制造具有紧公差腔体尺寸的金属型材的方法和装置制造方法

制造具有紧公差腔体尺寸的金属型材的方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及制造具有两个相反的型材凸缘（21、22、23、24）的金属型材（20）的方法和装置（10），所述型材凸缘的凸缘内侧面以紧公差的最终腔体尺寸彼此隔开。为了将腔体尺寸从初始腔体尺寸K0调整到所需最终腔体尺寸K1，金属型材（20）被引导通过装置（10），所述装置形成内工作辊对（11、12、13、14）和外支撑辊（15、16）之间的工作间隙。形成内工作辊对的工作辊相对于彼此滚动，以承担通过凸缘内侧面施加到工作辊对上的成形力。
【专利说明】制造具有紧公差腔体尺寸的金属型材的方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及方法和装置，尤其是一种辊架，所述辊架用于制造或重新精整金属型材，所述金属型材尤其是具有紧公差腔体尺寸的、由钢制成的轧制型材。本发明也涉及根据本发明的方法制造的轧制型材。
【背景技术】
[0002]为了这份文件的目的，术语腔体尺寸是指金属型材中第一凸缘的内侧面和相反于第一凸缘的第二凸缘的内侧面之间的尺寸。因此，本发明尤其涉及U形型材或双T形型材产品及其重新精整，但是本发明也可以适当地被用于调整其他型材几何结构的腔体尺寸，在所述其他型材几何结构中，两个基本平行的凸缘彼此相反地定位。
[0003]通常知道这样一种金属型材，其具有相反定位和基本平行于彼此延伸的两个凸缘。在某些应用中，尤其是当凸缘的相反内侧面形成与相邻构件(诸如滚动元件)功能性协作配合的功能表面时，腔体公差受到更严格的要求。这种类型的更严格的要求也被应用到悬浮铁路上。
[0004]这种应用的其他特定实施例是杆柱竖立件，用以在工业运输车辆(尤其是叉车)上安装杆柱框架。在这种应用中，多个金属型材被一个包含另一个地设置，并且相对于彼此沿型材长度方向可伸缩地移动，以升降堆叠物品。滚子作为滚动元件位于各个金属型材之间。然而，金属型材和滚子之间的任何游隙都会允许金属型材横向于型材的长度方向或竖直抬升方向朝向彼此倾斜。尤其是在抬升高度很大的情况下，即使滚子和滚子滚动的金属型材的表面区域之间的少量游隙也能够产生显著影响。如果一堆物品位于很高的高度处且往往这些堆叠物非常重，则当然其横向于竖直抬升方向的摇动的自由度即便不被完全防止，也必须被尽可能地限制，否则车辆的稳定性或整个结构可能受到威胁，并且可能不必要地使将待移动物品准确定位到高跨度存储区域变得更加困难。在一些情况下，要求制造者为杆柱框架单独地测量型材，并且继而为给定车辆组装定制的滚子组。滚子组可以包括大量不同尺寸的滚子，每个滚子被单独地选定用于特定的型材对。
[0005]各种制造方法现在被用于制造具有紧公差腔体尺寸的杆柱型材，尤其那些由钢制成的杆柱型材。
[0006]所有这些方法的共同特征是，钢首先被热轧。然而，当杆柱型材被热轧时，不可能形成平行的凸缘或实现紧公差。此外，后续操作期间被暴露于大量压力的材料区没有被加工硬化，这样做的一个结果是不好的运行磨合性能。所以，通常需要多个不同的滚子尺寸以从仅已热轧型材构建杆柱框架。已热轧型材也磨损得相对更快，但是使它们自身适于焊接和对脆性破坏具有良好的抵抗力。不好的运行磨合性能能够通过使用具有更高碳含量的钢或增加合金元素而被改进，但是这反过来会关联于恶化的焊接性和脆性破坏抵抗力。然而，这个制造过程的决定性优势在于低成本，并且因此使用的杆柱型材中的大多数都仅通过热轧制造。
