DE19847233C2 - Richtmaschine für ein langgestrecktes, zylindrisches Werkstück - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Richtmaschine für ein langgestrecktes, zylindrisches Werkstück nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 196 51 422 A1 ist eine derartige Richtmaschine für Drähte und Rohre bekannt, bei der Richtkörper komplementär zur Oberfläche des Werk­ stückes geformt sind, mindestens drei Richtkörper das Werkstück in eine Ebene umgreifen, die jeweils mit einer motorbetätigten Einstellvorrichtung ver­ sehen sind, die entsprechend den durch Sensoren er­ faßten Erhöhungen und Vertiefungen der Werkstücko­ berfläche angesteuert werden. Der entscheidende Nachteil dieser Vorrichtung ist, daß die Richtkör­ per stets synchron und zwar so zu verfahren sind, daß das Werkstück während jeder Arbeitsphase von den Richtkörpern allseitig umgeben ist. Aufgrund der Notwendigkeit der Verfahrbarkeit der Richtkör­ per in mehreren Richtungen aber auch aufgrund der Notwendigkeit der synchronen Ansteuerung der Richt­ körper sind sowohl im Hinblick auf den baulichen Aufwand als auch auf die Steuerung erhebliche Schwierigkeiten zu überwinden und ein entsprechen­ der Aufwand zu betreiben. Dies macht dieser Richt­ maschine aufwendig und teuer.

Hiervon ausgehend hat sich die Erfindung zur Auf­ gabe gemacht, eine Richtmaschine der eingangs ge­ nannten Art mit einem Minimum an baulichen Aufwand zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Richtkörper als Platten ausgebildet sind, und die Platten jeweils eine Öffnung aufweisen, und das Werkstück die Öffnung durchgreift und jede Platte an einem Tragrohr vertikal verschiebbar ist und der Fuß des Tragrohres horizontal auf einem Sockel verschiebbar ist, wobei beide Verschiebe­ richtungen, die durch die Platten definierte Ebene aufspannen.

Zur Ausrichtung wird das drahtförmige Werkstück in die in den Platten befindlichen Öffnungen gefädelt, was zur Voraussetzung hat, daß der Durchmesser der Öffnung größer ist als der des Werkstückes. In der Regel sind mehr als zwei Platten in Bewegungsrich­ tung des Werkstückes hintereinander angeordnet. Je größer deren Zahl, vorzugsweise vier bis acht, de­ sto präziser und "feiner" wird die Ausrichtung des Werkstückes. Hierbei werden die Platten in der senkrecht zu der durch das Werkstück definierten Ebene mit einer Einstellvorrichtung verschoben. Durch die Bewegung der Platten in unterschiedlichen Raumrichtungen sind die Öffnungen, bezogen auf die Bewegungsrichtung des Werkstückes in radialer Rich­ tung um unterschiedliche Abstände/Strecken und in unterschiedlichen Richtungen gegeneinander ver­ setzt. Richtung und Verschiebeweg der Platten haben so zu erfolgen, daß man als Ergebnis ein Werkstück mit in die Gerade übergeführte Achse erhält. In der konkreten baulichen Ausgestaltung sind die Platten an einem Tragrohr befestigt, das im wesentlichen in vertikaler Richtung verläuft. Der Fuß des Tragrohrs hingegen ist in einem Sockel senkrecht zur Achse des Tragrohrs bewegbar. Aufgrund der verschiebbaren Verbindungen zwischen Tragrohr und Platte, die eine Bewegung in vertikaler Richtung zulassen, sowie aufgrund der Verschiebbarkeit des Fußes jedes Trag­ rohres senkrecht hierzu, läßt sich mit dem als Platte ausgebildeten Richtkörper jeder Punkt in der durch Verschieberichtung von Fuß und der Verschie­ berichtung der Platte an dem Tragrohr aufgespannten Ebene erreichen. Einzig eine Verschiebung in Rich­ tung der Längsachse des Werkstückes ist im Falle dieser Anordnung nicht möglich.

