AT524459B1

AT524459B1 - Metallbandfertigung durch Schleifen

Info

Publication number: AT524459B1
Application number: ATA51043/2020A
Authority: AT
Original assignee: Berndorf Band Gmbh
Priority date: 2020-11-27
Filing date: 2020-11-27
Publication date: 2023-01-15
Also published as: US20240001504A1; AT524459A1; WO2022109646A1; CN116348240A; EP4251367A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Fertigung eines Metallbands, bei dem das Metallband auf wenigstens einer Seite auf im Wesentlichen der gesamten Fläche geschliffen wird. Dabei wird in einem ersten Schritt durch eine Richtbearbeitung an dem Metallband eine Querwölbung in Richtung der Bandbreite erzeugt, wobei eine erste Seite des Metallbands konvex geformt ist und eine der ersten Seite gegenüberliegende zweite Seite des Metallbands zumindest plan oder konkav geformt ist, und in einem zweiten Schritt wird durch Schleifen der zweiten Seite des Metallbands der Verlauf der Banddicke in Richtung der Bandbreite hin zu einem gleichförmigen Verlauf eines Werts der Banddicke verändert.

Description

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Fertigung eines Metallbands, bei dem das Metallband auf wenigstens einer Seite auf im Wesentlichen der gesamten Fläche geschliffen wird.

[0002] Sogenannte Endlosbänder, vorzugsweise aus Stahl, sind ein zentraler Bestandteil unterschiedlichster Fertigungsanlagen, wie beispielsweise in der Möbelindustrie zur Herstellung von Spanplatten oder von Laminaten für Fußböden, aber auch für die Herstellung von Filmen für den Einsatz in der Fotografie oder für die Herstellung von LCD-Bildschirmen. Metallbänder für derartige Einsatzzwecke haben hohen Ansprüchen hinsichtlich der Oberflächengüte zu genügen. Diese sind dafür meist geschliffen und poliert bzw. hochglanzpoliert. So wird beispielsweise bei der Herstellung von LCD-Bildschirmen der flüssige oder pastöse Werkstoff dafür auf ein bewegtes Metallband aufgetragen und anschließend der zumindest teilweise erstarrte Werkstoff als Folie davon abgehoben. Die Oberflächengüte des mit einem solchen Metallband hergestellten Produktes hängt direkt von der Oberflächengüte des Metallbands ab.

[0003] Als Ausgangsmaterial für die Herstellung der erfindungsgemäßen Metallbänder dienen Stahlbänder, wie sie als Halbzeug aus Stahlwalzwerken geliefert werden. Von in der Walztechnik hergestellten Bändern ist bekannt, dass es zu Dicken-Ungleichmäßigkeiten in Richtung der Bandbreite der Metallbänder kommen kann. Diese sind bedingt durch eine Durchbiegung der Walzen infolge der bei der Bearbeitung der Metallbänder auftretenden Reaktionskräfte. Andererseits ist es - um die gewünschten hohen Oberflächengüten der Metallbänder zu erreichen - erforderlich, die walzblanken Metallbänder einer weiteren Bearbeitung zu unterziehen.

[0004] Neben einer möglichst gleichmäßigen Banddicke soll eine hohe Planheit des Metallbands als auch eine möglichst geringe Oberflächenrauigkeit erreicht werden. Aufgrund der Tatsache, dass entsprechende Metallbänder mitunter Flächen von mehreren 100 m? aufweisen, stellt deren Bearbeitung eine äußerst anspruchsvolle Aufgabe dar.

[0005] Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Fertigung eines Metallbands zu schaffen, mit dem Metallbänder mit einer hohen Dickengleichmäßigkeit, als auch mit einer hohen Planheit und Oberflächengüte besonders effektiv hergestellt werden können.

[0006] Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren für die Fertigung eines Metallbands, bei dem das Metallband auf wenigstens einer Seite auf im Wesentlichen der gesamten Fläche geschliffen wird, gelöst. Dabei wird in einem ersten Schritt durch eine Richtbearbeitung an dem Metallband eine Querwölbung in Richtung der Bandbreite erzeugt, wobei eine erste Seite des Metallbands konvex geformt ist und eine der ersten Seite gegenüberliegende zweite Seite des Metallbands zumindest plan oder konkav geformt ist, und in einem zweiten Schritt wird durch Schleifen der zweiten Seite des Metallbands der Verlauf der Banddicke D in Richtung der Bandbreite hin zu einem gleichförmigen Verlauf eines Werts der Banddicke D verändert (D(x) = konstant).

