Verfahren und Vorrichtung zum Richten und Messen eines Stahlprofils, insbesondere einer Schiene

Abstract

 Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Richten und Messen eines Stahlprofils, insbesondere einer Schiene, umfassend eine Richtpresse (10) mit einer Transporteinrichtung (14, 18) und eine Meßeinrichtung (34) zum Messen einer Profilverformung. Um mit hoher Genauigkeit Messungen vornehmen zu können, wird vorgeschlagen, daß die Vorrichtung wenigstens ein Hebemittel (36) zum Anheben eines auskragenden Abschnittes des Stahlprofils (30) aufweist und die Meßeinrichtung (34) parallel oder in etwa parallel zu dem auskragenden Abschnitt des Stahlprofils (30) verfahrbar angeordnet ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich zum einen auf eine Vorrichtung zum Richten eines Stahlprofils, insbesondere einer Schiene, umfassend eine Richtpresse mit einer Transporteinrichtung und eine Meßeinrichtung zum Messen einer Schienenverformung, zum anderen auf eine Vorrichtung zum Richten eines Stahlprofils, wie Schiene, umfassend eine Richtpresse, der bzw. aus der das Stahlprofil in seiner Längsrichtung zu- bzw. abführbar ist, und eine Meßeinrichtung, durch die die Verformung des Stahlprofils bestimmbar ist, sowie auf eine Vorrichtung zum Vermessen eines Endabschnittes eines Stahlprofils, wie Schiene, mittels einer sich relativ zu dem Endabschnitt verschiebbaren Meßeinrichtung.

[0002] Ferner bezieht sich die Erfindung einerseits auf ein Verfahren zum Richten eines Stahlprofils, insbesondere einer Schiene, wobei eine Ist-Verformung eines Endabschnittes des Stahlprofils durch eine Meßeinrichtung gemessen und entsprechend des Vergleichs der gemessenen Ist-Werte mit Soll-Werten ein Richtvorgang eingeleitet wird und andererseits auf ein Verfahren zum Vermessen eines Endabschnittes eines Profileisens, wie Schiene, wobei während einer Relativbewegung zwischen einem Endabschnitt und einer Meßeinrichtung Meßwerte aufgenommen werden.

[0003] Aus dem Stand der Technik sind Vorrichtungen zum Vermessen und Richten eines Stahlprofils bekannt, wobei ein zu richtender Stahlprofilabschnitt vor dem Richtvorgang von einer Person durch Auflegen eines Lineals ausgemessen wird. Dabei liegt der zu messende Abschnitt des Stahlprofils entweder auf einem Rollgang oder auf einem Meßtisch vollständig auf. Nach dem Meßvorgang wird der Schienenabschnitt in die Richtpresse eingeführt. Die Richtparameter wie Kräfte der Druckzylinder oder Einstellung der Widerlager werden von der Bedienperson, geschult durch langjährige Erfahrung, vorgenommen.

[0004] Mit einer Vorrichtung und einem Verfahren dieser Art lassen sich jedoch die heutzutage geforderten Genauigkeitstoleranzen nicht einhalten. Zudem ist dieses Verfahren sehr zeitaufwendig, da für einen Richtvorgang eventuell mehrere Meßvorgänge notwendig sind, für die der Schienenabschnitt mehrmals aus der Richtpresse heraus und wieder in diese hineingeführt werden muß. Als ein weiterer Nachteil dieser Vorrichtung ist anzumerken, daß eine Automatisierung des Richtvorgangs aufgrund der Messung durch Auflegen eines Lineals nicht möglich ist.

[0005] Es ist auch bekannt, den zu richtenden Schienenabschnitt durch ein optisches Meßsystem zu vermessen. Dabei wird der zu messende Abschnitt des Stahlprofils in ein vor der Richtpresse angeordnetes Meßsystem eingeführt. Beim Meßvorgang liegt der zu messende Abschnitt des Stahlprofils jedoch stets auf einer Unterlage auf. Durch das Aufliegen des zu messenden Abschnitts des Schienenprofils können die Meßwerte verfälscht werden.

[0006] Ein weiterer Nachteil beider Vorrichtungen ist darin zu sehen, daß die Meßeinrichtungen vor den Richtpressen angeordnet sind. Dadurch wird, z.B. bei mehrfachen Richtvorgängen, ein mehrfaches Ein- und Ausführen des Schienenabschnittes in die Richtpresse notwendig.