[0007]为了解决如前所述的仅热轧型材的缺点，所述型材可以在之后被拉伸。拉伸的杆柱型材保证凸缘的良好的平行度、紧密尺寸公差、材料的光滑表面和有利的加工硬化。使用拉伸型材，经常可以通过仅ー个滚子尺寸实现所需目的。所述型材还对磨损的敏感度低，几乎不会出现运行磨合效应且使它们自身适于焊接。然而，其劣势在于所涉及的显著的生产劳カ和相关的高成产成本，并且处于这个原因拉伸型材并非真正具有竞争力。此外，拉伸型材的脆性破坏抵抗力显著次于以其他方式制造的型材。拉伸也会造成型材变形増加(弯折，扭曲)，这必须以高花费在矫直机中矫正。
[0008]预先热轧杆柱型材的功能表面的后加工在这个时候也是有利的。虽然以这种方式制造的型材使得它们自身比拉伸型材更不适于焊接，但是制造它们也更便宜。后加工也使得良好的凸缘平行度和紧密的腔体公差能够被实现。对于拉伸型材，通过这个过程通常也可以使用仅ー个滚子尺寸。而且，型材由于后加工不会示出任何表面脱碳迹象，这可能出在仅已被轧制的型材上。但是，这种方法在所需后加工、相关材料和工作劳カ方面存在缺点。这个过程也比杆柱型材仅被热轧的过程显著更贵。

【发明内容】

[0009]同时，各种缺点与所有前述方法关联。本发明的目的因此在于提供制造或重新精整金属型材的过程、以及执行这种方法的装置，所述装置尽可能地结合上述已知过程的优势。给出这样ー种方法和装置，可以通过所述方法和装置制造尤其是杆柱竖立件，所述杆柱竖立件具有平行凸缘、紧公差和在磨损方面的高材料強度。所述目的是ー种杆柱型材，其免除当构建杆柱框架对多个滚子尺寸的需要，对脆性破坏具有良好的磨损特性、焊接性和抵抗力，呈现良好的运行磨合性能，并且所述杆柱型材仍能够以比加工杆柱型材更低的成本被制造。
[0010]这个目的根据本发明通过根据权利要求1内容的辊架和根据权利要求10内容的方法实现。
[0011]不像先前描述的通过拉伸或后加工重新精整仅被热轧过的型材的方法，根据本发明的装置和方法使得预先被轧制的型材坯料尤其能够通过与冷成形关联的温度范围下的轧制被重新精整。通过这个重新精整步骤，可以实现高等级的凸缘平行度和紧密腔体公差，以及在接近凸缘内侧面的表面的区域上以可限定參数实施材料的受控加工硬化，所述凸缘内侧面尤其在杆柱型材中受到高压。当以这种方式制造的型材被用于构建杆柱框架时，所需结果能够通过单ー滚子尺寸实现。所述材料使其自身适于焊接，被加工硬化的凸缘内侧面展现良好的磨损特性和较小的运行磨合游隙。脆性破坏抵抗力是良好的。凸缘内侧面的表面质量也是良好的，因为来自热轧过程的任何不均匀性或条纹通过在凸缘内侧面上执行的轧制操作被补偿或弄平滑。所述制造成本显著低于后加工型材涉及的制造成本。因此，本发明的装置和方法能够被用于以有利的成本形成具有尤其严格的腔体尺寸公差的特定型材，而不需要冷拉伸或后加工步骤。
[0012]两个内工作辊的构型使得它们轧过凸缘内侧面、并且同时在两个凸缘之间的中间部分相互接触，这确保对冷成形必须的凸缘内侧面上的高表面压カ被连续施加，并且两个内工作辊被简单和高效地支撑。当然，内工作辊为此目的由极高强度的材料制成，尤其是高硬化和回火钢(例如100Cr6)、或有弾力的陶瓷材料，每个都具有非常好的表面质量。
[0013]支撑体一般被分配给每个内工作辊。这种支撑体使相应的凸缘外侧面承担通过相应的内工作辊施加到型材凸缘的内侧面上的成形力。支撑体优选由第一支撑辊和第二支撑辊组成，它们作为内工作辊以相同的方式在辊架中被可旋转地支撑。
[0014]除了使用支撑辊之外，也可以应用其他类型的支撑体。支撑体的选择取决于金属型材和辊架相对于彼此移动的方式、以及其他因素。当金属型材相对于固定辊架移动、或当内工作辊相对于固定夹持的金属型材与支撑辊一起移动时，所述支撑辊优选被使用，作为这种支撑辊的替代方案，也可以使用板状支撑体，所述板状支撑体搁置在凸缘外侧上，并且承担通过工作辊在凸缘内侧面上施加的成形力。金属型材继而可以被固定地夹持和在支承在金属型材外侧上的支撑体之间保持就位。为此目的，支撑体优选由细长的板状体或支撑轨道形成，其抵靠凸缘外侧面对齐一个平坦的支承表面，并且承担成形力。在这种情况下，支撑体或支撑轨道可以在待加工的金属型材的整个长度上延伸。
