DE2818909C2 - Richtmaschine für Stangen, Rohre oder dergleichen Werkstücke - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Richtmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Maschinen bestehen gewöhnlich aus mindestens zwei Walzen, zwischen denen ein Werkstück hindurchgeführt wird, wobei die Walzen auf das Werkstück ein Biegemoment ausüben, das ausreicht, um ein plastisches Fließen des Materials des Werkstücks hervorzurufen. Das Werkstück wird gedrelu, wenn es zwischen den Walzen hindurchgeführt wird, so daß die Beanspruchung, der jeder Teil des Werkstücks unterworfen wird, mindestens einmal und gewöhnlich mehrere Male umgekehrt wird, wenn dieser Teil des Werkstücks zwischen den Walzen hindurchläuft. Da Rohre leichter als Stangen vei formt werden können, da sie teilweise zusammengedrückt werden, bestehen Rohrrichtmaschinen gewöhnlich aus verschiedenen Walzenpaaren, während Stangenrichtmaschinen gewöhnlich nur ein einziges Walzenpaar aufweisen. Jedoch kann eine StangenriLhtmaschine auch zum Richten von Rohren sowie eine Rohrrichtmaschine auch zum Richten von Stangen verwendet werden.

Beide an dem Werkstück angreifende Walzen einer Richtmaschine werden normalerweise angetrieben, wobei ihre entsprechenden Achsen zu der Bahn des Werkstücks geneigt sind, so daß die Walzen einen Vorschub des Werkstücks längs dieser Bahn und auch eine Drehung um seine Achse verursachen. In einem gegebenen Zeitpunkt wird ein bestimmter Längenabschnitt des Werkstücks in der Richtmaschine über seine Elastizitätsgrenze hinaus beansprucht. Dieser Längenabschnitt wird die »plastische Länge« genannt.

Versuche haben gezeigt, daß die plastische Länge die Genauigkeit, mit der eine Stange gestreckt wird, beeinflußt. Im allgemeinen läßt sich sagen, daß das Werkstück umso gerader gerichtet wird, je größer die plastische Länge ist.

Aus der FR-OS 23 21 959 ist eine eingangs bezeichnete Richtmaschine mit einem Paar Walzen bekannt, deren Achsen in Durchlaufrichtung des Werkstücks spitzwinklig sowie in im wesentlichen parallelen Ebenen zueinander angeordnet sind und deren Mantellinien jeweils zwei im Abstand voneinander angeordnete Abschnitte unterschiedlicher Krümmung aufweisen, die bei der einen Walze hyperbolisch sind.

Bei dieser Walzenform wird aber noch keine ausreichend große plastische Länge am Werkstück erreicht. Dies ist darauf zurückzuführen, daß nur ein einmaliges und relativ geringes Biegen des Werkstücks erfolgt. Einerseits ist dadurch die plastische Länge wie bei anderen üblichen Riehunaschinen verhältnismäßig klein.

Andererseits hängt die Qualität des Richtvorgangs auch davon ab, wie oft die Biegung eines Werkstückabschnitts während des Durchgangs durch die Richtmaschine umgekehrt wird. Dies wiederum hängt ?um einen von der Länge ab, die das Werkstück während einer Umdrehung in der Richtmaschine vorgeschoben wird. zürn anderen von der Länge des Werkstückabschnitts, die in jedem Augenblick in der Richtmaschine einer plastischen Verformung unterworfen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Richtmaschine der eingangs angegebenen Gattung anzugeben, die ohne Erhöhung der Anzahl der Walzen eine Vergrößerung der »plastischen Länge« des Werkstücks, d. h. eine Vergrößerung der Länge des Werkstückabschnitts, der in jedem Augenblick plastisch verformt wird, ermöglicht.

Diese Aufgabenstellung wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die unterschiedlichen Krümmungen bei der anderen Walze auch hyperbolisch sind und die unterschiedlichen Krümmungen — soweit sie verschiedenen Walzen zugeordnet sind — einander gegenüberliegen.

