DE90002C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

mehreren Walzen.

' Das durch Fig. 1 bis 6 auf beiliegender Zeichnung dargestellte Walzwerk hat folgende Einrichtung und Wirkung:

Der zur Herstellung eines Gewehrlaufes bestimmte Rundstab 1 , wird im erwärmten Zustand in eine nach oben offene Rinne der Führung 2 gelegt. Dann zieht man die bisher durch Feder 3 hochgezogene Führungsrinne 4 mittelst Hebels 5 herunter, so dafs der Hebel 5 hinter die Nase der Blattfeder 6 gelangt und so unbeweglich gehalten wird. Der Stab ι ist hierdurch ringsum von einer Führung umschlossen, jedoch so, dafs er sich drehen und verschieben kann. Nun schiebt die sich in der Pfeilrichtung 7 bewegende und drehbar im Kreuzkopf 8 befestigte runde Stange 9 den Rundstab 1 mittelst der rechts gezeichneten und unten beschriebenen Vorrichtung zwischen drei im Kreise angeordnete Walzen 10. Jede dieser Walzen 10 ist, wie Fig. 6 zeigt, Schnitt nach l-m in Fig. 1, auf runden Antriebswellen befestigt. Die Antriebswellen 11 sind in Büchsen 12 gelagert. Diese Büchsen sind. an einem Ende in dem geschlossenen runden Walzwerksständer 13 sowohl radial verschiebbar wie auch um die Zapfen 14 und' 15 drehbar gelagert. Am anderen Ende ruhen die Büchsen 12 mit dem halbrunden Bund 16 in geschlossenen Ringen 17, die mittelst Zapfen 18 drehbar in einem gemeinsamen Rahmen 19 befestigt sind. Dieser Rahmen 19 ist vor dem Walzwerksständer 13 derart gelagert, dafs er sich nach Lösung der Schrauben 20 (Fig. 2) mittelst der Stellschraube 21 verdrehen läfst. Mithin lassen sich die Antriebswellen 11 nebst Führungsbüchsen 12 derart verstellen, dafs ihre Mittellinien 22 die Hauptmittellinien 23 des Walzwerkes sowohl von links wie von rechts überschneiden. Im Verein mit dem Spitzkegel oder kugelförmig gestalteten und in gleicher Drehrichtung rotirenden Arbeitsflächen (Strecken 24 in Fig. 6) der Walzen 10 ziehen die Walzen 10 das Werkstück 1 herein, wenn die Mittellinien 22 nach links gerichtet sind. Dagegen wird das Werkstück herausgeschoben (geprefst), wenn bei derselben Drehrichtung wie vorhin die Walzenmittellinien 22 nach rechts gerichtet sind. Man kann also bei derselben Drehrichtung ziehend oder drückend auf das Werkstück einwirken. Oder man kann das Werkstück mittelst der rotirenden schräg stehenden Walzen 10 hereinziehen und durch Umkehrung ihrer Drehrichtung wieder herausschieben. In der Regel und insbesondere bei vorstehender Verarbeitung des Rundstabes 1 wird derselbe von den Walzen 10 hereingezogen und auf den engsten Walzenabstand ausgewalzt, wobei der Stab 1, weil sein Durchmesser ' vom Durchmesser der Walzen 10 übertroffen wird, mehr Umdrehungen als diese ausführt. Ist der Durchmesser der Walzen z.B. gleich 150 und der Durchmesser des Rundstabes 1 gleich 30, so wird dieser Rundstab -^-5— = fünf Mal mehr Umdrehungen wie 30

