DE2337377C3 - Vorrichtung zum Richten von Profüträgem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft e ne Vo> ichtung zum Richten von Profilträgern, die aus einem horizontalen Steg und tus einem vertikalen Gurt bestet λ, mit einem Satz unterer Rollen und mit einem Satz oberer Rollen von jeweils gleichem Durchmesser, deren parallele Achsen unter gleichen horizontalen Abständen in einem zentralen Gerüst angeordnet sind, wobei die oberen Rollen gegenüber den unteren Rollen symmetrisch versetzt angeordnet sind und wobei die Umfangsflächen der oberen und der unteren Rollen jeweils mit einer den Gurt aufnehmenden Ringnut versehen sind und an d\.: Ober- bzw. Unterseite des Steges zur Anlage gelangen, und mit einer vor und hinter dem zentralen Gerüst angeordneten Einlaufeinheit bzw. Auslaufeinheit, von denen jede mindestens eine vertikal zustellbare und an der Ober- bzw. Unterseite des Steges zur Anlage bringbare Rolle mit horizontaler Achse und mindestens eine horizontale zustellbare und an der Seitenfläche des Sieges bzw. des Gurtes zur Anlage bringbare Rolle mit vertikaler Achse umfaßt.

Bekanntlich müssen geschweißte Profilträger gerichtet werden, da die vom Schweißvorgang herrührenden Schrumpfungserscheinungen den Profilträger bleibend verformen Bei den durch die Schrumpfungserscheinungen hervorgerufenen Verformungen handelt es sich um Krümmung und Wölbung.

Bezeichnet man als Steg des Profilträgers das Element mit dem größten Höhenmaß, so versteht man unter der Krümmung die Verformung des Sieges in Form eines Zylinders, dessen Achse parallel zur ursprünglichen Ebene des Steges, jedoch senkrecht zur Längsachse des Profilträgers verläuft. Natürlich bedeutet das nicht, daß die soeben beschriebene Krümmung des Profilträgers notwendigerweise über die ganze Länge desselben im Werf und Vorzeichen konstant sein muß.

Unter Wölbung des Profilträger« wird hingegen die Verformung des Steges verstanden, die ihn in seiner Ebene krümmt, so daß sich seine rechteckige Form in ein Ringsegment umwandelt Auch in diesem Fall muß beachtet werden, daß das Ausmaß der Wölbung eines geschweißten Profilträgers nicht notwendigerweise über die ganze Länge desselben konstant sein muß. Obwohl hier die Definitionen »Krümmung« und »Wölbung« eines Profilträgers mit Bezug auf d*;n Steg

ίο gegeben worden sind, ist es klar, daß diese Verformungen sowohl den Steg als auch den Gurt betreffen und auch gleichzeitig auftreten können.

Die üblicherweise angewandte Methode, um die durch das Schrumpfen hervorgerufenen Verformungen von geschweißten Profilträgern zu beseitigen. Desteht in der örtlichen Erhitzung gewisser Stellen des Profils, so daß das Schrumpfen, das während der Abkühlung der erhitzten Profilstellen stattfindet die Verformung ausgleicht, die von den durch die Schweißung verursachten Schrumpfungen zustandekommt

Diese Methode ist aus zwei wesentlichen Gründen unbefriedigend: Erstens werden die metallurgischen Eigenschaften des Profilträgers örtlich verändert und dabei meistens verschlechtert; zweitens ist die Erhitzung bestimmter Profilstellen eine handwerkliche Arbeit d. h. der Erfolgt hängt von der Geschicklichkeit des Arbeiters ab, der mit dieser Tätigkeit betraut wird. Demzufolge ist nicht nur das Ergebnis ungewiß, sondern das Verfahren ist auch sehr zeitaufwendig und sehr

jo kostspielig. Es werden deshalb schon seit geraumer Zeit normale Profilrichtmaschinen eingesetzt, die beim Richten von geschweißten Profilträgern mit denselben Kriterien arbeiten, die für das Richten von gewalzten Profilträgern angewendet werden, lediglich mit dem

r> Unterschied, daß das Richten in mehreren Durchgängen durchgeführt wird, um die Beanspruchungen in der Schweißnaht auf ein Minimum zu reduzieren.

Da die Kosten solcher Vorrichtungen sehr hoch sind, besteht ein Bedürfnis, zum Richten von geschweißten Profilträgern Richtmaschiner. der gi..":hen Art einzusetzen, wie sie üblicherweise zum Richten von gewalzten Profilträgern verwendet werden.

