DE4325492A1 - Richtmaschine für strang- oder bandförmiges Richtgut - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Richtmaschine für strang- oder bandförmiges Richtgut mit Dicken- und Durchmessertoleranzen, verdrallten Ovalitäten Profilen und Rippen.

Walzdrähte, -stäbe oder -stangen weisen bekanntermaßen herstellungsbedingt Maßtoleranzen, Ovalitäten und Längs­ rippen auf. Beim Wickeln des Materials entstehen durch Einwirkung einer von der Drehrichtung der Wickelmaschine abhängigen Drehung auf das Material Verdrehungen, die beim Abwickeln erhalten bleiben oder sich noch verstär­ ken.

Während des Richtens führen Querschnittsunterschiede und Verdrehungen dazu, daß das Richtgut aufgrund seiner strukturellen Abweichungen - der effektive Durchmesser kann bis zu maximal 20% abweichen - Restkrümmungen auf­ weist und nicht zufriedenstellend gerichtet ist. Diese Restkrümmung ist dadurch bedingt, daß die Längsachse des durchlaufenden Richtgutes bei jeder Durchmesserabweichung an den Richtrollen eine andere Auslenkung erfährt, die mit einer Winkeländerung gegenüber der Horizontalen (Richtungs-änderung) verbunden ist.

Werden beim Richten Richtflügel eingesetzt, erhöht sich zwar die Richtqualität. Richtflügel sind jedoch teuer, unterliegen einem starken Verschleiß und können bei pro­ filiertem Draht zu einer Oberflächenbeschädigung führen.

Der mangelnden Richtqualität begegnet man durch Wärmebe­ handlung aus der Walzhitze oder durch Kaltumformung des warmgewalzten Ausgangserzeugnisses. Mit beiden Maßnahmen erhöht sich die Streckgrenze, wodurch bei einer Biegung der plastische Anteil der Verformung gegenüber dem ela­ stischen Anteil klein wird und Durchmesserschwankungen sich beim Fertigdraht nur noch minimal auswirken. Sol­ cherart zusätzliche Maßnahmen verteuern jedoch das Pro­ dukt.

Um die beschriebenen Mängel zu beseitigen und eine gute Richtqualität zu erhalten, wurden verschiedene Möglich­ keiten vorgeschlagen.

Ein System von Rollen wird in der US-Patentschrift 299 615 beschrieben, die spiralförmig um die Drahtachse angeordnet sind und um diese rotieren. Der Aufwand für eine solche Anordnung ist sehr hoch, und eine Drahtbeschädigung infolge der Werkzeugrotation ist nicht zu vermeiden.

Die US-Patentschrift 2 084 746 stellt den Versuch der Drallunterdrückung durch ein exaktes Führen mit besonders geformten Rollen vor. Dieses Verfahren kann nur bei Stab­ material funktionieren, da hier ein freies Ende vorliegt, das sich unbehindert ausdrehen kann.

Die europäische Patentschrift 0 194 478 beschreibt eine Richtvorrichtung mit einer Vielzahl voneinander getrenn­ ter Richtrollengruppen in verschiedenen definierten Ebe­ nen zur Unterdrückung des Dralls. Diese Vorrichtung be­ sitzt einen sehr komplizierten Aufbau und ist schwer ein­ stellbar, so daß eine gute und konstante Richtqualität nicht gesichert ist.

Die europäische Patentschrift 0 269 157 betrifft eine Ge­ gendrehmaschine zum Richten von Profilen mit nicht homo­ genem Querschnitt, bei der das Richten zur Drallunter­ drückung auf einem Sinusweg mit wenigstens einer Zugein­ heit sowie einer winklig angeordneten Endbearbeitungs­ stufe erfolgt. Die zueinander versetzt angeordneten obe­ ren und unteren Rollen sind ortsfest und können einstell­ bar angeordnet sein.

Auch dieses System erfordert einen hohen Aufwand hinsichtlich des Einrichtens, der Einstellung und der Wartung einer Vielzahl von Richtstationen.

In der europäischen Offenlegungsschrift 0 379 028 ist eine in zwei Ebenen verstellbare Korrekturrolle beschrie­ ben, die in Verbindung mit einem den Draht fixierenden Rollenpaar arbeitet. Nach dem Richten im Richtrollensatz soll die Korrekturrolle die noch vorhandene Restkrümmung korrigieren. Das Verstellen der Korrekturrolle in der Ho­ rizontalen kann jedoch zu Drahtbeschädigungen führen.

Die europäische Offenlegungsschrift 0 446 648 beschreibt eine Anlage zum Rollenrichten und Linearisieren von Stä­ ben mit Drallunterdrückung; sie besitzt eingangsseitig eines jeden Richtblockes je ein Paar einander gegenüber­ liegender Treib-Rollen, von denen eine federnd und die andere angetrieben und ortsfest gelagert ist, um unabhän­ gig von Durchmesserschwankungen die erforderliche An­ triebskraft übertragen zu können.

