DE1010937B - Verfahren und Vorrichtung zum Warmwalzen eines metallischen, halbflachen Werkstueckes in eine Stange mit trapezfoermigem Querschnitt - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft die Umformung eines metallischen, halbflachen Werkstückes, welches im Querschnitt auch quadratisch sein kann, durch Warmwalzen, in eine gerade Stange mit trapezförmigem Querschnitt. Die Erfindung bezieht sich besonders auf die Fabrikation, von trapezförmigen Kupferstangen, aus denen, Streifen oder Keile für die Kollektoren von elektrischen Maschinen hergestellt werden.

Es ist bekannt, daß die im allgemeinen aus Kupfer bestehenden, metallischen Stangen mit trapezförmigem Querschnitt, welche zum Bau von Kollektoren für elektrische Maschinen dienen, zur Zeit durch eines der nachfolgenden, Verfahren hergestellt werden;:

a) durch Warmwalzen zwischen zueinander geneigten Walzen und darauffolgendes Strecken. Das Warmwalzen, welches eine gekrümmte Stange erzeugt oder starke Wellungen ergibt, macht das nachfolgende Ausstrecken schwierig;

b) durch Kaltwalzen in Kalibern. Dieses Verfahren erfordert schon ein Vorprofil in Keilform, besonders angeordnete Walzzylinder, um die Hülsen mit den verschiedenen Kalibern, aufzunehmen. Dies bedingt lange und häufige Montagen, und Demontagen und einen beträchtlichen Werkzeugvorrat;

c) durch Ausstrecken und kaltes Fertigwalzen. Das Fertigwalzen dient dazu, der Stange größere Härte zu geben. Es kann, nur mit sehr schwachen Stichen ausgeführt werden, was die Arbeit langwierig und kostspielig macht.

Außerdem sind die Winkel der durch irgendeines der vorerwähnten Verfahren erhaltenen Trapeze nur schwach, ausgebildet, und die Erzeugnisse können nur durch Ziehoperationen vollendet werden, in welchen, die Verlängerung und demzufolge die Härte, die dem Erzeugnis zwischen zwei aufeinanderfolgenden Ausglühungen gegeben werden kann, gering ist, wohingegen die Konstrukteure von elektrischen Maschinen wegen der Aufrechterhaltung der Glätte und. der davon abhängenden Abnutzung der Bürsten nach der größtmöglichen. Härte trachten.

Wie vorher erwähnt, ist es bekannt, Stangen mit Keil- oder Trapezprofilen zwischen entsprechend angeordneten: Walzen auszuwalzen., wobei dies a,uch in mehreren Stufen erfolgen kann. Es ist außerdem bei derartigen. Walzwerken bekannt, an den. das keilförmige Profil erzeugenden Walzen oder Kalibern eine die gewalzte Stange an den Flachseiten haltende seitliche Führung als Widerlager vorzusehen.

Die Erfindung betrifft diese bekannten Maßnahmen an sich nicht, sondern hat den. Zweck, die den bisher bekannten Verfahren anhaftenden Unzuträglichkeiten zu beseitigen und Stangen, großer Härte nur durch Walzarbeit zu erhalten,

Sie besteht im wesentlichen in einem Verfahren Verfahren und Vorrichtung

zum Warmwalzen eines metallischen,

halbflachen Werkstückes in eine Stange

mit trapezförmigem Querschnitt

ίο Anmelder:

Societe Anonyme Compagnie Generale
du Duralumin et du Cuivre, Paris

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Leinweber, Patentanwalt,
Berlin-Zehlendorf West, Goethestr. 3

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 13. November 1953

Jean Roger Tschudnowsky, Paris,
ist als Erfinder genannt worden

zum Umformen eines metallischen;, geraden, halbflachen Werkstückes in, eine Stange mit trapezförmigem Querschnitt durch mehrstufiges, keil-■ förmiges. Auswalzen des warmen Werkstückes in den gewünschten Trapezquerschnitt, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß für die aufeinanderfolgenden Keilwalzungen Walzen verwendet werden, deren; Erzeugungslinienpaare sich zwecks Erzielung eines geraden Auslaufes des Walzgutes ohne Seitenführungen auf einer geraden, zur Walzrichtung parallelen Linie schneiden,, wobei nur am Eintritt des das erste Trapezprofil erzeugenden Walzenpaares ein in Verbindung mit Keilkalibern bekanntes seitliches Widerlager vorhanden ist, welches die. seitliche größere Öffnung des Trapezprofils schließt und für den geraden, Auslauf des Werkstückes aus diesem ersten Walzenpaar sorgt.