[0015]另一种可行替代方案可以是使用这种支撑体，所述支撑体由以类似链甲的铰链方式彼此连接的各个板组成。这些以这种方式连接的单一板也能够在待移动的金属型材上施加必须的推力，以相对于固定的工作辊对使金属型材移位，或这些板能够与辊架一起移动且作为辊架的一部分，并且优选被用于将所需推力传递到相对于固定金属型材移动的工作辊对。
[0016]在所有情况下，考虑到相关应用的条件，本领域技术人员在每种情况下决定最适合的方法，包括工作辊对的辊架和金属型材通过所述方法相对于彼此移动，并且尤其通过所述方法解决下述问题:金属型材是否被固定地夹持且工作辊对在凸缘之间被推拉，或金属型材是否相对于固定工作辊对被移位。相同方法也应用于对此必须的进给力如何传递至金属型材或辊架的问题。
[0017]当金属型材被正确地负载于辊架，并且当辊架和金属型材相对于彼此移动时，第一凸缘位于第一内工作辊和第一外支撑体之间、也就是说在第一工作间隙中，并且第二凸缘在第二内工作辊和第二外支撑体之间被轧制，也就是说在第二工作间隙中。
[0018]术语“工作间隙”旨在表明成形加工主要由通过内工作辊施加到凸缘内侧面上的力执行，并且支撑体仅提供向外的支撑力，以抵抗通过内工作辊在凸缘内侧面上施加的力，从而防止凸缘的侧向变形或偏离、和/或防止位于凸缘之间的型材腹板的拉伸，换言之防止腹板高度改变。在上下文中，支撑体之间距离根据凸缘外侧面之间的距离调整。变形和所需腔体尺寸的最终形成能够通过这些措施实现，所述措施通过在凸缘内侧面上接近表面定位的凸缘材料的塑性变形使凸缘材料厚度实际上局部地减小。
[0019]因为本发明的目的不是通过冷成形以重新精整型材的腹板高度或改变凸缘外侧面，而是能够制造凸缘内侧面之间的距离和形成横向于型材长度方向在紧公差内的凸缘内侧面的表面轮廓，在优选实施方式中，支撑体的尺寸被设置成当装置以所需方式被使用时，凸缘外侧面和支撑体之间的表面压力非常低，以至于在接近凸缘外侧面的表面定位的凸缘材料不会发生显著的塑性变形。
[0020]工业运输车辆的各个制造者一般都对他们的杆柱型材使用专有的滚动元件和滚子形状几何结构。本发明使得尽管杆柱型材通过使用特定制造商的工作辊形状而被制造，凸缘内侧面的表面也适于特定制造商的滚动元件和滚子形状几何结构。为此，内工作辊在接触表面的区域具有非圆柱形的外轮廓，所述接触表面在装置根据需要被使用时形成在内工作辊和凸缘内侧面之间。这个接触表面的外轮廓可以在冷成形过程期间被复制在凸缘内侧面上。
[0021]金属型材的为了获得所需的腔体尺寸的变形可以在金属型材被引入辊矫直装置之前或也可以在各个辊矫直操作之间被执行。尤其建议在穿过辊矫直机的最终道次和/或在矫直压力机中最终后加工之前实施金属型材的为了获得所需腔体尺寸的变形，因为不能总是保证变形的不均匀度不会发生，并且这可能导致金属型材的扭曲或弯折，例如，并且金属型材必须再次被辊矫直机和/或矫直压力机纠正。辊架也可以被集成在辊矫直机中。在这种情况下，辊架应该能够在辊矫直机内移动，以使得金属型材横向于型材长度方向的任何运动可以得到补偿。
[0022]在轧制过程期间，围绕旋转轴线旋转的内工作辊优选被沿旋转轴线方向作用并且朝向型材腹板挤压内工作辊的接触压力作用，这确保内工作辊在从金属型材的凸缘到腹板的过渡上被始终完全平坦地放置，或至少与腹板保持限定距离。通过内工作辊在凸缘内侧面上形成的选择性特定制造商的变形在型材的整个长度方向保持恒定。以这种方式，工作辊能够被有效地防止从由型材腹板表面限定的平面朝向型材外侧偏移。当然，这种压力可以被压力辊代替或补充，所述压力辊被设置在金属型材的最远离工作辊对的一侧，并且使金属型材抵靠工作棍对对齐，以防止金属型材在从工作棍运动时关于工作棍对偏移。
