EP0753360B1 - Richtvorrichtung - Google Patents

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EP0753360B1
EP0753360B1 EP96110958A EP96110958A EP0753360B1 EP 0753360 B1 EP0753360 B1 EP 0753360B1 EP 96110958 A EP96110958 A EP 96110958A EP 96110958 A EP96110958 A EP 96110958A EP 0753360 B1 EP0753360 B1 EP 0753360B1
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    • B21D3/02—Straightening or restoring form of metal rods, metal tubes, metal profiles, or specific articles made therefrom, whether or not in combination with sheet metal parts by rollers
    • B21D3/05—Straightening or restoring form of metal rods, metal tubes, metal profiles, or specific articles made therefrom, whether or not in combination with sheet metal parts by rollers arranged on axes rectangular to the path of the work
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    • B21B27/02—Shape or construction of rolls
    • B21B27/03—Sleeved rolls

Definitions

  • the invention relates to a device for Straightening flange or U profiles, with above and / or below the straightening tools arranged according to the preamble of claim 1 (see e.g. EP-A-0 545 825).
  • Such devices are used for hot rolling resulting deviations of the carrier contour, in particular Bends, twists and cross-sectional deviations too eliminate and the desired straightness to the wearer to lend. This is done in such a way that the carrier with the help of alternating above and below the Guide material with a certain division or one certain distance of each in the same plane arranged straightening axes with the help of straightening rollers or -discs of an alternate bend with in the Feed direction of decreasing amplitude is subjected.
  • the straightening disks or rollers capture the web of the double-T beam, the amount of which is at the cost increased its thickness. Be transferred the alternating bends of the web inevitably affect the Flanges of the carrier.
  • the upper alignment axes with alignment discs the lower equipped with cylindrical straightening rollers.
  • the invention is based on the object, a To create straightening device that both the web as also - despite the directing force acting there - the flange or protects the legs of a U-profile and on them Way straight flange profiles with high straightening and Dimensional accuracy creates.
  • the invention solves this problem with a device with the Features of claim 1.
  • Straightening with the device according to the invention avoids a relative movement between the web and the flange as well as any strain hardening in the area of the flange near the flange Web.
  • the small diameter of the face plate end face is preferably on that of the flange or leg opposite side, even if - at Straightening double T beams or U profiles - each two straightening disks on a straightening shaft face each other.
  • the intersection of the surface lines should be of the drive disc remote from the drive and the intersection of the drive-oriented straightening disk lie close to the drive.
  • the flange in the Avoid horizontal related to the straightening position, have the directional discs preferably flange-supporting Surfaces that are on the web side and / or the side of the flange facing the web. Accordingly, the straightening discs have a U-shaped or T-shaped axial cross section.
  • the straightening discs can also be designed so that they also have a certain, but not too big Introduce straightening force into the web, although the web advantageously remains free of directivity.
  • the straightening device consists of one in its individual parts Drive 1 not shown with the a shaft 2 is connected on the two straightening discs 3,4 are arranged above a double T-beam 5.
  • the straightening discs 3, 4 have - in the axial direction - a T-shaped cross section and consist of a each attacking the inside of the two flanges, but do not touch the web of the flange circular disc-shaped part 6 which is frustoconical Approach 7 passes.
  • the frustoconical Lugs 7 are 8 with their small diameter surfaces each facing outwards and standing above theirs Shell surfaces in frictional connection with the Flange edges.
  • the lateral surface or line 9 at an angle ⁇ with respect to the horizontal or the spacers 10.
  • the spacers 10 are used to adjust the distance between the straightening discs to the profile height (flange distance) of the Carrier. Accordingly, there is between the Surface line 9 and the narrow side surface of the flanges the inclusion angle ⁇ .
  • the height Z of the frustoconical Approaches are dimensioned so that the narrow sides of the Flanges are supported over their entire height.
  • the straightening disks 11, 12 of FIGS. 3 and 4 are in principle arranged in the same way as in the case of Fig. 1,2 and built; however, they support the flanges on the outside and have conical lugs 7, whose Large diameter surfaces 13 point inwards or towards each other are turned. This way, there is between the lateral surfaces or lines 9 and the horizontal or the narrow sides of the support flanges in each case the same inclusion angle as with the straightening discs 3.4 of Fig. 1.2.
