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Die Erfindung betrifft eine Richtmaschine zum Richten von Profilen mit einer Vielzahl von beiderseits einer Richtlinie gegenüberliegend angeordneten Richtrollen, die eine Richtstrecke bilden, die wenigstens teilweise auf sich vertikal erstreckenden Richtwellen in Bezug auf ein in der Richtstrecke geführtes Profil horizontal und/oder axial anstellbar angeordnet sind.
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Grundsätzlich ist ein Richten von Profilen erforderlich, wenn diese durch Wärmeverzug, beispielsweise durch Abkühlen nach einem Walzvorgang, nachträglich ihre Form ändern. Für das Richten von Profilen wie beispielsweise H-Profilen, U-Profilen, T-Profilen, I-Profilen, Schienenprofilen oder dergleichen ist die Verwendung von Horizontalrichtmaschinen und Vertikalrichtmaschinen bekannt, wobei sich die Begriffe horizontal und vertikal auf die Ausrichtung der Richtwerkzeuge beziehen. Eine Horizontalrichtmaschine ist beispielsweise aus der
WO 2016/142362 A1 bekannt. Diese Druckschrift betrifft eine Richtmaschine zum Richten eines länglichen Halbzeugs mit Richtrollenelementen, mit einer als Förderstrecke ausgestalteten Rollgangslinie, mit einer die Richtrollenelemente gegenüber der Förderstrecke haltenden Ständervorrichtung, umfassend eine antriebsseitige Ständerhälfte und eine gegenüber der antriebsseitigen Ständerhälfte verlagerbare bedienseitige Ständerhälfte, mit einer Wechselvorrichtung zum Wechseln der Richtrollenelemente und mit einem Wechselpfad, entlang welchem die Richtrollenelemente zum Wechseln bewegbar sind, bei welcher die Richtrollenelemente einerseits mittels der bedienseitigen Ständerhälfte entlang eines ersten sich in einer horizontalen Verlagerungsebene erstreckenden Teilabschnitts des Wechselpfades und andererseits mittels der Wechselvorrichtung entlang eines weiteren sich in einer horizontalen Wechselebene erstreckenden Teilabschnitts des Wechselfpfads bewegbar sind. Die horizontale Wechselebene ist im Bereich der körperlichen Vertikalerstreckung der bedienseitigen Ständerhälfte angeordnet.
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Eine Richtmaschine zum Richten von Profilen, wie gewalzten Trägern, die Ober- und unterhalb einer Passlinie in der Transportrichtung des Richtgutes mehrere auf zueinander parallelen, angetriebenen Richtwellen angeordnete Werkzeuge aufweist, von denen die oberen Richtwellen zur Einstellung des Richtspalts anstellbar sind, ist beispielsweise aus der
EP 1 294 503 B1 bekannt. Diese Druckschrift betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben einer Richtmaschine zum Richten von Profilen, bei welchem bei einer solchen Richtmaschine im Richtbetrieb zumindest das von der Antriebsseite entfernte, bedienungsseitige Anstellmittel mit einer zur Richtkraft gegenläufigen Kraft beaufschlagt wird. Die Richtmaschine gemäß
EP 1 294 503 B1 ist als Horizontalrichtmaschine ausgebildet, bei der jede obere und untere Richtwellen einzeln über an der Antriebsseite vorgesehene Motoren und zwischengeschaltete Getriebe antreibbar ist. Außerdem sind Antriebe zur axialen Verstellung der Richtwellen vorgesehen. Als Anstellmittel dienen Hydraulikzylinder.
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Bei bisherigen Vertikalrichtmaschinen erfolgt eine elektromotorische Anstellung für die axiale und/oder horizontalen Anstellung. Ferner erfolgt die Aufnahme der Kräfte durch einen stabilen Maschinenrahmen, der auch als Ständer bezeichnet wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Richtmaschine der eingangs genannten Art bereitzustellen, insbesondere eine sogenannte Vertikalrichtmaschine, die hinsichtlich der Realisierung der Anstellbewegung der Richtwerkzeuge und insbesondere hinsichtlich der Aufnahme der Reaktionskräfte beim Richten verbessert ist. Insbesondere soll erfindungsgemäß eine Richtmaschine bereitgestellt werden, die konstruktiv vereinfacht ist. Darüber hinaus soll erfindungsgemäß ein entsprechendes Verfahren zum Richten von Profilen bereitgestellt werden.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird gelöst durch eine Richtmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Ein Gesichtspunkt der Erfindung betrifft eine Richtmaschine zum Richten von Profilen, mit einer Vielzahl von beiderseits eine Richtlinie gegenüberliegend versetzt angeordneten Richtrollen, die eine Richtstrecke bilden, die wenigstens teilweise auf sich vertikal erstreckenden Richtwellen in Bezug auf ein in der Richtstrecke geführtes Profil horizontal und/oder axial anstellbar angeordnet sind, wobei sich die Richtmaschine insbesondere dadurch auszeichnet, dass wenigstens einige der Richtwellen hydraulisch horizontal und/oder axial anstellbar ausgebildet sind. Die Richtmaschine gemäß der Erfindung ist als Vertikalrichtmaschine ausgebildet und umfasst eine Vielzahl von sich vertikal erstreckenden Richtwellen, die jeweils Richtrollen aufweisen. Ein Profil im Sinne der vorliegenden Erfindung ist beispielsweise ein H-Profil, I-Profil, U-Profil oder T-Profil, bevorzugt ein Schienenprofil.