fs. Auflage, ausgegeben am 16. August

die Walzen machen. Der Durchmesser der Gewehrlaufstäbe für die modernen kleinkalibrigen Gewehre (8 mm Bohrung) ist im rohen Zustande gleich 17 mm. Um die Walzen 10 auf 17 mm Entfernung zusammenzuschieben, darf ihr Durchmesser an der Arbeitsstelle (25 in Fig. 6) höchstens 110 mm sein. Am besten bewährt sich hierbei die reine Kugelform für die Walzen 10. Um eine Schwächung der Walzen, die aus härtestem, bestem und härtbarem Gufsstahl bestehen müssen, zu vermeiden, sind die Befestigungskeile 62 an der Stirnseite angebracht, und es bewirken die Schrauben 63 das Anpressen an den eingeschliffenen Konus der Wellen 11. Die radiale Verstellung der Walzen 10 erfolgt nach Fig. 1,2,3 ^und 4 mittelst der gehärteten Keile 26. Hierbei sind die Stangen 15 mit den Rollen 27 versehen, gegen welche durch die Federn 29 eine Anpressung erfolgt, so dafs fortwährend Anschlufs herrscht. Auf der anderen Seite liegen die Keile 26 gegen die Rollen 28 an, welche nebst den Rollen 27 um Spitzen von stählernen und gehärteten Stellschrauben (Fig. 2) sich drehen. Wird nun das Werkstück (Rundstab 1) von den Walzen 10 erfafst und unter Hereinziehung auf den engsten Walzenabstand (zunächst 17 mm beim gewöhnlichen Gewehrlauf) ausgewalzt, so schreitet die Stange 9 in demselben Mafse, wie der Rundstab 1 verarbeitet wird, voran. Denn die Feder 30 preist den Kreuzkopf 8 auf den Führungsstangen 31 voran, so dafs zwischen Stange 9 und Werkstück ι stets. Berührung während des Auswalzens herrscht. Diese Berührung ist für ein genaues Copiren der an den Keilen 26 angebrachten Form auf das Werkstück 1 sehr wichtig. An den Kreuzkopf 8 sind nun drei Pleuelstangen angelenkt, welche mit den Hebeln 33 verbunden sind. Am anderen Ende der Hebel 33 sind mittelst Gelenke 34 die Keile 26 angelenkt, so dafs, wenn das Werkstück 1 in die Walzen 10 hineingezogen wird, die sämmtlichen drei Keile 26 herausgezogen werden, und umgekehrt. Diese Keile 26 haben nun eine Form auf der einen oder auf beiden Flächen, gegen welche die Rollen 27, 28 anliegen, welche der Form der herzustellenden Gewehrläufe entspricht. Gehen die Walzen 10 aus einander, so wird der Durchmesser des Gewehrlaufes gröfser, werden die Walzen einander genähert, so wird der Durchmesser kleiner. Man hat also durch Profilirung und insbesondere durch Veränderungen in der Verschiebung der Keile 26 ein Mittel zur Hand, dem Werkstück 1 jede Form zu ertheilen. Das ausgewalzte Werkstück 1 gelangt beim Austritt aus den Walzen 10 in die geschlossene runde Büchse 35, so dafs das rotirende Werkstück nicht vibriren kann, bezw.

eine Führung erhält und genau gerade bleibt. Diese Büchse 35 ist an der hohlen Welle 36 befestigt und wird dadurch mittelst Riemscheibe 37 (Zahnrad, Seilscheibe etc.) in gröfsere geringere oder gleiche Rotationen wie das Werkstück 1 (fertiger Gewehrlauf) versetzt. Die Verlängerung 38 des unteren Hebels 33 überträgt die Bewegung des letzteren mittelst Stange 39 auf den Doppelhebel 40, welcher an die Schelle 41 angelenkt ist. Letztere ist in einer eingedrehten Nuth der hohlen Welle 36 eingelassen. In der hohlen Welle 36 stützt sich die Stange 42, welche mit einem Ende in dem Lager 43 unverschiebbar, aber drehbar ruht. Indem nun der ausgewalzte. Gewehrlauf 1 mit seinem vorderen Ende in die rotirende Büchse 35 gelangt und hier gut geführt ist, verschiebt sich während des Walzens mittelst der Vorrichtung 38, 39, 40, 41 die Welle 36 mit Büchse 35 in demselben Grade, wie der Gewehrlauf 1 voranschreitet, d. h. aus den Walzen kommt. Ist der Gewehrlauf ganz fertig gewalzt, d.h. tritt derselbe infolge dessen ganz aus den Walzen .10 heraus, dann stöfst man die Stange 42 so weit mit der Hand oder selbstthätig zurück, dafs sie den in der Büchse 35 steckenden Lauf ι herausschiebt, so dafs letzterer frei herabfällt, oder auf einer schrägen Bahn abrollt und zur weiteren Bearbeitung fertig ist. Die Stange 9 war inzwischen bis dicht an die Walzen 10 gelangt. Die Muttern 44 können auf der Spindel 45 derart eingestellt werden, dafs die Stange 9 in genau vorgeschriebener Entfernung von den Walzen 10 bleibt.

