.
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Bekannt sind Gewinderollmaschinen mit einem ortsfesten Walzwerkzeug
und einem zweiten, in einem Schlitten gelagerten Walzwerkzeug. Der Schlitten wird
hydraulisch oder mechanisch in Richtung auf die ortsfeste Walze bewegt und das Profil
eingewalzt. Dabei erfährt das Werkstück eine seitliche Verschiebung, wodurch ein
gleichförmiges Eindringen beider Werkzeuge in das Werkstück nicht gesichert ist.
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Seltener werden auch Bauausführungen verwendet, bei denen anstelle
der ortsfesten Walze ebenfalls ein Schlitten mit einem eigenen Vorschubzylinder
angeordnet ist. Trotz erheblichem, zusätzlichem Aufwand für das Synchronisieren
der beiden Vorschubbewegungen ist auch hier die Gefahr vorhanden, daß die beiden
Walzwerkzeuge nicht gleichförmig in das Werkstück eindringen.
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In einer bekannten Walzmaschine (DT-OS 1 552 177) sind zwei Walzrollen
in zwei maulartigen Rahmenteilen geführt, die um eine Schwenkwelle drehbar sind
und durch einen Zuganker verspannt werden. Bei Änderung des Durchmessers des zu
bearbeitenden Werkstücks und der Walzwerkzeuge ergibt sich eine veränderte Schwenklage
der beiden Rahmenteile. Dadurch verändert sich auch die Walzebene, die für jede
Werkstückserie neu zu ermitteln ist.
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Allen bekannten Konstruktionen gemeinsam ist die Anordnung der Walzenträger
auf einem horizontalen, tischartigen Maschinengestell, wodurch die Zugänglichkeit
der Walzwerkzeuge stark eingeschränkt ist. Vorwiegend werden deshalb die zu bearbeitenden
Werkstücke von Hand eingelegt und herausgenommen. Eine Beschickung in axialer Richtung,
beispielsweise durch eine Ein- und Ausstoßvorrichtung ist wegen der Gefahr des Verhakens
der Gewindegänge nur selten möglich. Bekannte automatische Zuführeinrichtungen sind
weitgehend auf die Abmessung und Form des Werkstücks abgestimmt und erfordern einen
beträchtlichen Aufwand an speziellen Walz- und Hilfswerkzeugen, so daß sie nur für
die Bearbeitunq sehr großer Stückzahlen geeignet sind (DT-PS 946 223).
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und für einen
großen Abmessungsbereich der Werkstücke einsetzbare Gewinde- und Profilwalzmaschine
zu schaffen, welche zusätzlich die Verwendung einer, je nach Form des Werkstücks
zweckmäßigen Zuführeinrichtung, ermöglicht.
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Die Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen beschriebene Erfindung
gelöst.
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Durch die zentrale Betätigung der Scherenhebel bewegen sich die Walzen
gleichförmig in Richtung auf'das in der Mittellage bereitgelegte Werkstück und bewirken
unter Drehbewegung eine gleichmäßige Profilierung. Die Lagerung der Walzen in Walzenträgern,
die an den Scherenhebeln einstellbar gelagert sind, ermöglicht das Profilseren von
Werkstücken in einem weiten Durchmesserbereich und mit sehr verschiedenen Bearbeitungstiefen.
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Die Einstellbarkeit der Walzenträger senkrecht zur Mittellängsebene
der Scherenhebel bewirkt, daß die durch die beiden Walzenachsen in der Ausgangsstellung
der Scherenhebel bestimmte Walzebene gegenüber dem Maschinengestell stets die gleiche
Lage behält. Dadurch wird die Einstellung der automatisdhen Zu- und Fortführeinrichtungen
auf eine neue Werkstückserie vereinfacht, da die Walzebene nicht neu bestimmt werden
muß.
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Durch die Lagerung der Scherenhebel an einer senkrechten Platte des
Maschinengestells wird die Zuführung der Werkstücke unterhalb der Walzen möglich,
wo auch Raum zur Anordnung von automatischen Zu- und Fortführeinrichtungen vorhanden
ist.
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Der aus einer älteren Patentanmeldung P 2438 784.6-14 an sich bekannte
und nach der Erfindung mit unterschiedlichen Keilwinkeln ausgeführte Spreizteil
bewirkt, daß die Walzrollen mit verschiedenen Vor schüben in das Werkstück eindringen
können.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung
und der Zeichnung zu entnehmen, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt.