  • the straightening rollers 15, 16 according to FIGS. 5, 6 consist of several, preferably connected in one piece flange-supporting single disks 17,18,19,20, between which there is a truncated cone Transition 21, 22, 23 is located. This way between the disks 16 to 20 grooves 24, 25, 26 for Mounting the flanges of beams with different Dimensions.
  • the surface lines of the frustoconical Transitions 21,22,23 result with them opposite narrow sides of the flanges in turn the inclusion angle according to the invention already discussed ⁇ .
  • the straightening device does not need to completely with the Straightening disks or bushings according to the invention equipped to be; rather, it is sufficient if these in Area of the greatest bending amplitudes, i.e. on the inlet side are arranged without the invention Straightening tools also for the largest upsets or Dimensional deviations would result.
  • all upper straightening tools as disks or Multi-disc rollers can be formed while at Straighten with a large division (distance between two neighboring ones Straightening axes) and accordingly small straightening forces cylindrical straightening bushes 28 below the straightening good can be arranged from flange to flange pass.
  • straightening discs With regard to the lowest possible straightening forces with high ones Straightening accuracy, it is advantageous to use the straightening discs with a large division, i.e. with the greatest possible distance in To arrange the direction of the moving goods and if necessary also with a straightening disc adjustment (Slice distance from an imaginary zero line) work that is smaller than when straightening with conventional ones Straighteners and, accordingly, one results in smaller amplitude.

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Richten von Flansch- oder U-Profilen, mit oberhalb und/oder unterhalb des Richtguts angeordneten Richtwerkzeugen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (siehe z.B. EP-A-0 545 825).
Derartige Vorrichtungen dienen dazu, vom Warmwalzen herrührende Abweichungen der Träger-Kontur, insbesondere Biegungen, Verwindungen und Querschnittsabweichungen zu beseitigen sowie dem Träger die gewünschte Geradheit zu verleihen. Dies geschieht in der Weise, daß der Träger mit Hilfe abwechselnd oberhalb und unterhalb des Richtguts mit einer bestimmten Teilung bzw. einem bestimmten Abstand der jeweils in derselben Ebene angeordneten Richtachsen mit Hilfe von Richtwalzen oder -scheiben einer Wechselbiegung mit in der Vorschubrichtung abnehmender Amplitude unterworfen wird.
Dabei erfassen die Richtscheiben oder -walzen den Steg des Doppel-T-Trägers, dessen Höhe sich dabei auf Kosten seiner Dicke vergrößert. Darüber hinaus übertragen sich die Wechselbiegungen des Stegs zwangsläufig auf die Flansche des Trägers. Beim Richten eines U-Profils sind die oberen Richtachsen mit Richtscheiben, die unteren mit zylindrischen Richtrollen bestückt.
Dies ist aufgrund der unterschiedlichen Widerstandsmomente des Stegs und des Flanschs bzw. der Schenkel mit einer Reihe gravierender Nachteile verbunden. Infolge seines wesentlich geringeren Widerstandsmomentes vollführt der Steg unter dem Einfluß der Richtkraft Relativbewegungen zum Flansch oder Schenkel mit seinem wesentlich größeren Widerstandsmoment, aufgrund derer es im Bereich der Stegwurzel, d.h. am Übergang Steg/Flansch bzw. Schenkel zu einer plastischen Verformung kommt. Beim Richten von U-Profilen ergeben sich im Druckbereich der Richtscheiben am Steg Plastifizierungen; der Steg erfährt jedoch keine Relativbewegung gegenüber dem Flansch. Diese plastische Verformung führt nicht nur zu einer Vergrößerung der Profilhöhe, sondern auch zu einer unerwünschten lokalen Kaltverfestigung und damit zu einem unerwünschten Zähigkeitsverlust. Hinzu kommt eine aus der plastischen Verformung resultierende Änderung der Eigenspannungen des Profils insbesondere im Bereich der Stegwurzel; dies namentlich bei einer einseitigen Lagerung der Richtscheiben oder -walzen.
Da die Richtscheiben oder -walzen normalerweise einseitig gelagert sind, kommt es unter dem Einfluß der Richtkraft zwangsläufig zu einer Neigung der Richtachsen gegenüber der Horizontalen und demgemäß beim Richten von Doppel-T-Trägern und U-Profilen im Bereich der antriebsseitigen Stegwurzel zu einer größeren Biegungsamplitude als im Bereich der gegenüberliegenden Stegwurzel. Das führt im Bereich der antriebsseitigen Stegwurzel zu Eigenspannungsspitzen, die durchaus die Größenordnung der Fließspannung erreichen und mit der Profilhöhe, d.h. dem Abstand von Flansch zu Flansch qualitätsmindernd zunehmen.
