Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Rollformungs-Einrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von profilierten Schienen aus einem Metallband mittels Rollverformung. Bei dem vorliegenden Verfahren wird das Metallband durch mehrere aufeinanderfolgende, Walzenpaare aufweisende, Verformungsstationen hindurchgeführt und schrittweise in das herzustellende Profil umgeformt.
Derartige Verfahren zur Rollverformung von Metallbändern sind bereits bekannt und werden in grossem Umfange zur Herstellung von profilierten Schienen aus Aluminium- oder Stahlbändern verwendet. Eines der hierbei auftretenden Probleme besteht in der Notwendigkeit, die gewünschte Rollverformung in einer Vielzahl einzelner aufeinanderfolgender Schritte durchzuführen, da erfahrungsgemäss zwischen aufeinanderfolgenden Schritten nur eine relativ geringfügige Verformung des Metallbandes zulässig ist, weil andernfalls die längs der Aussenränder des Metallbandes auftretenden Zugspannungen die Elastizitätsgrenze des Bandmaterials überschreiten und bleibende Dehnungen oder Querrisse im Metallband auftreten, was natürlich unzulässig ist.
Wegen dieser allgemein bekannten Eigenschaft der Rollverformung müssen die bisher bekannten Rollformungs-Einrichtungen für die kontinuierliche Herstellung von profilierten Schienen eine sehr grosse Zahl hintereinander angeordneter Verformungsstationen besitzen und dementsprechend eine grosse Länge aufweisen. Für die Herstellung komplizierter profilierter Schienen sind beispielsweise Maschinen dieser Art mit 20-30 hintereinander angeordneten Verformungsstationen bekannt.
Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zu schaffen, bei welchem die am äusseren Rande des Metallbandes auftretenden Zugspannungen verringert sind, so dass für ein Metallband gleichen Materials die Zahl der erforderlichen Verformungsschritte gegenüber den bisher bekannten Verfahren vermindert ist.
Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass längs des einen ersten und einen zweiten Aussenrand aufweisenden Metallbandes für mindestens einige Verformungsschritte eine Leitlinie bestimmt wird, welche das Metallband in einen ersten und einen zweiten Bandbereich zwischen der Leitlinie und dem ersten bzw. zweiten Aussenrand unterteilt, dass ferner bei der Verformung des Metallbandes, auf dem Wege von der jeweils vorausgehenden zur nachfolgenden Verformungsstation, der erste Bandbereich um die Leitlinie im einen Drehsinn geschwenkt wird, und dass zur Verminderung der hierbei im ersten Aussenrand auftretenden Zugspannung gleichzeitig der zweite Bandbereich zwischen mindestens zwei aufeinanderfolgenden Verformungsstationen um die Leitlinie im entgegengesetzten Drehsinn auf den ersten Bandbereich hin bewegt wird.
Die Erfindung betrifft ferner eine Rollformungs-Einrichtung zur Durchführung des obengenannten Verfahrens, wobei eine Vielzahl aufeinanderfolgender Verformungsstationen mit jeweils einer Anzahl Walzenpaare zur schrittweisen Verformung des hindurchbewegten Metallbandes vorgesehen ist. Gekennzeichnet ist diese erfindungsgemässe Rollformungs-Einrichtung durch eine Ausrichtung der Walzenpaare der jeweils nachfolgenden Verformungsstation auf die Walzenpaare der vorausgehenden, vom Band zuerst durchlaufenen Verformungsstation längs einer zur Fortbewegungsrichtung des Metallbandes parallel verlaufenden Leitlinie, und durch das Vorhandensein je eines für den Durchlauf mindestens der beiden Randbereiche des Metallbandes vorgesehenen Spaltes zwischen je zwei zusammenwirkenden Walzen,
wobei mindestens in einer Verformungsstation die Spalte beidseits der Leitlinie je einen Winkel gegenüber der Anfangslage des Metallbandes aufweisen, die beide grösser sind als in der unmittelbar vorausgehenden Verformungsstation.