Ist der Walzprocefs beendet, d. h der Rundstab ι zu einem Lauf verarbeitet, so legt man den vorher hochgezogenen Handhebel 46 derart wieder herum, dafs die Stange 47 mit ihrem halbrunden Lager 48 wieder den durch Kurbel 49 bewegten Zapfen 50 erreichen kann. Der Zapfen 50 ist in der Kurbel 49 verstellbar zur Erreichung beliebiger Hublängen. Die Kurbel 49 wird mittelst des Schneckenrades 51, der Schnecke 52, der Welle 53 und der Stufenscheibe 54 in eine Rotation versetzt, die der jeweiligen Verarbeitung des Werkstückes 1 entspricht, d. h. wird ein nur kurzer Stab schnell verarbeitet, so rotirt die Kurbel 49 rasch, bei langen Stäben jedoch langsamer etc. Der Zapfen 50 zieht also mittelst der Stange 47 den Kreuzkopf 8 nach vorn und drückt die Feder 30 hierdurch zusammen, d. h. spannt sie. Gleichzeitig werden die Keile 26 mittelst der Hebel 33 Pleuelstangen 32 wieder zwischen die Rollen 27, 28 derart gedrückt, dafs die Walzen 10 in diesem Falle wieder auf engsten Abstand von einander stehen. Zieht man gleichzeitig die Feder 6 mittelst des Griffes 61 zurück, dafs die Feder 3 den Hebel 5 nebst der Füh-

rung 4 so hochzieht, dafs man in die Rinne 2 einen neuen Rundstab 1 einlegen kann, so kann nunmehr ein neuer Walzprocefs beginnen. Denn inzwischen war der Kurbelzapfen 50 auf seinem höchsten Punkt angelangt und bewegt sich infolge der hier herrschenden geringen axialen Bewegung sehr langsam vorwärts, um so mittelst der Stange 9 mit langsamer, aber in diesem Augenblick infolge der starken Spannung der Feder 30 kräftig wirkendem Schübe den Rundstab 1 zwischen die Walzen 10 zu schieben. Die Walzen 10 verwalzen nun wiederum den Stab 1 in der oben beschriebenen Weise. Der Zapfen 50 besitzt eine Umfangsgeschwindigkeit, die das Verarbeitungsvermögen der Walzen 10, d. h. das dadurch bewirkte Vorschieben des Rundstabes ι übertrifft. Infolge dessen löst sich der Zapfen 50 von dem nach unten offenen Lager 48 schon zu Anfang los, und man kann -durch Umlegen des Hebels 46 die Stange 47 wieder mit dem Zapfen 50 in Berührung zwecks Spannung der Feder 30 u. s. w. bringen. Selbstredend kann man mittelst Stufenscheibe 54 u. s. w. die Umfangsgeschwindigkeit des Zapfens 50 so grofs machen, dafs sie sich mit dem Vorschub des Rundstabes 1 deckt, d. h. genau so grofs ist. Hierdurch kann der Hebel 46 aufser Thätigkeit treten, d. h. eine Manipulation des Maschinisten wird erspart. Der Antrieb des Walzwerkes erfolgt mittelst fester und loser Riemscheiben 55 und 56, auf deren hohler Antriebswelle 57 das Zahnrad 58 sitzt, welches in sämmtliche drei Zahnräder 59 gleichzeitig eingreift, die wiederum die drei Wellen 11 mit den Walzen ι ο treiben. Wenn die Verarbeitungsfähigkeit der Walzen 10, d. h. ihr Konus oder die Steigerung im Durchmesser so gering gemacht wird, dafs die Schrägstellung der Walzen, d. h. der Transport des Werkstückes nach einer oder der anderen Richtung während einer Umdrehung einer Walze übertroffen wird, so entsteht eine starke Comprimirung des Metalls (Stahl, Bronze, Legirung), was für Gewehr- und Kanonenläufe von sehr grofser Wichtigkeit ist. Bringt man die Schrägstellungen der Walzen 10 unter einander derart in Abweichung oder Uebereinstimmung, was durch constructive Aenderung leicht zu bewirken ist, dafs jede Walze einen anderen Transport oder eine andere Verarbeitung des Werkstückes erzielt, so erhält man eine Menge von Faserlagerungen, die sich entweder decken (verstärken) oder kreuzen. Die Mittel, um das Werkstück in verschiedenster Weise zu verarbeiten bezw. eine beliebige Faserlagerung zu erzielen, sind bei vorstehendem Walzwerk nun unter anderem folgende:

