DE3523605A1 - Polierrichtmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Polierrichtmaschine für stangenförmiges Gut, insbesondere Wellen, mit einem umlau­ fenden Rahmen gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.

Polierrichtmaschinen mit einem umlaufenden Rahmen wa­ ren schon vor Jahrzehnten bekannt. Solche bekannten Richt­ maschinen besitzen in dem Rahmen angeordnete Richt- und Stützwalzen. Alle Walzen in dem Rahmen sind hyperbolisch ausgebildet. Am Maschineneinlauf gelegene, sich gegenüber­ liegende Walzen dienen vor allem der Vorschubunterstützung. Ein- und auslaufseitig wurden zwar Spannwagen eingesetzt, diese dienten jedoch nur zur Aufnahme des Drehmomentes und wurden axial durch die bewegten Stangen mitgenommen. Am Ma­ schinenauslauf ist in der Regel in einer zur Achse des Rah­ mens angeordneten Ebene nur eine Stützrolle angeordnet. Weiterhin können über die Länge des Rahmens verteilt noch weitere, jeweils einzelne Walzen angeordnet sein.

Solche Maschinen mit einem umlaufenden Rahmen haben den großen Vorteil, daß das Gut, wie in einer Schälmaschi­ ne, nicht umläuft. Eine solche Maschine kann deshalb einer Schälmaschine unmittelbar nachgeordnet werden.

Das Ergebnis, das diese bekannten Polierrichtmaschinen mit umlaufenden Rahmen in Bezug auf die Richt- und die Po­ lierqualität brachten, war jedoch so unbefriedigend, daß sich nicht diese kombinierten Maschinen, sondern die soge­ nannten Zweiwalzenrichtmaschinen, in denen das Gut umläuft, als technischer Standard durchgesetzt haben.

Den bekannten Richtmaschinen mit umlaufendem Rahmen wird deshalb in der Regel ein getrennter Polierkopf mit mindestens drei balligen Polierwalzen zugeordnet. Dieser Polierkopf läuft mit einer hohen Drehzahl um, z. B. bei einem Gutdurchmesser von 20 bis 60 mm mit 2000 U/min. Dabei be­ trägt der Anstellwinkel der Walzen etwa 5°, um eine ausrei­ chende Überdeckung der Polierspur und damit ein befriedi­ gendes Polierergebnis mit voreingestellter Polierstärke zu erhalten.

Wesentliche Nachteile dieser Bauform sind wegen der zwei Einheiten der größere Platzbedarf und die großen Kos­ ten.

Aber auch die sich durchgesetzten Zweiwalzenrichtma­ schinen weisen Nachteile auf. Da das Material in der Zwei­ walzenrichtmaschine umläuft, im Schälkopf dagegen nicht dreht, müssen die beiden Einheiten mindestens um die Gut­ länge voneinander beabstandet sein. Auch müssen in der Re­ gel noch gesondere Vorschubelemente, z. B. Vorschubketten, verwendet werden, um die Forderungen nach kurzen Gutlängen überhaupt annähernd erfüllen zu können. Beim Umlaufen des Gutes entsteht eine große Lärmentwicklung, was eine große Beeinträchtigung der Umwelt darstellt. Ein Verändern des Polierdruckes, und damit ein Verändern des Polierergebnis­ ses ist hierbei nicht immer unabhängig vom Verändern des Richtergebnisses möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gat­ tungsgemäße Polierrichtmaschine so zu verbessern, daß sie befriedigende Ergebnisse liefert, die mindestens denen der Zweiwalzenmaschinen entsprechen.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst. Dies wird dadurch erreicht, daß die Stützwalze(n) Polierwalzen sind, von denen in einer auf der Achse des Rahmens senk­ recht stehenden Ebene mindestens drei Walzen angeordnet sind. Diese Polierwalzen sind vorzugsweise ballig ausgebil­ det.

