AT516147A4

AT516147A4 - Verfahren zur Herstellung eines dickenprofilierten Metallbands

Info

Publication number: AT516147A4
Application number: ATA50891/2014A
Authority: AT
Inventors: Markus Ing Polk
Original assignee: Voestalpine Krems Gmbh
Priority date: 2014-12-09
Filing date: 2014-12-09
Publication date: 2016-03-15
Also published as: WO2016090399A1; EP3229991B1; EP3229991A1; US20170348746A1; AT516147B1; US10618090B2

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines dickenprofilierten Metallbands (2) gezeigt, bei dem in das Metallband (2) mindestens eine Ausnehmung (9) eingebracht und in einem nachfolgenden Schritt das Metallband (2) mit mindestens einer in das Metallband (2) bereichsweise über dessen Bandbreite (8) eindringenden Walze (4) längsgewalzt und damit eine Dickenprofilierung zumindest in Breitenrichtung (3) des Metallbands (2) erzeugt wird. Um die Reproduzierbarkeit des Verfahrens zu verbessern wird vorgeschlagen, dass in das Metallband (2) mindestens ein durch das Metallband (2) hindurchgehendes Loch (11, 12, 13, 14) als Ausnehmung (9) eingebracht wird, über das die in das Metallband (2) eindringende Walze (4) das Metallband (2) längswalzt, um die Dickenprofilierung in Breitenrichtung (3) des Metallbands (2) zu erzeugen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines dickenprofilierten Metall¬bands, bei dem in das Metallband mindestens eine Ausnehmung eingebracht und ineinem nachfolgenden Schritt das Metallband mit mindestens einer in das Metall¬band über dessen Bandbreite bereichsweise eindringenden Walze längsgewalzenund damit zumindest eine Dickenprofilierung in Breitenrichtung des Metallbandserzeugt wird.

Um einen homogenen Übergang zwischen unterschiedlichen Dicken eines Metall¬bands in Bereitenrichtung ausbilden zu können, ist es aus dem Stand der Technikbekannt (WO2012119166A1), zumindest eine Umfangswalze bzw. Flachwalze beimLängswalzen in das Metallband über dessen Bandbreite bereichsweise eindringenzu lassen. Zudem werden vor diesem Stich in das Walzgut bzw. Metallband Nuteneingebracht, die als Ausnehmung im Metallband einen Materialfluss in Breitenrich¬tung unterstützen und somit einem Materialfluss in Längsrichtung des Bandmate¬rials entgegenwirken. Trotzdem kann sich - insbesondere abhängig von der Breiteder Flachwalze - ein ungleichmäßiger Materialfluss in Längsrichtung des Metall¬bands ergeben, was zu Bandwellen führen kann.

Diese Bandwellen will die EP976462A2 vermeiden, indem anstatt einer Flachwalzemehrere in Breitenrichtung versetzte und in Längsrichtung aufeinander folgendeProfilwalzen, nämlich Drückwalzen verwendet werden, die bereichsweise in dasMetallband einzudringen. Allerdings erfordern mehrere Walzen einen erhöhtenKonstruktions- und Steuerungsaufwand - auch sind diese meist empfindlich gegen¬über geometrischen Unregelmäßigkeiten am Metallband, was die Reproduzierbar¬keit des Verfahrens zur Dickenprofilierung vermindern kann.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines dicken¬profilierten Metallbands der eingangs geschilderten Art zu schaffen, das sich durchEinfachheit und hohe Reproduzierbarkeit auszeichnet.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass in das Metallband mindes¬tens ein durch das Metallband hindurchgehendes Loch als Ausnehmung einge¬bracht wird, über das die in das Metallband eindringende Walze das Metallbandlängswalzt, um die Dickenprofilierung in Breitenrichtung zu erzeugen.