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Zweckmäßigerweise sind die Richtrollen entlang der Richtstrecke gegenüberliegend so zueinander versetzt angeordnet, dass diese eine Wechselbiegung auf beiden Seiten des Profils ermöglichen. Dabei bilden vorzugsweise jeweils drei Richtrollen ein Kräftedreieck.
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Bei einer bevorzugten Variante der Richtmaschine gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens einige der Richtwellen jeweils einzeln hydraulisch horizontal und axial anstellbar ausgebildet sind.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Richtmaschine gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens eine Richtwelle zur horizontalen Anstellung um eine Schwenkachse auf einem horizontalen Kreisbogenabschnitt bezüglich der Richtlinie bewegbar angeordnet ist. Anders als im Stand der Technik ist erfindungsgemäß für wenigstens einen Teil der Richtwellen eine Drehpunktlagerung bzw. eine Schwingen-Anstellung vorgesehen. Eine lineare Zustellung von Einbaustücken, wie im Stand der Technik üblich, ist nicht erforderlich. Erfindungsgemäß werden die Richtwellen über eine Drehpunktlagerung und eine damit verbundene Winkeländerung angestellt. Eine im Stand der Technik sonst übliche und nachteilige Ausbalancierung von anstellbaren Richtwellen oder Richtachsen kann durch eine solche Konstruktion vollständig entfallen.
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Hierzu kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine Richtwelle in einem Maschinengestell der Richtmaschine schwenkbar gelagert ist. Das Maschinengestell kann dank dieser Konstruktion einfacher ausgestaltet sein als die übliche Anordnung von sich vertikal erstreckenden Richtwellen in Lagereinbaustücken der im Stand der Technik verwendeten Ständer.
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Bevorzugt weist die wenigstens eine schwenkbar gelagerte Richtwelle ein Widerlager auf einer gegenüberliegenden Seite der Richtlinie auf.
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Die Richtwellen können jeweils in sich parallel zueinander erstreckenden Trägern des Maschinengestells gelagert sein, wobei vorzugsweise nur die auf einer Seite der Richtlinie angeordneten Richtwellen horizontal und aktiv anstellbar sind, wohingegen die jeweils auf der gegenüberliegenden Seite der Richtlinie angeordneten Richtwellen in einer horizontalen Ebene ortsfest angeordnet sein können.
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Bevorzugt ist die wenigstens eine schwenkbar gelagert Richtwelle über wenigstens eine hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung anstellbar, die auf einer gegenüberliegenden Seite der Richtlinie schwenkbar angelenkt ist.
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Als Richtlinie im Sinne der vorliegenden Erfindung wird die Ideallinie bezeichnet, in der sich das zu richtende Profil nach dem Richtvorgang erstrecken soll. Die beiderseits der Richtlinie angeordneten Richtwellen definieren eine Richtstrecke in der das zu richtende Profil gefördert wird.
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Hierzu sind wenigstens einige der Richtwellen vorzugsweise jeweils einzeln angetrieben. Dies bietet unter anderem den Vorzug, dass bei Ausfall eines Antriebs die Richtmaschine noch weiter betrieben werden kann, was bei den sonst üblicherweise verwendeten Summengetrieben nicht möglich ist. Über einzelne Antriebe kann auch die Verteilung von Drehmoment und Drehzahl für jede Richtwelle einzeln geregelt werden. Diese Daten können mit entsprechenden Daten bezüglich der horizontalen- und/oder axialen Anstellung verknüpft werden, wobei diese Daten über entsprechende Weg und/oder Kraft- und/oder Positionssensoren von hydraulischen Anstellzylindern erfasst werden können. Erfindungsgemäß ist wenigstens eine Regelung der Anstellkraft und/oder Position wenigstens einer Richtwelle, vorzugsweise aller Richtwellen einzeln vorgesehen.
