EP2712687A1 - Richtmaschine - Google Patents

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EP2712687A1
EP2712687A1 EP13183960.7A EP13183960A EP2712687A1 EP 2712687 A1 EP2712687 A1 EP 2712687A1 EP 13183960 A EP13183960 A EP 13183960A EP 2712687 A1 EP2712687 A1 EP 2712687A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wedge
straightening
straightening machine
effective length
machine according
Prior art date
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Granted
Application number
EP13183960.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2712687B1 (de
Inventor
Franz MÜLLERLEILE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kohler Maschinenbau GmbH
Original Assignee
Kohler Maschinenbau GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kohler Maschinenbau GmbH filed Critical Kohler Maschinenbau GmbH
Publication of EP2712687A1 publication Critical patent/EP2712687A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2712687B1 publication Critical patent/EP2712687B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D1/00—Straightening, restoring form or removing local distortions of sheet metal or specific articles made therefrom; Stretching sheet metal combined with rolling
    • B21D1/02—Straightening, restoring form or removing local distortions of sheet metal or specific articles made therefrom; Stretching sheet metal combined with rolling by rollers

Definitions

  • a straightening machine of the present type comprises a number of upper straightening rolls mounted in an upper roll mill and a number of lower straightening rolls. which are stored in a lower roller mill.
  • the roller mills are interconnected by means of a plurality of studs, the studs being mounted on the roller mills in such a way that the roller mills are maintained at a preselectable distance from each other. This allows a straightening gap formed between the upper and lower straightening rolls to be varied to direct material of different thicknesses in the straightening machine.
  • Straightening machines of the present type are used to eliminate stresses and bumps in metal bands or metal parts.
  • the upper and lower straightening rollers are arranged offset to one another, so that the material to be straightened is guided in a kind of serpentine through the straightening rollers, that is alternately bent upwards and downwards.
  • the bending takes place in such a way that the material is bent beyond its yield point, at least at the first straightening rolls, so that unwanted bends and stresses in the material are eliminated as completely as possible.
  • the material is very heavily plasticized on the first straightening roller of the straightening machine. At each further straightening roll, the material is bent a little less, and at the last straightening roll, the material is no longer plasticized, ie only elastically deformed.
  • metal straps are often used, which are supplied as so-called coils and processed from there to production.
  • coils By winding the strip material to coils, but also by any previous thermal treatments and the like, unevenness and tension in the strip material are present, which are unfavorable for further processing. Therefore, metal strips are usually passed after their unwinding from the coil by a straightening machine of the present type, which leave it level and stress-free.
  • Another way to avoid the expansion of the straightening gap during operation is to compensate for the elongation of the studs by shortening their effective length, thus counteracting the elongation.
  • this can be quite simply effected by the stud bolts, which are usually connected by means of threads with the roll mills, are retightened and so their effective length is shortened so far until the straightening gap gets back the desired extent. Because once the strip material has run into the straightening machine and the studs have been lengthened accordingly, a single readjustment of the effective length of the same is sufficient to create conditions defined for the rest of the coil.
  • the adjusting devices proposed in the prior art are equipped with hydraulic piston-cylinder units. These can provide the required forces in the required Create and hold short response time.
  • the disadvantage here, however, that equipped with such adjusting straightening machine must be provided with an additional hydraulic system. Hydraulic systems, which are unnecessary in a straightening machine without adjustment, however, are structurally complex and energy and maintenance-intensive. Their long-term durability leaves much to be desired in comparison to the other parts of a leveler of the present type, as far as oil losses can not be tolerated.
  • the present invention is therefore based on the object to simplify a leveler of the type mentioned in terms of their structure and their need for maintenance without sacrificing functionality.
  • the adjusting devices for the studs are therefore no longer operated hydraulically, but mechanically or electromechanically by the effective length of the studs is changed with a mechanically movable spline.
  • a sliding wedge is capable of generating very high vertical forces necessary for a stud adjusting device with relatively small horizontal forces displacing the wedge.
  • the mechanically movable sliding wedge is preferably actuated by an electric motor, for example a three-phase servo drive.
  • This electric motor acts expediently via a gear on the sliding wedge, in particular a worm gear is used, which cooperates with a spindle, which in turn moves the sliding wedge.
  • An electric servomotor has the advantage that it can interact directly with a preferably existing sensor or a monitoring device which detects the changes in the effective length of the studs.
  • This detection of a change in the effective length of the studs can be done on the stud itself, for example, with strain gauges; however, preferably the directivity gap is monitored directly, the undesired change of which is proportional to a change in the effective length of the studs.
  • An electric motor for actuating the sliding wedge can carry out the compensation of the elongation of the effective length of the studs detected by the monitoring device in a structurally uncomplicated manner via a conventional electrical control with control electronics.
  • the "effective length" of the studs is not to be equated with the actual length thereof in the context of the present invention. For even if a stud bolt is elongated, its effective length, which is defined with respect to the aiming gap, remain the same, for example by the change in length of the stud is compensated by a sliding wedge caused relative movement between the stud bolt mounted on the roller mill and the stud.
  • an increase in the effective length of the studs is prevented only up to a maximum length by moving the sliding wedge. If the extension of the studs beyond this maximum length, this is an indication that prevail in the aiming gap too large forces that not only the studs length, but also the straightening rollers, the roller bearings and in particular the drives of straightening rollers, which usually contain propeller shafts, claim. An overuse of the roller drive and in particular the drive shafts must be avoided, however, to avoid expensive and expensive to repair damage.