Die Ausführung des Verfahrens wird durch die nachfolgende Beschreibung besser verständlich, die sich auf Fig. 1 der Zeichnung bezieht.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten einfachen Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß ein warmes, metallisches Werkstück M aufeinanderfolgend drei Walzoperationen. unterworfen wird, und zwar einem ersten Walzen zwischen zwei Zylindern 2 mit senk-

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rechter Achse, einem zweiten Walzen zwischen zwei Zylindern 3, die beiderseits der Horizontalen um einen Winkel α geneigt sind, und einem Fertigwalzen zwischen zwei Zylindern 4, die beiderseits der Horizontalen, um einen^ Winkel β geneigt sind.

Unter dem Walzwerk nach Fig. 1 sind die aufeinanderfolgenden Umwandlungen des Werkstückes M während der Bearbeitung dargestellt. Das halbflaehe Werkstück, welches anfangs einen rechtwinkligen Querschnitt ,S₁ besitzt, nimmt nach dem ersten Walzen, den ebenfalls rechtwinkligen Querschnitt S₂ an, darauf die: trapezförmigen Querschnitte S₃ bzw. JT₄ nach jedem darauf folgenden Walzen. Der Öffnungswinkel des Trapezes S₃ beiträgt 2 α und derjenige des Trapezes S₄ 2 ß.

Die Winkel α und ß, d. h. die konischen Zwischenräume der Walzensätze 3 und 4, sind so gewählt, daß injedem Punkt des Stangenqueirschnittes das Streckverhältnis eines Walzensatzes mit Bezug auf den anderen gleich, ist.

Dieses Ergebnis ist, wie eine einfache Rechnung zeigt," erreicht, wenn das Verhältnis der betreffenden Stangendicken in einer gleichen Längsebene zwischen zwei Walzstichen. dem entsprechenden Verhältnis der Winkel α und β gleich ist.

Bei dieser Regelung befinden sich die beiden Schnittpunkte 13 und 14 deir Berührungserzeugenden der beiden Walzensätze mit der Stange auf einer geraden Linie 8, die zu der Walzrichtung parallel liegt.

Bei dem Verfahren gemäß Erfindung, d. h. der Verwendung von Walzen in der vorerwähnten Anordnung, erfolgt also' in. jedem Querschnittspunkt der Stange eine gleiche Verlängerung der einzelnen Materialfasern,. Das hat zur Folge, daß sich bei dem aufeinanderfolgenden Auswalzen der Stange in einen Keil- oder Trapezquerschnitt seitliche Führungen, die einen Zwang auf die Stange ausüben, um sie während des Walzens gerade zu halten, erübrigen.

Um die Geradheit der Stange während des Walzens durch die Walzen 3 aufrechtzuerhalten, d. h. während der Umformung des rechtwinkligen Querschnittes S₂ der Stange in einen ersten trapezförmigen Querschnitt S_z, benutzt man eine starke und einstellbare Führung 1, wie sie an sich bekannt ist.

Während dieses Walzdurchganges sucht die Stange unter der Wirkung der darauf ausgeübten Kraft gegen die größte Öffnung zwischen den Walzen, auszuweichen. Diese Führung ist deshalb unmittelbar vor wird., so.daß durch Reibung eine Spannung in der Stange zwischen den. beiden konischen Walzenspalten erzeugt wird, welche die Neigung zum Ausknicken des dünnem Stangenteiles beseitigt und die Wellungen, wenn welche darin erzeugt wurden, rückgängig macht. Vorzugsweise wird die Stange durch die ersten Walzen 2,2 seitlich auf eine Breite gewalzt, die während der nachfolgenden Keilwalzungen durch die Walzenpaare 3,3 und 4,4 im wesentlichen unverändert ίο bleibt, wie es Fig. 1 zeigt, so daß die Höhen der Trapezquerschnitte S₃ und S_t der größeren Seite des rechtwinkligen Querschnittes S₂ gleich sind. Die nachfolgenden Verflachungein der Stange setzen sich· dabei in eine entsprechende Verlängerung der Materialfasern um, wobei, wie gesagt, das Veirlängerungsverhältnis irgendwelcher Fasern zwischen zwei aufeinanderfolgenden, Walzungen konstant ist.