[0007] Auch ist es bekannt, mittels Laser einen Endabschnitt einer Schiene auszumessen, wobei eine Meßeinrichtung innerhalb der Richtpresse auf der Schiene abgestützt und entlang dieser verfährt.

[0008] Aus der DE 39 27 465 A1 ist eine Biegerichtmaschine für langgestrecktes Richtgut bekannt. Die Biegerichtmaschine weist in Längsrichtung des Richtgutes Abstand voneinander aufweisende Richtwiderlager auf, zwischen denen Richtstempel angeordnet sind. Den Richtwiderlagern und den Richtstempeln sind Meßeinrichtungen benachbart, mittels deren die Krümmung des Richtgutes der Richtstrecke bestimmbar ist. Bei der Vermessung des Richtgutes liegt dieses mit der gesamten Länge auf unterstützenden Rollen auf, die einen Einfluß auf die Krümmung des Richtgutes haben können, was zu Meßungenauigkeiten führt. Auch werden die Meßwerte lediglich punktuell ermittelt, wodurch weitere Meßungenauigkeiten auftreten können.

[0009] Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, Vorrichtungen und Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß bei erhöhter Meßgenauigkeit der Zeitaufwand zum Messen und Richten reduziert und eine Automatisierung des Richtvorgangs ermöglicht wird.

[0010] Das Problem wird zum einen durch eine Vorrichtung erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Vorrichtung wenigstens ein Hebemittel zum Anheben eines auskragenden Abschnitts des Stahlprofils aufweist und die Meßeinrichtung parallel oder in etwa parallel zu dem auskragenden Abschnitt des Stahlprofils verfahrbar angeordnet ist.

[0011] Durch das Hebemittel kann ein Abschnitt des Stahlprofils aus seiner Transportebene angehoben werden. Dadurch bildet dieser den frei schwebenden, also nicht unterstützten auskragenden Abschnitt, der unter der Einwirkung der Schwerkraft gekrümmt wird und somit einer Biegelinie folgt. Durch die parallel oder in etwa parallel zu dem frei auskragenden Abschnitt des Stahlprofils verfahrbar angeordneten Meßeinrichtung kann die Verformung des Abschnittes ermittelt werden, ohne daß die Meßergebnisse durch Einflüsse der Auflagefläche verfälscht werden.

[0012] Bei einer besonderen Ausführungsform der Vorrichtung kann die berührungslos arbeitende Meßeinrichtung innerhalb der Richtpresse losgelöst von dem Stahlprofil verfahrbar angeordnet werden. Dadurch wird der Vorteil erreicht, daß der Abschnitt des Stahlprofils innerhalb der Richtpresse vermessen werden kann, wodurch sich eine erneute Transportbewegung des Stahlprofils z.B. zu einer vor der Richtpresse angeordneten Meßeinrichtung, wie es beim Stand der Technik notwendig war, erübrigt.

[0013] Durch die Anordnung der Meßeinrichtung innerhalb der Presse ergeben sich Zeitersparnisse beim Richtvorgang.

[0014] Vorteilhaft ist wenigstens ein Hebermittel in einem Zu- bzw. Abführbereich der Presse angeordnet. Dadurch bildet die Richtpresse mit integrierter Meßeinrichtung und Hebemittel eine Einheit. Die Anordnung des Hebemittels an der Richtpresse bringt den Vorteil, daß die an der Richtpresse vorhandenen Einrichtungen wie Hydraulikpumpen zur Krafterzeugung für den Hebevorgang verwendet werden können. Durch die Anordnung des Hebemittels im Zu- bzw. Abführbereich der Richtpresse wird eine maximale Länge des auskragenden Abschnittes des Stahlprofils innerhalb der Richtpresse erreicht.

[0015] In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Meßeinrichtung weist diese wenigstens ein optisches Meßsystem auf. Durch das optische Meßsystem wird eine berührungslose Messung der Verformung des Stahlprofils ermöglicht, wodurch die Einflüsse der Meßeinrichtung auf den Meßvorgang minimiert werden. Die Meßeinrichtung ist jedoch nicht auf ein optisches Meßsystem beschränkt. Weiterhin kann die Meßeinrichtung mehrere Meßsysteme aufweisen, mit denen das Stahlprofil bei einem Meßvorgang sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung vermessen wird.