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Ein besonderer Vorzug der Kinematik der Richtmaschine gemäß der Erfindung ist, dass das Maschinengestell deutlich steifer ausgeführt werden kann, sodass sich eine geringere Auffederung des Maschinengestells und damit auch ein effektiverer Kraftfluss beim Richten einstellt.
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Dadurch, dass die Richtwellen einzeln hydraulisch anstellbar sind, lassen sich die Kräfte des Richtprozesses erfassen. Eine ungleiche Kraftverteilung der einzelnen Richtrollen lässt unmittelbar Rückschlüsse über den Richtvorgang und die korrekte angestellte axiale Position der einzelnen Richtrollen bzw. Richtwellen zu.
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Ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Richten von Profilen in einer Richtmaschine, wobei das Verfahren das Richten eines Profils mittels einer Vielzahl von Richtrollen auf sich vertikal erstreckenden Richtwellen umfasst, die in einer Richtstrecke beiderseits einer Richtlinie wenigstens teilweise einzeln und unabhängig voneinander hydraulisch horizontal und/oder axial gegen ein Profil unter Aufbringung einer Richtkraft angestellt werden.
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Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein Teil der Richtrollen aktiv angestellt wird, wohingegen ein anderer Teil der Richtrollen Richtkräfte nur passiv aufnimmt. Diese Richtrollen sind horizontal nicht anstellbar, gleichwohl aber axial anstellbar ausgebildet.
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Vorzugsweise sind die auf einer Seite der Richtlinie angeordneten Richtrollen aktiv anstellbar, wohingegen die auf der gegenüberliegenden Seite der Richtlinie vorgesehenen Richtrollen passiv anstellbar sind.
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Bei einer besonders bevorzugten Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass die Richtrollen über eine Drehpunktlagerung angestellt werden bzw. eine sogenannte Schwingen-Anstellung vollziehen. Das ist eine scherenartige Zustellbewegung der Richtrollen bzw. Richtwellen, wodurch die Widerlagerkräfte besonders günstig in das Maschinengestell eingeleitet werden.
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Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung ist weiterhin vorzugsweise vorgesehen, dass die Richtrollen und/oder Richtwellen jeweils einzeln angetrieben werden.
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Die Anstellkraft und/oder die Anstellposition der Richtrollen kann mittels Druckgebern und/oder Positionsgebern erfasst und/oder gesteuert und/oder geregelt werden.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung zeichnet sich insbesondere durch die Verwendung einer Richtmaschine mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen aus.
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Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf ein in den Zeichnungen dargestelltes Ausführungsbeispiel erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine Draufsicht auf die Richtmaschine gemäß der Erfindung,
- 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus 1,
- 3 eine perspektivische Ansicht der Richtmaschine gemäß der Erfindung mit einem sich innerhalb der Richtmaschine erstreckenden Schienenprofil,
- 4 ein vergrößerter Ausschnitt aus der Darstellung in 2,
- 5 eine perspektivische Teilschnittansicht durch die Richtmaschine,
- 6 eine Seitenansicht der Richtmaschine teilweise im Schnitt,
- 7 eine vergrößerte Schnittansicht durch eine Richtwelle und Richtrolle am auslaufseitigen Ende der Richtmaschine gemäß der Erfindung und
- 8 eine Schnittansicht durch eine Richtwelle und Rolle der Richtmaschine gemäß der Erfindung.
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Die in 1 dargestellte Richtmaschine 1 umfasst ein Maschinengestell 2, welches eine Vielzahl von Richtwerkzeugen in Form von Richtrollen 3 umfasst, die sich auf sich vertikal erstreckenden Richtwellen 4 angeordnet sind. Die Richtrollen 3 bilden eine Richtstrecke, welche in der Darstellung gemäß 1 mit einer Rollgangslinie 5 einer Richtanlage fluchtend ausgerichtet ist. Die Richtrollen 3 sind in der Richtstrecke jeweils gegenüberliegend versetzt zueinander angeordnet. Das Maschinengestell 2 ist über Verschiebezylinder 10, die als hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnungen ausgebildet sind, quer zu der Rollgangslinie 5 verfahrbar und kann somit bedarfsweise aus der Rollgangslinie 5 ausgefahren oder in diese eingefahren werden. Die in dem Ausführungsbeispiel dargestellte Richtmaschine 1 ist als Vertikalrichtmaschine ausgebildet. In der Rollgangslinie 5 kann diese beispielsweise einer Horizontalrichtmaschine vorgeschaltet oder nachgeschaltet sein. Die Richtmaschine 1 umfasst eine Einlaufseitenführung 6 für ein Schienenprofil 7 sowie eine Auslaufseitenführung 8. Das Schienenprofil 7 ist beispielsweise in 3 dargestellt. Dieses erstreckt sich in der in 3 dargestellten Lage in einer durch die Richtrollen 3 gebildeten Richtstrecke. Beiderseits der durch das Schienenprofil 7 vorgegebenen Richtlinie liegen idealerweise die Richtrollen 3 gegen Profilflanken 9 des Schienenprofils 7 an.