  • the stud bolts as provided according to the present invention, are designed to be relatively slender and consequently yield relatively easily - which is achieved by the leveling control according to the invention is compensated by sliding wedge in operation - results with this embodiment of the invention, an overload protection for the straightening machine.
  • the movable slide wedge together with a fixedly connected to the stud or with one of the roll chocks counterwedge forms a known wedge adjustment mechanism according to the invention is arranged on the suspension of the stud bolt on one of the roll mills.
  • the combination of a wedge and a fixed counter wedge with identical wedge angle allows a defined change in the distance between two plane-parallel planes to each other: When the sliding wedge is inserted, move the first plane of the wedge and the second plane of the counter-wedge planparallel away from each other while they are facing each other move when the slide wedge is pulled out of the assembly.
  • the sliding wedge is arranged on one of the roll mills, while the counter wedge is firmly connected to the stud; because then the sliding wedge along the roll mill is movable and the preferred existing electric motor with Transmission can be fixed firmly on the roller mill. The sliding wedge then does not move in height relative to the roller mill.
  • the sliding wedge and the counter-wedge are preferably arranged in a housing or frame, which is preferably filled with a friction-reducing fluid and mounted on one of the roll mills.
  • the sliding wedge In order to facilitate the insertion and withdrawal of the sliding wedge from the wedge adjustment mechanism and to reduce any wear, it is particularly preferred in the context of the present invention for the sliding wedge to be provided with a roller shoe on at least one of its two wedge surfaces.
  • This roller shoe is preferably made of a number of rollers which are mounted with needle bearings in a cage. With such roller shoes moving the sliding wedge is relatively easy and virtually wear-free even under the highest load possible.
  • the electric motor and the transmission for actuating the sliding wedge can be kept correspondingly inexpensive.
  • the cage of the roller shoe is preferably positively guided on the surfaces involved.
  • This positive guide preferably consists of a rack and a corresponding gear, wherein the gear is suitably arranged on the cage of the roller shoe, while the racks sit in the wedge surfaces.
  • the in the FIGS. 1 . 2 and 3 straightening machine shown comprises at its core a number of lower straightening rollers 1 and a series of upper straightening rollers 2, which are arranged one above the other such that a straightening gap 3 is formed, which extends from an in FIG. 1 on the left side of the straightening machine up to one in FIG. 1
  • a flat metal part or metal strip (not shown) to be straightened is thus bent down around the first lower straightening roll 1, then bent upwards around the first upper straightening roll 2, around the second lower straightening roll 1 again bent downwards and thus alternately further.
  • the lower straightening rollers 1 are mounted in a lower roller frame 4 and are supported by a plurality of support rollers 5 in the roller mill 4.
  • the upper straightening rollers 2 are mounted in an upper roller mill 6 and are supported against the directional pressure by upper support rollers 7 in the roller mill 6.
  • the lower roll mill 4 and the upper roll mill 6 are interconnected in their four corners by means of four stud bolts 8. These stud bolts 8 are firmly anchored in the lower roller mill, while they are adjustably mounted on the upper roller mill 6: At the upper end 9 of the stud bolt 8 each sits a worm gear 10, via which the stud bolt 8 is connected to a mounted on the upper roller mill 6 abutment 11. The worm gear 10 is used to set the straightening gap 3 when setting up the straightening machine: By means of the worm gear 10 and a drive 12, the height of the upper roll mill 6 can be adjusted relative to the lower roll mill 4.
  • the adjusting devices 13 for changing the effective length of the studs 8 are now arranged.
  • These adjusting devices 13 are on the one hand firmly connected to the upper roller mill 6 and on the other hand support the counter bearing 11 for the stud bolts 8.
  • the height of the thrust bearing 11 relative to the upper roller mill 6 can be changed by means of adjusting 13, so that an elongation of the studs 8 by a Upward displacement of the abutment 11 can be compensated, since thus the storage of the stud bolts 8 on the upper roller mill 6 can be "lengthened” in a corresponding manner.
  • the adjusting device 13 does not change the length of the stud bolts 8, but only their effective length, which is proportional to the aiming gap 3.
  • the force flow of the opposing forces from the upper roll mill 6 passes through the stud bolts 8 in the lower roll mill 4.
  • the stay bolts 8 are elongated, the elongation being all the more pronounced is, the less expensive and thinner the studs 8 are formed.
  • the straightening gap 3 expands, which can lead to an incorrect or poor straightening result.
  • a control unit (not shown) is activated by four monitoring devices 14, which detect the expansion of the directional gap 3 in the height of the four studs 8, which controls the four adjusting devices 13, so that this increases the distance between the upper roller mill 6 and the abutments 11.
  • the upper roller mill 6 is hereby again moved against the lower roller frame 4, so that the guide gap 3 is reduced again to its nominal size and the elongation of the stud 8 is compensated.
  • the effective length of the studs 8 is therefore, despite a successful elongation of the studs 8, remained unchanged in the result, so that even the effective length proportional to the correcting gap 3 has not changed.
  • the four adjusting devices 13 can also be controlled individually, depending on the individual elongation of the respective stud bolt 8.
  • FIG. 4 is a plan view of an adjusting device 13, while the Figures 5 and 6 Sectional views AA and BB off FIG. 4 are.
  • the adjusting device 13 comprises a housing 15 with a passage 16 for the stud bolt (not shown here), which is supported on the counter bearing 11.
