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RICHTMASCHINE MIT GEPAARTEN ROLLEN Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf Mittel zum Richten von Erzeugnissen durch deren plastisch-elastisches Wechselbiegen,
insbesondere auf Richtmaschinen mit gepaarten Rollen auf denen das Richten von solchen
Erzeugnissen we Proflle, Pofl- und Rundrohre, Formstahl durchgeführt wlvd.
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Gegenwärtig sind Richtmaschinen mit gepaarten Rollen bekannt, die
elne Reihe von Gerüsten enthalten, in denen paarweise Antriebswellen angeordnet
sind, dLe Rollen tragen, welche Kaliber bilden, die dem Querschnitt des zu richtenden
Erzeugnasses entsprechend Alle Rollenpaare sind in unbeweglichen Gerüsten derart
angeordnet, daß die von ihnen gebildeten Kaliber längs einer wellenförmigen Linie
liegen.
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Beim Richten von Erzeugnissen auf diesen Maschinen ist die Zahl der
Biegungen eines Erzeugnisses, die die Richtqualitat
bestimmt, von
der Zahl der Rollenpaare /7-9/ begrenzt. Diese Begrenzung erniedrigt wesentlich
die Effektivität der Maschinen ähnlicher Konstruktion und gestattet es nicht, die
erforderliche Qualität des Richtens zu erreichen. Die Vergrößerung der Zahl der
Rollenpaare wird hierbei durch rationelle Grenzen der Maschinenabmessungen und Energieaufwand
zum Richten des Erzeugnisses beschränkt.
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Bekannt sind ferner Richtmaschinen mit gepaarten Rollen, die schwingende
Gerüste enthalten, die eine kreisförmige Bewegung ausführen (siehe z.B. die Patente
Nr. 1017447 und 1205797, erteilt in der BRD nach der Klasse 49 h). Jedes der schwingenden
Gerüste dieser Maschinen enthält einen Rahmen' Rollen, Rollenachsen, Auflager für
die Rollenachsen sowie Regel und 3efestigungselemente.
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Beim Richten auf diesen Maschinen wird die Zahl der Biegungen eines
Erzeugnisses von der Schwingungsfrequenz der schwS genden Gerüste und nicht von
der Zahl der Rollenpaare bestimmt.
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Die Zahl der Biegungen in den Maschinen mit schwingenden Gerusten
übersteigt um mehrere Male die Zahl der Biegungen in den Maschinen mit stationären
Gerüsten, was ein qualitativ besseres Richten gewährleistet. Jedoch besitzen die
Maschinen mit schwingenden Gerüsten beträchtliche Nachteile, die durch vorhandene
hohe Trägheitsmassen der schwingenden Gerüste bestimmt sind. Die Verschiebung der
hohen Massen führt zur Entstehung von beträchtlichen
dynamischen
Belastungen, was sowohl eine Erhöhung der Schwingungsfrequenz der schwingenden Gerüste
wie auch eine Erhöhung der Qualität und Geschwindigkeit des Richtens verhindert.
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Dies tritt beim Richten von großen Profilen und Rohren besonders stark
in Erscheinung.
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Zur Gewährleitung des qualitätsgerechten Richtens von vorwiegend
großen Profilen und Rohren ist eine erhöhte Schwingungsfrequenz der schwingenden
Gerüste erforderlich. ID den bestehenden Richtmaschinen mit schwingenden Gerüsten
wird die erforderliche Schwingungsfrequenz infolge der Begrenzungen nicht erreicht,
die mit dem Konstruktionsprinzip dieser Maschinen zusammenhängen, die durch hohe
Massen von schwingenden Gerüsten sowie Komplizieten und platzraubenden Antrieb gekennzeichnet
sind, der die Schwingung dieser Gerüste herbeiführt.