[0023]为了防止内工作辊的相反于腹板的前侧面离开腹板上的轨迹，也可以提供间隔器，即使有朝向型材腹板偏置辊的压力，也将内工作辊维持在与腹板表面的限定距离。这种间隔器可以是间隔辊或一些其他的滚动元件，其随着型材相对于辊架移动而滚动或在腹板表面轻轻滑动。
[0024]同样有利地，装置包括第一清理设备，其在金属型材进入辊架之前从金属型材的区域清理杂质。这种杂质可以由麟皮引起，所述麟皮在上游过程步骤期间从型材表面剥落。清理设备可以尤其通过压缩空气吹走杂质、以水冲洗它们或通过刷子或这些过程的结合去除它们。清理过程优选在金属型材相对于辊架移动期间连续地发生。支撑体和/或内工作辊也可以通过第一清理设备或也通过附加的第二清理设备以相同的方式被清理。
[0025]轧制过程可以在多个阶段被执行，尤其如果对实现所需腔体尺寸所需的变形程度如此之大，以至于难于在单一道次中执行。因此，金属型材可以多次穿过相同的辊架，或可以穿过一个接一个设置的多个辊架，其中，向金属型材或内工作辊和/或工作间隙的几何结构施加的压力可以适于多个步骤。
[0026]为了移除可以通过轧制过程在单一步骤中形成的凸轧痕，用于移除凸轧痕的装置、尤其是平面装置可以被设置在辊架上或辊架被套嵌的设备上。
[0027]可以设置的是，通过电机驱动内工作辊，以确保辊架和金属型材相对于彼此的运动。可替换地或补充地，外支撑体由被电机驱动的支撑辊形成。先前描述的压力辊也可以被替换地机动化，或工作辊和/或支撑辊也可以这样。
[0028]本发明的附加特征和优点将通过所附权利要求和参考附图的以下优选实施方式的说明内容而变得明显。
【专利附图】

【附图说明】
[0029]在附图中:
[0030]图1示出辊架的前视图，其中，金属型材的凸缘在内工作辊和外支撑辊之间传递，并且
[0031]图2示出图1的构型的平面图，
[0032]图3a至3c示出金属型材按阶段的改变，从被轧制的型材坯料开始(图3a)，直到成为被重新精整的金属型材(图3c)，以及
[0033]图4示出通过内工作辊相对于行进方向V按步骤调整，金属型材的腔体尺寸在步骤中的扩张。
【具体实施方式】
[0034]图1示出构成本发明装置的辊架10的前视图，在所述辊架中，在此为示例性目的而选定的金属双T形型材20的凸缘21、22、23、24在内工作辊11、12、13、14和外支撑辊15、16之间行进。凸缘21和23均是本发明术语中的第一凸缘，并且凸缘22和24均是本发明术语中的第二凸缘。
[0035]内工作辊11是本发明术语中的第一内工作辊，而内工作辊12是第二内工作辊。它们一起形成内工作辊对，所述内工作辊对被设置在凸缘21和22之间。类似地，内工作辊13是本发明术语中的第一内工作辊，而内工作辊14是第二内工作辊，并且它们一起形成另外的内工作辊对，所述内工作辊对被设置在凸缘23和24之间。第一支撑辊15从外侧作用于凸缘21和23，并且第二支撑辊16从外侧作用于凸缘22和24。因此，图1中示出的配置方式示出根据本发明限定的两个第一内工作辊11、13，和根据本发明限定的两个第二内工作辊12、14。
[0036]第一工作间隙形成在第一内工作辊11和第一外支撑辊15之间，第二工作间隙形成在第二内工作辊12和第二外支撑辊16之间。以相同的方式，根据本发明限定的第一工作间隙形成在第一内工作辊13和第一外支撑辊15之间；并且根据本发明限定的第二工作间隙形成在第二内工作辊14和第二外支撑辊16之间。因此，在图1中示出的配置方式中示出总共四个工作间隙，也就是说，两个根据本发明限定的第一工作间隙和两个根据本发明限定的第二工作间隙。
[0037]如果是制造或重新精整单一腔体(例如U形型材)而非双腔体型材(例如双T形型材)，那么前面描述的总共两个内工作辊对、两个第一凸缘、两个第二凸缘、两个第一工作间隙和两个第二工作间隙的双构型当然可以被去除，以有利于简单构型。
