DE102007005614A1

DE102007005614A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Profilen mit in Längsrichtung unterschiedlich weit gebogenen Biegewinkeln im kontinuierlichen Betrieb beim Walzprofilieren

Info

Publication number: DE102007005614A1
Application number: DE200710005614
Authority: DE
Inventors: Peter Groche; Michael Henkelmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2007-01-31
Publication date: 2008-08-07
Also published as: WO2008092424A3; WO2008092424A2; DE112008000898A5

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Profilen durch Walzprofilieren mit in Längsrichtung während des Profilierens unterschiedlich weit gebogenen Biegewinkeln, dadurch gekennzeichnet, dass währens des Biegens eines Schenkels mindestens eine Profilierrolle 1 um die Biegelinie 3 geschwenkt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Walzprofilieren im kontinuierlichen Betrieb.
Vorrichtungen zum Walzprofilieren von Profilen mit über der Längsachse veränderlichen Querschnitten sind bekannt aus der DE 100 11 755 A1 . Hierbei werden die Stegbreiten über der Längsachse variiert. Dabei bleibt der eingestellte Biegewinkel über der Längsachse konstant.
In vielen Anwendungen von Profilen sind über der Längsachse veränderliche Biegewinkel verlangt. Dies kann einerseits Produkte mit über der Längsachse veränderlichem Winkel zwischen Profilsteg und Profilflanschen betreffen. Große Bedeutung haben die veränderlichen Biegewinkel aber auch dann, wenn die Halbzeuge über der Längsachse variierende Materialeigenschaften oder Materialdicken aufweisen. Dann stellen sich aufgrund unterschiedlichem Rückfederungsverhalten der Profile über der Längsachse im Profil nach Verlassen der Profilierstrecke nicht gewollte Unterschiede in den Winkeln zwischen Steg und Schenkel über der Längsachse ein. Bislang werden die Winkel durch die Geometrie der Umformrollen und die Lage der Umformrollen in den Gerüsten fest eingestellt. Häufig sind dann im Rahmen der Einrichtarbeiten aufwendige Korrekturmaßnahmen an den Rollen oder deren Position notwendig. In manchen Fällen war bislang nach dem Herstellen der Profile eine Nacharbeit notwendig.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu finden, mit dem über der Längsachse eines Profils unterschiedliche Biegewinkel hergestellt werden können ohne dass der Betrieb der Profilieranlage unterbrochen wird. Die Aufgabe wird gemäß der Lehre in den nachfolgenden Patentansprüchen erfüllt.
Die Aufgabe wird mit einer Vorrichtung, nachfolgend auch Walzprofiliergerüst genannt, gelöst, die eine spezielle Kinematik für die Umformrollen aufweist. Während der Herstellung der Profile mit über der Längsachse unterschiedlichen Biegewinkeln werden die Umformrollen um eine Achse, die parallel zur Biegekante des Profils verläuft geschwenkt. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Schwenkbewegung auf einer Kreisbahn verläuft, deren Mittelpunkt nahe oder auf der Biegekante des Profils liegt, um die herum ein Schenkel gebogen werden soll. In einem Gerüst kann eine derartige Kinematik gelagert sein, es kann aber auch vorteilhaft sein zwei oder mehr derartige Kinematiken gleichzeitig in einem Gerüst zu lagern um gleichzeitig mehrere Biegewinkel in einem Profil zu beeinflussen. Wenn mehrere Kinematiken gleichzeitig betrieben werden, können diese mit einem gemeinsamen Antrieb oder separaten Antrieben versehen werden. Letzteres ist insbesondere bei nicht symmetrischen Profilen zu bevorzugen.
Insbesondere für die Verarbeitung von höherfesten Werkstoffen ist eine stabile Ausführung der Rollenlagerung wünschenswert. Dies kann erfindungsgemäß dadurch erreicht werden, dass die Rollen beidseitig gelagert werden und die Lagerpunkte auf einer Kreisbahn um die Biegekante geschwenkt werden können. Es ist ebenso auch möglich, einen der beiden Lagerpunkte als ortsfestes Drehlager auszubilden. Dann wird es bei Einstellung größerer Schwenkwinkel allerdings auch notwendig sein, die Lage der Rolle auf der Achse in axialer Richtung zu verändern. Bei geringeren Anforderungen an die Steifigkeit kann auch eine Ausführung mit einer fliegenden Lagerung, also lediglich einem Lager, ausreichend sein.
Wenn durch das erfindungsgemäße Verfahren ein Profil mit möglichst konstantem Biegewinkel hergestellt werden soll, kann es zweckmäßig sein, das Verstellen der Profilierrollen in dem erfindungsgemäßen Walzprofiliergerüst von einer Messung des Profilquerschnittes abhängig zu machen. Dann wird die Größe der Schwenkbewegung der Profilierrollen von dem vor dem Eintauchen in das Walzprofiliergerüst erfassten Biegewinkel oder dem nach dem Verlassen des Profiliergerüsts in einem vorhergehenden Querschnitt erfassten Querschnitt sowie dem Sollwert des Biegewinkels abhängig gemacht.
Das Prinzip des Verfahrens und der Vorrichtung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Selbstverständlich können konstruktive Ausführungen ebenso auch mit anderen aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen dargestellt werden.
Es zeigen 1 den schematischen Grundaufbau der erfindungsgemäßen Gerüstes und 2 das Prinzip der angularen Zustellung des Walzprofiliergerüstes.
Das Werkzeugssystem besteht wie in 1 dargestellt aus 2 Seitenrollen (1), einer Unterrolle (4) und 2 Innenrollen (6), die in einem Innendorn (5) gelagert sind. Die Seitenrollen werden während des Profiliervorgangs um eine Biegelinie geschwenkt und erzwingen somit im Werkstück einen Biegewinkel. Die die Seitenrollen tragenden Seitenachsen (7) können angular um den Schnittpunkt der Biegehalbmesser, das sogenannte Biegezentrum (3) verschoben werden. Durch diese Kinematik und den Einsatz eines Innendorns (5) mit Innenrollen (6) wird ein werkzeugunterstütztes Biegen in der Umformzone gewährleistet. Die Ausbildung einer zweiten Biegekante im Profilsteg wird durch die Innenrolle verhindert. Gleichzeitig kann Schlupf zwischen den Seitenrollen (1) und den Profilschenkeln (8) vermieden werden, da Profilschenkel (8) und Seitenrolle (1) bei der Schwenkbewegung relativ zu einander ruhen. Die Zustellung der Seitenachsen (7) wird ermöglicht, indem die Aufnehmer (9) der Seitenachse (7) auf einer Kreisbahn (2) geführt werden. Die Mittelpunkte der Kreisbahnen (2) sind jeweils deckungsgleich mit den Biegezentren (3). Der Winkel der Seitenrollen (1) ist in einem durch die Enden der Kreisbahn bestimmten Bereich verstellbar. Die angulare Verstellung der Seitenrollen (1) kann stufenlos und spielfrei über ein dazwischen geschaltetes Getriebe und eine selbsthemmende Getriebestufe ausgeführt werden.
2 veranschaulicht, wie die angulare Schenkbewegung der Seitenachse (7) auf einer definierten Kreisbahn (2) mit Mittelpunkt (3) auf der Biegelinie des Profils realisiert wird. Die Zustellung der Seitenrollen (1) erfolgt über Lineartische, die translatorisch verfahren werden und einer Koppelstange, die die translatorische Bewegung auf die Seitenachsen (7) überträgt und in eine rotatorische Schenkbewegung der Seitenachsen umwandelt. Die Lineartische werden über Motoren, beispielsweise Servomotoren oder Hydraulikmotoren, angesteuert.

