DE2224469A1 - Verfahren und Einrichtung zum Herstellen gewalzter Ringe, insbesondere für Wälzlager - Google Patents

Description

• Titel: Verfahren und Einrichtung zum Herstellen gewalzter Ringe, insbesondere für Wälzlager Die Erfindung betrifft ein Ringwalzverfahrent bei dem eine kontinuierlich sich ändernde Walzkraft aufgebracht wird. Dieses Verfahren ist insbesondere beim Walzen von Wälzlagerringen, verschiedenen Flanschen und dergleichen anwendbar. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Einrichtung für die Durchführung dieses Verfahrens.
• Das Auswalzen von Wälzlagerringen auf Ringwalzwerken gehört -bei diesen SchmiedestUcktypen zu den fortschrittlichsten Fertigungsverfahren. Die bisher verwendeten Ringwalzwerke, ob auf pneumatischen, hydraulischem oder auf mechanischem Prinzip beruhend, zeichnen sich durch konstante Auswalzkraft bzw. durch konstante Dickenabnahme aus. Der Auswalzvorgang unter Einwirkung konstanter Kraft hat eine Störung des elementären Kristallgitters mit dem damit verbundenen Korngrenzenschlupf zur Folge, was auf eine unangemessene Walzkraft beim Beginn des Walzvorgangs zurückzuführen ist, und zwar entweder durch große Dickenabnahmen im Hinblick auf die Ringbreite oder auf die augenblickliche Temperatur des Walzstückes.
• Dieser Nachteil kann sich, wie es z. B. bei Wdlzlagerringen der Fall ist, entweder auf der Oberflache auswirken, wobei es zur Rißbildung auf der Ringstirnseite kommt, oder unter der Oberfläche. Das letztere ist erst beim Schleifvorgang feststellbar, sofern die Risse nach der Bearbeitung überhaupt zum Vorschein kommen Beides verursacht eine große Ausschußrate. Falls die Risse auf der Oberfläche nicht festgestellt werden, hat dieser innere Fehler eine verminderte dynamische Tragfähigkeit zur Folge, was in ungünstiger Weise die Gesamtlebensdauer des Lagers beeinflußt. Beim Auswalzen durch eine größere konstante Dickenabnahme sind die Bedingungen analog wie bei der Anwendung konstanter Kraft. Im Falle einer geringeren konstanten Dickenabnahme sind die Formgebungsbedingungen aufgrund des induzierten Spannungszustandes ebenfalls nicht optimal. Eine konstante Kraft, welche aus den Bedingungen beim Fertigwalzen bestimmt wird, hat große Dickenabnahmen beim Walzbeginn zur Folge, was die Möglich keit einer Werkstoffbeschädigung mit sich bringt; wird sie aus den Bedingungen beim Walzbeginn bestimmt, verlängert dies die zum Auswalzen nötige Maschinenzeit, der optimale Umformungsgrad sowie die Ausfüllung der Form in den Walzwerkzeugen wird nicht gewährleistet, was namentlich bei kleineren Abwalzwerten (Reduzierungen) vorkommt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die angeführten Unzulänglichkeiten und Mängel werden durch eine neue Technik beim Auswalzen zu beseitigen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsmaßig dadurch gelöst, daß auf den Auswalzdorn über den ganzen Verlauf des Ringwalzens eine solche Kraft einwirkt, deren Größe durch einen Druckmechanismus in Abhängigkeit von der Dickenabnahme der Ringwand geändert wird und somit der Änderung des Ringwerkstoff-Umformwiderstandes bei optimalem Spannungszustand entspricht.
• Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Einrichtung für die Durchführung dieses Verfahrens, welche aus einer Auswalzscheibe, einem schlittengelagerten Auswalzdorn sowie einem Druckzylinder besteht. Das Prinzip der Einrichtung besteht darin, daß in den Zuführungsleitungen fUr das Druckmedium in die hohle Kolbenstange des Druckzylinders Reduktionsventile angeordnet sind, ein hydraulischer Dämpfer eingebaut ist. Die Kolbenstange ist mit einem Zwei-Hebel-System gekoppelt, wobei der erste Hebel durch eine Gelenkverbindung am Zapfen befestigt ist, der verstellbar auf dem Rahmen der Einrichtung angeordnet ist0 Der zweite Hebel ist am Schlitten befestigt, welcher den Auswalzdorn trägt und verschiebbar in einer einstellbaren FUhrung gelagert ist0 Durch das erfindungsgem6ße Verfahren ist eine nahezu konstante Dickenabnahme pro Umdrehung gesichert sowie gleiche Bedingungen Uber den ganzen Verlauf des Walzvorgangs, ein feinkörniges WerkstoffgefUge und eine optimale Ausfüllung der Form gewährleistet. Damit ist auch die Möglichkeit gegeben, kleinere Abwalzwerte in Bezug auf die Flächenverhältnisse der Wandquerschnitte von Schmiederohlingen und Walzstücken anzuwenden als dies bei den bisher bekannten Walzeinrichtungen möglich war. Es werden ferner minimale Walzzeiten sowie hohe Herstellungsgenauigkeiten erzielt. Das Verfahren hat außerdem den Vorteil, daß der Walzvorgang auch im Hochttemperaturbereich vorgenommen werden kann, was seine Einschaltung in Fertigungsstraßen bei einmaliger Erwärmung dee Werkstoffes ermöglicht, bzw. ein mehrstufiges Walzen gestattet, wobei im letztern Fall verschiedene Kräftekennlinien für die einzelnen Stufen gewählt werden können.
• Die Einrichtung für die Durchführung des Verfahrens kann mit einem Mechanismus, der verschiedene Kraftelemente erzeugt, die z. B. durch einen pneumatischen oder hydraulischen Zylinder kontinuierlich steuerbar sind, sowie mit einer steuerbaren Druckregelung des Arbeitsmediums je nach der geforderten Kennlinie ausgestattet werden.
• Ein Beispiel der Einrichtung fUr die Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
• Der Druckmechanimmus besteht aus einem Druckzylinder 1 mit einer Kolbenstange 3p Der Druckzylinder 1 ist schwenkbar im Zapfen 4 gelagert, der am Rahmen der Einrichtung angeordent ist. Im Hohlraum der Kolbenstange 3 ist ein hydraulischer Dämpfer 2 untergebracht. Die durch Luft- und Öldruck auf die Kolbenstange 3 einwirkende Kraft wird durch eine Hebelübersetzung 5, 6 vervielfacht und auf einen Schlitten 7 Ubertragen, welcher in Führungssäulen 8 verschiebbar angeordnet ist.
• Dazu sind drei Paar Führungsbuchsen 9, 10, 11 vorgesehen, von denen die Buchse 11 zum Zwecke des Spielausgleichs in der Führung verstellbar gestaltet ist. Das untere Gelenk 12 des Hebels 5 ist am Rahmen verstellbar, um gleiche Arbeotskennlinien bei verschiedenen Lagen des Schlittens 7 sicherzustellen. Der Druck des Arbeitsmediums innerhalb des Zylinders kann durch Reduktionsventile 13, 14 in Abhungigkeit von der benötigten Walzkraft variiert werden. Der Verlauf dieser Kraft am Dorn 15 ist durch den sich ändernden Winkel a gegeben, dessen Endwert durch die Unterlage des unteren Gelenkes 12, bzw. in kleinerem Bereich durch die Änderung des Auswalzdorndurchmessers 15 verändert werden kann. Der Minimalwert des Winkels a wird durch die Selbsthemmungseigenschaften des Systems bestimmt.
• Die Auswalzscheibe 16 ist auf einer festen Welle 17 befestigt, welche von einem Elektromotor 18 über ein Zahnradsystem 19 angetrieben wird.
• Die Steuerung der Einrichtung erfolgt durch einen pneumatischen Kreis, welcher bedienungsunabhöngig den Arbeitshub sichert, bei welchem das Walzstück in der Endphase des Walzablaufes kalibriert wird, was durch einen Abfall der Walzkraft gekennzeichnet ist. Dieser Abfall ist durch die Zuführung der Druckluft zum oberen Teil des Druckzylinderkolbens aus einem getrennten druckregelbaren Rohrstrang gesichert, in Abhängigkeit von der Wanddicke des Walzstückdurchmessers.
• Der Rückhub des Schlittens erfolgt nach dem Entweichen der Druckluft unter dem Kolben durch die Abschaltrolle des Messgerätes.