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Das Richten von Erzeugnissen großer Abmessungen in den bekannten
Maschinen führt zur Vergrößerung der Abmessungen und der Masse der schwingenden
Gerüste, was eine noch größere Erho"hu der Trägheitmassen und somit die Entstehung
von beträchthohen dynamischen Belastungen der Einzelteile der Richtmaschine mit
sich bringt. Ihrerseits nehmen die dynamischen Belastungen in den BaugrUppen der
Maschine be Erhöhung der Schwingungsfrequenz der schwingenden Gerüste im Quadrat
zu. All dies begrenzt die Möglichkeiten der Maschinen mit schwingenden Gerüsten
und erlaubt es nicht, die erforderliche Qualität des Richtens insbesondere
bei
großen Profilen und Rohren zu erreichen.
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Auf diese Welse lösen alle bestehenden Richtmaschinen das Problem
der Erhöhung der Richtqualität Bei gleichzeitiger Erhöhung der Richtgeschwindigkeit
nicht.
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Der vorliegenden Erfindung ist die Aufgabe zugrunde gelegt, eine
solche Richtmaschine mit gepaarten Rollen zu schaffen, in der alle während des Richtens
eines Erzeugniess entstehenden Trägheits- und dynamischen Belastungen auf ein Minimum
reduziert wären, was seinerseits bei hoher Richtqualität eine erhebliche Erhöhung
der Richtgeschwindigkeit ermöglichen würde.
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Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in der R1chtmaschine
mit gepaarten Rollen, die eine Reihe von Gerüsten enthält, in denen paarweise Antriebswellen
angeordnet sind, die Rollen tragen, welche Kaliber bilden, die dem Querschnitt des
zu richtenden Erzeugnisses entsprechen, wobei ein Teil der erwähnten Rollenpaare
zur Verschiebung des Erzeugnisses, der andere aber zur Biegung des Erzeugnisses
mindestens in einer vorgegebenen Ebene während des Richtens desselben dient, erfindungsgemäß
die Gerüste mit biegenden Rollenpaaren stationär angeordnet sind und jede Rolle
eines biegenden Paares mit einem Einzelantrieb zum Schwingen derselben in der erwähnten
vorgegebenen Ebene versehen ist.
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Diese Lösung der gestellten Aufgabe gestattet es, von der Konstruktion
einer Richtmaschine mit gepaarten Rollen, die schwingende
Gerüste
besitzt, zu einer Konstruktion der Maschine mit stationären Gerüsten überzugehen,
in denen Rahmen, Antriebswellen Auflager für diese Wellen unbeweglich sind und nur
die Rollen des biegenden Rollenpaares eine schwingende Bewegung ausfahren Die Verminderung
der Große der schwingenden Massen reduziert entstehende Trägheits- und dynamische
Belastungen praktisch auf ein Minimum, wodurch die Schwingungsfrequenz der Rollen
und somit die Richtgeschwindigkeit erhöht, d.h. die Arbeitsleistung der Richtmaschine
gesteigert werden kann. Die Erhöhung der Schwingungsfrequenz der Rollen gestattet
es, die Zahl der Blegungen des zu richtenden Erzeugnisses zu erhöhen, was eine Erhöhung
der Richtqualität gewährleistet und das Sortiment der zu richtenden Erzeugnisse
durch Einbeziehung auch großer Erzeugnisse erweitert.
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Dle Erfindung wird dadurch gekennzeichnet, das der Einzelantrieb
zum Schwingen der Rolle des biegenden Rollenpaares von der Antriebswelle des Gerüstes
und einer exzentrischen Hülse gebildet ist, die an dieser Welle befestigt ist, wobei
an der lse diese Rolle frei angeordnet ist. Eine solche konstruktive Ausführung
des Antriebs vereinfacht die Mittel zum Versetzen der Rollen in schwingende Bewegung
sowie vereinfacht beträchtlich die Maschine selber und gestattet es, ihr Gewicht
und ihre Abmessungen zu verringern.
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Im folgenden wird die Erfindung auch dadurch gekennzeichnet,
daß
jedes biegende Rollenpaar mit einem weiteren Antrieb zum gemeinsamen Schwingen der
beiden Rollenpaare in der Ebene versehen ist, die zur erwähnten vorgegebenen ebene
senkrecht ist, und infolge der Addition dieser zwei Schwingungen führt das Kaliber
das von diesem Rollenpaar gebildet ist, eine kreisförmige Bewegung zum Biegen des
Erzeugnisses in mehreren Ebenen wahrend des Richtens desselben aus.
