DE97460C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Vorliegende Erfindung betrifft Maschinen, welche zur Herstellung leichter und doch widerstandsfähiger nahtloser Metallröhren dienen, insbesondere zur Herstellung von Stahlröhren; doch sind gemäfs vorliegender Erfindung eingerichtete Maschinen auch zur Herstellung von Röhren aus anderen Metallen, einschliefslich Bronze, anwendbar.

Der Zweck der Erfindung ist, eine Maschine zu schaffen, mittelst' welcher die Röhren billig, ,schnell, sorgfältig und gleichmäfsig hergestellt werden können, beispielsweise aus den feinsten und besten Stahlsorten, so dafs die fertigen Röhren leicht und widerstandsfähig sind und sorgfältig getempert werden können. Solche Röhren sind besonders geeignet zur Herstellung der Rahmen von Zweirädern und ähnlichen Fahrzeugen.

Die Maschine umfafst Matrizen, welchen durch besondere Vorrichtungen in schneller Folge Oeffnungs- und Schlufsbewegungen ertheilt werden, eine Vorrichtung zum Vorwärtsschieben des Werkstückes, das aus einem gelochten Blocke besteht, auf welchen mittelst der Matrizenbaeken allseitig schnell auf einander folgende Schläge geführt werden, wodurch das Werkstück verdichtet und sein Durchmesser derart verkleinert wird, dafs das Rohrmaterial eine aufserordentlich günstige Structur erhält.

Fig. ι zeigt einen Grundrifs der Maschine, Fig. '2. einen Seitenrifs derselben.

Fig. 3 stellt einen waagrechten Schnitt nach einer Ebene dar, welche durch den Dorn, die Matrizen und die Schlägertrommel geht.

Fig. 4 zeigt einen senkrechten -Schnitt nach einer durch die Matrizen und die Schlägertrommel gehenden Ebene,

Fig. 5 einen senkrechten Schnitt nach Linie a-a der Fig. 1 und

Fig. 6 einen senkrechten Schnitt nach Linie b-b der Fig. 1.

Das Hauptgestell 1 der Maschine wird zweckmäfsig in Gufseisen stark ausgeführt und durch beliebig geformte Füfse gestützt. Auf der Oberseite des Maschinenbettes sind die Matrizen 2 und 3 angeordnet. Diese Matrizen haben äufserst harte Arbeitsflächen, welche nach dem erforderlichen Profil gestaltet sind, um das Werkstück zu bearbeiten und den Röhren die gewünschte Gestalt zu geben. Um die Arbeitsflächen gegen Ausglühen zu schützen, insbesondere wenn sie zur Bearbeitung erhitzter Werkstücke dienen, sind die Matrizen mit Kanälen 4 versehen, welche mit Wasserzuführungsröhren verbunden sind, so dafs man durch diese Kanäle 4 kaltes Wasser circuliren lassen kann. Hierdurch kann man die Temperatur der Matrizen so niedrig halten, dafs ihre Arbeitsflächen ihre richtige Gestalt behalten und für lange Zeit in dem zur Erzielung einer genauen Arbeit erforderlichen Zustande bleiben.

Die Matrizen liegen lose in einer Gleitbahn zwischen den Wänden 5 (Fig. 3), welche aus dem Maschinenbett hervorragen. Auf der oberen Kante dieser Wände sind Platten 6 mit Schrauben befestigt, welche die Matrizen niederhalten.

An den Rückseiten der Matrizen sind harte Blöcke 7, 8 angeordnet, die lose zwischen die Wände der Gleitbahnen passen und durch

dieselben Deckplatten auf dem Rahmen niedergehalten werden, welche die Matrize festhalten. Zwischen den Matrizen und den Blöcken sind Zwischenplatten oder Keile 9, 10 angeordnet, die zwischen Matrizen und Blöcken herausgezogen werden können. Eine Feder 11 strebt die beiden Matrizen aus einander und gegen die Blöcke zu drücken, sobald die Keile 9, 10 herausgezogen werden. Diese Keile gehen durch das Gestellbett hindurch und sind unter demselben durch Bolzen 12 mit einander verbunden, an welchen! die Arme 13 einer Achse 14 angreifen, welche unter dem Bett gelagert ist und durch einen Hebel 15 hin- und hergedreht werden kann. Wenn der Hebel in der in Fig. 6 dargestellten Lage ist, so hält diese Spannung der an einem der Ausrückhebel 13 angreifenden Feder 16 die. Keile 9, 10 zwischen den Matrizen und Blöcken fest; wird dagegen der Hebel 15 gegen das Maschinengestell verlegt, so ziehen die Arme 1 3 die Keile zwischen den Matrizen und den Blöcken heraus und gestatten der Feder 11, die Matrizen gegen den Block zu drücken.