Wird in das Metallband mindestens ein durch das Metallband hindurchgehendesLoch als Ausnehmung eingebracht, über das die in das Metallband eindringendeWalze das Metallband längswalzt, um die Dickenprofilierung in Breitenrichtung zuerzeugen, kann sich die Reproduzierbarkeit des Verfahrens gegenüber bekanntenVerfahren erheblich verbessern. Diese besondere Materialaussparung im Metall¬band kann nämlich im Walzbereich für eine Verminderung bzw. selbst für eineUnterbrechung des Materialflusses in Längsrichtung des Metallbands sorgen, waseiner ungleichmäßigen Längsausdehnung entgegenwirkt und damit Bandwellenverhindern kann. Dies auch dann, wenn das Metallband in einem Stich mit einemvergleichsweise breiten Walzbereich längsgewalzt wird und damit die Gefahr einesungleichmäßigen Materialflusses über die Breite des Metallbands bzw. Walzgutsbesonders hoch ist. In anderen Worten: das durchgehende Loch im Walzbereichder in das Metallband eindringenden Walze ist geometrisch derart ausgebildet, dassder walzbedingte Materialfluss in Längsrichtung des Metallbands reduziert und da¬mit die Ausbildung von Ungleichmäßigkeiten in der Längsausdehnung vermindertwerden kann. Zudem kann das Loch im Walzbereich zur Kompensation von Unre¬gelmäßigkeiten am zu walzenden Metallband beitragen, um erhöhten Materialflussaufzunehmen, was das erfindungsgemäße Verfahren gegenüber Parameter¬schwankungen toleranter und damit dessen Reproduzierbarkeit weiter erhöhenkann.

Im Allgemeinen wird erwähnt, dass vorteilhafter Weise das von den Löchern im Me¬tallband ausgenommene Volumen jenem Materialvolumen mindestens entsprechensoll, das aufgrund des Längswalzens in Längsrichtung des Metallbands fließt.

Ein durchgehendes Loch kann verfahrenstechnisch vergleichsweise einfach in dasMetallband eingebracht werden, wenn dieses in das Metallband gestanzt wird.

Wird in Längsrichtung des Metallbands mindestens eine Lochreihe mit mehrerendurchgehenden Löchern eingebracht, können Bandwellen selbst über ein verhält¬nismäßig langes Metallband sicher vermieden werden. Diese sich wiederholendenLöcher können nämlich entlang des Umformbereichs sukzessive einen Material¬längsfluss ausgleichen, was die Möglichkeit eröffnen kann, das Metallband in einemStich entsprechend fertig umzuformen. Ein kontinuierliches Längswalzen zur Her¬stellung eines zumindest in Breitenrichtung dickenprofilierten Metallbands kann da¬mit ermöglicht werden, was beispielsweise bei einem Inline-Verfahren Anwendungfinden kann. Zudem kann eine Lochreihe einen vergleichsweise hohen Umformgradam Metallblech erlauben, um das Verfahren zu beschleunigen, beispielsweise durchErhöhung der Bandzuggeschwindigkeit.

Zur Verringerung des Lochdurchmessers der Löcher kann beitragen, wenn mindes¬tens zwei durchgehende Löcher einer Lochreihe in Breitenrichtung des Metallbandsversetzt in das Metallband eingebracht werden. Solch ein verringerter Lochdurch¬messer kann beispielsweise am gewalzten Loch zu einem geringen Spaltmaß füh¬ren, was in weiterer Folge ein nachträgliches stoffschlüssiges Fügen des durchge¬henden Lochs erleichtern kann.

Die Abstände zwischen aufeinanderfolgenden, durchgehenden Löchern einer Loch¬reihe können unterschiedlich sein, um den Materialfluss in Längsrichtung gezieltzum walzbedingten Schließen der durchgehenden Löcher auszunutzen.

Auch kann es zum walzbedingten Schließen der durchgehenden Löcher vorteilhaftsein, wenn Löcher mit unterschiedlichen Querschnittsformen in das Metallband ein¬bracht werden.