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Zweckmäßigerweise lot jeder Antrieb zum Schwingen des biegenden Rollenpaares
von einem Kurbelgetriebe gebildet, dessen Koppel mit einer Fassung gelenkig verbunden
ist, die dieses Rollenpaar umfaßt.
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Das Vorhandensein eines weiteren Antriebs fur jedes Paar biegende
Rollen gestattet es, plastisch-elastische Biegung des Erzeugnisses in mehreren Ebenen
durchzuführen, die durch konstruktiv einfache Mittel herbeigeführt wird und die
Raumkrümmung der Erzeugnisse mit hoher Genauigkeit beseitigt.
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Die Erfindung wird ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Gerüste,
die die Antriebswellen mit verschiebenden Rollenpaaren tragen, nach allen zwei Gerüsten
mit belegenden Rollenpaaren stat tionär angeordnet sind, wobei die Lage der exzentrischen
Hülsen des Antriebs der Rollen des in Durchlaufrichtung des Erzeugnisses ersten
biegenden Paares der Lage der exzentrischen Hülsen des Antriebs des zweiten biegenden
Paares zum synchronen Schwingen der Rollen dieser Paare identisch ist. Eine solche
Anordnung
der Gerüste gestattet es, die Qualität des Richtens durch
Behandlung des Erzeugnisses nach dem Schema der reinen Blegung zu verbessern. Außerdem
gestattet diese Anordnung der Gerüste und der exzentrischen Hülsen, die Biegekraft
des Erzeugnisses während des Richtens desselben zu vermindern und hierdurch die
Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Richtmaschine zu erhöhen.
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Im folgenden wird die Erfindung auch dadurch gekennzeichnet, daß
die Exzentrizitätsgröße der exzentrischen Hülsen des Antriebs der Rollen des in
Durchlaufrichtung des Erzeugnisses ersten biegenden Rollenpaares größer als die
der Exzentrizität der exzentrischen Hülsen des Antriebe der Rollen des zweiten Paares
ist. Dies gestattet es, günstige Bedingungen zur Durchführung des Richtens durch
allmählichs Verringerung der Verformung des Erzeugnisses in dessen Durchlaufrichtung
zu schaffen, und gewährleistet das Richten alt hoher Genauigkeit und minimalem Energieaufwand.
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Auf diese Weise besitzt die vorgeschlagene Richtmaschine mit gepaarte
Rollen gegenüber den bestehenden Richtmaschinen eine einfachere und zuverlässigere
Konstruktion, außerdem ist in dieser Maschine durch einfache Mittel das Problem
der Erhöhung der Richtqualität bei gleichzeitiger Erhöhung der Richtgeschwindigkeit
gelöst d.h. das Richten der Erzeugnisse auf dieser Maschine erfolgt mit hoher Geschwindigkeit
und großer Genauigkeit.
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Im folgenden wird die Erfindung durch eine ausfUhrliche Beschreibung
der Richtmaschine mit gepaarten Rollen gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf
beliegende Zeichnungen erlkäuterm; in den Zeichnungen zeigt: Fig. 1 - Gesamtansicht
der Richtmaschine mit gepaarten Rollen; Fig. 2 - dasselbe. wie in Fig. 1, Seitenansicht;
Fig. 3 - Anordnungsschema der Gerüste mit verschiebenden und biegenden Rollenpaaren;
Fig. 4 - dasselbe wie in Fig. 31 Draufsicht; Fig. 5 - eine weitere Anordnungsvariante
der Gerüste in der Richtmaschine; Fig. 6 - Schnitt nach VI-VI von Fig. 4.
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Die Richtmaschine mit gepaarten Rollen enthält ein Maschinenbett
1 (Fig. 1 und 2), auf dem in einer Reihe hintereinander Gerüste 2 stationär montiert
sind.