[0007] Gemäß einer bevorzugten Verfahrensweise wird in dem ersten Schritt die Querwölbung des Metallbands mit einer konkav geformten zweiten Seite des Metallbands erzeugt.

[0008] Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, dass das Metallband vor dem Schleifen der zweiten Seite, insbesondere durch Verschweißen freier Enden des Endlosbandes oder durch eine schraubenförmige Schweißnaht, zu einem Endlosband geschlossen wird.

[0009] Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann das Endlosband vor dem Schleifen zwischen zwei Rollen umlaufend angeordnet werden.

[0010] In obigem Zusammenhang hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn das Endliosband während des Schleifens relativ zu einer Bandschleifeinrichtung bewegt wird. Durch diese Variante der Erfindung lässt sich auf einfache Weise ein sehr homogener Schleifprozess realisieren.

[0011] Besonders bewährt hat sich eine Ausführungsform, bei welcher das Metallband nach dem Richten zu dem Endlosband geschlossen wird.

[0012] Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn durch das Schleifen eine Druckeigenspannung in das Metallband eingebracht wird, die einer durch das Richten in das Metallband eingebrachten Druckeigenspannung entspricht.

[0013] Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.

[0014] Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung: [0015] Fig. 1 eine Vorrichtung zum Richten eines Metallbands in Seitenansicht; [0016] Fig. 2 eine Anlage zum Schleifen des Metallbands in Seitenansicht;

[0017] Fig. 3 ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Anlage zum Schleifen des Metallbands in Seitenansicht;

[0018] Fig. 4 die Anlage zum Schleifen des Metallbands gemäß Fig. 3 in Draufsicht von Oben; [0019] Fig. 5 einen Querschnitt des Metallbands in Richtung der Bandbreite;

[0020] Fig. 6 einen Querschnitt des Metallbands in Richtung der Bandbreite mit einer Querwölbung;

[0021] Fig. 7 den Querschnitt des Metallbands in dessen Zustand nach seiner Bearbeitung; [0022] Fig. 8 ein Detail der Anlage zum Schleifen des Metallbands gemäß Fig. 3; [0023] Fig. 9 ein Detail der Anlage zum Schleifen des Metallbands gemäß Fig. 2.

[0024] Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.

[0025] Anhand der in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Vorrichtungen wird nachfolgend das Verfahren zur Fertigung eines Metallbandes beschrieben.

[0026] Die Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Richten eines Metallbands 2 in Seitenansicht. Die Richtvorrichtung 1 umfasst zwei Haspeln 3, 4, zwei Antriebswalzen 5, 6 sowie eine Richtmaschine 7. Die Richtmaschine 7 wiederum umfasst mehrere hintereinander angeordnete und quer zum Metallband verstellbare Rollen 8, die auf einem Maschinenrahmen 9 angeordnet sind. Beim Richten des Metallbandes 2 wird in an sich bekannter Weise das Metallband 2 durch die Gruppe von oberen und unteren Rollen 8 geführt, sodass eine Art Schlangenlinie durchlaufen wird (nicht dargestellt) und das Metallband 2 dadurch in beide Richtungen gebogen wird. Die oberen und unteren Rollen 8 werden dabei so eingestellt, dass ein gerader Abschnitt des Metallbands 2 seine Streckgrenze in beiden Biegungsrichtungen erreicht, diese jedoch nicht überschreitet. Ungerade bzw. unebene Abschnitte des Metallbands 2 überschreiten jedoch die Streckgrenze und werden somit plastisch (dauerhaft) begradigt, während gerade Abschnitte ihre gewünschte Form beibehalten.

