制造具有緊公差腔體尺寸的金屬型材的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及制造具有兩個相反的型材凸緣（21、22、23、24）的金屬型材（20）的方法和裝置（10），所述型材凸緣的凸緣內(nèi)側(cè)面以緊公差的最終腔體尺寸彼此隔開。為了將腔體尺寸從初始腔體尺寸K0調(diào)整到所需最終腔體尺寸K1，金屬型材（20）被引導(dǎo)通過裝置（10），所述裝置形成內(nèi)工作輥對（11、12、13、14）和外支撐輥（15、16）之間的工作間隙。形成內(nèi)工作輥對的工作輥相對于彼此滾動，以承擔(dān)通過凸緣內(nèi)側(cè)面施加到工作輥對上的成形力。
【專利說明】制造具有緊公差腔體尺寸的金屬型材的方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及方法和裝置，尤其是一種輥架，所述輥架用于制造或重新精整金屬型材，所述金屬型材尤其是具有緊公差腔體尺寸的、由鋼制成的軋制型材。本發(fā)明也涉及根據(jù)本發(fā)明的方法制造的軋制型材。
【背景技術(shù)】
[0002]為了這份文件的目的，術(shù)語腔體尺寸是指金屬型材中第一凸緣的內(nèi)側(cè)面和相反于第一凸緣的第二凸緣的內(nèi)側(cè)面之間的尺寸。因此，本發(fā)明尤其涉及U形型材或雙T形型材產(chǎn)品及其重新精整，但是本發(fā)明也可以適當?shù)乇挥糜谡{(diào)整其他型材幾何結(jié)構(gòu)的腔體尺寸，在所述其他型材幾何結(jié)構(gòu)中，兩個基本平行的凸緣彼此相反地定位。
[0003]通常知道這樣一種金屬型材，其具有相反定位和基本平行于彼此延伸的兩個凸緣。在某些應(yīng)用中，尤其是當凸緣的相反內(nèi)側(cè)面形成與相鄰構(gòu)件(諸如滾動元件)功能性協(xié)作配合的功能表面時，腔體公差受到更嚴格的要求。這種類型的更嚴格的要求也被應(yīng)用到懸浮鐵路上。
[0004]這種應(yīng)用的其他特定實施例是桿柱豎立件，用以在工業(yè)運輸車輛(尤其是叉車)上安裝桿柱框架。在這種應(yīng)用中，多個金屬型材被一個包含另一個地設(shè)置，并且相對于彼此沿型材長度方向可伸縮地移動，以升降堆疊物品。滾子作為滾動元件位于各個金屬型材之間。然而，金屬型材和滾子之間的任何游隙都會允許金屬型材橫向于型材的長度方向或豎直抬升方向朝向彼此傾斜。尤其是在抬升高度很大的情況下，即使?jié)L子和滾子滾動的金屬型材的表面區(qū)域之間的少量游隙也能夠產(chǎn)生顯著影響。如果一堆物品位于很高的高度處且往往這些堆疊物非常重，則當然其橫向于豎直抬升方向的搖動的自由度即便不被完全防止，也必須被盡可能地限制，否則車輛的穩(wěn)定性或整個結(jié)構(gòu)可能受到威脅，并且可能不必要地使將待移動物品準確定位到高跨度存儲區(qū)域變得更加困難。在一些情況下，要求制造者為桿柱框架單獨地測量型材，并且繼而為給定車輛組裝定制的滾子組。滾子組可以包括大量不同尺寸的滾子，每個滾子被單獨地選定用于特定的型材對。
[0005]各種制造方法現(xiàn)在被用于制造具有緊公差腔體尺寸的桿柱型材，尤其那些由鋼制成的桿柱型材。
[0006]所有這些方法的共同特征是，鋼首先被熱軋。然而，當桿柱型材被熱軋時，不可能形成平行的凸緣或?qū)崿F(xiàn)緊公差。此外，后續(xù)操作期間被暴露于大量壓力的材料區(qū)沒有被加工硬化，這樣做的一個結(jié)果是不好的運行磨合性能。所以，通常需要多個不同的滾子尺寸以從僅已熱軋型材構(gòu)建桿柱框架。已熱軋型材也磨損得相對更快，但是使它們自身適于焊接和對脆性破壞具有良好的抵抗力。不好的運行磨合性能能夠通過使用具有更高碳含量的鋼或增加合金元素而被改進，但是這反過來會關(guān)聯(lián)于惡化的焊接性和脆性破壞抵抗力。然而，這個制造過程的決定性優(yōu)勢在于低成本，并且因此使用的桿柱型材中的大多數(shù)都僅通過熱軋制造。
[0007]為了解決如前所述的僅熱軋型材的缺點，所述型材可以在之后被拉伸。拉伸的桿柱型材保證凸緣的良好的平行度、緊密尺寸公差、材料的光滑表面和有利的加工硬化。使用拉伸型材，經(jīng)?？梢酝ㄟ^僅ー個滾子尺寸實現(xiàn)所需目的。所述型材還對磨損的敏感度低，幾乎不會出現(xiàn)運行磨合效應(yīng)且使它們自身適于焊接。然而，其劣勢在于所涉及的顯著的生產(chǎn)勞カ和相關(guān)的高成產(chǎn)成本，并且處于這個原因拉伸型材并非真正具有競爭力。此外，拉伸型材的脆性破壞抵抗力顯著次于以其他方式制造的型材。拉伸也會造成型材變形増加(彎折，扭曲)，這必須以高花費在矯直機中矯正。
