DE1025700B

DE1025700B - Straightener

Info

Publication number: DE1025700B
Application number: DEC7292A
Authority: DE
Inventors: Hans Lindemann
Original assignee: Th Calow and Co
Current assignee: Th Calow and Co
Priority date: 1953-03-17
Filing date: 1953-03-17
Publication date: 1958-03-06

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf Richtmaschinen für zylindrische Werkstücke, wie Rohre, Wellen od. dgl., deren unter einem Winkel zur Längsachse des zu richtenden Werkstücks drehbar gelagerte, das zu richtende Werkstück möglichst linienförmig berührende Richtwalzen etwa die Form eines einschaligen Hyperboloids aufweisen.The invention relates to straightening machines for cylindrical workpieces, such as pipes, shafts or the like. whose rotatably mounted at an angle to the longitudinal axis of the workpiece to be straightened, the one to be straightened Straightening rollers that touch the workpiece as linearly as possible have the shape of a single-shell hyperboloid exhibit.

Derartige Richtwalzen sind sowohl in Richtmaschinen mit festem Walzenrahmen angeordnet, bei denen die Achsen der Richtwalzen während des Richtvorganges ortsfest sind, als auch in Richtmaschinen, bei denen die Achsen der Walzen in einem umlaufenden Rahmen gelagert sind, also umlaufen. Je nachdem, auf Grund welchen Verfahrens die Herstellung der zylindrischen Werkstücke erfolgte, wird entweder Wert darauf gelegt, Werkstücke mit großen Durchmesserunterschieden mit gleichbleibender Durchlaufgeschwindigkeit zu richten, oder es ist erwünscht, daß die Richtgeschwindigkeit bei Werkstücken mit geringem Durchmesser größer ist als bei Werkstücken mit großem Durchmesser.Such straightening rolls are arranged both in straightening machines with a fixed roll frame, in which the axes of the straightening rolls are stationary during the straightening process, as well as in straightening machines which the axes of the rollers are mounted in a circumferential frame, so revolve. Depending on, On the basis of which process the cylindrical workpieces were manufactured is either It is important to have workpieces with large differences in diameter at a constant throughput speed to straighten, or it is desirable that the straightening speed for workpieces with small diameter is larger than with large diameter workpieces.

Bei Richtmaschinen, bei denen die Achsen der Richtwalzen während des Richtvorganges feststehen, ist die Richtgeschwindigkeit bei verschiedenen Werkstückdurchmessern unter drei Voraussetzungen konstant: For straightening machines where the axes of the straightening rolls are fixed during the straightening process, the straightening speed is constant for different workpiece diameters under three conditions:

A. Bei verringertem Walzenanstellwinkel und entsprechend erhöhter Walzendrehzahl;A. With a reduced roll angle and a correspondingly increased roll speed;

B. bei gleichbleibendem Walzenanstellwinkel und gleichbleibender Walzendrehzahl;B. with constant roll angle and constant roll speed;

C. bei vergrößertem Walzenanstellwinkel und entsprechend erniedrigter Walzendrehzahl.C. with an increased angle of incidence of the rollers and accordingly decreased roller speed.

Die Voraussetzungen unter A lassen die Verwendung einer einzigen Walzenform zu, weil sich beim Übergang von dickeren zu dünneren Werkstücken eine Verringerung des Walzenanstellwinkels bei annähernder Erhaltung" der Linienberührung ergibt.The prerequisites under A permit the use of a single roller shape because the Transition from thicker to thinner workpieces a reduction in the roll angle when approaching Preservation "of the line contact results.

