DE2521620A1

DE2521620A1 - Verfahren und vorrichtung zum profilwalzen

Info

Publication number: DE2521620A1
Application number: DE19752521620
Authority: DE
Inventors: Dan Louis Colbath
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-05-28
Filing date: 1975-05-15
Publication date: 1975-12-11
Also published as: GB1498670A; FR2272763A1; IT1035296B; JPS512668A

Description

UEXKÜLL Ä STOLBERG PATENTANWÄLTE

2 HAMBURG 52 252162Q

BESELERSTRASSE 4

DR. J.-D. FRHR. von UEXKÜLL

OR. ULRICH GRAF STOLBERG DIPL.-ING. JÜRGEN SUCHANTKE

Dan L. Colbath (Prio: 28. Mai 1974

P.O.Box 1003 ^{ÜS 473 794} - ¹²¹⁷⁷>

Sherman, Grayson County
Texas / V.St.A.

Hamburg, den 13. Mai 1975

Verfahren und Vorrichtung zum Profilwalzen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Profilwalzverfahren, bei den ein Werkstück entlang einer Bahn bewegt wird, an der eine Anzahl von Formelementen angeordnet sind sowie auf eine Profilwalzvor-.richtung.

Eine bekannte Profilwalzvorrichtung (US-PS 3 748 884) enthält eine Anzahl Rollengerüste mit jeweils nicht formenden bzw. nicht walzenden Rollen oder Walzen, die zur Bewegung von Material entlang der vorbestimmten Bahn dienen. Außerdem ist eine Anzahl Walzgerüste vorgesehen, die jeweils nicht angetriebene, in Eingriff mit dem Material kommende Walzen aufweisen, die zur Verformung des Materials aus einer Anfangskonfiguration in die gewünschte Konfiguration dienen. Die Walzgerüste sind auf einem länglichen, starren Träger befestigt und dadurch bezüglich dex- Bahn positioniert. Auf diese Weise kann die Vorrichtung vom Walzen einer Profilform

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auf eine andere durch Entfernen des Trägers und der daran befestigten Walzgerüste sowie durch Montieren einer anderen Anordnung aus Träger und Walzgerüsten in der Vorrichtung umgebaut v/erden.

In der älteren US-Anmeldung 355 673 ist eine Profilwalzvorrichtung beschrieben, die ebenfalls Rollengerüste zum Transport des Materials entlang einer vorbestimmten Bahn sowie Walzgerüste zur allmählichen Umformung des Materials von einer Anfangskonfiguration in die gewünschte Konfiguration enthält. Diese Vorrichtung hat insoweit Ähnlichkeit mit der gemäß US-PS 3 748 884, daß die Walzgerüste zum Umbau der Vorrichtung für das Walzen einer Profilform zum Walzen einer anderen Profilform auf einem starren Träger befestigt sind. Der Hauptunterschied zwischen den beiden Profilwalzvorrichtungen besteht darin, daß die Rollengerüste bei der letztgenannten Vorrichtung nur untere, nicht formende Antriebsrollen enthalten. Am Träger sind mit den unteren Antriebsrollen zusammenarbeitende Leerlaufrollen befestigt, um das Material durch die Vorrichtung zu bewegen.

Obwohl sich mit den vorstehend erwähnten Vorrichtungen erhebliche wirtschaftliche Erfolge erzielen ließen, ergaben sich bei ihrer Benutzung gewisse Einschränkungen. So ist beispielsweise in beiden Vorrichtungen die Lage der Material antreibenden Rollen der Rollengerüste quer zur Bewegungsrichtung des Materials durch die Vorrichtung unveränderbar. Hierdurch ergibt sich eine gewisse Begrenzung bezüglich der Breite des in der Vorrichtung zu verar-

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beutenden Materials. Entsprechend ist die Lage der mit dem Material in Eingriff kommenden Walzen der Walzengerüste in den vorstehend beschriebenen Vorrichtungen festgelegt. Dadurch wird die Montage eines neuen Trägers mit Walzgerüsten erforderlich, selbst wenn die dadurch gegebene Profilform sich nur verhältnismäßig geringfügig von der unterscheidet, die mit der vorhergehenden Anordnung aus Träger und Walzgerüsten erzeugt wurde.

In der US-Anmeldung S.N. 458 295 vom 5. April 1974 werden gewisse Verbesserungen bezüglich der beiden vorstehend erwähnten Vorrichtungen vorgeschlagen. Diese Verbesserungen betreffen die Anpassung der Vorrichtungen an die Verarbeitung von Materialien unterschiedlxchster Breiten, wozu die Rollen oder Walzen der Rollengerüste wahlweise quer bezüglich der Bewegungsbahn des Materials durch die Vorrichtung positionierbar sind.

In einer parallelen US-Anmeldung werden Verbesserungen der Walzgerüste von Profilwalzvorrichtungen beschrieben, durch die die Form des zu walzenden Profils verändert werden kann, ohne daß eine andere Anordnung aus Träger und Walzgerüsten montiert werden müßte. Dazu sind alle an mindestens einer Seite jedes Walzengerüstes befindlichen, mit dem Material in Eingriff kommenden Walzen als Gruppe wahlweise bezüglich der Bewegungsbahn des Materials durch die Vorrichtung positionierbar, so daß die Profilform geändert werden kann. Außerdem können gewisse Walzen der Gruppe wahlweise bezüglich der übrigen Walzen positionierbar sein, um so eine weitere Änderung des mit der Vorrichtung zu walzenden Profils herbeizuführen.