[0016] Andererseits wird das Problem durch eine Vorrichtung zum Richten eines Stahlprofils, wie Schiene, umfassend eine Richtpresse, der bzw. aus der das Stahlprofil in seiner Längsrichtung zu- bzw. abführbar ist, und eine Meßeinrichtung, durch die die Verformung des Stahlprofils bestimmbar ist, gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß im Zu- bzw. Abführbereich der Richtpresse wenigstens ein Hebemittel vorgesehen ist, durch das ein auskragender Abschnitt des Stahlprofils schwebend anhebbar ist, und daß die Meßeinrichtung im wesentlichen parallel zu dem auskragenden Abschnitt des Stahlprofils verfahrbar ist, wobei die Meßeinrichtung berührungslos arbeitet.

[0017] Auch wird das der Erfindung zugrundeliegende Problem durch eine Vorrichtung zum Vermessen eines Endabschnittes eines Stahlprofils, wie Schiene, mittels einer sich relativ zu dem Endabschnitt verschiebbaren Meßeinrichtung gelöst, die sich dadurch auszeichnet, daß die Meßeinrichtung entlang des einen auskragenden Arm bildenden Endabschnittes verfahrbar ist. Diese Vorrichtung kann unabhängig von der Richtpresse eigenständig verwendet werden.

[0018] Des weiteren wird das Problem der vorliegenden Erfindung durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, das sich dadurch auszeichnet, daß der Endabschnitt zur Bildung eines frei auskragenden Armes aus einer Transportebene angehoben und die Ist-Verformung berührungslos durch Verfahren der Meßeinrichtung entlang des frei auskragenden Armes gemessen wird. Hierdurch wird der Vorteil erreicht, daß Einflüsse der sonst üblichen Unterlage auf die Meßergebnisse ausgeschlossen werden. Die Einflüsse der Schwerkraft auf den einen frei auskragenden Arm bildenden Endabschnitt des Stahlprofils werden über Korrekturrechnungen aus den gemessenen Ist-Werten eliminiert.

[0019] Weiterhin kann durch diese Verfahrensweise ein automatisierter Richtvorgang ermöglicht werden. Bei einer besonders bevorzugten Verfahrensweise wird die Meßeinrichtung zur Aufnahme der Meßwerte innerhalb der Presse verfahren.

[0020] Bevorzugt wird durch die Meßeinrichtung eine Ist-Biegelinie aufgenommen, die nach einer Korrekturrechnung mit einer Soll-Biegelinie wie Null-Linie verglichen wird. Entsprechend des Vergleichs der korrigierten Ist-Biegelinie mit einer Soll-Biegelinie können die Richtparameter wie z.B. Richtzylinderkräfte, Widerlagerstellungen und Stahlprofilposition innerhalb der Richtpresse automatisch eingestellt werden. Dadurch ergeben sich erhebliche Zeitersparnisse beim Einrichten gegenüber herkömmlichen Methoden nach dem Stand der Technik.

[0021] Schließlich zeichnet sich ein Verfahren zum Vermessen eines Endabschnittes eine Profileisens, wie Schiene, wobei während einer Relativbewegung zwischen einem Endabschnitt und einer Meßeinrichtung Meßwerte aufgenommen werden, dadurch aus, daß die Meßeinrichtung berührungslos arbeitet und zur Aufnahme der Meßwerte entlang des einen frei auskragenden Arm bildenden Endabschnittes verfahren wird.

[0022] Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines den Zeichnungen zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispiels.

[0023] Es zeigen:

Fig. 1

eine Prinzipdarstellung einer Richtpresse mit eingeführtem Abschnitt eines Stahlprofils in Seitenansicht und

Fig. 2

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

[0024] Die Fig. 1 zeigt eine Prinzipdarstellung einer Richtpresse (10) in einer Seitenansicht. Die Richtpresse (10) weist einen Zuführbereich (12) auf, dem ein Rollgang (14) zugeordnet ist. Weiterhin weist die Richtpresse (10) einen Abführbereich (16) auf, dem ein Rollgang (18) zugeordnet ist. Die Rollgänge (14), (18) bestehen im wesentlichen aus in einer waagerechten Ebene mit Abstand parallel zueinander verlaufenden Rollen (20), (22), auf denen ein Stahlprofil (24), im folgenden Schiene (24) gennant, der Presse (10) über den Zuführbereich (12) zuführbar bzw. über den Abführbereich (16) und den Rollgang (18) abführbar ist.