  • the counter-bearing 11 is in turn supported on a counter wedge 17, which cooperates with a sliding wedge 18.
  • the sliding wedge 18 is horizontally movable by means of a spindle 19 and a worm gear 20 by an electric motor 21, whereby in cooperation with the counter wedge 17, the distance between a bottom 22 of the housing 15 and the counter bearing 11 can be changed.
  • the sliding wedge 18 that is, by a pulling movement of the spindle 19, the counter wedge 17 is pushed upward, whereby the abutment 11 is also pushed up and the effective length of the stud bolt 8 is thus shortened.
  • Pulling out the sliding wedge 18, which in the present case is associated with a sliding movement of the spindle 19, leads to a lowering of the counterwedge 17, so that the counterbearing 11 also lowers and thus the effective length of the stud bolt 8 is increased.
  • the wedge angle of the slide wedge 18 and the counter-wedge 17 is further selected so that a high power transmission is given by the horizontal movement of the slide wedge 18 for vertical movement of the anvil 11.
  • roller shoes In order to reduce the frictional forces between the two wedges 17, 18 as well as between the sliding wedge 18 and a running rail 26 arranged on the bottom 22 of the housing 15 and thus to enable an actuation of the sliding wedge 18 with as small forces as possible, between the involved surfaces 23, 24 and 26 respectively provided roller shoes, in the FIGS. 7 and 8 are shown in more detail. These are each a number of identically designed rollers 27, which are mounted by means of needle bearings 28 in a cage 29. This cage 29 is inserted into the wedge surfaces 23, 24 or the running rail 26, so that the two wedge surfaces of the sliding wedge 18 each run over the rollers 27 on the mating surfaces, the wedge surface 24 of the counter wedge 17 and the running rail 26 of the housing 15.
  • FIG. 8 clarifies, carries the cage 29 for the rollers 27 also has two gears 30 which engage in the assembled state respectively in racks 31 in the wedge surfaces of the sliding wedge 18 and the counterwedge 17 and in the running rail 26.
  • the cage 29 is forcibly guided with the rollers 27 to the participating surfaces, so that he can not move out of its position laterally about.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Straightening Metal Sheet-Like Bodies (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Richtmaschine zum Richten eines Metallbandes und/oder von flächigen Metallteilen, umfassend eine Anzahl von unteren Richtwalzen (1), die in einem unteren Walzenstuhl (4) gelagert sind, und eine Anzahl von oberen Richtwalzen (2), die in einem oberen Walzenstuhl (6) gelagert sind. Des Weiteren umfasst die Richtmaschine Stehbolzen (8), die den oberen und unteren Walzenstuhl (4, 6) mit einem vorwählbaren Abstand verbinden, wobei den Stehbolzen (8) Verstellvorrichtungen (13) zum Verändern einer den vorwählbaren Abstand definierenden wirksamen Länge der Stehbolzen (8) und zum Kompensieren von Veränderungen dieser wirksamen Länge im Betrieb zugeordnet sind, und die Verstellvorrichtungen (13) einen die wirksame Länge der Stehbolzen (8) verändernden, mechanisch bewegbaren Schiebekeil (18) enthalten.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Richtmaschine zum Richten eines Metallbandes und/oder von flächigen Metallteilen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Demnach umfasst eine Richtmaschine der vorliegenden Art eine Anzahl von oberen Richtwalzen, die in einem oberen Walzenstuhl gelagert sind, und eine Anzahl von unteren Richtwalzen, die in einem unteren Walzenstuhl gelagert sind. Die Walzenstühle sind mittels mehrerer Stehbolzen untereinander verbunden, wobei die Stehbolzen solcherart an den Walzenstühlen angebracht sind, dass die Walzenstühle mit einem vorwählbaren Abstand zueinander gehalten werden. Dies ermöglicht, dass ein zwischen den oberen und unteren Richtwalzen gebildeter Richtspalt verändert werden kann, um Material unterschiedlicher Dicke in der Richtmaschine richten zu können.
  • Richtmaschinen der vorliegenden Art dienen dazu, Spannungen und Unebenheiten in Metallbändern oder Metallteilen zu beseitigen. Die oberen und unteren Richtwalzen sind versetzt zueinander angeordnet, so dass das zu richtende Material in einer Art Schlangenlinie durch die Richtwalzen geführt wird, also alternierend nach oben und nach unten umgebogen wird. Das Biegen erfolgt so, dass das Material zumindest an den ersten Richtwalzen über seine Streckgrenze hinaus gebogen wird, so dass unerwünschte Biegungen sowie Spannungen im Material möglichst vollständig beseitigt werden. Üblicherweise wird das Material an der ersten Richtwalze der Richtmaschine sehr stark plastifiziert. An jeder weiteren Richtwalze wird das Material etwas weniger gebogen, und an der letzten Richtwalze wird das Material nicht mehr plastifiziert, d.h. nur noch elastisch verformt.
  • In der metallverarbeitenden Industrie werden oft Metallbänder verwendet, die als sogenannte Coils angeliefert und von dort zur Produktion abgewickelt werden. Durch das Aufwickeln des Bandmaterials zu Coils, aber auch durch eventuelle vorherige thermische Behandlungen und dergleichen, sind Unebenheiten und Spannungen im Bandmaterial vorhanden, die für die Weiterverarbeitung ungünstig sind. Daher werden Metallbänder in der Regel nach ihrem Abwickeln vom Coil durch eine Richtmaschine der vorliegenden Art geleitet, die sie eben und spannungsfrei verlassen.