1. die Form der Walzen;

2. die Schrägstellung der Walzen zum Werkstück, d. h. der Transport der Walzen;

3. die Combinationen, die sich durch Mischung, Abweichung und gleichzeitiger Anwendung der unter 1. und 2. angegebenen Mittel erzielen lassen;

4. kann man z. B. nur eine Walze schräg stellen (das Werkstück damit transportiren), während die beiden anderen gerade stehen, lose mitlaufen und dem Werkstück nur einen Gegendruck (Halt) geben, es glätten u. s. w. Oder man kann zwei Walzen schräg stellen und sie gleich oder verschieden schräg stellen;

5. ferner kann man, um Werkstücke von sehr kleinem Durchmesser walzen zu können, eine oder zwei Arbeitswalzen mit gröfserem Durchmesser nehmen und dann zwei oder eine Gegenwalze mit ganz geringem Durchmesser, wobei diese Gegenwalzen einmal sowohl mit dem Antrieb versehen sein, oder das andere Mal lose, durch Reibung des Werkstückes bewegt, mitlaufen können. Im ersteren Falle helfen sie noch verarbeiten, während sie im zweiten Falle lediglich eine Glättung hervorbringen.

Vorstehend angegebene Wirkungen der Walzen bezw. des Walzwerkes auf das Werkstück lassen sich noch bedeutend vermehren und sind auf Qualität und Zweck des Werkstückes von wichtigstem Einflufs. Ihre Anwendung durch ein Walzwerk nach Fig. 1 bis 6 mit den vor- und nachstehend angegebenen Aenderungen bietet bei der Fabrikation von Gewehr- und Kanonenläufen jedoch ganz besondere Vortheile. Macht man die Dimensionen und Stärken des Walzwerkes Fig. ι bis 6 entsprechend, so kann man mit einem solchen Walzwerk selbst die gröfsten Kanonenläufe aus einem massiven oder hohlen Metallblock walzen. Hierbei ist jedoch statt der automatischen radialen Verstellung der Walzen eine solche von Hand, durch besondere Maschine, hydraulische Kraft u. s. w. zu bewirken.

Jedoch nicht nur Gewehr- und Kanonenläufe, sondern auch runde Wellen mit beliebigem Querschnitt, besonders solche mit häufig wiederkehrender Form, lassen sich auf diesem Walzwerk leicht herstellen (walzen).

Die Wellen von Eisenbahnwagen (Pferde- und elektrischen Bahnen) haben z. B. in der Regel wiederkehrende Formen und Gröfsen.

Macht man das Walzwerk (Fig. 1 bis 6) genügend stark, und richtet man die abnehmbaren und auswechselbaren Führungshälften 4 und 2 auf genügend grofse Blöcke ein, und macht man ferner den Hub der Kurbel 49 so grofs, dafs alle regelmäfsig wiederkehrenden Wellen gröfster Länge hergestellt bezw. die hierzu nöthigen Blöcke eingelegt und verarbeitet werden können, so ist es klar, dafs man Wagenachsen jeder Art, sowie Transmissionswellen mit den Kupplungsbunden aus einem Stück walzen kann.