Bei dieser Stellung der Matrizen kann das Werkstück leicht zwischen dieselben eingeführt werden. Wenn dann der Hebel 15 von dem Maschinengestell zurückgezogen wird, so werden die Keile wieder zwischen Matrizen und Blöcke getrieben und drängen die ersteren gegen einander in die zur Bearbeitung des Werkstückes erforderliche Stellung.

Durch einen Theil des Maschinengestelles ragt eine Stellschraube 17, welche nach innen und aufsen zu verstellt werden kann, um den Block. 8 und die Matrize 3 einzustellen. Die Oeffnung im Maschinenbett, durch welche der Keil 10 hindurchgeht, ist, wie in Fig. 4 dargestellt, genügend grofs, um die zur Einstellung nöthige Verschiebung dieses Keiles zu ermöglichen. Das obere Ende des Keiles ist zugeschärft, so dafs es leicht zwischen die Matrize und den Block eindringen kann. Eine Mutter 18 auf dieser Stellschraube kann gegen den Gestellrahmen festgezogen werden, um die Schraube nach richtiger Einstellung festzuhalten. Die Oeffnung im Gestellrahmen für. den Keil 9 ist erweitert, so dafs die Matrize 2 und der Block 7 eingestellt und hin- und herbewegt werden können.

Neben dem Block 7 ist eine Trommel 19 angeordnet, die eine Anzahl Rollen 20 trägt. Diese Rollen ragen _s über den Umfang der Trommel derart vor, dafs, wenn das Rad gedreht wird, die rotirenden Rollen gegen das Ende des Blockes 7 schlagen. Die Achse 20, welche diese Trommel trägt, ist geeignet gelagert, und auf der Achse ist eine Riemscheibe angebracht, welche mittelst eines Riemens von einer Kraftquelle angetrieben wird.

Die Lager dieser Achse 20 sind, wie dargestellt, auf einem Gleitblock angebracht, welcher längs des Maschinenbettes verschoben werden kann. Dieser Gleitblock wird durch Schrauben 23 auf dem Maschinenbett festgehalten, welche durch Schlitze im Block hindurchgehen und am Gestell befestigt sind. Der Gleitblock kann längs des Maschinenbettes durch Drehung, einer Stellschraube. 24 verstellt werden. Wenn die richtige Einstellung erreicht ist, so kann, die Stellschraube durch eine Gegenmutter 25 festgezogen und durch Anziehen der Schrauben 23 noch sicherer gehalten werden.

Der Gleitblock verschiebt sich im Maschinenbett zweckmäfsig zwischen Leisten 26, welche die Führungsbahn des Blockes bilden und so gestaltet sein können, dafs sie eine Versteifung des Gestelles und besonders desjenigen Theiles bilden, welchen die Stell- und Stützschraube 17 und 24 trägt.

Bei geeigneter Einstellung führen die Rollen 20, wenn die Trommel 19 gedreht wird, eine grofse Anzahl von Schlägen gegen den Block 7. Diese Schläge werden durch den Keil 9 auf die Matrize 2 übertragen und wirken auf das zwischen dieser Matrize und der Gegenmatrize 3 gebrachte Werkstück. Die Feder 11 führt die Matrize 2 zurück und strebt dieselbe mit einem gewissen Druck gegen den Keil 9 zu drücken, so dafs der Block stets wieder in die Bahn der rotirenden Schlagrollen zurückgedrängt wird. Die der Matrize 2 durch die Schläge der Rollen mitgetheilte Bewegung ist eine sehr geringe, die Schläge folgen aber so dicht auf einander und sind so kräftig, dafs der Matrize 2 eine sehr starke und in kurzen Zwischenräumen verlaufende hin- und hergehende Bewegung ertheilt wird; mit anderen Worten, die Matrize wird jedesmal nur um eine sehr kleine Strecke verschoben, aber sie führt mit grofser Kraft eine sehr grofse Anzahl von Stöfsen in der Minute auf das Werkstück aus und hierdurch wird ein sehr schnelles Ausstrecken des Werkstückes zwischen den beiden Matrizen erreicht.