Es zeigen: Fig. 1 eine Stirnansicht der Walzmaschine einschl.
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Zuführeinrichtung in schematischer Darstellung; Fig. 2 die zu Fig.
1 gehörige Seitenansicht; Fig. 3 ein teilweiser Schnitt nach der Linie III - III
der Fig.2
Fig. 4 einen Ausschnitt aus Fig. 1 in größerem Maßstab,
ohne die Zuführeinrichtung; Fig. 5 einen Teilschnitt nach der Linie V - V der Fig.
4.
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In den Figuren bedeuten 10 und 11 zwei zu beiden Seiten des Werkstücks
"W" angeordnete Walzen. Diese sind mit je einem Keil 18 drehfest auf einer Welle
16 bzw. 17 gelagert.
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Die Wellen 16, 17 mit den Walzen 10, 11 werden von je einer Gelenkwelle
12, 13 gleichsinnig angetrieben. Die beiden Gelenkwellen werden durch einen Elektromotor
13 über einen Keilriemen 13A und ein Verteilergetriebe 14 angetrieben. Der Elektromotor
lagert auf einer Grundplatte 27. Das Getriebe ist auf einer Konsole 50 untergebracht,
die an einer senkrechten Wand 51 und zwei Seitenwänden 31, 31A befestigt ist.
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Die Gelenkwellen 12 sind durch Kupplungen 15 und 15A mit dem Verteilergetriebe
und der zugehörigen Welle 16 bzw. 17 verbunden. Eine der beiden Kupplungen der einen
Gelenkwelle kann mittels nicht dargestellter Klemmschrauben und Langlöcher als Einstellkupplung
ausgeführt sein. Die beiden Walzen-können dadurch gegenüber dem herzustellenden
Profil in eine bestimmte Winkellage zueinander eingestellt werden.
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Die Wellen 16 und 17 sind je in einem Walzenträger 19, 20 drehbar
gelagert und werden durch mit den Walzenträgern verbundene Lagerarme 21 und 22 zur
Bedienungsseite der Maschine hin abgestützt. Die Walzenträger sind je für sich am
unteren Ende zweier Scherenhebel 23 bzw. 24 senkrecht zur Mittellängsebene M - M
der Maschine verschieblich und fes0teilbar gelagert. Die Scherenhebel tragen je
ein Scharntisrteil 39, 39A. An der Unterseite jedes Scharnierteiles ist eine Führungsplatte
45 bzw. 46 befestigt, an welcher je ein Walzenträger 19 bzw. 20 geführt und entsprechend
den erforderlichen Achsabständen der Walzen einstellbar und feststellbar gelagert
ist. Dadurch behält die Walzebene W -die geringfügig von der Ebene der Walzenachsen
abweicht (Fig. 4), bei unterschiedlichem Werkstück und Werkzeugdurchmesser ihre
Laqe am Maschinengestell unverändert bei.
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Die Scherenhebel 23, 24 sind durch einen Drehbolzen 28 und die als
Wälzlager ausgebildeten Scharnierteile 39, 39A miteinander und mit einer senkrecht
stehenden Rückenplatte 29 gelenkig verbunden.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann jede- Scherenhebel
auch an einem eigenen Drehbolzen gelagert sein.
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Eine vordere Deckplatte 30 dient als Gegenlager für den Drehbolzen
28. Die Rückenplatte 29 lagert auf der Grundplatte 27 des Maschinengestells und
ist mit dieser fest verbunden. Die Rückenplatte enthält ein Langloch 52 (Fig. 3)
zum Durchtritt der Wellen 16 und 17. Mit den Seitenteilen 31, 31A, einem Querstück
47 und Abstandsbolzen 32 ergibt sich eine kastenförmige und verwindungsfreie Lagerung
für die Scherenhebel.
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Zur Einstellung des Achsabstandes der Walzen dienen Stellschrauben
25 mit Befestigungsmuttern 25A. Die Stellschrauben sind in Stützlaschen 49 eingeschraubt,
die an den Scherenhebeln 23 bzw. 24 befestigt sind. Nach erfolgter Einstellung werden
die Walzenträger 19, 20 durch Keilleisten 53 und 54 und Klemmschrauben 26 mit den
Führungsplatten 45, 46 kraftschlüssig verbunden.