Durch die vorzugweise ballig ausgebildeten Polierwal­ zen, die als Stützrollen für das Richten dienen und von denen jeweils drei in einer auf der Achse des Rahmens senkrecht stehenden Ebene angeordnet sind, kann ein viel besseres Polierergebnis erhalten werden, als mit einer seit Jahrzehnten bekannten, gattungsbildenden Polierrichtmaschi­ ne.

Man hat zwar schon Richtmaschinen mit einem umlau­ fenden Rahmen und auch mit balligen Walzen gebaut, dabei wurden aber nicht drei Stützwalzen als Polierwalzen in einer Ebene angeordnet, sondern nur eine, weshalb auch diese Maschinen bezüglich des Polierens kein befriedigen­ des Ergebnis lieferten.

Weitere Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus im Folgenden anhand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispielen.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen umlaufenden Richt­ rahmen einer Poliermaschine, der in einem Gehäuse gelagert ist, und

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Richtrahmen und das Gehäuse gemäß Fig. 1 im Bereich von Polierwal­ zen, wobei allerdings die Walzen einer Ebene einen anderen Winkel einschließen.

Fig. 1 zeigt eine Polierrichtmaschine mit einem Ge­ häuse 1 und einem umlaufenden, hohlzylinderförmig ausgebil­ deten Richtrahmen 2, der an seinen beiden axialen Enden 3 und 4 einen kleineren Durchmesser aufweist, als in seinem Mittelbereich 5, in dem sich mehrere Walzen 6 bis 10 befin­ den.

Die beiden axialen Enden 3 und 4 des Richtrahmens 2 sind in Wälzlagern 11 und 12 gelagert, die in dem Gehäuse 1 angeordnet sind. In der Achse 13 des Richtrahmens 2 wird das zu bearbeitende Gut geführt. Das Gut wird dabei hier am linken Ende in den Richtrahmen 2 eingeführt und rechts ab­ geführt.

An dem einen axialen Ende, hier dem in der Fig. 1 linken Ende des Richtrahmens 2, also einlaufseitig, ist außerhalb des Gehäuses 1 ein Antriebsrad, hier eine Riemen­ scheibe 34, angeordnet, welche über Keilriemen von einem Motor angetrieben wird.

Hier benachbart zu dem Einlaufende 3 des Richtrahmens 2 sind um die Achse 13 des Richtrahmens 2 verteilt hier drei Polierwalzen 6, 7 und 8 angeordnet, die eine ballige Lauffläche besitzen. Diese Polierwalzen 6, 7 und 8 dienen gleichzeitig für das Richten als einlaufseitige Stützwal­ zen. Gemäß Fig. 2 sind diese drei Polierwalzen 6, 7 und 8 gleichmäßig um die Achse 13 des Richtrahmens 2 verteilt, so schließen die Achsen benachbarter Polierwalzen 6, 7 und 8 einen Winkel von 120° ein.

Es können aber auch vier oder mehr Polierwalzen in einer Ebene angeordnet sein.

Die Polierwalzen 6, 7 und 8 können gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsform auch ungleichmäßig um die Achse 13 des Richtrahmens 2 verteilt angeordnet sein, so daß der Winkel zwischen den drei Walzen 6, 7 und 8 von 120° ab­ weicht.

Gemäß Fig. 1 ist die Achse der Walze 6 und die Achse der Richtwalze 9 in der gleichen, auch die Achse 13 des Richtrahmens 2 aufnehmenden und hier mit der Zeichenebene übereinstimmenden Ebene angeordnet. Auch ist die Walze 6 auf der gleichen Seite der Achse 13 des Richtrahmens 2 angeordnet, wie die Richtwalze 9. Gemäß einer nicht dar­ gestellten Ausführungsform ist die Polierwalze 6, auf die noch eingegangen wird, auf der anderen Seite der Achse 13 des Richtrahmens 2 angeordnet, wie die Richtwalze 9, d. h. die Anordnung der Polierwalzen 6, 7 und 8 gemäß Fig. 2 steht auf dem Kopf.