Mit dem Hauptgestell der Maschine ist gegenüber den Matrizen ein Hülfsgestell verbunden, welches nahe seinem einen Ende Lager trägt, in welchem, eine Hohlwelle 28 liegt, welche eine Riemscheibe 29 trägt, mittelst deren sie in Umdrehung versetzt wird. Mit dieser Hohlwelle ist ein Dorn 30 so verbunden, dafs er sich mit derselben dreht. Dieser Dorn ist zweckmäfsig in Gestalt eines hohlen Rohres ausgeführt, in welches durch die Hohlwelle hindurch mittelst eines gewöhnlichen Rohres Wasser eingeleitet wird, welches aus einer beliebigen Abflufsöffnung wieder fortfliefst und dazu dient, den Dorn kühl zu halten. Der Dorn erstreckt sich nach vorn bis zwischen

die Matrizen und das in Rohrform gebrachte Werkstück wird durch die Wirkung der Matrizen gegen diesen Dorn gedrückt.

Das Werkstück 31, welches in ein Rohr verwandelt werden soll, wird zwischen Matrizen hindurch auf den Dorn geschoben, zu welchem Zweck die innere Weite des Werkstückes etwas gröfser sein mufs als der Durchmesser des Dornes, um ersteres leicht auf den letzteren aufschieben zu können.

Um das Werkstück zwischen den Matrizen vorwärts zu schieben, sind Zuführungswalzen angeordnet, welche in Böcken 33 liegen, die am Gestell 27 angeordnet sind. Die .Lagerböcke sind mit dem Rahmen und den Zuführungswalzen am Gestell einstellbar befestigt und die Zuführungswalzen sind in ihrem Umfange ausgehöhlt, so dafs sie den zuzuführenden Theil genau zwischen sich fassen. Diese Zuführungswalzen können so angeordnet werden, dafs sie gegen die äufsere Flä'che des Werkstückes selbst gedrückt werden und dieses unmittelbar verschieben. Es ist jedoch zweckmäfsiger, hierzu eine Hülse 34 anzuordnen, welche hinter dem Werkstück liegt und von den Zuführungswalzen gefafst und vorwärts geführt wird, wobei die Hülse gegen das Werkstück zwischen die Matrizen drückt, zwischen welchen es ausgestreckt wird. Die Achsen 35 der Zuführungswalzen können mittelst Schneckenrades 36 durch eine Schnecke 37 von einer Welle 38 (Fig. 5) gedreht werden. Letztere kann zu diesem Zwecke durch eine Riemscheibe mittelst eines Riemens von der Riemscheibe 39 der Welle 28 getrieben werden.

Wenn die Matrizen das Werkstück gegen den Dorn zusammengedrückt haben, wird das Werkstück mit dem Dorn in Umdrehung versetzt, so dafs die Matrizen das Werkstück an allen Seiten bearbeiten. Um zu Anfang des Streckens das Werkstück, ehe der Durchmesser desselben so viel verkleinert ist, dafs es auf dem Dorn haftet, in Umdrehung zu versetzen, sowie auch um den Dorn bei der Drehung des Werkstückes zu unterstützen, können ein Paar Walzen 40 in geeigneten Lagern auf dem Gestell angebracht sein, deren Umflächen das Werkstück nahe den Matrizen zwischen sich fassen. Die Achsen der Walzen können mit Kettenrädern 41 versehen sein, welche durch eine Kette von einem Kettenrade 42 der Kette 38 getrieben werden.

