DE2344613A1

DE2344613A1 - Vorrichtung zum richten von langgestreckten werkstuecken wie stangen oder rohren

Info

Publication number: DE2344613A1
Application number: DE19732344613
Authority: DE
Inventors: Heinz Hartkopf
Original assignee: TH Kieserling and Albrecht GmbH and Co
Current assignee: TH Kieserling and Albrecht GmbH and Co
Priority date: 1973-09-05
Filing date: 1973-09-05
Publication date: 1975-03-20
Also published as: US3924431A; FR2242167A1; SU576017A3; IT1020485B; FR2242167B1; JPS544338B2; DE2344613C3; HU169561B; ES428777A1; GB1429398A; CA1020442A; DE2344613B2; DD112361A1; JPS5053269A

Description

Vorrichtung zum Richten von langgestreckten Werkstücken wie Stangen oder Rohren.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Richten von langgestreckten Werkstücken, wie Stangen"oder Rohren, mit einander gegenüberliegenden Richtwalzen, deren Längsachsen schräg zur Längsachse des Werkstücks laufen, wobei die auf einer Seite des Werkstücks liegende Richtwalze drei-geteilt ist und die Teilwalzen paralelle Längsachsen haben, und wobei die beiden äußeren Teilwalzen gegenüber der mittleren Walze exzentrisch gelagert sind und gegenüber dem mittleren Walzenabschnitt auf einem Kreisbogen verstellbar sind. Bei den bekannten und in der Praxis weit verbreiteten Zwei-Walzen-Richtmaschinen, wie sie z.B. in" der DT-OS 1 910 879 gezeigt werden, konnte das Problem der schnell verschleißenden Richtlineale bisher nicht zufriedenstellend gelöst werden. Der Versuch, die Richtlineale durch Stützrollen zu ersetzen, hat bisher noch zu keinem vollständig zufriedenstellenden Ergebnis geführt. Insbesondere bei extremem Durchmesser und Festigkeiten, wie sie in der Praxis mitunter vorkommen, zeigen sich beim Einsatz von Stützrollen anstelle von Richtlinealen neue Nachteile. Diese Nachteile'der Stützrollen gegenüber den Richtlinealen offenbaren sich zwar nur bei extrem kleinen Durchmessern und hohen Festigkeiten, sind aber dann untragbar. Es hat sich gezeigt, daß das dünne Richtgut keine ausreichende Führung mehr erhält und aus seiner vorgesehenen Bahn gerät.

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Einen Fortschritt in dieser Richtung auf ein linealloses Richten, wenn auch letzlich nicht die umfassende: Lösung des Problems, bietet die (DT-AS 2 113 713) wo durch besonders große Stützrollen ein langer schmaler "Führuhgsspalt" zwischen den unteren äußeren Teilwalzen einerseits und der Oberwalze andererseits für das Richtgut gebildet wird. Hier treten jedoch nach wie vor, von der einstückigen Hyperbolwalze ausgehend, erhebliche Querkräfte auf, die von den Stützrollen wieder aufgenommen werden müssen.

Mit der vorliegenden Erfindung soll ein anderer Weg beschritten werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die drei-geteilte Oberwalze so auszubilden und anzuordnen, daß der Verschleiß bei den Richtlinealen wesentlich geringer ist und außerdem auf die Verstellmittel für die radiale Anstellung der Oberwalze verzichtet werden kann und weiterhin erzielt wird, daß die Richtmaschine eine bessere Federkennlinie erhält.

Die.Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungspunkte oder Berührungslinien zwischen den drei Teilwalzen einerseits und dem Richtgut andererseits mit der Längsachse des Richtgutes in .einer Ebene liegen. Zu diesem Zwecke liegen die zwei äußeren Walzenabschnitte einer drei-geteilten Ober oder Unterwalze (vorzugsweise jedoch Oberwalze) nach zwei Seiten gegen den mittleren Walzenabschnitt in Richtung

