DE4207297A1 - Verfahren und vorrichtung zum richten von h-foermigen traegerprofilen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum richten von h-foermigen traegerprofilenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Richten von insbesondere schweren, großen, H-förmigen Trägerprofilen
zwischen vertikal beweglichen, ober- und unterhalb der Richtlinie
angeordneten Werkzeugen.
Schwere Profile oder Träger werden üblicherweise durch Biegen an
den krummen Stellen gerichtet. Das setzt es zunächst voraus, eine
vorhandene Krümmung visuell zu erfassen. Anschließend wird das
Profil dann in einer geeigneten Richtmaschine zwischen drei Stempeln
entgegen der Krümmung so weit gebogen, bis diese verschwindet, d. h.
das Profil geradegeformt ist. Beim Betrieb der für diesen Zweck
eingesetzten Richtmaschinen bestimmt das Bedienungspersonal aufgrund
seiner Erfahrung den Einsatz der Stempel und den Stempelhub.
Die beschriebene Arbeitsweise beim Richten von schweren Profilen
erfordert erfahrenes Bedienungspersonal, und das Richtergebnis hängt
weitestgehend von den Fähigkeiten dieser Personen ab. Der Zeitauf
wand für das Richten eines Profils ist somit nicht nur von dem
Krümmungszustand des Profils, sondern wesentlich auch von der
Erfahrung des Bedienungspersonals abhängig. Weiterhin ist es nur
schlecht möglich, eine wie beschrieben betriebene Richtmaschine in
einen kontinuierlichen Produktionsablauf einzubinden. Das setzt
entweder einen genügend großen Zeitabstand zwischen einzelnen in
die Richtmaschine zugeführten Profilen oder ein Zwischenlager
voraus. Dabei ist im ersten Fall die geringe Auslastung der Richt
maschine und im zweiten Fall der zusätzlich erforderliche Lagerplatz
nachteilig.
Einfacher zu bedienen sind zum Richten weiterhin bekannte Rollen
richtmaschinen, die im Gegensatz zu den Richtpressen außerdem einen
kontinuierlichen Durchlaufbetrieb gewährleisten. Aufgrund der
Vorgänge bei der plastischen Verformung läßt sich beim Rollenrichten
eine Profilhöhenveränderung bzw. -zunahme nicht vermeiden. Bei einem
H-förmigen Trägerquerschnitt, der sich aus zwei Flanschflächen und
einer Stegfläche zusammensetzt, muß der Steg mit seinem im Vergleich
zu beiden Flanschen wesentlich geringeren Widerstandsmoment die
Richtkraft aufnehmen, die zur Verformung des gesamten Querschnitts
erforderlich ist. Die Folge davon ist ein gegenüber den Flanschen
höherer plastischer Spannungsanteil des Steges, der die Profilhöhen
zunahme auslöst und ein Ausbeulen des Steges im Rollenbereich
bewirkt. Wenn bei extremer Beanspruchung die Bruchspannung des
Werkstoffes erreicht wird, kommt es zu schweren Richtfehlern im
Übergang Steg-Flansch. Ein Hinweis zum Erkennen der Bruchgefahr ist
die Profilhöhenzunahme, so daß ständig Stichprobenmessungen im
Betrieb durchgeführt werden müssen. Besonders bei schweren Träger
profilen mit großem Flansch-Steg-Verhältnis werden die Bedingungen
für die Rollenrichtmaschinen so ungünstig, daß dafür nur noch
Richtpressen zum Einsatz kommen, die aber nur eine diskontinuierli
che Betriebsweise erlauben und somit die Leistungsfähigkeit der
Rollenrichtmaschinen nicht erreichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zu schaffen, mit denen sich die vorgenannten Nachteile
vermeiden und das Richten von insbesondere schweren, großen, H-
förmigen Trägerprofilen im kontinuierlichen Betrieb erreichen läßt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Trägerflan
sche gewalzt werden. Dem auf diese Weise erreichten Richtwalzen,
wobei die Walzen nur Kontakt mit den Trägerflanschen bzw. mit Teilen
der Trägerflansche haben, liegt die Überlegung zugrunde, Krümmungen
zu beseitigen, indem die Flansche in der Dicke reduziert und damit
verlängert werden.
