DE2538021A1

DE2538021A1 - Verfahren und vorrichtungen zum richten von profilmaterial

Info

Publication number: DE2538021A1
Application number: DE19752538021
Authority: DE
Inventors: Lothar Bracht; Ralf Dr Fangmeier
Original assignee: TH Kieserling and Albrecht GmbH and Co
Current assignee: TH Kieserling and Albrecht GmbH and Co
Priority date: 1975-08-27
Filing date: 1975-08-27
Publication date: 1977-03-10
Also published as: US4056958A; FR2321959A1; CA1071080A; DD127289A1; GB1562704A; JPS5229458A; HU176404B; FR2321959B1; IT1066989B; ES446467A1

Description

Th. Kieserling & Albrecht 22. August 1975 Solingen Pat.Abt.Bra/St. Patentanmeldung Akte K 205

Verfahren und Vorrichtungen zum Richten von Profilmaterial.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren.zum Richten von Profilmaterial, bei dem das Werkstück umlaufende Biegungen erfährt, wobei die dadurch hervorgerufenen Krümmungen zunächst stärker werden, dabei den Fließbeginn des Werkstoffs überschreiten und dann abklingen sowie Richtmaschinen zur Durchführung des Verfahrens.

Beim Richten von Profilmaterial kommt es immer wieder vor, daß die gewünschten Geradheits-Toleranzen nicht eingehalten werden können.· Gemeint sind insbesondere die Anwendungsfälle, wo ausgefallene Materialien mit hoher Streckgenze und/oder geringem Ε-Modul nicht oder nur schlecht gerichtet werden können. Betroffen sind weiterhin die Fälle, in denen besonders hohe Richtgenauigkeiten verlangt werden, z.B. die Weiterverarbeitung von gerichteten Blankstahlstäben durch ^;nachfolgendes Schleifen.

Es ist bekannt, Profilmaterial durch umlaufende Biegungen zu richten. Dies geschieht bei runden Vollquerschnitten zahlenmäßig im wesentlichen in Zwei-Walzen-Richtmaschinen oder in Richtmaschinen mit umlaufendem Richtkorb und bei runden Rohren im wesentlichen in 6- oder 7- Walzen-Richtmaschinen. Zu den betroffenen Richtmaschinen gehören weiterhin noch Schwingenrichtmaschinen, die bekanntlich auch von der Rundheit abweichende Querschnittsformen richten können. Bei statischer Betrachtungsweise werden bei diesen Richtmaschinen durch Richtrollen oder Richtdüsen ein oder mehrere gleichschenklige Biegedreiecke für das Werkstück gebildet. Ein solches gleichschenkliges Biegedreieck kann beim Über-

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gang zur dynamischen Betrachtungsweise und bei rein qualitativer Darstellung als rotierende Hüllkurve für die Krümmungen dienen, die ein Werkstückquerschnitt beim axialen Passieren dieses gleichschenkligen Biegedreiecks erfährt. Bei umlaufender Biegung, also bei im Verhältnis zum Werkstück umlaufendem Biegedreieck, erhält die Hüllkurve etwa die Form eines Doppelkegels. Bei diesem angenäherten Doppelkegel sind gleiche Kegel mit ihren Grundflächen aneinander gesetzt.

Der Erfindung liegt die neue Aufgabe zugrunde, das Richtergebnis bei Richtverfahren mit umlaufender Biegung durch Veränderungen des Ablaufs der dadurch hervorgerufenen Krümmungen zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Abklingen der Krümmungen mit plastischem Verformungsante.il langsamer erfolgt als deren Anstieg. In dem effindungsgemäß veränderten Verlauf von Anstieg und Abfall der Krümmungen, die ein Querschnitt des Werkstücks beim Passieren der Biegezone erfährt, sind in dem Bereich der abnehmenden Krümmungen mehr plastische Biegungen und Gegenbiegungen untergebracht, wodurch das Geradheitsergebnis verbessert wird. Dieser Bereich der abnehmenden Krümmungen, besonders in dem Abschnitt, in dem das Werkstück teilplastisch ist, beeinflußt das Richtergebnis entscheidend. Die Gesamtzahl der Biegungen in demBiegedreiec&ird dabei nicht verändert, Der flachere Verlauf der Hüllkurve im Bereich der abnehmenden Krümmungen hat weiterhin zu Folge, daß die kleinste verbleiben-

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de Restkrümmung, die die Ursache für die leicht schraubenlinienförmige Gestalt des gerichteten Werkstücks ist, deutlich reduziert wird. Die auslaufseitige Auflagerkraft ist bei der Erfindung geringer. Das ist wegen des Einflusses dieser Kraft auf die Oberflächengüte des Werkstücks von besonderer Bedeutung. Entsprechend verringert sich auslaufsei tig auch die von einem Führungslineal aufzubringende Kraft. Dadurch wird eine Riefenbildung am auslaufenden Werkstück verhindert oder zumindest eingeschränkt. Dieses Verfahr.en~hat den Vorzug, daß es sich bei allen bekannten Richtmaschinen anwenden läßt, soweit diese dem Werkstück eine umlaufende Biegung vermitteln.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung, kann vorgesehen sein, daß von den Krümmungen im ausklingenden Bereich nur diejenigen Krümmungen langsam abklingen, die einen plastischen Verformungsanteil beinhalten, während die sich anschließenden rein elastischen Krümmungen schroff abfallen. Das führt zu einer weiteren Streckung des Teils der Biegezone, in dem teil-· plastische abklingende Biegungen stattfinden, wodurch noch mehr Biegungen mit plastischem Verformungsanteil in der Biegezone untergebracht werden, was der erzielbaren Geradheit zugμte kommt. Die zugehörige Hüllkurve verläuft noch flacher, so daß die verbleibenden Restkrümmungen weiter abgebaut werden. Die Anzahl der rein elastischen Biegungen, die auf den Richteffekt keinen Einfluß mehr haben, wird stark reduziert.

Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf eine Zwei-Walzen-Richtmaschine mit einer konkaven Richtwalze besteht das kennzeichnende Merkmal darin, daß die Stelle des geringsten

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Durchmessers der konkaven Richtwalze außerhalb der Walzenlängsmitte ist und zur Einlaufseite des Werkstücks hin verschoben ist. Die Richtwalze wird damit asymmetrisch. Die Walzenlänge wird durch diese Maßnahme nicht verändert. Die zweite Walze ist so ausgebildet, daß sich im Bereich der maximalen Biegemomente ein etwa äguidistanter Richtspalt zwischen den beiden Walzen ergibt. Dadurch erhält diese zweite Walze in Abhängigkeit von der Krümmung der hyperbolischen Walze bei einem weiter unten beschriebenen Beispiel einlaufseitig einen konvexen Abschnitt der gegenüber dem geringsten Durchmesser der konkaven Walze in einen zylindrischen Abschnitt übergeht. Das Merkmal der asymmetrisch ausgebildeten konkaven Richtwalze in einer Zwei-Walzen-Richtmaschine birgt den weiteren Vorzug, daß" gegenüber dem Stand der Technik bei gleicher radialer und winkliger Anstellung der Richtwalzen eine stärkere Krümmung des Werkstücks stattfindet. Dadurch wird eine Zwei-Walzen-Richtmaschine für eine größere Werkstückvielfalt einsetzbar. Hier ist insbesondere an Werkstücke mit kleinen Durchmessern, hoher Streckgrenze bzw. geringem Ε-Modul gedacht, die große Krummheit vor dem Richten besitzen.

Durch die Verschiebung des geringsten Durchmessers der konkaven Walze zur Einlaufseite des Werkstücks hin wird die Länge der Walze nicht beeinflußt. Es wird damit erreicht, daß auch bereits im Betrieb befindliche Zwei-Walzen-Richtmaschinen recht einfach umgerüstet werden können. Durch den flabheren Verlauf der auslaufseitigen Kontur der konkaven Walze kommt es auch zu meinem geringeren Austritts-Winkel des Werkstü&ks(gegenüber der Werkstückachse bei geradem Durchlauf). Die auslaufseitige Rinne braucht nur eine ge-

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ringere Neigung aufzuweisen, was insbesondere hinsichtlich der weiteren Adjustage nützlich ist.

Bei einer Zwei-Walzen-Richtmaschine hat sich als besonders verteilhaft erwiesen, wenn die konkave Richtwalze so ausgebildet ist, _{da£ ihre} Abschnittslängen beid^eits- der Stelle, kleinsten Durchmessers in ein<=«n Verhältnis von 1 : 1,4 bis 1 : 2,5 stehen.

In Weiterbildung der vorab beschribenen Merkmale der Erfindung ist vorgesehen, daß bei einer Zwei-Walzen-Richtmaschine die schräg angestellten Walzen so angeordnet sind, daß der Kreuzungspunkt der Walzenachsen- bei übereinander angeordneten Walzen in der Draufsicht - zur Einlaufseite des Werkstücks hin verschoben ist. Die Schwenkachsen beider Walzen verlaufen durch diesen Kreuzungspunkt. Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen,einenäquidistanten Richtspalt· im Bereich des geringsten Durchmessers der konkaven Walze - unabhängig von der Schwenkung beider Walzen - zu erhalten. Zwei-Walzen-Richtmaschinen haben meistens neben der Richtfunktion eine Polieraufgabe. Diese Polieraufgäbe wird auf dem Abschnitt der Richtgut-Krümmung zwischen den Richtwalzen ausgeführt. Diese Polieraufgabe verlangt einen etwa äquidistan ten Richtspalt. Der Kreuzungspunkt der Werkstückmittellinie mit den Walzenachsen fällt.mit dem genannten Kreuzungspunkt zusammen.

Nach einer weiteren Ausführungform der Erfindung kann zur Erzielung des angestrebten Effektes an einer Zwei-Walzen-Richtmaschine vorgesehen sein, daß eine der beiden Walzen

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aus der waagerechten Anordnung, auf das einlaufende Werkstück zu, leicht gekippt ist. Di-ese recht einfache und kostengünstige Maßnahme kann hilfsweise angewendet werden und zeigt gute Richtergebnisse.

In besonderer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß das Profil der konkav/hyperbolisch ausgebildeten Walze sich aus zwei Abschnitten unterschiedlicher Hyperboloide zusammensetzt. Damit ist eine •Möglichkeit gezeigt, wie in bewährter Herstellungsweise mit geringem Mehraufwand die Fertigung der erfindungsgemäß konkaven Walze erfolgen kann, wobei die bisher gebräuchlichen Werkzeugmaschinen zum Einsatz kommen.