Die Erfindung ist nachstehend in einigen Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in schematischer perspektivischer Darstellung die Verformung eines ebenen Metallbandes zu einer rechtwinkligen Schiene zwecks Erläuterung der beim bisherigen Verformungsverfahren auftretenden Zugspannungen,
Fig. 2 die in Fig. 1 wiedergegebene Verformung durchgeführt nach dem erfindungsgemässen Verfahren zur Erläuterung der Verminderung der Zugsspannungen,
Fig. 3 und 4 zwei aufeinanderfolgende Verformungsstationen eines Ausführungsbeispiels für eine Rollformungs-Einrich tung zur Durchführung des Verfahrens, geeignet zur Herstellung einer hutförmigen, profilierten Schiene.
Die bei einer Rollverformung eines ebenen Metallbandes zu einer profilierten Schiene unvermeidbar auftretende Zugspannung am äusseren Rande des Metallbandes sei zunächst anhand der schematischen Darstellung von Fig. 1 erläutert, die sich auf die Verformung eines ebenen Metallbandes 10 in eine rechtwinklige Schiene 11 mit gleicher Schenkellänge bezieht.
Bei der Bewegung des Metallbandes 10 in Pfeilrichtung 12 von der Stelle A bis zur Stelle B bleibt hier der in Laufrichtung gesehen links von der Leitlinie 13 befindliche Bereich des Metallbandes 10 ungeändert, da sich der obere Schenkel der Winkelschiene 11 in gleicher Lage befindet wie der betreffende Bereich des Metallbandes 10. Dagegen führt der in Laufrichtung 12 gesehen rechts von der Leitlinie 13 befindliche Bereich des Metallbandes 10 eine Schwenkbewegung aus seiner ursprünglichen waagrechten Lage in die senkrechte Lage des nach abwärts gerichteten Schenkels der Winkelschiene 11 aus.
Hierbei bewegt sich der Punkt 14 am rechten äusseren Rande des Metallbandes 10 längs der Linie c bis zum Punkt 15 der Winkelschiene 11. Verglichen mit dem Abstand b zwischen den Stellen A und B besitzt die Linie c eine grössere Länge, was aber bedeutet, dass der rechte äussere Rand des Metallbandes 10 sich in Längsrichtung ausdehnen muss und unter der Wirkung einer entsprechenden Zugspannung steht.
Anhand der schematischen Fig. 1 kann der Längenunterschied zwischen der Verbindungslinie c der Punkte 14 und 15 einerseits und dem Abstand b der Stellen A und B anderseits abgeschätzt werden, da die Linie c die Hypotenuse des rechtwinkligen Dreiecks mit den Katheden d und e darstellt. Die Kathede e ist ihrerseits die Hypotenuse des angedeuteten rechtwinkligen Dreiecks mit den beiden Katheden t/2a, wenn mit a die Breite des Metallbandes 10 bezeichnet wird.
Beispielsweise würde sich bei der Verformung eines Metallbandes 10 von a = 10 cm Breite je nach dem Abstand b zwischen den Stellen A und B ein Längenunterschied zwischen den Linien c und b gemäss der nachstehenden Tabelle ergeben: Abstand b Verlängerung be
50 cm 4,95 mm oder ca. 1% 100 cm 2,49 mm oder ca. 0,25% 200 cm 1,25 mm oder ca. 0,07% 300 cm 0,84 mm oder ca. 0,03 %
Es ist offensichtlich, dass beispielsweise ein Aluminiumband von 10 cm Breite auf eine Länge von 50 cm keinesfalls um 5 mm gereckt werden kann, ohne dass Risse oder bleibende Verformungen auftreten.
Also muss bei einer Verformung gemäss der schematischen Fig. 1 der Abstand b zwischen Stellen A und B solange vergrössert werden, bis die Dehnung der Aussenkante des rechten Bereiches des Metallbandes 10 einen Wert annimmt, der innerhalb des Elastizitätsbereiches des betreffenden Bandmaterials liegt. Beispielsweise dürfte bei einem Abstand der Stellen A und B von 300 cm die dann erforderliche Dehnung von ungefähr 0,03 % bei einem geeigneten Bandmaterial zulässig sein. Dementsprechend müsste eine Verformungs-Einrichtung zur Herstellung der Winkelschiene 11 gemäss Fig. 1 eine entsprechende Länge besitzen und zwischen der Stelle A und B eine entsprechende Anzahl von Ver formungs-Stationen mit je einem Walzenpaar aufweisen. Gemäss dem vorliegenden Verfahren kann aber bei dem in Fig.