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Die Richtmaschine 1 gemäß der Erfindung umfasst als Richtwerkzeuge insgesamt acht Richtrollen 3, die jeweils drehfest auf einer Richtwelle 4 angeordnet sind. Das Maschinengestell 2 umfasst einen sich parallel zu der Richtlinie erstreckenden Lagerträger 11 sowie jeweils einseitig des Lagerträgers 11 angeordnete Stützen 12, die auf Schienen 13 mittels der Verschiebezylinder10 verfahrbar angeordnet sind. Die Stützen 12 sind mittels einer sich parallel zu der Richtlinie erstreckenden Traverse 14 verbunden. Die Stützen 12 nehmen jeweils die Einlaufseitenführung 6 und die Auslaufseitenführung 8 auf.
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Wie dies aus 2 erkennbar ist, sind in der Zeichnungsebene unterhalb der Rollgangslinie 5 drei Richtrollen 3 bzw. Richtwellen 4 um eine vertikale Schwenkachse 23 (Achse, die sich in die Zeichnungsebene hinein erstreckt) schwenkbar angeordnet, und zwar diejenigen Richtrollen 3 in der 2, die unterhalb der Rollgangslinie 5 angeordnet sind. Diejenige Richtrolle 3, die der Auslaufseitenführung 8 der Richtmaschine 1 am nächsten angeordnet ist, ist horizontal ausschließlich linear in Bezug auf die Richtlinie verlagerbar und nicht schwenkbar. Die in der Zeichnungsebene in 2 oberhalb der Rollgangslinie 5 angeordneten vier Richtrollen 3 sind horizontal ortsfest angeordnet. Alle Richtrollen 3 sind, wie nachstehend noch beschrieben wird, gleichwohl axial (d. h., in einer Achse, die sich in die Zeichnungsebene der 1, 2 und 4 hinein erstreckt) verlagerbar bzw. hydraulisch anstellbar. Die Richtrollen 3 sind entlang der Richtstrecke gegenüberliegend so zueinander versetzt angeordnet, dass diese eine Wechselbiegung auf beiden Seiten des Schienenprofils 7 ermöglichen. Dabei bilden jeweils drei Richtrollen 3 ein Kräftedreieck, wobei zwei mit Abstand zueinander angeordnete Richtrollen 3 in der Zeichnungsebene oberhalb der Rollgangslinie 5 ein ortsfestes Widerlager für die Schwingen-Anstellung der darunter bzw. dazwischen gegenüberliegend angeordnete Richtrolle 3 bilden.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass sowohl die horizontale Anstellbewegung einiger Richtrollen 3 als auch die vertikale bzw. axialer Anstellbewegung alle Richtrollen 3 hydraulisch erfolgt. Wie vorstehend bereits erwähnt, vollziehen die sich an die Einlaufseitenführung 6 anschließenden Richtrollen 3 einerseits der Richtlinie bzw. einerseits der Rollgangslinie 5 eine aktive horizontale Anstellbewegung um eine vertikale Schwenkachse 23 auf einem Kreisbogenabschnitt, wohingegen die jeweils gegenüberliegenden Richtrollen 3 diesbezüglich ortsfest in dem Lagerträger 11 gelagert werden.
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Wie dies insbesondere aus der Darstellung in 5 ersichtlich ist, sind die schwingenartig verlagerbaren Richtrollen 3 jeweils auf einer entsprechend verlagerbaren Richtwelle 4 drehfest angeordnet, wobei die betreffende Richtwelle 4 mittels eines Lagerstücks 15 schwenkbar an einer Zugstange 16 angelenkt ist, deren von der Richtwelle 4 abliegendes Ende einen Kolben 17 eines hydraulischen Zylinders 18 bildet, der mittels Zapfen 19 schwenkbar in einem Lagergehäuse 20 auf der von der betreffenden Richtwelle 4 abgelegenen Seite des Lagerträgers 11 befestigt ist.