Um diese Nachteile zu vermeiden, gibt es Richtscheiben, deren Richtkraft nicht am Steg, sondern am Flansch oder an den Schenkeln eines U-Profils und demgemäß im Bereich des größten Widerstandsmoments angreift. Das Einleiten der Richtkraft zusätzlich oder ausschließlich am Flansch verringert bzw. vermeidet zwar eine Relativbewegung zwischen Steg und Flansch sowie die damit verbundenen Nachteile, ohne daß die durch das Einleiten der Richtkraft in den Flansch bedingte Änderung des Eigenspannungszustandes im Flansch mit Nachteilen verbunden wäre. Jedoch kommt es infolge des Einleitens der Richtkraft in den Flansch dort zu Aufstauchungen der Flanschkanten sowie zu Ausbauchungen an der Außenseite des Flanschs und dadurch bedingt zu Maßabweichungen, die mit steigendem Verhältnis Flanschbreite/Flanschdicke zunehmen. Um diese Maßabweichungen in Grenzen zu halten, kommen auch Richtscheiben zur Verwendung, welche die Richtkraft sowohl in den Steg als auch in den Flansch einleiten. Die dabei naturgemäß geringere Richtkraft am Flansch führt zu einer Verringerung, jedoch nicht zu einer weitestgehenden Beseitigung der dort in Erscheinung tretenden Maßabweichungen.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Richtvorrichtung zu schaffen, die sowohl den Steg als auch - trotz dort angreifender Richtkraft - den Flansch oder die Schenkel eines U-Profils schont und auf diese Weise gerade Flanschprofile mit hoher Richt- und Maßgenauigkeit schafft.
Die Erfindung löst dieses Problem mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Das Richten mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung vermeidet eine Relativbewegung zwischen Steg und Flansch sowie jede Kaltverfestigung im flanschnahen Bereich des Stegs.
Der Neigungswinkel der wirksamen Mantelfäche liegt vorzugsweise in der Größenordnung des Reibungswinkels; er ergibt sich dann aus der folgenden Gleichung: µR-Scheibe/Profil = tan ρ und gewährleistet eine Minimierung der Flanschkantenaufstauchung. Bei richtig bemessenem Reibungswinkel der Mantelfläche werden im Flansch Querspannungen erzeugt, die den in der Kontaktfläche wirkenden Reibschubspannungen entgegenwirken und so ein Flanschkantenaufstauchen verhindern.
Vorzugsweise liegt der kleine Durchmesser der Richtscheibenstirnfläche auf der vom Flansch oder Schenkel abgekehrten Seite, und zwar auch dann, wenn - beim Richten von Doppel-T-Trägern oder U-Profilen - jeweils zwei Richtscheiben auf einer Richtwelle einander gegenüberliegen. Dabei sollte der Schnittpunkt der Mantellinien der antriebsfernen Richtscheibe antriebsfern und der Schnittpunkt der antriebsnahen Richtscheibe antriebsnah liegen.
Um je nach Richtkraft Ausbiegungen des Flanschs in der Horizontalen, bezogen auf die Richtposition, zu vermeiden, weisen die Richtscheiben vorzugsweise flanschstützende Flächen auf, die sich auf der Stegseite und/oder der stegabgewandten Seite des Flanschs befinden. Demgemäß besitzen die Richtscheiben einen U-förmigen oder T-förmigen axialen Querschnitt.
Um mit einem Richtrollenpaar gleichzeitig Flansch- oder Schenkelprofile unterschiedlicher Abmessung ohne Richtscheibenwechsel richten zu können, eignen sich Richtscheiben mit einem kammartigen axialen Querschnitt. Eine derartige Richtscheibe besteht dann, vorzugsweise einstückig, aus einzelnen Scheiben zwischen denen sich die erfindungsgemäß gegenüber der Horizontalen geneigten wirksamen Mantelfächen befinden und deren seitliche Flächen den Flansch oder Steg in der Richtposition ein- oder beidseitig abstützen.
Die Richtscheiben können auch so beschaffen sein, daß sie zusätzlich eine gewisse, jedoch nicht allzu große Richtkraft in den Steg einleiten, wenngleich der Steg vorteilhafterweise richtkraftfrei bleibt.