So ergibt sich zwischen dem Walzenpaar eine nicht geradlinige Bahn, die zwei in entgegengesetzte Richtungen we'sende Krümmungen aufweist, in deren Bereich das Werkstück plastisch verformt wird. Diese Art der Krümmungen bewirkt eine Vergrößerung der plastischen Länge des Werkstücks beim Durchgang durch die Richtmaschine.

In diesem Zusammenhang ist unter einer Krümmung ein gekrümmter Teil der genannten Bahn zu verstehen, innerhalb dessen die Krümmung zunimmt und dann entlang der Bahn abnimmt.

Die Krümmungen in den Mantellinien der Walzen ergeben sich jeweils aus einer entsprechenden Rotationsfläche um die jeweilige Walzenachse. Die unterschied'ichen Krümmungen in den Mantellinien entsprechen Teilen von unterschiedlichen Hyperbeln.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch veranschaulicht. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer Richtmaschine, bei der zur besseren Übersichtlichkeit einige Teile weggelassen sind;

F i g. 2 eine perspektivische Draufsich: auf die Walzen und Führungselemente der Richtmaschine in vergrößertem Maßstab; und

Fig. 3 einen Querschnitt der Walzen in einer Mittelebene der Richtmaschine gemäß der Linie III-III in F i g. 2.

Die in F i g. 1 gezeigte Maschine ist eine Zweiwalzen-Richtmaschine mit oberen und unteren, an einem Werkstück, z. B. einer Stange, angreifenden Walzen 10, 11. Diese werden durch ihre Achsen 12, 13 horizontal durch Lager 14 an jedem Ende jeder Walze getragen. Die Tragkonstruktion für die Lager entspricht der für Zweiwalzen-Richtmaschinen üblichen Form. Mindestens eine der Walzen ist senkrecht gegenüber der anderen Walze hin- und herbewegbar, um den Spalt zwischen den Walzen zu verändern. Für den Antrieb der Walzen 10, 11 sind entsprechende Elektromotoren 15, 16 vorgesehen. Der Motor 15 ist mit der Walze 10 durch eine Welle 17 verbunden, die mindestens zwei Universalgelenke umfaßt. Der Motor 16 ist mit der Walze M durch eine Welle 18 verbunden, die ebenfalls Universalgelenke umfaßt.

Wie Fig. 2 zeigt, ist die Achse 12 der Walze 10 in einem spitzen Winkel zu einer Mittelebene 19 der Richtmaschine geneigt. Die Achse 13 der Walze 11 ist gegenüber der Ebene 19 in demselben spitzen Winkel, aber in entgegengesetzter Richtung, geneigt. Die Mittelebene 19 der Richtmaschine teilt den Winkel zwischen den Achsen 12 und 13 in zwei gleiche Teile. Die die Lager 14 tragende Konstruktion kann so angepaßt werden, daß sie eine Einstellung des Neigungswinkels der Achsen 12, 13 gegenüber der Mittelebene 19 in bekannter Weise ermöglicht.

Eine Führungsvorrichtung ist zur Führung des Werkstücks zu den Walzen 10, 11 längs einer Zuführbahn vorgesehen, so daß die Achse des Werkstücks an der Zuführbahn mit der Mittelebene 19 zusammenfällt. Die Führungsvorrichtung ist auch zur Führung eines die Walzen 10, 11 verlassenden Werkstücks längs einer Ausgangsbahn so angeordnet, daß die Achse des Werkstücks auf der Ausgangsbahn mit der Mittelebene 19 zusammenfällt. Die Führungsvorrichtung umfaßt eine Führungsrinne 21. welche die Zuführbahn bildet. Dem anderen Ende der Walzen 10, 11 ist eine weitere Führungsrinne 22 nachgeordnet, welche die Ausgangsbahn bildet.

