DE1046801B - Vorrichtung zum raschen Widerstandserhitzen von stabfoermigen Werkstuecken wechselnder Laenge, insbesondere von Knueppeln und aehnlichem Halbzeug aus Stahl - Google Patents

Description

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DES DEUTSCHEN

PATENTAMTES

Die Hauptpatentanmeldung betrifft eine Vorrichtung, bei der der zu erhitzende Stab zwischen zwei Amboßelektroden festgeklemmt wird. Die eine Elektrode ist an einem verfahrbaren Widerlager abgestützt und durch Kolbenkraft gegenüber demselben Widerlager verschiebbar. Die andere Elektrode ist stationär, jedoch abgefedert. Die Stromzuführung an die erstere Elektrode erfolgt über eine stationäre Kontaktmuffe, die selbsttätig nach Maßgabe des Federweges der letzteren Elektrode durch ein dort angeordnetes Schaltorgan betätigt wird.

Die Erfindung bezweckt, die Vorrichtung auch für die Erhitzung von Stäben verhältnismäßig großer Länge geeignet zu machen, denn bei solchen Stäben besteht infolge der Druckeinwirkung der Amboßelektroden die Gefahr eines Ausknickens.

Gemäß der Erfindung ist die Vorrichtung in der Nähe der Enden des zu erhitzenden Stabes mit je einer Spannvorrichtung versehen, mit der derjenige Teil des Stabes, der sich zwischen den Spannvorrichtungen befindet, unter eine Zugkraft gesetzt werden kann und mit der die beiden Enden des Stabes, die sich zwischen je einer der Spannvorrichtungen und der zugehörigen Amboßelektrode befinden, unter eine Druckkraft gesetzt werden können.

Bei der erfindungsgemäßen Erhitzungsvorrichtung ist also das Ausknicken des Stabes dadurch vermieden, daß der Stab fast in seiner gesamten Länge unter die Wirkung einer Zugkraft gesetzt wird. Das unter der Druckkraft der Amboßelektrode stehende Stabende ist so kurz, daß es nicht ausknicken kann. Man könnte den Strom auch über die Spannvorrichtung an den Stab übertragen. Dieselbe eignet sich jedoch aus verschiedenen Gründen nur schwerlich dazu.

In zweckmäßiger Ausführung kann die Spannvorrichtung Spannbacken besitzen, die in einem Spannbackenträger in zueinander im Selbstlösesinn keilförmig verlaufenden Nuten geführt sind. Hierbei stehen die Spannbacken während des Spannens unter der Wirkung einer Fremdkraft, die von einem aus Kolben und Zylinder bestehenden Betätigungsorgan herrühren kann. Die Keilführung im Selbstlösesinn erleichtert das Lösen des Stabes und ist beim Festspannen unempfindlich hinsichtlich der Einheitlichkeit der Stabkaliber.

In weiterer zweckmäßiger Ausführungsform kann der Spannbackenträger der Spannvorrichtung über ein Betätigungsorgan der genannten Art verschiebbar sein, das zugleich Andrückorgan der Amboß elektrode ist. Der Spannbackenträger ist dabei gegenüber der Amboßelektrode zweckmäßig gegen eine Federkraft derart verschiebbar, daß die Amboßelektrode erst nach dem Festspannen des Stabendes unter Zusammendrücken der Feder gegen das Stabende angepreßt wird.

Vorrichtung

zum raschen Widerstandserhitzen
von stabförmigen Werkstücken

wechselnder Länge,

insbesondere von Knüppeln

und ähnlichem Halbzeug aus Stahl

Zusatz zur Patentanmeldung G 18264 VIHd/21h
(Auslegeschrift 1 026 894)

Anmelder:

Bochumer Verein für Gußstahlfabrikation

Aktienges ells chaft,

Bochum

Dr.-Ing. Wilhelm Stich, Wattenscheid-Höntrop,
ist als Erfinder genannt worden

Die beiden genannten Betätigungsorgane können teleskopartig derart hintereinander angeordnet sein, daß sie durch gegenseitige Abstützung bewirken, daß das oben erstgenannte Betätigungsorgan nur die Zugkraft des Stabes erzeugt.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Sie zeigt schematisch die verfahrbare eine Seite einer Vorrichtung zum elektrischen Widerstandserhitzen eines Stahlstabes.