  • Dies ist jedoch nicht das einzige Anwendungsgebiet, denn auch flächige Metallteile, die von unerwünschten Biegungen und Spannungen befreit werden sollen, werden in der Regel in einer Richtmaschine der vorliegenden Art gerichtet, um sie weiterverarbeiten zu können. Insbesondere hier kommt die Verstellbarkeit des Richtspalts bei einer Richtmaschine der vorliegenden Art besonders vorteilhaft zum Einsatz, da die zu richtenden Teile oft eine unterschiedliche Dicke aufweisen oder mit unterschiedlichen Biegemomenten behandelt werden müssen. In beiden Fällen ist es dann nötig, den Richtspalt entsprechend anzupassen.
  • Wenn ein Metallband oder ein flächiges Metallteil durch den Richtspalt bewegt und alternierend um die oberen und unteren Richtwalzen gebogen wird, entstehen naturgemäß sehr hohe Gegenkräfte in der Richtmaschine, die den Richtspalt öffnen bzw. erweitern wollen. Die Walzenstühle und insbesondere die Stehbolzen, die die Walzenstühle in der gewünschten Position zueinander halten, müssen daher entsprechend widerstandsfähig ausgestaltet sein. Durch die Gegenkräfte beim Richten werden die Stehbolzen auf Zug belastet, was sich bei entsprechenden Kräften durch eine Längung der Stehbolzen bemerkbar macht.
  • Eine bekannte Möglichkeit, mit dieser Problematik umzugehen, besteht darin, die Stehbolzen entsprechend widerstandsfähig, also sehr massiv auszubilden. Dies bringt den Nachteil mit sich, dass die Richtmaschine insgesamt sehr schwer wird und durch das benötigte Material entsprechend teuer herzustellen ist.
  • Eine andere Möglichkeit, das Aufweiten des Richtspalts im Betrieb zu vermeiden, besteht darin, die Längung der Stehbolzen zu kompensieren, indem man deren wirksame Länge verkürzt, also der Längung entgegenwirkt. Soweit Bandmaterial gerichtet wird, kann dies recht einfach dadurch bewirkt werden, dass die Stehbolzen, die in der Regel mittels Gewinden mit den Walzenstühlen verbunden sind, nachgezogen werden und so deren wirksame Länge so weit verkürzt wird, bis der Richtspalt die gewünschte Ausdehnung zurückerhält. Denn wenn das Bandmaterial einmal in die Richtmaschine eingelaufen ist und die Stehbolzen entsprechend gelängt worden sind, reicht ein einmaliges Nachstellen der wirksamen Länge derselben, um für den Rest des Coils definierte Verhältnisse zu schaffen.
  • Anders sieht dies jedoch bei Teilerichtmaschinen aus, denn bei jedem flächigen Metallteil, das in die Richtmaschine einläuft, bäumt sich diese auf, d.h. die Stehbolzen längen sich und der Richtspalt gibt nach bzw. öffnet sich, was nicht durch ein einfaches Nachstellen der Stehbolzenaufhängungen kompensiert werden kann. Denn der Richtspalt würde sich dann zu sehr verengen, wenn ein gerichtetes Teil die Richtmaschine verlässt, so dass das nächste zu richtende Teil nicht ordnungsgemäß in die Richtmaschine einlaufen kann.
  • Zur Lösung dieser Problematik ist im Stand der Technik vorgeschlagen worden, die Stehbolzen mit Verstellvorrichtungen zum Verändern von deren wirksamen Länge zu versehen, so dass Veränderungen der wirksamen Länge der Stehbolzen im Betrieb, in der Regel Längungen, abhängig von Messergebnissen eines Sensors zur Detektierung des Richtspalts in Echtzeit kompensiert werden können. Ein Beispiel hierfür findet sich in der EP-A-1 673 181 .
  • Da beim Richten hohe Kräfte auf die Stehbolzen wirken, und dementsprechend ebenso hohe Kräfte erforderlich sind, um eine Vergrößerung der wirksamen Länge dieser Stehbolzen zu kompensieren, sind die im Stand der Technik vorgeschlagenen Verstellvorrichtungen mit hydraulischen Kolben-ZylinderEinheiten ausgestattet. Diese können die erforderlichen Kräfte in der erforderlichen kurzen Reaktionszeit erzeugen und halten. Nachteilig ist hierbei jedoch, dass eine mit solchen Verstellvorrichtungen ausgestattete Richtmaschine mit einer zusätzlichen Hydraulikanlage versehen werden muss. Hydraulikanlagen, die bei einer Richtmaschine ohne Verstellvorrichtungen unnötig sind, sind jedoch konstruktiv aufwändig sowie energie- und wartungsintensiv. Ihre Langzeithaltbarkeit lässt im Vergleich zu den sonstigen Teilen einer Richtmaschine der vorliegenden Art darüber hinaus zu wünschen übrig, soweit Ölverluste nicht toleriert werden können.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Richtmaschine der eingangs genannten Art hinsichtlich ihres Aufbaus und ihres Wartungsbedarfs zu vereinfachen, ohne an Funktionalität einzubüßen.
  • Gelöst ist diese Aufgabe durch eine Richtmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Richtmaschine sind in den Ansprüchen 2 bis 10 niedergelegt.
