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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Walzvorrichtung mit Einspannmitteln zum Greifen eines Stahlstreifens.
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Als ein Verfahren zum Bilden eines Teils einer Stahlplatte zu einem dünnwandigen Abschnitt sind allgemein bekannt ein Verfahren umfassend den Schritt des Zusammenschweißens einer Mehrzahl von Platten unterschiedlicher Dicke sowie ein Verfahren, welches ein Walzen einsetzt.
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Die 15A und 15B veranschaulichen hierbei ein Verfahren zum Bilden eines Teils einer Stahlplatte zu einem dünnwandigen Abschnitt durch Schweißen.
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In 15A ist eine Stahlplatte 120 veränderlicher Dicke mit einem dünnwandigen Abschnitt gezeigt, die hergestellt ist durch Überlagern von Endabschnitten einer Seite von Dickplattenmaterialien 122, 123 um jeweilige Breiten t1 und t2 an jeweiligen Seitenendabschnitten eines Dünnplattenmaterials 121 und Punktschweißen des Dünnplattenmaterials 121 und der Dickplattenmaterialien 122, 123 zusammen.
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In 15B ist eine ähnliche Stahlplatte veränderlicher Dicke gezeigt, die hergestellt ist durch Überlagern von Dickplattenmaterialien 122 und 123 an einem Dünnplattenmaterial 121 und Laserschweißen derselben zusammen. Die Dickplattenmaterialien 122 und 123 besitzen jeweilige Winkel β und θ an jeweiligen Endflächen derselben. Die Bildung der Winkel β und θ ist beabsichtigt, um übermäßige Dickplattenmaterialien zu vermindern, um eine Gewichtseinsparung der beabsichtigten Platte zustande zu bringen.
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Das Punktschweißen, wie in 15A veranschaulicht, bringt jedoch Probleme wie Vergrößerungen der Anzahl von Teilen und Prozessschritten und eine Verringerung der Festigkeit mit sich. Außerdem führt ein Überlagern der Breiten t1 und t2 des Dünnplattenmaterials 121 zu einer Vergrößerung des Gesamtgewichts der Plattenmaterialien 120 veränderlicher Dicke durch das Gewicht des überlagerten Abschnitts.
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Andererseits bringt das Laserschweißen, wie in 15B veranschaulicht, Probleme mit sich wie eine in den Fugen der zwei verschiedenen Plattenmaterialien erforderliche Genauigkeit und Präzision, eine Vergrößerung der Schweißvorrichtungskosten und eine Verschlechterung der Gestaltungseigenschaften der Schweißabschnitte.
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Zu diesem Zweck wurde eine Vorrichtung zum Herstellen einer Platte veränderlicher Dicke ohne den Einsatz eines Schweißens vorgeschlagen, beispielsweise in der
japanischen Patentoffenlegungsveröffentlichung Nr. SHO-59-189004 mit dem Titel ”VERFAHREN ZUM HERSTELLEN EINER PLATTE VERÄNDERLICHER DICKE SOWIE WALZWERK HIERFÜR”. Das Walzwerk für die Herstellung einer Platte veränderlicher Dicke stellt eine derartige Platte her, indem ermöglicht wird, dass eine Oberseitenarbeitswalze und eine Unterseitenarbeitswalze unabhängig voneinander angetrieben und gesteuert werden, wobei die Unterseitenarbeitswalze in einer Richtung entgegengesetzt der Antriebsrichtung der Oberseitenarbeitswalze angetrieben wird, und somit eine Platte walzgeformt wird.
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Allerdings, da bei dem darin offenbarten Walzwerk die Oberseitenarbeitswalze und die Unterseitenarbeitswalze unabhängig voneinander angetrieben und gesteuert werden, wird die Steuerung allgemein, wie die Steuerung für eine Walzbelastung, Walzgeschwindigkeit, Plattendicke und dergleichen verkompliziert, und dies führt zu Erhöhungen der Installationskosten desselben, wodurch die Herstellungskosten der Platte veränderlicher Dicke erhöht werden.
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Aus der
WO 00/69582 A1 ist eine Walzvorrichtung zum absatzweisen Walzen von einem beidseits einer Walzvorrichtung eingespanntem Walzgut bekannt.
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Aus der
DE 17 52 615 A ist eine Walzvorrichtung mit senkrecht zur Walzrichtung und senkrecht zur Arbeitswalzenachse drehbar gelagerten Walzgerüst bekannt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Walzvorrichtung bereitzustellen, die dazu geeignet ist, ohne den Einsatz einer fortgeschrittenen Technik eine veränderliche Plattendicke zu erzeugen.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Walzvorrichtung bereitgestellt, umfassend: Einspannmittel zum Greifen eines Stahlstreifens, wobei die Einspannmittel in einer Richtung eines Transfers des Stahlstreifens voneinander beabstandet angeordnet sind; Spannungsübertragungsmittel zum Bewegen wenigstens eines der Einspannmittel in einer Spannungsrichtung, um eine vorbestimmte Spannung auf den durch die Einspannmittel gegriffenen Stahlstreifen auszuüben; einen Wandertisch zum hin und her Bewegen der Einspannmittel und der Spannungsübertragungsmittel im Einklang längs des Stahlstreifens; und Walzmittel zum Niederdrücken, mit oberen und unteren Arbeitswalzen, des Stahlstreifens, der durch die an dem Wandertisch angeordneten Einspannmittel zu greifen ist.
