EP0012829B1

EP0012829B1 - Richtmaschine

Info

Publication number: EP0012829B1
Application number: EP79104472A
Authority: EP
Inventors: Horst Schneider
Original assignee: TH Kieserling and Albrecht GmbH and Co
Current assignee: TH Kieserling and Albrecht GmbH and Co
Priority date: 1978-12-20
Filing date: 1979-11-13
Publication date: 1983-01-26
Also published as: ES8101422A1; ATE2302T1; DE2855014A1; DD148014A1; ES487131A0; EP0012829A1; US4286452A; DE2964646D1; HU179998B; JPS5752126B2; JPS5586623A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Zuführ- bzw. Vorschubapparat für eine Richtmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Richtmaschinen dieses Typs sind wegen ihrer Einfachheit und wegen einer Reihe bekannter Vorteile weit verbreitet. Ein entscheidender Nachteil dieses Richtmaschinen-Typs besteht darin, daß er nur in einer Ebene richtet. Ein in zwei Ebenen gekrümmtes Werkstück muß also zweimal durch eine solche Richtmaschine geschickt werden, um die gewünschte Geradheit zu erhalten. Wegen dieses Nachteils werden diese Richtmaschinen hauptsächlich zum Richten von im Querschnitt kantigen Werkstücken eingesetzt, da sich hierfür keine anderen Durchlaufrichtmaschinen bewährt haben.
Es ist jedoch aus der Praxis bekannt, daß vom Walzprozeß kommende, im Querschnitt runde Werkstücke, wie Stangen oder Draht, meistens nur in einer Ebene krumm sind. Deshalb werden die eingangs genannten Richtmaschinen häufig auch zum Vorrichten von Rundmaterial benutzt.
Eine Schwierigkeit bei diesen Maschinen besteht in der Einbringung eines einzelnen Stabes in die Maschine. Aus der DE-A-2 540 731 ist eine Zuführeinrichtung der eingangs genannten Art bekannt. Diese Zuführeinrichtung erfasst das zuzuführende Werkstück auf seiner gesamten Länge und bildet mit mehreren Gruppen kammartig ineinandergreifender Arme einen variablen, dem Werkstückquerschnitt jeweils angepaßten Durchtrittsquerschnitt für das der Richtmaschine zuzuführende Richtgut.
Greift man aus dieser Vielzahl von Armen zwei in achsialer Richtung einander benachbarte Arme heraus, so ergibt sich das Bild zweier mit ihrer Öffnung einander zugewandter Prismen, die beim Zusammenfahren den für das Werkstück freibleibenden Durchtrittsquerschnitt bestimmen. Die Prismen an den Armen werden von prismatisch profilierten bzw. zu einem Prisma zusammengesetzten Rollen gebildet. Das Werkstück erhält somit von der Zuführeinrichtung selbst den für das Einbringen in die Rtchtmaschine erforderlichen Vorschub. Mit dieser Zuführeinrichtung ist es möglich, einen Vorrichteffekt zu erzielen. Dieser ist wohl im wesentlichen darin zu sehen, daß das zuzuführende Werkstück zentriert wird. Das Vorrichten und das beabsichtigte Vermeiden des Schlagens der freien Enden des zu richtenden Werkstücks in dieser Vorrichtung deuten daraufhin, daß es sich dabei um eine Zuführungseinrichtung für Schrägwalzenrichtmaschinen handelt.
Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist, daß das Werkstück auf seiner gesamten Länge in den Bereich der Arme bzw. der daran ausgebildeten Prismen gebracht werden muß. Bei besonders krummen Werkstücken ist nicht davon auszugehen, daß diese von selbst in die Zuführvorrichtung hineinfallen oder rollen, vielmehr müßten in diesem Falle besondere Maßnahmen getroffen werden, um das krumme Werkstück in die Rinne einzubringen. Ein über das erwähnte Zentrieren des Werkstücks hinausgehendes Vorrichten in dem Sinne, daß dem Werkstück eine bleibende Verformung erteilt wird, ist nur in sehr beschränktem Maße möglich.