Auch bei einer lineallosen Zwei-Walzen-Richtmaschine mit einer drei-geteilten Unterwalze kann das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft angewandt werden (DT-PS 2 113713) Dann muß neben der bereits beschriebenen asymmetrisch konkaven Oberwalze der Anstieg des Durchmessers des mittleren Walzenabschnittes einlaufseitig bis gegenüber dem kleinsten Durchmesser der Oberwalze erfoigenund dort beendet "'sein.

Das erfindungsgemäße Verfahren findet eine weitere vorteilhafte Anwendungsmöglichkeit bei Richtmaschinen mit drei oder mehr Richtwalzen. In derartigenRichtmaschinen müssen, um zu dem angestrebten Effekt zu kommen, die Walzen,

die plastische Verformung verantwortlichen Kräfte auf das Werkstück aufbringen, zu den ihnen einlaufseitig benachbarten Auflager-Walzen geringere Abstände aufweisen als zu den ihnen auslaufseitig benachbarten Auflagerwalzen. Insbesondere Sechs-Walzen-Rohr-Richtmaschinen können auf unkomplizierte Weise dergestalt umkonstruiert werden, daß der Ort des geringsten Durchmessers des mittleren von drei

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Walzenpaaren zum einlaufseitigen Walzenpaar hin einen geringeren Abstand aufweist als zum auslaufseitigen Walzenpaar hin. Durch eine Übertragung des Gedanjcens der Rollengestaltung und -Anordnung an einer Zwei-Walzen-Richtmaschine auf die Sechs-Walzen-Richtmaschine-läßt sich ebenfalls der erfindungsgemäße Effekt erzielen. Bei einer dahingehenden Ausführungsform weisen die Rollen des mittleren Walzenpaares ein verzerrtes Profil auf/ bei dem der geringste Durchmesser zur Einlaufseite des Werkstücks hin verschoben ist. Beide Merkmale lassen sich kombinieren.

Bei Richtmaschinen mit drei oder mehr Walzen ist es nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorteilhaft, daß in Durchlaufrichtung des Werkstücks gesehen, die letzte Richtwalze bzw. das letzte Walzenpaar eine Verstelleinrichtung aufweist, mit der die Auslenkung des gebogenen Werkstücks veränderbar ist. So kann an dem am geringsten beanspruchten Richtwerkzeug die Durchbiegung eingestellt werden. Die kräftemäßige Auslegung der Verstelleinrichtung wird von diesem Vorteil entscheidend geprägt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die letzte Richtwalze bzw. das letzte Walzenpaar, in Durchlaufrichtung des Werkstücks gesehen, verstellbar ist.

Die Vorteil des erfindungsgemäßen Richtverfahrens kommen in besonderer Weise bei der Anwendung auf Umlauf-und Schwingenrichtmaschinen zum Tragen. Deshalb ist in spezieller Anwendung der Erfindung vorgesehen, daß das sich auf einer Kreisbahn bewegende Richtwerkzeug aus der Mitte zwischen den zwei benachbarten ortsfesten Einspann-Werkzeugen, auf das einlaufseitige Einspann-Werkzeug zu, versetzt angeordnet ist. Das Gewicht der Vorteile

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bei dieser Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich am besten aus der theoretischen Überlegung. Ausgehend von der Voraussetzung, daß bei "dieser Art Richtmaschinen üblicherweise beidseits des mittig angeordneten umlaufenden Richtwerkzeuges eine feste Einspannung des Werkstücks vorliegt, ergeben sich drei Bereiche etwa gleich großer plastischer Verformungen. Aus der erfindungsgemäßen Verschiebung und Verzerrung dieser plastischen Bereiche folgt, daß am. auslaufseitigen Auflager das Biegemoment im Verhältnis zur· Biegemoment unter dem umlaufenden Werkzeug absinkt, was zu ;einer Verbesserung des Richtergebnisses führt. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, das Biegewerkzeug so weit aus der Mitte zur Einlaufseite zu verschieben, daß im Bereich des Biegewerkzeugs eine große plastische Biegeverzerrung entsteht, am auslaufseitigen Auflager jedoch nur noch eine rein elastische Beanspruchung. Vorteilhaft ist insbesondere der Wegfall des dritten Bereiches plastischer Verformungen. Dies insbesondere, da die dort auftretenden plastischen Verformungen im Bereich der auslaufseitigen radialen Einspannung sehr schnell abgebaut werden. Der mittlere Bereich der Krümmungen, der dem auf einer Kreisbahn bewegten Richtwerkzeug zugeordnet ist, wird so umgestaltet, daß der Höchstwert der Krümmungen des Werkstücks zur Einlaufseite hin verschoben wird und die Biegungen, insbesondere die Biegungen mit plastischer Verformung, langsamer abklingen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß in einer Zwei-Walzen-Richtmaschine mit einer geteilten Walze, die Biegewalze zwei-geteilt ist und, daß ein Walzenabschnitt mit einer Doppel-Exzenter-Anordnung geradlinig auf

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die konkave Walze zu anstellbar ist. Dadurch werden die Krümmungen über einen großen Bereich der Biegezone in den plastischen Bereich der Werkstückverformung hinein angehoben. Die Anzahl der für das Richtergebnis unerheblichen elastischen Biegungen wird reduziert.

