DE2006728B2 - Richtmaschine für längliche Werkstücke - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Richtmaschine für längliche Werkstücke, insbesondere aus spröden Werkstoffen wie Grauguß od. dgl., mit zwei das Werkstück an den Enden radial und axial abstützenden sowie das Werkstück drehenden Halteeinrichtungen und mit mindestens einer zwischen cien Halteeinrichtungen angeordneten, in Werkstückquerrichtung — gegebenenfalls über Abwälzkörper — wirkenden Biegeeinrichtung.

Verhältnismäßig lange und schlanke Werkstücke aus duktilem Werkstoff lassen sich leicht einer Richtbehandlung unterwerfen, da ihre Zug- und Druckfestigkeit gewöhnlich einander gleich sind und oberhalb des Wertes liegen, dem das Werkstück ausgesetzt werden muß, um eine bleibende Verformung des Werkstücks hervorzurufen. Zum Richten der Werkstücke genügt daher eine einfache Biegebelastung, da hohe Zugspannungen im plastischen Verformungsbereich toleriert werden können. Wenn das Werkstück während der allmählichen Verringerung der Biegekraft gedreht wird, braucht die genaue Richtung der Biegebcanspruchung vorher nicht festgelegt werden.

Richtmaschinen der eingangs angegebenen Gattung, die nach diesem Prinzip arbeiten, sind bekannt (vgl. zum Beispiel britische Patentschrift 1 074 747). Bei dieser Richtmaschine, besitzt die eine Haltecinrichuing ein Kupplungsteil, durch das das Werkstück mit einer von einem Motor angetriebenen Welle verbindbar ist. Die andere Halleinrichtung besteht aus zwei drehbar gelagerten Rollen, auf denen das andere Ende des Werkstücks frei aufliegt, sowie aus einem am Slimende des Werkstücks angreifendeii, gegebenenfalls axial verschiebbaren Drucklager, so daß sich das Werkstück an seinem einen Ende entsprechend der von der Biegeeinrichtung verursachten Durchbiegung axial und radial ausdehnen kann. Die Biegeeinrichtung besteht im vorliegenden Fall aus zwei in Längsrichtung des Werkstücks mit A.bstand zueinander angeordneten Rollenpaaren, die senkrecht zur Werkstückachse verschiebbar sind, sowie aus einem ortsfest angeordneten Rollenpaar, das zwischen den beiden querbeweglichen Rollenpaaren angeordnet ist und von der anderen Seite am Werkstück angreift.

Wenn mit einer solchen Richtmaschine das Werkstück auf Biegung beansprucht wird, wird ein Teii der Fasern einer Zugbeanspruchung und der übrige Teil der Fasern (abgesehen von der neutralen Faser)

einer Druckbeanspruchung ausgesetzt. Wenn die Biegebeanspruchung groß genug ist, um die äußersten Fasern des Werkstücks bleibend zu verformen, wird das Werkstück »gerichtet«. Wenn jedoch im Fall von spröden oder harten Werkstoffen, wie beispielsweise

Grauguß, das Werkstück einer Biegebeanspruchung ausgesetzt wird, bei der die äußersten Fasern bleibend verformt werden, bricht oder reißt das Werkstück häufig. Dies hat seine Ursache darin, daß die Zugfestigkeit solcher spröder Werkstoffe im allge-

meinen wesentlich kleiner als die Druckfestigkeit ist. Die Folge ist, daß bei Werkstücken aus solchen Werkstoffen nur eine beschränkte Richtbehandlung durchgeführt werden kann, da andernfalls die Gefahr besteht, daß die maximal zulässige Zugspannung überschritten wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Richtmaschine für längliche Werkstücke zu schaffen, bei der die Zugbeanspruchung des Werkstücks kleiner als seine Druckbeanspruchung ist.