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Ein Merkmal aller vorstehend erwähnten Vorrichtungen einschließlich der Verbesserungen besteht darin, daß die Querschnittsform des von der Vorrichtung bearbeiteten Werkstücks über die gesamte Länge gleich ist. Die parallele US-Anmeldung beschreibt zwar eine Profilwalzvorrichtung, bei der das mit der Vorrichtung herzustellende Profil ohne Ausbau des Trägers und der Walzengerüste geändert werden kann, während eine andere parallele US-Anmeldung eine Einrichtung zur Änderung der Lage der Antriebsrollen der Rollengerüste einer Profilwalzvorrichtung und damit eine Anpassung an Werkstücke unterschiedlichster Breiten vorschlägt, doch ergibt sich nach Durchführung der entsprechenden Einstellungen für den Walzvorgang eine feste Lage sowohl der nicht angetriebenen, formenden Walzen der Walzgerüste als auch der angetriebenen Rollen bzw. Walzen der Rollengerüste, so daß die Querschnittsform des in der Profilwalzvorrichtung bearbeiteten Werkstücks über die gesamte Werkstücklänge konstant ist.

Die Erfindung betrifft demgegenüber ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Profilwalzen von Werkstücken, so daß die Querschnittsform des bearbeiteten Werkstückes sich über die Werkstücklänge ändert.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Lage der Formelemente bei Bewegung des Werkstücks entlang der Bahn fortlaufend geändert, so daß das Werkstück in die gewünschte Form gebracht wird, die sich dann in mindestens einer Abmessung bzw. Richtung durchgehend über die Länge des Werkstücks ändert.

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In der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann zumindest die Lage von vorgegebenen Formwalzen der Walzgerüste kontinuierlich bezüglich der Bewegungsbahn des Werkstücks geändert werden, wenn sich das Werkstück durch die Vorrichtung bewegt. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Walzen bezüglich der Bewegungsbahn des Werkstücks wird genau mit der Bev/egungsgeschv/indigkeit des Werkstücks durch die Vorrichtung koordiniert, um so dem Werkstück die gewünschte Form zu geben.

Die Formwalzen der Walzgerüste der Profilwalzvorrichtung können auf Platten befestigt sein, die ihrerseits von einem von dem Träger herabhängenden Rahmen getragen werden. Wenn sich das Werkstück durch die Profilwalzvorrichtung bev/egt, wird die Lage der Platten und der von ihnen gehaltenen Formwalzen kontinuierlich quer zur Bewegungsrichtung des Werkstückes verändert. Auf diese Weise wird ein Werkstück geformt, bei dem sich mindestens eine Querabmessung kontinuierlich über die Werkstücklänge ändert.

Erfindungsgemäß kann die Lage mindestens einer Formwalze jeder Platte bezüglich der Bewegungsbahn des Werkstückes geändert werden, wenn sich das Werkstück durch die Profilwalzvorrichtung bewegt, wodurch ein Werkstück geformt wird, dessen Querschnitt sich in mindestens zwei Abmessungen über die Werkstücklänge ändert.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der Träger der Träger/Walzgerüst-Anordnung eine Führanordnung tragen, die Führelemente zum Führen des Werkstücks in die Profilwalzvorrichtung

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aufweist. Die Lage der Führelenente der Führanordnung kann ebenfalls kontinuierlich bezüglich der Bewegungsbahn des Werkstückes geändert werden, wenn sich dieses durch die Profilwalzvorrichtung bewegt. Dadurch wird eine genaue Bewegung des Werkstückes in die Profilwalzvorrichtung hinein und durch sie hindurch sichergestellt,

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Lage der Platten des Walzgerüstes und die Lage der Führelenente der Führanordnung vor Beginn des Profilwalzvorganges einzeln einstellbar. Dadurch wird die Einstellung der Anfangsform der Elemente der Träger/Walzgerüst-Anordnung vor dem Profilwalzvorgang erleichtert, so daß' sich zuverlässig eine genaue Lage der Formwalzen für den Eingriff und das Verformen des Werkstücks in die gewünschte Form ergibt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Ausführungsbeispiele zeigenden Figuren näher erläutert.

Figur 1 zeigt in perspektivischer Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer Träger/Walzgerüst-Anordnung gemäß der Erfindung.

Figur 2 zeigt in perspektivischer Darstellung die Führanordnung der Träger/Walzgerüst-Anordnung aus Figur 1.

Figur 3 zeigt ein mittels der Erfindung geformtes Werkstück.

Figur 4 zeigt ein typisches Walzgerüst der Träger/Walzgerüst-Anordnung aus Figur 1.

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Figur 5 zeigt eine andere Querschnittsform eines mittels der Erfindung geformten Werkstückes.

Figuren zeigen Walzgerüste eines anderen Ausführungsbeispiels der 6 und 7 _Erfindung.

Figur 8 zeigt ein weiteres mittels der Erfindung hergestelltes Werkstück.

Figur 9 zeigt ein Walzgerüst eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Die in Figur 1 dargestellte Träger/Walzgerüst-Anordnung 2O hat einen länglichen, starren Träger 22, der eine Anzahl von Walzgerüsten und eine Führanordnung 26 trägt. Der Träger 22 dient zum Positionieren der Walzgerüste 24 und der Führanordnung 26 bezüglich der Bewegungsbahn eines Werkstückes durch eine Profilwalzvorrichtung, so daß die Führanordnung 26 das Werkstück in die Profilwalzvorrichtung leitet und die Walzgerüste 24 dieses Werkstück allmählich von einer Anfangsform in die gewünschte Form umwandeln.