Ferner können Kolben- und Pleuelstangen für Motoren, sowie Schachtgestänge, Schwungrad - und Schiffswellen u. s. w. gewalzt werden.

Die hierdurch hergestellten Wellen besitzen dann folgende wichtige Eigenschaften:

ι. lassen sie sich bis nahezu fertigen Durchmesser walzen, so dafs wenig abzudrehen ist,

i. ist die Oberfläche nicht nur sehr rein und glatt und genau rund, sondern auch derart verdichtet (comprimirt), dafs sie gegen Abnutzung durch Reibung erheblich besser geschützt ist und weniger Schmiermaterial sowie Kraft infolge von Reibung braucht, und

3. es findet eine bedeutende Qualitätsverbesserung statt;

4. es entsteht eine unter Umständen erhebliche Materialersparnifs, welche bei theuren Materialien wichtig ist, schliefslich

5. kann infolge der Qualitätsverbesserung eine Verminderung der Dimensionen erfolgen, so dafs derartige Gegenstände besser, billiger und leichter werden, was insbesondere bei bewegten Gegenständen (Wagen, Schiffen , Maschinen u. s. w.) sehr wichtig ist.

Gewehrläufe wurden bisher entweder durch Schmieden eines massiven Stabes mittelst kleiner Fall- und Dampfhämmer oder durch Auswalzen (Quetschen) in der Längsrichtung eines massiven Stabes auf kalibrirten Duowalzwerken hergestellt.

Kanonenläufe wurden früher durch Ausschmieden eines Blockes auf grofsen Dampfhämmern hergestellt.

Das Ausschmieden von Läufen unter Hämmern hat folgende Nachtheile: 1. dasselbe ist sehr kostspielig, da Fall- und Dampfhämmer bezüglich des Dampfverbrauches sehr ungünstig arbeiten und ein grofser Theil des Hammerschlages völlig verloren geht, 2. erstreckt sich die Wirkung des Hammers bei schwachen Schlägen nur auf die Oberfläche des Laufes, so dafs im Innern desselben sehr häufig Poren, Schlacken u. s. w. eine Verschlechterung der Qualität herbeiführen, die unter Umständen von verderblichster Wirkung ist. In neuerer Zeit werden Kanonenläufe jedoch (insbesondere von der Firma Fr. Krupp in Essen) dadurch hergestellt, dafs der betreffende Metallblock (Tiegelgufsstahl) mittelst kolossaler hydraulischer Pressen zu der erforderlichen Form ausgepreist wird. Dieses Verfahren hat ohne Zweifel ganz bedeutende Vortheile, da dasselbe: i. erheblich billiger durchzuführen ist, denn Pressen nutzen die Kraft des Motors in weit gröfserem Mafse als Dampfhämmer ' aus, und es geht weniger Dampf bezw. Kraft verloren, 2. erstreckt sich die Wirkung derselben erfahrungsmäfsig auch zum erheblichen Theil auf das Innere des Blockes. Der Lauf u. s. w. wird dadurch auch im Inneren dichter und reiner, daher widerstandsfähiger. Diesem Verfahren haftet jedoch die Eigenthümlichkeit an, dafs zwar eine ganz vorzügliche Verdichtung, daher Verbesserung des Materials, jedoch keine Faser erzielt wird. Aufserdem entstehen durch die verhältnifsmäfsig lange Berührung der kalten Matrizen der Pressen mit dem glühenden Material (Stahl) in letzterem Spannungen, welche nicht zu beseitigen sind. Ferner klafft das Material durch die einseitigen sehr grofsen Drucke der hydraulischen Pressen an den Seiten gern auf, insbesondere dann, wenn von vornherein im Innern Risse oder Lücken waren. Da Stahl nicht immer schweifst, so entstehen hier sehr gefährliche Materialfehler, welche sich erst beim Bearbeiten bemerkbar machen und die ganze vorherige kostspielige Bearbeitung vergeblich machen. Was aber das Vorhandensein einer Faser für einen geradezu aufserordentlichen Einfluls auf die Qualität des Materials hat, ergeben alle Materialprüfungen.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   1. Walzwerk zum Profiliren von runden Werkstücken in der Längsrichtung zwischen drei oder mehreren mit ihren Achsen zur Werkstückachse geneigten, im Kreise um das Werkstück angeordneten Walzen, dadurch gekennzeichnet, dafs sich gegen das hintere Ende des durch Querwalzung bearbeiteten Werkstückes ein Bolzen anlegt, der dem Werkstück folgt und durch seine Bewegung die Walzen dem gewünschten Profil entsprechend dem Werkstück nähert oder von demselben entfernt, während der Vorschub des Werkstückes durch die Walzen selbst bewirkt wird.