1 dargestellten Beispiel die Verformung des Metallbandes 10 in eine Winkelschiene 11 dadurch verbessert werden, dass wie in Fig. 2 schematisch wiedergegeben - bei der Verformung des Metallbandes 10 von der Stelle A zur Stelle B um die angenommene Leitlinie 13 sowohl der rechts von der Leitlinie 13 gelegene Bereich im einen Drehsinn geschwenkt wird, aber auch gleichzeitig der links von der Leitlinie 13 gelegene Bereich im entgegengesetzten Drehsinn auf den erstgenannten Bereich hinbewegt wird.
Der Punkt 14 des äusseren Randes des rechten Bereiches bewegt sich nunmehr längs der Linie f bis zum Punkt 15 und diese Linie f weist einen geringeren Längenunterschied zum Abstand b zwischen den Stellen A und B auf als die in Fig. 1 angegebene Linie c, weil der entsprechende Schenkel des Winkelprofils 11 nicht eine Drehung um 90 , sondern nur um 450 beschrieben hat. Die Verminderung des Längenunterschiedes dürfte etwa 50% betragen, was eine entsprechende Verminderung der Zugspannungen längs des Aussenrandes des rechten Bereiches des Metallbandes 10 ergibt.
Natürlich bleibt nunmehr, im Gegensatz zu der Verformung gemäss Fig. 1, der in Laufrichtung gesehen linke Bereich des Metallbandes 10 nicht mehr in seiner ursprünglichen Lage liegen, sondern erfährt eine Schwenkbewegung in entgegengesetztem Drehsinn wie die Schwenkbewegung des rechten Bereiches, so dass die Aussenkante längs der Linie g in Fig. 2 verläuft. Damit erfährt nunmehr auch der äussere Rand dieses linken Bereiches eine gleichartige Verlängerung wie derjenige des rechten Bereiches und es tritt dort eine entsprechende Zugspannung auf.
Durch das vorliegende Verfahren wird also bei einem bestimmten Verformungsschritt die am Aussenrand des eine Schwenkbewegung durchführenden Bandbereiches auftretende Zugspannung vermindert, indem ein Teil der Zugspannung nunmehr am Aussenrand des anderen Bereiches des Metallbandes zur Wirkung gebracht wird, der beim früheren Verfahren gänzlich unbelastet war. Diese Verminderung der maximal auftretenden Zugspannung durch Aufteilung auf die Aussenränder beider Bereiche des Metallbandes ermöglicht es, wenn ein Metallband aus einem Material bestimmter mechanischer Eigenschaften vorgegeben ist, den Abstand zwischen den Stellen A und B zu verringern, also die Zahl der erforderlichen Verformungsschritte zu vermindern.
Bei der kontinuierlichen Herstellung profilierter Schienen aus einem Metallband ist es vorteilhaft, die technische Regel gemäss dem vorliegenden Verfahren bei jedem der aufeinanderfolgenden Verformungsschritte anzuwenden. Wie die Erfahrung gezeigt hat, lässt sich hierdurch eine entscheidende Verminderung der insgesamt erforderlichen Anzahl von aufeinanderfolgenden Verformungsschritten erreichen.
Bei einer Verformungs-Einrichtung, die nach dem vorliegenden Verfahren arbeitet, muss bei wenigstens einigen der aufeinanderfolgenden Verformungsstationen mit jeweils einer Anzahl Walzenpaare zunächst eine zur Fortbewegungsrichtung des Metallbandes parallel verlaufende Leitlinie gewählt werden. Diese Leitlinie muss aber nicht bei allen Verformungsstationen an der gleichen Stelle verlaufen. Die einzelnen Walzenpaare sind in üblicher Weise derart geformt, dass zwischen je zwei zusammenwirkenden Walzen ein Spalt gebildet wird, der zum Durchlauf des Metallbandes vorgesehen ist.