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Bei der oben erwähnten Walzvorrichtung wird der Stahlstreifen durch die in einer Richtung einer Beförderung des Streifens beabstandeten Einspannmittel gegriffen. Die Einspannmittel werden durch die Spannungsübertragungsmittel bewegt. Während eine Spannung auf den Stahlstreifen ausgeübt wird, wird ein dünnwandiger Abschnitt an einem Teil des Stahlstreifens gebildet. Die Spannung, wenn auf den dünnwandigen Abschnitt ausgeübt, erleichtert eine Bildung des dünnwandigen Abschnitts mit einer Arbeitswalze (Walzwalze). Demzufolge wird für die Walzmittel ein hoher Grad an Steuerung nicht benötigt. Außerdem wird durch das hin und her Bewegen des Streifens in einer Beförderungsrichtung ein dünnwandiger Abschnitt an einem Teil des Stahlstreifens gebildet.
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In einer bevorzugten Form ist die Walzvorrichtung ferner mit einer Drehplatte zum drehbaren Lagern der Walzmittel ausgestattet. Durch Betätigen der Drehplatte werden die Achsen der oberen und unteren Arbeitswalzen nicht-orthogonal zu der Längsrichtung des Stahlstreifens gesetzt, wodurch es ermöglicht wird, dass der dünnwandige Abschnitt in einer trapezförmigen Form gebildet wird. Ebenfalls ist es ermöglicht, die Grenzlinie zwischen dem dünnwandigen Abschnitt und dem dickwandigen Abschnitt mit einem gewünschten Winkel zu bilden und auch lediglich einen Abschnitt zu schaffen, der die Festigkeit des dickwandigen Abschnitts erfordert.
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Es ist bevorzugt, ein Heizmittel zum Erwärmen des Stahlstreifens sowohl auf der stromaufwärtigen Seite als auch der stromabwärtigen Seite wenigstens eines der oberen und unteren Walzmittel vorzusehen, da eine Walzbearbeitung des Stahlstreifens durch ein Erwärmen mit dem Heizmittel erleichtert wird und die Walzzeit verkürzt werden kann.
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Mehrere bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unten im Detail, lediglich beispielhaft, mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
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1 eine Draufsicht ist, die eine Stahlstreifen-Herstellungslinie zeigt, die mit einer Walzvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist;
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2 eine Seitenfrontansicht von 1 ist;
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3 eine perspektivische Ansicht ist, die die Spannungsvorrichtung zeigt, wie diese in 2 veranschaulicht ist;
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4 eine perspektivische Ansicht ist, die das Walzmittel zeigt, wie dieses in 2 veranschaulicht ist;
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5A bis 5D schematische Ansichten sind, die die Art und Weise einer Bildung eines dünnwandigen Abschnitts veranschaulichen, der eine vorbestimmte Breite orthogonal zu der Länge des Stahlstreifens besitzt, unter Verwendung der Walzvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
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6 eine perspektivische Ansicht ist, die ein Blockmaterial zeigt, das einen dünnwandigen Abschnitt besitzt, der durch Verwendung der Walzvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform gebildet ist;
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7 eine Draufsicht ist, die eine Stahlstreifen-Herstellungslinie zeigt, die eine Walzvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist;
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8 eine Seitenfrontansicht von 7 ist;
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9 eine perspektivische Ansicht ist, die eine Walzeinheit zeigt, in der ein in 8 gezeigtes Walzmittel mittels einer Drehplatte angebracht ist;
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10A bis 10G schematische Ansichten sind, die eine Art und Weise einer Bildung eines dünnwandigen Abschnitts in der Form eines Trapezes an dem Stahlstreifen unter Verwendung der Walzvorrichtung gemäß den zweiten Ausführungsformen veranschaulichen, die in 9 gezeigt sind;
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11 eine Draufsicht ist, die eine Stahlstreifen-Herstellungslinie zeigt, die eine Walzvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist;
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12 eine Seitenfrontansicht von 11 ist;
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13A bis 13C schematische Ansichten sind, die eine Art und Weise einer Bildung eines dünnwandigen Abschnitts in der Form eines Trapezes an dem Stahlstreifen unter Verwendung der Walzvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulichen;
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14 eine schematische Ansicht ist, die eine Walzvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, wobei die Vorrichtung zum Bilden eines dünnwandigen Abschnitts in der Form eines Trapezes an einem diskontinuierlichen Stahlstreifen einer gegebenen Größe bestimmt ist; und
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15A und 15B schematische Ansichten sind, die ein herkömmliches Verfahren zum Bilden eines dünnwandigen Abschnitts an einem Plattenmaterial durch Bonden einer Mehrzahl von Plattenmaterialien durch Punkt- oder Laser-Zusammenschweißen zeigen.