  • Nach der vorliegenden Erfindung werden die Verstellvorrichtungen für die Stehbolzen also nicht mehr hydraulisch betrieben, sondern mechanisch bzw. elektromechanisch, indem die wirksame Länge der Stehbolzen mit einem mechanisch bewegbaren Schiebekeil verändert wird. Ein solcher Schiebekeil ist in der Lage, mit relativ geringen horizontalen Kräften, die den Keil verschieben, sehr hohe vertikale Kräfte zu erzeugen, die für eine Verstellvorrichtung für Stehbolzen notwendig sind.
  • Eine Hydraulikanlage zum Betätigen der Verstellvorrichtungen der Stehbolzen ist mithin überflüssig. Vorzugsweise wird der mechanisch bewegbare Schiebekeil mit einem Elektromotor, beispielsweise einem Drehstromservoantrieb, betätigt. Dieser Elektromotor wirkt zweckmäßigerweise über ein Getriebe auf den Schiebekeil ein, wobei insbesondere ein Schneckengetriebe verwendet wird, das mit einer Spindel zusammenwirkt, welche ihrerseits den Schiebekeil bewegt. Ein elektrischer Servomotor hat den Vorteil, dass er direkt mit einem vorzugsweise vorhandenen Sensor bzw. einer Überwachungseinrichtung zusammenwirken kann, welche die Veränderungen der wirksamen Länge der Stehbolzen detektiert. Diese Detektion einer Veränderung der wirksamen Länge der Stehbolzen kann an den Stehbolzen selbst erfolgen, beispielsweise mit Dehnmessstreifen; vorzugsweise wird jedoch direkt der Richtspalt überwacht, dessen unerwünschte Veränderung proportional mit einer Veränderung der wirksamen Länge der Stehbolzen zusammenhängt. Ein Elektromotor zur Betätigung des Schiebekeils kann in konstruktiv unaufwändiger Weise über eine übliche elektrische Steuerung mit Regelelektronik die Kompensation der von der Überwachungseinrichtung detektierten Längung der wirksamen Länge der Stehbolzen ausführen.
  • Die "wirksame Länge" der Stehbolzen ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht mit der tatsächlichen Länge derselben gleichzusetzen. Denn auch wenn ein Stehbolzen gelängt wird, kann dessen wirksame Länge, die im Hinblick auf den Richtspalt definiert ist, gleich bleiben, beispielsweise indem die Längenänderung des Stehbolzens durch eine von einem Schiebekeil bewirkte Relativbewegung zwischen dem am Stehbolzen befestigten Walzenstuhl und dem Stehbolzen kompensiert wird.
  • Nach einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird eine Vergrößerung der wirksamen Länge der Stehbolzen lediglich bis zu einer Maximallängung durch Bewegen des Schiebekeils verhindert. Geht die Längung der Stehbolzen über diese Maximallängung hinaus, ist dies ein Anzeichen dafür, dass im Richtspalt allzu große Kräfte herrschen, die nicht nur die Stehbolzen längen, sondern auch die Richtwalzen, die Walzenlager und insbesondere die Antriebe der Richtwalzen, die üblicherweise Gelenkwellen enthalten, beanspruchen. Eine Überbeanspruchung des Walzenantriebs und insbesondere der Gelenkwellen muss jedoch vermieden werden, um teure und aufwändig zu reparierende Schäden zu vermeiden. Wenn die Stehbolzen, wie nach der vorliegenden Erfindung vorgesehen, relativ schlank ausgebildet sind und dementsprechend relativ leicht nachgeben - was durch die erfindungsgemäße Richtspaltregelung mittels Schiebekeil im Betrieb kompensiert wird - ergibt sich mit dieser Weiterbildung der Erfindung ein Überlastschutz für die Richtmaschine.
  • Bei drohender Überbeanspruchung der Richtmaschine muss diese im Rahmen der vorliegenden Erfindung jedoch nicht grundsätzlich abgeschaltet werden: Schon wenn die Kräfte im Richtspalt so hoch zu werden drohen, dass eine Beschädigung der Maschine und insbesondere der Gelenkwellen zu befürchten ist, kann die Plastifizierung des Materials nach einem geeigneten Algorithmus, beispielsweise basierend auf materialspezifischen Rechenmodellen, zurückgenommen werden, indem die Vergrößerung der wirksamen Länge der Stehbolzen nicht mehr vollständig kompensiert wird. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die Schiebekeile der einzelnen Stehbolzen unabhängig voneinander bewegt werden können. Das Richtergebnis eines aktuell im Richtspalt laufenden Blechs ist in solch einem Fall zwar nicht optimal, jedoch in vielen Fällen dennoch brauchbar oder immer noch gut, und die Richtmaschine wurde wirksam vor einer Überlast geschützt. Wäre die Richtmaschine über eine herkömmliche Überlastschaltung gestoppt worden, wäre das aktuell gerichtete Blech in der Regel Ausschuss gewesen.
