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Vorrichtung zum Walzen von Blattfedern Die Erfindung betrifft eine
Vorrichtung zum Walzen von im wesentlichen auf ihrer ganzen Länge verjüngten Blattfedern
mit einem der Federlänge entsprechenden Kopierlineal, einer sich am Kopierlineal
abwälzenden Führungswalze der Arbeitswalze, einem zwangläufigen Antrieb der Arbeitswalze
und einem das Werkstück von drei Seiten umschließenden Gedenk, wobei die Arbeitswalze
mit der Führungswalze gegen das Gesenk und das Kopierlineal gedrückt ist.
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Man hat erkannt, daß der Walzvorgang beim Walzen von im wesentlichen
auf ihrer ganzen Länge verjüngten Blattfedern von großer Bedeutung ist, um Federn
ganz bestimmter Eigenschaften zu erhalten. Diese Federn müssen über ihre Länge eine
gleichmäßige Breite haben, um bestimmte physikalische Eigenschaften aufzuweisen,
und diese Breite darf durch den Walzvorgang selbst nicht verändert werden. Weiterhin
muß die Verjüngung von der Mitte zum Federende hin in ganz bestimmter vorgeschriebener
Weise erfolgen, um erwünschte Federeigenschaften zu erhalten. Weiterhin muß verhindert
werden, daß die Arbeitswalze auf der Oberfläche des Federrohlings gleiten kann,
um hierdurch unerwünschte und unregelmäßige Metallverdrängungen zu verhindern, die
wiederum zu unerwünschter Ungleichförmigkeit der Federungseigenschaften führen.
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Es wurde nun bereits eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei der im Bett
einer Maschine ein das Werkstück von drei Seiten umschließendes Gesenk angeordnet
ist, wobei oberhalb dieses Gesenks eine Arbeitswalze mit Führungswalzen vorgesehen
ist, und zwar derart, daß die Arbeitswalze in den Gesenkraum eintreten kann, und
wobei oberhalb dieser Walze Kopierlineale an einem hin und her beweglichen Schlitten
befestigt sind, die mit den Führungswalzen im Eingriff stehen, wobei bei einer Bewegung
des Schlittens die Arbeitswalze auf dem Werkstück abgewälzt wird und wobei die Arbeitswalze
synchron angetrieben wird. Mit dieser vorgeschlagenen Vorrichtung können in zufriedenstellender
Weise verjüngte Blattfedern mit vorbestimmter Federungscharakteristik hergestellt
werden.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine derartige Vorrichtung
zu schaffen, bei der für das Walzen wesentliche Teile derart angeordnet sind, daß
diese Teile in einfachster Weise ausgewechselt werden können, um die Vorrichtung
zum Walzen unterschiedlicher Blattfedern mit verschiedenen Abmessungen umzustellen.
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Erfindungsgemäß sind das Gesenk und das Kopierlineal nebeneinander
in einem hin und her beweglichen Tisch angeordnet. Auf diese Weise sind sowohl das
Kopierlineal als auch das Gesenk leicht zugänglich, und diese Teile können leicht
ausgetauscht und gewartet oder ersetzt werden.
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Mit Vorteil kann der hin und her bewegliche Tisch mittels eines hydraulischen
Antriebs angetrieben sein, oder der hin und her bewegliche Tisch kann mittels eines
Zahnstangenritzelantriebs angetrieben sein.
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Die Arbeitswalze und die Führungswalzen können mit Vorteil getrennte
Teile sein und koaxial auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sein.
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Es kann aber auch vorteilhaft sein, daß die Arbeitswalze und die Führungswalzen
aus einem Stück bestehen.
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Mit besonderem Vorteil können die das Werkstück umschließenden Teile
des Gesenks, nämlich zwei Seitenstücke und ein Bodenstück, austauschbar sein. Hierdurch
wird der Ausbau und der Ersatz der Gesenkteile noch erleichtert. Dabei können die
Seitenstücke des Gesenks quer zur Walzrichtung verstellbar sein. Hierdurch kann
in einfacher Weise beispielsweise die Gesenkbreite eingestellt werden. Mit besonderem
Vorteil können dabei die Gesenkseitenstücke das Kopierlineal bilden. Hierdurch wird
ein besonders einfacher Aufbau erzielt.