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Die folgende Beschreibung ist lediglich von beispielhafter Art und soll die Erfindung, deren Anwendung oder Verwendungen in keiner Weise einschränken.
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Die 1 bis 7 veranschaulichen eine Walzvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie es in den 1 und 2 gezeigt ist, umfasst eine Stahlstreifen-Herstellungslinie eine Zufuhrtrommel 11, einen Führungsabschnitt 12, eine Umführungsvorrichtung 13, eine Walzvorrichtung 14 und eine Schneidemaschine 15, die in dieser Reihenfolge seriell angeordnet sind, um einen Stahlstreifen von der stromaufwärtigen Seite zur stromabwärtigen Seite herauszulassen. Die Bezugszahlen 16, 17 und 18 bezeichnen Rollenförderer. 21, 22 und 23 bezeichnen ein Steuerpult, eine Hydraulikeinheit bzw. eine Steuertafel.
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Die Zufuhrtrommel 11 wickelt einen kontinuierlichen Stahlstreifen ab und gibt denselben zu der stromabwärtigen Seite hin aus. Der Führungsabschnitt 12 führt den von der Zufuhrtrommel 11 ausgelassenen Stahlstreifen hin zu der Walzvorrichtung 14. Die Umführungsvorrichtung 13 absorbiert den Durchhang des Stahlstreifens, wenn der Stahlstreifen in dem Fall der Bildung eines dünnwandigen Abschnitts oder eines Abschnitts mit reduzierter Dicke an dem Stahlstreifen mit der Walzvorrichtung 14 zu der stromaufwärtigen Seite bewegt wird. Die Schneidemaschine 15 schneidet den Stahlstreifen ab, an welchem ein dünnwandiger Abschnitt mit der Walzvorrichtung 14 gebildet wird. Die Walzvorrichtung 14 ist mit einer Spannungsvorrichtung 30 und einem Walzmittel 60 ausgestattet.
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3 ist eine perspektivische Ansicht der Spannungsvorrichtung 30. Die Spannungsvorrichtung 30 umfasst ein linkes Einspannmittel 32, ein rechtes Einspannmittel 33 und Spannungsübertragungsmittel 34, 35, die an einem Wandertisch 31 angeordnet sind. Der Wandertisch 31 besitzt eine Y-Achsen-Bewegungsbasis 38, die über eine erste Führung 37 an einer Basis 36 angebracht ist.
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Das linke Einspannmittel 32 umfasst ein auf einer linken Seite der Y-Achsen-Bewegungsbasis 38 vorgesehenes Gehäuse 41. Ein Aufwärtsdruckabschnitt 42 ist vertikal bewegbar an einem mittleren Teil des Gehäuses 41 über eine Führung angebracht. Ein Abwärtsdruckabschnitt 43 ist in gegenüberliegender Beziehung zu dem Aufwärtsdruckabschnitt 42 angebracht. An einem oberen Teil des Gehäuses 41 ist ein Paar von Hydraulikzylindern 44, 44 vorgesehen. Eine Stange 45 des Hydraulikzylinders 44 ist an dem Aufwärtsdruckabschnitt 42 für ein hydraulisches Drücken des Aufwärtsdruckabschnitts 42 gegen den Abwärtsdruckabschnitt 43 angebracht.
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Das rechte Einspannmittel 33 weist ein Gehäuse 47 auf, das über eine zweite Führung 46 auf einer rechten Seite der Y-Achsen-Bewegungsbasis 38 angebracht ist. Ähnlich dem linken Einspannmittel 32 sind ein Aufwärtsdruckabschnitt 42, ein Abwärtsdruckabschnitt 43 sowie ein Paar von hydraulischen Zylindern 44, 44 an dem Gehäuse 47 vorgesehen. Die Bezugszahl 48 bezeichnet einen Positionsdetektor für die linke Einspannung. Die Bezugszahl 49 bezeichnet einen Positionsdetektor für die rechte Einspannung. Die Positionsdetektoren 48, 49 für die linke und rechte Einspannung können eine Linear-Kodiereinrichtung oder ein Linear-Positionssensor sein.
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Das Spannungsübertragungsmittel 34 umfasst den hydraulischen Zylinder 51. Ein Anbringungsabschnitt 52 ist an der Basis 36 angebracht und eine Stange 53 ist an der Y-Achsen-Bewegungsbasis 38 angebracht.