Jedes Walzgerüst 24 hat einen starren Rahmen 27, der mittels Winkeln 28 am Träger 22 befestigt ist. Die Befestigung der Winkel am Träger bzw. am Rahmen kann mittels Befestigungselementen und/oder durch Schweißung erfolgen. In jedem Rahmen 27 ist drehbar eine obere Schraubenspindel 30 und eine untere Schraubenspindel 32 angeordnet. Jedes Walzgerüst 24 weist außerdem eine linke Platte 34 und

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eine rechte Platte 36 auf, die an einem Element 38 befestigt sind, das in Schraubeingriff mit den Schraubenspindeln 30 und 32 steht.

Die Platten 34 und 36 jedes Walzgerüstes 24 tragen jeweils ein oder mehrere Formelemente, die in Eingriff mit einem sich durch die Profilwalzvorrichtung bewegenden Werkstück bringbar sind. Da die Formelemente an den Platten 34 und 36 befestigt sind und da diese Platten von einem Element 38 gehalten werden, das in Schraubeingriff mit den Schraubenspindeln 30 und 32 steht, ist es klar, daß die Lage der Formelemente bezüglich der Bewegungsbahn des Werkstückes durch Drehung der Schraubenspindeln 30 und 32 verändert werden kann. Genau gesagt, wird die Lage der von den Platten 34 und 36 gehaltenen Formelemente bei Drehung der Schraubenspindeln in Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung des Werkstückes verändert.

Die untere Schraubenspindel 32 jedes Walzgerüstes 24 ist über eine elektrisch betätigbare Kupplung 42 mit einem Kegelrad 40 gekoppelt, das in kämmendem Eingriff mit einem entsprechenden, auf einer Antriebswelle 46 befestigten Kegelrad 44 steht. Die Antriebswelle 46 trägt am Ende ein Kettenrad 48. Eine Kette 50 läuft über das Kettenrad 48 und ein auf der Ausgangswelle 54 des Motors 56 befestigtes Kettenrad 52. Nimmt man an, daß sich alle Kupplungen 42 in Eingriff befinden, so wird also bei Betätigung des Motors 56 die Lage aller Formelemente, der Träger/Walzgerüst-Anordnung 20 gleichzeitig bezüglich der Bewegungsbahn eines Werkstücks durch eine die Anordnung 20 enthaltende Profilwalzvorrichtung verändert.

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Die Führanordnung 26 der Träger/Walzgerüst-Anordnung 20 enthält ein Paar starrer Rahmen 60, die mittels Winkeln 62 am Träger 22 befestigt sind. Die Rahmen 60 tragen ihrerseits ein mit den freien Enden der Schenkel nach unten gerichtetes, U-förmiges Plattenelement 64, dessen obere Fläche 66 zur Halterung und zur Führung eines Werkstückes dient, das in eine die Träger/Walzgerüst-Anordnung aufweisende Profilwalzvorrichtung eingebracht wird.

Wie am deutlichsten in Figur 2 zu erkennen ist, ist in Plattenelement 64 der Führanordnung 26 drehbar eine hintere Schraubenspindel 68 und eine vordere Schraubenspindel 70 (beides bezogen auf das Werkstück) gehaltert. Führrollen 72 erstrecken sich durch im Plattenelement 64 vorgesehene Schlitze 74 und sind an Elementen 76 gehaltert, die in Schraubeingriff mit den Schraubspindeln 68 und 70 stehen. Somit wird bei Drehung der Schraubspindeln die Lage der Führrollen 72 bezüglich der Bewegungsbahn des Werkstückes in die Profilwalzvorrichtung hinein und durch sie hindurch verändert.

Die vordere Schraubenspindel 70 ist über eine elektrisch betätigbare Kupplung 82 mit einem Kegelrad 80 verbunden, das in kämmendem Eingriff mit einem auf der Antriebswelle 46 befestigten Kegelrad 64 steht. Auf der Schraubenspindel 70 ist ein Kettenrad 86 befestigt, und eine Kette 88 läuft über das Kettenrad 86 und ein auf der Schraubenspindel 68 befestigtes Kettenrad 90. Nirant man an, daß sich die Kupplung 82 in Eingriff befindet, so kann die Lage aller Führrollen 72 der Führanordnung 26 bei Betätigung des Motors 56 gleichzeitig bezüglich der Bewegungsbahn des Werkstückes in die Profilwalzvorrichtung hinein und durch sie hindurch verändert werden.

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Das Kettenrad 90 ist über eine Buchse 92 und eine Schraube 94 mit der Schraubenspindel 68 verbunden. Dadurch wird die anfängliche Einstellung des hinteren Satzes von Führrollen 72 bezüglich dem vorderen Satz Führrollen 72 erleichtert. Danach wird die Schraube 94 benutzt, um die von der Schraubenspindel 68 gehaltene Buchse und das Kettenrad 90 für den Betrieb der Profilwalzvorrichtung zu befestigen.

In Figur 3 ist ein typisches Werkstück 100 dargestellt, wie es mittels der Erfindung herstellbar ist. Dieses Werkstück enthält eine Basis 102 und einander gegenüberliegende Seiten oder Flansche 104. Die Flansche 104 sind von der Basis 102 durch Bogenbereiche 106 getrennt und enden an Kanten 108. Das Werkstück 100 wird in vollständig ebenem Zustand in die Profilwalzvorrichtung eingebracht, und die Flansche 104 v/erden allmählich während des Durchlaufs des Werkstückes 100 durch die Profilwalzvorrichtung geformt. Das dargestellte Werkstück 100 unterscheidet sich von Werkstücken, wie sie in bisher üblichen Profilwalzvorrichtungen hergestellt wurden, darin, daß sich die Breite der Basis 102 von einem verhältnismäßig breiten Ende 110 zu einem verhältnismäßig schmalen Ende 112 kontinuierlich über die Werkstücklänge ändert. Es ist klar, daß das Werkstück 100 gernäß Figur 1 lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellt, wie es mittels der erfindungsgemäßen Profilwalzvorrichtung hergestellt v/erden kann, und daß die Herstellung von mehr oder weniger komplizierten anderen Werkstücken möglich ist.

