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Rippwalzenvorrichtung Die Erfindung betrifft eine Rippwalzenvorrichtung
zum Einprägen von Rippen in Bewehrungsstäbe, und zwar vorzugsweise von schräg zur
Achse der Bewehrungsstäbe verlaufenden Rippen, mit mehreren, in gleichmäßigen Abständen
um den Bewehrungsstab heraum angeordneten Rippwalzen, vorzugsweise mit drei Rippwalzen,
die auf ihrem auf den Bewehrungsstab einwirkenden Umfang mit, vorzugsweise schräg
zur Achse der Rippwalze liegenden, Ausnehmungen versehen sind.
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Im allgemeinen werden nach dem Stande der Technik Rippen auf Bewehrungsstäbe
in der Weise aufgebracht, daß bei einem runden Stab,.von dem man ausgeht, achsparallele
Bereiche mit größerem
Krummungsradius in einem ersten Arbeitsgang
erzeugt werden, wonach dann in einem zweiten Arbeitsgang erst die eigentlichen Rippen
durch Kaltwalzen eingeprägt werden.
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Beispielsweise wird zur Erzielung der im Krümmungsradius vergrößerten
Bereiche nach einem aus der österreichischen Patentschrift 213 363 bekannten Verfahren
der kreisrunde Stab durch eine ovale Ziehdüse gezogen. Dabei wird der Stab über
seinen gesamten Querschnitt verformt und somit insgesamt verfestigt.
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Wenn auch bei dieser Verformung die Festigkeitserhöhung an den Schmalseiten
des im Querschnitt ovalen Stabes geringer ist als an den Längsseiten, so hat sich
jedoch beim anschließenden Walzen der Rippen in den Schmalseiten des Stabes gezeigt,
daß bei einem normalen Walzdruck keine Rippen ausreichender Höhe erzeugt werden
konnten, wie es etwa bei den durch Warmwalzen erzeugten Rippen legierter Stähle
der Fall ist. Würde man nun, um höhere Rippen zu erzeugen, den Walzdruck erhöhen,
dann würde das vor allem - abgesehen von einer notwendigen stärkeren Dimensionierung
der Walzen - zu einer unerwünschten Versprödung der Rippen fUhren. An den Übergangs
stellen zwischen Rippe und Stabkern käme es auch zu Zwängungen und Quetschungen,
was mit einer Verminderung der Kerbfestigkeit verbunden wäre. Außerdem dürfte es
bei dem Verfahren sehr schwierig sein, den im Querschnitt oval geformten Stab lagerichtig
den Rippwalzen zuzuführen.
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Bei einem weiteren, aus der USA-Patentschrift 3 256 727 bekannten
Verfahren wird ein anderer Weg beschritten, um auf dem Umfang eines kreisrunden
Stabes mehrere im Krümmungsradius vergrößerte Bereiche auszubilden. Der im Querschnitt
kreisförmige Stab wird nämlich mittels Walzen auf zwei gegenüberliegenden Seiten
zu einem. kokonförmigen Querschnitt flachgedrückt.
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Bei dieser Verformung erfährt der Stab über seinen gesamten Querschnitt
eine wesentliche Verfestigung. Hier liegen vor dem Prägen der Rippen praktisch auch
die gleichen nachteiligen Verhältnisse vor wie bei dem oben beschriebenen Verfahren
nach der österreichischen Patentschrift 213 363. Dabei dem Verfahren nach der erwähnten
USA-Patentschrift die Rippen senkrecht zur Stabachse liegen dürfte es gegenüber
dem Verfahren nach der österreichischen Patentschrift zudem noch schwieriger sein,
die Rippen in einwandfreier Weise herzustellen.
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Um diese Nachteile zu beseitigen wird in der vorveröffentlichten deutschen
Auslegeschrift 1 609 605 die Anwendung einer Rippwalzenvorrichtung der eingangs
genannten Art vorgeschlagen. Bei dieser Rippwalzenvorrichtung sind zwei Arten von
Walzen vorgesehen, und zwar einerseits mehrere in gleichmäßigen Abständen voneinander
um den zu verarbeitenden Stab angeordnete Walzen, vorzugsweise drei Walzen, die
zur Erzeugung der oben erwähnten, im Krümmungsradius vergrößerten Bereiche dienen,
und andererseits ist eine ebenso große Anzahl von ebenfalls in gleichen
Abständen
voneinander und gegenüber den ersten Walzen winkelig versetzten Rippwalzen zur Erzeugung
der Rippen vorgesehen, wobei jede der Rippwalzen schräg zu ihrer Achse gelegene
Ausnehmungen hat.