[0038]图2示出图1的配置方式的平面图。外支撑辊15和16与内工作辊11和12沿由图2中旋转方向箭头示意的方向旋转。金属型材相对于辊架沿供给方向V移动。可替换地，棍架也可以相对于金属型材移动，所述金属型材被夹持在固定位置。在凸缘21和22分别地进入第一内工作辊11和第一外支撑辊15之间、以及第二内工作辊12和第二外支撑辊16之间的第一和第二间隙之前，凸缘内侧面会在这样的区域中以腔体尺寸Ktl彼此分开，所述区域将接触内工作辊且滚动元件将在后续用作杆柱型材期间在所述区域上滚动。金属型材20也具有腹板高度S。。
[0039]随着相应的凸缘穿过相应的工作间隙，内工作辊施加变形力到凸缘内侧面上，从而导致凸缘内侧面的冷成形，且因此也在接近凸缘内侧面的表面处加工硬化和使表面平滑。在图1中更详细地展示这个过程。在图1中，在双T形型材20的上腔体示出力箭头Fu,以指明横向于型材长度方向在凸缘21和22之间作用的变形力如何相互抵消。仅作用在凸缘外侧面上的来自支撑辊15和16的力必须被外支撑辊(未示出)的支承吸收。这通过内工作辊11和12相对彼此滚动、且由此产生的力直接相互抵消而实现。这使得用于与内工作辊的轴结合的支承构型仅需要能够吸收横向于型材长度方向作用的极小的力(如果有的话)。在图1中示出的双T形型材20的下腔体、内工作辊13、14仅被示意性指明，以使得工作辊实施变形和加工硬化作用的材料区域(以黑色突显)能够被更清楚地示出。
[0040]也在图1中示出的力的箭头？4指明沿旋转轴线R的旋转方向作用在工作辊对上的压力，这确保工作辊对不会以远离型材腹板25的运动向上偏移。
[0041]至于内工作辊，为了所需的最终腔体尺寸K1，每个内工作辊将具有IAK1的名义直径，也就是说所需的最终腔体尺寸K1的一半。因此，为了 60_和200_之间的一般使用的腔体尺寸，将使用具有在30mm和IOOmm之间的名义直径的内工作辊。名义直径可以选择性的以附加的量被增加，以将以下事实考虑在内:凸缘材料和内工作辊材料它们自身具有特定的材料弹性；以及当受到变形力时，它们也弹性屈服，也就是说并非持久的塑性变形，而是仅轻微地变形并且随后弹回。实际直径因此可以轻微地大于名义直径K1的1/2。
[0042]方法和辊架的另一特定特征是，内工作辊可以具有非圆柱形的外轮廓，至少在成形过程期间内工作辊接触凸缘内侧面的区域可以如此。在附图中，内工作辊被示出为向外突出以用作示意。所以，它们具有这样的横截面，所述横截面类似于凸出的向外正弯曲的会聚透镜。然而，其他横截面形状原则上也是可以的，尤其是这样的横截面，所述横截面类似于凹进的向外负弯曲的发散透镜，或可变的外轮廓增长。这使得限定的、可能的特定制造商的滚子形状可以被考虑在内，并且使得即使在制造过程中、即使复制凸缘内侧面中的外轮廓也可以实现。这使运行磨合游隙减小，所述游隙杆柱框架的运作寿命期间变得更大，并且由于滚子滚过从一开始就匹配其外轮廓的表面而接近极限值，由此在运作寿命期间将所述表面划损到明显更低的程度。理想地，这种划损被完全防止。
[0043]也可以以所述方法通过相应地设计内工作辊的外轮廓而制造非平行的凸缘内侧面。在上下文中，非平行度可以是这种特性，即闭合腔体尺寸从腹板开始形成(内工作辊的有效外直径沿远离腹板表面的方向变得更小)，并且也可以是这种特性，即开放腔体尺寸从腹板开始形成(内工作辊的有效外直径沿远离腹板表面的方向变得更大)。此外，通过被热轧的钢型材，所述方法和辊架使得一般从腹板开始的且并非平行但是开口的凸缘内侧面能够以这种方式形成，它们后续平行地延伸。
[0044]图3a、3b和3c再次展示成形过程。图3a示出凸缘被引入工作间隙之前金属型材的横截面。与凸缘内侧面上的表面接近的材料区域在处理过程期间和辊架中被加工，所述材料区域在图3b中以黑色突显的区域被指明。最后，图3c示出具有如此腔体尺寸的杆柱型材的横截面，所述腔体尺寸已从初始腔体尺寸Ktl被改变到所需的最终腔体尺寸I。