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Jedes Gerüst 2 stellt einen Rahmen dar, in dem Auflager, beispielsweise
Wälzlager (in Fig. sind sie nicht abgebildet, da sie allgemein bekannt sind) vorhanden
sind, die Antriebswellen 3 tragen. Hierbei sind in jedem Rahmen je zwei Antriebswellen
3 angeordnet, die waagerecht eine unter der anderen liegen, und Drehantriebe der
Wellen 3 untergebracht, wobei jeder solche Antrieb einen Elektromotor 4 und ein
Getriebe 5 enthält.
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Am Ende jeder Welle 3 ist eine Rolle 6 angebracht, wobei
die
Rollen 6 der belden Wellen 3 eines Gerüstes 2 insgesamt ein Rollenpaar 7 bilden,
in dem die Rollen 6 eine unter der anderen liegen, wie es in Fig. 2 dargestellt
ist.
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In jeder Rolle 6 ist ein Einschnitt 8 vorhanden, und die Einschnitte
8 der Rollen 6 des Rollenpaares 7 bilden insgesamt ein Kaliber 9, das dem Querschnitt
eines zu richtenden Erzeugnisses 10 entspricht, welches durch diese Kaliber 9 (Fig.
3) während des Riohtens verschoben wird.
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Hierbei dient ein Teil der Rollenpaare 7, beispielsweise 7a, zur
Verschlebung des Erzeugnasses, während der übrige Teil 7b der Rollenpaare 7 zum
Biegen des Erzeugnisses mindestens in einer vorgegebenen Ebene dient.
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Die Gerüste 2, die die Rollenpaare 7a tragen, sind in der Maschine
abwechselnd nach einem Gerüst mit den Rollenpaaren 7b angeordnet, wie es in Fig.
3 und 4 dargestellt ist.
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Jedoch können die Gerüste, die die verschiebenden Rollenpaare 7a
tragen, auch nach je zwei Gerüsten mit biegenden Rollenpaaren 7b angeordnet sein,
wie es in Fig. 5 dargestellt ist, was hauptsächlich durch Zweckmäßigkeit der Einfuhrung
des Richtens nach dem Schema der reinen Biegung bestimmt wird, die es erlaubt, die
Richtgenauigkeit zu erhöhen und die Biegekraft während des Richtens zu vermindern.
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Jede Rolle 6 Im verschiebenden Rollenpaar 7a ist beispielsweise mittels
eines Längskeils 11 an einer ihr entsprechenden
Welle 3 unbeweglich
befestigt und schiebt, indem sie sich zusammen mit der Welle 3 dreht, das Erzeugnis
10 in der durch Pfeil A angedeuteten Richtung durch die Kaliber der Rollenpaare
7 der ganzen Maschine vor, wobei die Kaliber der Rollenpaare 7a unbeweglich sind.
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Zum Biegen des Erzeugnisses während seines Richtens In der vorgegebenen
Ebene besitzt jede Rolle 6 der biegenden Rollenpaare 7b einen Einzelantrieb zum
Schwingen derselben in dieser Ebene, und infolge des Schwingen jeder Rolle der Sollenpaare
7b fUhren die von ihnen gebildeten Kaliber eine schwingende Bewegung bezüglich der
Richtachse 0-0 aus, wodurch das Erzeugnis 10 in dieser Ebene plastisch-elastisch
gebogen wird.
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Jeder Einzelantrieb der Rolle 6 (Fig. 6) des biegenden Rollenpaarws
7b ist von der Antriebswelle 3 und einer exzentrischen Hülse 12 gebildet, die an
dieser Welle z.B, durch einen Längskell 13 befestigt ist.
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An jeder exzentrischen Hülse 12 ist an einem Lager 14 die Rolle 6
des Rollenpaares 7b frei angeordnet, was freie Drehung dieser Rolle 6 an dieser
Hülse zuläßt. Das Lager 14 ist als KugelstUtzlager ausgeführt, dessen Kugeln beispielsweise
auf Kleinkugeln angeordnet sind, welche zur Sicherung gegen Herausfallen durch Rappen
abgedeckt sind. Auf diese Weise wird die Drehbewegung der Welle 3 durch die exzentrische
Hülse in schwingende
Bewegung der Rolle 6 umgewandelt. Jedes Rollenpaar
7b ist in eine Fassung 15 eingeschlossen. Zur Vermlnderung der Relbung der die Schwingungen
ausfihrenden Rollen 6 des biegenden Paares 7b an den Wanden der Fassung 15 sind
diese Rollen 6 auf Kugelstutzlager 16 und 17 abgestützt, deren Kugeln beispielsweise
auf Kleinkugeln angeordnet sind, welche zur Sicherung gegen Herausfallen, durch
Kappen abgedeckt sind.
