DE3523605C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Polierrichtmaschine für durchlaufendes stangenförmiges Gut, insbesondere Wellen, gemäß Oberbegriff des Anspru­ ches.

Solche Polierrichtmaschinen mit einem umlaufenden Rahmen wa­ ren schon vor Jahrzehnten bekannt. Sie werden z. B. in der Zeitschrift "Werkstatt und Betrieb", 1955, Heft 2, Seite 59, gezeigt und beschrieben. Diese bekannten Richtmaschi­ nen besitzen in dem Rahmen angeordnet Richt- und Stützwal­ zen. Alle Walzen in dem Rahmen sind hyperbolisch ausgebil­ det. Zwei am Maschineneinlauf gelegene, sich gegenüberlie­ gende 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 das bewegte Gut mitgenommen. Am Maschinenauslauf ist in der Regel in einer zur Achse des Rahmens senkrechten Ebene nur eine Stützwalze 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 Polierrichtmaschi­ nen mit umlaufenden Rahmen in bezug auf die Richt- und insbesondere auf die Polierqualität brachten, war jedoch so unbefriedigend, daß sich nicht diese kombinierten Maschinen, sondern die sogenannten Zweiwalzenrichtmaschi­ nen, in denen das Gut umläuft und auf die unten noch ein­ gegangen wird, als technischer Standard durchgesetzt ha­ ben.

Bei den bekannten Polierrichtmaschinen mit einem um­ laufenden Rahmen üben die umlaufenden Walzen, d. h., die Stützwalzen und auch die Richtwalzen einen - verglichen mit den Walzen einer Zweiwalzenrichtmaschine - kleineren Druck auf das zu bearbeitende Gut aus. In einem umlaufenden Rah­ men angeordnete Walzen dürfen wegen der dabei auftretenden Fliehkräfte bestimmte Größen nicht unterschreiten. Die Wal­ zen der Richtmaschinen mit umlaufendem Rahmen sind deshalb verglichen mit den Walzen von Zweiwalzenrichtmaschinen re­ lativ klein. Die Kontaktlänge zwischen den Stütz-Polier­ walzen bzw. den Richtwalzen und dem zu polierenden Gut ist wesentlich geringer, als zwischen den Polier-Richtwalzen einer Zweiwalzenrichtmaschine. Aus diesem Grund sind die herkömmlichen bekannten Polierrichtmaschinen mit einem um­ laufenden Rahmen den bekannten Zweiwalzenrichtmaschinen insbesondere in bezug auf das Polierergebnis unterlegen.

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 ei­ nem Gutdurchmesser von 20 bis 60 mm mit 2000 U/Min. Dabei beträgt der Anstellwinkel der Walzen etwa 5°, um eine aus­ reichende Überdeckung der Polierspuren und damit ein be­ friedigendes Polierergebnis mit voreingestellter Polier­ stärke zu erhalten.

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

Man hat zwar schon Richtmaschinen mit einem umlaufen­ den Rahmen und mit balligen Walzen gebaut, dabei wurde aber in einer Ebene nur eine Stützwalze als Polierwalze ausgebildet, weshalb auch diese Maschinen bezüglich des Polierens kein befriedigendes Ergebnis lieferten.

Aber auch die sich durchgesetzt habenden Zweiwalzenrichtma­ schinen weisen Nachteile auf. Da das Gut 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 besondere 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. Darüber hinaus sind für die Füh­ rung des Gutes wegen der nur zwei Walzen Führungslineale notwendig.

Andererseits ist bei den Zweiwalzenrichtmaschinen der Polierdruck sehr groß. Zum einen ist die Kontaktlänge zwi­ schen den Walzen und dem Gut sehr groß, zum anderen ist der Einstellwinkel der Walzen relativ klein, so daß sich relativ viele Überwalzungen in Richtung des axialen Gut­ vorschubes ergeben. Die Polier- und Richtwalzen, die - beim Betrieb - ortsfest gelagert sind, weisen einen rela­ tiv großen Durchmesser auf. Auch können diese ortsfest ge­ lagerten Walzen selbst schneller umlaufen, wodurch sich andererseits auch das schnelle Umlaufen des Gutes ergibt.