Jene Spalte, die zum Durchlauf der Randbereiche des Metallbandes bestimmt sind, müssen eine solche Ausbildung erfahren, dass sie beidseits der gewählten Leitlinie jeweils Winkel gegenüber der Anfangslage des Metallbandes aufweisen, die mindestens in einer Verformungsstation beide grösser sind als in der unmittelbar vorausgehenden, vom Metallband zuerst durchlaufenen Verformungsstation. Zweckmässigerweise sollte diese Regel bei allen aufeinanderfolgenden Verformungsstationen berücksichtigt werden, damit die Zahl der insgesamt erforderlichen Verformungsstationen möglichst verringert wird. Jedoch können natürlich Fälle auftreten, bei denen die vorgesehene Verformung des Metallbandes eine Anwendung der genannten Regel nicht erforderlich machen.
Durch die Vergrösserung der beiden obengenannten Winkel wird erreicht, dass sich beim Durchlauf des Metallbandes durch die Spalte mindestens die beiden Randbereiche aufeinander zu bewegen, was eine Aufteilung der insgesamt durch die Verformung bedingten Zugspannungen auf die beiden Aussenränder des Metallbandes bewirkt.
In den Fig. 3 und 4 ist für zwei aufeinanderfolgende Verformungsstationen einer Verformungseinrichtung mit jeweils einer Anzahl Walzenpaare die Ausgestaltung der Spalte zwischen je zwei zusammenwirkenden Walzenpaaren dargestellt.
Zur besseren Erkennbarkeit des Spaltes ist jeweils der Querschnitt des durchlaufenden Metallstreifens eingezeichnet. Die herzustellende hutförmige profilierte Schiene besitzt einen rechten äusseren Schenkel 20 und 21, ein ebenes Dach 18 mit einem doppelwandigen Bereich 19 und einen linken Schenkel 22 und 23 mit einer Längsnut 16, 17. Die Verformungseinrichtung hat eine Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Verformungsstationen, bei denen jeweils die Regel gemäss dem vorliegenden Verfahren angewendet ist. Das Metallband befindet sich ursprünglich in horizontaler Lage. Die aufeinanderfolgenden Walzenpaare der Verformungsstationen gemäss Fig. 3 und Fig. 4 sind so aufeinander ausgerichtet, dass die Leitlinie an der Stelle 24 parallel zur Laufrichtung des Metallbandes verläuft.
Diese Leitlinie 24 fällt zusammen mit dem scharfen Knick zur Bildung des doppelwandigen Teils 19 des ebenen Daches der Schiene. In vorhergehenden Verformungsschritten wurde das Metallband in die aus Fig. 3 ersichtliche Form gebracht. Hierbei weist der für die rechten Schenkel 20, 21 der Schiene bestimmte Spalte einen Winkel 25 gegen die ursprüngliche horizontale Lage des Metallbandes auf und der für den linken Schenkel 22, 23 der Schiene vorgesehene Spalt einen Winkel 26.
Die zusammenwirkenden Walzen für den rechten Schenkel 20, 21 in der nachfolgenden Verformungsstation gemäss Fig. 4 sind dagegen derart zueinander angeordnet, dass der durch sie gebildete Spalt eine Schwenkung des rechten Schenkels 20, 21 um einen Winkel 27 gegen die ursprüngliche horizontale Lage des Metallbandes bewirkt, der grösser ist als der entsprechende Winkel 25 in der vorausgehenden Verformungsstation nach Fig. 3. Auch der Spalt für den linken Schenkel 22, 23 besitzt einen grösseren Winkel 28 gegen die horizontale Lage des Metallbandes als der entsprechende Winkel 26 in der Verformungsstation nach Fig. 3. Bei der in Fig.