Aus der Firmenschrift »Alfred Wirth & Co. KG, 514 Erkelenz: Rollennchtmaschinen (Druck-Nr.: W 2200/66)« ist bereits eine Vorrichtung der eingangs genannten Bauat bekannt.

Von den zwei Rollensälzen ist die eine aus Treibrollen gebildet, die außerdem Anpassungsbewegungen durchführen, um die Steuerkraft gegen den /u richtenden

Vt Profilträger /u erhöhen b/w. /u vermindern Wenn sich der Profilträger unter dem Druck der Treibrollen fortbewegt, ist er abwechselnden, stufenweise abneh nenden Biegungen ausgesetzt, die im Material Bean spnichungen hervorrufen, die die Fließgren/c uberstei gen und entgegengesetzte Vorzeichen haben, so daß der Profilträger, wenn er aus der Vorrichtung kommt, vollständig gerade ist.

Es ist bekannt, daß /um Richten eines Walzerzeugnis ses eine gewisse Leistung verlangt wird, da das

M) Trägheitsmoment im gesamten Profilträger überwun den werden muß

Bei geschweißten Pröfilträgern hingegen, die sich infolge der von den Schweißnähten hervorgerufenen Schrumpfungsbeanspruchungefi verformen, hat es sich gezeigt, daß zum Richten derselben eine viel geringere Leistung ausreicht, d. h., wenn man zwei gleich große Profile richten will, von denen ein Profil gewalzt und das andere geschweißt ist, so erfordert das Walzprofil eine

viel höhere Leistung als das geschweißte Profil. Das kann dadurch erklärt werden, daß - wie bereits gesagt — die Verformung des geschweißten Profilträgers durch das Schrumpfen der Schweißnähte zustande kommt. Es genügt deshalb, lediglich auf den von der Schweißung betroffenen Teil dadurch einzuwirken, daß man die Schweißnähte einer etwa der Fließgrenze entsprechenden Beanspruchung aussetzt, um geradlinige Profilträger zu erhalten.

Es wurde beieits festgestellt, daß für die Anpassung tu solcher Richtmaschinen an das Richten geschweißter Profilträger die auf die Schweißnähte ausgeübten Schubspannungen niedrig gehalten werden müssen. Es besteht nämlich die Gefahr, daß die Schweißnähte brechen, wenn der Wert der Schubspannungen eine gewisse Grenze überschreitet Bei der aus der vorstehend erwähnten Firmenschrift bekannten Richtmaschine entspricht der Abstand der vertikal zustellbaren Rolle der Einlauf- und der Auslaufeinheit von der ersten bzw. der letzten Rolle des zentralen Gerüstes der 2» Rollenteilung des zentralen Gerüstes. Um diese Richtmaschine auf geschweißte Profilträger anzuwenden, ist es daher notwendig, die Rollenzahl und gleichzeitig die Anzahl der Durchgänge des Profilträgers durch die Maschine zu erhöhen, wei! den erzielbaren Biegemomenten wegen der zulässigen maximalen Querkräfte Grenzen gesetzt sind.

Es folgt, daß der Preis solcher Vorrichtungen sehr hoch ist, was die Wirtschaftlichkeit ihres Einsatzes beträchtlich vermindert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der bekannten Gattung so abzuwandeln, daß sie vor allem für das Richten geschweißter Profilträger geeignet ist

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst. « daß der Abstand der vertikal zustellbaren Rolle der Einlauf- und der Auslaufeinheit von der ersten bzw. der letzten Rolle des zentralen Gerüstes dem Abstand dieser Rollen voneinander entspricht.

Die erfindungsgemäße Anordnung der Einlauf- und Auslaufeinheit ermöglicht das für geschweißte Profilträger günstige Aufbringen kleiner Querkräfte bei großen Biegemomenten, weil die Hebelarme groß sind.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher 4ί erläutert. Es zeigt

F1 g. I eine Seitenansicht der Vorrichtung zum Richten von Profilträgern,

Fig. 2 eine Aufsicht der Vorrichtung nach Fig. !.

F i g. 2a eine Aufsicht im gleichen Maßstab wie F i g. 2 vi auf einen geschweißten Profilträger, der mit der Vorrichtung feerichtet werden kann.

F 1 g. 2b einen Querschnitt des Profilträgers nach F i g. 2a.

Fig. 3 in größerem Maßstab einen Schnitt nach der v% Linie Ill-Ill in Fie. I. der einpn Profilträger mit T-förmigem Querschnitt zeigt.