Die Voraussetzungen unter B erfordern, daß die Walzenformen für die einzelnen Durchmesser so ausgelegt sind, daß die Anstellwinkel der Richtwalzen gegenüber dem Werkstück für alle Rohrdurchmesser gleich sind. Dabei müssen entsprechend den verschiedenen Rohrdurchmessern verschiedene Walzen mit entsprechenden Krümmungen vorgesehen sein. Bei den Richtmaschinen mit feststehendem Rahmen läuft das zu richtende Rohr unter den vorstehenden Voraussetzungen A und B langsam um, wenn es einen großen Durchmesser hat, und schnell, wenn es einen geringen Durchmesser hat. Die Drehzahl eines zu richtenden dünnen Rohres ist z. B. bei den Voraussetzungen unter B doppelt so groß wie die eines dickeren, wenn das Rohr nur den halben Durchmesser des dickeren Rohres hat. Der höchsten Richtgeschwindigkeit ist,The prerequisites under B require that the roller shapes are designed for the individual diameters are that the angle of incidence of the straightening rollers with respect to the workpiece for all pipe diameters are the same. Different rollers have to be used according to the different pipe diameters corresponding curvatures can be provided. This works with the straightening machines with a fixed frame pipe to be straightened under the above conditions A and B slowly if it is a large one Diameter, and fast when it is small in diameter. The speed of one to be straightened thin pipe is z. B. in the conditions under B twice as large as that of a thicker one, if the pipe is only half the diameter of the thicker pipe. The highest recommended speed is

Anmelder:Applicant:

Th. Calow & Co., Bielefeld, Zimmerstr. 19Th. Calow & Co., Bielefeld, Zimmerstr. 19th

Hans Lindemann, Bielefeld,
ist als Erfinder genannt wordenHans Lindemann, Bielefeld,
has been named as the inventor

insbesondere bei dünnen Rohren, unter den beschriebenen Voraussetzungen eine Grenze gesetzt, weil vermieden werden muß, daß sich die dünnen, sehr schnell umlaufenden Rohre während des Richtvorganges krumm schlagen. Die höchstmögliche Richtgeschwindigkeit in einer Maschine mit beim Richtvorgang feststehenden Walzenachsen ist bei gleichbleibender erhöhter Walzendrehzahl also dadurch gegeben, daß das kleinste Rohr nur eine bestimmte größte Umlaufgeschwindigkeit haben darf, damit es beim Richtvorgang nicht verletzt bzw. wieder krummgeschlagen wird. Auch spielt die Rohrlänge eine große Rolle. Sehr lange Rohre müssen langsamer umlaufen als kurze Rohre.especially with thin tubes, under the conditions described, a limit is set because avoided must be that the thin, very fast rotating tubes during the straightening process bend crooked. The highest possible straightening speed in a machine with fixed during the straightening process Roller axes is given by the fact that the increased roller speed remains the same The smallest tube is only allowed to have a certain maximum rotational speed so that it can be used during the straightening process is not injured or crooked again. The pipe length also plays a major role. Very long pipes must rotate more slowly than short pipes.

Die mit Rücksicht auf die Umlaufgeschwindigkeit des Werkstückes bestehende Grenze der Richtgeschwindigkeit läßt sich jedoch noch weiter als bei den Voraussetzungen unter B hinausschieben, wenn von den Voraussetzungen unter C Gebrauch gemacht wird. Auch bei diesen anzustrebenden Voraussetzungen ist aber ein Anpassen der Walzenform an den vergrößerten Walzenanstellwinkel und den Werkstückdurchmesser notwendig.The limit of the target speed that exists with regard to the speed of rotation of the workpiece can, however, be postponed even further than the requirements under B if from the conditions under C are used. Even with these prerequisites to strive for but an adaptation of the roll shape to the enlarged roll angle and the workpiece diameter necessary.

Die höchste Richtgeschwindigkeit bei einer Maschine mit feststehendem Rahmen richtet sich nach der größtmöglichen Werkstückdrehzahl und nach dem größtmöglichen Anstellwinkel der Walzen beim kleinsten Werkstückdurchmesser.The highest recommended speed for a machine with a fixed frame depends on the highest possible workpiece speed and according to the largest possible angle of the rollers for the smallest Workpiece diameter.