Wenn der Hebel 15 angehoben wird, so dafs die Keile zwischen den Blöcken und Matrizen herausgezogen werden, so werden die Matrizen zurückgedrückt und das Werkstück, ein gelochter Block, kann dann leicht zwischen sie hindurch auf den Dorn geschoben werden. Wird der Hebel gesenkt, so werden die Keile wieder zwischen die Blöcke und Matrizen gehoben, so dafs die Arbeitsflächen der Matrizen mit dem Werkstück in Berührung kommen. Wird nun die Schlagtrommel in schnelle Umdrehung versetzt, so ertheilen die Schlagwalzen dem Block 7 eine grofse Anzahl von Stöfsen, welche auf die Matrize 2 übertragen werden, so dafs diese eine sehr schnelle hin- und hergehende Bewegung gegen das Werkstück macht. Gleichzeitig werden Dorn und Walzen 40 in Umdrehung versetzt, so dafs das Werkstück zwischen den Matrizen in Umdrehung versetzt wird. Ebenso wird gleichzeitig durch die ZuTührungswalzen das Werkstück nach vorwärts geschoben, da dies aber nicht zwangläufig geschieht, so wird das Werkstück nur nach vorwärts gedrückt, wenn die Matrizen das Metall so stark gestreckt haben, dafs das Rohr, zwischen ihnen weiter vorrücken kann. Durch die Wirkung der beschriebenen Mechanismen wird das Werkstück schnell gedreht und gleichzeitig wird dasselbe einer aufserordentlich grofsen Zahl von Schlägen unterworfen, wodurch sein Durchmesser verringert wird. Sobald das zwischen den Matrizen befindliche Stück weit genug verarbeitet ist, rückt das Werkstück weiter vor. Es kann sowohl in kaltem wie auch in warmem Zustande das Werkstück bearbeitet werden, denn Matrizen und Dorn können durch einen hindurchfiiefsenden Wasserstrom stets kühl gehalten werden.

Um den Vorschub des Werkstückes zwischen den Matrizen zu erleichtern und auch um die Umdrehung desselben zu fördern,^: insbesondere wenn das Ende des Werkstückes die Matrizen erreicht, können ein Paar sich kreuzender Walzen 43 in Lagern 44 vorgesehen sein, welche gegenüber den Matrizen auf dem Gestell angeordnet sind. Die Achse dieser Walzen kann mit Riemscheiben 45 versehen sein,, welche von irgend einer Kraftquelle aus durch Riemen getrieben werden. Wenn das Rohr diese Walzen erreicht, wird es von denselben gefafst. Die Walzen sind bestrebt, das Werkstück vorwärts zu ziehen und es sogleich in Umdrehung zu versetzen.

Ein gelochter Block kann schnell auf den Dorn dieser Maschine geschoben und in die zur Bearbeitung nöthige Lage zwischen die Matrizen gebracht werden,, welche durch äufserst schnelle auf einander folgende kräftige Schläge das Metall zusammendrücken und strecken, so dafs es zu einem widerstandsfähigen Rohr verarbeitet wird. Die Wirkung eines jeden Schlages ist gering und die Vorwärtsbewegung nach jedem einzelnen Schlage ist fast verschwindend klein, aber gerade dadurch wird erreicht, dafs das Material in einer solchen Weise fliefst, dafs die Fasern nicht beschädigt werden und dafs die Structur desselben sich nicht ändert. Die gröfse Zahl von Schlägen, die in einer kurzen Zeit durch die Wirkung

der rotirenden Schlagwalzen gegen das Werkstück geführt werden, gestattet natürlich ein verhältnifsmäfsig schnelles Vorrücken des Werkstückes zwischen den Matrizen. Durch die Wirkung der Matrizen wird das Metall bis zu einem gewissen Grade verdichtet und das übrige Metall zurückgestaucht.