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Jedes biegende Paar 7b der Rollen 6 ist mit einem Antrieb 18 versehen,
der gemeinsames Schwingen der beiden Rollen des Rollenpaares 7b in der Ebene, die
zu der vorgegebenen senkrecht ist, d.h. in jener Ebene gewahrleistet, in der das
Schwingen jeder Rolle dieses Paares von der exzentrischen Hülse 12 erfolgt Das Schwingen
des Rollenpaares 7b kommt in Richtungen zustande, die durch Pfeile B und C angedeutet
sind. Infolge der Addition dieser Schwingungen in zwei zueinander senkrechten Ebenen
führen die Kaliber der Paare 7b der Rollen 6 eine kreisförmige Bewegung zur Biegung
des Erzeugnisses in mehreren Ebenen während des Richtens desselben aus, was eine
beträchtliche Verbesserung der Richtqualität ermöglicht.
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Der Antrieb 18 enthält einen Elektromotor 19. ein Getriebe 20 und
ein Kurbelgetriebe. Dle Koppel 21 des Kurbelgetriebes ist an ihrem einen Ende mit
der Fassung 15 über eine Achse 22 und ein Kragstiick 23 gelenkig verbunden, das
an der Fassung 15 befestigt ist. Mit ihrem anderen Ende umfaßt die Koppel 21 eine
Kurbel
24 (oder einen Exzenter), die an der getriebenen Welle 25 des Getriebes 20 befestigt
ist. Zur Verschiebung des Rollen paares 7b in Richtungen, die durch die Pfeile B
und C angedeutet sind, umfaßt hierbei die Fassung 15 die Welle 3 mit einem Spielraum
26.
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Wenn in der Richtmaschine die Gerüste mit biegenden Paaren 7b (Fig.
5) der Rollen 6 je ziel, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, angeordnet sind, so ist
die Lage der exzentrischen Hülsen 12 des Antriebs des In Durchlaufrichtung des Erzeugnisses
ersten biegenden Rollenpaares 7b1 der Lage der exzentrischen Hülsen 12 des Antriebs
des zweiten Rollenpaares 7b2 zum sschronen Schwingen der Rollen diese Paare identisch
(doh. die Exzentrizitäten e1 und e2 der pulsen 12 der jeweiligen Rollenpaare 7b1
und 7b2 haben ein und dieselbe Richtung und liegen ohne Phasenverschiebung). Jedoch
ist die Größe der Exzentrizität e1 der exzentrischen Hülsen 12 des Rollenpaares
7b1 größer als die Exzentrizitäten o2 des exzentrischen Hülsen des Rollenpaares
7b2; was die besten Bedingungen fur das Richten des Erzeugnisses gewährleistet.
Die Größen der Exzentrizitäten e1 und e2 kann z.B.
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durch Auswechselung der exzentrischen Hülsen 12 mit dem Ziel geregelt
werden eine solche Verteilung von Biegemomenten im zu richtenden Erzeugnis zu erzielen,
bei der eine viereckige Blegemomentenlinie gebildet wird. Hierbei wird im in Durchlaufrichtun
des
Erzeugnisses ersten Rollenpaar 7b ein maximales plastisches, aber im zwiten in Durchlaufrichtung
des Erzeugnisses Rollenpaar 7b2 maximales elastisches Biegemoment erzeugt.
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Diese viereckige Verteilung der Biegemomente vergrößert die Länge
der Arbeitszone und hiermit die Zahl der plastisch-elastischen Arbeitsbiegungen
des zu richtenden Erzeugnisses 10 ohne Vergrößerung der Schwingungs zahl der Rollenpaare.