[0045]如同可以从图1和图2中看出的，外支撑辊直径明显地大于内工作辊直径，以使得凸缘外侧面上的表面压力保持较低。这是必要的，尤其是在对于成形过程而言不要影响腹板高度Stl或凸缘外侧面具有重要性的时候。这在图2中通过以下事实表明:穿过辊架前后腹板高度Stl是相同的，但是初始腔体尺寸Ktl已经变成所需的初始腔体尺寸I。另一方面，腹板高度Stl和凸缘外侧面之间的距离的微小改变是可接受的，然而，前提是当型材被后续时，这种改变不具有不利作用。
[0046]至于支撑体，已经发现的是，如果支撑体的有效直径在这点上是约700mm至750mm或更多，则与型材凸缘的外表面的接触区确保表面压力低到足够避免凸缘外侧面上的塑性变形。然而，这并不被理解为固定值。实际结果也能够通过除这些根据金属型材的材料之外的值获得。
[0047]然而，应该注意到，支撑体并非必然由支撑辊形成。例如，它们也可以由具有侧止挡的板或轨道形成，或由以类似链甲的铰链方式彼此连接的多个单独的板形成，所述板通常形成平坦的、均匀的支撑表面。支撑体形状的选择将取决于辊架是否相对于固定夹持的金属型材移位、或辊架是否固定地安装而金属型材相对于辊架移动、以及其他因素。尤其在后种情况下，有理由使用电机驱动内工作辊和/或支撑体(如果它们是支撑辊的形式)。如果支撑辊和内工作辊都被机动化，当然应该采取措施确保电机的表面速度同步。
[0048]因为支撑辊不需要执行任何成形任务，其可以被轻微屈服和/或高摩擦驱动涂层包封或涂覆(例如硬橡胶)，并且支撑辊的尺寸被适当地设置成过渡凸缘外侧面上的不均匀性或为其留余地，和/或确保对于轧制而言材料的防滑运输。这种涂层也有助于所需的在凸缘外侧面上的低表面压力的特定应用。
[0049]当然，第一和第二支撑体可以也由单一构件形成，其在两侧上、也就是说在第一和第二凸缘上承担成形力。
[0050]图4示出辊架的特定变型和根据本发明的方法，其中，角度α增加，所述角度被描述成由假想地将两个内工作辊的中点连接的假想连接轴线A描到型材的纵向侧或供给方向V。特别地，角度从小于90°的角度变到基本90°的角度。这增加在凸缘内侧上作用的内工作辊的有效的外工作尺寸，并且工作间隙被逐渐地缩窄，同时外支撑辊彼此保持恒定距离。当然必须设置外支撑辊以与内工作辊11、12—起形成工作间隙，所述外支撑辊纯为了简明起见未在图4中示出。
[0051]特别地，这种 配置方式提供按步骤改变腔体尺寸的能力:从初始腔体尺寸Ktl (金属型材还没有经历任何处理过程)开始到最终腔体尺寸κ3。在第一道次中，轴线A1与型材的纵向侧或供给方向V之间包含角度Ci1，以将腔体尺寸从Ktl扩大到I。在第二道次中，角度α !被增加到α 2，以轻微地缩窄工作间隙，并且由此将腔体尺寸从K1扩大到Κ2。在第三道次中，角度α 2被增加到角度α 3，以再次缩窄工作间隙，并且因此也将腔体尺寸K2扩大到腔体尺寸K3，这代表如图4所示的最终腔体尺寸。当然，可以为相应的应用情况决定必须或合理的道次次数、以及与之一起的内工作辊对的改变对齐的次数、以及工作间隙被缩窄的次数。
[0052]在上述多步骤方法中，角度α被递增地增加，以递增地缩窄工作间隙，所述工作间隙否则也可以为每次通过保持恒定。然而，图4中示出的辊相对于供给方向的位置倾斜，也就是说，假想连接轴线A与工作间隙的关联缩窄情况之间的偏移也可以被用于补偿任何腔体尺寸变化，所述腔体尺寸变化可以存在于金属型材的整个长度上。关于腔体尺寸的轻微偏差可以在有限范围内调整，所述偏差能够在金属型材的中间部分中探测，并且由金属型材(尤其是金属型材的开始和末端)从工作间隙走进和走出引起。因此，图4中示出的内工作辊相对于供给方向的倾斜位置不仅可以在一系列道次中递增地执行，其中倾斜方位为每个道次保持恒定；倾斜位置在各道次期间也可以以受控方式改变，以选择性地均衡在沿金属型材长度的受测的实际腔体尺寸上的任何偏差。