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Figur 4 zeigt im einzelnen ein Walzgerüst 24, das zur Formung des Werkstückes 100 gemäß Figur 3 in der Träger/Walzgerüst-Anordnung 20 aus Figur 1 benutzt werden kann. Die obere Schraubenspindel 30 und die untere Schraubenspindel 32 haben Bereiche 120 mit Linksgewinde und Bereiche 122 mit Rechtsgewinde. Die Schraubenspindeln sind mittels reibungsarmer Lager 122 drehbar im Rahmen 70 gehaltert. An der oberen bzw. unteren Schraubenspindel ist ein Kettenrad 126 bzw. 128 befestigt, und eine Kette 130 läuft um beide Kettenräder, so daß die Schraubenspindeln 30 und 32 zwangsläufig gleichzeitig miteinander gedreht werden. Die Elenente 38 weisen in Abhängigkeit davon, mit welchem Bereich der Schraubenspindel sie in Eingriff stehen, ein Linksgewinde oder ein Rechtsgewinde auf, und sie sind an den Platten 34 und 36 mittels Schrauben 132 befestigt.

Das Walzgerüst 24 enthält außerdem zwei Sätze von Rollen 140, die beim Durchlauf des Werkstückes 100 durch die die Träger/Walzgerüst-Anordnung 20 enthaltende Profilwalzvorrichtung in Eingriff mit diesem bringbar sind. Jeder Satz Rollen 140 hat ein Paar auf einer Welle 144 drehbar befestigter Stützrollen 142, die in Eingriff mit der Basis 102 des Werkstückes 100 bringbar sind. Die Welle 140 ist an einem mittels Schrauben 148 an der Platte 34 oder der Platte 36 befestigtem Bügel 146 gehalten. Eine toroidförmige Rolle 150 ist entlang einer Linie entsprechend dem Bogenbereich 106 in Eingriff mit dem Werkstück 100 bringbar. Unter der Bezeichnung "toroidförmige Rolle" wird hierbei eine Rolle verstanden, deren Materialeingriffsfläche rechtwinklig zur Drehachse der Rolle verläuft, während die Materialeingriffsfläche bei einer zylindrischen Rolle parallel zur

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Drehachse angeordnet ist. Die toroidförmige Rolle 150 ist drehbar auf einer Welle 152 befestigt, die mittels eines Bügels 154 und Schrauben 156 an der Platte 34 oder der Platte 36 angebracht ist.

Mindestens eine primäre Biegerolle 158 ist an einer Stelle außerhalb des Linieneingriffes der toroidförmigen Rolle 150 in Eingriff mit dem Werkstück 100 mit dem Werkstück bringbar. Die primäre Biegerolle 158 ist drehbar auf einer Welle 160 gehaltert, die mittels eines Bügels 162 und einem Paar Schrauben 164 an der Platte 34 oder der Platte 36 befestigt ist. Man erkennt, daß die primäre Biegerolle 158 so angeordnet ist, daß sie den äußeren Bereich des Werkstückes 100 auf die toroidförmige Rolle 150 zubiegt, so daß an einer Seite des Werkstückes teilweise die Flan-· sehe 104 und die Bogenbereich 106 geformt werden.

Eine Führungsrolle 166 ist in Eingriff mit einer Kante 108 des Werkstückes 100 bringbar. Sie ist drehbar auf einer Welle 168 befestigt, die am Bügel 162 gehaltert ist. Wie dem Fachmann bekannt ist, können die üblicherweise in Profilwalzvorrichtungen benutzten Rollen- bzw. Walzenanordnungen während des Betriebes zahlreiche Schwierigkeiten hervorrufen. Wird beispielsweise nur an einer Seite eines Werkstückes ein Bogenbereich geformt, so bewirken die dabei auf das Werkstück ausgeübten Kräfte häufig eine Bewegung des Werkstücks aus seiner genauen Bahn durch die Profilwalzvorrichtung heraus. Selbst wenn identische Bogenbereiche an gegenüberliegenden Seiten des Werkstückes hergestellt werden, können die auf das Werkstück ausgeübten Kräfte eine Ausbeulung des

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Mittelbereichs des Werkstücks hervorrufen, insbesondere, wenn es sich um ein verhältnismäßig breites Werkstück handelt. Schließlich können Schwankungen in der Werkstücksabmessung, etwa eine ungleichmäßige Materialstärke dazu führen, daß sich das Werkstück aus der genauen Bewegungsbahn herausbewegt, obwohl die zur Bildung der Bogenbereiche im Werkstück aufgebrachten Kräfte vollständig aufgenommen werden.

Durch die Rollenanordnung gemäß Figur 4 v/erden diese vorstehenden Schwierigkeiten sowie weitere Probleme der bekannten Anordnungen beseitigt.. Die toroidförmige Rolle 150 dreht sich in einer Ebene, die die Drehebene der Stützrollen 142 und die Drehebene der primären Biegerollen 158 halbiert. Zusammen mit der Toroidform der Rolle 150 wird dadurch erreicht, daß die Rolle 150 im wesentlichen die gesamte Kraft aufnimmt, die von den primären Biegerollen 158 bei der Formung des Bogenbereiches 106 und des Flansches 104 auf das Werkstück 100 ausgeübt werden. Außerdem nimmt die Führungsrolle 166 alle Kräfte auf, die nicht von der toroidförmigen Rolle 150 absorbiert werden und/oder diejenigen Kräfte, die sich aus Schwankungen in der Materialstärke u.a. ergeben. Dadurch hält das Werkstück seine genaue Bewegungsbahn während des Transportes durch die Profilwalzvorrichtung ein. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß die an der Platte 36 befestigte Rolle 166 im wesentlichen zur Aufnahme derjenigen Kraft dient, die an der gegenüberliegenden Seite der Profilwalzvorrichtung erzeugt v/erden sowie von Kräften, die auf das Werkstück eine Bewegungskomponente nach rechts (Figur 4) ausüben, und daß die an der Platte 34 be-

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festigte Rolle 166 Kräfte von der gegenüberliegenden Seite der Profilwalzvorrichtung sowie Kräfte aufnimmt, die auf das Werkstück eine Bewegungskomponente nach links (Figur 4) ausüben.