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Die Arbeit der vorgeschlagonen Maschine geht auf die folgende Weise
vor sich.
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Bei Inbetriebsetzung der Maschine werden gleichzeitig alle Elektromotoren
4 (Fig. 1) in Tatigkeit gesetzt, wobei von jedem Elektromotor 4 die Antriebswellen
3 mit verschiebenden Rollen paaren 7a (Fig. 3) und biegenden Rollenpaaren 7b über
die Ge triebe 5 eine Drehbewegung erhalten. Während der Drehung dreht sich jede
Rolle 6 des verschiebenden Rollenpaares 7a zusammen mit der Welle 3, und jede Rolle
des biegenden Paares 7b führt dank der zusammen mit dar Welle 3 rotierenden exzentrischen
Hülse 12 eine schwingende Bewegung aus.
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Danach asrd ins Kaliber das ersten verschiebenden Rollenpaares 7a
das zu richtende Erzeugnis 10 eingeführt. Sodann wird das Erzeugnis 10 durch die
sich drehenden Rollen 6 dieses Paares dem Kaliber des biegenden Rollenpaares 7b
zugeführt. Da die Rollen dieses Paares Schwingungen ausführen, so führt das Kaliber
dieses Paares eine schwingende Bewegung bezüglich der Richtachse
O-O
aus, wodurch das Erzeugnis 10 abwechselnd in der vorgegebenen Ebene geboten wird.
Wenn das Erzeugnis 10 eine Raumkrümmung aufweist, werden auch die Elektromotoren
19 (Fig. 6) in Tätigkeit gesetzt, von denen jeder über das Getriebe 20 und das Kurbelgetriebe
eine schwingende, d.h. hin- und hergehende Bewegun01. des ihm zugeordneten biegenden
Rollenpaares 7b in einer Ebene, die zur vorgegebenen senkrecht ist, gewahrleistet.
Infolge der Addition der Schwingungen das Rollenpaares 7b und der Schwingungen jeder
der Rollen 6 in diesem Paar ft das von diesen Rollen gebildete Kaliber eine kreisförmige
Bewegung aus, wodurch das Erzeugnis 10 in mehreren Ebenen abwechselnd plastisch
-elastisch gebogen und gerichtet wird.
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Eine abnliche Biegung erfährt das zu richtende Erzeugnis 10 (Fig.
3) in allen Kalibern der biegenden Rollenpaare 7b, durch welche das Erzeugnis 10
von den Rollenpaaren 7a verschoben wird. Infolge der mit hoher Frequenz erfolgenden
plastischelastischen Biegung in mehreren Ebenen wird das Erzeugnis 10 mit ausreichend
hoher Genauigkeit und hoher Richtgeschwindigkeit gerichtet. Hierbei wird die Schwingungsfrequenz
der Rollen 6 in den Rollenpaaren 7a und die Schwingungsfrequenz der Rollen paare
7b durch Drehzahländerung der Elektromotoren 4 bzw. 19 geregelt, und die Größe der
Schwingungsamplitude wird durch Änderung der Exzentrizitäten e1 und e2 der exzentrischen
Hülsen
(z.B. durch Auswechselung dieser Hülsen) verändert.
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Wenn das Erzeugnis 10 auf Richtmaschinen gerichtet wird, in denen
die Gerüste mit verschiebenden Paaren 7a der Rollen 6 nach je zwei Gerüsten mit
biegenden Rollenpaaren 7b (wie es in Fig. 5 dargestellt ist) angeordnet sind, so
erfolgt in diesem Fall die Biegung des Erzeugnisses 10 während des Rlchtens dasselben
mit allmählich abnehmender Verformung, was das Richten mit hoher Geschwindigkeit
und minimalem Energieaufwand gewährleistet. Dies wird dadurch erzielt, daß die Rollen
der biegenden Paare 7b1 und 7b2 synchron schwingen und die Amplitude der Rollenschwinkungen
im in Durchlaufrichtung des Erzeugnisses ersten Rollenpaar 7b1 größer als die AmplLtude
der Rollenschwinkungen im in Durchlaufrichtung des Erzeugnisses zweiten Rollenpaar
7b2 ist.