Die Erfindung wird in der
folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung, F i g. 2 eine Vorderansicht der in F i g. 1. dargestellten Ausführungsform,
F i g. 3 eine Teilansicht einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung und F i
g. 4 eine Schnittansicht der in F i g. 3 dargestellten Ausführungsform.
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Die F i g. 1 und 2 zeigen eine Walzmaschine, die ein feststehendes
Bett 10 aufweist, an dem Ständer 12 starr befestigt sind. Die Ständer 12 sind durch
Längsholme 14 und Querholme 16 starr miteinander verbunden. Das Bett 10 wird durch
Träger 11 unterstützt, die sich von einer auf dem Fußboden montierten Basis 13 aus
nach oben erstrecken.
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Das Bett 10 weist einen hin- und hergehenden Schlitten 20 auf,
der in einer U-förmigen Führung 18 gleitend gelagert ist.
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Der Tisch 36 ist an das Verbindungsstück 46 einer Kolbenstange
48 angelenkt, die sich in einen Hydraulikzylinder 50 erstreckt. Der Zylinder
50 ist in der Mitte um Zapfen od. dgl. 52 schwenkbar in einem Joch 54 gelagert,
das von einer Konsole 56 getragen wird, die am hinteren Ende des Bettes 10 befestigt
ist. Der Hydraulikzylinder 50 hat die Aufgabe, den Tisch 36 hin- und herzubewegen.
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Der Tisch 36 (F i g. 2) weist einen nach oben offenen rechteckigen
längslaufenden Kanal 58 auf, der einen Gesenkblock 60 aufnimmt, der
von zwei parallelen seitlichen Begrenzungsgliedern 62 flankiert ist, die schräge
Kanten 64 aufweisen, um den Entnahmewinkel zu bilden, der es ermöglicht, das im
Gesenk 60 eingeschlossene Werkstück nach dem Walzen herauszunehmen. Die Glieder
62 erstrecken sich um eine bestimmte Strecke nach oben über die obere Fläche des
Gesenkblocks 60 hinaus, um einen Gesenkhohlraum 66 (F i g. 2) zu bilden, der ein
Werkstück 68 aufnehmen kann. Der Gesenkblock 60 und die seitlichen Begrenzungsglieder
62 können aus einem Stück hergestellt oder gewünschtenfalls zu einem U-Profil starr
miteinander verbunden werden, doch ermöglicht die gezeigte getrennte Anordnung eine
einfache Änderung der Größe des Gesenks zur Aufnahme von Werkstücken verschiedener
Abmessungen oder zur Änderung der gewalzten Dicke oder Breite des Werkstückes.
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Neben den seitlichen Gliedern 62 enthält der Kanal 58 zwei gleiche,
sich in Längsrichtung erstrekkende Kopierlineale 70, die an den Flanschen 59 anliegen.
Die Oberfläche 72 eines jeden Kopierlineals 70 verläuft vom Mittelabschnitt aus
in Längsrichtung schräg nach unten, so daß sich ein zu den Enden hin verjüngter
Umriß ergibt. Die Kopierlineale 70 sind vorzugsweise, wie dargestellt, selbständige
Teile, damit diese gegen Kopierlineale mit unterschiedlichen Umrissen ausgetauscht
oder bearbeitet werden können, wenn ein Verschleiß auftritt, oder ersetzt werden
können, wenn sie beschädigt sind. Die gesamte Anordnung, die aus dem Gesenk 60,
den Gliedern 62 und den Kopierlinealen 70 besteht, kann, wie dies bei der Ausführung
nach F i g. 2 der Fall ist, fest in den Kanal 58 eingepreßt oder mittels Beilagblechen
und Stellschrauben einstellbar befestigt sein, um jede Bewegung der Anordnung gegenüber
dem Tisch 36 zu verhindern. Die Führungswalzen 73 sind zylindrisch und bilden einen
starren Teil einer Arbeitswalze 74, die oberhalb des Tisches 36 aufgehängt ist.