In seiner Grundstellung befindet sich der doppeltexzentrisch gelagerte Walzenabschnitt mit dem ihm benachbarten Walzenabschnitt in koaxialer Anordnung.

Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der zwei-geteilten Biegewalze besteht darin, daß der anstellbare Walzenabschnitt auf einem Zapfen des anderen Walzenabschnitts gelagert ist.

Eine weitere Ausführungsform einer Zwei-Walzen-Richt-Maschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens .besteht darin, daß die Biegewalze auf ihrer einlaufseitigen Stirnfläche eine große Bohrung aufweist, in die ein Lagerzapfen des ihr zugeordneten Walzenstuhls eingreift, auf welchem Lagerzapfen sie pendelnd gelagert ist. und, daß dieWalzenoberfläche am einlaufseitigen Teil der Walze eine angenähert kugelzonenförmige Gestalt hat, wobei der Kugelmittelpunkt etwa mit dem Schwenkpunkt der Pendellagerung zusammenfällt, und daß dem auslaufseitigen Walzenzapfen eine ansich bekannte Vorrichtung zur Veränderung des Richtspaltes zugeordnet ist. Der Vorteil dieser Ausführungsform beseht darin, daß mit einer einstückigen Walze der auslaufseitige Richtspalt verändert werden kann, ohne dabei gleichzeitig einlaufseitig eine Veränderung am Richtspalt vorzunehmen.

Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, daß die Biege-Walze zwischen je einem einlaufseitigen und auslaufseitigen balligen Abschnitt ihrer

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Kontur einen flachausgebildeten etwa 1/3 der Walzenlänge ausmachenden Bereich aufweist, dessen Konturkrümmung geringer ist als die zugehörige Krümmung der Biegelinie des Werkstücks, wobei der auslaufseitige Enddurchmesser des Bereiches 98 geringer ist als der einlaufseitige Enddurchmesser des Bereiches 98. Dadurch wird der Abschnitt, in dem das Werkstück ausklingende (teil-) plastische Biegungen erfährt, gestreckt. Die (teil-) plastischen Biegungen nehmen bis zum Übergang in den elastischen Bereich langsamer ab. Das führt zu dem Resultat, daß sowohl das Geradheitsergebnis verbessert, als auch die Korken zieher form des Richtgutes abgemildert wird.

Die gleichen erfindungsgemäßen Erfolge lassen sich in einer Drei-Walzen-Richtmaschine dadurch erzielen, daß die Biegewalze zwei-geteilt ist und die auslaufseitige Teilwalze mit einer Doppel-Exzenter-Anordnung radial auf das Werkstück zu anstellbar ist.

Die Erfindung wird anhand einiger Ausführungsbeispiele in der Zeichnung näher erläutert.

Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des

Krümmungsverlaufs beim erfindungsgemäßen Richtverfahren

Fig. 2 die erfindungsgemäß ausgebildeten

Richtwalzen einer Zwei-Walzen-Richtmaschine

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Fig. 3 die Walzenanordnung zur Durchführung

des Verfahrens bei einer Sechs-Walzen-Rohr -Richtmaschine

Fig. 4 die Walzenanordnung bei einer Sieben-Walzen-Richtmaschine

Fig. 5 eine besondere Walzenanordnung zur Durchführung des Verfahrens in einer Zwei-Walzen-Richtmaschine

Fig. 6 die WaIzen-Anordnung zur Durchführung des-Verfahrens bei einer Drei-Walzen-Richtmaschine

Fig. 7 eine Walzenanordnung vergleichbar mit Fig. 2 in der Draufsicht

Fig. 8 die erfindungsgemäße Walzenanordnung einer Richtmaschine ohne Führungslineale

Fig. 9 die schematische Darstellung einer Richtmaschine mit umlaufendem Richtwerkzeug

Fig. 10 Walzenanorndung einer Zwei-Walzen-Richt-Maschine mit zwei-geteilter Unterwalze

Fig. 11 Walzenausbildung einer Diegewalze einer Zwei-Walzen-Richtmaschine

Fig. 12 eine Zwei-Walzen-Richtmaschine mit besonderer Walzenausbildung

Fig. 13 eine Drei-Walzen-Richtmaschine mit besonders ausgebildeter Biegewälze.

Figur 1 zeigt näherungsweise den Verlauf der Krümmungen, die ein Querschnitt des Werkstücks 2 beim Passieren einer Biegezone

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2ζ einer Richtmaschine erfährt. Dabei bewegt sich das Werkstück in Richtung des Pfeiles 1. Der Verlauf der umlaufenden Krümmungen zeigt einlaufseitig im Bereich 3 eine sehr starke Steigung und überschreitet dabei den Fließbeginn des Werkstoffs. An den Bereich 3 schließt sich eine Folge von abnehmenden umlaufenden Krümmungen an. Diese Krümmungsfolge im Bereich 4 hat, absolut gesehen, eine deutlich geringere Steigung. Das Längenverhältnis der Bereiche 3:4 beträgt etwa 0,4 ... 0,7. Durch die erfindungsgemäße Aufteilung der Biegezone in die Bereiche 3 und 4 wird die Anzahl der für das Geradheitsergebnis entscheidenden ausklingenden Biegungen merklich erhöht. Der flachere Verlauf des Abklingens bewirkt zudem, daß die letzte, im Werkstück verbleibende, also plastische Verformung geringer wird und so die Korkenzieherform des Richtgutes Verbesserung erfährt.