[0053]为此目的，推荐的是，将测量装置配置于内工作辊对和角度α被设定的移位和控制装置，所述测量装置在各道次期间探测实际腔体尺寸。测量点或受测值优选在工作间隙之前，以使得当检测偏差时，角度α可以相应地立即被调整。然而，也可以想到的是，测量点或受测值在工作间隙之后，或前置测量值和后置测量值都被测出。最后一种选择尤其提供这些优点，即系统能够立即检测通过这种调整影响的腔体尺寸中的改变，并且能够通过改变角度α执行计算机协助的调整或纠正。此外，能够以这种方式开发一种类型的自示教系统，所述系统精整自身，且能够自动确定加工硬化程度对角度设定或与之相附的变量的相关程度。
[0054]角度α的最大值可以不同于90°，也就是说，轴线A与供给方向V偏移的程度将根据金属型材的材料和根据道次减小的设定变化，并且必须被选定成保证内工作辊抵抗彼此的支撑力足够且合成转矩仍然可控制的，作用在内工作辊上的力通过所述合成转矩强迫它们进入更加倾斜的位置。
[0055]虽然说明内容和代表方案仅明确提及附图中的双T形型材，但应该注意到，本发明并非限于制造或重新精整仅这种金属型材类型，而是也可以应用到所有其他型材形状，所述型材形状包括两个相反的凸缘，在所述凸缘之间可以实际用到至少一对内工作辊。
[0056]附图标记列表
[0057]10装置/辊架
[0058]11、13第一内工作辊
[0059]12、14第二内工作辊
[0060]15第一支撑体
[0061]16第二支撑体
[0062]20金属型材
[0063]21，23 第一凸缘
[0064]22，24 第二凸缘
[0065]25型材腹板
【权利要求】
1.一种制造和/或重新精整金属型材(20)的装置(10)，所述金属型材具有第一凸缘(21，23)和相反于第一凸缘(21，23)的第二凸缘(22，24)，第一凸缘和第二凸缘以紧公差的最終腔体尺寸K1保持相互隔开，所述装置包括至少ー个工作辊对，所述工作辊对具有第一内工作辊(11、13)和第二内工作辊(12、14)，当装置(10)被常规加载时，所述工作辊对被设置在第一凸缘(21，23)和第二凸缘(22，24)之间，并且当装置(10)和金属型材(20)相对于彼此移动时，在型材长度方向上被承载的工作辊对施加成形力到相反的凸缘内侧面上，其中，第一内工作辊(11、13)在第二内工作辊(12、14)上滚动，以使得在相反的凸缘内侧面处作用在工作辊对上的成形力彼此承担对方，并且第一外支撑体(15)被配置给第一内工作辊(11、13)，以形成第一工作间隙，并且第二外支撑体(16)被配置给第二内工作辊(12、14)，以形成第二工作间隙。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，支撑体(15、16)的尺寸被设置成当装置被按需使用时，凸缘外侧面和支撑体(15、16)之间的接触压カ低至使得位于凸缘外侧上的表面附近的凸缘材料不会发生塑性变形。
3.根据前述权利要求任一项所述的装置，其特征在于，内工作辊(11、12、13、14)在接触表面的区域具有非圆柱形的外轮廓，所述接触表面在装置(10)被按需使用时形成在内エ作辊(11、12、13、14)和凸缘内侧之间。
4.根据前述权利要求任一项所述的装置，其特征在于，装置(10)被集成在辊矫直机中。
5.根据前述权利要求所述的装置，其特征在于，装置(10)能够相对于辊矫直机且横向于型材的长度方向移动。
6.根据前述权利要求任一项所述的装置，其特征在干，内工作辊(11、12、13、14)受到压力，所述压カ沿旋转轴线R的方向作用且朝向型材腹板(25)挤压内工作辊(11、12、13、14)。
7.根据前述权利要求任一项所述的装置，其特征在于，设置有清理装置，所述清理装置能够使金属型材(20)在进入装置(10)之前免除污染。