Die Walze 74 weist eine Arbeitswalze 76 auf, die zwischen den Führungswalzen 73
angeordnet ist und eine Breite hat, die der Breite des Gesenkhohlraums 66 entspricht.
Diese Arbeitswalze 76 kann mit der Oberfläche des im Gesenk angeordneten Werkstücks
68 in Berührung gebracht werden.
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Wie F i g. 2 zeigt, haben die Walzen 73 und 76 den gleichen Durchmesser.
Außerdem sind die Kopierlinealflächen 72 so ausgerichtet, daß sie in seitlicher
Richtung jeweils die gleiche Höhe über dem Bett 10 aufweisen, so daß die Führungswalzen
73 gleichmäßig mit beiden entlang der entgegengesetzten Seite des Kanals 58 in Berührung
stehen. Die Arbeitswalze 76 tritt mit dem Werkstück 68 im Gesenk in Berührung und
formt dieses entsprechend den Kopierlinealflächen 72.
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Die Walze 74 ist oberhalb des Kopierlineals 70 in Lagern antreibbar
gelagert. Die Walze 74 ist in vertikaler Richtung mittels zweier hydraulischer
Zylinder 82 einstellbar aufgehängt. Die Aufhängung der Walze 76 durch die hydraulischen
Zylinder 82 gestattet es, die Arbeitswalze 76 unter einem vorbestimmten gesteuerten
und einstellbaren Druck mit dem Werkstück 68 in Berührung zu bringen und während
des Walzens der Verjüngung an dem Werkstück 68 kontinuierlich gegen das Bett 10
zu drücken.
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Wie F ig . 1 zeigt, hängen an der Unterseite der hinteren Querschiene
94 des Rahmens in der Längsmitte des Rahmens mehrere mit der Länge des Hohlraums
66 zentrierte kleine Andruckrollen 91. Sie stehen mit dem bereits gewalzten Ende
des Werkstücks 68 in dem Gesenk in Berührung und halten dieses fest, wenn das andere
Ende gewalzt wird.
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Bei der in den F i g. 3 und 4 dargestellten Ausführungsform wird ein
anderes Bett 106 verwendet. Bei dieser Ausführungsform ist ein Tisch 114
vorgesehen, an dessen Unterseite zwei Zahnstangen 116 befestigt sind, die zwecks
Antriebs des Tsiches mit je einem Zahnrad 118 kämmen. Zwischen den Zahnrädern 118
ist an der Welle 120 eine zylindrische Stützwalze 126 (F i g. 4) befestigt, auf
der der Tisch 114 für eine rollende Bewegung gelagert ist. Der Tisch 114 hat einen
längslaufenden Kanal 128, der einen Gesenkblock 130 aufnimmt, der seitlich
zwischen zwei gleichen Kopierlinealen 132 angeordnet ist. Die Kopierlineale 132
haben, wie F i g. 3. zeigt, Flächen 134 mit verjüngter Form und erstrecken sich
über die obere Fläche des Gesenkblocks 130 hinaus, so daß ein Gesenkhohlraum 136
zwischen ihnen vorhanden ist, der das Werkstück 168 aufnehmen kann. Die Seitenkanten
138 der Kopierlineale 132 sind zur Bildung eines Entnahmewinkels geneigt. Die aus
dem Gesenkblock und den Kopierlinealen bestehende Anordnung ist im Kanal
128 mittels Beilagblechen 140 festgehalten, und sie kann mittels einer Einstell-und
Verriegelungsschraube 142 einstellbar gehalten sein, die durch einen der Seitenflansche
144 hindurchgeht. Der Gesenkblock und die Kopierlineale sind bei dieser Ausführungsform
nach F i g. 2 ebenfalls ersetzbar und austauschbar.