Es wird daher vorgeschlagen, daß auf die Höhe des Trägerprofils
eingestellte Richtwalzen das Trägerprofil über die äußeren Flansch
flächen abstützen und rechts und links in die Kammern des Träger
profils eingreifende Richtwalzen gegen die inneren Flanschflächen
angestellt werden. Ist z. B. das Trägerprofil über den Steg gekrümmt
- Bogen nach oben oder nach unten -, so wird der zu kurze Flansch
mit den ihn oben oder unten umschließenden Walzen in der Dicke
reduziert und verlängert. Wenn hingegen das Trägerprofil über den
Flansch gekrümmt ist - Bogen nach links oder nach rechts -, so
lassen sich durch Anstellen der zugehörigen Kanmerwalzen die linken
oder rechten oberen und unteren Flanschteile so weit längen, bis
die Krümmung beseitigt ist.
Wenn von Meßmitteln gewonnene, den Krümmungszustand des Träger
profils definierende Meßdaten einer Auswertungseinheit zugeführt
werden, lassen sich aus den Meßdaten die zu verformenden Flansch
bereiche, der Abwalzgrad und die Anstellung der Walzen ermitteln
und damit ein vollkontinuierlicher Produktionsablauf begünstigen.
Zum Richten schwerer H-förmiger Trägerprofile kann ein Richtwalzen
satz unterschiedliche Ballenlängen aufweisende Walzen besitzen, die
gegen die Flansche des Trägerprofils angestellt sind. Es empfiehlt
sich ein Richtwalzensatz mit mindestens drei vertikal anstellbaren
Walzenpaaren, von denen ein Walzenpaar eine größere Ballenlänge
ihrer Walzen als die anderen Walzenpaare aufweist und das Träger
profil mit einer oberen und einer unteren Walze über die äußere
Flanschfläche abstützt, während die Walzenpaare mit den kürzeren
Ballenlängen rechts und links in den Kammern des Trägerprofils
angeordnet sind und sich an die inneren Flanschflächen des Träger
profils anlegen. Bei einem Richtwalzensatz mit drei Walzenpaaren
und somit sechs Walzen stützen die außen liegenden, die größere
Ballenlänge aufweisenden Walzen den Träger oben und unten ab, und
die von beiden Seiten in die Kammern des Trägerprofils eingreifenden
Walzenpaare mit den kleineren Ballenlängen ihrer Walzen sind zwi
schen der oberen und unteren langen Walze angeordnet. Die Kammerwal
zen sind durch den Profilsteg, den sie auch nicht berühren, vonein
ander getrennt und haben nur Kontakt mit den inneren Flanschflächen
bzw. mit Teilen davon. Jeweils die beiden in einer Kammer des
Trägerprofils angeordneten Walzen bilden ein Walzenpaar.
Die Walzenpaare bzw. ihre Walzen lassen sich in den verschiedensten
Variationen anordnen, bei großen Trägerprofilen vorzugsweise in
einer Flucht übereinanderliegend. Verlangen die Kammermaße bei
weniger großen Trägerprofilen eine gedrängtere Bauweise des Richt
walzensatzes bzw. der Anordnung der Richtwalzen, können die obere
und die untere Walze versetzt zueinander und vertikal in einer
Flucht mit jeweils den ihnen benachbarten Walzen der Walzenpaare
mit den kürzeren Ballenlängen angeordnet werden.
Bei weiter verringerten Kammermaßen lassen sich die Walzen der
Walzenpaare mit den kürzeren Ballenlängen einander in vertikaler
Ebene überlappend anordnen und sind in diesem Fall aus der Sym
metrieachse des Trägerprofils bzw. der Richtlinie gerückt.
Eine Anordnung mit einander in vertikaler Ebene überlappenden
Kammerwalzen erlaubt es, daß mindestens zwei untere bzw. obere
Walzen und mindestens eine obere bzw. untere Walze mit ihnen zu
geordneten Walzen kurzer Ballenlänge einen Richtwalzensatz bilden.