Ein zu erhitzender langer Stahlstab 1, beispielsweise quadratischen Querschnittes, sitzt an seinem Ende 2 eingespannt in einer Spannvorrichtung 3. Die Spannvorrichtung 3 besteht aus zwei Spannbacken 4, die in Nuten 5 geführt sind, die zueinander im Selbstlösesinn keilförmig verlaufen. Unter Selbstlösesinn ist verstanden, daß die Spannvorrichtung sich unter der Zugkraft des Stabes 1 zu lösen versucht. Die Nuten 5 sind schwalbenschwanzförmig ausgebildet, d. h. so ausgebildet, daß die Spannbacken in den Nuten sowohl gleiten als auch hängen können. Der Nutquerschnitt kann auch T-förmig sein. Der die Nuten 5 besitzende Spannbackenträgef 6 ist ein geschlossener Ring, der über Arme 7 mit einem Tragring 8 verbunden ist. Die Spannbacken 4 besitzen Ansätze 9, deren Enden am Innenflansch einer Traverse 10 anliegen.

809 699/466

Die Ansätze besitzen Bohrungen, in denen mit in der, Zeichnung angedeutetem großem Spiel Mitnehmerstifte 11 sitzen.

Der Tragring 8 hängt an~einem Wagen 12, der auf dem Ausleger 13 eines Ständers 14 verfahrbar ist. In dem Tragring 8 sind zwei "Zugstangen 15 geführt und getragen, die mittels Muttern 16 an der Traverse 10 und einer Gegentraverse 17 befestigt sind. Die Traverse 10 wird somit vom Tragring 8 gehaltert, kann aber auch mit einem besonderen Wagen direkt am Ausleger 13 aufgehängt sein. Im Tragring 8 sitzt verschieblich ein wassergekühlter Kontaktkopf 18, der eine Amboßelektrode 19 trägt. Der Kontaktkopf ist an beiden Enden mit Flanschen 20 und 21 versehen, wobei der Flansch 20 als Mitnahmeschulter dient und wobei sich am Flansch 21 eine Anzahl über den Umfang verteilter, am Tragring anliegender Federn 22 abstützen. Der Ständer 14 besitzt eine Führungsbohrung 23, in der ein zylindrischer Körper 24 beweglich ist. Derselbe trägt an einem Ende die Gegentraverse 17 und besitzt an dem anderen Ende den Zylinder eines hydraulisch oder pneumatisch betriebenen Betätigungsorgangs 25. Koaxial dazu besitzt er an dem erstgenannten Ende eine Führungsbohrung26, in der ein mit dem Kontaktkopf 18 verbundener zylindrischer Schaft 27 verschieblich ist. In dem Schaft 27 befindet sich der Zylinder eines weiteren hydraulisch oder pneumatisch betriebenen Betätigungsorgans 28. Der Zylinder des einen Betätigungsorgans 25 ist durch einen Kolben 29 in die Zylinderräume 30 und 31 geteilt. Desgleichen ist der Zylinder des anderen Betätigungsorgans 28 durch einen Kolben 32 in die Zylinderräume 33 und 34 geteilt. Die Kolbenstange 35 des Kolbens 29 ist an einem mit Schrauben 36 am Ständer 14 befestigten Deckel 37 angeschlossen. Die KoI-benstange 38 des Kolbens 32 ist an einer Trennwand 39 befestigt. 40 und 41 sind Atmungslöcher, wobei das Loch 41 in eine Lüftungsnut 42 hineinmündet.

Der Ständer 14 ist mittels Rollen 43 auf Schienen 44 beispielsweise durch ein nicht gezeichnetes Zahn-Stangengetriebe verfahrbar. Er ist in jeder Fahrstellung feststellbar, was symbolisch durch einen Anschlag 45 angedeutet ist. Auf dem Fundament ist ferner ein Ständer 46 befestigt, der die schellenartig festklemmbare Kontaktmuffe 47 nach der Haupt-Patentanmeldung trägt. An der Kontaktmuffe ist die nicht gezeichnete, vom Hochstromtransformator kommende Zuführung des Stromes angeschlossen.