[0008]預(yù)先熱軋桿柱型材的功能表面的后加工在這個時候也是有利的。雖然以這種方式制造的型材使得它們自身比拉伸型材更不適于焊接，但是制造它們也更便宜。后加工也使得良好的凸緣平行度和緊密的腔體公差能夠被實現(xiàn)。對于拉伸型材，通過這個過程通常也可以使用僅ー個滾子尺寸。而且，型材由于后加工不會示出任何表面脫碳跡象，這可能出在僅已被軋制的型材上。但是，這種方法在所需后加工、相關(guān)材料和工作勞カ方面存在缺點。這個過程也比桿柱型材僅被熱軋的過程顯著更貴。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]同時，各種缺點與所有前述方法關(guān)聯(lián)。本發(fā)明的目的因此在于提供制造或重新精整金屬型材的過程、以及執(zhí)行這種方法的裝置，所述裝置盡可能地結(jié)合上述已知過程的優(yōu)勢。給出這樣ー種方法和裝置，可以通過所述方法和裝置制造尤其是桿柱豎立件，所述桿柱豎立件具有平行凸緣、緊公差和在磨損方面的高材料強度。所述目的是ー種桿柱型材，其免除當構(gòu)建桿柱框架對多個滾子尺寸的需要，對脆性破壞具有良好的磨損特性、焊接性和抵抗力，呈現(xiàn)良好的運行磨合性能，并且所述桿柱型材仍能夠以比加工桿柱型材更低的成本被制造。
[0010]這個目的根據(jù)本發(fā)明通過根據(jù)權(quán)利要求1內(nèi)容的輥架和根據(jù)權(quán)利要求10內(nèi)容的方法實現(xiàn)。
[0011]不像先前描述的通過拉伸或后加工重新精整僅被熱軋過的型材的方法，根據(jù)本發(fā)明的裝置和方法使得預(yù)先被軋制的型材坯料尤其能夠通過與冷成形關(guān)聯(lián)的溫度范圍下的軋制被重新精整。通過這個重新精整步驟，可以實現(xiàn)高等級的凸緣平行度和緊密腔體公差，以及在接近凸緣內(nèi)側(cè)面的表面的區(qū)域上以可限定參數(shù)實施材料的受控加工硬化，所述凸緣內(nèi)側(cè)面尤其在桿柱型材中受到高壓。當以這種方式制造的型材被用于構(gòu)建桿柱框架時，所需結(jié)果能夠通過單ー滾子尺寸實現(xiàn)。所述材料使其自身適于焊接，被加工硬化的凸緣內(nèi)側(cè)面展現(xiàn)良好的磨損特性和較小的運行磨合游隙。脆性破壞抵抗力是良好的。凸緣內(nèi)側(cè)面的表面質(zhì)量也是良好的，因為來自熱軋過程的任何不均勻性或條紋通過在凸緣內(nèi)側(cè)面上執(zhí)行的軋制操作被補償或弄平滑。所述制造成本顯著低于后加工型材涉及的制造成本。因此，本發(fā)明的裝置和方法能夠被用于以有利的成本形成具有尤其嚴格的腔體尺寸公差的特定型材，而不需要冷拉伸或后加工步驟。
[0012]兩個內(nèi)工作輥的構(gòu)型使得它們軋過凸緣內(nèi)側(cè)面、并且同時在兩個凸緣之間的中間部分相互接觸，這確保對冷成形必須的凸緣內(nèi)側(cè)面上的高表面壓カ被連續(xù)施加，并且兩個內(nèi)工作輥被簡單和高效地支撐。當然，內(nèi)工作輥為此目的由極高強度的材料制成，尤其是高硬化和回火鋼(例如100Cr6)、或有弾力的陶瓷材料，每個都具有非常好的表面質(zhì)量。
[0013]支撐體一般被分配給每個內(nèi)工作輥。這種支撐體使相應(yīng)的凸緣外側(cè)面承擔(dān)通過相應(yīng)的內(nèi)工作輥施加到型材凸緣的內(nèi)側(cè)面上的成形力。支撐體優(yōu)選由第一支撐輥和第二支撐輥組成，它們作為內(nèi)工作輥以相同的方式在輥架中被可旋轉(zhuǎn)地支撐。
[0014]除了使用支撐輥之外，也可以應(yīng)用其他類型的支撐體。支撐體的選擇取決于金屬型材和輥架相對于彼此移動的方式、以及其他因素。當金屬型材相對于固定輥架移動、或當內(nèi)工作輥相對于固定夾持的金屬型材與支撐輥一起移動時，所述支撐輥優(yōu)選被使用，作為這種支撐輥的替代方案，也可以使用板狀支撐體，所述板狀支撐體擱置在凸緣外側(cè)上，并且承擔(dān)通過工作輥在凸緣內(nèi)側(cè)面上施加的成形力。金屬型材繼而可以被固定地夾持和在支承在金屬型材外側(cè)上的支撐體之間保持就位。為此目的，支撐體優(yōu)選由細長的板狀體或支撐軌道形成，其抵靠凸緣外側(cè)面對齊一個平坦的支承表面，并且承擔(dān)成形力。在這種情況下，支撐體或支撐軌道可以在待加工的金屬型材的整個長度上延伸。