Die Träger/Walzgerüst-Anordnung 120 kann in einer Profilwalzvorrichtung gemäß US-PS 3 748 884 benutzt v/erden. Diese Vorrichtung enthält einen Rahmen zur Aufnahme des Trägers 22 der Anordnung 20, so daß der Träger 22 und der Rahmen der Profilwalzvorrichtung eine genaue Positionierung der Führanordnung 26 sowie aller Walzgerüste 24 bezüglich der Bewegungsbahn des Werkstückes durch die Profilwalzvorrichtung bewirken. Die Profilwalzvorrichtung weist außerdem eine Anzahl Rollengerüste auf, die vorzugsweise gemäß der US-Patentanmeldung S.N. 458 295 aufgebaut sind und die zur Bewegung des Werkstückes durch die Profilwalzvorrichtung und durch die Walzgerüste 24 der Anordnung 20 dienen. Einzelheiten des Betriebs einer derartigen Profilwalzvorrichtung ergeben sich aus der US-PS 3 748 884 sowie der US-Patentanmeldung S.N. 458 295.

Im Betrieb der die Träger/Walzgerüst-Anordnung 20 enthaltenden Profilwalzvorrichtung werden die Führrollen 72 der Führanordnung 26 und die Platten 34 und 36 mit den darauf befindlichen Formelementen zunächst so positioniert, daß sie ein Ende eines Werkstückes aufnehmen. Dabei sind die Kupplungen 42 und 82 der Anordnung 20 außer Eingriff. Man erkennt, daß zur Herstellung des Werkstücks 100 gemäß Figur 3 ein Rohling in die Profilwalzvorrichtung eingebracht werden muß, der eine sich verjüngende Form hat. Die hinteren Führrollen 72 werden daher etwas weiter ausein-

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andergestellt als die vorderen Führrollen 72, wobei die Schraube 94 benutzt wird, um die vorderen Führrollen 72 in die Anfangslage zu bringen.

Der Motor 56 wird betätigt, um die Antriebswelle 46 kontinuierlich zu drehen. Wie insbesondere Figur 2 zu entnehmen ist, gelangt das Werkstück auf die Fläche 66 der Führanordnung 26 und zwischen deren Führrollen 72, und es wird vorwärtsbewegt, bis es zwischen die Antriebsrollen 174 des ersten Rollengerüsts der Profilwalzvorrichtung kommt. Gleichzeitig gelangt das Vorderende des Werkstückes in Eingriff mit einem Hebel 176, der einen Schalter 178 betätigt, so daß die Kupplung 82 in Eingriff könnt, um die Lage der Führrollen 72 der Führanordnung 26 kontinuierlich und bezüglich der Bewegungsbahn des Werkstückes nach außen zu ändern, um so eine Anpassung an die sich verjüngende Form des Werkstückes zu erreichen. Die Bewegungsgeschv/indigkeit der Führrollen 72 hängt von der Arbeitsgeschwindigkeit des Motors 56, dem übersetzungsverhältnis zwischen den Kettenrädern 52 und 48, dem Verhältnis zwischen den Kegelrädern 84 und 80 sowie der Steigung der Schraubenspindeln und 68 ab, wobei alle diese Größen so gewählt werden, daß die Führrollen 72 kontinuierlich in Eingriff mit den Kanten des Werkstückes kommen, wenn sich dieses durch die Profilwalzvorrichtung bewegt.

Wie Figur 4 zeigt, v/eist jedes Walzgerüst 24 der Träger/Walzgerüst-Anordnung 20 einen Hebel 180 auf, der bei Durchlauf eines Werkstückes durch die Profilwalzvorrichtung in Eingriff mit dem vorderen Ende dieses Werkstücks kommt, wodurch ein Schalter 182 be-

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tätigt wird. Dadurch wird die Kupplung 42 des Walzgerüstes 24 in Eingriff gebracht, so daß der Motor 56 über das Kettenrad 52, die Kette 50, das Kettenrad 48, die Antriebswelle 46, das Kegelrad und das Kegelrad 40 die Platten 34 und 36 und die mit diesen verbundenen Formelenente kontinuierlich bezüglich der Bewegungsbahn des Werkstückes durch die Profilwalzvorrichtung nach außen bewegt. Auf diese Weise formt die Profilwalzvorrichtung ein Werkstück gemäß Figur 3, das sich dadurch auszeichnet, daß sich die Breite seiner Basis 102 durchgehend über die Längserstreckung des Werkstückes ändert.

