DE4410143A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Richten und Messen eines Stahlprofils, insbesondere einer Schiene - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Richten und Messen eines Stahl­ profils, insbesondere einer Schiene, umfassend eine Richtpresse mit einer Transport­ einrichtung und eine Meßeirichtung zum Messen einer Schienenverformung. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Richten und Messen eines Stahl­ profils, insbesondere einer Schiene, wobei eine Ist-Verformung eines Endabschrittes des Stahlprofils durch eine Meßeinrichtung gemessen und entsprechend des Vergleichs der gemessenen Ist-Werte mit Soll-Werten ein Richtvorgang eingeleitet wird.

Aus dem Stand der Technik sind Vorrichtungen zum Richten eines Stahlprofils bekannt, wobei der zu richtende Stahlprofilabschnitt vor dem Richtvorgang von einer Person durch Auflegen eines Lineals ausgemessen wird. Dabei liegt der zu messende Abschnitt des Stahlprofils entweder auf einem Rollgang oder auf einem Meßtisch vollständig auf. Nach dem Meßvorgang wird der Schienenabschnitt in die Richtpresse eingeführt. Die Richtparameter wie Kräfte der Druckzylinder oder Einstellung der Widerlager werden von der Bedienperson, geschult durch langjährige Erfahrung, vorgenommen.

Mit einer Vorrichtung und einem Verfahren dieser Art lassen sich jedoch die heutzutage geforderten Genauigkeitstoleranzen nicht einhalten. Zudem ist dieses Verfahren sehr zeitaufwendig, da für einen Richtvorgang eventuell mehrere Meßvorgänge notwendig sind, für die der Schienenabschnitt mehrmals aus der Richtpresse heraus und wieder in diese hineingeführt werden muß. Als ein weiterer Nachteil dieser Vorrichtung ist anzumerken, daß eine Automatisierung des Richtvorgangs aufgrund der Messung durch Auflegen eines Lineals nicht möglich ist.

Es ist auch bekannt, den zu richtenden Schienenabschnitt durch ein optisches Meßsy­ stem zu vermessen. Dabei wird der zu messende Abschnitt des Stahlprofils in ein vor der Richtpresse angeordnetes Meßsystem eingeführt. Beim Meßvorgang liegt der zu messende Abschnitt des Stahlprofils jedoch stets auf einer Unterlage auf. Durch das Aufliegen des zu messenden Abschnitts des Schienenprofils können die Meßwerte verfälscht werden.

Ein weiterer Nachteil beider Vorrichtungen ist darin zu sehen, daß die Meßeinrichtungen vor den Richtpressen angeordnet sind. Dadurch wird, z. B. bei mehrfachen Richtvor­ gängen, ein mehrfaches Ein- und Ausführen des Schienenabschnittes in die Richtpresse notwendig.

Auch ist es bekannt, mittels Laser einen Endabschnitt einer Schiene auszumessen, wobei eine Meßeinrichtung innerhalb der Richtpresse auf der Schiene abgestützt und entlang dieser verfährt.

Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, mit dem bei erhöhter Meßgenauigkeit der Zeitaufwand zum Richten reduziert und eine Automatisierung des Richtvorgangs ermöglicht wird.

Das Problem wird durch eine Vorrichtung erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Vorrichtung wenigstens ein Hebemittel zum Anheben eines auskragenden Abschnitts des Stahlprofils aufweist und die Meßeinrichtung parallel oder in etwa parallel zu dem auskragenden Abschnitt des Stahlprofils verfahrbar angeordnet ist.

Durch das Hebemittel kann ein Abschnitt des Stahlprofils aus seiner Transportebene angehoben werden. Dadurch bildet dieser den auskragenden Abschnitt, der unter der Einwirkung der Schwerkraft gekrümmt wird und somit einer Biegelinie folgt. Durch die parallel oder in etwa parallel zu dem auskragenden Abschnitt des Stahlprofils verfahrbar angeordneten Meßeinrichtung kann die Verformung des Abschnittes ermittelt werden, ohne daß die Meßergebnisse durch Einflüsse der Auflagefläche verfälscht werden.

Bei einer besonderen Ausführungsform der Vorrichtung kann die berührungslos arbei­ tende Meßeinrichtung innerhalb der Richtpresse losgelöst von dem Stahlprofil verfahrbar angeordnet werden. Dadurch wird der Vorteil erreicht, daß der Abschnitt des Stahl­ profils innerhalb der Richtpresse vermessen werden kann, wodurch sich eine erneute Transportbewegung des Stahlprofils z. B. zu einer vor der Richtpresse angeordneten Meßeinrichtung, wie es beim Stand der Technik notwendig war, erübrigt.