[0027] Als Rohmaterial wird bei dem Verfahren ein walzblankes Metallband 2 verwendet. Solche Metallbänder 2 können einen Verlauf einer Banddicke in Richtung ihrer Bandbreite 10 aufweisen, der beispielsweise von einer Bandmitte zu Bandrändern hin dünner wird, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Die Fig. 5 zeigt einen Querschnitt des Metallbands 2 in Richtung der Bandbreite 10. Das zunächst unbearbeitete Metallband 2 kann einen Verlauf einer Banddicke 11 in Richtung der Bandbreite 10 aufweisen, wobei die Banddicke 11 im Bereich der Bandmitte größer sein kann als im Bereich der Bandränder. Ausgedrückt als Funktion der X-Koordinate in Richtung der Bandbreite 10 kann die Banddicke 11, D(x), im Bereich der Bandmitte des Metallbands 2 ein Maximum aufweisen (d? D(x) / dx? < 0). Es sei an dieser Stelle jedoch ausdrücklich betont, dass in der Darstellung der Fig. 5 die Ungleichförmigkeit der Banddicke 11 lediglich zur besseren Verdeutli-

chung unmaßstäblich vergrößert gezeigt wird.

[0028] Bei dem Richten des Metallbands 2 in der Vorrichtung 1 (Fig. 1) ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Metallband 2 in einem ersten Schritt des Verfahrens derart bearbeitet wird, dass eine Querwölbung in Richtung der Bandbreite 10 entsteht. Das heißt, das Metallband 2 wird durch die Richtbearbeitung zusätzlich auch derart verformt, dass im Wesentlichen eine konkavkonvexe Form bzw. ein konkav-konvexer Querschnitt, wie in Fig. 6 dargestellt, erhalten wird. Das heißt nach der Richtbearbeitung weist eine erste Seite 12 des Metallbands 2 eine konvexe Krümmung auf. Eine der ersten Seite gegenüberliegende zweite Seite weist hingegen eine konkave Krümmung auf. Diese Querwölbung des Metallbandes 2 wird durch eine entsprechende Einstellung der Rollen 8 der Richtmaschine 7 erreicht. Während das Metallband 2 durch das Richten in der Vorrichtung 1 bezüglich seiner Längserstreckung (Z-Richtung) derart verformt wird, dass es plan bzw. gerade ausgerichtet ist, wird es in Richtung der Bandbreite 10 das Metallband 2 derart plastisch verformt, dass die beschriebene Querwölbung erhalten wird. Die Form des Querschnitts des Metallbands 2 in Richtung der Bandbreite 10 erfährt also einen Übergang von einer bikonvexen Form (Fig. 5) zu einer konkav-konvexen Form (Fig. 6) bzw. zumindest zu einer plankonvexen Form. Dabei wird die Krümmung der ersten Seite 12 vergrößert, wohingegen die Krümmung der zweiten Seite 13 von einer konvexen Form hin zu einer konkaven Form verändert wird.

[0029] Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Fertigung des Metallbands 2 wird in einem zweiten Schritt die zweite, d.h. die konkave, Seite 13 des Metallbands 2 durch Schleifen bearbeitet.

[0030] Die Fig. 2 zeigt eine Anlage 14 zum Schleifen des Metallbands 2 in Seitenansicht. Das Metallband 2 ist dabei nach seiner Bearbeitung in der Richtvorrichtung 1 zu einem Endlosband geformt und derart um zwei Rollen 15, 16 der Anlage 14 zum Schleifen geführt. Das Endlosband kann durch Verbinden, insbesondere Verschweißen freiere Enden des Metallbandes 2 mittels einer Querschweißnaht erfolgen. Alternativ hierzu können auch Längskanten des Metallbandes 2 mit einer schraubenförmigen Schweißnaht zu einem Endlosband großer Breite miteinander verschweißt werden. Die Anlage 14 zum Schleifen des Metallbands 2 umfasst weiters eine Bandschleifeinrichtung 17 und eine Gegenplatte 18 zur Abstützung des Metallbands 2. Von den beiden Rollen 15, 16 ist wenigstens eine angetrieben und kann so das Metallband 2 unter der Bandschleifeinrichtung 17 vorbeibewegt bzw. über die Gegenplatte 18 gezogen werden. Während der intermittierenden oder kontinuierlichen Bewegung des Metallbands 2 unter der Bandschleifeinrichtung 17 erfolgt durch diese ein Abtrag von Material von der zweiten Seite 13. Die Bandschleifeinrichtung 17 umfasst dazu ein Schleifband 19 das um drei Umlenkrollen 20, 21 und 22 geführt wird. Das Schleifband 19 wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel durch die beiden unteren Umlenkrollen 21, 22 vollflächig an der zweiten Seite 13 des Metallbands 2 zur Anlage gebracht. Durch das Schleifen des Metallbands 2 mit Hilfe der Bandschleifeinrichtung 17 wird von dessen zweiter Seite 13 so viel Material abgetragen, dass Werte der Banddicke 11 in Richtung der Bandbreite 10 schließlich einen gleichförmigen Verlauf haben (Fig. 7). Idealerweise weist das Metallband 2 nach dem Schleifen mit der Bandschleifeinrichtung 17 einen Verlauf der Banddicke 11 über die gesamte Bandbreite 10 auf, bei dem der Wert der Banddicke 11 konstant ist (D(x) = konstant). Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass nur an der einen, zweiten Seite 13 des Metallbands 2 ein Materialabtrag durch Schleifen erfolgt.