Ähnlich, aber noch schwieriger, liegen die Verhältnisse bei den Richtmaschinen mit in einem umlaufenden Rahmen gelagerten Walzen. In diesen Richtmaschinen laufen die Richtwalzen bei konstanter Rahmenumlaufgeschwindigkeit nicht mit konstanterThe situation is similar, but even more difficult in the straightening machines with rollers mounted in a circumferential frame. In these straightening machines the straightening rolls do not run at a constant speed at a constant frame speed

So Drehzahl um, sondern wälzen sich auf dem nicht drehenden Rohr ab. Wenn ein Rohr mit großem Durchmesser in der Maschine gerichtet wird, so lauf en die Walzen mit hoher Drehzahl um, während sie bei einem Rohr mit kleinem Durchmesser mit einer nied-So speed around, but roll on the non-rotating tube. If a pipe with large Diameter is straightened in the machine, the rollers run at high speed while they are at a small diameter pipe with a low

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rigeren Drehzahl umlaufen. Dadurch ergibt sich, daß die Richtgeschwindigkeit auch unter der Voraussetzung, daß die Rahmendrehzahl konstant bleibt und der Anstellwinkel der Walzen dadurch konstant gehalten wird, daß verschiedene, den Rohren angepaßte Walzenformen eingebaut werden, für Rohre mit kleinem Durchmesser klein und für Rohre mit großem Durchmesser groß ist. Die Richtgeschwindigkeit ändert sich proportional mit dem Durchmesser. Wenn also bei diesen Richtmaschinen die Forderung gestellt wird, daß die Richtgeschwindigkeit konstant sein soll, so müßte entweder bei den kleinen Durchmessern die Rahmendrehzahl proportional erhöht oder es müßten die Anstellwinkel der Walzen nicht für die verschiedenen Rohrdurchmesser konstant gehalten, sondern im Gegenteil bei den dünnen Rohren der Anstellwinkel so gewählt werden, daß er größer ist als bei großen Rohren. Dieses wäre nicht notwendig, wenn die Drehzahl des Walzenrahmens beliebig gesteigert werden könnte. Das ist aber infolge der dabei auftretenden großen Zentrifugalkräfte nicht möglich.revolve higher speed. This means that the recommended speed also under the prerequisite that the frame speed remains constant and the angle of attack of the rollers thereby kept constant is that different, the tubes adapted roll shapes are installed, for tubes with small Diameter is small and large for large diameter pipes. The recommended speed changes proportional to the diameter. So if the requirement is made for these straightening machines, that the directional speed should be constant, either with the small diameters the Frame speed increased proportionally or it would not have to be the angle of attack of the rollers for the different Pipe diameter kept constant, but on the contrary, with thin pipes, the angle of attack be chosen so that it is larger than that of large pipes. This would not be necessary if the speed of the roller frame could be increased as desired. But this is due to the occurring large centrifugal forces are not possible.

Die höchste Richtgeschwindigkeit bei einer Maschine mit umlaufendem Rahmen und gegen Verdrehen gesicherten Rohren richtet sich also nach der größtmöglichen Rahmendrehzahl und nach dem größtmögliehen Anstellwinkel der Walzen beim kleinsten Rohrdurchmesser. The highest recommended speed for a machine with a surrounding frame and secured against twisting Tubing is based on the highest possible frame speed and on the highest possible Angle of incidence of the rollers with the smallest pipe diameter.