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Das Spannungsübertragungsmittel 35 umfasst den hydraulischen Zylinder 55. Ein Anbringungsabschnitt 56 ist an der Y-Achsen-Bewegungsbasis 38 angebracht und eine Stange 57 ist an dem rechten Einspannmittel 33 angebracht.
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4 ist eine perspektivische Ansicht, die das in 2 veranschaulichte Walzmittel 60 zeigt. Das Walzmittel 60, welches ein Einfach-Walzwerk mit sechs Walzen umfasst, erlaubt es Lagergehäusen 63, 63, sich vertikal bewegbar über dritte Führungen 62, 62 (vorderseitige der Klarheit halber nicht gezeigt) in einen Bock 61 einzufügen. Die Lagergehäuse 63, 63 erlauben einer Arbeitswalze 64 und Stützwalzen 65, 65, sich über ein nicht gezeigtes Lager darin einzufügen. Der Bock 61 erlaubt einer Arbeitswalze 66 und Stützwalzen 67, 67, sich darin symmetrisch bezüglich dieser Walzen 64, 65, 65 über ein nicht gezeigtes Lager einzufügen. Der Bock 61 ist an der oberen Seite mit Druck-Hydraulikzylindern 68, 68 versehen. Stangen der Druck-Hydraulikzylinder 68, 68 sind an den Lagergehäusen 63, 63 angebracht. Die Arbeitswalzen 64, 66 sind in Antriebsabschnitte 69, 69 eingefügt. Die Bezugszahlen 71, 72 und 73 bezeichnen einen Arbeitswalzenpositionsdetektor, einen linken Einspannungsbeweglichkeitsgrenzdetektor bzw. einen rechten Einspannungsbeweglichkeitsgrenzdetektor. 74, 74 bezeichnen Heizmittel.
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Der Arbeitswalzenpositionsdetektor 71 kann eine Linear-Kodiereinrichtung oder ein Linear-Positionssensor sein. Der linke Einspannungsbeweglichkeitsgrenzdetektor 72 und der rechte Einspannungsbeweglichkeitsgrenzdetektor 73 können ein Endschalter sein. Das Heizmittel 74 kann eine Wärmequelle (Heizer) sein, die ein Heizen mit elektromagnetischer Induktion (Induktionsheizen) einsetzt, und ist auf den linken und rechten Seiten der Arbeitswalzen 64, 66 installiert (siehe 5D).
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Als nächstes wird eine Betriebsweise der Walzvorrichtung 14 gemäß der ersten Ausführungsform mit Bezug auf die 5A bis 5D diskutiert.
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Wie es in 5A gezeigt ist, wird ein Stahlstreifen 81 durch die Walzvorrichtung 14 geführt. Eine Vorschubbewegung (in einer Richtung des Pfeils ➀) der Stange 53 des Hydraulikzylinders 51 bewirkt, dass das linke Einspannmittel 32 eine vorbestimmte Position erreicht. Hierbei wird das linke Einspannmittel 32 durch den linken Einspannungsbeweglichkeitsgrenzdetektor 72 vor einem Auflaufen bewahrt.
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Wenn die Hydraulikzylinder 44, 44 (Stangen) der linken und rechten Einspannmittel 32, 33 zurückziehen (in Richtungen der Pfeile ➁, ➁), geht der Aufwärtsdruckabschnitt 42 abwärts. Andererseits, wenn die Stange eines abwärts-drückenden Hydraulikzylinders 68 für das Walzmittel 60 zurückzieht, gehen die Arbeitswalze 64 und die Stützwalzen 65, 65 zusammen mit dem Lagergehäuse 63 abwärts.
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Nachdem der Stahlstreifen 81 durch die Walzvorrichtung 14 hin zu dem linken Einspannmittel 32 in einer Richtung des Pfeils ➂ geführt wurde, wird bewirkt, dass der Aufwärtsdruckabschnitt 42 des linken Einspannmittels 32 abwärts geht, so dass dieser einen dickwandigen Abschnitt 82 des Stahlstreifens 81 greift. Als nächstes wird der Hydraulikzylinder 68 betätigt, um die Arbeitswalze 64 und die Stützwalzen 65, 65 gegen den Stahlstreifen 81 abwärts zu drücken. Die Position, zu der die Arbeitswalze 64 abwärts gedrückt wird, wird durch den Arbeitswalzenpositionsdetektor 71 erfasst.
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In 5B wird ein dünnwandiger Abschnitt 83 gebildet durch Antreiben und Drehen der Arbeitswalze 64 mit einer vorbestimmten Walzgeschwindigkeit. Gleichzeitig wird, durch Bewegen des linken Einspannmittels 32 in Richtung der Spannungsrichtung (Richtung des Pfeils ➃), ein dünnwandiger Abschnitt 83 gebildet, während eine gegebene Spannung t auf den Stahlstreifen 81 übertragen wird. Das linke Einspannmittel 32 wird beim Erreichen einer vorbestimmten Position gestoppt.