Die schon erwähnte Richtwalze 9 ist hier etwa mittig im Richtrahmen 2 angeordnet. Ausgangsseitig ist hier noch eine Stützwalze 10 vorgesehen. Sowohl die Richtwalze 9, als auch die Stützwalze 10 sind hier hyperbolisch ausgebildet.

Die Polierwalzen 6, 7 und 8 können aber auch ausgangs­ seitig und die Stützwalze 10 eingangsseitig angeordnet sein, z. B. dadurch, daß man das Gut in der entgegengesetz­ ten Richtung durch die Poliermaschine führt. Dadurch wird ein Polieren nach dem Richten möglich. Dies ist z. B. auch möglich durch Drehen des Richtrahmens 2 im Gehäuse 1. Auch kann anstelle der "Nur"-Stützrolle 10 noch eine weite­ re Gruppe Polierwalzen vorgesehen sein.

Alle Walzen 6 bis 10 sind drehbar in Haltern 14 bis 18 gelagert, die in senkrecht auf der Achse 13 des Richtrah­ mens 2 stehenden Bohrungen gelagert sind. Diese Halter 14 bis 18 sind nicht nur radial auf die Achse 13 des Richtrah­ mens 2 zu und von dieser weg einstellbar, sondern auch um ihre eigene Achse drehbar. Insbesondere die radialen Ein­ stellungen werden jedoch auf verschiedene Art und Weise vorgenommen.

Der hier untenliegende Halter 14 der Polierwalze 6 ist als Kolben eines Zylinders ausgebildet, wobei die Wandung der Bohrung den Zylinder bildet. Diese Wandung der Bohrung ist abgestuft, wobei die Bohrung in ihrem der Achse 13 zugewandten Bereich einen kleineren Durchmesser aufweist, als an dem anderen Ende. Der Bereich mit dem kleineren Durchmesser dient als Führung für den Halter 14, der den gleichen Durchmesser aufweist. Der andere Bereich der Bohrung mit dem größeren Durchmesser dient als Zylinder­ raum. Die Bohrung ist an ihrem der Achse 13 entfernten Ende durch einen Deckel 19 abgeschlossen. Der Halter 15 besitzt an seinem der Achse 13 entfernten Ende eine Dichtung 20, die den Zylinderraum in zwei Teilen aufteilt. Wird nun auf den einen oder anderen Teil des Zylinderraumes über nicht dargestellte Druckleitungen, die aus dem Gehäuse 1 heraus­ geführt sind und mit einer Druckquelle verbunden sind, ein Druck ausgeübt, so wird der Halter 15 auf die Achse 13 zu oder von ihr weg bewegt. Dadurch kann der Polierdruck hydraulisch auch während des Laufes der Polierrichtmaschi­ ne sehr leicht ein- und nachgestellt werden. Sind in einer Ebene vier oder mehr Polierwalzen vorgesehen, so sollten vorzugsweise mindestens zwei Polierwalzen hydraulisch in dieser Art einstellbar sein.

Die Halter 15 bis 18 der beiden anderen Polierwalzen 7 und 8, der Richtwalze 9 und der Stützwalze 10, die radial mechanisch einstellbar sind, besitzen hier an ihrem Umfang ein Außengewinde 21, welches mit dem Innengewinde eines Stellringes 22 kämmt, der an seinem Außenumfang eine Schneckenverzahnung aufweist. Diese Schneckenverzahnung kämmt mit einer Schneckenwelle 23. Der Stellring 22 und die Schneckenwelle 23 sind ortsfest, aber drehbar in dem umlau­ fenden Rahmen 2 gelagert. Wird die Schneckenwelle 23 ge­ dreht, so dreht auch der Stellring 22, der seinerseits auf den Halter 15 bis 18 einwirkt und diesen radial verschiebt. Dadurch wird die einzelne Walze 7 bis 10 auf die Achse zu bzw. von dieser weg bewegt.