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Zuführung von Stangen und Draht zu den eingangs erwähnten Richtmaschinen zu vereinfachen und das Richtergebnis zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Die Zuführeinrichtung beschränkt sich mit ihren drei Rollen auf das Erfassen des Werkstücks auf einem kurzen Längsabschnitt. Dadurch spielt die Eingangs-Krümmung des Werkstücks nur eine sehr untergeordnete Rolle, da die Abweichung von der idealen Form auf diesem kurzen erfassten Bereich klein ist. Die Kombination der Prismen mit der damit fluchtenden Umfangsprofilierung der Zuführrollen erlaubt es, die den achsialen Vorschub hemmenden und in achsialer Richtung unbeweglichen Prismen nur während des Erfassens bzw. Zentrierens des Werkstücks mit diesem in Kontakt zu bringen, während das einmal zentrierte Werkstück nur noch mit den Zuführrollen in Berührung steht und ohne nennenswerte Reibungsverluste vorgeschoben werden kann. Diese Zuführrollen erlauben es, das Werkstück in ihrem Bereich stark zu krümmen, da sie mit einem kleinen Durchmesser auskommen, weil die benachbarten Prismen die eigentliche Zentrieraufgabe übernehmen und beim Zusammenfahren der Rollen nicht hinderlich sind. Der Hub der zweiten Rolle muß nicht nur zum Zentrieren des Werkstücks sondern auch zur Einleitung der erwähnten starken Durchbiegung bzw. Krümmung desselben groß ausgelegt sein. Zur Erzielung nur kurzer Unterbrechungen des eigentlichen Richtbetriebs, zur Zuführung eines neuen Werkstücks, ist die erfindungsgemäße Schnellverstelleinrichtung an der zweiten Rolle vorgesehen. Sie erlaubt es, Werkstücke beliebiger Krümmung zwischen die ersten drei Rollen einzubringen, ohne für den langen Hub ein Übermaß an Zeit zu benötigen.
Eine Ausgestaltung der Erfindung ist in Anspruch 2 wiedergegeben.
Die Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 3 bietet verschiedene Vorzüge bei der Beschickung der Richtmaschine und erlaubt eine Nachrüstung vorhandener Richtmaschinen mit einem Zuführ-, bzw. Vorschubapparat. Auch bei neuen Maschinen kann es sinnvoll sein, die Trennung von Treibapparat und eigentlicher Richtmaschine vorzunehmen. Dann bietet sich bei den meisten Richtmaschinen der eingangs genannten Art die Möglichkeit, diese von beliebigen Seiten zu beschicken.
Das Merkmal von Anspruch 4 erlaubt eine optimale Auslegung des Plastifizierungsgrades des Werkstücks zwischen den ersten drei Richtrollen und der erforderlichen Durchbiegung, damit das Werkstück den Weg zwischen die nachfolgenden Richtwalzen findet.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann das Merkmal von Anspruch 5 vorgesehen sein. Der große Hub der zweiten Rolle ist aus zwei Gründen erforderlich, zum einen, weil zum Zentrieren des Werkstücks ein großer Weg erforderlich ist und zum andern, weil die erfindungsgemäß ausgebildeten ersten drei Rollen einer Richtmaschine das Werkstück ohnehin am stärksten durchbiegen müssen.
Wie bei Richtmaschinen der hier in Rede stehenden Art ohnehin üblich, sind insbesondere auch die ersten drei Rollen der erfindungsgemä-Ben Richtmaschine, auch wenn sie als getrennte Zuführeinrichtung gebaut werden, sämtlich angetrieben.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann das Merkmal von Anspruch 7 vorgesehen sein. Dadurch wird die Breite der Öffnung zum seitlichen Zuführen des Werkstücks vergrößert, ohne den Hub der zweiten Rolle und somit das gesamte Maschinengestell unnötig zu vergrößern.
Im einzelnen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigen :

Figur 1 eine Mehrrollen-Richtmaschine in Seitenansicht ;
Figur 2-5 sind Schnittdarstellungen gem. Linie Il....V in Fig. 1 und geben die Arbeitsweise der Richtmaschine wieder ;
Figur 6 eine ausführliche Schnittdarstellung der Richtmaschine mit Antrieb ;
Figur 7 schematisch die Mittel zur radialen Verstellung der zweiten Richtwalze.

In Figur 1 ist eine Richtmaschine 1 mit einer Vielzahl von in senkrechter Ebene drehbar angeordneter Richtrollen 2 bis 8 dargestellt, deren Drehachsen 52 rechtwinklig zur Durchlaufrichtung (Pfeil 12) angeordnet sind. Pfeil 12 gibt gleichzeitig die Maschinenmitte 26 an. Die Richtrollen weisen an ihrem Umfang ein Profil 11 auf (Fig. 6). Die Richtrollen 2 bis 8 sind rundprofiliert, während die ersten drei Richtrollen 14, 15, 16 prismatisch profiliert sind. Die oben angeordneten Richtrollen 2, 4, 6, 8 sind in einem gemeinsa-_.. men Querhaupt 13 drehbar gelagert und drehangetrieben. Das Querhaupt verstellt diese Richtrollen zentral mit Hilfe von Spindeln 41, 42, radial auf das Werkstück 23 zu. Die unteren Richtrollen 3, 5, 7, 14 sind ortsfest und drehangetrieben im Maschinengestell gelagert. Die Richtrolle 16 ist im Maschinengestell in Durchlaufrichtung verschiebbar aufgenommen (Pfeil 53). Die Richtrollen 2 bis 8 sind fliegend gelagert. Die Richtrolle 15 ist in einem gabelförmigen Halter 30 aufgenommen, der von einem Zylinder 33 mit einer Kolbenstange 29 betätigt wird. Der Zylinder 33 ist an einer Kragplatte 28 befestigt, die vom Maschinengestell 27 vorsteht. Durch diese Lagerung der Richtrollen ist ein C-förmiger Maschinenaufbau und somit eine seitliche Zuführung der Werkstücke zwischen die Richtrollen, insbesondere zwischen die ersten drei Richtrollen, gewährleistet. Die Anstellung der Rolle 15 mit einem Hydraulikzylinder erlaubt einen besonders großen Hub « H », der größer ist als die Verstellmöglichkeit der anderen einstellbaren Richtrollen 2, 4, 6, 8 mit dem Querhaupt 13. Die zweite Richtrolle 15 weist eine Schnellverstelleinrichtung 18 auf (vergl. Fig. 7). Diese besteht aus den Hydraulikzylindern 33, 34, einem Pneumatikzylinder 35, zwei Speichergefäßen 36, 37 für die Hydraulikflüssigkeit, zwei elektromagnetisch betätigten Schaltventilen 39, 40 und einem Endschalter 38. Der Endschalter und die Schaltventile sind durch elektrische Leitungen 54, 55 verbunden. Über das Schaltventil 39 wird dem System Druckluft zugeführt bzw. dieselbe kann je nach Schaltung durch das Schaltventil entweichen. Die Hydraulikspeicher 36, 37 sind mit ihrem unteren Ausgang mit den Zylindern 34, 33 verbunden und nehmen verdrängte Hydraulikflüssigkeit aus diesem auf. Die oberen Ausgänge der Hydraulikspeicher sind mit dem Schaltventil 39 verbunden, ebenso wie beide Kammern des Pneumatikzylinders 35. Am unteren Ausgang des Hydraulikspeichers 36 ist das Schaltventil 40 vorgesehen, mit dem dieser Ausgang geöffnet und geschlossen werden kann.
Am Rollenhalter 30 ist eine Steuerschräge 56 vorgesehen, mit der der Endschalter 38 betätigt wird.