[0015]另一種可行替代方案可以是使用這種支撐體，所述支撐體由以類似鏈甲的鉸鏈方式彼此連接的各個板組成。這些以這種方式連接的單一板也能夠在待移動的金屬型材上施加必須的推力，以相對于固定的工作輥對使金屬型材移位，或這些板能夠與輥架一起移動且作為輥架的一部分，并且優(yōu)選被用于將所需推力傳遞到相對于固定金屬型材移動的工作輥對。
[0016]在所有情況下，考慮到相關(guān)應(yīng)用的條件，本領(lǐng)域技術(shù)人員在每種情況下決定最適合的方法，包括工作輥對的輥架和金屬型材通過所述方法相對于彼此移動，并且尤其通過所述方法解決下述問題:金屬型材是否被固定地夾持且工作輥對在凸緣之間被推拉，或金屬型材是否相對于固定工作輥對被移位。相同方法也應(yīng)用于對此必須的進給力如何傳遞至金屬型材或輥架的問題。
[0017]當金屬型材被正確地負載于輥架，并且當輥架和金屬型材相對于彼此移動時，第一凸緣位于第一內(nèi)工作輥和第一外支撐體之間、也就是說在第一工作間隙中，并且第二凸緣在第二內(nèi)工作輥和第二外支撐體之間被軋制，也就是說在第二工作間隙中。
[0018]術(shù)語“工作間隙”旨在表明成形加工主要由通過內(nèi)工作輥施加到凸緣內(nèi)側(cè)面上的力執(zhí)行，并且支撐體僅提供向外的支撐力，以抵抗通過內(nèi)工作輥在凸緣內(nèi)側(cè)面上施加的力，從而防止凸緣的側(cè)向變形或偏離、和/或防止位于凸緣之間的型材腹板的拉伸，換言之防止腹板高度改變。在上下文中，支撐體之間距離根據(jù)凸緣外側(cè)面之間的距離調(diào)整。變形和所需腔體尺寸的最終形成能夠通過這些措施實現(xiàn)，所述措施通過在凸緣內(nèi)側(cè)面上接近表面定位的凸緣材料的塑性變形使凸緣材料厚度實際上局部地減小。
[0019]因為本發(fā)明的目的不是通過冷成形以重新精整型材的腹板高度或改變凸緣外側(cè)面，而是能夠制造凸緣內(nèi)側(cè)面之間的距離和形成橫向于型材長度方向在緊公差內(nèi)的凸緣內(nèi)側(cè)面的表面輪廓，在優(yōu)選實施方式中，支撐體的尺寸被設(shè)置成當裝置以所需方式被使用時，凸緣外側(cè)面和支撐體之間的表面壓力非常低，以至于在接近凸緣外側(cè)面的表面定位的凸緣材料不會發(fā)生顯著的塑性變形。
[0020]工業(yè)運輸車輛的各個制造者一般都對他們的桿柱型材使用專有的滾動元件和滾子形狀幾何結(jié)構(gòu)。本發(fā)明使得盡管桿柱型材通過使用特定制造商的工作輥形狀而被制造，凸緣內(nèi)側(cè)面的表面也適于特定制造商的滾動元件和滾子形狀幾何結(jié)構(gòu)。為此，內(nèi)工作輥在接觸表面的區(qū)域具有非圓柱形的外輪廓，所述接觸表面在裝置根據(jù)需要被使用時形成在內(nèi)工作輥和凸緣內(nèi)側(cè)面之間。這個接觸表面的外輪廓可以在冷成形過程期間被復(fù)制在凸緣內(nèi)側(cè)面上。
[0021]金屬型材的為了獲得所需的腔體尺寸的變形可以在金屬型材被引入輥矯直裝置之前或也可以在各個輥矯直操作之間被執(zhí)行。尤其建議在穿過輥矯直機的最終道次和/或在矯直壓力機中最終后加工之前實施金屬型材的為了獲得所需腔體尺寸的變形，因為不能總是保證變形的不均勻度不會發(fā)生，并且這可能導(dǎo)致金屬型材的扭曲或彎折，例如，并且金屬型材必須再次被輥矯直機和/或矯直壓力機糾正。輥架也可以被集成在輥矯直機中。在這種情況下，輥架應(yīng)該能夠在輥矯直機內(nèi)移動，以使得金屬型材橫向于型材長度方向的任何運動可以得到補償。
[0022]在軋制過程期間，圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的內(nèi)工作輥優(yōu)選被沿旋轉(zhuǎn)軸線方向作用并且朝向型材腹板擠壓內(nèi)工作輥的接觸壓力作用，這確保內(nèi)工作輥在從金屬型材的凸緣到腹板的過渡上被始終完全平坦地放置，或至少與腹板保持限定距離。通過內(nèi)工作輥在凸緣內(nèi)側(cè)面上形成的選擇性特定制造商的變形在型材的整個長度方向保持恒定。以這種方式，工作輥能夠被有效地防止從由型材腹板表面限定的平面朝向型材外側(cè)偏移。當然，這種壓力可以被壓力輥代替或補充，所述壓力輥被設(shè)置在金屬型材的最遠離工作輥對的一側(cè)，并且使金屬型材抵靠工作棍對對齊，以防止金屬型材在從工作棍運動時關(guān)于工作棍對偏移。
[0023]為了防止內(nèi)工作輥的相反于腹板的前側(cè)面離開腹板上的軌跡，也可以提供間隔器，即使有朝向型材腹板偏置輥的壓力，也將內(nèi)工作輥維持在與腹板表面的限定距離。這種間隔器可以是間隔輥或一些其他的滾動元件，其隨著型材相對于輥架移動而滾動或在腹板表面輕輕滑動。