3 und 4 wiedergegebenen Anordnung der Walzenpaare in aufeinanderfolgenden Verformungsstationen besitzen also die Spalte zur Formung der Randbereiche 20, 21 bzw. 22, 23 beidseits der Leitlinie 24 jeweils Winkel gegenüber der Anfangslage des Metallbandes, die in der nachfolgenden Verformungsstation beide grösser sind als in der vorausgehenden Verformungsstation.
Zur Durchführung der vorliegenden Regel für die Ausrichtung der Walzenpaare aufeinanderfolgender Verformungsstationen muss also beachtet werden, dass bei jedem Verformungsschritt, der eine Schwenkbewegung des einen Randbereiches des Metallbandes zur Folge hat, eine entsprechend auf diesen Randbereich hin gerichtete gleichzeitige Schwenkbewegung des anderen Randbereiches der herzustellenden Schiene stattfindet. Werden die Spalte für die beidseits der Leitlinie gelegenen Bandbereiche, und insbesondere die den Randbezirken dieser Bandbereiche zugeordneten Spalte, gemäss der genannten Regel ausgebildet, so erfolgt beim Betrieb einer derartigen Rollformungs-Einrichtung jeweils zwischen aufeinanderfolgenden Verformungsstationen eine Aufteilung der Randzugspannung auf die beiden Aussenränder des Metall bandes bzw. der herzustellenden Schiene.
Beispielsweise ist es auf diese Weise möglich, die Formung der Schiene bis zur Verformungsstation gemäss Fig. 3 in sieben bis acht vorausgehenden Verformungsstationen durchzuführen, deren Abstände jeweils ungefähr 50-60 cm betragen. Eine Rollformungs-Einrichtung, die nach den obengenannten Gesichtspunkten aufgebaut ist, besitzt also eine wesentlich geringere Länge und weist weniger als die Hälfte der üblicherweise erforderlichen Verformungsstationen auf.
PATENTANSPRUCH I
Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung profilierter Schienen aus einem Metallband durch Rollverformung, wobei das Metallband durch Walzenpaare mehrerer aufeinanderfolgender Verformungsstationen hindurchgeführt und schrittweise in das herzustellende Profil umgeformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass längs des einen ersten und einen zweiten Aussenrand aufweisenden Metallbandes für mindestens einige Verformungsschritte eine Leitlinie bestimmt wird, welche das Metallband in einen ersten und einen zweiten Bandbereich zwischen der Leitlinie und dem ersten bzw.
zweiten Aussenrand unterteilt, dass ferner bei der Verformung des Metallbandes, auf dem Wege von der jeweils vorausgehenden zur nachfolgenden Verformungsstation, der erste Bandbereich um die Leitlinie im einen Drehsinn geschwenkt wird, und dass zur Verminderung der hierbei im ersten Aussenrand auftretenden Zugspannung gleichzeitig der zweite Bandbereich zwischen mindestens zwei aufeinanderfolgenden Verformungsstationen um die Leitlinie im entgegengesetzten Drehsinn auf den ersten Bandbereich hin bewegt wird.
PATENTANSPRUCH II
Rollformungs-Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss Patentanspruch I, wobei eine Vielzahl aufeinanderfolgender Verformungsstationen mit je einer Anzahl Walzenpaare zur schrittweisen Verformung des hindurchbewegten Metallbandes vorgesehen ist, gekennzeichnet durch eine Ausrichtung der Walzenpaare der jeweils nachfolgenden Verformungsstation auf die Walzenpaare der vorausgehenden, vom Band zuerst durchlaufenen Verformungsstation längs einer zur Fortbewegungsrichtung des Metallbandes parallel verlaufenden Leitlinie, und durch das Vorhandensein je eines für den Durchlauf mindestens der beiden Randbereiche des Metallbandes vorgesehenen Spaltes zwischen je zwei zusammenwirkenden Walzen, wobei wenigstens in einer Verformungsstation die Spalte beidseits der Leitlinie jeweils Winkel gegenüber der Anfangslage des Metallbandes aufweisen,
die grösser sind als in der unmittelbar vorausgehenden Verformungsstation.