Die Führungsvorrichtung umfaßt ferner ein Paar Führungselemente 23, 24, die in Fig. 1 und 3 nicht gezeigt sind und annähernd horizontal liegen sowie jeweils auf jeder Seite der Mittelebene 19 in einer Höhe zwischen den Achsen 12, 13 der Walzen 10, 11 angeordnet sind. Die Führungselemente 23, 24 haben entsprechende Arbeitskanten, die zwischen den Walzen 10, 11 liegen und gegenüberliegende seitliche Begrenzungen einer Bahn bilden, entlang welcher das Werkstück zwischen den Walzen 10,11 hindurchbewegt wird. Die Führungselemente 23, 24 leiten das vordere Ende des Werkstücks entlang der gewünschten Bahn von der Führungsrinne 21 zu der Führungsrinne 22. Die Führungselemente 23, 24 hnlten auch das rückwärtige Ende des Werkstücks auf der gewünschten Bahn, nachdem dieses Ende die Führungsrinne 21 verlassen hat.

Die Walzen 10,11 sind identisch und haben ein Profil, das in Fig. 2 dargestellt ist. Zur Verdeutlichung der Darstellung ist die Form des Profils in Fig. 2 übertrieben dargestellt. Die das Werkstück berührende Oberfläche der Walze 10 besteht aus drei Abschnitten, nämlich einem breiten Endabschnitt 25, einem schmalen Endabschnitt 26 und einem Mittelabschnitt 27. Der Endabschnitt 25 ν ird durch die Rotation eines Teils einer Hyperbel um die Achse 12 der Walze erzeugt. Der Durchmesser des Endabschnitts 25 ist größer als der Durchmesser an der Verbindungsstelle zwischen dem Endabschnitt 25 und dem Mittelabschnitt 27. Der Endabschnitt 26 wird ebenfalls durch die Rotation eines Teils einer Hyperbel um die Achse der Walze erzeugt. Jedoch liegt die Hyperbel, von welcher der Endabschnitt

26 erzeugt wird, näher an der Achse 12 als die Hyperbel, von welcher der Endabschnitt 25 erzeugt wird. So ist der Durchmesser der Walze an der Verbindungsstelle zwischen dem Endabschnitt 26 und dem Mittelabschnitt '

27 geringfügig kleiner als der Durchmesser an der Verbindungsstelle zwischen den Abschnitten 25 und 27, und der Durchmesser des Endabschnitts 26 ist geringfügig kleiner als der Durchmesser des Abschnitts 25. Der Durchmesser der Walze längs des Mittelabschnitts 27 ändert sich allmählich von dem Durchmesser der letztgenannten Verbindungsstelle zum Durchmesser an der Verbindungsstelle /"zischen den Abschnitten 26 und 27, so daß der Mittetabschnitt eine im wesentlichen kegelstumpfförmige Gestalt hat, die sich von einer genau kegelstumpfförmigen Gestalt so weit unterscheidet, daß sich ein allmählicher Übergang zu den Endabschnitten 25,26 ergibt.

Der breite Endabschnitt 25 der Walze 10 ist in der Nähe des schmäleren Endabschnitts der Walze 11 angeordnet und umgekehrt. Die Walzen liegen sich direkt gegenüber, d. h., die Mittelebene 33 der Walze 10 schneidet die Mittelebene 34 der Watee 11 längs einer senkrechten geraden Linie, die in der Mitteiebene 19 der Richtmaschine liegt, und schneidet in einem Mittelpunkt der Richtmaschine die Mittellinie der Bahn, entlang welcher das Werkstück durch die Richtmaschine geführt wird. Die Achsen 12, 13 der Walzen 10, 11 schneiden auch die senkrechte Linie, die durch den Mittelpunkt der Richtmaschine verläuft. Aus Fig. 3 ist zu ersehen, daß die Bahn, entlang welcher das Werkstück zwischen den Walzen 10, 11 bewegt wird, einen ersten Endabschnitt 28 umfaßt, der geradlinig und horizontal ist, sowie einen Mittelabschnitt 29, der geradlinig und nach oben geneigt ist, und eine Aufwärtskrümmung 30, welche die Abschnitte 28, 29 verbindet, sowie einen zweiten Endabschnitt 31, der auch geradlinig und horizontal ist, und eine Abwärtskrümmung 32, welche die Abschnitte 29,31 verbindet.