Zur Erreichung einer optimalen Ausrichtung ist es erforderlich, Erhöhungen und Vertiefungen der Ober­ fläche und damit Krümmungen und Welligkeiten zu er­ fassen. In dem hier interessierenden Fall eines eindimensional langgestreckten Werkstück ist die Erfassung von mindestens zwei unterschiedlichen Raumkoordinaten erforderlich, die in einer Ebene senkrecht der Längsachse des Werkstückes ausgerich­ tet sind. Der Begriff "im wesentlichen" meint im Sinne der Erfindung, daß die Mittelachse des Werk­ stückes aufgrund der unterschiedlichen Positionen der einzelnen Platten von der Hauptachse abweicht und in bestimmten Abschnitten demzufolge die Ebenen nicht exakt senkrecht zur Längsachse sondern zur Mittelachse verlaufen. Im speziellen kann hierbei in den beiden Raumrichtungen jeweils ein Sensor an­ gebracht sein, die dabei ebenfalls senkrecht zuein­ ander stehen. Bei Werkstücken größeren Querschnit­ tes, etwa Rohren, erweist sich eine erhöhte Zahl von Sensoren als zweckmäßig. Im konkreten eignen sich optische oder mechanische Abstandsmesser als Sensoren.

Die die langgestreckten, zylindrischen Werkstücke aufnehmenden Öffnungen liegen mit einem Teil ihres innenseitigen Randes am Werkstück an.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Richtmaschine be­ steht zunächst in der Einfachheit ihres Aufbaues, aber auch in der Möglichkeit des optimalen Ausrich­ tens langgestreckter Werkstücke konstanten Quer­ schnittes, wobei Wellungen und Krümmungen der Ober­ fläche nahezu vollständig beseitigt sind.

Die von den Werkstücken durchgriffenen Öffnungen können im allgemeinsten Fall Bohrungen sein. Auf­ grund der im Kontaktbereich zwischen Werkstück und Platte auftretenden hohen Verschleißkräfte, ist es empfehlenswert, die Öffnung mit einer Buchse zu versehen, die bei Einsatz entsprechend vergüteter Materialqualitäten lange Lebensdauer versprechen und optimal an das Material des Werkstückes ange­ paßt werden können.

In der Regel werden die Richtmaschinen für Werk­ stücke unterschiedlichen Durchmessers eingesetzt.

Es empfiehlt sich dann, die Buchse austauschbar zu gestalten, wobei der in Kontakt mit der Platte tre­ tende Außendurchmesser zum problemlosen Einlassen gleichbleibt, der Inndurchmesser der Buchse jedoch in Anpassung an den Durchmesser des konkreten Werk­ stückes gewählt wird, wobei der Außendurchmesser des Werkstückes in optimaler Weise etwas geringer als der Innendurchmesser der Buchse zu wählen ist.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung sind Rollen in­ nerhalb der Öffnung vorgesehen, um bei minimalen Verschleiß und geringsten Beschädigungen auf der Oberfläche des Werkstückes abzurollen. Die Form der Rolle bestimmt hierbei die Kontur der Oberfläche des Werkstückes. Im speziellen Fall eines kreis- oder ellipsenförmigen Querschnittes des Werkstückes haben die Rollen einen hohlkehlförmigen, d. h. kon­ kaven, kreissegmentförmig eingewöllbten Umfang auf.

Die Verwendung von Rollen haben den weiteren Vor­ teil, daß sie jeweils mit einem Antrieb verbunden werden können, sodaß das Werkstück durch die Rollen selbst in ihrer Längsachse gefördert wird.

Grundsätzlich denkbar ist, daß die Kontur von Öff­ nung oder Buchse so gewählt ist, daß das Werkstück in seinem Querschnitt eine kreisförmige Berandung ergibt. Bevorzugt ist jedoch, die Kontaktfläche von Öffnung, Buchse oder Rollen achsensymmetrisch zur Längsachse anzuordnen. Hierdurch wird nicht nur eine Rotationssymmetrie erzeugt, sondern zudem eine gleichmäßige Ausrichtung des Werkstückes im Sinne einer Zentrierung.