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Nachfolgend wird, zum Umkehren der Richtung der Drehung des Walzmittels 60, das rechte Einspannmittel 33 in die Nachbarschaft des Walzmittels 60 gebracht. Der Aufwärtsdruckabschnitt 42 wird durch den Hydraulikzylinder 44 an dem rechten Einspannmittel 33 derart abwärts gehen gelassen, dass dieser den dickwandigen Abschnitt 82 des Stahlstreifens 81 greift, woraufhin die Position des rechten Einspannmittels 33 durch den rechten Einspannungsbewegbarkeitsgrenzdetektor 73 erfasst wird.
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In 5C wird die Arbeitswalze 64 des Walzmittels 60 in der umgekehrten Richtung gedreht, um den dünnwandigen Abschnitt 83 dünner zu machen. Hierbei wird die Arbeitswalze 64 durch den Hydraulikzylinder 68 weiter abwärts gedrückt, um den Walzabstand einzustellen. Gleichzeitig wird die Y-Achsen-Bewegungsbasis 38 durch den Hydraulikzylinder 51 in Richtung stromaufwärts umgekehrt bewegt. Wenn der Stahlstreifen 81 durch die umgekehrte Bewegung zu der stromaufwärtigen Seite bewegt wird, wird die einen Durchhang des Stahlstreifens 81 bewirkende Bewegungsquantität durch die Umführungsvorrichtung 13 (siehe 2) absorbiert.
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Mit Bezugnahme nun auf 5D wird während einer umgekehrten Bewegung der Y-Achsen-Bewegungsbasis 38 das rechte Einspannmittel 33 durch den Hydraulikzylinder 55 an der Y-Achsen-Bewegungsbasis 38 bewegt, wodurch eine gegebene Spannung auf den Stahlstreifen 81 übertragen wird. Hierbei wird die Position des rechten Einspannmittels 33 durch den rechten Einspannungspositionsdetektor 49 erfasst.
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Danach wird die Bildung des dünnwandigen Abschnitts 83, wie in den 5A bis 5D veranschaulicht, weiter wiederholt, um das Blockmaterial 84 mit dem dünnwandigen Abschnitt 83 gewünschter Dicke zu erhalten (siehe 6).
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Im Besonderen wird eine Walzbearbeitung durchgeführt, während der Stahlstreifen 81 durch die linken und rechten Einspannmittel 32, 33 gegriffen wird und die Spannung t auf den Stahlstreifen 81 ausgeübt wird. Die Spannung t, wenn auf den dünnwandigen Abschnitt 83 ausgeübt, ermöglicht es, extrem einfach den dünnwandigen Abschnitt 83 an einem Teil des dickwandigen Abschnitts 82 des Stahlstreifens 81 zu bilden. Demzufolge ist ein hoher Grad an Steuerung für das Walzmittel nicht erforderlich. Außerdem ermöglicht es die Spannung t, Knitter und Krümmungen zu vermeiden, die leicht an dem dünnwandigen Abschnitt 83 entstehen können.
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Ferner, da die Heizmittel 74, 74 an den linken und rechten Seiten des Walzmittels 60 installiert sind, wird ein induktionsheizen des Stahlstreifens 81 ermöglicht. Demzufolge kann der Stahlstreifen 81 einfach bearbeitet und gewalzt werden in einer kurzen Zeit. Außerdem ist es ermöglicht, den Stahlstreifen 81 durch Verformung zu verfestigen und eine Erwärmungswirkung in dem Material zu bewirken, wodurch die Kosten der Herstellung des Materials reduziert werden.
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6 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Blockmaterial zeigt, bei dem ein dünnwandiger Abschnitt durch die oben erwähnte Walzvorrichtung 14 gebildet ist. In dem Blockmaterial 84 sind der dünnwandige Abschnitt 83 an einem Teil des dickwandigen Abschnitts 82 des Plattenmaterials und Grenzlinien 85, 86 orthogonal zur Längsrichtung gebildet. Ein derartiges Bilden ist im besonderen geeignet für den Abschnitt, bei dem die Grenzlinien 85, 86 in rechten Winkeln verwendet werden.
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Es ist jedoch oftmals gewünscht, dass die Grenzlinien nicht-orthogonal zur Längsrichtung vorgesehen werden. Daher wird mit Bezug auf die 7 bis 10G eine Walzvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zum Bilden eines Blockmaterials diskutiert, bei dem die Grenzlinien nicht-orthogonal zur Längsrichtung sind. Hierbei werden gleiche Bezugszahlen für korrespondierende Teile verwendet und deren Diskussion wird weggelassen.