Ist die Längsteilung t zwischen den aufeinanderfolgenden, durchgehenden Löcherngrößer der doppelten Lochweite w der aufeinanderfolgenden Löcher 13 und kleinerdem Fünffachen der Lochweite w der aufeinanderfolgenden Löcher, kann eine ein¬fach handzuhabende Verfahrensvorschrift zu Vermeidung von Bandwellen vorge¬geben werden.

Die Verfahrensverhältnisse können weiter vereinfacht werden, wenn das Metallbandkaltgewalzt wird.

Schnell und kostengünstig lassen sich durchgehende Löcher im Metallband vorse¬hen, wenn ein kreisrundes Loch und/oder ein Langloch in das Metallband einge¬bracht wird.

Besonders kann sich das erfindungsgemäße Verfahren auszeichnen, wenn dasWalzenverfahren derart eingestellt wird, dass sich das durchgehende Loch nachdem Längswalzen im Wesentlichen schließt.

Ein in das Metallband eingebrachtes durchgehendes Loch kann verfahrenstech¬nisch einfach wieder geschlossen werden, indem nach dem Längswalzen das Lochdurch Fügen stoffschlüssig geschlossen wird.

Dringt die Walze in das Metallband maximal zwei Drittel der Ausgangsdicke desMetallbands tief ein, kann eine einfache Verfahrensvorschrift zur Vermeidung vonBandwellen beim Dickenprofilieren des Metallbands gegeben werden.

Besonders auszeichnen kann sich das erfindungsgemäße dickenprofilierte Metall¬band, wenn davon eine Platine abgetrennt wird.

In den Figuren ist beispielsweise der Erfindungsgegenstand anhand eines Ausfüh¬rungsbeispiels näher dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Fertigungsstraße zur Durchführung eines Verfahrenszur Fierstellung eines dickenprofilierten Metallbands,

Fig. 2 einen Schnitt nach ll-ll der Fig. 1 undFig. 3 eine Detailansicht der Fig. 1.

Entsprechend der Fig. 1 ist in einer Draufsicht eine kontinuierliche Walzstraße 1 zuerkennen, bei der ein - aus beispielsweise einem Stahlwerkstoff bestehendes - Me¬tallband 2 dickenprofiliert wird, und zwar in dessen Breitenrichtung 3. Hierfür ist eineWalze 4 mit zwei zylindrischen Abschnitten 5, 6 vorgesehen. Die Walze 4 ist alsFlach-Längswalze ausgeführt. Nicht näher dargestellte, im Allgemeinen aber eben¬so vorstellbar ist beispielsweise, anstatt solch einer Flach-Längswalze nacheinanderzwei Flach-Längswalzen mit jeweils nur einem zylindrischen Abschnitt vorzusehen.Die Flach-Längswalze 4 wirkt mit einer Gegenwalze 7 zur Ausbildung der Walzspal¬ten zusammen, wobei das Metallband 2 durch die über dessen Bandbreite 8 be¬reichsweise eindringende Walze 4 längsgewalzt wird, nämlich an zwei nebeneinan¬der liegenden Walzbereichen 50, 60. Wie insbesondere in der Fig. 2 zu erkennenist, wird in diesen kaltgewalzten Walzbereichen 50, 60 die Ausgangsdicke 20 desMetallbands 2 reduziert, was zu einer Dickenprofilierung in Breitenrichtung 3 führt.Als Maximalmaß gilt erfindungsgemäß, dass die Walze 4 in das Metallband 2 ma¬ximal zwei Drittel der Ausgangsdicke 20 des Metallbands 2 tief eindringt. Zudemweist das Metallband 2 Ausnehmungen 9 an der der Walze 4 zugewandten Breitsei¬te 10 auf, die bereits vor dem Längswalzen am Metallband 2 zu finden sind.