F 1 g. 4 und 5 Schnitte entsprechend F i g. 3. jedoch mit Profilträgern mit L-förmigem Querschnitt in /wei möglichen geschweißten Ausführungen. ho

Fig_:6 eine Seitenansicht eines Distanzstücks für die Rollen der Vorrichtung,

Fig.6a eine Vorderansicht des Distanzstücks nach Fig. 6, und

Fig.7 in größerem Maßstab eine Einzelheit der ^ F ig. 3,4 und 5.

Die Vorrichtung zum Richten von Profilträgern besteht aus einem zentralen Gerüst 1. in dem fünf Rollen, d. h. zwei obere Rollen 2 und drei untere Rollen 3 symmetrisch versetzt angeordnet sind. Diese Rollen haben, obwohl sie auch zur Beseitigung aer Krümmung des Profilträgers beitragen, hauptsächlich die Aufgabe, den Profilträger vor und zurück zu bewegen. Die oberen Rollen 2 können vertikal zugestellt werden, um eine variable Querkraft auf den Profilträger auszuüben und die verschiedenen Profile einführen zu können.

Vor und hinter dem zentralen Gerüst 1 sind zwei zusätzliche Einheiten angeordnet, von denen die Einheit 100 (F i g. 2) für den Einlauf und die Einheit 200 für den Auslauf des Profilträgers bestimmt ist.

Die Einlaufeinheit 100 besteht aus einer äußeren Aufgaberolle 4 mit horizontaler Achse, die von unten den zu richtenden Profilträger abstützt Diese Rolle 4 liegt in einem ziemlich großen Abstand vom zentralen Gerüst 1 entfernt, d. h. der Abstand von der ersten der unteren Rollen 3 entspricht der gesamten Achsenlänge der Rollen 2 und 3, anstatt, wie es bei den Rollen 2 und 3 der Fall is«, dem Durchmesser dieser letzten gleich zu sein. Zu beachten ist ferner, daß de Durchmesser der Rolle 4 etwa halb so groß ist, wie der ^r Rollen 2 und 3, deren Durchmesser dagegen der größten Querabmessung des zu richtenden Profilträgers entspricht. Die Rolle 4 hat lediglich eine vertikale Bewegung, d. h. sie ist nur aufwärts und abwärts bewegbar.

Etwa symmetrisch gegenüber der Stellung der Einlaufeinheit 100, zu der die Rolle 4 gehört, ist die Auslaufeinheit 200 mit einer Rolle 5 dem zentralen Gerüst 1 nachgeschaltet. Die Rolle 5 mit horizontaler Achse wirkt auf die obere Fläche des Profilträgers. Die Achse dieser Rolle 5 kann mechanisch angehoben und abgesenkt werden; außerdem kann die ganze Auslaufeinheit 200 vor und zurück verschoben werden, da sie auf einem in Pfeilrichtung 8 (Fig. 1) verschiebbaren Schlitten 7 montier¹, ist.

Zunächst wird ner Fall eines Krümmungsfehlers des geschweißten Profilträgers behandelt. In diesem Fall könnten die Rollen 2 und 3 diese Verformung beheben, wenn sich während der Verformung nicht auch beträchtliche Querkräfte bilden würden, die infolge des ve hältnismäßig kleinen Abstands zwischen den nachfolgenden Berührungspunkten des Profilträgers mit den Außenflächen der Rollen 2 und 3 auftreten. Diese Querkräfte wurden auf die Schweißnähte einwirken und deren Güte beeinträchtigen. Daher wild die Richtwirkung der Rollen 2 und 3 praktisch auf Null reduziert, da diese nur die Aufgabe haben, den geschweißten Profilträger zu schleppen, wodurch das Entstehen gefährlicher Querkräfte an den Schweißnähten ausgeschlossen wird. Es muß dabei darauf hingewiesen werden, daß diese Querkräfte und die entsprechenden Schubbeanspruchungen sich auf einer Fläche ergeben, die senkrecht zum Steg 12 und parallel zum Gurt Ii des Profilträger verläuft.