[0024]同樣有利地，裝置包括第一清理設(shè)備，其在金屬型材進入輥架之前從金屬型材的區(qū)域清理雜質(zhì)。這種雜質(zhì)可以由麟皮引起，所述麟皮在上游過程步驟期間從型材表面剝落。清理設(shè)備可以尤其通過壓縮空氣吹走雜質(zhì)、以水沖洗它們或通過刷子或這些過程的結(jié)合去除它們。清理過程優(yōu)選在金屬型材相對于輥架移動期間連續(xù)地發(fā)生。支撐體和/或內(nèi)工作輥也可以通過第一清理設(shè)備或也通過附加的第二清理設(shè)備以相同的方式被清理。
[0025]軋制過程可以在多個階段被執(zhí)行，尤其如果對實現(xiàn)所需腔體尺寸所需的變形程度如此之大，以至于難于在單一道次中執(zhí)行。因此，金屬型材可以多次穿過相同的輥架，或可以穿過一個接一個設(shè)置的多個輥架，其中，向金屬型材或內(nèi)工作輥和/或工作間隙的幾何結(jié)構(gòu)施加的壓力可以適于多個步驟。
[0026]為了移除可以通過軋制過程在單一步驟中形成的凸軋痕，用于移除凸軋痕的裝置、尤其是平面裝置可以被設(shè)置在輥架上或輥架被套嵌的設(shè)備上。
[0027]可以設(shè)置的是，通過電機驅(qū)動內(nèi)工作輥，以確保輥架和金屬型材相對于彼此的運動?？商鎿Q地或補充地，外支撐體由被電機驅(qū)動的支撐輥形成。先前描述的壓力輥也可以被替換地機動化，或工作輥和/或支撐輥也可以這樣。
[0028]本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點將通過所附權(quán)利要求和參考附圖的以下優(yōu)選實施方式的說明內(nèi)容而變得明顯。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]在附圖中:
[0030]圖1示出輥架的前視圖，其中，金屬型材的凸緣在內(nèi)工作輥和外支撐輥之間傳遞，并且
[0031]圖2示出圖1的構(gòu)型的平面圖，
[0032]圖3a至3c示出金屬型材按階段的改變，從被軋制的型材坯料開始(圖3a)，直到成為被重新精整的金屬型材(圖3c)，以及
[0033]圖4示出通過內(nèi)工作輥相對于行進方向V按步驟調(diào)整，金屬型材的腔體尺寸在步驟中的擴張。
【具體實施方式】
[0034]圖1示出構(gòu)成本發(fā)明裝置的輥架10的前視圖，在所述輥架中，在此為示例性目的而選定的金屬雙T形型材20的凸緣21、22、23、24在內(nèi)工作輥11、12、13、14和外支撐輥15、16之間行進。凸緣21和23均是本發(fā)明術(shù)語中的第一凸緣，并且凸緣22和24均是本發(fā)明術(shù)語中的第二凸緣。
[0035]內(nèi)工作輥11是本發(fā)明術(shù)語中的第一內(nèi)工作輥，而內(nèi)工作輥12是第二內(nèi)工作輥。它們一起形成內(nèi)工作輥對，所述內(nèi)工作輥對被設(shè)置在凸緣21和22之間。類似地，內(nèi)工作輥13是本發(fā)明術(shù)語中的第一內(nèi)工作輥，而內(nèi)工作輥14是第二內(nèi)工作輥，并且它們一起形成另外的內(nèi)工作輥對，所述內(nèi)工作輥對被設(shè)置在凸緣23和24之間。第一支撐輥15從外側(cè)作用于凸緣21和23，并且第二支撐輥16從外側(cè)作用于凸緣22和24。因此，圖1中示出的配置方式示出根據(jù)本發(fā)明限定的兩個第一內(nèi)工作輥11、13，和根據(jù)本發(fā)明限定的兩個第二內(nèi)工作輥12、14。
[0036]第一工作間隙形成在第一內(nèi)工作輥11和第一外支撐輥15之間，第二工作間隙形成在第二內(nèi)工作輥12和第二外支撐輥16之間。以相同的方式，根據(jù)本發(fā)明限定的第一工作間隙形成在第一內(nèi)工作輥13和第一外支撐輥15之間；并且根據(jù)本發(fā)明限定的第二工作間隙形成在第二內(nèi)工作輥14和第二外支撐輥16之間。因此，在圖1中示出的配置方式中示出總共四個工作間隙，也就是說，兩個根據(jù)本發(fā)明限定的第一工作間隙和兩個根據(jù)本發(fā)明限定的第二工作間隙。
[0037]如果是制造或重新精整單一腔體(例如U形型材)而非雙腔體型材(例如雙T形型材)，那么前面描述的總共兩個內(nèi)工作輥對、兩個第一凸緣、兩個第二凸緣、兩個第一工作間隙和兩個第二工作間隙的雙構(gòu)型當然可以被去除，以有利于簡單構(gòu)型。