Im Bereich der ersten drei Richtrollen 14 bis 16 sind seitliche Stützmittel 19 bis 22 für das Werkstück 23 vorgesehen. Dabei handelt es sich um weit ausladende einander gegenüberliegende Prismen, die das Werkstück beim Zusammenfahren zentrieren. Die unteren Prismen 19 und 22, die die unteren Rollen 14 und 16 einfassen, sind radial zum Werkstück beweglich. Die Prismen 11 der Rollen und der zugehörigen Stützelemente fluchten und ergänzen sich in der Darstellung nach den Figuren 2 bis 6. Das Stützprisma 20, 21, an der zweiten Rolle 15 (in Durchlaufrichtung gesehen) ist geteilt ausgebildet. Die maschinenständerseitige Schräge dieses Prismas ist als Fortsetzung des Rollenhalters 30 einstückig an diesem angeformt. Die Stütze 20 mit der zugehörigen Schräge des Prismas ist an der offenen, d.h., an der Zuführseite dieses Prismas, mit einem Gelenk 24 an einem Steg des Rollenhalters angelenkt. Die Drehachse dieses Gelenks entspricht in ihrer Ausrichtung den Achsen 9, 10 der Richtrollen. Wie in Fig. 5 dargestellt, kann die Stütze 20 zur seitlichen Einführung des Werkstücks 23 nach oben weggeklappt werden. Zu diesem Zweck ist ein Zylinder 31 vorgesehen, der die wegklappbare Stütze 20 betätigt, dabei die seitliche Öffnung zwischen den Rollen 15 und 16 erweitert und somit die seitliche Zuführung des Werkstücks erleichtert. Bei heruntergeklappter Stütze 20 ergibt sich ein sich beim Zusammenfahren der Richtrollen blendenartig verjüngender Durchtrittsquerschnitt für das Werkstück, in dem dieses zentriert wird, bis die Rollen selbst das Werkstück erfassen, um dann mit dem eigentlichen Axialtransport des Werkstücks zu beginnen. Die Stütze 20 wird heruntergeklappt, bis sie gegen den Anschlag 43 zur Anlage kommt und zusammen mit der Rollenhalterstütze 21 ein Prisma bildet. Die Richtrollen 14 bis 16 sind zusammen mit dem sie tragenden C-förmig ausgebildeten Maschinengestell als selbständige Maschineneinheit 25 gestaltet und einlaufseitig der Richtmaschine angeordnet. Sie können auf beliebigen Seiten des verbleibenden Teils der Richtmaschine angeordnet sein. Damit ist die Beschickung der Richtmaschine von beliebigen Seiten und Richtungen möglich. Insbesondere sei auf die Möglichkeit hingewiesen, das als Zuführeinheit ausgebildete Rollentrio um 180 °C um die Achse des Zylinders 33 zu schwenken, sodaß eine Zuführung der Werkstücke von der Rückseite der Maschine gem. Fig. 1 möglich ist.
Um die erforderliche Durchbiegung des Werkstücks mit dem Abstand zur in Durchlaufrichtung nachfolgenden Rolle 2 in Übereinstimmung zu bringen, ist die Rolle 16 horizontal verschiebbar im Maschinenständer 27 geführt.
Das Werkstück 23 erfährt zwischen den ersten drei Rollen seine stärkste Biegung. Wegen der daraus resultierenden starken Neigung des Werkstückanfangs bedarf es im Einzelfall besonderer Maßnahmen, damit das Werkstück beim axialen Vorschub zwischen die nächsten Richtrollen findet. Zu diesem Zwecke sind die Rollen 14 und 16 tiefer gesetzt, sodaß der Grund ihrer Umfangsprofilierung um das maß « S unterhalb der Maschinenmitte 26 angeordnet ist.
Sämtliche Richtrollen werden, wie am Beispiel der Richtrollen 15, 16 mit den horizontalen Drehachsen 9, 10 in Fig. 6 gezeigt, angetrieben. Dies geschieht über einen auf einem Tisch 48 stehenden Motor 47, der über ein Getriebe 46 das nötige Antriebsmoment auf die Richtrollen überträgt. Letztere sind mit Gelenkwellen 49, 50 mit dem Geriebe 46 verbunden. Die Gelenkwellen durchgreifen den Maschinenständer 27 in einer rückwärtigen Ausnehmung 51.
Der Rollenhalter 44 der unteren Rolle 16 ist auf einer Konsole 45 abgestützt.
Die Vorrichtung arbeitet wie folgt :