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Das Querstück 47 ist mit einem Innengewinde versehen, in welchem
ein Druckzylinder 33 schraubbar befestigt ist.
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Der nicht gezeichnete Druckkolben ist über eine Kolbenstange 34 mit
einem Spreizkeil 35 gelenkig verbunden. Der Hub der Kolbenstange 34 ist durch einen
Anschlag im Innern des Zylindergehäuses begrenzt, so daß je nach Einschraublänge
des Zylinders 33 die Kolbenstange 34 mit dem daran befestigten Spreizkeil 35 auf
die erforderliche Länge ausfährt.
Dadurch werden die Scherenhebel,
welche am Angriffspunkt des Druckteiles mit Wälzrollen 36 ausgestattet sind, derart
betätigt, daß auf der anderen Seite bei ständiger Drehbewegung der Werkzeuge 10
und 11 der Walzvorgang am Werkstück W ausgeführt wird.
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Nähere Einzelheiten des Druckzylinders sind der obengenannten Patentanmeldung
zu entnehmen. Die Formgebung der Flächen 35A und 35B des Druckkeiles 35 mit unterschiedlichen
Winkeln ermöglicht bei gleichbleibender Geschwindigkeit der Kolbenstange 34 eine
abgestufte Eindringgeschwindigkeit der Walzrollen 10 und 11 in das Werkstück W.
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Zwischen den Walzenträgern 19 bzw. 20 und der Rückenplatte 29 ist
je ein Wälzelement 37 (Fig. 1 und 4) angeordnet, welches die Walzenträger bei Auftreten
von Verwindungskräften gegen die Rückplatte 29 abstützt und dabei aber eine spielfreie
Schwenkbewegung der Walzenträger zuläßt.
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Eine Anzahl Stützrollen 38 (Fig. 1) sind an der Rückenplatte 29 und
an der Deckplatte 30 drehbar gelagert. Zwischen den Stützrollen werden die Scherenhebel
spielfrei und verwindungsfrei geführt, so daß sich die auftretenden Walzkräfte auf
die kastenformige Lagerkonstruktion 29/32 verteilen.
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Aus der Vorderansicht Fig. 1 und der Seitenansicht Fig. 2 ist ersichtlich,
daß die Walzen 10 und 11 gut zugänglich angeordnet sind. Besonders der freie Raum
unterhalb der Walzen ermöglicht es, in einer für Walzmaschinen neuartigen Weise
die Anordnung einer Beschickungs- und Abführeinrichtung. Diese enthält eine Bereitstellungsschiene
40 für noch nicht bearbeitete Werkstücke W1 unterhalb der Walzen 10, 11.
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Aus der Bereitstellungsschiene wird durch einen prismenartig ausgebildeten
und vor den Walzen liegenden Hubkolben 41 ein Werkstück in die Walzposition gebracht
und gegen eine oberhalb der Walzen an der Deckplatte 30 angebrachten Auflageschiene
42 gedrückt. Die Auflageschiene 42 hat am unteren Ende einen auswechselbaren Anschlag
42A (Fig. 1), der je nach Durchmesser des Werkstücks unterschiedlich lang ausgewählt
wird.
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Durch Betätigung eines Endschalters wird der Walzvorgang ausgelöst.
Sobald die Walzen das Werkstück erfaßt haben, kann der Hubkolben 41 in die Ladeposition
zurückfahren. Nach Beendigung des Walzvorganges durch Endschalterkontakt oder Zeitsteuerung
wird der Druckzylinder 33 drucklos. Durch in den Zylinder eingebaute Federn wird
die Kolbenstange 34 sowie durch Zugfedern 48 werden die Scherenhebel in ihre Ausgangsstellung
gebracht. Das beim öffnen der
Walzen 10, 11 frei werdende Werkstück
W fällt über eine Hebelklappe 43 und eine Rutsche 44 nach unten in einen bereitgestellten
Sammelbehälter. Durch entsprechende elektrische Steuerung für Intervallbetrieb wird
nach ausreichender Verweilzeit ein neues Werkstück, wie vorstehend beschrieben,
in die Walzstellung gehoben.
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Die beschriebene Beschickungs- und Abführeinrichtung ist ein Ausführungsbeispiel
und soll die Möglichkeit des einfachen Anbaus solcher Einrichtungen an eine Walzmaschine
nach der Erfindung zeigen.