Wie Figur 4 zu entnehmen ist, weist jedes Walzgerüst 24 einen über eine elektrisch betätigbare Kupplung nit einer oberen Schraubenspindel 30 verbundenen Motor 192 auf. Wenn der hintere Teil eines Werkstücks das Walzgerüst 24 durchlaufen hat, kehrt der Hebel in seine Ausgangsstellung zurück, wodurch der Schalter 182 deaktiviert wird. Dadurch kommt die Kupplung 42 außer Eingriff, der Motor 192 wird aktiviert und die Kupplung 194 in Eingriff gebracht. Der Motor 192 dient dann zur Rückführung der einzelnen Elenente des Walzgerüstes in ihre Ausgangsstellungen. Dabei wird der Ilotorbetrieb fortgesetzt, bis eines der Formelemente 38 einen Hebel 196 berührt und so einen Schalter 198 betätigt. Durch die Betätigung dieses Schalters wird der Betrieb des Motors 192 beendet und die Kupplung 194 kommt außer Eingriff. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich das Formgerüst in der Stellung zur Aufnahme des Vorderendes eines weiteren Werkstückes.

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In Figur 5 ist ein Werkstück 500 dargestellt, das mittels der Erfindung geformt werden kann. Die Form des Werkstückes 200 wird üblicherweise als "Hutprofil" bezeichnet und hat eine Basis sowie einander gegenüberliegende Seitenwände 204. Diese Seitenwände sind von der Basis 2O2 durch Bogenbereiche 206 getrennt. Ferner weist das Werkstück 200 einander gegenüberliegende, jeweils von der Seitenwand 204 ausgehende Flansche 208 auf, die durch einen Flanschbogen 210 voneinander getrennt sind. Die Flansche enden an Kanten 212. Das Werkstück 200 unterscheidet sich von Hutprofilen, die in üblichen Profilwalzvorrichtungen hergestellt werden, darin, daß sich die Breite seiner Basis 202, die Höhe seiner Seitenwände 204 und die Breite seiner Flansche 208 kontinuierlich über die Längs er Streckung des Werkstückes 200 ändern. Somit verläuft das Werkstück 200 von einem verhältnismäßig großen Ende zu einem verhältnismäßig kleinen Ende 216.

Das Werkstück 200 wird unter Verwendung von Walzgerüsten 24a gemäß Figur 6 und von Walzgerüsten 24b gemäß Figur 7 in zwei Schritten geformt. Das in Figur 6 dargestellte Walzgerüst 24a wird teilweise benutzt, um die Flansch 208 und die Flanschbögen 210 des Werkstücks 200 herzustellen. Viele der Bauelemente des Walzgerüstes 24a sind im wesentlichen äquivalent in Konstruktion und Funktionsweise den entsprechenden Bauelementen des Walzgerüstes 24 geraäß Figur 4. Zur Vereinfachung sind daher derartig äquivalente Bauelemente in Figur 6 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wie die entsprechenden Bauelemente des Walzgerüstes 24.

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Das Walzgerüst 24a unterscheidet sich von dem Walzgerüst 24 im wesentlichen dadurch, daß es zwei sekundäre Platten 220 aufweist, die in Halterungen 222 verschiebbar gelagert sind, wobei die Halterungen mittels Schrauben 224 an den Platten 34 und 36 befestigt sind. Jede Platte 220 v/eist die Seitenrolle 166 sov/ie eine sekundäre Biegerolle 226 auf, die auf Wellen 228 befestigt sind, die von einer mittels Schrauben 232 an der sekundären Platte 220 befestigten Stütze 230 ausgehen.

Jede sekundäre Platte 220 trägt außerdem ein mittels Schrauben 236 an ihr befestigtes Mutterelement 234, das in Gewindeeingriff mit einer Schraubenspindel 238 steht, die an der Platte 34 oder der Platte 36 mittels einer Stütze 240 und Schrauben 242 drehbar gehaltert ist.

Die Schraubenspindel 238 trägt an einem Ende ein Kegelrad 244, das in kämmendem Eingriff mit einem auf der Ausgangswelle eines Servomotors 248 befestigten Kegelrad 246 steht. Bei Betätigung des Servomotors 248 dienen somit die Schraubenspindel 238 und das Mutterelement 234 zur Bewegung der auf der sekundären Platte 220 gehaltenen Rollen 166 und 226 bezüglich der übrigen auf der Platte 34 oder 36 gehalterten Rollen 142, 150 und 158.

Im Betrieb eines Walzgerüstes 24a wird der Servomotor 248 während der Bewegung des Werkstückes 200 durch das Walzgerüst kontinuierlich betätigt. Gleichzeitig werden die Platten 34 und 36 sov/ie alle auf ihnen angeordneten Formelenente bei Durchlauf des Werk-

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Stückes kontinuierlich bezüglich der Werkstückbewegungsbahn bewegt. Während des Durchlaufes des Werkstücks durch das Walzgerüst 24a biegen die sekundären Biegerollen 226 zusammen mit den primären Biegerollen 158 die Flansche 2O8 und die Flanschbögen 21O des Werkstücks 2OO.

Man erkennt, daß die Träger/Walzger üst-Änordnung 20 eine Anzahl von Walzgerüsten 24a aufweist, die beim Durchlauf des Werkstückes durch die Profilwalzvorrichtung allnählich die Flansche 2O8 und die Flanschbogen 21O des Werkstückes 2OO formen. Danach durchläuft das Werkstück eine Anzahl von Walzgerüsten 24b (Figur 7}, die zur allmählichen Formung der Seitenwände 2O4 und der Bogenbereiche 2O6 des Werkstückes 2OO dienen. Die Walzgerüste 24b können in der gleichen Profilwalzvorrichtung eingesetzt werden wie die Walzgerüste 24a. Es kann jedoch auch eine getrennte Profilwalzvorrichtung benutzt werden.

Viele der Bauteile des Walzgerüstes 24b sind in Funktion und Betriebsweise äquivalent den entsprechenden Bauelementen des Walzgerüstes 24 gemäß Figur 4. Andere Bauelemente des Walzgerüstes 24b sind im wesentlichen äquivalent den entsprechenden Bauelementen des Walzgerüstes 24a gemäß Figur 6. Zur Vereinfachung sind daher alle äquivalenten Bauelemente des Walzgerüstes 24b gemäß Figur mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wie die entsprechenden Bauelemente des Walzgerüstes 24 bzw. des Walzgerüstes 24a.