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Wie es in den 7 und 8 gezeigt ist, umfasst eine Herstellungslinie für eine Platte veränderlicher Dicke eine auf einer stromaufwärtigen Seite vorgesehene Zufuhrtrommel 11, einen auf einer stromabwärtigen Seite der Zufuhrtrommel 11 vorgesehenen Führungsabschnitt 12, eine auf einer stromabwärtigen Seite des Führungsabschnitts 12 angeordnete Umführungsvorrichtung 13, eine benachbart der Umführungsvorrichtung 13 vorgesehene Walzvorrichtung 14B sowie eine auf einer stromabwärtigen Seite der Walzvorrichtung 14B vorgesehene Schneidemaschine 15.
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Die Walzvorrichtung 14B gemäß der zweiten Ausführungsform ist mit einer Walzeinheit 60B ausgestattet, die ein Walzmittel 60 und einen das Walzmittel 60 drehbar lagernden Drehteller 90 aufweist.
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9 ist eine perspektivische Ansicht, die die Walzvorrichtung 14 gemäß der in 8 gezeigten zweiten Ausführungsform zeigt.
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Wie es in 9 gezeigt ist, umfasst der Drehteller 90 einen Aufbautisch 91, ein an einem Zentrum des Aufbautisches 91 installiertes Drehlagerglied 92 sowie ein Antriebsglied 93 zum Bewirken einer Drehung des Walzmittels 60. Das Antriebsglied 93 umfasst eine an das Walzmittel 60 montierte Führung 94 sowie ein Schneckenreduktionsgetriebe 95 zum Antreiben der Führung 94.
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Das Walzmittel 60 ist über das Drehlagerglied 92 drehbar an dem Aufbautisch 91 angebracht. Dies bedeutet, dass das Walzmittel 60 drehbar an dem Drehteller 90 angeordnet ist. Die Bezugszahlen 96, 97 und 98 bezeichnen einen Ursprungspositionsdetektor, einen Uhrzeigerdrehungsgrenzdetektor bzw. einen Gegenuhrzeigerdrehungsgrenzdetektor.
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Als nächstes wird eine Betriebsweise der Walzvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform mit Bezug auf die 10A bis 10G diskutiert.
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Wie es in 10A gezeigt ist, wird das Walzmittel 60 im Uhrzeigersinn durch den Drehteller 90 geschwenkt, wie es durch einen Pfeil bezeichnet ist, und bei einer vorbestimmten Stellung blockiert.
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Bezugnehmend auf 10B wird das Walzmittel 60, wenn um einen Schwenkwinkel 8 geschwenkt, gestoppt und gleichzeitig durch einen nicht gezeigten Positionierungsstift blockiert. In dieser Weise werden die Achsen der oberen und unteren Arbeitswalzen 64, 66 nicht-orthogonal zu der Längsrichtung des Stahlstreifens 81 eingestellt. Hierbei wird die Stellung des geschwenkten Walzmittels 60 durch den Uhrzeigerdrehungsgrenzdetektor 97 erfasst. Danach wird der Stahlstreifen 81 zwischen der Arbeitswalze 64 und der Arbeitswalze 66 geführt, um die Arbeitswalze 64 niederzudrücken.
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In 10C werden die Arbeitswalzen 64, 66 gedreht. Im Besonderen werden, gleichzeitig mit dem Niederdrücken der Arbeitswalze 64, die Arbeitswalzen 64, 66 in normalen und umgekehrten Richtungen wiederholt gedreht, um den dünnwandigen Abschnitt 83 hin und her gehen zu lassen, wodurch der dünnwandige Abschnitt 83 wiederholt in einer Weise bewegt wird, wie es durch Imaginärlinien dargestellt ist, um allmählich zu einem dünneren Zustand gewalzt zu werden, mit der Folge, dass die Grenzlinie 86 einen Winkel von θ bildet.
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10D veranschaulicht, dass die Grenzlinien 85, 86 des dünnwandigen Abschnittes 83 mit einem Winkel vom θ gebildet sind.
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In 10E steigt die Arbeitswalze 64 einmal auf (entriegelt zur gleichen Zeit einen nicht gezeigten Verriegelungsstift), und das Walzmittel 60 wird durch den Drehteller 90 geschwenkt, wie es durch einen Pfeil dargestellt ist. Das heißt der Drehteller 90 kehrt um einen Winkel von θ zurück, schwenkt kontinuierlich um einen Winkel von β und blockiert.
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Bezugnehmend auf 10F wird die Arbeitswalze 64, nach Schwenkung um einen Schwenkwinkel von β (Verriegeln eines Verriegelungsstifts), nach unten gedrückt und lässt den dünnwandigen Abschnitt 83 ebenfalls hin und her gehen, wodurch der dünnwandige Abschnitt 83 gebildet wird, mit der Folge, dass die Grenzlinie 85 mit einem Winkel von β gebildet werden kann.