[0038]圖2示出圖1的配置方式的平面圖。外支撐輥15和16與內(nèi)工作輥11和12沿由圖2中旋轉(zhuǎn)方向箭頭示意的方向旋轉(zhuǎn)。金屬型材相對于輥架沿供給方向V移動?？商鎿Q地，棍架也可以相對于金屬型材移動，所述金屬型材被夾持在固定位置。在凸緣21和22分別地進入第一內(nèi)工作輥11和第一外支撐輥15之間、以及第二內(nèi)工作輥12和第二外支撐輥16之間的第一和第二間隙之前，凸緣內(nèi)側(cè)面會在這樣的區(qū)域中以腔體尺寸Ktl彼此分開，所述區(qū)域?qū)⒔佑|內(nèi)工作輥且滾動元件將在后續(xù)用作桿柱型材期間在所述區(qū)域上滾動。金屬型材20也具有腹板高度S。。
[0039]隨著相應(yīng)的凸緣穿過相應(yīng)的工作間隙，內(nèi)工作輥施加變形力到凸緣內(nèi)側(cè)面上，從而導(dǎo)致凸緣內(nèi)側(cè)面的冷成形，且因此也在接近凸緣內(nèi)側(cè)面的表面處加工硬化和使表面平滑。在圖1中更詳細地展示這個過程。在圖1中，在雙T形型材20的上腔體示出力箭頭Fu,以指明橫向于型材長度方向在凸緣21和22之間作用的變形力如何相互抵消。僅作用在凸緣外側(cè)面上的來自支撐輥15和16的力必須被外支撐輥(未示出)的支承吸收。這通過內(nèi)工作輥11和12相對彼此滾動、且由此產(chǎn)生的力直接相互抵消而實現(xiàn)。這使得用于與內(nèi)工作輥的軸結(jié)合的支承構(gòu)型僅需要能夠吸收橫向于型材長度方向作用的極小的力(如果有的話)。在圖1中示出的雙T形型材20的下腔體、內(nèi)工作輥13、14僅被示意性指明，以使得工作輥實施變形和加工硬化作用的材料區(qū)域(以黑色突顯)能夠被更清楚地示出。
[0040]也在圖1中示出的力的箭頭？4指明沿旋轉(zhuǎn)軸線R的旋轉(zhuǎn)方向作用在工作輥對上的壓力，這確保工作輥對不會以遠離型材腹板25的運動向上偏移。
[0041]至于內(nèi)工作輥，為了所需的最終腔體尺寸K1，每個內(nèi)工作輥將具有IAK1的名義直徑，也就是說所需的最終腔體尺寸K1的一半。因此，為了 60_和200_之間的一般使用的腔體尺寸，將使用具有在30mm和IOOmm之間的名義直徑的內(nèi)工作輥。名義直徑可以選擇性的以附加的量被增加，以將以下事實考慮在內(nèi):凸緣材料和內(nèi)工作輥材料它們自身具有特定的材料彈性；以及當受到變形力時，它們也彈性屈服，也就是說并非持久的塑性變形，而是僅輕微地變形并且隨后彈回。實際直徑因此可以輕微地大于名義直徑K1的1/2。
[0042]方法和輥架的另一特定特征是，內(nèi)工作輥可以具有非圓柱形的外輪廓，至少在成形過程期間內(nèi)工作輥接觸凸緣內(nèi)側(cè)面的區(qū)域可以如此。在附圖中，內(nèi)工作輥被示出為向外突出以用作示意。所以，它們具有這樣的橫截面，所述橫截面類似于凸出的向外正彎曲的會聚透鏡。然而，其他橫截面形狀原則上也是可以的，尤其是這樣的橫截面，所述橫截面類似于凹進的向外負彎曲的發(fā)散透鏡，或可變的外輪廓增長。這使得限定的、可能的特定制造商的滾子形狀可以被考慮在內(nèi)，并且使得即使在制造過程中、即使復(fù)制凸緣內(nèi)側(cè)面中的外輪廓也可以實現(xiàn)。這使運行磨合游隙減小，所述游隙桿柱框架的運作壽命期間變得更大，并且由于滾子滾過從一開始就匹配其外輪廓的表面而接近極限值，由此在運作壽命期間將所述表面劃損到明顯更低的程度。理想地，這種劃損被完全防止。
[0043]也可以以所述方法通過相應(yīng)地設(shè)計內(nèi)工作輥的外輪廓而制造非平行的凸緣內(nèi)側(cè)面。在上下文中，非平行度可以是這種特性，即閉合腔體尺寸從腹板開始形成(內(nèi)工作輥的有效外直徑沿遠離腹板表面的方向變得更小)，并且也可以是這種特性，即開放腔體尺寸從腹板開始形成(內(nèi)工作輥的有效外直徑沿遠離腹板表面的方向變得更大)。此外，通過被熱軋的鋼型材，所述方法和輥架使得一般從腹板開始的且并非平行但是開口的凸緣內(nèi)側(cè)面能夠以這種方式形成，它們后續(xù)平行地延伸。
[0044]圖3a、3b和3c再次展示成形過程。圖3a示出凸緣被引入工作間隙之前金屬型材的橫截面。與凸緣內(nèi)側(cè)面上的表面接近的材料區(qū)域在處理過程期間和輥架中被加工，所述材料區(qū)域在圖3b中以黑色突顯的區(qū)域被指明。最后，圖3c示出具有如此腔體尺寸的桿柱型材的橫截面，所述腔體尺寸已從初始腔體尺寸Ktl被改變到所需的最終腔體尺寸I。