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Eine Druckbeaufschlagung des Zylinders 18 mit einem Hydraulikfluid bewirkt eine Verlagerung der Zugstange 16 quer zu dem Schienenprofil 7 und damit einer Verlagerung der Richtrollen 3 in Richtung auf die der betreffenden Richtrolle 3 zugewandten Profilflanke 9 des Schienenprofils 7. Dabei wird von der auf dem Kreisbogenabschnitt bewegten Richtrolle 3 eine Richtkraft quer zur Richtlinie bzw. zur Längserstreckung des Schienenprofils 7 auf die der Richtrolle 3 zugewandte Profilflanke 9 des Schienenprofils 7 ausgeübt. Eine entsprechende Gegenkraft wird von der benachbarten gegenüberliegenden Richtrolle 3 auf die gegenüberliegende Profilflanke 9 des Schienenprofils 7 ausgeübt.
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Eine Ansicht in Richtung der Richtlinie bzw. der Rollgangslinie 5, die die relative Stellung zweier Richtwellen 4 bzw. zweier gegenüberliegender Richtrollen 3 in Bezug auf das Schienenprofil 7 zeigt, ist in 7 dargestellt.
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Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel liegen die Richtrollen 3 jeweils gegen Profilflanken 9 des Schienenprofils 7 an. Die Erfindung ist allerdings so zu verstehen, dass die Richtmaschine 1 so ausgebildet sein kann, dass das zu richtende Profil, hier das Schienenprofil 7, auch so durch die Richtrollen 3 geführt werden kann, dass das Schienenprofil 7 auch bezüglich seiner Achse mit dem größeren Widerstandsmoment gerichtet werden kann.
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Wie vorstehend bereits erwähnt, ist jede der Richtwellen 4 mittels jeweils eines einzelnen Motors 21 über ein Winkelgetriebe 22 drehbar.
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Wie vorstehend bereits angemerkt, sind alle Richtwellen 4 des beschriebenen Ausführungsbeispiels axial hydraulisch anstellbar, im Rahmen der Erfindung kann aber auch vorgesehen sein, dass die eine oder andere Richtwelle 4 axial fixiert bzw. axial nicht anstellbar gelagert ist.
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Der Umstand, dass jede der Richtwellen 4 mit den auf diesen drehfest angeordneten Richtrollen 3 einzeln axial und/oder radial hydraulisch anstellbar ist, ermöglicht es, die einzelnen Positionen der Richtrollen 3 sowohl axial als auch horizontal über entsprechende Positionsgeber sowie deren Anstellkraft über entsprechende Druckmesseinrichtungen zu erfassen und zu steuern und/oder zu regeln. Über eine zentrale Regel- und Steuereinrichtungen können die Anstellkräfte erfasst werden. Über die erfasste Anstellkraft können unmittelbar Rückschlüsse darauf erfolgen, ob beispielsweise alle Richtrollen 3 axial in der Flucht und korrekt bezüglich des Schienenprofils 7 ausgerichtet sind.
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Wie dies insbesondere der Zusammenschau der 3 und 5 zu entnehmen ist, ergibt sich durch die schwenkbare Anordnung eines Teils der Richtwellen 4 eine schwingenartige bzw. scherenartige Anstellbewegung, die in dem Maschinengestell 2 hinsichtlich der aufzubringenden Widerlagerkräfte verhältnismäßig günstig ist. Dadurch ist es möglich, das Maschinengestell 2 verhältnismäßig einfach bei einer gleichzeitig hohen Stabilität auszuführen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Richtmaschine
- 2
- Maschinengestell
- 3
- Richtrollen
- 4
- Richtwellen
- 5
- Rollgangslinie
- 6
- Einlaufseitenführung
- 7
- Schienenprofil
- 8
- Auslaufseitenführung
- 9
- Profilflanke
- 10
- Verschiebezylinder
- 11
- Lagerträger
- 12
- Stütze
- 13
- Schienen
- 14
- Traverse
- 15
- Lagerstück
- 16
- Zugstange
- 17
- Kolben
- 18
- Zylinder
- 19
- Zapfen
- 20
- Lagergehäuse
- 21
- Motor
- 22
- Winkelgetriebe
- 23
- vertikale Schwenkachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2016142362 A1 [0002]
- EP 1294503 B1 [0003]