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Das Walzgerüst 24b arbeitet ähnlich wie das Walzgerüst 24a. Wenn sich also das Werkstück 200 durch das Walzgerüst 24b bewegt, v/erden die Platten 34 und 36 gleichzeitig relativ zur Werkstückbewegungsbahn und die Rollen 166 und 226 gleichzeitig bezüglich den Rollen 142, 150 und 158 bewegt. Auf diese Weise bringt das Walzgerüst 24b das Werkstück 200 in die gewünschte Form, in der sich die Breite der Basis 202, die Höhe der Seitenwände i.04 und die Breite der Flansche 208 kontinuierlich über die Längserstreckung des Werkstückes.

200 ändern.

In Figur 8 ist ein weiteres Werkstück "250 gezeigt, das mittels der Erfindung hergestellt werden kann. Dieses Werkstück 250 hat im wesentlichen einen C-förmigen Querschnitt und weist eine Basis 252 und einander gegenüberliegende Seitenwände 254 auf, die von der Basis 252 durch Bogenbereiche 256 getrennt sind. Außerdem hat das Werkstück 250 von den Seitenwänden 254 ausgehende, von diesen durch Flanschbögen 260 getrennte Flansche 258. Die Flansche 258 enden in Kanten 262. Das Werkstück 250 unterscheidet sich von Werk-

stücken mit C-förmigem Querschnitt, wie sie auf üblichen Profil-"*-"« walzmaschinen hergestellt v/erden, dadurch, ^iaß sich die Breite seiner Basis 252 und die Höhe seiner Seitenwände 254 kontinuierlich über die LängserStreckung des Werkstückes ändert. Somit weist das Werkstück 250 ein verhältnismäßig großes Ende 264 und ein verhältnismäßig kleines Ende 266 auf.

Das Werkstück 250 wird mittels einer Träger/Walzgerüst-Anordnung 20 geformt, die eine Anzahl von Walzgerüsten 24c gemäß Figur 9 enthält.

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ΠΟΙΛιι, . .

INSPECTED

Viele Bauelemente des Walzgerüstes 24c sind in wesentlichen äquivalent den entsprechenden Bauelementen des Walzgerüstes 24 gemäß Figur 4 und des Walzgerüstes 24a gemäß Figur 6. Zur Vereinfachung der Darstellung sind diese äquivalenten Bauelemente in Figur 9 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet wie die entsprechenden Bauelemente des Walzgerüstes 24 und des Walzgerüstes 24a.

Ein wesentlicher Unterschied zwischen dem Walzgerüst 24c und dem Walzgerüst 24a ist darin zu sehen, daß zusätzlich zu der Führungsrolle 166 an der Platte 220 eine Stützrolle 268, eine toroidförmige Rolle 270 und eine primäre Biegerolle 272 befestigt sind. Die Stützrolle 268 ist drehbar auf einer Welle 274 gelagert, die von einer mittels Schrauben 278 an der Platte 222 befestigten Stütze 276 ausgeht. Die toroidförmige Rolle 270 ist drehbar auf einer Welle 280 befestigt. Diese Welle ist an einer Stütze 282 gehaltert, die mittels Schrauben 284 an der Platte 220 befestigt ist. Von der Stütze 230, die die Führungsrolle 266 hält, geht eine Welle 286 aus, auf der die primäre Biegerolle 272 drehbar befestigt ist. Die Rollen 268, 270 und 272 dienen zur Formung der Flanschbögen 260 des Werkstückes 250.

Das Walzgerüst 24c arbeitet in gleicher Weise wie das Walzgerüst 24a. Wenn also das Werkstück 250 durch das Walzgerüst 24c bewegt wird, wird die Lage der Platten 34 und 36 sowie aller von diesen getragenen Formelementen kontinuierlich bezüglich der Werkstückbewegungsbahn geändert. Außerdem erfolgt eine kontinuierliche

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Änderung der Lage der Stützrolle 268, der toroidförmigen Rolle 270, der primären Biegerolle 272 und der*Führungsrolle 166 bezüglich der Lage der Stützrollen 142, der toroidförmigen Rolle 150 und der primären Biegerolle 158. Auf diese Weise wird das Werkstück 250 allmählich in die gewünschte Form gebracht, die sich dadurch auszeichnet, daß sich die Breite der Basis 252 und die Höhe der Flansche 254 kontinuierlich über die Länge des Werkstückes ändert.

In jedem der beschriebenen Ausführungsbeispiele tritt das Werkstück mit dem kleineren Ende zuerst in die Profilwalzvorrichtung ein. Daher sind gewisse Bauelemente, insbesondere die Schalter, so angeordnet, daß eine Anpassung an den Eintritt mit dem kleineren Ende gegeben ist. Es ist jedoch klar, daß die beschriebenen Ausführungsbeispiele auch so ausgestaltet werden könijen^ /daß" das Werkstück mit dem größeren Ende zuerst in die Profilwalzvorrichtung eintritt, wozu dann gewisse Bauelemente in eine andere Lage gebracht werden müssen.

Mit der Erfindung wird somit eine wesentliche Verbesserung der bisherigen Verfahren und Vorrichtungen zum Profilwalzen geschaffen, wobei der wesentliche Vorteil darin zu sehen ist, daß Werkstücke geformt werden können, bei denen sich eine oder mehrere Abmessungen kontinuierlich über die Längserstreckung des» Werkstückes ändern. Dadurch ermöglicht die Erfindung die Herstellung von Werkstücken, die mit den bisherigen Profilwalzvorrichtungen nicht geformt werden konnten.