Wenn dem Richtwalzensatz mindestens ein Krümmungssensor vorgeschal
tet und vorzugsweise über eine Auswertungseinheit mit einer Walzen
anstellung verbunden ist, lassen sich die jeweils zum Richten durch
Dickenreduzieren der Flansche zum Einsatz zu bringenden Walzen schon
vor dem Einlaufen der Krümmung entsprechend den Meßwerten einstel
len.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen schema
tisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es
zeigen:
Fig. 1 einen Richtwalzensatz im Einsatz bei einem rechts und
links neben dem Steg große Kammermaße aufweisenden Trä
gerprofil, in der Längsansicht dargestellt;
Fig. 2 den Richtwalzensatz gemäß Fig. 1 in der Seitenansicht;
Fig. 3 in der Seitenansicht eine erste Richtwalzenanordnung mit
horizontal versetzten Walzen für das Richten von kleinere
Kammermaße aufweisenden Trägerprofilen, deren Kammerwal
zen sich in vertikaler Ebene überlappen;
Fig. 4 eine zweite Richtwalzenanordnung mit horizontal versetz
ten Walzen für das Richten von kleinere Kammermaße auf
weisenden Trägerprofilen, deren Kammerwalzen sich in
vertikaler Ebene überlappen; und
Fig. 5 eine Richtwalzenanordnung gemäß Fig. 2 mit vorgeschalte
tem Krümmungssensor, der über eine Auswertungseinheit mit
der Walzenanstellung verbunden ist.
Ein in einem nicht dargestellten Gerüst einer Richteinheit gelager
ter Richtwalzensatz 1 für schwere Trägerprofile 2, die gemäß den
Fig. 1, 2 und 5 zwischen den Flanschen 3 des Trägerprofils 2
großvolumige Kammern 4 aufweisen, besteht aus drei in einer Flucht
übereinanderliegenden Walzenpaaren 5, 6, 7. Die obere bzw. untere
Walze 8, 9 des Walzenpaares 5 weist eine größere Ballenlänge 11 auf
als die rechts und links vom Profilsteg 12 in den Kammern 4 des
Trägerprofils 2 angeordneten Kammerwalzen 13, 14 bzw. 15, 16 des
vom Profilsteg 12 linken bzw. rechten Walzenpaares 6 bzw. 7. Die
Ballenlänge 17 der Kammerwalzen 13 bis 16 ist so ausgelegt, daß
diese Walzen mit geringem Abstand vor dem Profilsteg 12 enden,
diesen also nicht berühren.
Zum Richten von in den Zeichnungen nicht dargestellten Krümmungen
des Trägerprofils 2 mittels des drei Walzenpaare 5, 6, 7 mit sechs
vertikal anstellbaren Walzen 8, 9 und 13 bis 16 aufweisenden Richt
walzensatzes 1 werden die eine größere Ballenlänge 11 besitzenden
Walzen 8, 9 des Walzenpaares 5 auf die Höhe des Trägerprofils 2
eingestellt; sie stützen das Trägerprofil 2 über die äußeren
Flanschflächen von oben und unten ab. Die Walzenpaare 6, 7 mit den
die kürzeren Ballenlängen 17 aufweisenden Kammerwalzen 13, 14 bzw.
15, 16 greifen links und rechts in die Kammern 4 des Trägerprofils
ein; sie haben nur Kontakt mit den inneren Flanschflächen des
Trägerprofils 2.