Das Richten erfolgt mit zwei Richtsätzen in einer Ebene. Die einstellbaren Rollen beider Richtsätze sind in zwei Ebenen anstellbar. Im ersten Richtsatz wird in einer Ge­ raden gerichtet, im zweiten Richtsatz bogenförmig, um Verdrehungen zu unterbinden. Hinter dem zweiten Richtsatz befindet sich eine in zwei Ebenen einstellbare Korrektur­ rolle in Verbindung mit einem Rollenpaar zum Fixieren des Drahtes. Das Verstellen der Richtrollen und der Korrek­ turrolle in der Horizontalen kann je nach Einstellbetrag zu Drahtbeschädigungen führen.

Die deutsche Patentschrift 32 26 665 betrifft ein Draht­ richtwerk, bei dem die Richtrollen an einzelnen Lager­ blöcken in zwei im wesentlichen parallelen Ebenen gela­ gert sind. Jeder Lagerblock für die Richtrollen min­ destens einer Ebene ist mittels einer Schraube senkrecht zum Drahtverlauf verstellbar und wird von einer sich ab­ stützenden Feder in Anlage an der Schraube gehalten. Auf diese Weise wird jede Richtrolle unabhängig von den ande­ ren spielfrei gegen den Draht angestellt.

Die Nachteile der zuletzt genannten Richtsysteme bestehen in einem sehr hohen technischen Aufwand mit einer Viel­ zahl von Rollenrichtgestellen, die ein kompliziertes Ein­ stellen und Aufeinanderabstimmen erfordern. Darüber hin­ aus ist bei Verwendung der Korrekturrolle das Richtgut nur in der radialen Ebene schonend bearbeitbar, während es bei Verstellungen in der axialen Ebene zu Drahtbeschä­ digungen kommen kann.

Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, strang- oder bandförmiges Richtgut mit Durchmessertoleranzen, verdrallten Ovalitäten, Profilen und Rippen ohne Nachbe­ handlung materialschonend und mit guter Qualität in einer oder mehreren Ebenen unter vertretbarem maschinen­ bautechnischen Aufwand zu richten.

Die Lösung dieses Problems besteht in einer Richtmaschine mit einem vor dem letzten Richtwerkzeug angeordneten selbstregelnden Richtsystem in Gestalt eines Richtwerk­ zeugpaars aus einem festen und einem beweglichen Richt­ werkzeug in einander gegenüberliegender Anordnung. Das bewegliche Richtwerkzeug ist mit einer Kraft beaufschlagt und stützt sich an dem gegenüberliegenden festen Richt­ werkzeug (Stützrolle) über das Richtgut ab.

Auf diese Weise liegt das Richtgut stets am festen Richt­ werkzeug an und werden Durchmesseränderungen von dem be­ weglichen Richtwerkzeug aufgefangen. Das Richtgut ver­ bleibt in der Führungslinie, geführt durch das feste Richtwerkzeug, und Restkrümmungen infolge durchmesserbe­ dingter größerer oder verringerter Biegewinkel entfallen. Wegen des festen Richtwerkzeugs verstellt sich das beweg­ liche Richtwerkzeug immer um den Betrag, um den sich der Durchmesser ändert. Das bewegliche Richtwerkzeug wirkt somit als selbstregelndes Richtwerkzeug; es nimmt die Durchmesserabweichungen auf und gewährleistet, daß die am festen Richtwerkzeug anliegend durchlaufende Mantellinie des Richtguts stets ihre Lage im Raum beibehält.

Die auf das bewegliche Werkzeug wirkende Kraft muß größer sein als die für das Richtgut erforderliche Biegekraft und kleiner als die Kraft, die den Richtgutwerkstoff zwi­ schen den Richtwerkzeugen zum Fließen bringt.

Das Richten mit dem erfindungsgemäßen Richtwerkzeugpaar kann in jeder üblichen Richtmaschine in einer oder mehre­ ren Ebenen - auch mehrfach - erfolgen. So kann jedes obere oder untere Richtwerkzeug einer Richtmaschine Be­ standteil des erfindungsgemäßen Richtwerkzeugpaares sein.

Eine Richtmaschine kann auch mehrere erfindungsgemäße Richtwerkzeugpaare besitzen; ein solches ist jedoch zu­ mindest vor dem letzten Werkzeug, d. h. vor dem Auslaufrichtwerkzeug angeordnet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren er­ läutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 die Richtverhältnisse ohne ein erfindungsgemäßes Richtrollenpaar bei einem Durchmesserplus von 20%,

Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Rollenpaar,

Fig. 3 die Richtverhältnisse bei einer Durchmesserab­ weichung von plus 20% und

Fig. 4 die Richtverhältnisse bei einer Durchmesserabwei­ chung von minus 20%.