Allerdings brauchen nicht sämtliche Richtwerkzeuge mit der erfindungsgemäßen wirksamen Mantelfläche versehen zu sein; im Extremfall genügt jeweils ein erfindungsgemäßes Richtwerkzeug bzw. ein erfindungsgemäßes Richtwerkzeugpaar oberhalb und unterhalb des Richtguts in gegenseitiger Nachbarschaft. Unterhalb des Richtgutes können auch nur im Auslaufbereich erfindungsgemäße Richtwerkzeuge angeordnet sein.
Insgesamt gesehen gewährleisten die erfindungsgemäßen Mantel- bzw. Schrägflächen der Richtscheiben ein Höchstmaß an Richtgenauigkeit; sie vermeiden insbesondere das Entstehen von Flanschaufstauchungen und nach außen gerichteten Ausbauchungen im Bereich der Flanschkanten und bewahren den vom Warmwalzen der Profile herrührenden günstigen Eigenspannungszustand des ungerichteten Profils.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1
die schematische Darstellung einer Richtvorrichtung mit einem oberen Richtscheibenpaar teilweise in einem axialen Längsschnitt,
Fig. 2
eine vergrößerte Darstellung eines Teils der beiden Richtscheiben,
Fig. 3
eine Richtvorrichtung mit außenseitiger Flanschführung,
Fig. 4
die vergrößerte Darstellung eines Teils der beiden Richtscheiben,
Fig. 5
einen axialen Längsschnitt durch eine Richtrolle zum flanschstützenden Richten bei unterschiedlichen Trägerabmessungen,
Fig. 6
einen Teil der Richtrolle nach Fig. 5,
Fig. 7
eine Richtbuchse mit zylindrischem Mittelteil in einem axialen Längsschnitt,
Fig. 8
einen Teil der Richtbuchse nach Fig. 7 in vergrößerter Darstellung und
Fig. 9
eine zylindrische Richtbuchse.
Die Richtvorrichtung besteht aus einem in seinen Einzelteilen nicht näher dargestellten Antrieb 1 mit dem eine Welle 2 verbunden ist, auf der zwei Richtscheiben 3,4 oberhalb eines Doppel-T-Trägers 5 angeordnet sind. Die Richtscheiben 3,4 besitzen - in axialer Richtung - einen T-förmigen Querschnitt und bestehen aus einem jeweils an der Innenseite der beiden Flansche angreifenden, den Steg des Flansches jedoch nicht berührenden kreisscheibenförmigen Teil 6, der in einen kegelstumpfförmigen Ansatz 7 übergeht. Die kegelstumpfförmigen Ansätze 7 sind mit ihren Kleindurchmesserflächen 8 jeweils nach außen gerichtet und stehen über ihre Mantelflächen in kraftschlüssiger Verbindung mit den Flanschkanten. Dabei verläuft die Mantelfläche bzw. -linie 9 unter einem Winkel ρ in bezug auf die Horizontale bzw. die Distanzbuchsen 10. Die Distanzbuchsen 10 dienen zum Einstellen des Abstandes der Richtscheiben auf die Profilhöhe (Flanschabstand) des zu richtenden Trägers. Dementsprechend ergibt sich zwischen der Mantellinie 9 und der Schmalseitenfläche der Flansche der Einschlußwinkel ρ. Die Höhe Z der kegelstumpfförmigen Ansätze ist so bemessen, daß die Schmalseiten der Flansche über ihre ganze Höhe abgestützt sind.
Die Richtscheiben 11,12 der Fig. 3 und 4 sind in prinzipiell gleicher Weise wie im Falle der Fig. 1,2 angeordnet und aufgebaut; sie stützen die Flansche jedoch außenseitig ab und besitzen konische Ansätze 7, deren Großdurchmesserflächen 13 nach innen weisen bzw. einander zugekehrt sind. Auf diese Weise ergibt sich zwischen den Mantelflächen bzw. -linien 9 und der Horizontalen bzw. den Schmalseiten der Trägerflansche jeweils der gleiche Einschlußwinkel wie bei den Richtscheiben 3,4 der Fig. 1,2.
Die Richtrollen 15,16 nach den Fig. 5,6 bestehen aus mehreren, vorzugsweise einstückig miteinander verbundenen flanschstützenden Einzelscheiben 17,18,19,20, zwischen denen sich jeweils ein kegelstumpfförmiger Übergang 21,22,23 befindet. Auf diese Weise ergeben sich zwischen den Scheiben 16 bis 20 Rillen 24,25,26 zur Aufnahme der Flansche von Trägern mit unterschiedlichen Abmessungen. Die Mantellinien der kegelstumpfförmigen Übergänge 21,22,23 ergeben mit den ihnen gegenüberliegenden Schmalseiten der Flansche wiederum den bereits erörterten erfindungsgemäßen Einschlußwinkel ρ.