[0025] In einem Innenbereich (26) der Richtpresse (10) weist diese Widerlager (28) zum Richten eines in den Innenbereich (26) der Richtpresse (10) eingeführten Schienenendabschnittes (30) der Schiene (24). Weiterhin weist die Richtpresse (10) in ihrem Innenbereich (26) eine Führungsschiene (32) für eine Meßeinrichtung (34) auf, die mit bezug zu Fig. 2 näher erläutert wird.

[0026] Die Richtpresse (10) weist in ihrem Zuführbereich (12) ein Hebemittel (36) wie Auflagerolle auf, die aus einer durch die Rollen (20), (22) der Rollgänge (14), (18) gebildeten Transportebene (38) anhebbar ist.

[0027] Fig. 2 zeigt eine prinzipielle Querschnittsansicht der Richtpresse (10) mit in den Innenbereich (26) eingeführter Meßeinrichtung (34) sowie einem Schienenendabschnitt (30). Wie aus der Fig. 2 zu entnehmen ist, weist die Richtpresse (10) einen Oberholm (40) und einem Unterholm (42) auf, die über Säulen (44), (46) miteinander verbunden und voneinander beabstandet sind. Weiterhin weist die Richtpresse (10) in einer die Schiene (24) aufweisenden vertikalen Ebene (47) Richtzylinder (nicht dargestellt) auf, mit denen Kräfte, die in Richtung der in der Fig. 2 dargestellten Pfeile (48), (50) weisen, auf die Schiene (24) übertragbar sind.

[0028] Weiterhin weist die Richtpresse (10) in einer die Schiene (24) aufweisenden horizontalen Ebene weitere Richtzylinder (nicht dargestellt) auf, deren Kraftwirkung in Richtung der mit den Bezugszeichen (52) und (54) bezeichneten Pfeile weist.

[0029] In dem Innenbereich (26) der Richtpresse (10) ist eine Meßeinrichtung (34) angeordnet, die an der mit bezug zu Fig. 1 beschriebenen Führungsschiene (32) fahrbar montiert ist. Die Meßeinrichtung (34) ist im Querschnitt im wesentlichen U-förmig ausgebildet. Der zu messende Schienenabschnitt (30) befindet sich beim Meßvorgang etwa mittig zwischen parallel zueinander verlaufenden Schenkeln (55), (57), die die U-Form der Meßeinrichtung (34) ausbilden. In den Schenkeln (55), (57) sind jeweils eine Lichtquelle (56) bzw. eine Kamera (58) gegenüberliegend angeordnet. Die Lichtquelle (56) ist in bezug zu der Kamera (58) derart angeordnet, daß beim Verfahren der Meßeinrichtung entlang des Schienenendabschnitts (30) die Verformung des Schienenendabschnitts (30) von der Kamera (58) aufgenommen werden kann. Die Meßeinrichtung (34) kann zudem weitere Meßsysteme aufnehmen, durch die der Schienenabschnitt (30) in horizontaler und/oder vertikaler Richtung vermessen werden kann.

[0030] Über den Rollgang (14) wird die Schiene (24) bzw. der Schienenendabschnitt (30) der Richtpresse (10) über den Zuführbereich (12) zugeführt. Befindet sich der Schienenendabschnitt (30) im Innenbereich (26) der Richtpresse (10), wird die Schiene (24) durch das Hebemittel (36) aus der Transportebene (38) angehoben, so daß der Schienenendabschnitt (30) im Innenbereich (26) der Richtpresse (10) einen frei auskragenden Schienenendabschnitt (30) bildet.

[0031] Zum Vermessen des Schienenendabschnitts (30) wird die Meßeinrichtung (34) parallel oder in etwa parallel zu dem Schienenendabschnitt (30) innerhalb des Innenbereichs (26) verfahren. Dabei befindet sich der Schienenabschnitt (30) zwischen den Schenkeln (55), (57) der Meßeinrichtung (34). Beim Verfahren der Meßeinrichtung (34) wird eine Ist-Biegelinie des Schienenendabschnitts (30) aufgenommen. Die so aufgenommenen Meßwerte werden nach einer Korrekturrechnung mit einer Soll-Biegelinie verglichen und entsprechend dieses Vergleichs werden die Widerlager (28) eingestellt sowie der Schienenendabschnitt (30) bezüglich der Richtzylinder (48), (50), (52), (54) derart ausgerichtet, daß der Richtvorgang beginnen kann.