8.根据前述权利要求任一项所述的装置，其特征在干，在装置(10)设置有移除设备，成形过程期间形成的凸轧痕能够通过所述移除设备移除。
9.根据前述权利要求任一项所述的装置，其特征在于，内工作辊(11、12、13、14)被电机驱动，和/或外支撑体(15、16)由被电机驱动的支撑辊形成。
10.一种制造金属型材(20)的方法,所述金属型材具有第一凸缘(21,23)和相反于第ー凸缘(21，23)的第二凸缘(22，24)，第一凸缘和第二凸缘以紧公差的最終腔体尺寸K1彼此隔开，包括以下方法步骤: 将第一凸缘(21，23)定位在第一工作间隙中，所述第一工作间隙形成在装置(10)的エ作辊对的第一外支撑体(15)和第一内工作辊(11、13)之间，以及将第二凸缘(2224)定位在第二工作间隙中，所述第二工作间隙形成在工作辊对的第二外支撑体(16)和第二内工作辊(12、14)之间， 沿型材的长度方向使金属型材(20)和装置(10)相对于彼此移位，其中，内工作辊(11、.12、13、14)在凸缘内侧面上滚动和重塑凸缘材料的形状，并且第一内工作辊和第二内工作辊滚过彼此，而且横向于型材长度方向从凸缘内侧面作用于工作辊对的成形力被彼此承担。
11.根据前述权利要求所述的方法，其特征在于，金属型材(20)在辊矫直机和/或矫直压力机中被重新调整。
12.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，内工作辊(11、12、13、14)围绕旋转轴线R旋转，并且沿旋转轴线R方向作用和朝向型材腹板(25 )挤压内工作辊(11、12、13、14)的压力负载。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，其特征在于，内工作辊(11、12、13、14)在接触区的区域中具有非圆柱形的外轮廓，当装置被按需使用时，所述接触区形成在内工作辊(11、12、13、14)和凸缘内侧面之间，并且在发生凸缘内侧面上的成形操作期间，所述外轮廓被转移至凸缘内侧面。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的方法，其特征在于，在重塑形状操作期间形成的凸轧痕在重塑形状操作之后通过集成在装置(10)中的设备被即刻移除。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的方法，其特征在于，方法通过多个阶段执行:使待成形材料多次穿过同一装置(10)，并且调整工作间隙的几何结构和/或在工作间隙中作用在凸缘内侧面上的力；或使待成形材连续通过多个装置(10)，每个装置具有不同的工作间隙尺寸。
16.根据权利要求10至15中任一项所述的方法，其特征在于，金属型材(20)相对于固定装置(10 )沿型材长度方向移动。
17.根据权利要求10至16中任一项所述的方法，其特征在于，所述装置(10)相对于通过夹持固定的金属型材(20)移动。
18.根据权利要求10至17 中任一项所述的方法，其特征在于，金属型材(20)通过第一支撑体(15)和第二支撑体(16)之间的夹持被固定，并且工作辊对沿金属型材(20)和支撑体(15、16)的长度方向在第一凸缘(21，23)和第二凸缘(22，24)之间移动，从而重塑凸缘内侧面的形状。
19.一种轧制型材，通过根据前述权利要求10至18任一项所述的方法制造。
【文档编号】B21B1/088GK103534041SQ201180070909
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2011年5月13日 优先权日:2011年5月13日
【发明者】P·恩格尔, A·贝克尔, T·福斯 申请人:曼斯塔埃德特有限公司