Figur 2 zeigt die erfindungsgemäß ausgebildete konkave Walze 5 und die zugehörige, der Walze 5 besonders angepaßte Unterwalze 6. Die konkave Oberwalze 5 hat eine Form, vergleichbar mit der eines überdimensionierten "Luftgewehr-Diabolos". Die zwei Walzenballen 7,8 haben etwa gleiche maximale Durchmesser. An den einlaufseitigen Walzenballen 8schließt sich in Durchlaufrichtung des Werkstücks zunächst ein sich recht stark verjüngender Abschnitt 9 an, der vor der Längsmitte der Oberwalze 5 in den Walzenteil 10 mit dem geringsten Durchmesser übergeht, von wo aus sich ein langgestreckter konkaver Bereich 11 mit leicht zunehmendem Durchmesser anschließt. Die Abschnitte 9 und 11 werden bevorzugt hyperbolisch als zwei unterschiedlich gekrümmte HyperboMde ausgebildet. Die Unterwalze 6 hat eine beinahe geschoßartige Form mit einem balligen Konturabschnitt 13, der harmonisch in einen zylindrischen Teil 14 übergeht und rait einem kleinen auslaufseitigen Radius 17 endet.

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Die Unterwalze 6 ist so ausgebildet, daß sich zwischen ihr und der Oberwalze 5 im Bereich des geringsten Oberwalzen-Durchmessers ein äquidistanter Richtspalt ergibt. Die Walzen 5 und 6 sind, wie die vergleichbare Fig. 7 in der Draufsicht zeigt, schräg zueinander angestellt, d.h., die Walzenachsen kreuzen sich wie in der Darstellung nach Fig. 7. Dem Walzenteil 10 der Oberwalze 5 mit kleinstem Durchmesser liegt der Übergang von balligen Konturabschnitt 13 zum zylindrischen Abschnitt 14 der Unterwalze 6 gegenüber. Das (nicht dargestellte) Werkstück bewegt sich gem.Pfeil 16 zwischen den Walzen 5,6 hindurch.

Die aus Fig. 3 ersichtliche Walzenanordnung ist durch die Verschiebung des mittleren Walzenpaares 18,19 zur Einlaufseite des Werkstücks hin, gekennzeichnet. Der Abstand des Walzenpaares 18,19 vom einlaufseitigen Walzenpaar 20, 21 ist deutlich geringer als der Abstand zum auslaufseitig benachbarten Walzenpaar 22,23. Der Abstand zwischen den Auflager-Walzenpaaren 20, 21 einerseits und 22,23 andererseits ist gegenüber den bisher üblichen Abmessungen nicht verändert. Das Verhältnis der Abstände der Walzenpaare zueinander beträgt etwa 1 : 1,4 bis 1 : 2,5.

Die Walzenanordnung einer 7-Walzen-Richtmaschine nach Fig. 4 ist dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen 24,25,26 einerseits und die Walzen 27,28,29 andererseits im wesentlichen die Aufgabe haben, das (nicht dargestellte) Werkstück radial einzuspannen. Für die plastische Biegeverformung ist die Richtwalze 30 verantwortlich. Diese ist in Durchlaufrichtung des Werkstücks gesehen außermittig zwischen den beschriebenen Auflagern angeordnet. Der Pfeil 31 gibt die Durchlaufrichtung des Werkstücks an. Die Richtwalze

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30 ist auf die ihr einlaufseitig benachbarten Auflager bzw. Einspannwalzeh 24.... 26 zu aus der Längsmitte der Walzenanordnung verschoben.

Figur 5 zeigt eine" behelfsmäßige Möglichkeit, bei einer Zwei-Walzen-Richtmaschine den erfindungsgemäßen Verlauf der Krümmungen am Werkstück durch eine besondere Walzenanordnung zu erzielen. Die Richtwalzen 32 und 33 sind Walzen einer Zwei-Walzen-Richtmaschine mit herkömmlicher Gestalt. Dabei hat die Richtwalze 32 ihren geringsten Durchmesser auf ihrer Längsmitte. Auch die Richtwalze 33 ist symmetrisch ausgebildet. Durch ihre besondere Anordnung kann damit, wie durch die Anordnung der in Fig. 2 dargestellten Walzen, eine Verbesserung des Richtergebnisses erzielt werden. Die Unterwalze33 ist gegenüber der Oberwalze32 in der dargestellten Ansicht aus der waagerechten Anordnung auf das einlaufende Werkstück zu leicht gekippt. Durch das Kippen ist der Richtspalt zwischen den beiden Walzen auslauf sei tig etwas vergrößert worden. Vielter ergibt sich aus dieser Walzenanordnung eine Verschiebung der Biegekraft zur Einlaufseite, was qualitativ zu dem erfindungsgemäßen Ergebnis führt. Die Durchlaufrichtung des Werkstücks ist durch den Pfeil 3 4 angegeben.