[0045]如同可以從圖1和圖2中看出的，外支撐輥直徑明顯地大于內(nèi)工作輥直徑，以使得凸緣外側(cè)面上的表面壓力保持較低。這是必要的，尤其是在對于成形過程而言不要影響腹板高度Stl或凸緣外側(cè)面具有重要性的時候。這在圖2中通過以下事實表明:穿過輥架前后腹板高度Stl是相同的，但是初始腔體尺寸Ktl已經(jīng)變成所需的初始腔體尺寸I。另一方面，腹板高度Stl和凸緣外側(cè)面之間的距離的微小改變是可接受的，然而，前提是當型材被后續(xù)時，這種改變不具有不利作用。
[0046]至于支撐體，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，如果支撐體的有效直徑在這點上是約700mm至750mm或更多，則與型材凸緣的外表面的接觸區(qū)確保表面壓力低到足夠避免凸緣外側(cè)面上的塑性變形。然而，這并不被理解為固定值。實際結(jié)果也能夠通過除這些根據(jù)金屬型材的材料之外的值獲得。
[0047]然而，應(yīng)該注意到，支撐體并非必然由支撐輥形成。例如，它們也可以由具有側(cè)止擋的板或軌道形成，或由以類似鏈甲的鉸鏈方式彼此連接的多個單獨的板形成，所述板通常形成平坦的、均勻的支撐表面。支撐體形狀的選擇將取決于輥架是否相對于固定夾持的金屬型材移位、或輥架是否固定地安裝而金屬型材相對于輥架移動、以及其他因素。尤其在后種情況下，有理由使用電機驅(qū)動內(nèi)工作輥和/或支撐體(如果它們是支撐輥的形式)。如果支撐輥和內(nèi)工作輥都被機動化，當然應(yīng)該采取措施確保電機的表面速度同步。
[0048]因為支撐輥不需要執(zhí)行任何成形任務(wù)，其可以被輕微屈服和/或高摩擦驅(qū)動涂層包封或涂覆(例如硬橡膠)，并且支撐輥的尺寸被適當?shù)卦O(shè)置成過渡凸緣外側(cè)面上的不均勻性或為其留余地，和/或確保對于軋制而言材料的防滑運輸。這種涂層也有助于所需的在凸緣外側(cè)面上的低表面壓力的特定應(yīng)用。
[0049]當然，第一和第二支撐體可以也由單一構(gòu)件形成，其在兩側(cè)上、也就是說在第一和第二凸緣上承擔(dān)成形力。
[0050]圖4示出輥架的特定變型和根據(jù)本發(fā)明的方法，其中，角度α增加，所述角度被描述成由假想地將兩個內(nèi)工作輥的中點連接的假想連接軸線A描到型材的縱向側(cè)或供給方向V。特別地，角度從小于90°的角度變到基本90°的角度。這增加在凸緣內(nèi)側(cè)上作用的內(nèi)工作輥的有效的外工作尺寸，并且工作間隙被逐漸地縮窄，同時外支撐輥彼此保持恒定距離。當然必須設(shè)置外支撐輥以與內(nèi)工作輥11、12—起形成工作間隙，所述外支撐輥純?yōu)榱撕喢髌鹨娢丛趫D4中示出。
[0051]特別地，這種 配置方式提供按步驟改變腔體尺寸的能力:從初始腔體尺寸Ktl (金屬型材還沒有經(jīng)歷任何處理過程)開始到最終腔體尺寸κ3。在第一道次中，軸線A1與型材的縱向側(cè)或供給方向V之間包含角度Ci1，以將腔體尺寸從Ktl擴大到I。在第二道次中，角度α !被增加到α 2，以輕微地縮窄工作間隙，并且由此將腔體尺寸從K1擴大到Κ2。在第三道次中，角度α 2被增加到角度α 3，以再次縮窄工作間隙，并且因此也將腔體尺寸K2擴大到腔體尺寸K3，這代表如圖4所示的最終腔體尺寸。當然，可以為相應(yīng)的應(yīng)用情況決定必須或合理的道次次數(shù)、以及與之一起的內(nèi)工作輥對的改變對齊的次數(shù)、以及工作間隙被縮窄的次數(shù)。
[0052]在上述多步驟方法中，角度α被遞增地增加，以遞增地縮窄工作間隙，所述工作間隙否則也可以為每次通過保持恒定。然而，圖4中示出的輥相對于供給方向的位置傾斜，也就是說，假想連接軸線A與工作間隙的關(guān)聯(lián)縮窄情況之間的偏移也可以被用于補償任何腔體尺寸變化，所述腔體尺寸變化可以存在于金屬型材的整個長度上。關(guān)于腔體尺寸的輕微偏差可以在有限范圍內(nèi)調(diào)整，所述偏差能夠在金屬型材的中間部分中探測，并且由金屬型材(尤其是金屬型材的開始和末端)從工作間隙走進和走出引起。因此，圖4中示出的內(nèi)工作輥相對于供給方向的傾斜位置不僅可以在一系列道次中遞增地執(zhí)行，其中傾斜方位為每個道次保持恒定；傾斜位置在各道次期間也可以以受控方式改變，以選擇性地均衡在沿金屬型材長度的受測的實際腔體尺寸上的任何偏差。