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Diese bekannte Rippwalzenvorrichtung benötigt also zwei Sätze von
Walzen, von denen der eine Walzensatz dazu dient, die im Krümmungsradius vergrößerten
Bereiche zu erzeugen, während der andere Walzensatz zum eigentlichen Einprägen der
Rippen dient.
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Das ist nachteilig, und zwar nicht nur insofern, als der Aufwand von
zwei Walzensätzen erfordert wird, sondern auch insoweit, als diese beiden Walzensätze
aufeinander abgestimmt sein müssen und sich schwierige und zeitaufwendige Einstellarbeiten
ergeben, wenn der Durchmesser der zu verarbeitenden Stäbe geändert wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine demgegenüber verbesserte Rippwalzenvorrichtung
zu schaffen, die einen einfacheren Aufbau besitzt und die vorerwähnten aufwendigen
Einstellarbeiten nicht erfordert.
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Weiterhin soll die erfindungsgemäße Rippwalzenvorrichtung einen gegenüber
den bekannten Rippwalzenvorrichtungen, insbesondere gegenüber der zuletzt erwähnten
Rippwalzenvorrichtung nach der deutschen Auslegeschrift 1 609 605, verbesserten
Durchsatz
ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird mit einer Rippwalzenvorrichtung der eingangs genannten
Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der äußere Durchmesser der Rippwalzen und
die mit den Rippwalzen auf den mit Rippen zu versehenden Bewehrungsstab ausgeübte
Kraft derart bemessen sind, das eine für das Einprägen der Rippen erforderliche
Querschnittsverformung des Bewehrungsstabs und das Einprägen der Rippen selbst in
einem Arbeitsgang durch die Rippwalzen erfolgt. Insbesondere ist vorgesehen, daß
für die Verarbeitung von runden Bewehrungsstäben der äußere Durchmesser der Rippwalzen
und die auf den runden Bewehrungsstab ausgeübte Kraft derart bemessen sind, daß
eine Vergrößerung des Krümmungsradius des Kerns des Bewehrungsstabs in mehreren
auf seinem Umfang verteilt liegenden achsparallelen Bereichen und das Einprägen
der Rippen, beides vorzugsweise durch Kaltverformung, in einem Arbeitsgang durch
die Rippwalzen erfolgt, so daß der Radius des Kerns gegenüber dem Radius eines den
Kern umschließenden Kreises sogar um mehr als 30 % gemindert werden kann.
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Bei dieser erfindungsgemäßen Rippwalzenvorrichtung werden also die
sonst benötigten gesonderten Walzen zur Erzeugung von im Krümmungsradius vergrößerten
Bereichen am Stab eingespart, ohne daß es zu einer unerwünschten Versprödung der
Rippen oder zu einer Verminderung der Kerbfestigkeit bei den bearbeiteten Bewehrungsstäben
kommt.
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Weiterhin wird auch die Einstellung der Rippwalzen auf unterschiedliche
Durchmesser der zu verarbeitenden Stäbe dadurch wesentlich erleichtert und vereinfacht,
daß eine Synchronverstellung vorgesehen wird, bei der die Rippwalzenlagerungen um
je eine zur- Achse der die Rippwalze tragenden Welle parallele Achse einer Schwenklagerung
synchron verschwenkbar sind, indem an den Rippwalzlagerungen je eine Schwenkplatte
angebracht ist, die auf je einem Druckbolzen aufliegt, wobei die Druckbolzen an
einer gemeinsamen Druckplatte angebracht sind, die in Vorschubrichtung des Bewehrungsstabes
parallelverschiebbar ist. Durch diese Konstruktion wird auch unterbunden, daß bei
einem Drahtriß die Rippwalzen aufeinanderprallen und sich gegenseitig zerstören
können.
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Im einzelnen kann die Synchronverstellung so ausgebildet sein, daß
die Druckplatte zu ihrer Parallelverschiebung mit einem zylindrischen Körper versehen
ist, der in einem Grundkörper, an dem die Schwenklager vorzugsweise über Träger
angebracht sind, mit einer Führung verdrehsicher gelagert ist, wobei in ein im zylindrischen
Körper vorgesehenes Innengewinde das Außengewinde einer, vorzugsweise durch ein
Getriebe verdrehbaren, Spindel eingreift.
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Weiterhin kann die Rippwalzenvorrichtung nach der Erfindung zum Zwecke
der Erzielung der erforderlichen hohen Drucke so ausgebildet sein, daß die Rippwalze
fest auf einer Welle angebracht ist, die ihrerseits in, vorzugsweise als Rollenlager
ausgebildeten,
Lagern läuft.