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The present invention relates to a method and a roll forming device for the continuous production of profiled rails from a metal strip by means of roll forming. In the present method, the metal strip is passed through a plurality of successive forming stations having pairs of rollers and is formed step by step into the profile to be produced.
Such methods for the roll forming of metal strips are already known and are used to a large extent for the production of profiled rails from aluminum or steel strips. One of the problems that arises here is the need to carry out the desired rolling deformation in a large number of individual successive steps, since experience has shown that only a relatively slight deformation of the metal band is permitted between successive steps, because otherwise the tensile stresses occurring along the outer edges of the metal band would reduce the elastic limit of the band material and permanent stretching or transverse cracks occur in the metal strip, which of course is not permitted.
Because of this generally known property of roll forming, the previously known roll forming devices for the continuous production of profiled rails have to have a very large number of deformation stations arranged one behind the other and accordingly have to be of great length. For example, machines of this type with 20-30 deformation stations arranged one behind the other are known for the production of complex profiled rails.
The present invention has set itself the task of creating a method in which the tensile stresses occurring at the outer edge of the metal strip are reduced so that the number of required deformation steps is reduced compared to the previously known methods for a metal strip of the same material.
The method is characterized in that along the metal strip having a first and a second outer edge, a guideline is determined for at least some deformation steps, which divides the metal strip into a first and a second strip area between the guideline and the first or second outer edge During the deformation of the metal band, on the way from the preceding to the following deformation station, the first band area is pivoted around the guide line in one direction of rotation, and that in order to reduce the tensile stress occurring in the first outer edge at the same time, the second band area between at least two successive deformation stations the guideline is moved in the opposite direction of rotation towards the first band area.
The invention also relates to a roll forming device for carrying out the above-mentioned method, a plurality of successive forming stations, each with a number of roller pairs, being provided for the step-by-step deformation of the metal strip moved through. This roll-forming device according to the invention is characterized by an alignment of the roller pairs of the respective subsequent forming station with the roller pairs of the preceding forming station first traversed by the strip along a guide line running parallel to the direction of movement of the metal strip, and by the presence of one each for the passage of at least the two edge areas the metal strip provided gap between two interacting rollers,
wherein at least in one deformation station the gaps on both sides of the guideline each have an angle with respect to the initial position of the metal strip, both of which are larger than in the immediately preceding deformation station.
The invention is explained in more detail below in some exemplary embodiments with reference to the drawing. Show it:
1 shows a schematic perspective illustration of the deformation of a flat metal strip to form a right-angled rail for the purpose of explaining the tensile stresses that have occurred in the previous deformation process,
FIG. 2 shows the deformation shown in FIG. 1 carried out according to the method according to the invention to explain the reduction in tensile stresses,
3 and 4 two successive deformation stations of an embodiment for a roll forming device for performing the method, suitable for producing a hat-shaped, profiled rail.
The tensile stress that inevitably occurs when a flat metal strip is rolled into a profiled rail at the outer edge of the metal strip is first explained with the aid of the schematic representation of FIG. 1, which relates to the deformation of a flat metal strip 10 into a right-angled rail 11 with the same leg length.
When the metal strip 10 moves in the direction of arrow 12 from point A to point B, the area of the metal strip 10 located to the left of the guideline 13 in the running direction remains unchanged because the upper leg of the angle rail 11 is in the same position as the relevant one Area of the metal strip 10, on the other hand, the area of the metal strip 10 to the right of the guide line 13 as seen in the running direction 12 executes a pivoting movement from its original horizontal position into the vertical position of the downwardly directed leg of the angle rail 11.
Here, the point 14 on the right outer edge of the metal strip 10 moves along the line c to the point 15 of the angle rail 11. Compared to the distance b between the points A and B, the line c has a greater length, but this means that the right outer edge of the metal strip 10 must expand in the longitudinal direction and is under the effect of a corresponding tensile stress.
The difference in length between the connecting line c of points 14 and 15 on the one hand and the distance b of points A and B on the other hand can be estimated using the schematic FIG. 1, since line c represents the hypotenuse of the right triangle with cathodes d and e. The cathode e in turn is the hypotenuse of the indicated right-angled triangle with the two cathodes t / 2a, when the width of the metal strip 10 is denoted by a.