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auf das Richtgut zu versetzt, sodaß die Verbindungslinie der drei Walzenabschnittsmittelpunkte mit der Mittellinie des Richtgutes eine Ebene bildet.Wenn aber die Verbindungslinie der drei Walzenabschnittsmittelpunkte mit der Längsachse des Richtgutes in einer Ebene liegt, dann müssen bei vorausgesetztem kreisförmigem Querschnitt von Walzen und Richtgut die Berührungspunkte bzw. Berührungslinien ebenfalls in der gleichen Ebene liegen. Die beiden äußeren Walzenabschnitte sind dadurch mit ihren Berührungspunkten mit dem Richtgut zu Eckpunkten des Biegedreiecks geworden, sie sind nach der Erfindung Richtwalzen. Die Kräfte, die von den äußeren Walzenabschnitten auf das Richtgut ausgeübt werden, sind zumindest theoretisch reine Biegekräfte ohne sich nachteilig auswirkende Komponenten, wie .etwa Querkräfte. Die von den Walzenabschnitten auf das Richtgut ausgeübten Kräfte liegen sämtlich in der von den Walzenabschnittsmittelpunkten und der Längsachse des Richtgutes aufgespannten Ebene und werden,wiederum theoretisch, alle von der mit ihrem Mittelpunkt in der gleichen Ebene liegenden 2. Walze aufgenommen. Dadurch wird das Richten mit einer nach der Erfindung geteilten Hyperbolwalze zu einem ebenen Problem. Aus diesem Grunde bleibt für die Richtlineale nur noch eine Führungsausgabe, die mit einem minimalen Verschleiß verbunden ist. Wegen der herabgesetzten Pressung zwischen Richtlineal und Richtgut, da die Richtlineale ja keine Stützfunktion mehr haben, können nach der Erfindung auch kunststoffe an den Verschleißkanten der Richtlineale eingesetzt werden, bzw. die gesamten Richtlineale aus Kunstoff hergestellt werden.

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Eine Einstellung der Durchbiegung des Richtgutes erfolgt bei der Erfindung nur über eine Drehung der Exzentrizität der beiden äußeren Walzenabschnitte um die Mittelachse des mittleren Walzenabschnittes ohne eine Lageveränderung, speziell ohne eine Drehung des Mittelabschnittes um eine senkrechte Achse.

Durch die Drehung der äußeren Walzenabschnitte auf einem Kreisbogen um die Längsachse des inneren Walzenabschnittes ist rein theoretisch die Bedingung, daß die Berührungspunkte in einer Ebene mit der Längsachse des Richtgutes liegen, nicht mehr erfüllbar. Die Abweichung von der geometrischen Idealform ist jedoch minimal und für die Praxis unerheblich, da die minimalen Winkelverstellungen im Bereich des Totpunktes bei recht langem Hebelarm die Bezeichnung "Ebene" kaum verfälschen.

Es erweist sich als vorteilhaft, bei übereinanderliegenden Richtwalzen die Oberwalze drei^geteilt zu gestalten, da jetzt, nachdem sich eine Drehung des mittleren Walzenabschnittes um eine senkrechte Achse erübrigt, nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen ist, die ßberwalze unmittelbar in den senkrechten Seitenwangen zu lagern. Dadurch erübrigt sich ein Querhaupt, das die beiden Seitenwangen verbindet und das Verstellmittel für die radiale Anstellung für die Oberwalze beinhalten würde. Aus der ortsfesten Lagerung des mittleren Walzenabschnittes

bzw. seiner Achszapfen in den senkrechten Seitenwangen resultiert, daß die Anpassung des Richtspaltes an den

Durchmesser des Richtgutes von der Unterwalze allein

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bewirkt wird. Dadurch wird die Mittellinie des Richtgutes verlagert, d.h., beim übergang von einem größerem' Durchmesser auf einen kleineren Durchmesser findet eine Verlagerung der Mittellinie des Richtgutes bei einer Maschine der oben beschriebenen, erfindungsgemäß bevorzugten Bauart, nach oben statt, was auch eine analoge Verstellung der Ein- und Auslaufrinnen erfordern würde. Weil aber mit kieiner werdendem Durchmesser die zum Richten erforderliche Durchbiegung größer wird, die aus dem Walzenpaar ragenden Enden des Richtgutes sichlalso absenken, tritt nur die Differenz der Verschiebungen in Erscheinung, was für die Ein- und Auslaufrinne insgesamt gesehen eine stark verringerte Höhenverstellbarkeit ermög'licht.