Die andere Seite der Vorrichtung, d. h. diejenige am anderen Ende des Stabes, besitzt die gleiche Spannvorrichtung 3, den gleichen Kontaktkopf 18 und das gleiche Betätigungsorgan 28. Dagegen fehlt dort die Kontaktmuffe 47 und der lange Schaft 27. Der dortige Ständer ist nicht verschiebbar. An die Stelle des Betätigungsorgans 25 tritt dort eine Feder, die sich am Ständer abstützt. Im Arbeitsweg der Feder liegt das Schaltorgan nach der Hauptpatentanmeldung.

Die Wirkungsweise ist wie folgt: Im gezeichneten Zustand befindet sich die Erhitzungsvorrichtung in Betrieb. Die Kontaktmuffe 47 ist festgeklemmt. Der Erhitzungsstrom fließt von der Kontaktmuffe über den Schaft 27, den Kontaktkopf 18, die Amboßelektrode 19 und den Stahlstab 1 zum anderen Ende des Stabes. Hierbei befindet sich Preßluft in den Zylinderräumen 31 und 34.

In dem System der die Kräfte erzeugenden und die Kräfte übertragenden Teile besteht ein Kräftegleichgewicht a — b = c.

Hierbei ist α die Summe der Kräfte in der Traverse 10; diese sind die auf den Stab 1 ausgeübte Zugkraft, die Anpreßkraft der Amboß elektrode 19 und eine Überschußkraft, die das Festspannen der Spannbacken 4 am Stab 1 bewirkt; b die Summe der Kräfte im Schaft 27; diese sind die Anpreßkraft der Amboß' elektrode 19 und die vorgenannte Überschußkraft; c die unter α genannte Zugkraft.

Mit anderen Worten, die Kräfte im Schaft 27 schließen sich über die Trennwand 39 zu einem Teil der Kräfte der Traverse 10 kurz. Somit hat der Kolben 29 nur die auf dem Stab 1 ausgeübte Zugkraft aufzunehmen und über den Deckel 37 an den Ständer 14 zu übertragen. Infolge dieses Kräftegleichgewichtes ist die Kontaktmuffe 47, da sie erst nach Herstellung des Kräftegleichgewichtes, d. h. nach fertiger' Einspannung des Stahlstabes 1, auf dem Schaft 27, festgeklemmt wird, nicht wesentlich mit Axialkräften belastet.

Zum Ausspannen des erhitzten Stahlstabes 1 wird nach Lösen der Kontaktmuffe 47 und nach Entspannen des Raumes 31 der Raum 34 drucklos gemacht und dafür der Raum 33 unter Überdruck gesetzt. Unter Entspannung der Federn 22 entfernt sich jetzt die Amboßelektrode 19 vom Stab 1. Der Flansch 20 des Kontaktkopfes 18 kommt alsdann mit dem Tragring 8 zum Anschlag und nimmt diesen und den Spannbackenträger 6 mit. Hierbei werden die Spannbacken 4 durch die über die Teile 38, 39, 24, 17, 15, 10, 11 und 9 geleitete Reaktionskraft des Kolbens 32 festgehalten. Die Spannvorrichtung3 öffnet sich jetzt und gibt den Stab 1 zur Herausnahme frei.

Beim Einspannen des nächsten Stabes gilt sinngemäß der umgekehrte Vorgang. In. den Raum 34 wird Preßluft eingeführt. Während dadurch die Traverse 10 nach links geschoben wird, wird der Schaft 27 nach rechts geschoben. Die Spannvorrichtung 3 schließt sich. Da nach dem Schließen der Spannvorrichtung der Tragring 8 einer weiteren Verschiebung in Richtung auf die Traverse 10 den Federn 22 einen großen Widerstand entgegensetzt, drücken sich die letzteren jetzt zusammen, wobei sich der Kontaktkopf 18 im Tragring 8 durchschiebt und schließlich die Amboßelektrode 19 in den Anpreßzustand bringt.