Übliche Richtmaschinen bestehen aus mehreren, jeweils in einer Ebene gegeneinander versetzten Rollen 1 bis 3 (Fig. 1), deren ortsfeste, wenn auch verstellbare Achsen 4 bis 6 an den Ecken eines üblicherweise gleichseitigen Drei­ ecks, mithin gegeneinander versetzt bzw. auf Lücke an­ geordnet sind. Jede Durchmesserabweichung eines durchlau­ fenden Drahtes 7 führt zu einer entsprechenden Änderung der Auslenkung des Drahtes an den Richtrollen mit von Rolle zu Rolle wechselnder Richtung.

Bei einer Richtmaschine (Fig. 2) mit erfindungsgemäßen Richtrollensätzen ist gegenüber einer Losrolle 8 eine Festrolle 9 angeordnet. Während die der Festrolle 9 be­ nachbarten Richtrollen 1 und 3 sich zwar in Abhängigkeit vom Nenndurchmesser des Drahtes an- bzw. einstellen las­ sen, im Betrieb jedoch eine ortsfeste Achse besitzen, ist die Losrolle 8 beweglich gelagert und mit einer Kraft F, beispielsweise einer Feder 10 beaufschlagt. Die Losrolle gewährleistet, daß der durchlaufende Draht stets in Be­ rührung mit der Festrolle bleibt und seine obere Mantel­ linie trotz etwaiger Durchmesserabweichungen eine stets raumfeste Lage einnimmt und so der in Durchlaufrichtung nächsten Richtrolle 3 zugeführt wird. Beträgt der Durch­ messer d des Richtgutes 10 mm, ergeben sich die Bie­ gewinkel α mit 6,30, die Durchbiegung D mit 5 mm (2×5 mm = 10 mm) und der Auslaufwinkel β mit 0°. Der Draht ist gerade gerichtet.

Bei einem Durchmesseranstieg um 20% von 10 mm auf 12 mm ergeben sich die Richtverhältnisse entsprechend Fig. 3. Die Losrolle 8, die sich mit der Kraft F am Richtgut 7 bzw. an der Festrolle 9 abstützt, nimmt die Durchmesser­ vergrößerung des Richtguts auf, d. h. sie weicht aus ihrer gestrichelt gezeichneten ursprünglichen Lage um den Durchmesserzuwachs von 20% nach unten aus und stellt sich damit auf eine neue Richtposition ein.

Verringert sich der Durchmesser des Richtguts um 20% von 10 mm auf 8 mm, stellt sich gemäß Fig. 4 die Losrolle 8 selbständig auf ihre neue Richtposition ein, indem sie sich infolge der beaufschlagenden Kraft F um das Durchmesserininus aus der gestrichelt dargestellten Ur­ sprungslage nach oben in Richtung der gegenüberliegenden Festrolle 9 bewegt.

Unabhängig von dem sich verändernden Durchmesser d des Richtgutes 7 bleiben die Biegewinkel α mit 6,3°, die Durchbiegung D mit 5 mm (2×5 mm = 10 mm) und der Aus­ laufwinkel β mit 0 konstant, wie in den Fig. 3 und 4 veranschaulicht.

Aus Fig. 1 ergeben sich demgegenüber die Richtverhält­ nisse ohne das erfindungsgemäße Rollenpaar aus Festrolle 9 und sich dagegen abstützender Losrolle 8 beispielsweise bei einem Durchmesseranstieg um 20% auf 12 mm. Es verän­ dern sich die Werte für die Biegewinkel α auf 7,6°, die Durchbiegung D auf 6 mm (2×6 mm = 12 mm) und den Aus­ laufwinkel β auf 1,3°. Der Werkstoff weist eine deutliche Restkrümmung nach unten auf.

Das erfindungsgemäße selbstregelnde System aus Festrolle und gegenüberliegender beweglich gelagerter kraftbeauf­ schlagter Losrolle gewährleistet durch das Konstanthalten der Biegewinkel, der Durchbiegung und des Auslaufwinkels den Sollzustand bei Durchmesserschwankungen unter gleich­ zeitiger materialschonender Behandlung des Richtgutes. Das erfindungsgemäße Rollenpaar bewirkt, daß die Längsachse des Drahtes auch bei Durchmesserabweichungen stets ihren Winkel mit der Horizontalen beibehält und nicht wie bei einer herkömmlichen Rollenanordnung (vgl. Fig. 1) eine Auslenkung nach der einen oder der anderen Richtung erfährt.

Claims (3)

1. Richtmaschine für strang- oder bandförmiges Richtgut mit

• - einem vor dem letzten Richtwerkzeug (3) angeord­ neten selbstregelnden Richtsystem aus
• - einem festen Richtwerkzeug (9) und
• - einem gegenüberliegenden, beweglichen Richtwerk­ zeug (8).

2. Richtmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das feste Richtwerkzeug (9) zwischen zwei festen Richtwerkzeugen (1, 3) angeordnet ist.

3. Richtmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen den Richtwerkzeugen weitere Richtsysteme (8, 9) angeordnet sind.