Während bei Richtmaschinen mit feststehendem Rahmen noch darauf verzichtet werden könnte, für jeden Rohrdurchmesser eine andere Walze einzubauen, wenn eine gewisse Verminderung der Durchlaufgeschwindigkeit bei kleinen Rohren zulässig ist, so ist dasselbe bei den Maschinen mit umlaufendem Rahmen nicht möglich, weil hier die Unterschiede zu kraß sind. Bei Maschinen mit umlaufendem Rahmen müßte auf jeden Fall beim kleinen Rohr eine andere Walze mit kleinerem Krümmungsradius eingebaut werden als beim großen Rohr. Soll bei Richtmaschinen mit umlaufendem Rahmen ein Austauschen der Walzen vermieden werden, so wären mehrere Richtmaschinen vorzusehen.While straightening machines with a fixed frame could do without it, for to install a different roller for each pipe diameter, if a certain reduction in the throughput speed is permitted for small pipes, the same is true for machines with rotating Frame not possible because the differences are too stark here. For machines with a surrounding frame In any case, another roller with a smaller radius of curvature would have to be installed for the small pipe than with the large pipe. Should be exchanged for straightening machines with a circumferential frame of the rolls are avoided, several straightening machines would have to be provided.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu finden, wie das Umbauen der Walzen erspart und die Anordnung mehrerer Richtmaschinen vermieden werden kann. Ausgegangen wird von den bekannten Richtmaschinen für zylindrische Werkstücke, deren unter einem Winkel zur Längsachse des zu richtenden Werkstücks drehbar gelagerte, das zu richtende Werkstück möglichst linienförmig berührende Richtwalzen etwa die Form eines einschaligen Hyperboloids aufweisen. Unter diesen sind auch Richtwalzen bekannt, deren Mäntel symmetrisch zur Scheitelebene ausgespart waren. Diese Aussparungen wurden vorgesehen, um das Werkstück, das an zwei Mantelteilen anlag, stärker durchzudrücken, als dies möglich wäre, wenn keine Aussparung vorgesehen ist. Nach der Erfindung wird vorgeschlagen, den Mantel der Aussparung so zu gestalten, daß er durch eine oder mehrere, einem einschaligen Hyperboloid ähnliche Flächen stärkerer Krümmung mit derselben Scheitelebene gebildet ist. Dadurch lassen sich mit der gleichen Walze zylindrische Werkstücke verschiedenen Durchmessers unter Bedingungen richten, die sonst den vorstehend beschriebenen Austausch einer Walzenform gegen eine andere notwendig machen würden.The invention is based on the object of finding a way of saving the rebuilding of the rollers and the arrangement of several straightening machines can be avoided. It is based on the known Straightening machines for cylindrical workpieces whose at an angle to the longitudinal axis of the to aligning workpiece rotatably mounted, touching the workpiece to be aligned as linearly as possible Straightening rollers have roughly the shape of a single-shell hyperboloid. These include straightening rolls known whose coats were recessed symmetrically to the vertex plane. These cutouts were provided in order to push through the workpiece, which was in contact with two shell parts, more strongly than this would be possible if no recess is provided. According to the invention it is proposed that Sheath the recess so that it is through one or more, a single-shell hyperboloid similar surfaces of greater curvature are formed with the same vertex plane. This allows the same roller straighten cylindrical workpieces of different diameters under conditions that otherwise it would be necessary to replace one roller mold with another as described above would.