[0053]為此目的，推薦的是，將測量裝置配置于內(nèi)工作輥對和角度α被設(shè)定的移位和控制裝置，所述測量裝置在各道次期間探測實際腔體尺寸。測量點或受測值優(yōu)選在工作間隙之前，以使得當檢測偏差時，角度α可以相應(yīng)地立即被調(diào)整。然而，也可以想到的是，測量點或受測值在工作間隙之后，或前置測量值和后置測量值都被測出。最后一種選擇尤其提供這些優(yōu)點，即系統(tǒng)能夠立即檢測通過這種調(diào)整影響的腔體尺寸中的改變，并且能夠通過改變角度α執(zhí)行計算機協(xié)助的調(diào)整或糾正。此外，能夠以這種方式開發(fā)一種類型的自示教系統(tǒng)，所述系統(tǒng)精整自身，且能夠自動確定加工硬化程度對角度設(shè)定或與之相附的變量的相關(guān)程度。
[0054]角度α的最大值可以不同于90°，也就是說，軸線A與供給方向V偏移的程度將根據(jù)金屬型材的材料和根據(jù)道次減小的設(shè)定變化，并且必須被選定成保證內(nèi)工作輥抵抗彼此的支撐力足夠且合成轉(zhuǎn)矩仍然可控制的，作用在內(nèi)工作輥上的力通過所述合成轉(zhuǎn)矩強迫它們進入更加傾斜的位置。
[0055]雖然說明內(nèi)容和代表方案僅明確提及附圖中的雙T形型材，但應(yīng)該注意到，本發(fā)明并非限于制造或重新精整僅這種金屬型材類型，而是也可以應(yīng)用到所有其他型材形狀，所述型材形狀包括兩個相反的凸緣，在所述凸緣之間可以實際用到至少一對內(nèi)工作輥。
[0056]附圖標記列表
[0057]10裝置/輥架
[0058]11、13第一內(nèi)工作輥
[0059]12、14第二內(nèi)工作輥
[0060]15第一支撐體
[0061]16第二支撐體
[0062]20金屬型材
[0063]21，23 第一凸緣
[0064]22，24 第二凸緣
[0065]25型材腹板
【權(quán)利要求】
1.一種制造和/或重新精整金屬型材(20)的裝置(10)，所述金屬型材具有第一凸緣(21，23)和相反于第一凸緣(21，23)的第二凸緣(22，24)，第一凸緣和第二凸緣以緊公差的最終腔體尺寸K1保持相互隔開，所述裝置包括至少ー個工作輥對，所述工作輥對具有第一內(nèi)工作輥(11、13)和第二內(nèi)工作輥(12、14)，當裝置(10)被常規(guī)加載時，所述工作輥對被設(shè)置在第一凸緣(21，23)和第二凸緣(22，24)之間，并且當裝置(10)和金屬型材(20)相對于彼此移動時，在型材長度方向上被承載的工作輥對施加成形力到相反的凸緣內(nèi)側(cè)面上，其中，第一內(nèi)工作輥(11、13)在第二內(nèi)工作輥(12、14)上滾動，以使得在相反的凸緣內(nèi)側(cè)面處作用在工作輥對上的成形力彼此承擔(dān)對方，并且第一外支撐體(15)被配置給第一內(nèi)工作輥(11、13)，以形成第一工作間隙，并且第二外支撐體(16)被配置給第二內(nèi)工作輥(12、14)，以形成第二工作間隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，支撐體(15、16)的尺寸被設(shè)置成當裝置被按需使用時，凸緣外側(cè)面和支撐體(15、16)之間的接觸壓カ低至使得位于凸緣外側(cè)上的表面附近的凸緣材料不會發(fā)生塑性變形。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的裝置，其特征在于，內(nèi)工作輥(11、12、13、14)在接觸表面的區(qū)域具有非圓柱形的外輪廓，所述接觸表面在裝置(10)被按需使用時形成在內(nèi)エ作輥(11、12、13、14)和凸緣內(nèi)側(cè)之間。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的裝置，其特征在于，裝置(10)被集成在輥矯直機中。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，裝置(10)能夠相對于輥矯直機且橫向于型材的長度方向移動。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的裝置，其特征在干，內(nèi)工作輥(11、12、13、14)受到壓力，所述壓カ沿旋轉(zhuǎn)軸線R的方向作用且朝向型材腹板(25)擠壓內(nèi)工作輥(11、12、13、14)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的裝置，其特征在于，設(shè)置有清理裝置，所述清理裝置能夠使金屬型材(20)在進入裝置(10)之前免除污染。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的裝置，其特征在干，在裝置(10)設(shè)置有移除設(shè)備，成形過程期間形成的凸軋痕能夠通過所述移除設(shè)備移除。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的裝置，其特征在于，內(nèi)工作輥(11、12、13、14)被電機驅(qū)動，和/或外支撐體(15、16)由被電機驅(qū)動的支撐輥形成。