Erfindungsgemäß sind diese Ausnehmungen 9 als durch das Metallband 2 hin¬durchgehende Löcher 11, 12, 13, 14 ausgebildet, indem diese auf einfache Weisedurch ein Trennverfahren in das Metallband 2 vor dessen Längswalzen eingebrachtwerden. Dadurch kann ein Materialfluss des Materials des Metallbands 2 in dessenLängsrichtung 15 vermindert werden, der sich beim Längswalzen eines Material- bands 2 einstellen kann. Ein über die Bandbreite 8 ungleichmäßiger Längsfluss wirdso vermieden, was Bandwellen standfest verhindert. Das erfindungsgemäße Ver¬fahren zur Herstellung des dickenprofilierten Metallbands 2 wird dadurch besondersgut reproduzierbar.

Im Allgemeinen wird erwähnt, dass die Ausnehmungen 9 jegliche Lochform aufwei¬sen können. Beispielsweise sind in Fig. 1 Rundlochungen 11, 12 als auch eineSchlitzlochung 14 eingezeichnet - je nach Bedarf oder Erfordernis sind jeglicheQuerschnittsformen, beispielsweise eine langlochförmige, polygonale, rechteckför¬mige, quadratische etc. Querschnittform vorstellbar.

Diese Ausnehmungen 9 werden in das Metallband 2 - verfahrenstechnisch einfachgelöst - vor dem Längswalzen eingestanzt. Dies wird mit einem angedeutetenStanzwerkzeug 180 mit Stempel und damit zusammenwirkender Matrize erfolgen,welches der Walze 4 in Bandzugrichtung 17 vorgelagert ist.

Wie der Fig. 1 weiter zu entnehmen, sind die Ausnehmungen 9 im Metallband 2nacheinander vorgesehen, wodurch sich zwei Lochreihen 18, 19 ausbilden. Hierzuwerden mit dem Stanzwerkzeug 180, mit zwei zugehörige Stempeln zu den beidenLochreihen 18, 19 jeweils mehrere durchgehende Löcher 11, 13 bzw. 12, 14, dieentsprechend in Längsrichtung des Metallbands 2 nacheinander angeordnet sind,gemeinsam gestanzt.

Wie nach Fig. 1 an der Lochreihe 18, ausgebildet durch in Längsrichtung nachei¬nander folgender Löcher 11, 13 zu erkennen ist, sind die in Längsrichtung aufeinan¬der folgenden kreisrunden Löcher 13 in Breitenrichtung 3 des Metallbands 2 ver¬setzt angeordnet. Damit kann die Fläche der kreisrunden Löcher 13 gegenüber derFläche des vorhergehenden Lochs 11 kleiner sein und dennoch sicher ein durchge¬hender Materialfluss in Längsrichtung des Metallblechs 2 unterbrochen werden.Dies insbesondere, da sich diese versetzten Löcher 13 in Längsrichtung des Metall¬blechs 2 gesehen überlappen. Außerdem ist die Kopfstegbreite c bzw. sind die Ab¬ stände zwischen den kreisrunden Löchern 13 vorzugsweise äquidistant bzw. diediesbezügliche Lochteilung ist gleich.

Die Kopfstegbreite c zwischen aufeinanderfolgenden durchgehenden Löchern 12,14 der zweiten Lochreihe 19 variieren bzw. ist verschieden, wie dies im Vergleichder Abstände zwischen zwei Löchern 12 und zwischen dem Loch 12 und 14 zu er¬kennen ist.

Wie in der Fig. 1 in Bandzugrichtung 17 nach der Walze 4 weiter zu erkennen ist, istdas Walzenverfahren derart eingestellt, dass sich das durchgehende Loch 11, 12,13, 14 nach dem Längswalzen im Wesentlichen schließt. Dies erleichtert ein demLängswalzen nachfolgendes stoffschlüssiges Fügen und führt zu einer standfestenSchweißnaht 21. Anstatt der dargestellten Schweißnaht 21 ist auch ein Schweiß¬punkt vorstellbar, was nicht näher dargestellt worden ist.