Dies wird bei einer Richtmaschine der eingang; angegebenen Gattung erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß mindestens eine der beiden Halteeinrichtungen mit einer in Werkstücklängsrichtung wirkenden Druckeinrichtung verbunden ist.

Durch die Druckeinrichtung wird das Werkstück einer in Werkstücklängsrichtung wirkenden Druckbeanspruchung ausgesetzt, die sich der Biegebeanspruchung überlagert. Hierdurch wird die neutrale Achse des Werkstücks in Richtung der Durchbiegung verschoben; dies bedeutet, daß die durch die Durch biegung hervorgerufene Zugspannung von der über lagerten Druckspannung zumindest teilweise elimi niert wird. Auf das Werkstück wird daher eint Druckkraft ausgeübt, die gemeinsam mit der Biege beanspruchung zumindest in einem Teil des Werk Stücks eine oberhalb der Elastizitätsgrenze liegend« Druckspannung hervorruft. Das Richten des Werk Stücks erfolgt somit durch eine bleibende Verfor mung im Druckspannungbereich, während die Zug beanspruchung null oder sehr klein ist.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 059 266 ist e zwar bereits grundsätzlich bekannt, einer Biegeein richtung eine Druckeinrichtung zuzuordnen. In die sem Fall dient die Druckeinrichtung jedoch lediglicl dazu, den Teller eines TcUervcntils bezüglich de Längsachse des Tellerventils zu verbiegen, wahrem der längliche T es! de:; Tellerventil:-; /wischen zwei mi Schraubengangprofil versehenen umlaufenden Rieht rollen, die die Biegeeinrichtung bilden, eingespann ist.

Zweckmäßigerweise weist die Druckeinrichtun einen druckmittclbetatigbaren Stellzylinder auf.
Da auf Grund der DnickeinrichUinj> das Werk

stück zur Aufnahme einer Achsauslenkung an keinem seiner beiden Enden lose gelagert werden kann, weisen in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Halteeinrichtungen jeweils sphärische Lagerflächen auf.

Die Druckbeanspruchung des Werkstücks durch die Druckeinrichtung birgt die Gefahr in sich, daß das Werkstück seitlich ausknickt. Um dies zu verhindern, sind nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung das Werkstück gegenüber den Abwälzkörpern der Biegeeinrichtung elastisch abstützende Rollen vorgesehen.

An Hand der Zeichnungen wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Richtmaschine, F i g. 2 eine Teilschnittansicht längs der Linie 2-2 in f i g. 1,

Fig. 3 die Halteeinrichtungen der in Fig. 1 gezeigten Richtmaschine,

F i g. 4 eine Einzelheit der Halteeinrichtung am Antriebsende der Richtmaschine,

F i g. 5 ein Schaltschema der hydraulischen und pneumatischen Steuereinrichtung der Richtmaschine.

Die in F i g. 1 der Zeichnungen dargestellte Riehtmaschine weist einen Maschinenrahmen 11 auf, welcher einen Kopfkörper 12 trägt. Am Kopfträger 12 ist eine Biegeeinrichtung geführt, die eine Stempelvorrichtung 13 aufweist. Die Stempelvorrichtung wird durch den Stempel 14 eines hydraulischen Zylinders 15 betätigt. Die Stempelvorrichtung 13 wird durch Führungszylinder 16, welche in Führungen 17 verschiebbar sind, in ihrer Lage gehalten. An der Stempelvorrichtung sind eine oder mehrere Rollenvorrichtungen 18 mit Rollen bzw. Abwälzkörpern 19 angeordnet. Die Rollen 19 liegen an den zylindrischen Bereichen 20 eines zu richtenden Werkstücks 21 an. Unterhalb des zu richtenden Werkstücks 21 sind Rollen 22 angeordnet, welche aui' einem oder auf mehreren Drucklul'tzylindern 24 angeordnet sind. Das Werkstück 21 wird zwischen zwei Halteeinrichtungen 26 und 27 gehalten und durch einen Motor sowie ein Getriebe 25 über eine flexible Kupplung 28 in Umdrehung versetzt. Beide Halteeinriehlungen 26, 27 sind auf einem Maschinenbett 29 angebracht und werden durch Zugstangen 30 ausgerichtet. Es ist lerner eine Druckeinrichtung in Form eines Hydraulikzylinders 31 vorgesehen, um auf das Werkstück 21 eine in Werkstücklängsrichtung wirkende Axiallast auszuüben. Der Hydraulikzylinder bzw. Stellzylinder ist an den Zugstangen 30 befestigt, während die Zugstangen 30 ihrerseits an der Halteeinriehtung26 angebracht sind. Auf diese Weise wird die geeignete Reaktionskraft am anderen Ende des Werkstücks 21 erzeugt.