Durch die Anordnung der Meßeinrichtung innerhalb der Presse ergeben sich Zeiterspar­ nisse beim Richtvorgang.

Vorteilhaft ist wenigstens ein Hebemittel in einem Zu- bzw. Abführbereich der Presse angeordnet. Dadurch bildet die Richtpresse mit integrierter Meßeinrichtung und Hebe­ mittel eine Einheit. Die Anordnung des Hebemittels an der Richtpresse bringt den Vorteil, daß die an der Richtpresse vorhandenen Einrichtungen wie Hydraulikpumpen zur Krafterzeugung für den Hebevorgang verwendet werden können. Durch die Anord­ nung des Hebemittels im Zu- bzw. Abführbereich der Richtpresse wird eine maximale Länge des auskragenden Abschnittes des Stahlprofils innerhalb der Richtpresse erreicht.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Meßeinrichtung weist diese wenig­ stens ein optisches Meßsystem auf. Durch das optische Meßsystem wird eine berüh­ rungslose Messung der Verformung des Stahlprofils ermöglicht, wodurch die Einflüsse der Meßeinrichtung auf den Meßvorgang minimiert werden. Die Meßeinrichtung ist jedoch nicht auf ein optisches Meßsystem beschränkt. Weiterhin kann die Meßeinrich­ tung mehrere Meßsysteme aufweisen, mit denen das Stahlprofil bei einem Meßvorgang sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung vermessen wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform, die Gegenstand einer eigenen Erfindung sein kann, bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Vermessen eines Endabschnitts eines Stahlprofils wie Schiene, mittels einer sich relativ zu dem Endabschnitt und beabstandet zum Stahlprofil verschiebbaren berührungslos arbeitenden Meßeinrichtung. Diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung entlang eines einen auskragenden Arm bildenden Endabschnittes verfahrbar ist. Diese Vorrichtung kann unabhängig von der Richtpresse eigenständig verwendet werden.

Erfindungsgemäß wird das Problem der vorliegenden Erfindung auch durch ein Ver­ fahren derart gelöst, daß die Ist-Verformung durch ein Verfahren der Meßeinrichtung entlang eines einen frei auskragenden Arm bildenden Endabschnittes des Stahlprofils gemessen wird. Hierdurch wird der Vorteil erreicht, daß Einflüsse der sonst üblichen Unterlage auf die Meßergebnisse ausgeschlossen werden. Die Einflüsse der Schwerkraft auf den einen frei auskragenden Arm bildenden Endabschnitt des Stahlprofils werden über Korrekturrechnungen aus den gemessenen Ist-Werten eliminiert.

Weiterhin kann durch diese Verfahrensweise ein automatisierter Richtvorgang ermög­ licht werden.

Bei einer besonders bevorzugten Verfahrensweise wird die Meßeinrichtung zur Aufnahme der Meßwerte innerhalb der Presse verfahren und der Endabschnitt beim Meß­ vorgang aus einer Transportebene angehoben.

Bevorzugt wird durch die Meßeinrichtung eine Ist-Biegelinie aufgenommen, die nach einer Korrekturrechnung mit einer Soll-Biegelinie wie Null-Linie verglichen wird. Entsprechend des Vergleichs der korrigierten Ist-Biegelinie mit einer Soll-Biegelinie können die Richtparameter wie z. B. Richtzylinderkräfte, Widerlagerstellungen und Stahlprofilposition innerhalb der Richtpresse automatisch eingestellt werden. Dadurch ergeben sich erhebliche Zeitersparnisse beim Einrichten gegenüber herkömmlichen Methoden nach dem Stand der Technik.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines den Zeichnun­ gen zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispiels. Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer Richtpresse mit eingeführtem Abschnitt eines Stahl­ profils in Seitenansicht und

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung der Richtpresse nach Fig. 1 mit eingeführtem Abschnitt des Stahlprofils und Meßeinrichtung in einer Querschnittsansicht.