Das Werkstück 23 wird entsprechend der Darstellung in Fig 1 seitlich gemäß Pfeil 17 (Fig. 2) zwischen die ersten drei Richtrollen 14 bis 16 gelegt. Dabei ist die klappbare Stütze 20 nach oben durch den Zylinder 31 weggeklappt (vergl. Fig. 2). Die elektromagnetischen Schaltventile 39, 40 stehen dabei in Stellung 111. Nach Einlegen des Werkstücks 23 wird die Stütze durch den Zylinder 31 abgesenkt, sodaß sich eine Maschinenstellung gem. Fig. 3 ergibt. Nach Absenken der Stütze 20 wird das Schaltventil 39 durch bekannte, nicht dargestellte Steuermittel in Position 1 gebracht, wie in Fig. 7 dargestellt. Die in den Speicher 36 eingeleitete Luft fließt in die obere Kammer des Zylinders 33. Der Rollenhalter 30 wird im Schnellgang abgesenkt (vergl. Fig. 4). Bei diesem Absenken dreht sich das Werkstück 23 durch das von den Prismen aufgebrachte Moment so, daß die durch das gekrümmte Werkstück gebildete Ebene im wesentlichen der durch die Rollen gebildeten Richtebene der Maschine entspricht. Das Werkstück ist dabei so ausgerichtet, daß die Enden desselben nach oben weisen. Kurz vor Erreichen der Stellung gem. Fig. 5 betätigt die Steuerschräge 56 den Endschalter 38. Die Schaltventile 39 und 40 werden dadurch in die Stellung II gefahren. Durch die Umschaltung wird zusätzlich zu der vorhandenen Krümmung im Werkstück 23 eine weitere starke Krümmung durch weiteres Absenken der Rolle 15 in das Werkstück eingeleitet. Dabei wird der untere Ausgang des Speichers 36 verschlossen und die Rolle 15 durch die Druckübersetzung in den Zylindern 33, 34 und 35 mit einem Vielfachen der bisher aufgebrachter Kraft beaufschlagt. Diese Druckübersetzung kommt dadurch zustande, daß die wirksame Fläche des Pneumatikkolbens im Zylinder 35 größer ist als die Fläche im Zylinder 34, wobei die beiden Kolben durch die gemeinsame Kolbenstange verbunden sind. Eine weitere Druckübersetzung findet dadurch statt, daß die wirksame Kolbenfläche im Zylinder 33 größer ist als die im Zylinder 34. Die aus dem Zylinder 33 verdrängte Flüssigkeit entweicht in den Speicher 37. Die aus diesem verdrängte Luft entweicht über das Schaltventil 39 in der Stellung II. In dieser Stellung des Schaltventiles wird die Rolle 15 abgesenkt, bis das Werkstück die gewünschte Krümmung erfahren hat. In dieser tiefsten Stellung der Rolle 15 wird durch einen nicht dargestellten Endschalter in bekannter Weise der Drehantrieb aller Richtrollen eingeschaltet. Nachdem das Werkstück axial durch die Maschine geschoben worden ist, werden die Schaltventile 39, 40 z.B. durch eine nicht dargestellte Lichtschranke am Ausgang der Richtmaschine in Stellung 111 gefahren, sodaß sich die Rolle 15 wieder anhebt. Jetzt kann ein neues Werkstück eingelegt werden und der vorbeschriebene Vorgang wiederholt sich.