In F i g. 2 der Zeichnungen ist eine Rollenvorrichlung 18 dargestellt, welche aus paarweise angeordneten Rollen 19 besteht. Diese liegen an einem zylindrischen Bereich 20 des Werkstücks 21 an. Unterhalb des Werkstücks 21 ist ein weiteres Paar von Rollen 22 auf einem der Druckluflzylinder 24 befestigt. Die Rollen 22 liegen gleichfalls am zylindrischen Beieich 20 des Werkstücks 21 an. Für die Rollen 22 sind EinslellmiUel 32 vorgesehen.

In Fig. 3 der Zeichnungen sind als Schnitt-Einzelansicht die linke Halteeinrichtung 26 und die rechte Halleeinrichtung 27 wiedergegeben. Eine an der linken Seite befindliche Welle 35 wird über eine Kupplung 28 angetrieben und dreht sich in einem Rollenlager 36. In der rechten Halteeinrichtung 27 dreht sich die Spindel 37 in einem entsprechenden Lager 38. Da das Werkstück 21 zwischen den Wellen 35 und 37 axial zusammengedrückt wird und über die Rollen 19 in Querrichtung belastet wird, sind die Lager 36 und 38 insbesondere so ausgebildet, daß sie sowohl die Axialbelastung, die Querbelastung und eine geringe Achsauslenkung der Wellen 35, 37 aufnehmen, wenn das Werkstück 21 durchgebogen wird. Der Hydraulikzylinder 31 greift über einen Kolben 39 und eine zylindrische Druckhülse 40 an einem Lagerträger 41 an und erzeugt die Axialbelastung des Werkstücks 21. Die Welle 37 ist mit Hilfe einer Schraube 43 an einem Haltekörper 42 befestigt. Der Haltekörper 42 ist in einer sphärischen Lagerfläche 48 des Lagerhalters 41 gelagert. In entsprechender Weise wird die links liegende Welle 35 durch einen Haltekörper 44 und durch einen Bund 45 gehalten. Der Bund 45 wird mit Hilfe einer Stellschraube 46 fixiert, während der Haltekörper 44 auf einer sphärischen Lagerfläche 49 eines Lagerhalters 47 angeordnet ist.

Die Ausgestaltung der Wellen 35 und 37 hängt von der zur Befestigung des Werkstücks 21 verwendeten Mittel ab; diese wiederum hängen von der Form des Werkstücks 21 ab. Das Werkstück 21 ist im vorliegenden Fall als Nockenwelle ausgebildet.

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Das zylindrische, rechte Ende 50 der Nockenwelle paßt in einen Sockel 51 der Welle 37. Die Welle 35 überträgt ein Drehmoment auf das linke Ende 52 des Werkstücks 21. Wie sich aus F i g. 4 der Zeichnungen ergibt, ist ein durch eine Feder 54 beaufschlagter Zentrierkörper 53 in der Welle 35 vorgesehen. Den Zentrierkörper 53 umgebend und an der Welle 35 angebracht ist eine gehärtete Scheibe 55 vorgesehen, an welche eine mit Verzahnung ausgestattete Kante 56 angesetzt ist. Wenn auf das Werkstück 21 eine Axialkraft ausgeübt wird, wird die mit Verzahnung ausgestattete Kante 56 in das linke Ende des Werkstücks 52 so weit eingetrieben, daß das erforderliche Drehmoment auf das Werkstück 21 ausgeübt werden

kann.