[0031] Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass durch das Bearbeiten des Metallbands 2, wobei zunächst eine Querwölbung an dem Metallband 2 erzeugt wird und anschließend die zweite Seite 13, das heißt die konkav geformte Seite, des Metallbands 2 durch Schleifen bearbeitet wird, bei dem Schleifvorgang auch eine plastische Verformung erfolgt, sodass das Metallband 2 schließlich eine plane Gestalt annimmt (Fig. 7).

[0032] In der Fig. 7 ist der Querschnitt des Metallbands 2 in seinem Zustand nach der Bearbeitung durch das erfindungsgemäße Verfahren gezeigt. Das Metallband 2 weist in diesem Zustand einen konstanten Wert seiner Banddicke 11 über seine gesamte Bandbreite 10 auf. Dabei ist außerdem die Form der ersten Seite 12 als auch die Form der zweiten Seite 13 plan, das heißt im Wesentlichen ebenflächig.

[0033] Anhand der Fig. 3 und 4 wird ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Anlage 14 zum Schleifen des Metallbands 2 beschrieben. Die Fig. 3 zeigt dabei die Anlage 14 in Seitenansicht und die Fig. 4 in Draufsicht von Oben. Die Umlenkrollen 20, 21, 22 des Schleifbands 19 dieser Bandschleifeinrichtung 17 sind dabei so angeordnet, dass sich die Oberfläche des Schleifbands 19 und das Metallband 2 entlang einer Linie berühren. Durch eine solche Linienberührung kann das Metallband 2 bei relativ geringem Schleifdruck besonders gezielt abgetragen werden. Wie besser anhand der Fig. 4 zu erkennen ist, kann die Bandschleifeinrichtung 17 während der Bearbeitung des Metallbands 2 in seitlicher Richtung des Metallbands 2, das heißt in Richtung der Bandbreite 10 verstellt werden bzw. in Richtung der Bandbreite 10 an der Seite 13 des Metallbands 2 oszillierend bewegt werden (Pfeil 23). Zusätzlich kann die Bandschleifeinrichtung 17 auch relativ zu einer vertikalen Achse verdreht werden (Y-Richtung), wodurch die Richtung der Schleifbewegung des Schleifbands 19 an der Seite 13 des Metallbands 2 verändert werden kann.

[0034] Die Fig. 8 zeigt ein Detail der Anlage 14 zum Schleifen des Metallbands 2 gemäß Fig. 3, wobei nur das Metallband 2 und die Bandschleifeinrichtung 17 dargestellt sind. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Anlage 14 zum Schleifen des Metallbands 2 ist die Bandschleifeinrichtung 17 derart ausgebildet, dass das Schleifband 19 entlang einer Linie an dem Metallband 2 anliegt und auf diese Weise das Schleifen erfolgt. Während der Bearbeitung der zweiten Seite 13 des Metallbands 2 wird die Bandschleifeinrichtung 17 bedarfsweise in Richtung der Bandbreite 10 über die Seite 13 hin und her bewegt (Pfeil 23). Somit wird von dem Metallband 2 Material abgetragen, bis schließlich ein gleichmäßiger Verlauf der Banddicke 11 in Richtung der Bandbreite 10 entsprechend der durch eine strichlierte Linie angedeuteten Seite 13‘ erreicht ist.