Die eigentliche Rxhtwirkung wird den Pollen 4 und 5 übertragen, die dem zu richtenden Profilträger ein verhältnismäßig großes Biegemoment mit geringer Querkraft aufzwingen. Das durch die Rollen aufgebrachte Biegemoi.ient ist groß, weil auch der Hebelarm groß ist. Bekanntlich ist es die Materialschrumpfung innerhalb der Schweißnaht, die im Material des ProfilquerschnillS (des geschweißten Profilträgers) Druckspannungen hervorruft und die Verformung bewirkt. In der Schweißnaht entstehen aber dadurch Zugspannungen, deren Intensität oft die Fließgrenze erreicht. Mit anderen Worten: Wenn die Schweißnaht mit Beanspruchungen belastet ist, die der Fließgrenze

nahekommen, ist das Material des Trägerabscltnitles mit Beanspruchungen belastet, die im Rahmen der Elastizitätsgrenze des Materials liegen, und deren Wert allmählich abnimmt, je mehr man sich von der Schweißnahtzonc entfernt.

Hinsichtlich des durch die Rollen 4 und 5 verursachten Biegemoments kann man behaupten, daß dieses im Schweißnahtmaterial eine weitere Zugbeanspruchung hervorruft, die dadurch, daß sie sich mit der bereits vorher bestehenden vereint, dazu führt, daß die einheitliche Beanspruchung größer wird als die Fließgrenze, so daß die Schweißnaht geschmeidig nachgibt und langer wird. Eine solche Längsdehnung hebt die elastischen Druckspannungen im Material des Trägerabschnittes auf. und der Profilträger wird dadurch gerade. Da es sich bei diesem zuletzt untersuchten Fehler um einen Krümmungsfehler handelt, kann man sagen, daß durch die Rollen 4 und 5 unter Mitwirkung Hfr Rollfn 2 und 1 des zentralen Gerüstes 1 der Fehler beseitigt werden kann.

Nun zum sogenannten Wölbungsfehler. Aus den bereits oben geschilderten Gründen sind Richtmaschinen mit einem zentralen Gerüst 1 allein nicht in der Lage.diesen Fehler /u beheben. Das zentrale Gerüst hat weiterhin seine Schleppaufgabe zu erfüllen. Seine Rollen 2 und 3 sind mit den in den Fig. 3 bis 5 dargestellten Nuten versehen, die als Anschlag für die Außenrollen mit vertikaler Achse dienen sollen. Eine äußere Einlaufrolle 9 (Fig. 2) und eine äußere Auslaufrolle 10 sind an der gleichen Seite gegenüber dem zu richtenden Profilträger angeordnet. Der Wölbungsfehler ist regelmäßiger als der vorher erwähnte Krümmungsfehler. Trotzdem ist eine dritte äußere Auslaufrolle 11 mit vertikaler Achse bei der Ausführung gemäß F i g. 1 und 2 vorgesehen. Die Rollen 9, 10 und 11 sind auf versetzbaren Schlitten montiert, damit deren Position entsprechend den Dimensionen des zu richtenden Profilträgers reguliert werden kann. Sie können in horizontaler Lage rechtwinklig zur Trägerachse verschoben werden, da dadurch eine Behebung des Wölbungsfehlers bewirkt wird. Die Arbeitsweise der Rollen 9,10 und 11 entspricht in jeder Hinsicht der Arbeitsweise der Roiien 4 und 5. wie sie oben beschrieben wurde. Sie erzeugen Biegemomente in der horizontalen Ebene (d. h. in der den Steg enthaltenden Ebene), die derartige Spannungen in den Schweißnähten hervorrufen, daß eine permanente Längsdehnung zustandekommt, während gleichzeitig die Spannungen im übrigen Material des Trägers aufgehoben werden, so daß dieser gerade wird.

Die Rollen 10 und 11 (Fig. 2) sind auf demselben Schlitten 7 der Rolle 5 angeordnet. F i g. 2a zeigt mit Vollinie gezeichnet den Grundriß eines gerichteten Profilträgers, der aus einem Steg 12 und einem asymmetrischen Gurt 13 gebildet ist Die gestrichelte Linie 14 entspricht der Wölbung und die strichpunktierte Linie 15 — zur besseren Verdeutlichung in übertriebener Weise dargestellt — zeigt die von den Rollen 9 und 10 bewirkte Verformung. Sobald die Wirkung der Rollen 9 und 10 aufhört, ist der Wölbungsfehler verschwunden. Der Träger kehrt

'. elastisch in seine Zwischenstellung, die er beim Fehlen einer Wölbung hat, zurück.

Die Rollen 2 und 3 bestehen jeweils aus drei Elementen. Außerdem sind die Rollen 2 teilweise verschieden von den Rollen 3 (siehe Fig.4). Sie

in bestehen nämlich aus einer eigentlichen Rolle 2', aus einer Scheibe 2" und aus einem Distanzstück 20. Die Rolle 2' und die Scheibe 2" haben den gleichen Durchmesser.