Durch die Lagerung der Oberwalze ohne eine Winkelverstellung unmittelbar in den Seitenwangen ergibt sich eine besonders steife Maschine, d.h., eine steile Federkennlinie für das Maschinengestell. Dieser Umstand wirkt auf die Abschwächung der"birnenförmigen" Deformierungen an den Enden des Richtgutes hin, die beim Ein- und Auslaufen der Stangen oder Rohre entstehen und für die, soweit die Ursachen bisher geklärt werden konnten, im wesentlichen die Nachfederung des Maschinengestells verantwortlich ist. Nach Wegfall des Querhauptes muß der dadurch für die Seitenwangen verloren gegangene Halt durch eine kräftige pimensionierung ihres Querschnitts ausgeglichen werden. Dies fällt um so leichter, da gewichtsmäßig durch den Wegfall des Querhauptes keine Probleme mehr bestehen. Durch diese zusätzliche Verstärkung der Seitenwangen wird eine weitere Herabsetzung ihrer Elastizität erreicht,

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die sich im oben dargestellten Sinne positiv auswirkt. .

Von dem bisher üblichen geschlossenen "Rahmen", den ein Maschinengestell darstellte,.bleibt nach Wegfall des Querhauptes nur noch eine offene U-Form übrig, wobei die Seitenwangen die senkrechten Schenkel des U bilden und der Maschinentisch diese verbindet. Weiter sieht die Erfindung vor, daß die beiden äußeren Teilwalzen auf ihrem Umfang konvex gewölbt sind, und die innere Teilwalze konkav gewölbt ist. Damit wird die an sich vorteilhafte hyperbolische Form der Richtwalze unter'Ausklammerung ihres entscheidenden Mangels, des Verursachens der Querkräfte bei der Erfindung in etwa nachempfunden. So bleiben die Vorteile, nämlich daß mit der erfindungsgemäßen Walzengestaltung und Walzenanordnung genausogut wie mit einer herkömmlichen Zwei-Walzen Anordnung sowohl "freies Biegen" als auch "Prägerichten¹¹ als auch ausschließliches Prägen oder Polieren möglich ist, während das Auftreten von Querkräften unterbleibt. Insgesamt betrachtet ergibt sich eine leichtere kleinere und einfachere Richtmaschine. Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Dabei zeigen:

Fig. 1 die Maschine nach der Erfindung

in Vorderansicht, Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch die

Maschine von Fig. 1 auf Höhe des

Richtspaltes und

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Fig. 3 eine Aufsicht auf Fig. 2.

Figur 1 zeigt die Richtmaschine, die in ihrem grundsätzlichen Aufbau ein Maschinengestell 1 zeigt, das sich aus einem Maschinentisch 2 und zwei sich U-förmig davon nach oben erstreckenden Seitenwangen 3 und 4 zusammensetzt. Zwischen den oberen Bereichen der beiden Seitenwangen 3 und 4 ist eine drei-geteilte Richtwalze 5 angeordnet, die unmittelbar in den Seitenwangen gelagert ist. Die Oberwalze 5 hat die Walzenabschnitte 5a, 5b und 5c. Auf dem Maschinentisch 2 vertikal unterhalb der oberen Richtwalze 5 ist die untere Richtwalze 6 angeordnet, die mit ihren Achszapfen 7 im Walzenhalter gelagert ist. Der Walzenhalter ist durch bekannte Mittel wie Gewindespindel, Hydraulik etc. höhenverstellbar. Zwischen Ober und Unterwalze sind zur Führung des Richtgutes Richtlineale angeordnet, die in etwa der vorgesehenen Bahn für das Richtgut angepaßt sind. Gezeigt ist aus Gründen der Anschaulichkeit nur das hintere Richtlineal 9 mit den Verschleißkanten 9a und 9b. Das Richtlineal hat eine Aussparung 10 für die Unterwalze Für das diagonal die Richtmaschine durchquerende Richtgut sind an den diagonal gegenüberliegenden Seitenflächen der Seitenwangen Aussparungen 11 und 12 vorgesehen.

Um die Durchbiegung des zu richtenden Gutes einstellen zu können, sind für die exzentrisch gelagerten äußeren Walzenabschnitte 5a und 5c Verstellmechanismen 13 und vorgesehen, wobei 14 auf der abgewandten Seite der Seitenwange 4 liegt. Durch die Verstellmechanismen werden die

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beiden äußeren Walzenabschnitte auf einer unwesentlich gekrümmten Bahn abgesenkt oder angehoben.