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Vorzugsweise sind dabei die Rippwalzen zu ihrer Befestigung auf der
Welle mit einer durchgehenden, insbesondere zylindri- -schein, Ausnehmung versehen,
die über einen an-der Welle vorgesehenen ersten Zapfen-paßt, wobei zwischen dem
Zapfen und der Rippwalze Scheibenfedern eingelegt und zusammendrückbar sind, so
daß sie sich gegen die Rippwalze und gegen den Zapfen zu deren drehfesten Verbindung
anlegen. Im einzelnen kann die Spannvorrichtunb für die Scheibenfedern so ausgebildet
sein, daß zum Zusammendrücken der Scheibenfedern eine Spannscheibe vorgesehen ist,
die auf den Zapfen mittels einer Schraube aufschraubbar ist und mittels eines ringförmigen
Ansatzes auf die Scheibenfedern drückt. Insbesondere kann auf der dem Ansatz abgewandten
Seite der Scheibenfedern ein Ring vorgesehen sein, der sich auf der Welle, vorzugsweise
einem daran vorgesehenen zweiten Zapfen, welcher an den ersten Zapfen anschließt,
abstützt.
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Zur sicheren seitlichen Lagerung der Rippwalze kann deren Befestigung
auf der Welle derart sein, daß auf der dem Ansatz abgewandten Seite der Scheibenfedern
ein Ring vorgesehen. ist, der sich auf der Welle, vorzugsweise einem daran vorgeselienen.zwei
ten Zapfen, der an den ersten Zapfen anschließt, abstützt, wobei die der Rippwalzenlagerung
zugewandte Seitenfläche der
Rippwalze bzw. eine darin vorgesehene
Ausnehmung in Eingriff mit einer Stirnfläche der Welle steht.
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Um die entstehende Wärme, die bei der vorgesehenen Verformung des
Bewehrungsstabes nicht unbeträchtlich ist, vorteilhafterweise abzuführen, ist die
Welle der Rippwalze mit einem axial verlaufenden Kühlwasserkanal versehen, der sich
bis in die Nähe der Rippwalze erstreckt. Insbesondere kann der Kühlwasserkanal als
Blindbohrung ausgebildet sein, wobei zur Kühlwasserzufuhr ein Zuführungsrohr vorgesehen
ist, welches im rippwalzenseitigen Endbereich des Kühlwasserkanals mündet.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Figuren 1 bis 3
der Zeichnung im Prinzip veranschaulichten, besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels
näher erläutert; es zeigen: Fig. 1 eine Stirnansicht auf ein Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Rippwalzenvorrichtung, in der die Vorschubrichtung eines
mit Rippen zu versehenden Bewehrungsstabes senkrecht zur Zeichnungsebene verläuft;
Fig.
2 einen Schnitt nach der Linie I-I in Fig. 1, gesehen in Pfeilrichtung, wobei in
der Schnittansicht alle Teile der Rippwalzenlagerungen B und C zum Zwecke der klareren
Darstellung weggelassen sind; in dieser Ansicht liegt die Vorschubrichtung eines
mit Rippen zu versehenden Bewehrungsstabes in der Zeichenebene bzw. parallel hierzu;
und Fig. 3 eine gegenüber den Ansichten der Figuren 1 und 2 vergrößerte Schnittansicht
durch eine Rippwalzenlagerung einschließlich der zugehörigen Rippwalze, wobei zum
Zwecke der klareren Darstellung Teile weggelassen worden sind, insbesondere, soweit
sie das äußere Lagerungsgehäuse betreffen.
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Die Rippwalzenvorrichtung umfaßt einen Grundkörper 1, beispielsweise
eine in ein Gestell, einen Maschinenkörper o. dgl. eingefügte Stahlplatte, auf der
symmetrisch drei Träger 2 angebracht sind, an deren oberem Ende sich Schwenklager
3 befinden, wobei sich die Achsen 4 der zu je einer Rippwalzenlagerung A, B, C gehörenden
Schwenklager im Winkel von je 120° zueinander erstrecken und parallel zur Zeichnungsebene
der Figur sowie symmetrisch um die Achse 0 eines mit Rippen zu versehenden Bewehrungsstabes
liegen.
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An den Schwenklagern 3 sind jeweils die Rippwalzenlagerungen A, B
und C angebracht, die in näheren Einzelheiten in einem Ausführungsbeispiel im Prinzip
in Fig. 3 dargestellt sind.