In einer speziellen Ausgestaltung ist vorgesehen, die mehr als zwei jeweils die Richtkörper darstel­ lenden Platten stapelförmig zusammenzufassen, in der Weise, daß die individuelle Verschiebbarkeit der einzelnen Platten relativ zueinander erhalten bleibt. Das Zusammenfassen zu einem Stapel hat den Vorteil, daß die benachbarten Platten jeweils als Führung beim Verschiebevorgang dienen.

In einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Richtmaschine zusätzlich zu den Richtkörpern Füh­ rungsrollen für das Werkstück auf, die den Richt­ körpern vor- und/oder nachgeordnet sind. Sie stel­ len eine optimale Orientierung des Werkstückes re­ lativ zu den Richtkörpern und damit eine optimale Ausrichtung sicher. Sofern das Werkstück nicht durch die Richtmaschine gezogen bzw. geschoben wird oder mit einem Antrieb versehene Rollen als Richt­ körper Verwendung finden, dienen die Führungsrollen auch dem Vorschub des Werkstückes.

Neben den Sensoren, die den Richtkörpern vorgeord­ net sind und die Deformationen der Oberfläche des zugeführten Werkstückes zum Zwecke einer optimalen Einstellung der Richtkörper erfassen, sind Sensoren von Vorteil, die den Richtkörpern nachgeordnet sind. Sie gestatten eine Überprüfung des Arbeitser­ gebnisses, wobei sich das Signal der nachgeordneten Sensoren verwenden läßt, um Über- und Unterkompen­ sationen der Oberflächendefekt zu vermeiden.

Die Verwendung nachgeordneter Sensoren ist im Zu­ sammenhang mit einer selbstlernenden Steuereinheit besonders bevorzugt. Hier besteht keine zeitlich konstante Beziehung zwischen den Meßwerten der Sen­ soren und den Einstellwerten der Richtkörper, son­ dern sie wird in Abhängigkeit vom (vorangehenden) Arbeitsergebnis optimiert, bis das gewünschte Er­ gebnis eintritt.

Zur beständigen Kontrolle des Arbeitsergebnisses ist es von Vorteil, Sensoren in Bewegungsrichtung des Werkstückes auch vor und zwischen den Richt­ körpern anzuordnen und mit der Steuereinheit in Verbindung zu setzen.

Bei unrunden Querschnitten von Öffnung und/oder Buchse und/oder Rollen wird vorgeschlagen, die An­ ordnung der Richtkörper in unterschiedlichen Ebenen relativ zueinander um die Längsachse des Werkstüc­ kes zu drehen. Auf diese Weise läßt sich mit einer vergleichsweise einfachen Kontur von Öffnung und/oder Buchse eine vergleichsweise komplexe Form des Querschnittes des Werkstückes erreichen. Bei einer Drehung der einen Ebene um einen Winkel von 45° um die Werkstücklängsachse entsteht somit ein Gebilde von einer im Hinblick auf die radiale Sym­ metrie höhere Zähligkeit als die Zähligkeit der je­ weiligen Öffnungen bzw. Buchsen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Er­ findung lassen sich dem nachfolgenden Beschrei­ bungsteil entnehmen, in dem ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert ist. Sie zeigt in perspektivischer Darstellung eine erfindungsge­ mäße Richtmaschine, mit vier hintereinander ange­ ordneten und als Richtkörper dienenden Platten. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Platten (1 bis 4) nach Art eines Stapels in horizontaler Richtung hintereinander angeordnet. Jede der Plat­ ten ist mit einer Öffnung (5) versehen, die mit ei­ ner Buchse (6) ausgekleidet ist. Durch diese Buchse (6) wird das hier nicht dargestellte langgestreckte und zylindrische Werkstück durchgeführt, d. h. daß der lichte Querschnitt der Buchse (6) größer ist als der Außendurchmesser des zu bearbeitenden zy­ lindrischen Werkstückes, das in der Regel ein Draht oder ein Rohr darstellt. Aufgrund der relativen Verschiebung der Platten (1 bis 4) zueinander ent­ steht eine Deformation des Werkstückes in der Weise, daß - überprüft durch hier nicht darge­ stellte Sensoren - das Endprodukt ein exakt ausge­ richtetes Werkstück, in der Regel ein Draht oder ein Rohr, ist.