Die Erfindung läßt sich mit gleicher Gültigkeit auf eine Drei-Walzen-Richtmaschine, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist, anwenden. Diese Wälzenanordnung besteht aus den Walzen 35, 3 6, 37. Die Walzen 35 und 36 sind auf einer gemeinsamen Welle 38 montiert. Die Richtwalze 36 ist auf der Welle 38 axial verschiebbar. Für die Verschiebung kommen bekannte Mittel in Anwendung. Alle Richtwalzen haben eine konvexe Arbeitsfläche. Die Richtwalze 35 hat auf ihrem Längs abschnitt, der der Unterwalze 37 benachbart ist, ein sich stark verjüngendes Profil.

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Diesem sich stark verjüngenden Profil ist seitens der Richtwalze 37 ein sich stark aufweitender Abschnitt 4O zugeordnet. Die Richtwalze 37 hat ihren.größten Durchmesser deutlich vor ihrer Längsmitte, um sich dann mit geringer Krümmung auf ihr auslaufseitiges Ende zu verjüngen. Die Arbeitsfläche 39 der Walze 36 hat die geringste Krümmung der drei Richtwalzen. Die Richtwalzen sind schräg zueinander angestellt. Die Richtwalze 37 ist aus der Mitte zwischen den beiden Walzen 35,36» auf die einlauf seitige Richtwalz"e 35 zu, versetzt. Pfeil 41 gibt die Einlaufrichtung des Werkstücks an.

In Figur 7 ist in Draufsicht ein Richtwalzenpaar 42, 43 dargestellt, bei dem sich die Walzenachsen 44,45 kreuzen. In der wiedergegebenen Ansicht verläuft die Mittellinie 46 des Werkstücks ebenfalls durch den Kreuzungspunkt Der Kreuzungspunkt 48 liegt in Durchlaufrichtung des Werkstücks (vergl. Pfeil 47) gesehen vor der Längsmitte der beiden Walzen. Der Kreuzungspunkt 48 teilt die Walzen etwa im Verhältnis 1 : 2,5 bis 1 : 1,4. Der Kreuzungspunkt liegt auf Höhe des kleinsten Durchmessers der konkaven Walze Diese entspricht durchweg der Walze 5. Die Schwenkachsen der Walzen führen durch den Kreuzungspunkt.

Figur 8 zeigt die Walzenanordnung einer ohne Lineale arbeitenden Richtmaschine. Diese Walzenanordnung besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einer konkaven Oberwalze 49-, die von ihrer Form her den Walzen 5 und 42 entspricht, und aus einer drei-geteilten Unterwalze 5O. Die Walze 49 und die Unterwalze 50 sind schräg zueinander angestellt. Die äußeren Teilwalzen 51 und 52 der Unterwal'ze

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sind exzentrisch auf der mittleren Teilwalze 53 gelagert und auf den Exzentern schwenkbar. Sie umgreifen die Oberwalze 49 ähnlich einer zweiten konkaven Walze. Das nicht dargestellte Werkstück wird gem. Pfeil 54 zwischen die Richtwalzen eingeführt. Die äußeren Teilwalzen 5^, 52 sind so angestellt, daß sich zwischen ihnen und der Oberwalze 49 ein Spalt ergibt, der enger ist, als der Werkstückdurchmesser. In diesem sich verjüngenden Spalt befindet sich das sich schraubenlinienförmig vorbewegende Werkstück und wird dort seitlich geführt. Die Besonderheiten der Walzen 49....53 bestehen in der Ausbildung der Oberwalze 49, wie bereits beschrieben, und in der Gestaltung insbesondere des Profils der drei-geteilten Walze 50. Die einlaufseitige TeÜlwalze 51 ist kurzer als die auslaufseitige.Teilwalze 52. Sie hat eine stark konvexe Krümmung. Die Teilwalze 53· hat, ähnlich wie die Unterwalze 37, einlaufseitig ein sich stark vergrößerndes Profil, das gegenüber dem kleinsten Durchmesser der Oberwalze 49 in einem zylindrischen Abschnitt übergeht. Die Teilwalze 52 hat - verglichen mit der Teilwalze 51 eine sich leicht aufweitende Form, die mit einem Radius auslaufseitig abschließt.

Figur 9 zeigt schematisch eine Umlauf- oder Schwingenrichtmaschine mit je zwei Paaren von Einspannwerkzeugen 57....60 und 61....64. Jeweils zwei Paare von Einspannwerkzeugen sind vor und hinter dem auf einer Kreisbahn mit öder ohne Eigendrehung bewegten Richtwerkzeug 65 angeordnet. Der Pfeil 66 zeigt die Bewegung des Werkzeugs 65 an. Das Richtwerkzeug 65 ist zwischen den zwei als Einzugsrollen^ausgebildeten Exnspannwerkzeugen und den zwei Auszugsrollen dar-