In F i g. 5 der Zeichnungen ist ein mit konstanter Drehzahl laufender Elektromotor 60 dargestellt, welcher zwei druckmittelgestcuerte, variable Hydraulikpumpen 61 und 62 antreibt. Die Hydraulikpumpe 61 liefert den Hydraulikantrieb für den Antrieb bzw. das Getriebe 25 der Wellen, und zwar mit Hilfe eines Steuerkreises 63 und eines magnetisch betätigbaren Dreistellungsventils 64, Die Hydraiilikpumpe 62 liefert den hydraulischen Antrieb für den axial wirkenden Hydraulikzylinder 31 und den Hydraulikzylinder 15. Die Bewegung und die Lage des Kolbens 39 im Hydraulikzylinders 31 wird bestimmt durch das elektromagnetbetätigte Dreistellungsventil 65 in einem Niederdruckkreis, welcher durch das Druckventil gesteuert ist. Der Hochdruckkreis 67 liefert den hydraulischen Antrieb für den Hydraulikzylinder 15, •iiil Stempel 14. Das durch einen Elektromagnet betätigte Dreistellungsventil 68 steuert die schnelle Aufwärts- und Abwärtsbewegung des Stempels, wenn der Stempel nicht in Anlage am Werkstück 21 ist. Die Bewegung des Stempels, wenn sich dieser in Anlage am Werkstück befindet und an diesem eine Belastung anliegt, wird durch das elektromaguetgesteuerte Dreistellungsventil 69 gesteuert. Die Strömungsgeschwindigkeit bzw. Strömungsmenge liy-

draulischen Mediums wird durch reversible, variable Drosselelemenlc 70 gesteuert. Begrenzungsschalter 71, welche durch den Stempel 14 betätigt werden, steuern durch den in Fig. 6 dargestellten elektrischen Kreislauf die verschiedenen Steuerungsventile im Hydraulikkreis. Wie sich aus Fig. 5 der Zeichnungen ergibt, giin die Steuerung 72 den Druck im Hochdruckkreis 67 frei, wenn der Stempel 14 sich in seiner obersten Position befindet. Letztlich wird der Druckluftzylinder 24 über den eine Drucksteuerung 74 aufweisenden Stcuerkreis 73 mit Druckluft beschickt. Die Druckeinstellung in der Drucksteuerung 74 reicht aus, um das Werkstück 21 so zu belasten. daß eine Knickung vermieden wird, wenn das Werkstück unter Druckbclastung steht; es wird eine elastische Luftfederungskraft ausgeübt, wenn die Stempelvorrichtung 13 am Teil 21 in der in Fig. 1 dargestellten Weise angreift.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Richtmaschine für längliche Werkstücke, insbesondere aus spröden Werkstoffen wie Grauguß od. dgl., mit zwei das Werkstück an den Enden radial und axial abstützenden sowie das Werkstück drehenden Halteeinrichtungen und mit mindestens einer zwischen den Halteeinrichtungen angeordneten, in Werkstückquerrichtung — gegebenenfalls über Abwälzkörper — wirkenden Biegeeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden Halteeinrichtungen (26; 27) mit einer in Werkstücklängsrichtung wirkenden Druckeinrichtung verbunden ist.

2. Richtmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekonnzeichnet, daß die Druckeinrichtung einen druckmittelbetätigbaren Stellzylinder (31) aufweist.

3. Richtmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtungen (26; 27) jeweils sphärische Lagerflächen (48; 49 aufweisen.

4. Richtmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (21) gegenüber den Abwälzkörpern (19) der Biegeeinrichtung elastisch abstützende Rollen (22) vorgesehen sind.