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Durch ein Verschwenken der Rippwalzenlagerungen um die Achsen 4 der
Schwenklager aus der Zeichnungsebene der Fig. 1 heraus auf den Betrachter zu wird
der Abstand zwischen den Prägeflächen 5 der Rippwalzen 6 vergrößert, so daß also
die Rippwalzenvorrichtung durch eine solche Verstellung den verschiedensten Durchmessern
von mit Rippen zu versehenden Bewehrungsstäben angepaßt werden kann.
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Um nun eine genau gleichmäßige Verstellung der drei Rippwalzen in
Bezug aufeinander, eine sogenannte Synchronverstellung, zu erreichen, ist eine Synchronverstelleinrichtung
vorgesehen. Diese umfaßt eine Druckplatte 7, die auf einem zylindrischen Körper
8 angebracht ist, der in Fig. 2 parallel zur Ebene der Zeichnung verschiebbar im
Grundkörper gelagert ist. Eine Führung 9, wie sie an sich jedem Fachmann zum Zwecke
der verdrehungsfreien Lagerung eines zylindrischen Körpers bekannt ist, verhindert,
daß sich die Druckplatte um die Achse des zylindrischen Körpers 8 verdrehen kann,
wenn ihre Höhe über dem Grundkörper 1 durch Verdrehen einer ortsfest gelagerten
Spindel 10, deren Außengewinde im Eingriff mit einem im zylindrischen Körper 8 vorgesehenen
Innengewinde steht, verstellt wird. Die Verstellung erfolgt mittels eines Getriebes
11, welches unterhalb des Grundkörpers
1 angeordnet ist und die
Spindel 10, die als Verstellschraube wirkt, verdrehen kann.
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Auf der Druckplatte 7 sind Druckbolzen 12 angebracht, und zwar vorzugsweise
je ein Druckbolzen für je eine Rippwalzenlagerung A, B und C. Diese Druckbolzen
12 stehen in Richtung auf die zugehörige Rippwalzenlagerung über die Druckplatte
7 vor und können zum Zwecke einer genauen Justierung des Maßes, um welches sie vorstehen,
in die Diucklatte eingeschraubt sein. Auf jedem der Druckbol-en liegt je eine Schwenkplatte
13 auf, die fest an der zugehörigen Rippwalzenlagerung A, B oder C angebracht ist,
und zwar vorzugsweise parallel zur Achse der jeweiligen Rippwalze 6, zu deren Achse
die Achse 4 der Schwe.iklagerung vorzugsweise ebenfalls parallel verläuft.
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Die Wirkungsweise der Synchronverstellvorrichtung ist ohne weiteres
ersichtlich, denn man sieht, daß bei Betätigung des Getriebes 11 die Druckplatte
7 über die Druckbolzen 12 ein Verschwenken der Achsen der Rippwalzen 6 um die Achse
4 des Schwenklagers 3 bewirkt. Da nun je ein Druckbolzen 12 auf je eine Schwenkplatte
13 je einer Rippwalzenlagerung A, B und C einwirkt, wird eine synchrone Verstellung
der Rippwalzen erreicht, so daß es bei Änderung des Druckmessers der mit-Rippen
zu versehenden Bewehrungsstäbe nicht erforderlich ist, jede einzelne Rippwalze in
ihrer Stellung einzeln zu justieren.
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Es sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, daß die Fläche der
Schwenkplatte 13, die mit dem Druckbolzen 12 zusammenwirkt, auch kurvenförmig ausgebildet
sein kann, derart, daß besondere Verstellkurven erzielt werden und/oder eine Anpassung
an andere als kreisförmige Querschnitte von mit Rippen zu versehenden Bewehrungsstäben
möglich ist.
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Es wird nunmehr näher auf Fig. 3 Bezug genommen, in der eine Schnittansicht
durch wesentliche Teile einer der Rippwalzenlagerungen A, B, C mit der zugehörigen
Rippwalze 6 dargestellt ist: Die Rippwalze 6,, auf deren äußerem Umfang sich die
Prägefläche 5 befindet, mit welcher Rippen in Bewehrungsstäbe eingeprägt werden,
ist fest, jedoch abnehmbar auf der Welle 14 montiert, die ihrerseits in Lagern 15
läuft. Die Lager 15 sind vorzugsweise als Rollenlager ausgebildet, insbesondere
als zylindrische Rollenlager. Die Lager 15 sind, zweckmäßigerweise über ein Gehäuse,
fest auf der Schwenkplatte 13 angebracht, die, wie bereits oben erwähnt, um die
jeweilige Achse 4 des zugehörigen Schwenklagers 3 verschwenkbar ist.