1: Seitenrolle
2: Kreisbahn
3: Biegezentrum/Mittelpunkt der Kreisbahn/Biegelinie des Profils
4: Unterrolle
5: Innendorn
6: Innenrolle
7: Seitenachse
8: Profilschenkel
9: Achsaufnehmer
10: Lineartisch
11: Koppelstange

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10011755 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Herstellung von Profilen durch Walzprofilieren mit in Längsrichtung während des Profilierens unterschiedlich weit gebogenen Biegewinkeln, dadurch gekennzeichnet, dass während des Biegens eines Schenkels mindestens eine Profilierrolle 1 um die Biegelinie 3 geschwenkt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig ein Innenwerkzeug auf das Profil im Bereich der Biegelinie wirkt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkbahn eine Kreisbahn 2 ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zu biegende Schenkel zwischen zwei Profilierrollen eingespannt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenrolle an zwei Punkten auf der Schwenkbahn gelagert ist und während der Schwenkbewegung auf dieser Schwenkbahn verschoben wird.
Vorrichtung zur Herstellung von Profilen durch Walzprofilieren, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Profiliergerüst mindestens 1 Seitenrolle um die Biegekante des Profils schwenkbar gelagert ist und der Mittelpunkt der Kreisbahn, auf der die Seitenrolle bewegt wird, auf der Biegelinie des Profils liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenrolle 1 mit einer Achse verbunden ist, die an zwei Punkten auf einer Kreisbahn gelagert ist, deren Mittelpunkt durch die Biegekante des Profils verläuft.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der der Biegelinie näher gelegene Rand der Seitenrolle in axialer Richtung auf Höhe der Biegelinie des Profilschenkels endet.