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(11) | EP 0 012 829 A1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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| (54) | Richtmaschine |
| (57) Richtmaschine (1) mit einer Vielzahl von in einer Ebene hintereinander versetzt auf
gegenüberliegenden Seiten des Werkstücks angeordneten Richtrollen (2....8,14....16
), deren Drehachsen rechtwinklig zur Durchlaufrichtung des Werkstücks (23) ausgerichtet
sind. Zumindest den ersten drei Richtrollen ( 14....16) kann das Werkstück (23) von
der Seite her zugeführt werden (C-förmiger Maschinenaufbau). Den ersten drei Richtrollen
(14....16) sind seitliche Stützelemente (19....22) zum Zentrieren des Werkstücks (23)
zugeordnet. Die zweite Rolle (15) und die damit verbundenen Stützelemente (20,21 )
haben einen besonders großen Hub, der durch eine Schnellverstelleinrichtung bewirkt
wird. Ein Stützelement (20) an der zweiten Rolle (15) ist zur Erleichterung der seitlichen
Zuführung wegklappbar. Die ersten drei Richtrollen (14....16) sind vorzugsweise als
selbständige Maschineneinheit (25) gebildet. |
[0002] 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.
[0003] Es ist jedoch aus der Praxis bekannt, das 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.
[0004] Bei dieser Verwendung besteht das Problem, das Werkstück so zuzuführen, daß seine Krümmungsebene und die Richtebene der Maschine zusammenfallen. Diese Zuordnung konnte bisher nur von einem Bedienungsmann bzw. von einem Manipulator vorgenommen werden. Dabei kam es nicht nur darauf an, daß die Richtebene und die Krümmungsebene zusammenfallen, es mußte zusätzlich gewährleistet sein, daß die Krümmung bezüglich der Rollenanordnung in der Richtmaschine das richtige Vorzeichen hatte. Wenn die Krümmung des Werkstücks der wirksamen Krümmung der zweiten Rolle der Richtmaschine entspricht, wenn die vorhandene Krümmung des Werkstücks also der im ersten Biegedreieck vermittelten Krümmung entspricht oder diese gar übersteigt, so ist das erste Biegedreieck der Richtmaschine wirkungslos, die Richtmaschine arbeitet also weniger effektiv. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Zuführung von Stangen und Draht zu den eingangs genannten Richtmaschinen zu vereinfachen und das Richtergebnis zu verbessern.
[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichen von Anspruch 1 gelöst. Zur einfacheren Erläuterung der Erfindung wird davon ausgegangen, daß die Biegeebene der Richtmaschine senkrecht ist und daß die zweite Richtrolle der Richtmaschine oben angeordnet ist. Die Werkstücke werden den ersten drei Richtrollen seitlich zugeführt. Die zweite Richtrolle ist dabei angehoben. Die automatische Zuführung vereinzelter Werkstücke von der Seite her ist, was die Automatisation anbetrifft, unproblematisch. Die Lage der Krümmung des Werkstücks kann jetzt noch beliebig sein. Durch die Auflage des krummen Werkstücks auf einer ebenen, waagerechten Unterlage, wird die Krümmung voraussichtlich in einer waagerechten Ebene liegen. Durch die Krümmung des Werkstücks im Bereich der ersten drei Richtrollen, durch die seitlichen Stützmittel in Verbindung mit den Richtrollen und durch die an verschiedenen Längsabschnitte] des Werkstücks angreifenden Richtrollen wirkt ein Drehmoment auf das Werkstück , das der Krümmung die gewünschte Lage relat: zur Biegeebene vermittelt. Gleichzeitig wird das Werkstück durch die ersten Rollen und die seitlichen Stützmittel zentrie: Die automatische Drehung des Werkstücks erfolgt beim Zusammenfahren der seitlichen Stützmittel d.h.beim Absenken der zweite: Richtrolle. Dieses Absenken der zweiten Richtrolle bis zur eingeleiteten Drehung des Werkstücks geschieht mit dem Pneumat zylinder. Die sich jetzt anschließende teilweise plastische Biegung des ausgerichteten Werkstücks, die durch das weitere Absenken der zweiten Rolle bewirkt wird, wird mit den Hydrauli zylindemdurchgeführt. Dadurch wird erreicht, daß unabhängig von der Drehausrichtung des Werkstücks zusätzlich dazu das Werkstück eine Biegung erfährt, die den ersten Teil des Richtvorgangs darstellt.und die den nachfolgenden Richtrollen das Werkstück mit der nach Richtung und Größe gewünschten Biegung zuführt. Durch die erfindungsgemäße Richtmaschine wird eine automatische Zuführung möglich; gleichzeitig ist sichergestellt, daß durch die verstäarkte Krümmung des Werkstücks in den ersten drei Richtrollen diese Biegung für das Geradheitsergebnis voll wirksam ist.
[0006] Die prismenförmige Ausbildung der Stützmittel gem. Anspruch 2 stellt eine weitere mögliche vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar. Durch die Wahl von Prismen als Stützmittel zum Zentrieren der Werkstücke und durch deren Beweglichkeit entsprechend der Verschiebung der Richtrollen ist der freie seitliche Zugang zu den Richtrollen gewährleistet.