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

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst. Dies wird dadurch erreicht, daß zumindest ein Teil der Stütz­ walzen jeweils durch die bzw. eine Gruppe Polierwalzen ersetzt ist, wobei die Gruppe mindestens drei Polierwalzen umfaßt.

Durch diese Ausbildung kann ein viel besseres Polier­ ergebnis erhalten werden, als mit der seit Jahrzehnten be­ kannten, gattungsbildenden Polierrichtmaschine.

Die Erfindung ist durch das im folgenden anhand der Zeichnung beschriebene Ausführungs­ beispiel erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen umlaufenden Richtrahmen einer Polierrichtmaschine, 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 ei­ nen anderen Winkel einschließen.

Fig. 1 zeigt eine Polierrichtmaschine mit einem Ge­ häuse 1 und einem umlaufenden, hohlzylinderförmig ausge­ bildeten Richtrahmen 2, der an seinen beiden axialen Enden 3 und 4 einen kleineren Durchmesser aufweist, als in sei­ nem Mittelbereich 5, in dem sich mehrere Walzen 6 bis 10 befinden.

Die beiden axialen Enden 3 und 4 des Rahmens 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 abgeführt.

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 Rie­ menscheibe 34, angeordnet, welche über Keilriemen von ei­ nem Motor angetrieben wird.

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, wodurch die Achsen benachbarter Polierwalzen 6, 7 und 8 einen Winkel von 120° einschließen.

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° abweicht.

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 an­ geordnet, wie die Richtwalze 9. Gemäß einer nicht darge­ stellten 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 ausge­ bildet.

Die Polierwalzen 6, 7 und 8 können aber auch aus­ gangsseitig und die Stützwalze 10 eingangsseitig angeord­ net sein, z. B. dadurch, daß man das Gut in der entgegenge­ setzten Richtung durch die Polierrichtmaschine führt. Da­ durch wird ein Polieren nach dem Richten möglich. Dies ist z. B. auch möglich durch Drehen des Richtrahmens 2 im Ge­ häuse 1. Auch kann anstelle der "Nur"-Stützwalze 10 noch eine weitere 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 Richt­ rahmens 2 stehenden Bohrungen gelagert sind. Diese Halter 14 bis 18 sind nicht nur radial auf die Achse 13 des Richtrahmens 2 zu und von dieser weg einstellbar, sondern auch um ihre eigene Achse drehbar. Insbesondere die radia­ len Einstellungen werden jedoch auf verschiedene Art und Weise vorgenommen.

Der hier untenliegende Halter 14 der Polierwalze 6 ist als Kolben eines Zylinders ausgebildet, wobei die Wan­ dung der Bohrung den Zylinder bildet. Diese Wandung der Bohrung ist abgestuft, wobei die Bohrung in ihrem der Ach­ se 13 zugewandten Bereich einen kleineren Durchmesser auf­ weist, als an dem anderen Ende. Der Bereich mit dem klei­ neren 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 14 besitzt an seinem der Achse 13 entfernten Ende eine Dich­ tung 20, die den Zylinderraum in zwei Teile aufteilt. Wird nun auf den einen oder anderen Teil des Zylinderraums über nicht dargestellte Druckleitungen, die aus dem Gehäuse 1 herausgeführt sind und mit einer Druckquelle verbunden sind, ein Druck ausgeübt, so wird der Halter 14 auf die Achse 13 zu oder von ihr weg bewegt. Dadurch kann der Po­ lierdruck hydraulisch auch während des Laufes der Polier­ richtmaschine sehr leicht ein- und nachgestellt werden. Sind in einer Ebene vier oder mehr Polierwalzen vorgese­ hen, 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 ra­ dial 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 umlaufenden Rahmen 2 gelagert. Wird die Schneckenwelle 23 gedreht, so dreht auch der Stellring 22, der seinerseits auf den Halter 15 bis 18 einwirkt und diesen radial ver­ schiebt. Dadurch wird die einzelne Walze 7 bis 10 auf die Achse 13 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 sei­ nem Außenumfang eine Schneckenverzahnung aufweist, die mit einer zweiten Schneckenwelle 25 kämmt. Der zweite Stell­ ring 24 ist drehfest mit dem jeweiligen Halter 15 bis 18 verbunden, 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 verstel­ len. Eine solche Verdreheinrichtung läßt sich auch für den radial hydraulisch einstellbaren Halter 14 der Polierwalze 6 verwenden.