Wie in Fig. 5 schematisch, lediglich als black-boxes dargestellt
wird, ist dem Richtwalzensatz 1 ein Krümmungssensor 18 vorgeschaltet
und elektrisch mit einer an die Walzenanstellung 19 angeschlossenen
Auswertungseinheit 21 verbunden. Von den Krümmungssensoren 18
gewonnene Meßdaten über den Krümmungszustand des Trägerprofils 2
gelangen in die Auswertungseinheit 21, die die zu verformenden
Flanschbereiche und die Höhe des Abwalzgrades ermittelt und ent
sprechende Stellsignale an die Walzenanstellungen 19 gibt, die
entsprechend diejenigen Kammerwalzen gegen die inneren Flansch
flächen anstellt, die benötigt werden, um zusammen mit der oberen
und unteren Walze 8, 9 den aufgrund einer Krümmung kürzeren Flansch
3 des Trägerprofils 2 in der Dicke zu reduzieren und damit zu
verlängern, bis die Krümmung beseitigt ist. Bei einem bspw. über
seinen Steg 12 nach unten gekrümmten Trägerprofil 2 würde der zu
kurze Flansch mit den Kammerwalzen 13 bzw. 15 - die folglich gegen
die inneren Flanschflächen angestellt werden müßten - des Walzenpaa
res 6 bzw. 7 und der oberen Walze 8 gewalzt werden.
In den Fig. 3 und 4 sind Anordnungen von Richtwalzensätzen 101, 201
für Trägerprofile 102, 202 dargestellt, die verglichen mit dem
Trägerprofil 2 gemäß den Fig. 1 und 2 weniger groß bemessen sind
und entsprechend kleinere Volumen bzw. Abmessungen ihrer rechts und
links des Profilsteges zwischen den Flanschen ausgebildeten Kammern
104, 204 besitzen. Damit sich das Richtwalzen auch bei diesen
Trägerprofilen durchführen läßt, sind die Walzen der Richtwalzensät
ze 101 bzw. 201 in der Höhe gedrängter angeordnet, insbesondere
liegen die Walzenpaare nicht mehr in einer Flucht übereinander. Bei
der Ausführung gemäß Fig. 3 sind die obere und die untere Walze 108
bzw. 109 versetzt zueinander und vertikal in einer Flucht mit
jeweils den ihnen benachbarten Kammerwalzen 113 und 114 bzw. 115
und 116 - die beiden letzteren liegen auf der anderen Seite des
Profilsteges und sind in der Figur nicht ersichtlich - angeordnet.
Die Kammerwalzen 113 und 114 - und entsprechend die nicht ersicht
lichen Kammerwalzen 115, 116 - überlappen sich zudem in vertikaler
Ebene, d. h. sie sind aus der mit der Richtlinie 22 zusammenfallenden
Längs-Symmetrieachse des Trägerprofils 102 heraus nach oben bzw.
unten verlagert. Trotz der geringeren Bauhöhe 23 zwischen den
Flanschen des Trägerprofils 102 bzw. 202 können aufgrund des sowohl
horizontalen als auch vertikalen Versatzes der Walzen im Durchmesser
ausreichend dicke Richtwalzen in den Kammern 104 bzw. 204 angeordnet
werden.
Die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsvariante des Richtwalzensatzes
201 unterscheidet sich von der Walzenanordnung gemäß Fig. 3 le
diglich durch eine in Durchlaufrichtung 24 des Trägerprofils 202
nachgeordnete Walzengruppe, bestehend aus einer weiteren Walze mit
großer Ballenlänge 11, die sich von unten an die äußere Flansch
fläche des Trägerprofils 202 anlegt, sowie in beiden Kammern 204
rechts und links neben den Profilsteg eingreifende Kammerwalzen 26,
die der Walze 25 zugeordnet sind.
Das Profil 202 erfährt beim Durchlaufen der Walzengruppen abwech
selnd am unteren Flansch 27 und am oberen Flansch 28 jeweils eine
Streckung. Diese Streckung wird von Walzengruppe zu Walzengruppe
absolut kleiner. Hierdurch kann eine günstige Restspannung erreicht
werden. Weitere Walzengruppen 25/26 können abwechselnd am oberen
Flansch 28 und unterem Flansch 27 folgen, um die Restspannung noch
weiter zu verkleinern.