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10G veranschaulicht ein Blockmaterial, bei dem die Grenzlinie 85 mit einem Winkel von β gebildet ist, und dass die Grenzlinie 86 mit einem Winkel von θ gebildet ist, nämlich kann der dünnwandige Abschnitt 83 in einer trapezförmigen Form an dem Blockmaterial gebildet werden.
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Wie es in den 7 bis 10G veranschaulicht ist, ist es ermöglicht, Grenzlinien mit Winkeln von β und θ an dem Stahlstreifen zu bilden, indem das Walzmittel auf dem Drehteller platziert wird.
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Bezugnehmend nun auf die 11 bis 13C wird nun eine Walzvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung diskutiert, die für ein effizientes Bilden von Blockmaterialien geeignet ist, deren Grenzlinien nicht-rechtwinklig sind. Hierbei werden gleiche wie in den ersten und zweiten Ausführungsformen gezeigte Komponenten mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet und deren Beschreibung wird weggelassen.
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Wie es in den 11 und 12 gezeigt ist, umfasst eine eine Walzvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform aufweisende Herstellungslinie eine Zufuhrtrommel 11, einen Führungsabschnitt 12, eine Umführungsvorrichtung 13, eine Walzvorrichtung 14C und eine Schneidemaschine 15, die in dieser Reihenfolge von der stromaufwärtigen Seite zur stromabwärtigen Seite der Linie angeordnet sind.
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Die Walzvorrichtung 14C der dritten Ausführungsform ist gebildet von einer Spannungseinheit 30C und einer Walzeinheit 60B.
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Die Spannungseinheit 30C, die für ein Bewegen einer Spannungsvorrichtung 30 in der Richtung der X-Achse geeignet ist, umfasst X-Achsen-Bewegungsführungen 101, 101, eine an den X-Achsen-Bewegungsführungen 101, 101 angeordnete X-Achsen-Bewegungsbasis 36C, X-Achsen-Antriebsmittel 102, 102 zum Bewegen der X-Achsen-Bewegungsbasis 36C in der Richtung der X-Achse sowie einen X-Achsen-Bewegungspositionsdetektor 103. Die X-Achsen-Bewegungsbasis 36C ist an den X-Achsen-Bewegungsführungen 101, 101 angeordnet.
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Als nächstes wird die Betriebsweise der Walzvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform mit Bezug auf 12 und die 13A bis 13C beschrieben.
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Wie es in 13A gezeigt ist, wird das Walzmittel 60 durch den Drehteller 90 geschwenkt, und die Achse der Arbeitswalze 66 ist in einem nicht-rechten Winkel eingestellt. Die Arbeitswalze 66 kann nämlich auf einen Schwenkwinkel von θ eingestellt werden.
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Andererseits greifen die linken und rechten Einspannmittel 32, 33 die stromaufwärtigen und stromabwärtigen Seiten des Stahlstreifens 81, der zwischen den Arbeitswalzen geführt wird.
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In 13B werden die Bewegungen der linken und rechten Einspannmittel 32, 33 korrespondierend zu dem Schwenkwinkel vorgesehen, indem der Vorschub (Richtung des Pfeils x) der X-Achsen-Bewegungsbasis 36C (siehe 11) und der Vorschub (Richtung des Pfeils y) der Y-Achsen-Bewegungsbasis 38C gesteuert werden, wenn die Bewegungsquantität der X-Achsen-Bewegungsbasis 36C durch den X-Achsen-Bewegungspositionsdetektor 103 (siehe 11) erfasst wird.
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Gleichzeitig wird die Arbeitswalze 64 nach unten gedrückt, um die Arbeitswalzen 64, 66 anzutreiben. Demzufolge wird es ermöglicht, eine vorbestimmte Spannung auf den Stahlstreifen 81 auszuüben, der durch Drehung der Arbeitswalzen 64, 66 unter einem Winkel von θ unter Verwendung der linken und rechten Einspannmittel 32, 33 hin und her gehen gelassen wird.
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Wie es in 13C gezeigt ist, da eine Spannung durch die linken und rechten Einspannmittel 32, 33 übertragen werden kann, können der dünnwandige Abschnitt 83 des Winkels θ und die Grenzlinie 86 in einer kurzen Zeit gebildet werden. In ähnlicher Weise können der dünnwandige Abschnitt 83 des Winkels β und die Grenzlinie 86 in einer kurzen Zeit gebildet werden.
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Außerdem bewegt sich das rechte Einspannmittel 33 und absorbiert die Längung in der Richtung der Y-Achse (Distanz y1 + Distanz y2).
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Wenn die Längung in der Richtung der X-Achse groß ist, wird das linke Einspannmittel 32 einmal zu der Ausgangsposition zurückgebracht, indem der obere Druckabschnitt 42, wie durch die Imaginärlinien dargestellt, angehoben wird, wodurch ein Unvermögen in dem Hub des X-Achsen-Antriebsmittels (Hydraulikzylinder) vermieden wird.