For example, when a metal strip 10 of a = 10 cm width is deformed, depending on the distance b between points A and B, there would be a difference in length between lines c and b according to the table below: distance b extension be
50 cm 4.95 mm or approx. 1% 100 cm 2.49 mm or approx. 0.25% 200 cm 1.25 mm or approx. 0.07% 300 cm 0.84 mm or approx. 0.03%
It is obvious that, for example, an aluminum strip 10 cm wide can in no way be stretched by 5 mm over a length of 50 cm without cracks or permanent deformations occurring.
Thus, with a deformation according to the schematic Fig. 1, the distance b between points A and B must be increased until the expansion of the outer edge of the right-hand area of the metal strip 10 assumes a value that is within the elasticity range of the strip material in question. For example, with a distance between points A and B of 300 cm, the then required elongation of approximately 0.03% should be permissible with a suitable strip material. Accordingly, a deformation device for producing the angle rail 11 according to FIG. 1 would have to have a corresponding length and between points A and B would have to have a corresponding number of deformation stations, each with a pair of rollers. According to the present method, however, in the case of the one shown in Fig.
1, the deformation of the metal strip 10 into an angle rail 11 can be improved in that, as shown schematically in FIG. 2, when the metal strip 10 is deformed from point A to point B around the assumed guideline 13 and the one to the right of guideline 13 located area is pivoted in one direction of rotation, but at the same time the area located to the left of the guideline 13 is moved in the opposite direction of rotation towards the first-mentioned area.
The point 14 of the outer edge of the right area now moves along the line f to the point 15 and this line f has a smaller difference in length to the distance b between the points A and B than the line c indicated in Fig. 1, because the corresponding leg of the angle profile 11 has not described a rotation by 90, but only by 450. The reduction in the difference in length should be around 50%, which results in a corresponding reduction in the tensile stresses along the outer edge of the right-hand area of the metal strip 10.
Of course, in contrast to the deformation according to FIG. 1, the left area of the metal strip 10 seen in the running direction no longer remains in its original position, but experiences a pivoting movement in the opposite direction of rotation as the pivoting movement of the right area, so that the outer edge is longitudinal the line g in FIG. The outer edge of this left-hand area thus also experiences an elongation of the same type as that of the right-hand area, and a corresponding tensile stress occurs there.
With the present method, the tensile stress occurring at the outer edge of the band area performing a pivoting movement is reduced in a certain deformation step, in that part of the tensile stress is now brought into effect on the outer edge of the other area of the metal band, which was completely unloaded in the previous method. This reduction in the maximum tensile stress that occurs by dividing it over the outer edges of both areas of the metal strip makes it possible, if a metal strip is made of a material with certain mechanical properties, to reduce the distance between points A and B, i.e. to reduce the number of deformation steps required.
In the continuous production of profiled rails from a metal strip, it is advantageous to apply the technical rule according to the present method for each of the successive deformation steps. As experience has shown, this enables a decisive reduction in the total number of successive deformation steps required.
In a deformation device that works according to the present method, a guideline running parallel to the direction of movement of the metal strip must first be selected for at least some of the successive deformation stations, each with a number of roller pairs. However, this guideline does not have to run in the same place at all deformation stations. The individual roller pairs are shaped in the usual way in such a way that a gap is formed between each two interacting rollers, which gap is provided for the metal strip to pass through.
Those gaps that are intended to run through the edge areas of the metal strip must be designed in such a way that they have angles on both sides of the chosen guideline in relation to the starting position of the metal strip, which at least in one deformation station are both larger than in the immediately preceding metal strip first traversed forming station. This rule should expediently be taken into account for all successive deformation stations so that the number of deformation stations required is reduced as far as possible. However, cases can of course arise in which the intended deformation of the metal strip does not make it necessary to apply the rule mentioned.
The enlargement of the two angles mentioned above means that at least the two edge areas move towards each other as the metal strip passes through the gaps, which distributes the tensile stresses caused overall by the deformation on the two outer edges of the metal strip.