Das Maß « S », um das die wirksame Umfangsfläche der Rollen 14 und 16 gegenüber den nachfolgenden Rollen 3, 5, 7, auf gleicher Seite des Werkstücks nach unten versetzt ist, ist so ausgelegt, daß das Werkstück mit dem größten Flächenträgheitsmoment, das die zum Richten erforderliche Plastifizierung durch die Biegung durch die ersten drei Richtrollen 14, 15, 16 erhält, gerade noch zwischen die Richtrollen 2 und 3 findet.

Claims

1. Zuführ- bzw. Vorschubapparat (25) für eine Richtmaschine (1), für in Längsrichtung gekrümmte, runde Werkstücke, der an der Einlaufseite der Richtmaschine angeordnet ist, deren Richtrollendrehachsen rechtwinklig zur Durchlaufrichtung (12) des Werkstücks (23) angeordnet sind und deren Rollen in wechselnder Folge auf gegenüberliegenden Seiten des Werkstücks vorgesehen sind, wobei die Richtrollen (2 bis 8) an ihrem Umfang im wesentlichen dem Werkstückquerschnitt entsprechend profiliert sind, wobei dem Zuführ- bzw. Vorschubapparat in Durchlaufrichtung (12) der Werkstücke (23) gesehen, die zu richtenden Werkstücke von der Seite her (17) zuführbar sind, und bei dem mehrere in Durchlaufrichtung hintereinander angeordnete prismenförmige Stützelemente (19 bis 22) vorgesehen sind, die zwischen einer quer zur Durchlaufrichtung der Werkstücke seitlich offenen Stellung und einer Schließstellung, in der die Werkstücke zentriert und verformt werden, bewegbar sind und bei dem ggf. oberhalb der Durchlaufachse (12) der Werkstücke mindestens eine angetriebene Richtrolle (15) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung (25) aus drei Rollen (14, 15, 16) besteht, denen entsprechend der eigenen Zustellbarkeit radial verschiebbare Prismen (19 bis 22) zugeordnet sind, deren Umfangsprofilierung mit den Schrägen der Prismen fluchtet und wobei die in Durchlaufrichtung (12) zweite Rolle (15) eine von den anderen Rollen (2, 4, 6, 8, 14, 16) unabhängige Schnellverstelleinrichtung (18) aufweist.

2. Richtmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Prismen (19 bis 22) so ausgelegt ist, daß die maximale Krümmung der Werkstücke im Bereich der ersten drei Richtrollen erfasst wird.

3. Richtmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten drei Richtrollen (14, 15, 16) als selbständige, von der übrigen Richtmaschine getrennte, bzw. trennbare Maschineneinheit (25) ausgebildet sind.

4. Richtmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und/oder die dritte Rolle in Durchlaufrichtung (12) des Werkstücks (23) verschiebbar gelagert ist.

5. Richtmaschine nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub (H) der zweiten Rolle (15) größer ist als der Hub aller anderen Richtrollen.

6. Richtmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die dritte Rolle (14, 16) mit ihrer wirksamen Umfangsfläche von einer gedachten gestreckten Mittellinie (26) eines in der gesamten Richtmaschine befindlichen Werkstücks einen größeren Abstand (S) haben als die nachfolgenden Richtrollen (3, 5, 7) auf der gleichen Seite des Werkstücks.

7. Richtmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützelemente (19-22) teilweise mit einem Gelenk (24) an dem zugehörigen Rollenhalter (30) von der Maschinenmitte wegklappbar sind und mit einem Betätigungszylinder (31) verbunden sind.