Unmittelbar benachbart zu dem Stellring 22 ist hier nun von diesem aus auf der Seite der Achse 13 des Rahmens 2 ein zweiter Stellring 24 angeordnet, der ebenso an seinem Außenumfang eine Schneckenverzahnung aufweist, die mit einer zweiten Schneckenwelle 25 kämmt. Der zweite Stellring 24 ist drehfest mit dem jeweiligen Halter 15 bis 18 verbun­ den, so daß eine Drehung dieses zweiten Stellringes 25 eine Drehung des Halters um seine Achse bewirkt. Damit lassen sich die Anstellwinkel der Walzen 7 bis 10 verstellen. Eine solche Verdreheinrichtung läßt sich auch für den radial hy­ draulisch einstellbaren Halter 14 der Polierwalze 6 verwen­ den.

Die radiale Verstellung und die Drehung der Halter 14 bis 18 um ihre Achse sind im Detail in der nicht vorveröf­ fentlichten DE-A 3 434 227 beschrieben, auf die hier aus­ drücklich verwiesen wird. Dort können weitere Details ent­ nommen werden. Dort wird darüberhinaus eine Einrichtung be­ schrieben, mit der die mechanische Verstellung und Drehung auch während des Laufes vorgenommen werden kann. Diese kann auch hier, insbesondere soweit es die Richtwalze 9 be­ trifft, verwendet werden, so daß die Richtwalze 9 entspre­ chend dem Richtergebnis nachgestellt werden kann.

Im folgenden soll noch kurz auf den Betrieb der neuen Polierrichtmaschine eingegangen werden, wenngleich sich dies für den Fachmann aufgrund des vorbeschriebenen Aufbaus der Maschine ergibt.

Während der Richtrahmen 2 mittels des auf die Riemen­ scheibe 34 einwirkenden Antriebes um seine Achse 13 gedreht wird, wird das stangenförmige Gut z. B. - in Fig. 1 - von links zugeführt, wobei die hydraulisch einstellbare Polier­ walze 6 mit einem kurzen Hub aufgefahren wird, um den Gutanfang aufzunehmen. Ist der Gutanfang eingefahren, so wird diese Polierwalze 6 auf das Gut zugefahren, wobei der dabei aufgebrachte Druck entsprechend dem ge­ wünschten Polierdruck eingestellt wird.

Das Gut gelangt an der hyperbolisch ausgebildeten Richtwalze 9 vorbei zur Stützwalze 10, hinter der es den Richtrahmen 2 und damit die Polierrichtmaschine verläßt. Je nach Durchmesser des Gutes wurden die anderen Polierwalzen 7 und 8 sowie die Stützwalze 10 zuvor radial eingestellt. Die radiale Einstellung der Richtwalze 9 wurde zuvor ent­ sprechend dem Richtergebnis eingestellt. Ist eine mechani­ sche Verstellung insbesondere der Richtwalze 9 während des Laufes möglich, so kann die Richtwalze 9 auch im Lauf nachgestellt werden.

Da der Polierdruck unabhängig vom Richten einstellbar ist, kann selbstverständlich, wenn dies gewünscht wird, auch zu richtendes Gut die Polierrichtmaschine durchlaufen, welches nicht poliert werden soll, was mit einer Zweiwal­ zenrichtmaschine unabhängig vom Richtergebnis nahezu unmög­ lich ist.

Der wesentliche Vorteil gegenüber Zweiwalzenrichtma­ schinen besteht aber darin, daß das Gut nicht schnell dreht, weshalb der Platzbedarf einer Anlage mit Schäl-, Polier-, Prüfmaschinen usw. viel kleiner ist. Auch ist die Lärmbelästigung durch das nicht drehende Gut weitaus geringer.

Gegenüber den alten Polierrichtmaschinen wird mit der obenbeschriebenen neuen Polierrichtmaschine ein besseres Ergebnis sowohl in Bezug auf das Richten, als auch in Bezug auf das Polieren erzielt, da das Polieren nicht nur im Druck gesteuert vorgenommen werden kann, sondern durch die ballige Ausführung der als Stützrollen dienenden Polierwal­ zen 6, 7 und 8 in einer zur Achse 13 des Rahmens 2 senkrechten Ebene erhält man eine bessere Überdeckung der Polierspuren, als nur mit zwei hyperbolisch ausgebildeten Walzen der herkömmlichen Polierrichtmaschinen.