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Oberhalb des Tisches 114 ist eine Arbeitswalze 146 aufgehängt, die
axial eine solche Länge hat, daß sie von einer Fläche 134 des einen Kopierlineals
132 zu der anderen Fläche 134 des anderen Kopierlineals 132 reicht und sich auf
diesen Kopierlinealen abrollt,
wobei ein in dem Gesenkhohlraum 136
angeordnetes Werkstück 68 verformt wird. Die horizontale Achse der Walze
146 verläuft zu der Achse der Stützwalze 136 parallel.
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Es ist ersichtlich, daß bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen
die endgültige Dicke des Werkstücks durch die Tiefe und die Breite der Hohlräume
66 oder 136 und durch den Durchmesser der Walzen 76 bzw. 146 bestimmt ist.
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Die Walze 146 ist vertikal einstellbar mittels zweier hydraulischer
Zylinder 148 aufgehängt, deren Kolbenstangen 150 an zwei Lagern 152 befestigt sind,
die in Führungen 154 vertikal gleitbar sind.
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Die Umfangsgeschwindigkeit der mit dem Werkstück 68 in Berührung stehenden
Arbeitswalze ist bei allen Ausführungsformen genauso groß wie die lineare Geschwindigkeit
des das Werkstück tragenden Tisches, so daß nur eine reine Rollbewegung der Arbeitswalze
entlang der Oberfläche des Werkstücks stattfindet. Dies wird durch einen synchronisierten
Antrieb des Tisches und der Arbeitswalze ermöglicht.
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Ein Werkstück 68, z. B. ein flacher Stahlstreifen zur Formung zu einem
Federblatt, der z. B. durch Induktionsheizung auf eine Heißwalztemperatur erhitzt
worden ist, wird in den Gesenkhohlraum 66 eingesetzt, wobei die Arbeitswalze 76
angehoben ist und der Tisch 36 sich in der maximal ausgefahrenen vorderen Stellung
befindet, die in F i g. 1 gestrichelt gezeigt ist. Dann wird der Schlitten 36 nach
rechts in die in F i g. 1 mit ausgezogenen Linien gezeigte Stellung bewegt, und
die Walze 74 wird abgesenkt, um die Arbeitswalze 76 mit der Mitte des Rohlings 68
in Berührung zu bringen und die Führungswalzen 73 über der Mitte der Kopierlineale
70 anzuordnen und auf diese mit einem von den Zylindern 82 ausgeübten vorbestimmten
nach unten gerichteten Druck aufzusetzen. Dann wird der Tisch 36 in einem Arbeitshub
durch den Hydraulikzylinder 50 in der einen Richtung bewegt, wobei die Arbeitswalze
unter Druck bleibt und gleichzeitig, beginnend mit dem Anfang des Arbeitshubes,
zwangiäufig gedreht wird, wodurch dem Werkstück 68 in einer abwärts gerichteten
Bewegung der durch den Verlauf der Kopierlineale 72 bestimmte gewünschte verjüngte
Umriß aufgeprägt wird, der sich etwa von der Mitte des Werkstücks zu einem Ende
hin erstreckt. Nach Beendigung des Hubes in dieser einen Richtung wird die Arbeitswalze
76 vom Werkstück abgehoben und der Tisch 36 in die Mittelstellung zurückgeführt.
Dann wird die Arbeitswalze wieder unter Druck abgesenkt und mit der Mitte des Werkstücks
68 in Berührung gebracht, woraufhin ein gleicher Arbeitshub in der entgegengesetzten
Richtung für die andere Hälfte des Werkstücks ausgeführt wird. Während dieses zweiten
Arbeitshubes drücken die Andrückrollen 91 kontinuierlich nach unten auf das Werkstück
68 und verhindern, daß das hintere Ende des Werkstücks vom Tisch abgehoben wird,
während das andere Ende gewalzt wird. Wenn eine einseitig einzuspannende Blattfeder
durch Walzen verjüngt wird, ist lediglich ein Hub in einer Richtung erforderlich.