Dem Warmwalzen kann nachher noch ein Kaltwalzen folgen, um eine Stange größter Härte zu erhalten.

Die vorhergehende Beschreibung diente nur dazu, um das Prinzip des Verfahrens gemäß Erfindung leichter verständlich zu machen. Das gewählte Beispiel ist aber, obwohl es einem praktischen Fall entspricht, als einfachstes gewählt worden.

Es ist verständlich, daß die Zahl der Walzensätze mit konischem Spalt und diejenige dar Walzensätze mit senkrechter Achse von dem Beispiel abweichen kann. Die Walzen sollen aber immer so* angeordnet sein, daß die vorher erklärten Regeln berücksichtigt sind.

Jedes Gerüst für die Walzen mit senkrechter Achse kann in bekannter Waise ausgebildet sein. Als Teil der Erfindung ist aber eine besondere Walzwerkausführung für die geneigten Walzen vorgesehen, welche nachfolgend beschrieben, ist.

In den- Zeichnungen zeigt Fig. 2 eine Schtiittansicht in Walzrichtung, während Fig. 3 eine Ansicht oder ein Schnitt senkrecht zur Walzrichtung ist.

Wie dargestellt, wird jede Walze, z. B. 3, mittels eines Teiles 5 gehalten, welcher um einen angenommenen festen Punkt 6 schwingen kann (Fig. 2). Um diese Bewegung ausführen zu können., wird der Teil 5 durch seitliche Ausnehmungen 7 geführt, welche die Walzreaktion, auf das Gerüst 11 übertragen.

Die Bewegung des Anziehens., d. h. die Bewegung der Walzen parallel zu ihrer Achse, kann· durch eines der üblichen Mittel bewirkt werden, z. B. mit Hilfe von zwei Schrauben 9 und schraubenförmigen Vor-

dem Einlaß der Walzen 3 und längs der Stange an der 5° gelegen (Fig. 2), welche das Heben oder das Senken Seite angeordnet, an der dia große Basis des Trapezes der Lager 12 jeder Walze erzeugen und die auf den

befestigt

entsteht. Diese Führung erstreckt sich durch einen vorgeschobenen Schnabel 15 zwischen die Walzen, ohne, ihre Wirkung und ihr Anziehen zu beeinträchtigen.

Zusätzlich kann man noch, um die möglichen Reaktionen der Stange, welche durch die Führung 1 verursacht werden, zu vermindern, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, eine ähnliche Führung auf der Seite der kleinen Basis des Trapezes an der Stange vorsehen.

Obwohl die Führung 1 im Verlauf des Walzens auf die Stange einen Zwang ausübt, welcher die Geradheit der Stange am Austritt der Walzen aufrechterhält, können eventuell leichte Wallungen in ihr entstehen.

Der zweite Walzensatz 4, der möglichst nahe zum ersten, 3, angeordnet ist, läßt diese Wellungen verschwinden, wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit des zweiten. Walzenpaares 4 gegenüber der Fortschritts

geschwindigkeit der Stange M etwas größer gewählt 7° hervorgerufen werden.

schwingenden Teilen. 5 befestigt sind. In Fig. 3 befinden, sich die Lager in der äußersten Stellung, in der die Walzen 3 gegenseitig tangieren, wenn ihre Achsen horizontal liegen. Die Antriebsmotoren, für diese Bewegung der Walzen sind mit 16 bezeichnet.