Die Richtungsänderung der Bahn an den Krümmungen 30, 32 ist ebenso wie der Abstand, durch den die geradlinigen Abschnitte 28,31 der Bahn gegeneinander versetzt sind, übertrieben dargestellt. Die entsprechenden Formen der Endabschnitte 25, 26 können in gewissem Umfang gegenüber den durch Rotation einer Hyperbel erzeugten Flächen differieren. Beispielsweise können die Enden der an dem Werkstück angreifenden Oberfläche jeder Walze im wesentlichen zylindrisch sein, wobei das eine Ende jeder Walze einen Durchmesser aufweist, der etwas größer als das andere Ende der Walze ist.

Ist die Richtmaschine in Betrieb, werden die Walzen 10, 11 so gedreht, daß sie ein von ihnen erfaßtes Werkstück in der gleichen Richtung drehen und gleichzeitig längs der Zuführbahn vorschieben. Da jeder Abschnitt des Werkstücks längs der Bahn zwischen den Walzen 10, 11 hindurchgeführt wird, wird er gebogen oder gekrümmt, während er sich an der Krümmung 30 der Bahn befindet, und wiederum gekrümmt, während er sich an der Krümmung 32 der Bahn befindet.

Ein Werkstück, das gerichtet wird, wird über seine plastische Grenze hinaus sowohl in der Nachbarschaft der Krümmung 30 der Bahn als auch in der Nachbarschaft der Krümmung 32 beansprucht. Die plastische Länge des Werkstücks ist größer als bei einer bekannten Zweiwalzen-Richtmaschine, die nur eine einzige Krümmung im Werkstück hervorruft.

Die Krümmungen 30 und 32 verlaufen in entgegengesetzte Richtungen, so daß ein Werkstück, das gerichtet wird, sich den Walzen 10, 11 entlang einer horizontalen Bahn nähert und die Walzen längs einer horizontalen Bahn verläßt. Ferner liegen beide Krümmungen 30, 32 in der Mittelebene 19 der Richtmaschine, so daß die Mittellinie des Werkstücks innerhalb dieser Mittellinie verbleibt.

Die das Werkstück berührende Oberfläche der Walze 10 ist in der Zeichnung in Längsrichtung der Walze kontinuierlich ausgebildet. Die Fläche einer der Walzen kann jedoch auch in Längsrichtung dieser Walzen unterbrochen ausgebildet sein. Verschiedene Abschnitte der Oberfläche können auf konstruktiv getrennten

Walzenteilen gebildet werden, die sich um eine gemeinsame Achse drehen, und zwar entweder zusammen oder mit einer in gewissem Umfang unterschiedlichen Geschwindigkeit.

Wenn die Walzen 10, 11 identisch sind, sind die auf das Werkstück durch jede der Walzen ausgeübten Drehmomente im wesentlichen gleich, und zwar sogar ohne die Verwendung einer elektrischen Steuervorrichtung. Ferner bewirken dann die Walzen jeweils eine gleiche, jedoch entgegengesetzte Verdrehung des Werkstücks sowie eine Verdrehung des Werkstücks in einer horizontalen Ebene, so daß ein übermäßiger Verschleiß der Führungselemente 23 und 24 vermieden wird.

Wenn die Walzen 10, 11 identisch sind, sind ihre entsprechenden Achsen 12, 13 auf den gleichen Neigungswinkel zur F.bene 19 eingeslellt. Damit können Werkstücke unterschiedlichen Durchmessers mit den Walzen 10, 11 gerichtet werden, die in einem gleichen Winkel zur Ebene 19 eingestellt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Richtmaschine für Stangen, Rohre oder dergleichen Werkstücke, mit einem Paar Walzen (tO, 11), deren Achsen (12, 13) in Durchlaufrichtung des Werkstücks spitzwinklig sowie in im wesentlichen parallelen Ebenen zueinander angeordnet sind und deren Mantellinien jeweils zwei im Abstand voneinander angeordnete Abschnitte unterschiedlicher Krümmung aufweisen, die bei der einen Walze (10) hyperbolisch sind, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen Krümmungen bei der anderen Walze (U) auch hyperbolisch sind und die unterschiedlichen Krümmungen — soweit sie verschiedenen Walzen zugeordnet sind — einander gegenüberliegen.