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stellenden Einspannwerkzeugen 61, 62 außermittig, auf die Einzugsrollen zu verschoben, angeordnet. In Figur 10 ist ein Walzensatz mit den Walzen 67, 68 gezeigt. Die Walze 68 ist die Biegewalze. Die konkave Walze 67 hat, ausgehend von den Walzenballen 69, 70 zunächst zwei sich stark verjüngende Abschnitte 71,72, die in einen langgezogenen Abschnitt 73 einmünden. Dieser konkaven Walze 67 ist eine konvexe Walze 68 zugeordnet, die aus einem Hauptteil 74 und aus einem Walzenabschnitt 75 besteht. Die Teilwalze 75 ist auf einem Drehzapfen 7 6 des Hauptteils 74 gelagert. Der Walzenabschnitt 75 ist über eine Doppel-Exzenter-Anordnung 77, 78 auf dem Drehzapfen 76 drehbar angeordnet. Die Teilwalze 75 befindet sich am auslauf seitigen Ende der konvexen Walze 68. Sie ist geradlinig auf den auslaufseitigen Teil des Abschnitts 73 zu anstellbar.Der Walzenabschnitt 75 hat etwa 1/4 der Längserstreckung des Hauptteils 74. Die Tesilwalze 75 komplettiert mit ihrer Arbeitsfläche in etwa den Teil des Profils der Biegewalze 68, der der konkaven Walze 67 zugewandt ist. Figur 11 zeigt eine Alternativlösung zu Fig. 10. Die dort

hauptsächlich dargestellte Unterwalze'79 ist einstückig. Sie weist einlaufseitig eine große Bohrung 80 auf. In diese Bohrung greift ein Lagerzapfen 81 des nicht dargestellten Walzenstuhls ein. Die Walze 79 ist auf diesem Lagerzapfen in der Bildebene schwenkbar gelagert. Lagerung und Walzenkontur sind so aufeinander abgestimmt, daß eine Schwenkbewegung der Walze 7 9 am Walzenzapfen 88 gem. Pfeil 82 durch eine nicht dargestellte und mit bekannten Mitteln erzielbare Verstellbewegung am einlaufseitigen Richtspalt keine nennenswerten Ver-

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änderungen hervorruft. Auslaufseitig wird durch eine derartige Schwenkung der Biegewalze 7 9 eine kleinejgzusätzliche Biegekraft auf das Werkstück aufgebracht. Die Walzenkontur der Biegewalze 79 ist in den ein- und auslaufseitigen Bereichen 83 und 84 stark gekrümmt, während sie im dazwischenliegenden Bereich 85 flacher verläuft. . Der Krümmungsmittelpunkt des Konturabschnitts 83 fällt in etwa mit dem Drehpunkt des Pendellagers 87 zusammen. Der Biegewalze 79 ist in schematischer Andeutung eine konkave Walze 86 zugeordnet, die im wesentlichen der Walze 67 entspricht.

Das Walzenpaar in Fig. 12 besteht aus einer konkaven Walze 89 und einer Biegewalze 90. Die Walzen sind in der Darstellung entgegen der Wirklichkeit nicht schräg gegeneinander angestellt. Die Walze 89 weist zwei stark gekrümmte ein- und auslaufseitig angeordnete Walzenballenabschnitte 91 und 92 auf. Das Längenverhältnis der Walzenabschnitte ein- und auslauf seitig vom Querschnitt 93 mit dem kleinsten Walzen-Durchmesser beträgt vorteilhaft 1 : 1,4....1 : 2,5. An Abschnitt 91 schließt sich in Durchlauf richtung des Werkstücks ein Abschnitt 94 an, der einen sich leicht vergrößernden Durchmesser aufweist. Auslaufseitig nimmt die Krümmung der Walzenkontur im Walzenabschnitt 92 noch einmal erkennbar zu. Gegenüber diesem stärker gekrümmten Konturabschnitt 92 ist der auslaufseitige ballige Walzenabschnitt 96 der konvexen Walze 90 angeordnet. Der andere ballige Walzenabschnitt 97 der Biegewalze 90 ist einlauf seitig vor dem Querschnitt 93 des geringsten Walzendurchmessers der konkaven Walze 89 angeordnet. Zwischen

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den Walzenabschnitten 96 und 97 ist ein Bereich 98 ausgebildet. Der Bereich 98 weist eine Krümmung seiner Kontur auf, die geringer ist als die zugehörige Biegelinie des Werkstücks. Das Maß "d" zeigt, daß der einlaufseitige ballige Walzenabschnitt 97 einen größeren Durchmesser hat als der auslaufseitige Walzenabschnitt 96.

Die Figur 13 entspricht mit ihren Walzen 99,100 den Walzen 35, 36 der Fig. 6. Die mittlere Walze 10.1 ist geteilt. Sie entspricht in ihrem Aufbau der Walze 68 der Fig. 10. Die auslaufseitige Teilwalze 101 b ist mit einer nicht gezeigten, der Fig. 10 entsprechenden Doppel-Exzenter-Anordnung auf einem Zapfen 102 der einlaufseitigen Teilwalze 101 a radial auf das Werkstück zu anstellbar.

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Claims

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Patentansprüche ;

Verfahren zum Richten von Profilmaterial, bei dem das Werkstück umlaufende Biegungen erfährt, wobei die dadurch hervorgerufenen Krümmungen zunächst stärker werden, dabei den Fließbeginn des Werkstoffs überschreiten und dann abklingen, dadurch gekennzeichnet, daß das Abklingen (4) der Krümmungen mit plastischem Verformungsanteil langsamer erfolgt als deren Anstieg (3).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von den Krümmungen im ausklingenden Bereich (4) nur diejenigen Krümim.ingen langsam ausklingen, die einen plastischen Verformungsanteil aufweisen, während die sich anschließenden rein elastischen Krümmungen schroff abfallen,

3. Zwei-Walzen-Richtmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer konkaven Richtv/alze, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil(10) des gerigsten Durchmessers der konkaven Richtwalze (5, 42, 49) außerhalb der Walzen -Längsmitte angeordnet ist und zur Einlaufseite des Werkstücks hin verschoben ist.