Jede Walze wird so gestaltet, daß sie in der Lage ist, in einem Teil als'Richtelement für dicke Werkstücke und in einem anderen Teil für dünne Werkstücke bei Erzielen einer möglichst großen Durchlaufgeschwindigkeit zu dienen. Soll beispielsweise eine Stange mit verhältnismäßig großem Durchmesser mit erfindungsgemäß gestalteten Walzen gerichtet werden, deren Berührung linienförmig erfolgt, so weist die Mantellinie der Richtwalze, in einem Schnitt durch die Drehachse gesehen, eine ganz bestimmte Gestalt auf. Der Krümmungsmittelpunkt der Mantellinie etwa hyperbolischer Gestalt hat von der Drehachse der Richtwalze einen bestimmten Abstand. Entsprechendes gilt für Walzen, die Werkstücke mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser richten sollen. Daher kann, wenn die Mantellinie der beiden Richtwalzen entsprechend dem Durchmesser des zu richtenden Materials festliegt, die Mantellinie einer neuen Walze festgelegt werden, die Teile der Mantellinien der beiden oben beschriebenen Walzen enthält. In diesem Fall ist die Breite und der Außendurchmesser der Richtwalze genauso bemessen wie die Walze zum Richten von Stangen mit verhältnismäßig großem Durchmesser. Der innere Teil der Mantellinie ist entsprechend der Mantellinie der Walze zum Richten von Stangen mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser geformt, also stärker gekrümmt als die Mantellinie in den äußeren Teilen. Dies heißt, daß die Mantellinien der Walzen, die zum Richten von Stangen mit verschiedenen Durchmessern dienen, im mittleren Teil stärker gekrümmt sind als in den äußeren Teilen, so daß die äußeren, schwächer gekrümmten Flächen der Walzen zum Richten von Rohren, Stangen od. dgl. mit verhältnismäßig großem, die inneren, stärker gekrümmten Flächen zum Richten von Rohren, Stangen od. dgl. mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser dienen.Each roller is designed in such a way that it is able to function in one part as a straightening element for thick workpieces and in another part for thin workpieces while achieving the highest possible throughput speed to serve. For example, if a rod with a relatively large diameter is to be used rolls designed according to the invention are directed, the contact of which takes place linearly, so the The surface line of the straightening roller, seen in a section through the axis of rotation, has a very specific shape on. The center of curvature of the surface line has an approximately hyperbolic shape from the axis of rotation Straightening roller a certain distance. The same applies to rollers, the workpieces with relatively should straighten the small diameter. Therefore, if the surface line of the two straightening rolls according to the diameter of the material to be straightened, the surface line of a new roller which contains parts of the surface lines of the two rollers described above. In this Case, the width and the outer diameter of the straightening roller are dimensioned the same as the roller for Straightening bars with a relatively large diameter. The inner part of the surface line is accordingly the surface line of the roller for straightening bars with a relatively small diameter shaped, i.e. more curved than the surface line in the outer parts. This means that the Surface lines of the rollers, which are used to straighten bars with different diameters, in the middle Part are more curved than in the outer parts, so that the outer, less curved Areas of the rollers for straightening pipes, rods or the like. With a relatively large size, the inner, more curved surfaces for straightening pipes, rods or the like. With relatively serve small diameter.

Es ist bereits angedeutet worden, daß sich auch durch eine Walze mit großem Krümmungsradius die kleinen Rohre richten lassen. Dabei liegen diese ebenfalls etwa linienförmig an, nur ist der Winkel zwischen Walzenachse und Rohr kleiner, als wenn sie in der inneren kleinen Krümmung anliegen. Dadurch ergibt sich eine kleine Richtgeschwindigkeit bei gleicher Rahmendrehzahl. Die Mantellinie kann auch nicht nur zweimal, sondern mehrmals unterteilt werden. Bei sehr großer Unterteilung würde wieder eine fast stetige Mantellinie entstehen.It has already been indicated that even by a roller with a large radius of curvature the have small pipes straightened. These are also roughly linear, only the angle is between The roller axis and tube are smaller than when they rest in the small inner curve. This results in a small recommended speed at the same frame speed. The surface line can also not only divided twice but several times. If the subdivision was very large, it would be almost again continuous surface line arise.

Diese Gestaltung der Richtwalzen hat den Vorteil, daß, insbesondere bei Richtmaschinen mit umlaufenden Rahmen, ein Weg gefunden ist, hohe Richtgeschwindigkeiten auch bei dünnen Rohren zu erreichen, ohne die Walzen ausbauen zu müssen oder mehrere Richtmaschinen vorzusehen.This design of the straightening rolls has the advantage that, especially in straightening machines with rotating Frame, a way has been found to achieve high straightening speeds even with thin tubes, without having to dismantle the rolls or provide several straightening machines.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung schematisch erläutert. Es zeigtThe invention is explained schematically with reference to the drawing. It shows

Fig. 1 einen Schnitt durch die Drehachse einer Walze, die dem Richten einer Stange mit großem Durchmesser dient, deren Durchmesser strichpunktiert angegeben ist,Fig. 1 is a section through the axis of rotation of a roller, the straightening of a rod with large Diameter is used, the diameter of which is indicated by dash-dotted lines,

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine W^Talze, die dem Richten einer Stange mit kleinem Durchmesser dient,Fig. Alze 2 a cross section through a W ^T, which serves to direct a rod of small diameter,

Fig. 3 eine Ansicht einer Walze nach der Erfindung, die dem Richten von Stangen großer und kleiner Durchmesser dient.Fig. 3 is a view of a roller according to the invention useful in straightening bars large and small Diameter is used.