  • Vorzugsweise bildet der bewegbare Schiebekeil zusammen mit einem fest mit dem Stehbolzen oder mit einem der Walzenstühle verbundenen Gegenkeil einen an sich bekannten Keilverstellmechanismus, der erfindungsgemäß an der Aufhängung des Stehbolzens an einem der Walzenstühle angeordnet ist. Die Kombination eines Schiebekeils und eines festen Gegenkeils mit identischem Keilwinkel ermöglicht eine definierte Veränderung des Abstands zweier planparalleler Ebenen zueinander: Wenn der Schiebekeil eingeschoben wird, bewegen sich die erste Ebene des Schiebekeils und die zweite Ebene des Gegenkeils planparallel voneinander weg, während sie sich zueinander hin bewegen, wenn der Schiebekeil aus der Anordnung herausgezogen wird. Vorzugsweise ist hierbei der Schiebekeil an einem der Walzenstühle angeordnet, während der Gegenkeil fest mit dem Stehbolzen verbunden ist; denn dann ist der Schiebekeil entlang des Walzenstuhls bewegbar und der bevorzugt vorhandene Elektromotor mit Getriebe kann fest auf dem Walzenstuhl befestigt werden. Der Schiebekeil bewegt sich in der Höhe dann nicht relativ zum Walzenstuhl.
  • Der Schiebekeil und der Gegenkeil sind bevorzugt in einem Gehäuse oder Rahmen angeordnet, welches vorzugsweise mit einem reibungsvermindernden Fluid gefüllt und auf einem der Walzenstühle befestigt ist.
  • Um das Einschieben und Herausziehen des Schiebekeils aus dem Keilverstellmechanismus zu erleichtern und etwaigen Verschleiß zu vermindern, ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung besonders bevorzugt, wenn der Schiebekeil an mindestens einer seiner beiden Keilflächen mit einem Rollenschuh versehen ist. Dieser Rollenschuh besteht vorzugsweise aus einer Anzahl von Rollen, die mit Nadellagern in einem Käfig gelagert sind. Mit solchen Rollenschuhen ist das Bewegen des Schiebekeils auch unter höchster Last relativ leicht und praktisch verschleißfrei möglich. Der Elektromotor und das Getriebe zum Betätigen des Schiebekeils können entsprechend unaufwändig gehalten sein.
  • Um zu verhindern, dass der Rollenschuh sich nach einer Vielzahl von Betätigungen des Schiebekeils aufgrund der beteiligten schiefen Ebenen aus den aufeinander abrollenden Flächen herausbewegt, ist der Käfig des Rollenschuhs vorzugsweise an den beteiligen Flächen zwangsgeführt. Diese Zwangsführung besteht vorzugsweise aus einer Zahnstange und einem entsprechenden Zahnrad, wobei das Zahnrad zweckmäßigerweise am Käfig des Rollenschuhs angeordnet ist, während die Zahnstangen in den Keilflächen sitzen.
  • Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines konkreten Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäß ausgestaltete Richtmaschine, die anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert wird. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine seitliche Ansicht einer erfindungsgemäß ausgestalteten Richtmaschine;
    Figur 2
    einen Schnitt entlang der Linie A-A aus Figur 1;
    Figur 3
    eine perspektivische Ansicht der Richtmaschine aus den Figuren 1 und 2;
    Figur 4
    eine Draufsicht auf eine Verstellvorrichtung von oben;
    Figur 5
    einen Schnitt entlang der Linie A-A aus Figur 4;
    Figur 6
    einen Schnitt entlang der Linie B-B aus Figur 4;
    Figur 7
    eine seitliche Ansicht eines Rollenschuhs;
    Figur 8
    eine Draufsicht auf den Rollenschuh aus Figur 7.
  • Die in den Figuren 1, 2 und 3 dargestellte Richtmaschine umfasst als Herzstück eine Reihe von unteren Richtwalzen 1 sowie eine Reihe von oberen Richtwalzen 2, die solcherart übereinander angeordnet sind, dass sich ein Richtspalt 3 bildet, der von einer in Figur 1 links dargestellten Einlaufseite der Richtmaschine bis zu einer in Figur 1 rechts dargestellten Auslaufseite in einer Art Schlangenlinie zwischen den unteren und oberen Richtwalzen 1, 2 verläuft. Ein zu richtendes flächiges Metallteil oder Metallband (nicht dargestellt) wird also um die erste untere Richtwalze 1 nach unten umgebogen, sodann um die erste obere Richtwalze 2 nach oben umgebogen, um die zweite untere Richtwalze 1 wieder nach unten umgebogen und solcherart alternierend weiter.
  • Die unteren Richtwalzen 1 sind in einem unteren Walzenstuhl 4 gelagert und werden von einer Mehrzahl von Stützrollen 5 im Walzenstuhl 4 abgestützt. In entsprechender Weise sind die oberen Richtwalzen 2 in einem oberen Walzenstuhl 6 gelagert und werden gegen den Richtdruck durch obere Stützrollen 7 im Walzenstuhl 6 abgestützt.
  • Der untere Walzenstuhl 4 und der obere Walzenstuhl 6 sind in ihren vier Ecken mittels vier Stehbolzen 8 miteinander verbunden. Diese Stehbolzen 8 sind im unteren Walzenstuhl fest verankert, während sie am oberen Walzenstuhl 6 verstellbar befestigt sind: Am oberen Ende 9 der Stehbolzen 8 sitzt jeweils ein Schneckengetriebe 10, über welches der Stehbolzen 8 mit einem am oberen Walzenstuhl 6 angebrachten Gegenlager 11 verbunden ist. Das Schneckengetriebe 10 dient zur Einstellung des Richtspalts 3 beim Einrichten der Richtmaschine: Mittels des Schneckengetriebes 10 und einem Antrieb 12 kann die Höhe des oberen Walzenstuhls 6 gegenüber dem unteren Walzenstuhl 4 eingestellt werden.