Die Richtvorrichtung braucht nicht zur Gänze mit den erfindungsgemäßen Richtscheiben oder -buchsen ausgestattet zu sein; vielmehr reicht es aus, wenn diese im Bereich der größten Biegungsamplituden, also einlaufseitig angeordnet sind, die ohne die erfindungsgemäßen Richtwerkzeuge auch zu den größten Aufstauchungen bzw. Maßabweichungen führen würden. Andererseits können aber auch sämtliche oberen Richtwerkzeuge als Scheiben oder Mehrscheibenrollen ausgebildet sein, während beim Richten mit großer Teilung (Abstand zweier benachbarter Richtachsen) und dementsprechend kleinen Richtkräften unterhalb des Richtgutes zylindrische Richtbuchsen 28 angeordnet sein können, die von Flansch zu Flansch reichen.
Hingegen lassen sich bei ausschließlich auslaufseitiger Anordnung der erfindungsgemäßen Richtscheiben, insbesondere bei einlaufseitiger großer Biegungsamplitude kaum maßgenaue und spannungsarme Profile erzeugen.
Im Hinblick auf möglichst geringe Richtkräfte bei hoher Richtgenauigkeit ist es vorteilhaft, die Richtscheiben mit großer Teilung, d.h. mit möglichst großem Abstand in Richtung der Richtgutbewegung anzuordnen und gegebenenfalls auch mit einer Richtscheibenanstellung (Scheibenabstand von einer gedachten Nullinie) zu arbeiten, die kleiner ist als beim Richten mit herkömmlichen Richtvorrichtungen und demgemäß auch eine kleinere Amplitude ergibt.

Claims (9)

  1. Vorrichtung zum Richten von Flansch- oder U-Profilen mit
    oberhalb und/oder unterhalb dieses Richtgutes (5) angeordneten Richtwerkzeugen (3, 4; 11, 12; 15, 16)
    zum Einleiten einer Richtkraft nur in die Flansche bzw. Schenkel des Richtgutes (5), dadurch gekennzeichnet daß
    die wirksamen Mantelflächen (9; 21, 22, 23) der Richtwerkzeuge (3, 4; 11, 12; 15, 16) geneigt zu deren Drehachsen verlaufen, und daß
    die sich daraus ergebenden Kleindurchmesserflächen (8) eines eine gemeinsame Drehachse besitzenden Richtwerkzeugpaares (3, 4; 11, 12; 15, 16) nach außen weisen bzw. voneinander abgekehrt sind und die Großdurchmesserflächen nach innen weisen bzw. einander zugekehrt sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel (ρ) der wirksamen Mantelflächen (9; 21, 22, 23) in der Größenordnung ihres Reibungswinkels liegt.
  3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtwerkzeuge (3, 4; 11, 12; 15, 16) Richtscheiben (6, 17, 18, 19, 20) mit flanschstützenden Flächen besitzen.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtwerkzeuge (3, 4; 11, 12) in axialer Richtung einen T-förmigen Querschnitt besitzen.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch Richtwerkzeuge (15, 16) mit mehreren benachbarten und über Zwischenkonen (21, 22, 23) einteilig miteinander in Verbindung stehenden Richtscheiben (17, 18, 19, 20).
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nur einlaufseitig Richtwerkzeuge (3, 4; 11, 12; 15, 16) mit geneigt zu deren Drehachsen verlaufenden wirksamen Mantelflächen (9; 21, 22, 23) angeordnet sind.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die flanschstützenden Flächen abwechselnd außen und innen an den Flanschen bzw. Schenkeln angreifen.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Richtgutes (5) Richtbuchsen (27) angeordnet sind, die im Bereich der Flansche bzw. Schenkel des Richtgutes (5) zu den Drehachsen nach außen hin geneigte Mantelflächen besitzen.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen den auf Wellen (2) angeordneten Richtwerkzeugen (3, 4; 11, 12; 15, 16) Distanzbuchsen (10) befinden.
EP96110958A 1995-07-13 1996-07-06 Richtvorrichtung Expired - Lifetime EP0753360B1 (de)

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DE19525513 1995-07-13

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EP0753360A1 EP0753360A1 (de) 1997-01-15
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