10.一種制造金屬型材(20)的方法,所述金屬型材具有第一凸緣(21,23)和相反于第ー凸緣(21，23)的第二凸緣(22，24)，第一凸緣和第二凸緣以緊公差的最終腔體尺寸K1彼此隔開，包括以下方法步驟: 將第一凸緣(21，23)定位在第一工作間隙中，所述第一工作間隙形成在裝置(10)的エ作輥對的第一外支撐體(15)和第一內(nèi)工作輥(11、13)之間，以及將第二凸緣(2224)定位在第二工作間隙中，所述第二工作間隙形成在工作輥對的第二外支撐體(16)和第二內(nèi)工作輥(12、14)之間， 沿型材的長度方向使金屬型材(20)和裝置(10)相對于彼此移位，其中，內(nèi)工作輥(11、.12、13、14)在凸緣內(nèi)側(cè)面上滾動和重塑凸緣材料的形狀，并且第一內(nèi)工作輥和第二內(nèi)工作輥滾過彼此，而且橫向于型材長度方向從凸緣內(nèi)側(cè)面作用于工作輥對的成形力被彼此承擔(dān)。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，金屬型材(20)在輥矯直機和/或矯直壓力機中被重新調(diào)整。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的方法，其特征在于，內(nèi)工作輥(11、12、13、14)圍繞旋轉(zhuǎn)軸線R旋轉(zhuǎn)，并且沿旋轉(zhuǎn)軸線R方向作用和朝向型材腹板(25 )擠壓內(nèi)工作輥(11、12、13、14)的壓力負載。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項所述的方法，其特征在于，內(nèi)工作輥(11、12、13、14)在接觸區(qū)的區(qū)域中具有非圓柱形的外輪廓，當裝置被按需使用時，所述接觸區(qū)形成在內(nèi)工作輥(11、12、13、14)和凸緣內(nèi)側(cè)面之間，并且在發(fā)生凸緣內(nèi)側(cè)面上的成形操作期間，所述外輪廓被轉(zhuǎn)移至凸緣內(nèi)側(cè)面。
14.根據(jù)權(quán)利要求10至13中任一項所述的方法，其特征在于，在重塑形狀操作期間形成的凸軋痕在重塑形狀操作之后通過集成在裝置(10)中的設(shè)備被即刻移除。
15.根據(jù)權(quán)利要求10至14中任一項所述的方法，其特征在于，方法通過多個階段執(zhí)行:使待成形材料多次穿過同一裝置(10)，并且調(diào)整工作間隙的幾何結(jié)構(gòu)和/或在工作間隙中作用在凸緣內(nèi)側(cè)面上的力；或使待成形材連續(xù)通過多個裝置(10)，每個裝置具有不同的工作間隙尺寸。
16.根據(jù)權(quán)利要求10至15中任一項所述的方法，其特征在于，金屬型材(20)相對于固定裝置(10 )沿型材長度方向移動。
17.根據(jù)權(quán)利要求10至16中任一項所述的方法，其特征在于，所述裝置(10)相對于通過夾持固定的金屬型材(20)移動。
18.根據(jù)權(quán)利要求10至17 中任一項所述的方法，其特征在于，金屬型材(20)通過第一支撐體(15)和第二支撐體(16)之間的夾持被固定，并且工作輥對沿金屬型材(20)和支撐體(15、16)的長度方向在第一凸緣(21，23)和第二凸緣(22，24)之間移動，從而重塑凸緣內(nèi)側(cè)面的形狀。
19.一種軋制型材，通過根據(jù)前述權(quán)利要求10至18任一項所述的方法制造。
【文檔編號】B21B1/088GK103534041SQ201180070909
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2011年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月13日
【發(fā)明者】P·恩格爾, A·貝克爾, T·福斯 申請人:曼斯塔埃德特有限公司