In FIGS. 3 and 4, the configuration of the gaps between two cooperating pairs of rollers is shown for two successive deformation stations of a deformation device, each with a number of roller pairs.
To make the gap easier to see, the cross-section of the metal strip running through is shown. The hat-shaped profiled rail to be produced has a right outer leg 20 and 21, a flat roof 18 with a double-walled area 19 and a left leg 22 and 23 with a longitudinal groove 16, 17. The deformation device has a plurality of successive deformation stations, each of which has the Rule is applied in accordance with the present procedure. The metal band is originally in a horizontal position. The successive roller pairs of the forming stations according to FIGS. 3 and 4 are aligned with one another in such a way that the guideline at point 24 runs parallel to the running direction of the metal strip.
This guideline 24 coincides with the sharp bend to form the double-walled part 19 of the flat roof of the rail. In previous deformation steps, the metal strip was brought into the shape shown in FIG. 3. Here, the gap intended for the right legs 20, 21 of the rail has an angle 25 with respect to the original horizontal position of the metal strip, and the gap provided for the left leg 22, 23 of the rail has an angle 26.
The interacting rollers for the right leg 20, 21 in the subsequent deformation station according to FIG. 4, however, are arranged in such a way that the gap formed by them causes the right leg 20, 21 to pivot by an angle 27 against the original horizontal position of the metal strip , which is larger than the corresponding angle 25 in the previous deformation station according to Fig. 3. The gap for the left leg 22, 23 also has a larger angle 28 against the horizontal position of the metal strip than the corresponding angle 26 in the deformation station according to Fig. 3. With the in Fig.
3 and 4, the arrangement of the roller pairs in successive deformation stations, the gaps for forming the edge areas 20, 21 and 22, 23 on both sides of the guideline 24 each have angles with respect to the starting position of the metal strip, which are both larger in the subsequent deformation station than in the preceding one Deformation station.
In order to implement the present rule for the alignment of the roller pairs of successive deformation stations, it must be ensured that for each deformation step that results in a pivoting movement of one edge area of the metal strip, a simultaneous pivoting movement of the other edge area of the rail to be produced, correspondingly directed towards this edge area, takes place . If the gaps for the strip areas on both sides of the guideline, and in particular the gaps assigned to the edge areas of these strip areas, are formed according to the rule mentioned, then when such a roll-forming device is operated, the edge tensile stress is divided between successive deformation stations between the two outer edges of the metal tape or the rail to be produced.
For example, it is possible in this way to shape the rail up to the shaping station according to FIG. 3 in seven to eight preceding shaping stations, the distances between each being approximately 50-60 cm. A roll forming device, which is constructed according to the above-mentioned aspects, thus has a significantly shorter length and has less than half of the deformation stations usually required.
PATENT CLAIM I
Process for the continuous production of profiled rails from a metal strip by roll forming, the metal strip being passed through pairs of rollers of several successive forming stations and being formed step by step into the profile to be produced, characterized in that a guideline for at least some forming steps is provided along the metal strip having a first and a second outer edge it is determined which the metal band is in a first and a second band area between the guideline and the first or
divided into the second outer edge, furthermore that when the metal strip is deformed, on the way from the respective preceding to the following deformation station, the first band area is pivoted around the guide line in one direction of rotation, and that the second band area simultaneously to reduce the tensile stress occurring in the first outer edge is moved between at least two successive deformation stations around the guide line in the opposite direction of rotation towards the first band area.
PATENT CLAIM II
Roll forming device for carrying out the method according to claim 1, wherein a plurality of successive forming stations each with a number of roller pairs is provided for the step-by-step deformation of the metal strip moved through, characterized by an alignment of the roller pairs of the respective subsequent forming station with the roller pairs of the preceding one which the strip passes through first Deformation station along a guideline running parallel to the direction of movement of the metal strip, and through the presence of a gap between each two interacting rollers provided for the passage of at least the two edge areas of the metal strip, the gaps on both sides of the guideline being at an angle to the starting position of the at least one deformation station Have metal band,
which are larger than in the immediately preceding deformation station.
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