   2. Ein Walzwerk nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dafs der dem Werkstück folgende Bolzen dazu dient, als Prefsstempel das unbearbeitete Werkstück zwischen die Walzen zu schieben.

   3. Ein Walzwerk nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dafs die Spannung einer Feder ^30) benutzt wird, um sowohl das zu bearbeitende Werkstück (1) mittelst rotirbaren Prefsstempels (9) zwischen die rohrenden Walzen (10) zu schieben, als auch während der Verarbeitung die Walzen (10) dem Werkstück (1) zu nähern oder davon zu entfernen.

   4. Ein Walzwerk nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dafs die Führungsbüchsen (12) der Walzen (10) und Antriebswellen (11) an einem Ende in radial verschiebbaren Kreuzgelenken (14, 60) in einem Walzenständer (13) gelagert sind und drehbar mit Wellen (15) verbunden sind, die mittelst Federn (29) gegen Gleit-

   rollen (27) und solche profilirten Keile (26) geprefst werden, die während des Auswalzens des Werkstückes (1) verschoben werden, während die anderen Enden der Führungsbüchsen (12) in geschlossenen Ringen (17) liegen, die drehbar (Zapfen 18, Fig. ι und 6) in einem gemeinsamen Rahmen (ig) befestigt sind, welcher um die Längsachse des Werkstückes (1) mittelst Schraube (21) gegen den Walzenständer yerdrehbar ist.

   Ein Walzwerk nach Anspruch 1 und folgende, dadurch gekennzeichnet, dafs das Werkstück (1) eine halbrunde Führung (2) erhält, die mit Oeffnungen zum Durchfallen von Schlacke, Zunder u. s. w. versehen ist, worauf mittelst Hebels (5) eine zweite Führung (4) auf die erste gesenkt, derart gesichert (Feder 61) wird, dafs das Werkstück (1) vor und während der Auswalzung gut geführt, sich verschieben und verdrehen kann, wobei nach Erfassung des Werkstückes (1) durch die Walzen (10) die Zugstange (47) so hoch gelegt wird, dafs der rotirende Zapfen (50) das Lagerauge (48) nicht erfassen kann.

   6. Ein Walzwerk nach Anspruch 1 und folgende, dadurch gekennzeichnet, dafs das fertige Werkstück (1) nach dem Verlassen der Walzen mit seinem vorderen Theil in eine rotirende geschlossene Führung (35) gelangt, die während des Vorschubes des fertigen Werkstückes (1) derart verschoben wird (Doppelhebel 33, 38, Stange 39, Doppelhebel 40, Schelle 41), dafs das fertige Werkstück eine Führung gegen Vibration erhält, worauf nach Beendigung' des Walzprocesses die Stange (42) das fertige Werkstück (1) aus der Führung (35) herausschiebt.

   7. Ein Walzwerk nach Anspruch 1 und folgende, dadurch gekennzeichnet, dafs eine bis mehrere Arbeitswalzen mit einer bis mehreren Schleppwalzen zusammen verwendet werden, damit entweder ein möglichst geringer Durchmesser des Werkstückes erreicht und dasselbe geglättet oder verdichtet wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.