Nachdem das gleiche an der anderen Seite der Vorrichtung, d. h. am anderen Ende des Stabes durchgeführt wurde, wird in den Raum 31 Preßluft eingeleitet. Hierdurch wandert die Spannvorrichtung 3 einschließlich der Amboßelektrode 19 und dessen Zubehör in der Zeichnung nach links. Im Stab 1 entsteht die obengenannte Zugkräfte. Die entsprechenden Teile der gegenüberliegenden Seite der Vorrichtung bewegen sich ebenfalls nach links und spannen dabei die dortige Feder so lange, bis das dortige Schaltorgan anspricht. Das Schaltorgan bewirkt nun, daß sich die Kontaktmuffe 47 auf den Schaft 27 festklemmt und die beweglichen Teile festbremst. Die Zugkraft c ist damit wie bei der Hauptpatentanmeldung nach individueller Einstellung des. Schaltorgans bei gleichen Stäben stets gleich.

Zur Anpassung an die jeweilige Stablänge wird der Ständer 14 vor dem Spannen entsprechend in Stellung gebracht. Es kann zweckmäßig sein, ihn bei jedem Spannen vorzufahren und nach jedem Entspannen zurückzufahren. Während des Spannens ist er blockiert, was durch den Anschlag 45 angedeutet ist.

Die thermische Ausdehnung des Stabes wird durch die am anderen Ende des „Stabes befindliche Feder ausgeglichen, da sich die in der Zeichnung dargestellte Seite der Vorrichtung durch die Kontaktmuffe 47 gegenüber dem Fundament, in axialer Richtung starr verhält.

Die Verwendung der Vorrichtung kann über die Zwecke hinaus, für die sie geschaffen wurde, auch in manchen anderen Fällen vorteilhaft sein, wenn es darauf ankommt, lange Stäbe schnell und gleichmäßig zu erhitzen.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum raschen Widerstandserhitzen von stabförmigen Werkstücken wechselnder Länge, insbesondere von Knüppeln und ahnlichem Halbzeug aus Stahl, zwischen einer gegen ein verfahrbares Widerlager abgestützten, durch Kolbenkraft gegenüber dem Widerlager verschiebbaren Amboßelektrode und einer stationären, jedoch abgefederten Amboßelektrode, wobei die Stromzuführung an die erstgenannte Elektrode über eine stationäre schellenartige Kontaktmuffe erfolgt, die durch ein im Federweg der letztgenannten Elektrode angeordnetes Schaltorgan betätigt wird, nach Patentanmeldung G18264 VIIId/21h, dadurch gekennzeichnet, daß sie an den Enden (2) des zu erhitzenden Stabes mit je einer Spannvorrichtung (3) versehen ist, mit der derjenige Teil des Stabes, der sich zwischen den Spannvorrichtungen (3) befindet, unter eine Zugkraft gesetzt werden kann und mit der die beiden Enden (2) des Stabes, die sich zwischen je einer der Spannvorrichtungen (3) und der zugehörigen Amboßelektrode (19) befinden, unter eine Druckkraft gesetzt werden können.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung (3) Spannbacken (4) besitzt, die in einem Spannbackenträger (6) in zueinander im Selbstlösesinn keilförmig verlaufenden Nuten (5) geführt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbacken (4) über Übertragungselemente (9, lOj 15, 17) mit einem aus Kolben und Zylinder bestehenden Betätigungsorgan (25) verbunden sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannbackenträger (6) über Übertragungselemente (7,8, 22, 18) mit einem aus Kolben und Zylinder bestehenden Betätigungsorgan (28) verbunden ist, das zugleich Andrückorgan der der Spannvorrichtung (3) zugeordneten Amboßelektrode (19) ist, wobei der Spannbackenträger (6) gegenüber der Amboßelektrode (19) gegen eine Rückstellkraft verschiebbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellkraft die Spannkraft einer im Kraftweg zwischen den verschiebbaren Teilen (6 und 19) angeordneten Feder (22) ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Betätigungsorgane (25 und 28) teleskopartig derart hintereinander angeordnet sind, daß sie in gegenseitiger Abstützung einen Kraftschluß bewirken, bei dem das Betätigungsorgan (25) nur die Zugkraft auf den Stab zu übertragen braucht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 877 179;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1 010 211.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 8OJ 699/466 12.58