Figur 2 zeigt eine Unteransicht des Oberteils der Richtmaschine mit den Seitenwangenabschnitten 3a und 4a sowie den Waleenabschnitten 5a, 5b, 5c und eingelegtem Richtgut 15. Die Mittellinien 16 und 17 zeigen, daß die beiden äußeren Walzenabschnitte exzentrisch gegenüber der Mittellinie 18 des mittleren Walzenabschnittes gelagert sind. Der mittlere Walzenabschnitt 5b ist mit seinem Achszapfen 19 in der Seitenwange 4 gelagert. Die Lagerung des gegenüberliegenden Achszapfens des mittleren Walzenabschnittes 5b ist entsprechend in der Seitenwange 3. Figur 2 und Figur 3 zeigen, daß die äußeren Walzenabschnitte in Richtung auf das diagonal durch die Richtmaschine laufende Richtgut versetzt angeordnet sind. Dadurch kommen die Berührungspunkte 20, 21 und 22 senkrecht unter den Mittellinien der dazugehörigen Walzen zu liegen, d.h., der Berührungspunkt 20 zwischen Richtgut 15 und Walze 5a liegt senkrecht unter der Mittellinie 16, der Berührungspunkt senkrecht unter der Mittellinie 18 und der Berührungspunkt 22 senkrecht unter der Mittellinie 17.

In der Draufsicht nach Figur 3 ist gestrichelt das Richtgut 15 gezeichnet mit seiner Mittellinie 23.

Hier ist deutlich zu erkennen, daß die Berührungspunkte 20, 21 und 22 senkrecht unter den Walzenmittelpunkten liegen und in der gleichen Ebene wie die Mittellinien des Richtgutes 15.. Die Mittellinie 23 ist gleichsam die Darstellung der Richtebene in der Ansicht nach Fig.3.

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Je nach Aufgabe können alle drei Walzenabschnitte 5a, 5b, 5c durch ein Treibrad 24 angetrieben werden. Der Antrieb könnte unmittelbar auf den mittleren Walzenabschnitt erfolgen und über Planetengetriebe auf die beiden äußeren Walzenabschnitte. Die konstruktiven Einzelheiten für den Antrieb der beiden äußeren Abschnitte sind in. der DT-AS 2 113 713 beschrieben. Die Unterwalze 6 wird durch eine Gelenkwelle mit angeflanschtem Motor und Getriebe angetrieben. Für die Walzenträger 8 können je nach Bedarf eine um eine vertikale Achse mitten durch die Unterwalze 6 drehbare Lagerung oder/und eine hydraulische Abstützung des unteren Walzenträgers vorgesehen werden. Durch ein besonders starkes Absenken der äußeren Walzenabschnitte 5a und 5c kann eine Berührung des Richtgutes mit dem mittleren Walzenabschnitt 5b vermieden werden. Auf diese Weise kann mit der Maschine "freies Biegen" gefahren werden.Abgesehen von dem bevorzugten Prägerichten mit vier Anlagepunkten des Richtgutes, also mit den Anlagepunkten 20, 21, 22 und einem nicht dargestellten Anlagepunkt auf der Unterwalze 6 kann neben dem freien Biegen auch noch reines Prägen oder Polieren gefahren werden, indem die beiden äußeren Walzenabschnitte 5a und 5c entsprechend angehoben werden.

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Claims

- 10 Patentansprüche :

f Ί./vorrichtung zum Richten von langgestreckten Werkstücken, wie Stangen oder Rohren, mit einander gegenüberliegenden Richtwalzen, deren Längsachsen schräg zur Längsachse des

die
Werkstücks laufen, wobei auf einer Seite des Werkstücks liegende Richtwalze drei-geteilt ist und die Teilwalzen parallele Längsachsen haben, .und wobei die beiden äußeren Teilwalzen gegenüber der mittleren Walze exzentrisch gelagert sind und gegenüber dem mittleren Walzenabschnitt auf einem Kreisbogen verstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, , daß die Berührungspunkte ( 20, 21, 22) zwischen den drei Teilwalzen ( 5a, 5b, 5c) einerseits und dem Richtgut(15)andererseits mit der Längsachse (23) des Riehtgutes in einer Ebene liegen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei vertikal übereinander angeordneten Richtwalzen ( 5, 6) die Oberwalze drei-geteilt ist.
3. Vorrichtung nach Anpruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achszapfen (19) der drei-geteilten Oberwalze (5) unmittelbar in de# senkrechten Seitenwangen (3,4) gelagert sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Maschinengestell (1) eine offene

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U-Form hat,wobei die Seitenwangen die senkrechten
Schenkel des U bilden und der Maschinentisch (2)
diese verbindet.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden äußeren Teilwalzen (5a,5c) auf ihrem Umfang konvex gewölbt sind und die innere Teilwalze (5b) konkav gewölbt ist.

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