[0035] Die Fig. 9 zeigt ein Detail der Anlage 14 zum Schleifen des Metallbands 2 gemäß Fig. 2. Die Bandschleifeinrichtung 17 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel derart ausgebildet bzw. sind die Umlenkrollen 20, 21, 22 derart angeordnet, dass das Schleifband 19 flächig an der Seite 13 des Metallbands 2 anliegt. Die Bandschleifeinrichtung 17 kann während der Bearbeitung des Metallbands 2 in Richtung der Bandbreite 10 über die Seite 13 hin und her bewegt werden. Dabei ist es zusätzlich auch noch möglich, die Bandschleifeinrichtung 17 relativ zu einer vertikalen Achse (Y-Richtung) zu verdrehen bzw. zu verschwenken. Dadurch wird die Richtung der Bewegung des Schleifbands 19 relativ zu der Seite 13 des Metallbands 2 bedarfsweise verändert. Durch das Schleifen der zweiten (konkaven) Seite 13 des Metallbands 2 wird schließlich zweierlei erreicht. Der Verlauf der Banddicke 11 in Richtung der Bandbreite 10 wird hin zu einem gleichförmigen Verlauf des Werts der Banddicke 11 verändert. Und zusätzlich wird durch die Schleifbearbeitung der zweiten Seite 13 des Metallbands 2 gleichzeitig auch eine Verformung des Querschnitts des Metallbands 2 in Richtung einer ebenflächigen Gestalt, wie in Fig. 7 dargestellt, erreicht. Durch das Schleifen kann eine Druckeigenspannung in das Metallband eingebracht werden, die einer durch das Richten in das Metallband eingebrachten Druckeigenspannung entspricht.

[0036] Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt.

[0037] Der Schutzbereich ist durch die Ansprüche bestimmt. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind jedoch zur Auslegung der Ansprüche heranzuziehen. Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen können für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.

[0038] Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mitumfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der

oberen Grenze 10 mit umfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereiche beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1, oder 5,5 bis 10.

[0039] Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Elemente teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Richtvorrichtung

2 Metallband 3 Haspel 4 Haspel

5 Antriebswalze

6 Antriebswalze

7 Richtmaschine

8 Rolle

9 Maschinenrahmen 10 Bandbreite

11 Banddicke

12 Seite

13 Seite

14 Anlage

15 Rolle

16 Rolle

17 Bandschleifeinrichtung 18 Gegenplatte

19 Schleifband

20 Umlenkrolle

21 Umlenkrolle

22 Umlenkrolle

23 Pfeil

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren für die Fertigung eines Metallbands (2), bei dem das Metallband (2) auf wenigstens einer Seite (12, 13) auf im Wesentlichen der gesamten Fläche geschliffen wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt durch eine Richtbearbeitung an dem Metallband (2) eine Querwölbung in Richtung der Bandbreite (10) erzeugt wird, wobei eine erste Seite (12) des Metallbands (2) konvex geformt ist und eine der ersten Seite (12) gegenüberliegende zweite Seite (13) des Metallbands (2) zumindest plan oder konkav geformt ist, und dass in einem zweiten Schritt durch Schleifen der zweiten Seite (13) des Metallbands (2) der Verlauf der Banddicke (11) D in Richtung der Bandbreite (10) hin zu einem gleichförmigen Verlauf eines Werts der Banddicke (11) D verändert wird (D(x) = konstant).

2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Schritt die Querwölbung des Metallbands (2) mit einer konkav geformten zweiten Seite (13) des Metallbands (2) erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallband (2) vor dem Schleifen der zweiten Seite, insbesondere durch Verschweißen freier Enden des Endlosbandes oder durch eine schraubenförmige Schweißnaht, zu einem Endlosband geschlossen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Endlosband vor dem Schleifen zwischen zwei Rollen (15, 16) umlaufend angeordnet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Endlosband während des Schleifens relativ zu einer Bandschleifeinrichtung (17) bewegt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallband (2) nach dem Richten zu dem Endlosband geschlossen wird.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen