DE84778C

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Publication number: DE84778C
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Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist, hohle und massive Körper von einem Ende her fertig zu walzen, zu kalibriren und im Qiierschnill zu verändern, wobei die gewünschte Querschnittsänderung des Werkstückes absatzweise bei einem kurzen Stück desselben erfolgt und diese Bearbeitung successive von einem zum anderen Ende fortschreitet, unter planetenförmiger Bewegung der Arbeitswalzen.

Die arbeitenden Walzen oder Walzenrollen bewegen sich dabei über das Werkstück hin und rollen sich auf demselben ab.

Die Walzenrollenachsen sind im Kreisbogen geführt, beschreiben also Cylinder, Kegel oder Hyperboloide, wobei die Walzenperipherien das Werkstück nur auf einer kurzen Strecke ihres Umlaufes berühren und bearbeiten. Infolge der Kreisbewegung der Arbeitswalzenachsen wiederholt sich die Bearbeitung des Werkstückes durch die Walzen in kurzen Zwischenräumen, gleichzeitig wird das Werkstück vorgeschoben und schreitet die Bearbeitung desselben stetig oder periodisch von einem Ende zum andern fort. Die Arbeitswalzenachsen machen also eine Kreisbewegung um eine Mittelachse bei gleichzeitiger Rotation um ihre Drehachse, das Werkstück macht in der Hauptsache eine fortschreitende Bewegung, welcher in den meisten Fällen noch eine Dreh- oder vibrirende Bewegung um seine Achse zugefügt wird.

Die Abrollung der Arbeitswalzen auf dem Werkstück' kann der fortschreitenden Bewegung des Werkstückes gleich- oder enlgcgengerichtet sein, die Walzenperiphericn können also das Werkstück entweder an der dickeren (unbearbeiteten) Stelle zuerst lassen und nach der dünneren (schon bearbeiteten) Seite hin strecken, oder die Walzen können das Werkstück an der dünneren Seite zuerst berühren und sich nach der dickeren Seite hin rollend bewegen.

Die Achsen der Arbeitswalzen werden im Kreisbogen um eine Mittelachse geführt. (Die Achse des Treibkörpers, in welchen meist die Triebkraft eingeleitet wird.)

Die arbeitenden Walzenrollen werden bei den Kreisbe\vegungen ihrer Achsen um die^ Mittelachse (die Treibkörperachse) so um ihre Achse gedreht, dafs bestimmte Theile der Walzcnkaliber mit bestimmten Thcilen des Werkstückes zusammentreffen. Diese Drehung der Arbeitswalzen um ihre Achsen geschieht am besten durch Zahnringe auf denselben und ein Hohlrad, an welchem sich die Zahnkränze bei dem Umlauf der Arbeitswalzen um die Mittelachse abrollen und welches concentrisch zur Treibkörperachse gelagert ist..

Bei dieser Bearbeitung führen die Arbeitswalzen und das Werkstück relativ zu einander eine pilgerschrittförmige Bewegung wie bei den durch die Patente Nr. 58762 und Nr. 59052 geschützten Verfahren aus.

Fig. ι bis 13 der Zeichnungen veranschaulichen das Verfahren und die Vorrichtungen zum Auswalzen von massiven und Hohlkörpern mit planetenförmiger Bewegung der arbeitenden Walzen. . ■ ■

Fig. ι und 2 veranschaulichen als Beispiel ein Walzwerk, und zwar zeigt Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Treibkörperachsen und die Walzenachsen, Fig. 1 einen Schnitt rechtwinklig dazu nach A-B durch· die Zahnräder des unteren Treibkörpers und den festgestellten Zahnkranz, in welchen sich die Zahnräder abrollen. Fig. 3 stellt einen Schnitt rechtwinklig zu Men Treibkörperachsen durch die Mitte der Arbeitswalzen dar.

Buchstaben α in den Figuren veranschaulichen die Treibkörper, b die Arbeitswalzen, c die Achsen der Arbeitswalzen, d die Zahnringe aiii' den Arbeitswalzenachsen des unteren Treibkörpers, c· die vermittelst der Flantschen e^l und der Schrauben f mn Ständer befestigten Zahnkränze des linieren Treihkilrpers, in welchen sich die Zahnringc d auf den Walzenachsen bei der Rotation der Arbeilswalzen abrollen. Ks geht daraus hervor, dais diese Zahnkränze mit der Achse des Treibkörpers a conccntrisch sind. Anstatt den Zahnkranz e mit dem Ständer des Walzwerkes zu verbinden, kann man denselben auf dem Treibkörper a lagern lassen, hindert ihn dann aber an einer willkürlichen Drehbewegung, so dafs er bei der Rotation des Treibkörpers keine Rotation ausführt. In diesem Falle kann man die Walzen heben oder senken, wobei der Zahnring doch immer concentrisch bleibt, g zeigt die Zahnringe auf den Arbeitswalzen der oberen Treibkörper, /; den zu denselben gehörigen festgestellten Zahnkranz. Auf den Achsen der Treibkörper sitzen die Zahnräder z, welche die Bewegung der beiden Treibkörper gleichmäfsig machen. In Fig. 3 ist k ein hohles Werkstück, welches auf dem Dorn m bearbeitet wird. Werkstück A" mit Dorn m werden nach jedem Angriff der Arbeitswalzen etwas vorgeschoben und am besten um einen rechten Winkel gedreht. Der Vorschub des Werkstückes kann dem Vorschub des Dornes gleich oder von ihm verschieden sein, in welchem letzteren Falle das Werkstück sich beim Walzen vom Dorn abzieht oder auf denselben aufgeschoben wird.

Die Bewegung der Treibkörper kann geschehen in der Richtung der Pfeile n, wobei sich die Arbeitswalzen b in der Richtung der, Pfeile n^l bewegen. Es berühren hierbei die Arbeitswalzen das Werkstück an der unbearbeiteten Seite zuerst und rollen sich nach dessen schon bearbeiteter Seite hin ab. Macht man sämmtliche Bewegungen der Treibkörper und Arbeitswalzen entgegengesetzt, so berühren die Arbeitswalzen das Werkstück zuerst an dem schon bearbeiteten Theil und rollen sich nach dem unbearbeiteten Ende hin ab.

Die Bewegung des Werkstückes und Dornes geschieht meistens in den Pausen zwischen den Angriffen der Arbeitswalzen.

Stellt man die Achsen der Arbeitswalzen b windschief gegen die Achsen der Treibkörper a (Fig. 4), so haben die Arbeitswalzen beim Abrollen auf dem Werkstück die Tendenz, das Werkstück während der Bearbeitung zu drehen. In diesem Falle ist eine Drehung des Werkstückes in den Zwischenpausen nicht mehr erforderlich. Solche windschief zur Mittelachse gestellten Achsen der Arbeitswalzen beschreiben bei ihrer Rotation um die Treibkörperachse Hyperboloide.

Stellt man die Achsen der Arbeitswalzen nicht parallel der Mittelachse, auch nicht windschief, sondern läfst die Achsen der Arbeitswalzen und der Treibkörper sich in irgend einem Punkt schneiden, so beschreiben die' Arbeitswalzenaclisen Kegel.

Man braucht die Achsen der Arbeitswalzen nicht sämmtlich in dieselbe Stellung zu den Treibkörperachsen zu bringen, sondern kann beispielsweise die eine Arbeitswalzenachse sich mit der Treibkörperachse an der einen Seite, die anderen ihr gegenüberliegenden Arbeitswalzenachsen an der entgegengesetzten Seite schneiden lassen.

An Stelle eines, z. B. des unteren, Treibkörpers kann ein der Umformung des Werkstückes während seiner Bearbeitung entsprechend kalibrirter Ambos das Widerlager für das Werkstück bilden.

Bei Fig. 3, 5 und 6 greift an jeder Seite des Werkstückes immer je eine Arbeitswalze am Werkstück an, welche gegenseitig das Widerlager bilden.

Die Lage der Treibkörperachsen gegen die Horizotale kann beliebig sein. In den meisten Fällen werden beide Treibkörperachsen in horizontale Ebenen verlegt.

Fig. 5 zeigt einen Treibkörper mit je drei eingelagerten Arbeitswalzen, Fig. 6 solche mit vier eingelagerten Arbeitswalzen.

Die Zahl der in jedem Treibkörper eingelagerten Arbeitswalzen kann 1, 2, 3, 4 und mehr betragen. In den meisten Fällen la'fst man zwei Arbeitswalzen an gegenüberliegenden Seiten des Werkstückes zu gleicher Zeit angreifen, doch kann man auch mehr, z. B. drei, oder, wie aus Fig. -j und 8 ersichtlich, vier Treibkörper so anordnen, dafs die auf ihnen befindlichen Arbeitswalzen das Werkstück von vier Seiten (oder . bei χ Treibkörpern von χ Seiten) an derselben Stelle zugleich bearbeiten. .

Anstatt die Arbeitswalzen in Fig. 7 und 8 von vier Seiten zugleich angreifen zu lassen, können abwechselnd zwei Arbeitswalzen von

oben und unten und zwei von rechts und links am Werkstück angreifen. Bei entsprechender Kulibrirung der Arbcitswalzen hat man dann keinerlei Drehung des Werkstückes nöthig und erzielt Bearbeitung von allen Seiten.

In säinmtlichen Figuren besitzen die Arbeitswalzen am besten keine concentrischen Kaliber, sondern steigende oder fallende bezw. sich vergröfsernde oder verengernde Kaliber (Fig. 3). Das Kaliber selbst kann rund, oval oder sonstwie geformt sein, um das Werkstück in die gewünschte Form zu bringen.

Da meist die Arbeitswalzen sich erweiternde oder verengernde Kaliber haben, so müssen sie bei der Berührung mit dem Werkstück letzterem regelmäfsig dieselben Stellen ihrer Kaliber darbieten, falls ein cylindrisches oder prismatisches Stück erzeugt werden soll. Zu diesem Zweck haben die Zahnräder auf den Arbeitswalzenachsen eine derartige Zähnezahl im Verhältnifs zu dem Zahnkranz, mit welchem sie sich abrollen, dafs sie bei jeder Rotation zum Werkstück immer die gleiche Stellung einnehmen.

Man kann indessen diese Zurückführung' in die Anfangsstellung der Arbeitswalzen beim Eintritt der Berührung mit dem Werkstück anstatt durch Zahnräder durch andere Mittel bewirken, z. B. durch Federn, welche die Arbeitswalzen stets in die Anfangslage zurückführen.

Im Moment der Berührung der Arbeitswalzen mit dem Werkstück werden alsdann infolge der Reibung mit dem Werkstück die Arbeitswalzen gedreht und rollen sich auf demselben, ab. Nach Verlassen des Werkstückes werden die Arbeitswalzen dann durch die Feder in die Anfangslage gegen einen Anschlag (Fig. 9 bis 11) zurückbewegt.

Macht man die Arbeitswalzen einseitig schwerer, so kann die Feder durch Centrifugalkraft oder durch Gewichte ersetzt werden.

Statt der vorstehend erwähnten Verfahren zur Zurückführunii der Arbeitswalzen in ihre Anfangslage können insbesondere bei der Anwendung von nur einer Arbeitswalze für den Treibkörper auch noch andere mechanische Mittel, z. B. Polbahnen oder Lenkstangen, benutzt werden.

Macht man bei der Rotation der Treibkörper die Arbeitswalzen derart, dafs sie nicht stets dieselben Theile .ihrer konischen Kaliber dem Werkstück darbieten, so kann man konische, konoidische oder abgesetzte Werkstücke erzeugen. Am einfachsten wird dies dadurch erreicht, dafs man entweder die in Fig. 1 und 2 festgestellten Zahnkränze e und /; drehbar anordnet und denselben durch mechanische Mittel (Schraube ohne Ende, oder sonstwie) eine bestimmte Drehbewegung ertheilt, wodurch dann das Werkstück periodisch mit anderen Arbeitsstellen des konischen Kalibers ' in Berührung kommt, oder man erreicht dasselbe, indem man die Zähnezahl der Zahnringe JiLf den Arbeitswalzenachsen im Verhältnifs zur Anzahl der Zähne der Zahnkränze, auf welchen sie sich abrollen, derart macht, dafs die letzteren nicht vielfache der Zähnezahl der Arbeitswalzen sind. Aufsen konische, konoidische oder abgesetzte Werkstücke lassen sich auch dadurch erzielen, dafs die Treibkörper mit den zu ihnen gehörigen concentrischen Zahnringen von der Arbeitsmitte constant oder periodisch während der Rotation entfernt oder ihr genähert werden.

Will, man im Innern von hohlen Werkstücken eine konische, konoidische oder abgesetzte Form erzielen, so wendet man einen konischen, konoidischen oder abgesetzten Dorn an, welchem man während des Auswalzens des Werkstückes zu den Treibkörpern eine verschiedene Stellung giebt, indem man die Dorne axial constant oder periodisch verschiebt oder zurückzieht; das jedesmal zwischen den Walzen befindliche Stück des Domes bestimmt dann die innere Dimension. Wendet man konische oder abgesetzte, in der Längsrichtung verstellbare Dorne zugleich mit den oben beschriebenen zwei Verfahren des äufseren konischen Walzens an, so kann man Röhren von variirendem innerem und äufserem Durchmesser erzeugen.

Das Vorschieben und Drehen des Werkstückes bezw. Domes zwischen den Walzen, beim vorliegenden Verfahren, kann am einfachsten mit der Hand geschehen, doch kann zum Fortbewegen und Drehen auch die Schraube oder sonstige Mittel angewendet werden.

Bewegt man hierbei das Werkstück verschieden vom Dorn, so kann man dasselbe während des Walzens vom Dorn abziehen oder abschieben, und zwar kann dieses Abziehen oder Abschieben constant oder periodisch geschehen, und zwar während des Angreifens der Arbeitswalzen am Werkstück oder in den Zwischenpausen oder nach Beendigung der ganzen Walzarbeit auf einer besonderen Presse oder Ziehvorrichtung:

Fig. 7 zeigt eine Einrichtung zum Drehen der Arbeitswalzen bei der Rotation der Treibkörper vermittelst Zahnräder auf den Walzenachsen und rotirendem Zahnrad mit äufseren Zähnen auf der Treibkörperachse, im Gegensatz zu dem festgestellten Zahnkranz in Fig. 1 und 2, welcher als Hohlrad ausgebildet ist.

In Fig. r und 8 wird das Zahnrad mit einer entsprechend gröfseren Geschwindigkeit als die Treibkörperachse nach derselben Richtung bewegt, um zu erreichen, dafs die Arbeitswalzen

sich mit der gewünschten Geschwindigkeit auf dem Werkstück abrollen.

Fig. 9, io und η zeigen Arbeitswalzen, welche drehbar angeordnet sind und bei welchen Federn die Rückführung in die Anfangslage besorgen.

Bei Rotationen der Treibkörper kommen die Arbeitswalzen b mit dem Werkstück in Berührung und durch die Reibung bei Berührung mit dem Werkstück rollen sie sich am Werkstück ab und spannen die Feder F ■(Fig. n).

Fig. io zeigt ein derartiges Walzwerk im Längsschnitt, Fig. 9 einen Schnitt quer durch die Arbeitswalzen nach A-B, Fig. 11 einen Schnitt nach C-D durch die die Arbeitswalzen drehenden Federn. Nach Fig. 12 ist die Federung ersetzt durch die belasteten Hebel K, bei welchen vermittelst Centrifugalkraft die Arbeitswalzen b gegen Vorsprünge M an den Treibkörpern gegengelegt werden, bis die Arbeitswalzen mit dem Hebel unter dem Einflufs der Berührung mit dem Werkstück gedreht werden.

Nach Aufhören der Berührung mit dem Werkstück dreht der Hebel die Arbeitswalze wieder bis an den Anschlag M. Bei nicht sehr rasch laufenden Walzen kann man auch anstatt durch Centrifugalkraft die Hebel durch. Gewicht wirken lassen, indem man ihnen eine entsprechende Stellung giebt.

Bei den in Fig. q bis 13 dargestellten Anordnungen machen die Arbeitswalzen, welche hauptsächlich für ganz kleine Dimensionen bestimmt sind, bei Rotationen der Treibkörper nur Hin- und Herschwingungen, keine ganzen Drehungen um ihre Drehachsen.

Für viele Fälle, wie in Fig. 12 und 13 dargestellt, geni'ict die Centrifugalkraft der Arbeitswalzen selbst, um sie im Anfang der Berührung mit dem Werkstück stets in einer Anfangslage zu haben, welche sich nach Aufhören der Berührung von selbst wieder einstellt.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren des Auswalzens, Formgebens oder Kalibrirens von hohlen und massiven Körpern, Blech, Draht, durch Walzenrollen, deren Achsen Cylinder, Kegel oder Hyperboloide um eine zweite Achse beschreiben, wobei die mit sich erweiternden oder verengernden Kalibern versehenen Walzenrollen Drehungen oder Theildrehungen um ihre Drehachse ausführen und sich auf einem kurzen Stück des stetig oder periodisch fortschreitenden Werkstückes wiederholt abrollen, wodurch das Werkstück absatzweise von einem Ende zum andern fortschreitend bearbeitet wird, und wobei die Arbeitswalzen und das Werkstück relativ zu einander eine pilgerschrittförmige Bewegung wie bei den durch die Patente Nr. 58762 und Nr. 59052 geschützten Verfahren ausführen.

2. Zur Ausführung des unter 1. geschützten Verfahrens ein Walzwerk, gekennzeichnet .durch eine oder mehrere die Kraft einleitende Treibwalzen und eine oder mehrere mit sich erweiternden oder verengernden Kalibern versehene Arbeitswalzen, welche in dem Ballen oder Körper der Treibkörper excentrisch zu deren Drehachse eingelagert sind und selbst Drehbewegungen ausführen.

3. Ein Walzwerk der unter 2. geschützten Art, dadurch gekennzeichnet, dafs die Drehung der Arbeitswalzen um ihre Drehachsen stattfindet durch mit denselben verbundene Zahnkränze und Abrollung dieser Zahnkränze bei der kreisförmigen Bewegung der Arbeitswalzen um die Treibkörperachse

', an mit dieser Treibkörperachse concentrisch gelagerten Zahnrädern oder Zahnringen, welche festgestellt oder rotirend angeordnet sind.

Ein Walzwerk der unter

3. geschützten

Art, dadurch gekennzeichnet, dafs die Drehung der Arbeitswalzen um ihre Drehachsen bei ihrer Bewegung um die Treibkörperachse geschieht durch die Reibung in Berührung mit dem Werkstück, und Rückführung . in die Anfangslagt' durch beliebige mechanische Mittel, z. B. Zahnkränze, Feder, Gewicht oder Centrifugalkraft der einseitig schwereren Arbeitswalzen.

5. Ein Walzwerk der unter 2. geschützten Art, dadurch gekennzeichnet, dafs ein Ambos als Widerlager für das Werkstück beim Bearbeiten desselben durch eine oder mehrere Walzenrollen angewendet wird.

6. Ein Walzwerk der unter 2. geschützten Art, dadurch gekennzeichnet, dafs 2, 3, 4 oder mehr Treibkörper mit eingelagerten Arbeitswalzen angewendet werden, welch' letztere an verschiedenen Seiten derselben in Bearbeitung begriffenen Stelle, des Werkstückes angreifen und gleichzeitig abwechselnd oder paarweise das Werkstück periodisch bearbeiten.

7. Ein Walzwerk der unter 2. geschützten Art zur Herstellung von' aufsen oder innen oder von aufsen und innen konischen, konoidischen oder abgesetzten Werkstücken,

^: dadurch gekennzeichnet, dafs die Zahnkränze der Arbeitswalzen bei den Rotationen der Treibkörper sich derart auf den mit ihnen in Angriff stehenden Zahnkränzen oder Zahnrädern abrollen, dafs sie constant oder periodisch etwas andere Stellen ihrer sich erweiternden oder verengernden Kaliber mit dem Werkstück in Berührung bringen.

Kin AVii I ζ werk der unter 2. geschützten Art zur Herstellung von aui'sen oder innen oder von aufsen und innen konischen, konoidischen oder abgesetzten Werkstücken, dadurch gekennzeichnet, dafs die Treibkörperaehsen mit den zu ihnen concentrisclicn Zahnkränzen allmiilig oder periodisch einander genähert oder von einander entfernt werden.

Ein Walzwerk der unter 2. geschützten Art zur Herstellung von aufsen oder innen oder von aufsen und innen konischen, konoidischen oder abgesetzten Werkstücken, dadurch gekennzeichnet, dafs ein konischer, konoidischer oder abgesetzter Dorn während der Bewegung der Treibkörper seine Stellung zu den Walzen im Laufe der Arbeit ändert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.