Gemäß Fig. 3 sind die Kenngrößen der Lochreihen 18, 19 im Detail näher darge¬stellt. Dazu wird im Allgemeinen erwähnt, dass die Längsteilung t als Mittenabstandin Längsrichtung zwischen benachbarten Löchern 11,13 oder 12,14, die Lochweitew einen Durchmesser eines kreisrunden Lochs 11, 12, 13 bzw. das kleinere Öff¬nungsmaß eines anders geformten Lochs, 14, beispielsweise eines Schlitzes, ver¬standen wird - wobei im Gegensatz dazu die Lochlänge I als das längere Öffnungs¬maß des Lochs 14 gilt.

Wie der Fig. 3 zu den Lächern 13 zu entnehmen, ist die Längsteilung t zwischenden aufeinanderfolgenden, durchgehenden Löchern 13 größer der doppelten Loch¬weite w der Löcher 13 und kleiner dem Fünffachen der Lochweite w der Löcher 13.Damit sind Bandwellen beim Dickenprofilieren des Metallbands 2 ausgeschlossen.Diese Vorschrift ist jedoch auch auf die anderen Löcher 11,12 und 14 ohne Weite¬res anwendbar, was jedoch nicht näher dargestellt worden ist.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung eines dickenprofilierten Metallbands (2), bei dem indas Metallband (2) mindestens eine Ausnehmung (9) eingebracht und in einemnachfolgenden Schritt das Metallband (2) mit mindestens einer in das Metallband(2) bereichsweise über dessen Bandbreite (8) eindringenden Walze (4) längsge¬walzt und damit eine Dickenprofilierung zumindest in Breitenrichtung (3) des Metall¬bands (2) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in das Metallband (2) min¬destens ein durch das Metallband (2) hindurchgehendes Loch (11, 12, 13, 14) alsAusnehmung (9) eingebracht wird, über das die in das Metallband (2) eindringendeWalze (4) das Metallband (2) längswalzt, um die Dickenprofilierung in Breitenrich¬tung (3) des Metallbands (2) zu erzeugen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Loch (11,12,13,14) in das Metallband (2) gestanzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Längs¬richtung (15) des Metallbands (2) mindestens eine Lochreihe (18, 19) mit mehrerendurchgehenden Löchern (11, 13 bzw. 12, 14) eingebracht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zweidurchgehende Löcher (13) einer Lochreihe (18) in Breitenrichtung (3) des Metall¬bands (2) versetzt in das Metallband (2) eingebracht werden.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopf¬stegbreite (c) zwischen aufeinanderfolgenden, durchgehenden Löchern (12, 14)einer Lochreihe (19) unterschiedlich sind.
6. Verfahren nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass dieLängsteilung (t) zwischen den aufeinanderfolgenden, durchgehenden Löchern (13) größer der doppelten Lochweite (w) der aufeinanderfolgenden Löcher (13) und klei¬ner dem Fünffachen der Lochweite (w) der aufeinanderfolgenden Löcher (13) ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dassLöcher (11, 12, 13, 14) mit unterschiedlichen Querschnittsformen in das Metallband(2) einbracht werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dassdas Metallband (2) kaltgewalzt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dassein kreisrundes Loch (11, 12, 13) und/oder ein Langloch (14) in das Metallband (2)eingebracht wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dassdas Walzenverfahren derart eingestellt wird, dass sich das durchgehende Loch (11,12,13, 14) nach dem Längswalzen im Wesentlichen schließt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,dass nach dem Längswalzen das Loch (11, 12, 13, 14) durch Fügen stoffschlüssiggeschlossen wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,dass die Walze (4) in das Metallband (2) maximal zwei Drittel der Ausgangsdicke(20) des Metallbands (2) tief eindringt.
13. Platine, abgetrennt von einem dickenprofilierten Metallband (2), hergestelltdurch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12.