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Obwohl die Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist es klar, daß sie nicht auf diese beschränkt ist, sondern daß zahlreiche Änderungen, Abwandlungen und Ausgestaltungen möglich sind, die alle unter die Erfindung fallen.

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Claims

Ansprüche

1. Verfahren zum Profilwalzen eines Werkstücks, das entlang einer ^ Bewegungsbahn bewegt wird, an der Formelemente, insbesondere Formrollen, angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der Formelernente v/ährend der Bewegung des Werkstücks entlang seiner Bewegungsbahn kontinuierlich verändert wird, so daß das Werkstück in eine gewünschte Konfiguration kommt, in der sich mindestens eine Abmessung kontinuierlich über die Längserstreckung des Werkstücks ändert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage ausgewählter Formelemente bezüglich der Lage anderer Formelemente und der Bewegungsbahn des Werkstückes kontinuierlich geändert wird, so daß das Werkstück in eine gewünschte Konfiguration kommt, in der sich mindestens zwei Abmessungen über die Länge des Werkstücks ändern.

3. Profilwalzvorrichtung mit einem länglichen starren Träger, der bezüglich der Bewegungsbahn eines Werkstückes durch die Profil- . _: walzvorrichtung positionierbar ist und der Sätze von Formelementen trägt, die in Abständen voneinander angeordnet sind, um das Werkstück von einer Anfangskonfiguration in eine gewünschte Konfiguration zu verformen, dadurch gekennzeichnet, daß untere und obere Formelemente vorgesehen sind, deren Lage senkrecht zur Bewegungsbahn des Werkstückes während dessen Bewegung entlang dieser Bahn kontinuierlich veränderbar ist.

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ORIGINAL INSPECTED

4. Profilwalzvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Satz von oberen und unteren Formelenenten mehrere Forme leinen te enthält und daß die Lage mindestens eines Formelementes jedes Satzes bezüglich der Bewegungsbahn kontinuierlich veränderbar ist, so daß die gewünschte Konfiauration des Werkstücks eine sich über dessen Längserstreckung ändernde zusätzliche Abmessung hat.

5. Profilwalzvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Formelemente an einer Anzahl Walzgerüste angeordnet sind, die jeweils einen starr mit dem Träger verbundenen Rahmen sowie eine Anzahl in Eingriff mit dem Werkstück bringbare Rollen aufweisen.

6. Profilwalzvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Walzgerüst eine mit vorbestirnmter Geschwindigkeit bezüglich dem Rahmen bewegbare Platte aufv/eist, die mindestens eines der Formelemente trägt.

7. Profilwalzvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage mindestens eines der Formelenente bezüglich der Platte kontinuierlich veränderbar ist.

8. Walzgerüst für eine Profilwalzvorrichtung, insbesondere gemäß einem der Ansprüche 3 bis 7, mit einem im wesentlichen starren Rahmen und mindestens einen Formelement, gekennzeichnet durch mindestens eine ein oder mehrere Formelemente tragende Platte, deren Lage und damit die Lacje des oder der Formelemente bezüg-

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lieh dem Rahmen während des Durchlaufes des Werkstücks kontinuierlich veränderbar ist, so daß das durchlaufende Werkstück in eine Konfiguration kommt, deren eine Abmessung sich über die Längserstreckung des Werkstücks ändert.

9. Walzgerüst nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zv/isehen Rannten und Platte mindestens eine Schraubenspindel angeordnet ist, die zur Veränderung der Lage der Platte bezüglich dem Rahmen drehbar ist.

10. Walzgerüst nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch eine zweite, mindestens ein zweites Formelement tragende Platte, die in entgegengesetzter Richtung, jedoch in gleicher Weise wie die erste Platte bezüglich den Rahmen bewegbar ist.

11. Walzgerüst nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage mindestens eines, auf einer Platte angeordneten Formelementes kontinuierlich bezüglich dem Werkstück während dessen Durchlauf veränderbar ist.

12. Walzgerüst nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bewegung des Formelementes bezüglich der Platte eine Servoeinrichtung vorgesehen ist.

13. Walzgerüst nach Anspruch 11 oder 12,. dadurch gekennzeichnet, daß die Platten jeweils mindestens zwei Formelemente tragen und daß die Lage eines der Formelernente bezüglich der Platte während des Durchlaufes des Werkstückes kontinuierlich veränderbar ist.

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14. Walzgerüst nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß an den Platten jeweils ein Gewindeelement befestigt ist, das in Eingriff mit der Schraubenspindel steht.

15. Walzgerüst nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewindeeleinent von erster und zweiter Platte in Eingriff mit der gleichen Schraubenspindel stehen.

16. Walzgerüst nach einem der Ansprüche 8 bis 15, gekennzeichnet durch eine Anzahl im Abstand voneinander angeordneter, im wesentlichen starrer Rahmen mit jeweils einer ersten und/oder zweiten Platte.

17. Walzgerüst nach einem der Ansprüche 8 bis 16, gekennzeichnet durch eine am länglichen, starren Träger befestigte Führeinrichtung mit mindestens zwei Führelementen zum Einführen des Werkstückes, deren Lage bezüglich der Bewegungsbahn des Werkstückes während dessen Bewegung kontinuierlich veränderbar ist.

18. Walzgerüst nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Führeinrichtung zwei längliche, im Abstand voneinander liegende Sätze von Führelementen aufweist, wobei die Lage der Sätze von Führelementen senkrecht bezüglich der Bewegungsbahn des Werk-

. Stückes unabhängig voneinander veränderbar ist.

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