Die Neigung der Walzen, d. h. die Lage jedes der Teile oder schwingenden Gerüste 5, kann auf verschiedene Weise eingestellt werden. Nach Fig. 2 erfolgt der Antrieb durch Schub, durch ein Ausgleichsystem. Der Schub wirkt mittels der Stößel 10, die auf der Traverse 17, die der Kraftäußerung unterworfen ist, montiert und angelenkt sind. Das Ausgleich- oder Gleichgewichtssystem wird durch die Stange 18 eines Kolbens gebildet, der sich mit pneumatischer Bremsung, z. B. in. einem Zylinder 19 verstellt, welcher um den festen Punkt 20 drehbar ist. Die Neigung der Walzen könnte auch durch jedes andere Verfahren, z. B. durch einen gezahnten Sektor,

Man kann feststellen., daß das Gerüst 11 eines solchen Walzwerkes im Vergleich zu dem eines gewöhnlichen Walzwerkes um 90° versetzt ist.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Umformen eines metallischen, geraden, halbflaehen Werkstückes in eine Stange mit trapezförmigem Querschnitt durch mehrstufiges, keilförmiges Auswalzen des warmen Werkstückes in den gewünschten Trapezquetrschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß für die aufeinanderfolgenden Keilwalzungen Walzen (3, 3 und 4, 4) verwendet werden, deren Erzeugungslinienpaare sich zwecks Erzielung eines geraden Auslaufes des Walzgutes ohne Seitenführungen auf einer geraden, zur Walzrichtung parallelen Linie (8) schneiden, wobei nur am Eintritt des das erste Trapezprofil erzeugenden Walzenpaares (3, 3) ein in Verbindung mit Keilkalibern bekatintes Widerlager (1) vorhanden ist, welches die seitliche größere Öffnung des Trapezprofils schließt und für den geraden Auslauf des Werkstückes (M) aus diesem ersten Walzenpaar (3, 3) sorgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bed dem das Werkstück durch parallele Walzen vorgewalzt wird, deren. Achsen senkrecht zu der Halbierungsebene stehen, die sich mit gleichem Abstand von den, Walzen, für die Trapezformung durch die Walzenspalte hindurch erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (M) durch diese Vorwalzung einen, Querschnitt enthält, dessen Breite in dieser Halbierungsebene im wesentlichen der Höhe des Trapezes der Stange am Ende des Auswalzens gleich ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehgeschwindigkeit der Walzen (4,4), welche von dem ersten trapezförmigen Durchgang abweichende trapezförmige Walzdurchgänge erzeugen, derart geregelt ist, daß auf die gewalzte Stange (M) eine gewisse Spannung ausgeübt wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 mit mehreren aus zwei konvergierenden Walzen, bestehenden, hintereinander angeordneten Gerüsten, denen ein Walzwerk zum Walzen der Parallelflächen vorgeordnet ist, und mit einer auf die Paralleilflächen des Walzgutes einwirkenden, dieses gerade haltenden, vor dem ersten die Keilwalzung durchführenden Gerüst angeordneten Führung, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Walzstelle liegenden Erzeugungslinienpaare der die Keilwalzung durchführenden Walzen in den aufeinanderfolgenden Gerüsten, sich auf einer geraden, zur Walzrichtung parallelen Linie (6 bzw. 8) schneiden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4 mit Gerüsten, die zwei Ständer aufweisen, und mit einer von den Ständern gehaltenen Einrichtung zum Heben und Senken der Walzen parallel zu sich selbst, da,-durch gekennzeichnet, daß die Ständer senkrecht zur Walzrichtung liegend vor und hinter der Walzstelle angeordnet sind und die Vorrichtung zum Heben und Senken der Walzen um den Schnittpunkt (6) der an den, Walzstellen befindlichen Erz.eugungslinienpaare der Walzen, (3,3, 4,4) schwingbar zwischen dem Ständerpaar geführt ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 oder 5, gekennzeichnet, durch eine schiebende Einrichtung (10) zum Neigen, der Einrichtung zum Heben und Senken der Walzen und eine zweite, einen Gegenschub erzeugende Einrichtung (18, 19).

In Betracht gezogene Druckschriften.:
USA.-Patentschriften Nr. 2 526 475, 694 722;
deutsche Patentschrift Nr. 255 939.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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