Es kann darüber hinaus eine Einrichtung vorgesehen sein, mit der die mechanische Verstellung und Dre­ hung der Halter auch während des Laufes vorgenommen werden kann. Die­ se kann auch hier, insbesondere soweit es die Richtwalze 9 betrifft, verwendet werden, so daß die Richtwalze 9 ent­ sprechend 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 Auf­ baus der Maschine ergibt.

Während der Richtrahmen 2 mittels des auf die Riemen­ scheibe 34 einwirkenden Antriebes um seine Achse 13 ge­ dreht wird, wird das stangenförmige Gut z. B. - in Fig. 1 - von links zugeführt, wobei die hydraulisch einstellbare Polierwalze 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 gewünschten 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 Durchmessers des Gutes wurden die anderen Polier­ walzen 7 und 8 sowie die Stützwalze 10 zuvor radial einge­ stellt. Die radiale Einstellung der Richtwalze 9 wurde zu­ vor entsprechend dem Richtergebnis eingestellt. Ist eine mechanische Verstellung insbesondere der Richtwalze 9 wäh­ rend 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 durchlau­ fen, welches nicht poliert werden soll, was mit einer Zweiwalzenrichtmaschine unabhängig vom Richtergebnis nahe­ zu unmöglich ist.

Der wesentlichste Vorteil gegenüber Zweiwalzenricht­ maschinen 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 ge­ ringer.

Gegenüber den alten Polierrichtmaschinen wird mit der oben beschriebenen neuen Polierrichtmaschine ein besseres Ergebnis sowohl in bezug auf das Richten, als auch in be­ zug auf das Polieren erzielt, da das Polieren nicht nur im Druck gesteuert vorgenommen werden kann, sondern durch die ballige Ausführung der als Stützwalzen dienenden Polier­ walzen 6, 7 und 8 ein grundsätzlich besseres Ergebnis er­ zielt wird. Durch die Ausbildung mit mindestens drei bal­ ligen Polierwalzen 6, 7 und 8 in einer zur Achse 13 des Rahmens 2 senkrechten Ebene erhält man eine bessere Über­ deckung der Polierspuren, als mit nur zwei hyperbolisch ausgebildeten Walzen der herkömmlichen Polierrichtmaschi­ nen.

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.

Claims (1)

1. Polierrichtmaschine für durchlaufendes stangenförmi­ ges Gut, insbesondere Wellen, mit einem umlaufenden Rah­ men, in dem in Durchlaufrichtung des stangenförmigen Guts aufeinanderfolgend jeweils abwechselnd gegenüberliegende, radial- und schrägverstellbare Stütz- und Richtwalzen so­ wie jeweils in einer zur Durchlaufrichtung des stangenför­ migen Guts senkrechten Ebene mindestens eine Gruppe das stangenförmige Gut umgebender, ebenfalls radial- und schrägverstellbarer Polierwalzen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Stützwalzen je­ weils durch die bzw. eine Gruppe Polierwalzen (6, 7, 8) ersetzt ist, wobei die Gruppe mindestens drei Polierwalzen umfaßt.