[0007] Die Ausgestaltung der Erfindung gem. Anspruch 3 bietet verschiedene Vorzüge bei der Beschickung der Richtmaschine und erlaubt eine Nachrüstung vorhandener Richtmaschine mit einem Zuführ-, bzw. Vorschubapparat. Auch bei neuen Maschinen kann es sinnvoll sein, die Trennung von Treibapparat und eigent- . licher Richtmaschine vorzunehmen. Dann bietet sich bei den meisten Richtmaschinen der eingangs genannten Art die Möglichkeit, diese von beliebigen Seiten zu beschicken.
[0008] 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.
[0009] Wie bei Richtmaschinen der hier in Rede stehenden Art ohnehin üblich, sind insbesondere auch die ersten drei Rollen der erfindungsgemäßen Richtmaschine, auch wenn sie als getrennte Zuführeinrichtung gebaut werden, sämtlich angetrieben.
[0010] 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 15 und somit das gesamte Maschinengestell unnötig zu vergrößern.
[0011] Die Erfindung wird im einzelnen an Hand des in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
[0012] Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Mehrrollen-Richtmaschine in Seitenansicht
Fig. 2-5 sind Schnittdarstellungen gem. Linie II....V . in Fig. 1 und geben die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Richtmaschine wieder
Fig. 6 eine ausführliche Schnittdarstellung der Richtmaschine mit Antrieb
Fig. 7 schematisch die Mittel zur radialen Verstellung der zweiten Richtwalze
[0013] In Figur 1 ist eine Richtmaschine 1 mit einer Vielzahlvon in sehkrechter Ebene drehbar angeordneter Richtrollen 2 bis 8 dargestellt, deren Drehachsen 52 rechtwinklig zur Durchlaüfrichtung (Pfeil 12) angeordnet sind. Pfeil 12 gibt gleich-26 zeitig die MaschinenmitteVan. 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 Richt rollen 2,4,6,8 sind in einem gemeinsamen 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 drehangtrieben im Maschinengestell gelagert. Die Richtrolle 16 ist im Maschinengestell in Durchlaufrichtung verschiebbar aufgenommen (Pfeil53). Die Richtrollen 2 bis 8 und 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 betätigter 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 x System Druckluft zugeführt bzw. dieselbe kann 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.
[0014] Am Rollenhalter 30 ist eine Steuerschräge 56 vorgesehen, mit der der Endschalter 38 betätigt wird.
[0015] 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 zentri ren. 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 Figurer 2 bis 6. Das Stützprisma 20,21, an der zweiten Rolle 15 4 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 Rollenahlters angelenkt. Die Drehachse dieses Gelenks entspricht in ihrer Ausrichtung 9,10 - den Achsen9,10der 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° um die Achse des Zylinders 33 zu schwenken, sodaß eine Zuführung der Werkstücke von der Rückseite der Maschine gem. Fig.1 möglich ist.
[0016] 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 seinestärkste 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.
[0017] Sämtliche Richtrollen werden, wie am Bespiel 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.
[0019] Die Vorrichtung arbeitet wie folgt:
Das Werkstück 23 wird entsprechend der Darstellung in Fig. 1 seitlich gem. Pfeil 17 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 stehendabei in Stellung III. 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 I 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 III gefahren, sodaß sich die Rolle 15 wieder anhebt. Jetzt kann ein neues Werkstück eingelegt werden und der vorbeschriebene Vorgang wiederholt sich.
[0020] 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, daß 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.
a) einer Vielzahl an einer vorzugsweise senkrechten Richtebene angeordneten, angetriebenen Richtrollen,
b) deren Drehachsen rechtwinklig zur Durchlaufrichtung der Werkstücke angeordnet sind,
c) die an ihrem Umfang im wesentlichen dem Werkstückquerschnitt entsprechend profiliert sind,
d) die teilweise, einzeln oder in Gruppen gemeinsam auf das Werkstück zu anstellbar sind und dadurch gekennzeichnet, daß
e) die Richtrollen im Bereich der ersten drei Richtrollen in Durchlaufrichtung gesehen von der Seite her zugänglich sind,
f) die in Durchlaufrichtung (12) gesehen zweite Richtrolle (15) unabhängig von den anderen Rollen ( 2-8, 14,16) mit einer Schnellverstelleinrichtung (18) versehen ist, die
g) aus einer ansich bekannten Kombination von einem oder mehreren Hydraulikzylindern (32,34) und einem Pneumatikzylinder (35) besteht und daß
h) im Bereich der ersten drei Rollen zumindest teilweise bewegliche seitliche Stützmittel (19 bis 22) zur Zentrierung des Werkstücks (23) vorgesehen sind.
a) die seitlichen Stützmittel (19-22) von drei entsprechend den Richtrollen (14-16) radial verschiebbaren Prismen gebildet werden, wobei
b) die Umfangsprofilierung der Richtrollen mit den Schrägen der Prismen fluchtet und wobei
c) die Breite der Prismen so ausgelegt ist, daß sie die maximale Krümmung der Werkstücke im Bereich der ersten drei Richtrollen (14,15,16) erfassen.