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Patentansprüche:

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4. Richtmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnittslängen der konkaven Walze beidseits der Stelle kleinsten Durchmessers in einem Verhältnis von 1 : 1,4 bis 1 : 2,5 stehen.

5. Zwei-Walzen-Richtmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schräg angestellten Walzen so angeordnet sind, daß der Kreuzungspunkt (48) der Walzenachsen

(44,45) - bei übereinander angeordneten Walzen in der Draufsicht - zur Einlaufseite des Werkstücks hin aus der Längsmitte der Walzen verschoben ist.

6. Zwei-Walzen-Richtmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit übereinander angeordneten Richtwalzen, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Walzen

(33) aus der waagerechten Anordnung auf das einlaufende Werkstück zu leicht gekippt ist.

•7.

Zwei-Walzen-Richtmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil der konkav/hyperbolisch ausgebildeten Walze (5) sich aus zwei Abschnitten (9,11) unterschiedlicher Hyperboloide zusammensetzt.

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Patentansprüche:

8. Zwei-Walzen-Richtmaschine nach Anspruch 3 mit einer drei-geteilten Unterwalze, dadurch gekennzeichnet, daß der Anstieg des Durchmessers des mittleren Walzenabschnittes (53) einlaufseitig bis gegenüber dem kleinsten Durchmesser der Oberwalze (49) erfolgt und dort beendet ist

10.

Richtmaschine mit drei oder mehr Walzen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen

(18,19,30,37), die die für die plastischen Verformungen verantwortlichen Kräfte auf das Werkstück aufbringen, zu den ihnen einlaufseitig benachbarten Auflager -> ■ Walzen

( 20, 21; 26,24; 35) geringere Abstände aufweisen als zu den ihnen auslaufseitig benachbarten Richtwalzen (22, 23; 27,29; 36).

Sechs-Walzen-Rohr-Richtmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ort geringsten Durchmessers des mittleren von drei Walzenpaaren (18,19) zum einlaufseitigen Walzenpaar (20,21) hin einen geringeren Abstand aufweist als zum auslaufseitigen Walzenpaar (22,23) hin.

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Patentansprüche:

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11.

12.

Richtmaschine nach Anspruch 9 mit drei Richtwalzen bzw. drei Richtrollen-Paaren, dadurch gekennzeichnet, daß, in Durchlaufrichtung des Werkstücks gesehen, die letzte Richtwalze (36) bzw. das letzte Richtwalzenpaar (22,23) eineVerstelleinrichtun g aufweist, mit der die Auslenkung des gebogenen Werkstücks veränderbar ist.

u. 11/

Richtmaschine nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, daß nur die letzte Richtwalze (36) bzw. nur das letzte Richtwalzen-Paar (22,23) in Durchlaufrichtung des Werkstücks verstellbar ist.

Richtmaschine mit umlaufendem Richtwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das sich auf einer Kreisbahn bewegende Richtwerkzeug (65) aus der Mitte zwischen den zwei benachbarten ortsfesten Einspannwerkzeugen (57....60, 61...,64) auf das einlaufseitige Einspannwerkzeug (57....60) zu versetzt angeordnet ist.

14.

Zwei-Walzen-Richtmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2 mit einer ge-

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Patentansprüche;

teilten Walze, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegewalze (68) zwei-geteilt ist und daß ein Walzenabschnitt (75) mit einer Doppel-Exzenter-Anordnung geradlinig auf die konkave Walze zu anstellbar, ist.

15. Zwei-Walzen-Richtmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der anstellbare Walzenabschnitt (75) auf einem Zapfen (76) des anderen Walzenabschnitts gelagert ist.

16. Zwei-Walzen-Richtmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegewalze (79) an ihrer einlaufseitigen Stirnfläche eine große Bohrung (80) aufweist, in die ein Lagerzapfen des ihr zugeordneten Walzenstuhls eingreift, auf welchem Lagerzapfen sie pendelnd gelagert ist, und daß die Walzenoberfläche am einlaufseitigen Bereich (83) der Walze eine angenähert kugelzonenförmige Gestalt hat, wobei der Kugelmittelpunkt etwa mit dem Schwenkpunkt der Pendellagerung zusammenfällt, und daß dem auslaufseitigen Walzenzapfen (88) eine ansich bekannte Vorrichtung zur Veränderung des Richtspaltes zugeordnet ist.

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Patentansprüche;

17,

Zwei-Walzen-Richtmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegewalze (90) zwischen zwei balligen Abschnitten (97,96) ihrer Kontur einen flach ausgebildeten etwa 1/3 der Walzenlänge ausmachenden Bereich (98) aufweist, dessen Konturkrümmung geringer ist als die zugehörige Krümmung der Biegelinie des WErkstücks, wobei der auslaufseitige Enddurchmesser des Bereiches (98) geringer ist als der einlaufseitige Durchmesser des Bereiches (98) .

18.

Drei-Walzen-Richtmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegewalze (101) zweigeteilt ist, und daß die auslaufseitige Teilwalze (1o1b) mit einer Doppel-Exzenter-Anordnung radial auf das Werkstück zu anstellbar ist.

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