Die Arbeitsweise der Matrizen gestattet die Verarbeitung kohlenstoffreichen Stahles bester Sorte, denn selbst das harte Metall wird bei dieser Art der Bearbeitung nicht zerrissen, wie dies bei der bisher üblichen Bearbeitung mittelst Ziehwalzen und Ziehdornen der Fall ist. Das erste dieser beiden Verfahren giebt den Röhren nur aufsen eine ganz oberflächliche Härte, während das innere Material einfach ausgereckt und daher verhältnifsmäisig wenig widerstandsfähig wird. Nach dem zweitgenannten Verfahren wird das Metall gestreckt und zerrissen, wobei die Oberfläche des Metalles durchaus nicht widerstandsfähig wird. Aufserdem kann bei dem Walzenziehverfahren der genaue Durchmesser des Rohres bei Verwendung harten Metalles nicht genau eingehalten werden, denn solches Metall schleift und schabt die Walzen ab und erzeugt oft solche Furchen, dafs die Röhren, welche zwischen solchen Walzen durchlaufen, an ihrer Oberfläche lange Grate haben.

Durch die neue Maschine wird dagegen die Structur des Metalles bei der Bearbeitung nicht zerrissen, auch sind die Matrizen nicht einer solchen Abnutzung ausgesetzt, dafs sie eine häufige Einstellung nöthig machten, um den genauen Durchmesser des Rohres einzuhalten. Derartige Matrizen werden auch nicht rauh, so dafs sie das Rohr zerkratzen und beschädigen. Das fertige Rohr ist sehr widerstandsfähig, denn es kann hartes Metall verarbeitet werden, ohne dafs eine wesentliche Abnutzung der Arbeitsfläche der Matrize eintritt. Endlich wird das Metall durch die Bearbeitungsweise durch und durch verdichtet und es erhält eine glatte und glänzende Oberfläche.

Röhren von feinem Stahl, wie sie sich mit der neuen Maschine herstellen lassen, können sehr hart gemacht und sorgfältig ausgeglüht werden, je nach dem Zweck, für welchen sie verwendet werden sollen. Die mit' dieser Maschine hergestellten Röhren sind leicht und stark und werden besonders zweckmäfsig beim Bau von Fahrradrahmen und ähnlichen leichten Gestellen verwendet.

Auch. Werkstücke aus anderem Metall als Stahl können mit der neuen Maschine bearbeitet werden, wie z. B. harte Bronze oder andere Legirungen, welche wegen ihrer Härte durch das Walzenziehverfahren nicht erfolgreich mit einiger Genauigkeit verarbeitet werden können.

Claims (4)

Pa tent-AnSprüche:

1. Eine Maschine zum Schmieden nahtloser Metal.lröhren, dadurch gekennzeichnet, dafs von einem Paar nicht rotirender Matrizen (2,.3) zum Ausstrecken des Werkstückes die eine Matrize rasch auf einander folgenden Schlägen einer Schlagvorrichtung (z. B. der rotirenden Trommel [19] mit Schlagrollen [20]) ausgesetzt wird, wodurch diese Matrize kräftig gegen die andere Matrize gestofsen wird, derart, dafs das auf einem Dorn (30) zwischen beide Matrizen gebrachte Werkstück ausgestreckt und verdichtet wird, wobei es längs des Dornes und durch die Matrizen hindurchgeführt und zugleich um seine Achse gedreht wird.

2. Eine Ausführungsform der Maschine nach Anspruch 1, bei welcher zur Erreichung einer schnellen Oeffnungs- und Schlufsbewegung der Streckmatrizen diese Matrizen (2, 3) durch eine Feder (11), welche sie aus einander treibt, verbunden und mit verschiebbaren Keilen (9, 10) versehen sind, welche zwischen den Matrizen und ihren Stützflächen (7,8) angeordnet sind, wobei diese Keile beispielsweise mittelst Ausrückarme (13) und Hebels (15) behufs Oeffnens der Matrize herausgezogen und behufs Schliefsens vorgetrieben werden können.

3. Eine Ausführungsform der Maschine nach Anspruch 1, bei welcher zum Zwecke des Vorschubes des Werkstückes längs des Dornes und zwischen die Matrizen hindurch eine Hülse (34) lose auf dem Dorn (30) angeordnet ist, so dafs sie durch Zuführungsrollen '(32) längs des Dornes vorgeschoben werden kann, um das Werkstück auf dem Dorn vorzuschieben. :

4. Eine Ausführungsform der Maschine nach Anspruch 1, bei welcher die Schlägertrommel (19) zum Zwecke der Regelung der Wirkung auf einem gegen die Streckmatrizen verstellbaren Gleitblock (22) angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.