Die Mantellime 1 der Walze 2 ist etwa hyperbelähnlich gestaltet. Sie kann für jeden Fall genau berechnet werden bzw. ergibt sich bei der Herstellung automatisch. Sie ähnelt etwa einem Kreisbogen. Wenn die Walze 2 und die zu richtende Stange 3 in Eingriff gebracht werden und die Walze unter einem Winkel zur Bewegungsrichtung der Stange 3 eingestellt wird, berühren sich die Teile 2 und 3 linienförmig. Das gleiche gilt für die Walze 4, wenn sieThe jacket lime 1 of the roller 2 is roughly hyperbolic designed. It can be calculated precisely for each case or is obtained during manufacture automatically. It resembles an arc of a circle. When the roller 2 and the rod 3 to be straightened are engaged are brought and the roller is set at an angle to the direction of movement of the rod 3 parts 2 and 3 touch each other linearly. The same goes for the roller 4 if they

mit der zu richtenden Stange 5 entsprechend in Eingriff gebracht wird. Auch hier berühren sich die hyperbolischen Flächen der Walze 4 mit der Oberfläche der Stange 5 annähernd linienförmig. Wird der mittlere Teil der Walze 2 durch die Walze 4 ersetzt, so ergibt sich die in Fig. 3 dargestellte Walze, bei der jede Mantellinie, in einem Schnitt senkrecht zur Drehachse der Walze gesehen, hyperbolische Gestalt hat, deren Form dem Durchmesser des zu richtenden Stangenmaterials angepaßt ist. Die äußeren Flächen 6 dieser einteiligen Walze berühren sich mit der Oberfläche der Stange 3, die innere Fläche 7 tritt in Berührung mit der Oberfläche der Stange 5.is brought into engagement with the rod 5 to be straightened accordingly. Here, too, the hyperbolic ones touch each other Surfaces of the roller 4 with the surface of the rod 5 are approximately linear. Will be the middle one Part of the roller 2 replaced by the roller 4, the result is the roller shown in Fig. 3, in which each The surface line, seen in a section perpendicular to the axis of rotation of the roller, has a hyperbolic shape whose Shape is adapted to the diameter of the bar material to be straightened. The outer surfaces 6 of this one-piece roller touch the surface of the rod 3, the inner surface 7 comes into contact with the surface of the rod 5.

Soll die Walzenform nicht auf zwei genau festgelegte Durchmesser beschränkt sein, so kann die Mantellinie der in Fig. 3 dargestellten Walze im mittleren Teil etwa so verändert werden, wie dies durch die gestrichelte Linie 8 angedeutet wird.If the roller shape is not to be limited to two precisely defined diameters, the The surface line of the roller shown in Fig. 3 in the central part can be changed approximately as this is indicated by the dashed line 8.

Claims

Claim:

Straightening machine for cylindrical workpieces, such as pipes, shafts or the like, whose at an angle The workpiece to be straightened is rotatably mounted to the longitudinal axis of the workpiece to be straightened Straightening rollers that touch as linearly as possible have the shape of a single-shell hyperboloid have, the jacket of which is recessed symmetrically to the vertex plane, characterized in that that the jacket of the recess is also covered by one or more of a single-shell hyperboloid similar surfaces of greater curvature are formed with the same vertex plane.

Considered publications:
German Patent Nos. 719 625, 503 092;
German patent application K 5852 Ib / 49h;
U.S. Patent No. 1,649,204.

1 sheet of drawings

7C9 908/250 2.5S