Aufgrund der beschriebenen Ausbildung kann nun der Richtrahmen 2 bei Gutdurchmessern im Bereich von 20 bis 60 mm mit 2000 U/min umlaufen, während herkömmliche Richtma­ schinen mit umlaufendem Rahmen bei gleichem Gutdurchmesser nur mit etwa 700 U/min und sogenannte Polierrichtmaschinen nur mit etwa 200 U/min umlaufen konnten. Gegenüber letzte­ ren, den gattungsgemäßen Maschinen kann die Drehzahl somit um das zehnfache gesteigert werden.

• Bezugszeichenliste 1 Gehäuse
  2 Richtrahmen
  3 axiales Ende des Richtrahmens
  4 axiales Ende des Richtrahmens
  5 Mittelbereich des Richtrahmens
  6 Polierwalze
  7 Polierwalze
  8 Polierwalze
  9 Richtwalze
  10 Stützwalze
  11 Wälzlager
  12 Wälzlager
  13 Achse des Richtrahmens
  14 Halter der Polierwalze
  15 Halter der Polierwalze
  16 Halter der Polierwalze
  17 Halter der Richtwalze
  18 Halter der Stützwalze
  19 Deckel
  20 Dichtung
  21 Außengewinde
  22 Stellring
  23 Schneckenwelle
  24 zweiter Stellring
  25 zweite Schneckenwelle
  34 Riemenscheibe

Claims (10)

1. Polierrichtmaschine für stangenförmiges Gut, insbeson­ dere Wellen, mit einem umlaufenden Rahmen, in dem Richt- und Stützwalzen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützwalze(n) Polierwalzen (6, 7, 8) sind, von de­ nen in einer auf der Achse (13) des Rahmens (2) senkrecht stehenden Ebene mindestens drei Walzen angeordnet sind.

2. Polierrichtmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß am Maschineneinlauf und/oder am Maschine­ nauslauf jeweils in einer zur Achse (13) des Rahmens (2) senkrechten Ebene mindestens drei Polierwalzen (6, 7, 8) angeordnet sind.

3. Polierrichtmaschine nach Anspruch 1 oder 2 dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Polierwalzen (6, 7, 8) ballig ausge­ bildet sind.

4. Polierrichtmaschine nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtwalze (9) zwischen den Stützwalzen (6, 7, 8, 10 ) angeordnet und vorzugsweise hyperbolisch ausgebildet ist.

5. Polierrichtmaschine nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in einer Ebene angeordneten Polierwalzen (6, 7, 8) ungleichmäßig um die Achse (13) des Richtrahmens (2) verteilt angeordnet sind.

6. Polierrichtmaschine nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Richt­ walze (9), vorzugsweise alle Walzen (6 bis 10) in dem um­ laufenden Rahmen (2) im Winkel einstellbar angeordnet sind.

7. Polierrichtmaschine nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Po­ lierwalze (6) einer in einer Ebene angeordneten Gruppe von Polierwalzen (6, 7, 8) radial hydraulisch auf die Achse (13) des Rahmens (2) zu und von dieser weg bewegbar ist.

8. Polierrichtmaschine nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß auch die anderen Walzen (7 bis 10) des Rahmens (2), vorzugweise mechanisch, radial ein­ stellbar sind.

9. Polierrichtmaschine nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Richt­ walze (9) in der gleichen Ebene wie die Achse der radial hydraulisch einstellbaren Polierwalze (6) angeordnet ist.

10. Polierrichtmaschine nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtwalze (9) bezüglich der Achse (13) des Richtrahmens (2) auf der gleichen Seite angeordnet ist, wie die radial hydraulisch einstellbare Po­ lierwalze (6).