[0032] Dadurch, daß sich der Schienenendabschnitt (30) beim Meßvorgang innerhalb der Richtpresse (10) befindet, können nachteilige Verfahrwege des Schienenendabschnitts vermieden werden. Dadurch entstehen nicht nur Zeitersparnisse beim Richtvorgang, sondern auch eine Reduzierung des Verschleiß der Rollen (20), (22) sowie deren Antriebsmittel.

[0033] Durch das Anheben des Schienenendabschnitts (30) aus der Transportebene (38) werden die sonst üblichen Einflüsse der Unterlage auf das Vermessen des Schienenendabschnitts eliminiert. Dadurch werden die Meßergebnisse genauer, wodurch auch der Richtvorgang präziser durchgeführt und auf mehrfache Korrekturen verzichtet werden kann.

[0034] Aufgrund der genauen Vermessung des Schienenendabschnitts (30) und des Soll-Ist-Wert Vergleichs ist eine weitgehende Automatisierung des Richtvorgangs möglich. Über Wegaufnehmer (nicht dargestellt) kann die Verschiebung der Widerlager (28) sowie der Verschiebeweg der Schiene (24) aufgenommen werden, wodurch diese Bewegungen in Abhängigkeit des Soll-/Istwert-Vergleichs ebenfalls automatisiert werden können.

[0035] Weiterhin besteht die Möglichkeit in Abhängigkeit des Soll-Istwert-Vergleichs die Kräfte der Zylinder (48), (50), (52), (54) automatisch einzustellen.

Ansprüche

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

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

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

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

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

6. Vorrichtung zum Richten eines Stahlprofils, wie Schiene, umfassend eine Richtpresse (10), der bzw. aus der das Stahlprofil (24) in seiner Längsrichtung zu- bzw. abführbar ist, und eine Meßeinrichtung (34), durch die die Verformung des Stahlprofils (24) bestimmbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Zu- bzw. Abführbereich (12, 16) der Richtpresse (10) wenigstens ein Hebemittel (36) vorgesehen ist, durch das ein auskragender Abschnitt (30) des Stahlprofils (24) frei schwebend anhebbar ist, und daß die Meßeinrichtung (34) im wesentlichen parallel zu dem auskragenden Abschnitt (30) des Stahlprofils (24) verfahrbar ist, wobei die Meßeinrichtung berührungslos arbeitet.

7. Vorrichtung zum Vermessen eines Endabschnittes eines Stahlprofils, wie Schiene, mittels einer sich relativ zu dem Endabschnitt (30) verschiebbaren Meßeinrichtung (34),
dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßeinrichtung (34) entlang des einen auskragenden Arm bildenden Endabschnittes (30) und beabstandet zu diesem verfahrbar ist.

8. Verfahren zum Richten eines Stahlprofils (24), insbesondere einer Schiene, wobei eine Ist-Verformung eines Endabschnitts (30) des Stahlprofils (24) durch eine innerhalb einer Richtpresse (10) angeordneten Meßeinrichtung gemessen und entsprechend eines Vergleichs der gemessenen Ist-Werte mit Soll-Werten ein Richtvorgang eingeleitet wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Endabschnitt (30) zur Bildung eines frei auskragenden Armes aus einer Transportebene angehoben und die Ist-Verformung berührungslos durch Verfahren der Meßeinrichtung (34) entlang des frei auskragenden Armes gemessen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß durch die Meßeinrichtung (34) eine Ist-Biegelinie aufgenommen wird, die nach einer Korrekturrechnung mit einer Soll-Biegelinie wie Null-Linie verglichen wird.

10. Verfahren zum Vermessen eines Endabschnittes eines Profileisens (24), wie Schiene, wobei während einer Relativbewegung zwischen einem Endabschnitt (30) und einer Meßeinrichtung (34) Meßwerte aufgenommen werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßeinrichtung (34) berührungslos arbeitet und zur Aufnahme der Meßwerte entlang des einen frei auskragenden Arm bildenden Endabschnittes (30) verfahren wird.

Zeichnung