Zur Verfahrbarkeit der Platten (1 bis 4) in einer im wesentlichen senkrecht zum Werkstück verlaufen­ den Ebene sind diese jeweils an einem Tragrohr (7) befestigt, das eine individuelle vertikale Ver­ schiebung zuläßt. Der Fuß (8) des Tragrohres (7) ist einem Sockel (9) im wesentlichen horizontal re­ lativ zueinander verschiebbar, wobei beide Ver­ schieberichtungen eine Ebene aufspannen, in der die jeweilige Platte (1 bis 4) liegt. Somit lassen sich jede beliebige Verschiebung in einer senkrecht zur Längsachse des Werkstückes verlaufenden Ebene re­ alisieren. Einzig eine Verschiebung in Richtung der Längsachse des Werkstückes läßt der Aufbau der Vor­ richtung nicht zu.

Im Ergebnis erhält man eine Richtmaschine von ein­ fachem Aufbau, die eine präzise Ausrichtung von Drähten und Rohren bei geringem baulichen Aufwand zuläßt.

Claims (12)

1. Richtmaschine für ein langgestrecktes, zylindri­ sches Werkstück, insbesondere eines Drahtes, Rohres oder Profils, mit Richtkörpern, die in einer Ebene im wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Werk­ stückes ausgerichtet und bewegbar sind und zwischen denen das Werkstück in Richtung seiner Längsachse bewegt wird und die eine Einstellvorrichtung mit einer Steuereinheit aufweist, welche die Kräfte in Abhängigkeit von den Meßwerten eines Sensors regelt und der Sensor Erhöhungen und Vertiefungen der Oberfläche des Werkstückes erfaßt, und mehr als zwei Richtkörper vorhanden sind, die in Bewegungs­ richtung des Werkstückes hintereinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Richtkörper als Platten (1 bis 4) ausgebildet sind, und
• - die Platten (1 bis 4) jeweils eine Öffnung (5) aufweisen, und
• - das Werkstück die Öffnung (5) durchgreift und
• - jede Platte (1 bis 4) an einem Tragrohr (7) ver­ tikal verschiebbar ist und der Fuß (8) des Tragroh­ res (7) horizontal auf einem Sockel (9) verschieb­ bar ist, wobei beide Verschieberichtungen, die durch die Platten (1 bis 4) definierte Ebene auf­ spannen.

2. Richtmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Öffnung (5) mit einer Buchse (6) versehen ist.

3. Richtmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Buchsen (6) von gleichem Außen-, jedoch unterschiedlichen Innendurchmesser gegeneinander austauschbar sind.

4. Richtmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Öffnungen (5) mit Rollen ausgestat­ tet sind.

5. Richtmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Rollen mit einem Antrieb in Ver­ bindung stehen.

6. Richtmaschine nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakt­ flächen von Öffnungen (5) oder Buchse (6) mit dem Werkstück achsensymmetrisch zu dessen Längsachse angeordnet sind.

7. Richtmaschine nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Plat­ ten (1 bis 4) nach Art eines Stapels unter Beibe­ haltung der individuellen Verschiebbarkeit zusam­ mengefaßt sind.

8. Richtmaschine nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück durch Führungsrollen geführt ist, die den Richtkör­ pern vor- und/oder nachgeordnet sind.

9. Richtmaschine nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß den Richtkör­ pern Sensoren nachgeordnet sind.

10. Richtmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuereinheit in Abhängigkeit vom vorangehenden Arbeitsergebnis die Einstellwerte der Richtkörper optimiert.

11. Richtmaschine nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Sensoren in Bewegungsrichtung des Werkstückes vor oder zwischen den Richtkörpern angeordnet sind.

12. Richtmaschine nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Anordnung der Richtkörper in unterschiedlichen Ebenen um die Längsachse des Werkstückes gedreht ist.