Die Fig. 1 zeigt eine Prinzipdarstellung einer Richtpresse (10) in einer Seitenansicht. Die Richtpresse (10) weist einen Zuführbereich (12) auf, dem ein Rollgang (14) zugeordnet ist. Weiterhin weist die Richtpresse (10) einen Abführbereich (16) auf, dem ein Roll­ gang (18) zugeordnet ist. Die Rollgänge (14), (18) bestehen im wesentlichen aus in einer waagerechten Ebene mit Abstand parallel zueinander verlaufenden Rollen (20), (22), auf denen ein Stahlprofil (24), im folgenden Schiene (24) genannt, der Presse (10) über den Zuführbereich (12) zuführbar bzw. über den Abführbereich (16) und den Rollgang (18) abführbar ist.

In einem Innenbereich (26) der Richtpresse (10) weist diese Widerlager (28) zum Richten eines in den Innenbereich (26) der Richtpresse (10) eingeführten Schienenend­ abschnittes (30) der Schiene (24). Weiterhin weist die Richtpresse (10) in ihrem Innenbereich (26) eine Führungsschiene (32) für eine Meßeinrichtung (34) auf, die mit bezug zu Fig. 2 näher erläutert wird.

Die Richtpresse (10) weist in ihrem Zuführbereich (12) ein Hebemittel (36) wie Aufla­ gerolle auf, die aus einer durch die Rollen (20), (22) der Rollgänge (14), (18) gebildeten Transportebene (38) anhebbar ist.

Fig. 2 zeigt eine prinzipielle Querschnittsansicht der Richtpresse (10) mit in den Innenbereich (26) eingeführter Meßeinrichtung (34) sowie einem Schienenendabschnitt (30). Wie aus der Fig. 2 zu entnehmen ist, weist die Richtpresse (10) einen Oberholm (40) und einem Unterholm (42) auf, die über Säulen (44), (46) miteinander verbunden und voneinander beabstandet sind. Weiterhin weist die Richtpresse (10) in einer die Schiene (24) aufweisenden vertikalen Ebene (47) Richtzylinder (nicht dargestellt) auf, mit denen Kräfte, die in Richtung der in der Fig. 2 dargestellten Pfeile (48), (50) weisen, auf die Schiene (24) übertragbar sind.

Weiterhin weist die Richtpresse (10) in einer die Schiene (24) aufweisenden horizonta­ len Ebene weitere Richtzylinder (nicht dargestellt) auf, deren Kraftwirkung in Richtung der mit den Bezugszeichen (52) und (54) bezeichneten Pfeile weist.

In dem Innenbereich (26) der Richtpresse (10) ist eine Meßeinrichtung (34) angeordnet, die an der mit bezug zu Fig. 1 beschriebenen Führungsschiene (32) fahrbar montiert ist. Die Meßeinrichtung (34) ist im Querschnitt im wesentlichen U-förmig ausgebildet. Der zu messende Schienenabschnitt (30) befindet sich beim Meßvorgang etwa mittig zwischen parallel zueinander verlaufenden Schenkeln (55), (57), die die U-Form der Meßeinrichtung (34) ausbilden. In den Schenkeln (55), (57) sind jeweils eine Licht­ quelle (56) bzw. eine Kamera (58) gegenüberliegend angeordnet. Die Lichtquelle (56) ist in bezug zu der Kamera (58) derart angeordnet, daß beim Verfahren der Meßeinrich­ tung entlang des Schienenendabschnitts (30) die Verformung des Schienenendabschnitts (30) von der Kamera (58) aufgenommen werden kann. Die Meßeinrichtung (34) kann zudem weitere Meßsysteme aufnehmen, durch die der Schienenabschnitt (30) in hori­ zontaler und/oder vertikaler Richtung vermessen werden kann.

Über den Rollgang (14) wird die Schiene (24) bzw. der Schienenendabschnitt (30) der Richtpresse (10) über den Zuführbereich (12) zugeführt. Befindet sich der Schienenend­ abschnitt (30) im Innenbereich (26) der Richtpresse (10), wird die Schiene (24) durch das Hebemittel (36) aus der Transportebene (38) angehoben, so daß der Schienenend­ abschnitt (30) im Innenbereich (26) der Richtpresse (10) einen frei auskragenden Schienenendabschnitt (30) bildet.