  • Zwischen dem Gegenlager 11 für die Stehbolzen 8 und dem oberen Walzenstuhl 6 sind nun die erfindungsgemäßen Verstellvorrichtungen 13 für ein Verändern der wirksamen Länge der Stehbolzen 8 angeordnet. Diese Verstellvorrichtungen 13 sind einerseits fest mit dem oberen Walzenstuhl 6 verbunden und tragen andererseits das Gegenlager 11 für die Stehbolzen 8. Die Höhe des Gegenlagers 11 gegenüber dem oberen Walzenstuhl 6 kann mittels der Verstellvorrichtungen 13 verändert werden, so dass eine Längung der Stehbolzen 8 durch ein nach oben Verlagern der Gegenlager 11 kompensiert werden kann, da somit auch die Lagerung der Stehbolzen 8 am oberen Walzenstuhl 6 in entsprechender Weise "gelängt" werden kann. Insofern verändert die Verstellvorrichtung 13 nicht die Länge der Stehbolzen 8, sondern lediglich deren wirksame Länge, die proportional zum Richtspalt 3 ist.
  • Beim Durchlauf eines zu richtenden Teiles durch den Richtspalt 3 zwischen den oberen und unteren Richtwalzen 1, 2 läuft der Kraftfluss der Gegenkräfte vom oberen Walzenstuhl 6 durch die Stehbolzen 8 in den unteren Walzenstuhl 4. Die Stehbolzen 8 längen sich hierbei, wobei die Längung umso ausgeprägter ist, je unaufwändiger und dünner die Stehbolzen 8 ausgebildet sind. Durch die Längung der Stehbolzen 8 weitet sich der Richtspalt 3 auf, was zu einem falschen oder schlechten Richtergebnis führen kann. Daher wird durch vier Überwachungsvorrichtungen 14, die das Aufweiten des Richtspalts 3 in der Höhe der vier Stehbolzen 8 detektieren, eine (nicht dargestellte) Steuereinheit aktiviert, die die vier Verstellvorrichtungen 13 ansteuert, so dass diese den Abstand zwischen dem oberen Walzenstuhl 6 und den Gegenlagern 11 vergrößert. Der obere Walzenstuhl 6 wird hierdurch wieder gegen den unteren Walzenstuhl 4 bewegt, so dass sich der Richtspalt 3 wieder auf sein Sollmaß verringert und die Längung der Stehbolzen 8 kompensiert ist. Die wirksame Länge der Stehbolzen 8 ist demnach, trotz einer erfolgten Längung der Stehbolzen 8, im Ergebnis unverändert geblieben, so dass auch der zur wirksamen Länge proportionale Richtspalt 3 sich nicht verändert hat.
  • Da in der Nähe eines jeden Stehbolzens 8 eine Überwachungseinrichtung 14 angeordnet ist, können die vier Verstellvorrichtungen 13 auch individuell angesteuert werden, je nach individueller Längung des jeweiligen Stehbolzens 8.
  • Der Aufbau der Verstellvorrichtungen wird anhand der Figuren 4, 5 und 6 verdeutlicht, wobei die Figur 4 eine Draufsicht auf eine Verstellvorrichtung 13 ist, während die Figuren 5 und 6 Schnittdarstellungen A-A bzw. B-B aus Figur 4 sind.
  • Die erfindungsgemäße Verstellvorrichtung 13 umfasst ein Gehäuse 15 mit einer Durchführung 16 für den (hier nicht dargestellten) Stehbolzen, welcher sich auf dem Gegenlager 11 abstützt. Das Gegenlager 11 stützt sich seinerseits auf einem Gegenkeil 17 ab, der mit einem Schiebekeil 18 zusammenwirkt. Der Schiebekeil 18 ist über eine Spindel 19 und ein Schneckengetriebe 20 von einem Elektromotor 21 horizontal bewegbar, wodurch im Zusammenwirken mit dem Gegenkeil 17 der Abstand zwischen einem Boden 22 des Gehäuses 15 und dem Gegenlager 11 verändert werden kann. Durch Einschieben des Schiebekeils 18, also durch eine ziehende Bewegung der Spindel 19, wird der Gegenkeil 17 nach oben gedrückt, wodurch das Gegenlager 11 ebenfalls nach oben gedrückt und die wirksame Länge des Stehbolzens 8 damit verkürzt wird. Ein Herausziehen des Schiebekeils 18, was vorliegend mit einer schiebenden Bewegung der Spindel 19 verbunden ist, führt zu einer Absenkung des Gegenkeils 17, so dass auch das Gegenlager 11 sich senkt und damit die wirksame Länge des Stehbolzens 8 vergrößert wird.
  • Da der Schiebekeil 18 plan auf dem Boden 22 des Gehäuses 15 bzw. auf der darauf befindlichen Gleitschiene 26 horizontal bewegbar ist, ergeben sich für den Antrieb 20, 21 des Schiebekeils keine Höhenveränderungen gegenüber dem oberen Walzenstuhl 6 beim Betätigen des Schiebekeils 18. Die Keilwinkel des Schiebekeils 18 und des Gegenkeils 17 sind aufeinander abgestimmt, so dass die jeweils vom anderen Keil abgewandten Keilflächen der beiden Keile 17, 18 planparallel zueinander stehen und planparallel zueinander hin oder voneinander weg bewegt werden können.