Bezugszeichenliste
1, 101, 201 Richtwalzensatz
2, 202, 202 Trägerprofil
3 Flansch
4, 104, 204 Kammer
5 Walzenpaar
6 Walzenpaar
7 Walzenpaar
8, 108, 208 Walze
9, 109, 209 Walze
10 -
11 Ballenlänge
12 Profilsteg
13, 113, 213 Kammerwalze
14, 114, 214 Kammerwalze
15 Kammerwalze
16 Kammerwalze
17 Ballenlänge
18 Krümmungssensor
19 Walzenanstellung
20 -
21 Auswertungseinheit
22 Richtlinie
23 Bauhöhe
24 Durchlaufrichtung
25 Walze
26 Kammerwalze
27 unterer Flansch
28 oberer Flansch
2, 202, 202 Trägerprofil
3 Flansch
4, 104, 204 Kammer
5 Walzenpaar
6 Walzenpaar
7 Walzenpaar
8, 108, 208 Walze
9, 109, 209 Walze
10 -
11 Ballenlänge
12 Profilsteg
13, 113, 213 Kammerwalze
14, 114, 214 Kammerwalze
15 Kammerwalze
16 Kammerwalze
17 Ballenlänge
18 Krümmungssensor
19 Walzenanstellung
20 -
21 Auswertungseinheit
22 Richtlinie
23 Bauhöhe
24 Durchlaufrichtung
25 Walze
26 Kammerwalze
27 unterer Flansch
28 oberer Flansch
Claims (11)
1. Verfahren zum Richten von insbesondere schweren, H-förmigen
Trägerprofilen zwischen vertikal beweglichen, ober- und un
terhalb der Richtlinie angeordneten Werkzeugen,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Trägerflansche gewalzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf die Höhe des Trägerprofils eingestellte Richtwalzen
das Trägerprofil über die äußeren Flanschflächen abstützen und
rechts und links in die Kammern des Trägerprofils eingreifende
Richtwalzen gegen die inneren Flanschflächen angestellt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß von Meßmitteln gewonnene, den Krümmungszustand des Träger
profils definierende Meßdaten einer Auswertungseinheit zu
geführt werden.
4. Vorrichtung zum Richten von insbesondere schweren, H-förmigen
Trägerprofilen zwischen vertikal beweglichen, ober- und un
terhalb der Richtlinie angeordneten Werkzeugen,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Richtwalzensatz (1, 101, 201) unterschiedliche Ballen
längen (11, 17) aufweisende Walzen (8, 9, 13 bis 16, 108, 109,
113 bis 116, 208, 209, 213 bis 216; 25, 26) besitzt, die gegen
die Flansche (3) des Trägerprofils (2, 102, 202) angestellt
sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
gekennzeichnet durch
mindestens drei vertikal anstellbare Walzenpaare (5, 6, 7),
von denen ein Walzenpaar (5) eine größere Ballenlänge (11)
ihrer Walzen als die anderen Walzenpaare (6, 7) aufweist und
das Trägerprofil (2) mit einer oberen und einer unteren Walze
(8, 9) über die äußeren Flanschflächen abstützt, während die
Walzenpaare (6, 7) mit den kürzeren Ballenlängen (17) rechts
und links in die Kammern (4) des Trägerprofils (2) eingreifen
und sich an die inneren Flanschflächen des Trägerprofils (2)
anlegen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Walzenpaare (5, 6 bzw. 5, 7) in einer Flucht überein
anderliegend angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren
der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die obere Walze (108, 208) und die untere Walze (109, 209)
versetzt zueinander und vertikal in einer Flucht mit jeweils
den ihnen benachbarten Walzen (113, 114 bzw. 115, 116) der
Walzenpaare mit den kürzeren Ballenlängen (17) angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Walzen (113, 114 bzw. 115, 116; 213, 214 bzw. 215, 216)
der Walzenpaare mit den kürzeren Ballenlängen (17) einander
in vertikaler Ebene überlappend angeordnet sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens zwei untere bzw. obere Walzen (209, 26) und
mindestens eine obere bzw. untere Walze (208) mit ihnen zu
geordneten Walzen (213, 214 bzw. 215, 216, 25) kurzer Ballen
länge einen Richtwalzensatz (201) bilden.
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren
der Ansprüche 4 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Richtwalzensatz (1, 101, 201) mindestens ein Krümmungs
sensor (18) vorgeschaltet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Krümmungssensor (18) über eine Auswertungseinheit (21)
mit einer Walzenanstellung (19) verbunden ist.
Priority Applications (6)
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