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Zur auswechselbaren Befestigung der Rippwalzen 6 auf den Wellen 14
ist das vordere Ende der Welle 14 mit einem, vorzugsweise zylindrischen, Zapfen
16 versehen, über den ein Ring 17 und eine
Spannscheibe 18 mit
einem ringförmigen, zylindrischen Ansatz 19 aufgeschoben werden kann. Der Innendurchmesser
des Ringes und des Ansatzesl9 ist, abgesehen von dem erforderlichen Spiel, gleich
dem Außendurchmesser des Zapfens 16, während der Außendurchmesser des Ringes 17
und des Ansatzes 19, wiederum abgesehen von dem erforderlichen Spiel, gleich dem
Innendurchmesser der Rippwalze 6 ist. Zwischen dem Ring 17 und dem Ansatz 19 sind
Scheibenfedern 20 übereinandergelegt, die beim Anziehen der Befestigungsschraube
21, welche in den Zapfen 16 eingeschraubt ist und mit ihrem Kopf auf die Außenseite
der Spannscheibe 18 drückt, zusammengedrückt werden, so daß sie einerseits mit ihrem
inneren Umfang gegen den Zapfen 16 und andererseits mit ihrem äußeren Umfang gegen
die Innenseite der Rippwalze 6 angedrückt werden und so eine feste Verbindung zwischen
der Rippwalze 6 und der Welle 14 herstellen. Die Stärke dieser Verbindung kann durch
unterschiedliche Bemessung der Scheibenfedern 20 sowie durch unterschiedliches Anziehen
der Schraube 21 je nach Wunsch eingestellt werden.
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Zur seitlichen Lagerung der Rippwalze 6 schließt sich an den Zapfen
16 ein etwas größerer Zapfen 22 an, während die seitliche Lagerung der Rippwalze
6 auf der anderen Seite mittels eines Flansches 23 erfolgt, der an der Spannscheibe
18 nach außen zu vorgesehen ist, wobei vorzugsweise in der Rippwalze 6 an beiden
Seiten je eine ringförmige Ausnehmung 24 bzw. 25 vorgesehen
ist,
in welche der Zapfen 22 bzw. der Flansch 23 eingreift.
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Schließlich ist zur Abführung der entstehenden Wärme ein Kühlwasserkanal
26 vorgesehen, der sich axial durch die Welle 14 erstreckt, und zwar bis in die
Nähe des vorderen Endes dieser Welle, an welchem die Rippwalze 6 befestigt ist.
Insbesondere reicht der Kühlwasserkanal 26 bis über das der Rippwalze 6 am nächsten
liegende Lager 15 hinaus und kann sich auch gegebenenfalls bis in den Zapfen 22
hineinerstrecken. Das Kühlwasser wird über ein Zuführungsrohr 27 in den Kühlwasserkanal
26 geleitet, wobei dieses Zuführungsrohr in der Nähe des rippwalzenseitigen Endes
des Kühlwasserkanals 26 mündet. Es erscheint an sich überflüssig darauf hinzuweisen,
daß zur Kühlung selbstverständlich auch eine andere Flüssigkeit als Wasser, beispielsweise
öl, Verwendung finden kann. Auch ist es möglich, den Kühlwasserkanal 26 mit rippenartigen
Wänden zum Zwecke einer noch besseren Wärmeableitung zu versehen.
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Ein bevorzugtes Ausftllirungsbeispiel der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
1. daß die zu verwendenden Hartmetallrollen einen Durchmesser von statt wie bisher
ca. 120 mm nur ca. 90 mm haben.
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Dadurch wird eine wesentlich größere Querschnittabnahme des Drahtes
möglich. (Große Rolle - kleiner Ziehwinkel, kleine Rolle - großer Ziehwinkel).
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2. daß die Profilierrolle nicht - wie bisher - über Lager auf einer
feststehenden Welle angeordnet ist, sondern umgekehrt, die Rolle fest mit einer
laufenden Welle verbunden ist.
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Durch die Verwendung der kleinen Rollen wird ein höherer spezifischer
Plächendruck erreicht,der ein besseres Fließverhalten des Drahtes bewirkt und dadurch
das Anflachen entfallen läßt. Dieses verbesserte Fließverhalten ergibt gleichzeitig
eine höhere Drahtqua2ität bezüglich Festigkeit und Dehnung.
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Durch die starre Rollenlagerung in Verbindung mit den kleinen Hartmetallrollen
wird es außerdem möglich, bei der Herstellung von dickeren Drahtabmessungen die
Geschwindigkeit von ca.
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2,4 m/sec auf ca. 5,8 m/see zu steigern. Bei dünnen Drahtabmessungen
ergibt sich eine Leistungssteigerung von ca.
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25 96.