  • Der Keilwinkel des Schiebekeils 18 und des Gegenkeils 17 ist ferner so gewählt, dass eine hohe Kraftübersetzung von der horizontalen Bewegung des Schiebekeils 18 zur vertikalen Bewegung des Gegenlagers 11 gegeben ist. Damit und mit einer geeigneten Übersetzung des Schneckengetriebes 20 sind die für das Kompensieren einer Längung der Stehbolzen 8 notwendigen Kräfte von einem relativ kleinen und kostengünstigen Servomotor 21 aufzubringen.
  • Um die Reibungskräfte zwischen den beiden Keilen 17, 18 sowie zwischen dem Schiebekeil 18 und einer auf dem Boden 22 des Gehäuses 15 angeordneten Laufschiene 26 zu vermindern und so eine Betätigung des Schiebekeils 18 mit möglichst geringen Kräften zu ermöglichen, sind zwischen den beteiligten Flächen 23, 24 bzw. 26 jeweils Rollenschuhe vorgesehen, die in den Figuren 7 und 8 näher dargestellt sind. Es handelt sich jeweils um eine Anzahl von identisch ausgebildeten Rollen 27, die mittels Nadellagern 28 in einem Käfig 29 gelagert sind. Dieser Käfig 29 wird in die Keilflächen 23, 24 bzw. die Laufschiene 26 eingesetzt, so dass die beiden Keilflächen des Schiebekeils 18 jeweils über die Rollen 27 an den Gegenflächen, der Keilfläche 24 des Gegenkeils 17 und der Laufschiene 26 des Gehäuses 15 laufen.
  • Wie insbesondere Figur 8 verdeutlicht, trägt der Käfig 29 für die Rollen 27 außerdem zwei Zahnräder 30, die im montierten Zustand jeweils in Zahnstangen 31 in den Keilflächen des Schiebekeils 18 und des Gegenkeils 17 sowie in der Laufschiene 26 eingreifen. Mittels dieser Zahnräder 30 und der Zahnstangen 31 ist der Käfig 29 mit den Rollen 27 zu den beteiligten Flächen zwangsgeführt, so dass er sich nicht etwa seitlich aus seiner Position herausbewegen kann.

Claims (10)

  1. Richtmaschine zum Richten eines Metallbandes und/oder von flächigen Metallteilen, umfassend eine Anzahl von unteren Richtwalzen (1), die in einem unteren Walzenstuhl (4) gelagert sind, und eine Anzahl von oberen Richtwalzen (2), die in einem oberen Walzenstuhl (6) gelagert sind, sowie Stehbolzen (8), die den oberen und unteren Walzenstuhl (4, 6) mit einem vorwählbaren Abstand verbinden, wobei den Stehbolzen (8) Verstellvorrichtungen (13) zum Verändern einer den vorwählbaren Abstand definierenden wirksamen Länge der Stehbolzen (8) und zum Kompensieren von Veränderungen dieser wirksamen Länge im Betrieb zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Verstellvorrichtungen (13) einen die wirksame Länge der Stehbolzen (8) verändernden, mechanisch bewegbaren Schiebekeil (18) enthalten.
  2. Richtmaschine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Schiebekeil (18) mit einem Elektromotor (21) bewegbar ist.
  3. Richtmaschine nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Elektomotor (21) über ein Getriebe (20), insbesondere ein Schneckengetriebe, mit einer Spindel (19) zusammenwirkt, welche den Schiebekeil (18) bewegt.
  4. Richtmaschine nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der bewegbare Schiebekeil (18) zusammen mit einem fest mit dem Stehbolzen (8) oder mit einem der Walzenstühle (4, 6) verbundenen Gegenkeil (17) einen Keilverstellmechanismus (13) bildet, der an der Aufhängung (11) des Stehbolzens (8) an einem der Walzenstühle (4, 6) angeordnet ist.
  5. Richtmaschine nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Schiebekeil (18) und der Gegenkeil (17) in einem auf einem der Walzenstühle (4, 6) befestigten Gehäuse (15) oder Rahmen angeordnet sind, wobei der Schiebekeil (18) entlang der dem Walzenstuhl (4, 6) zugewandten Seite (26) des Gehäuses (15) oder Rahmens bewegbar ist und wobei der Gegenkeil (17) fest mit der Aufhängung (11) des zugeordneten Stehbolzens (8) verbunden ist.
  6. Richtmaschine nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Gehäuse (15) oder der Rahmen mit einem reibungsvermindernden Fluid gefüllt ist.
  7. Richtmaschine nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Schiebekeil (18) an mindestens einer seiner beiden Keilflächen (23) mit einem Rollenschuh versehen ist, der aus einer Mehrzahl von in einem Käfig (29) gelagerten Rollen (27) besteht.
  8. Richtmaschine nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Käfig (29) am Schiebekeil (18) und/oder am Gegenkeil (17) zwangsgeführt ist.
  9. Richtmaschine nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Überwachungseinrichtung (14) zur Detektion einer Veränderung der wirksamen Länge der Stehbolzen (8) vorhanden ist und mit den Verstellvorrichtungen (13) zusammenwirkt.
  10. Richtmaschine nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Überwachungseinrichtung (14) derart mit den Verstellvorrichtungen (13) zusammenwirkend ausgestaltet ist, dass eine Erhöhung der wirksamen Länge der Stehbolzen (8) bis zu einer Maximallängung durch Bewegen des Schiebekeils (18) kompensiert wird.
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