Die Rollen 3 bestehen aus der eigentlichen Rolle 3'.

ti einer Scheibe 3" und aus einem Dislanzstück 30. Der Durchmesser der Scheibe 3" ist hier größer als derjenige der Rolle V. Die zylinderförmigen Flächen der Rollen 2' und 3' wirken auf den Steg 12 des Trägers.

Die Scheibe 3" wirkt dagegen mit ihrer ebenen

2» Grundfläche auf die Außenfläche des Gurtes 13 des Profils. Der Abstand zwischen der eigentlichen Rolle bzw. Hauptrolle 2' bzw. 3' und der verbundenen Scheiben bzw. Sekundärscheiben 2" bzw. 3" wird sehr einfach mittels der Distanzstücke bzw. Halbringe 20 und

2-i 30 (im einzelnen in den F i g. 6 und 6a gezeigt) erhalten. Diese Halbringe können durch andere verschiedener Dicke ersetzt werden, wodurch dieselben Rollen an Gurte unterschiedlicher Dicke angepaßt werden können. Dt-r Übergang 21 in Fig 4 zwischen der

i<> zylinderfftrmigen Fläche und der der angeschlossenen Sekundärscheibe entgegengesetzten Grundfläche hat eine Schrägkante 22 (F i g. 7). wodurch vermieden wird, daß die Rollen auf die Schweißnähte einwirken.

Diese Schrägkante 22 ist lediglich durch einen

J-> kreisförmigen Übergang 24 mit der zylinderförmigen Oberfläche 23 verbunden. Die Grundfläche 25 der Hauptrolle ist dagegen mit der Schrägkante 22 zunächst durch eine kegelförmige Fläche 26 und danm durch einen kreisförmigen Übergang 27 verbunden. Die kegelförmi-

Ai) ge Fläche 26 ist dazu bestimmt, eine gewisse Bewegungsfreiheit des Trägergurtes 13 zu gewähren, damit die durch die Richtwirkung erzeugten Verfor- _:_t_. _.._„i_i:„ni;,.u „.,r λ\* Q^K.^niRmhi

gerichtet bleiben sollen.

■*"> Die Außenrollen 4,5,9,10 und 11 haben alle die Form eines Zylinders. Die Rollen 4 und 5 mit horizontaler Achse wirken ausschließlich auf die beiden Flächen des Profilsteges 12. Die Rollen 9, 10 mit vertikaler Achse wirken dagegen auf den Schenkel des Profilsteges bei

w dem Profil nach F i g. 5. oder auf die Außenfläche des Gurtes in den übrigen Fällen, während die Rolle 11 auf den Schenkel des dem Gurt entgegengesetzten Profilsteges wirkt

Sollten die Profilträger aus einem Steg und zwei

^ symmetrischen oder nichtsymmetrischen Gurten gebildet sein, so kann die Vorrichtung vom Fachmann leicht entsprechend angepaßt werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum Richten von Profilträgern, die aus einem horizontalen Steg und aus einem vertikalen Gurt bestehen, mit einem Satz unterer Rollen und mit einem Satz oberer Rollen von jeweils gleichem Durchmesser, deren parallele Achsen unter gleichen horizontalen Abstanden in einem zentralen Gerüst angeordnet sind, wobei die oberen Rollen gegenüber den unteren Rollen symmetrisch versetzt angeordnet sind und wobei die Umfangsflächen der oberen und der unteren Rollen jeweils mit einer den Gurt aufnehmenden Ringnut versehen sind und an der Ober- bzw. Unterseite des Steges zur Anlage gelangen, und mit einer vor und hinter dem zentralen Gerüst angeordneten Einlaufeinheit bzw. Auslaufeinheit, von denen jede mindestens eine vertikal zustellbare und an der Ober- bzw. Unterseite des Steges zur Anlage bringbare Rolle mit horizcttaler Achse und mindestens eine horizontal zustellbare und an der Seitenfläche des Steges bzw. des Gurtes zur Anlage bringbare Rolle mit vertikaler Achse umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der vertikal zustellbaren Rolle (4, 5) der Einlauf- und der Auslaufeinheit (100, 200) von der ersten bzw. der letzten Rolle (3) des zentralen Gerüstes (1) dem Abstand dieser Rollen voneinander entspricht