Claims (2)

1. PATENTANSPRiiCHE:

   Verfahren für das Auswalzen von Ringen, insbesondere für Wälzlager, mit einem Druckmechanismus, der eine kontinuierlich sich ändernde Walzkraft aufbringt, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß auf den Auswalzdorn über den ganzen Verlauf des Ringwalzens eine Kraft einwirkt, deren Größe durch einen Druckmechanismus in Abhängigkeit von der Dickenabnahme der Ringwand verändert wird und somit der Änderung des Ringwerkstoff-Umformwiderstandes bei optimalem Spannungszustand entspricht.
2. 2. Einrichtung für die Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Auswalzscheibe, einem schlittengelagerten Auswalzdorn und einem Druckzylinder, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß im Hohlraum der Kolbenstange (3) des Druckzylinders (1), in dessen Zuleitungen für das Druckmedium Reduktionsventile (13, 14) eingeschaltet sind, ein hydraulischer Dämpfer (2) eingebaut ist, und die Kolbenstange (3) mit einem Zwei-Hebel-System (5, 6) gekoppelt ist, wobei der erste Hebel (6) durch eine Gelenkverbindung am Zapfen (12) befestigt ist, der verstellbar am Rahmen der Einrichtung angeordnet und der zweite Hebel (5) am Schlitten (7) befestigt ist, welcher den in verschiebbar einstellbarer Führung (11) gelagerten Auswalzdorn (15) trägt.