Zum Vermessen des Schienenendabschnitts (30) wird die Meßeinrichtung (34) parallel oder in etwa parallel zu dem Schienenendabschnitt (30) innerhalb des Innenbereichs (26) verfahren. Dabei befindet sich der Schienenabschnitt (30) zwischen den Schenkeln (55), (57) der Meßeinrichtung (34). Beim Verfahren der Meßeinrichtung (34) wird eine Ist- Biegelinie des Schienenendabschnitts (30) aufgenommen. Die so aufgenommenen Meß­ werte werden nach einer Korrekturrechnung mit einer Soll-Biegelinie verglichen und entsprechend dieses Vergleichs werden die Widerlager (28) eingestellt sowie der Schie­ nenendabschnitt (30) bezüglich der Richtzylinder (48), (50), (52), (54) derart ausgerich­ tet, daß der Richtvorgang beginnen kann.

Dadurch, daß sich der Schienenendabschnitt (30) beim Meßvorgang innerhalb der Richt­ presse (10) befindet, können nachteilige Verfahrwege des Schienenendabschnitts vermieden werden. Dadurch entstehen nicht nur Zeitersparnisse beim Richtvorgang, sondern auch eine Reduzierung des Verschleiß der Rollen (20), (22) sowie deren Antriebsmittel.

Durch das Anheben des Schienenendabschnitts (30) aus der Transportebene (38) werden die sonst üblichen Einflüsse der Unterlage auf das Vermessen des Schienenendabschnitts eliminiert. Dadurch werden die Meßergebnisse genauer, wodurch auch der Richtvorgang präziser durchgeführt und auf mehrfache Korrekturen verzichtet werden kann.

Aufgrund der genauen Vermessung des Schienenendabschnitts (30) und des Soll-Ist- Wert-Vergleichs ist eine weitgehende Automatisierung des Richtvorgangs möglich. Über Wegaufnehmer (nicht dargestellt) kann die Verschiebung der Widerlager (28) sowie der Verschiebeweg der Schiene (24) aufgenommen werden, wodurch diese Bewegungen in Abhängigkeit des Soll-/Istwert-Vergleichs ebenfalls automatisiert werden können.

Weiterhin besteht die Möglichkeit in Abhängigkeit des Soll/Istwert-Vergleichs die Kräfte der Zylinder (48), (50), (52), (54) automatisch einzustellen.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Richten eines Stahlprofils, insbesondere einer Schiene, um­ fassend eine Richtpresse (10) mit einer Transporteinrichtung (14, 18) und eine Meßeinrichtung (34) zum Messen einer Profilverformung, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung wenigstens ein Hebemittel (36) zum Anheben eines aus­ kragenden Abschnittes des Stahlprofils (30) aufweist und die Meßeinrichtung (34) parallel oder in etwa parallel zu dem auskragenden Abschnitt des Stahl­ profils (30) verfahrbar angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die berührungslos arbeitende und beabstandet zum Stahlprofil angeordnete Meßeinrichtung (34) innerhalb der Richtpresse (10) verfahrbar angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Hebemittel (36) im einem Zu- bzw. Abführbereich (12, 16) der Richtpresse (10) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Hebemittel (36) als Auflagerolle ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (34) wenigstens ein optisches Meßsystem (56, 58) aufweist.

6. Vorrichtung zum Vermessen eines Endabschrittes eines Stahlprofils, wie Schie­ ne, mittels einer sich relativ zu dem Endabschnitt (30) verschiebbaren Meß­ einrichtung (34), dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (24) entlang des einen auskragenden Arme bildenden Endabschnittes (30) und beabstandet zu diesem verfahrbar ist.

7. Verfahren zum Richten eines Stahlprofils, insbesondere einer Schiene, wobei eine Ist-Verformung eines Endabschnittes des Stahlprofils durch eine Meßein­ richtung gemessen und entsprechend eines Vergleichs der gemessenen Ist-Werte mit Soll-Werten ein Richtvorgang eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Ist-Verformung berührungslos durch Verfahren der Meßeinrichtung entlang eines einen frei auskragenden Arm bildenden Endabschnittes des Stahl­ profils gemessen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung zur Aufnahme der Meßwerte innerhalb einer Richtpresse verfahren wird und der Endabschnitt beim Meßvorgang aus einer Transportebene angehoben wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Meßeinrichtung eine Ist-Biegelinie aufgenommen wird, die nach einer Korrekturrechnung mit einer Soll-Biegelinie wie Null-Linie verglichen wird.

10. Verfahren zum Vermessen eines Endabschnittes eines Profileisens, wie Schiene, wobei während einer Relativbewegung zwischen dem Endabschnitt und einer Meßeinrichtung Meßwerte aufgenommen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung berührungslos arbeitet und zur Aufnahme der Meßwerte entlang des einen frei auskragenden Arm bildenden Endabschnittes verfahren wird.