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17 veranschaulicht eine Walzvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Die Walzvorrichtung 14D gemäß der vierten Ausführungsform umfasst ein an einem Boden befestigtes Walzmittel 60D und ein Schwenkmittel 105 zum Schwenken eines durch das Walzmittel 60D zu führenden Plattenmaterials 104. Das Plattenmaterial 104 wird gebildet durch Schneiden eines Stahlstreifens mit einer Breite von W zu einer vorbestimmten Länge.
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Das Schwenkmittel 105 ist gebildet von auf einen Boden gelegten Schienen 106, 106, einem Eintraglaufwagen 107 und einem Austraglaufwagen 108, die beide auf den Schienen 106, 106 angeordnet sind, sowie Bearbeitungspositionierungsmitteln 111, 111, die bewegbar an dem Eintraglaufwagen 107 und einem Austraglaufwagen 108 angeordnet sind.
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Als nächstes wird die Betriebsweise der Walzvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform beschrieben.
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Die Schiene 106 ist in der Form eines kreisförmigen Bogens am Zentrum der Achse des Walzmittels 60D gebildet, wodurch es ermöglicht wird, dass der Eintraglaufwagen 107 um einen Schwenkwinkel von θ um das Walzmittel 60D als einem Zentrum geschwenkt wird. Wenn das Plattenmaterial 104 auf dem geschwenkten Eintraglaufwagen 107 angeordnet ist, bewegt sich das Bearbeitungspositionierungsmittel 111 in der Richtung des Pfeils und lässt das Plattenmaterial 104 an einer vorbestimmten Position stoppen.
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Wenn die Arbeitswalze des Walzmittels 60D niedergedrückt wird, gibt das Bearbeitungspositionierungsmittel 111 das Plattenmaterial 104 bewegbar frei, wodurch das Walzmittel 60D das Plattenmaterial 104 hin und her gehen lassen kann, womit die Bildung eines dünnwandigen Abschnitts ermöglicht wird.
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Nach der Bildung des dünnwandigen Abschnitts greift das Bearbeitungspositionierungsmittel 111 einmal das Plattenmaterial 104 und schwenkt zu der Position von θ, wie es durch Imaginärlinien dargestellt ist, wodurch eine Bildung der Grenzlinie 113 mit einem Winkel von θ ermöglicht wird. Demzufolge wird es möglich, das Blockmaterial 114 mit einem nicht-rechtwinkligen dünnwandigen Abschnitt zu erhalten.
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In der vierten Ausführungsform ist das Walzmittel 60 an einem Boden befestigt, wodurch man ohne einen Drehteller auskommt und es ermöglicht wird, eine Platzersparnis für das Walzmittel 60 zustande zu bringen.
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Wenn das Plattenmaterial 104 auf dem Eintraglaufwagen 107 angeordnet ist, ist es ermöglicht, im nachfolgenden Schritt. Grenzlinien 112, 113 mit Winkeln von θ1 bzw. θ2 zu bilden, wodurch es den Arbeitern ermöglicht ist, die Schritte der stromaufwärtigen Seite gleichzeitig mit den Schritten der stromabwärtigen Seite auszuführen und es auch ermöglicht wird, die Herabsetzung der Herstellungskosten zustande zu bringen.
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Wenngleich die Spannungsübertragungsmittel 34, 35, wie diese in 3 gezeigt sind, gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Hydraulikzylinder 51, 55 sind, so sind diese Mittel nicht hierauf eingeschränkt. Diese können irgendeines von einem pneumatischen Zylinder, einem Schraubsystem, welches Kugelumlaufspindeln mit einem Elektromotor dreht, einem Kettensystem und einem Zahnstangensystem sein.
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Der Schwenkwinkel des Walzmittels 60 kann auf einen gewünschten Winkel eingestellt werden durch die Verwendung eines Sensors, wie einer Drehkodiereinrichtung in dem Drehteller 90 der Walzeinheit 60B gemäß der zweiten Ausführungsform. Dadurch ist es ermöglicht, das Schwenken auf dem Weg zu stoppen (dazwischenliegender Stopp), anstatt eine Schwenkbegrenzung, mit der Folge, dass eine weitere Vielfalt von Blockmaterialien erhältlich wird. Außerdem ist der Drehteller 90, wie oben beschrieben, nicht mehr als ein Beispiel und ist nicht eingeschränkt auf diese Drehtellertechnik, sondern muss lediglich dazu geeignet sein, das Walzmittel 60 zu schwenken.
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Ebenfalls sind die Arten der Detektoren (Sensoren) und die Anbringungspositionen der Detektoren (Sensoren) jeweils nicht mehr als ein Beispiel und sind nicht auf diese Arten eingeschränkt, sondern sind optional. Beispielsweise gibt es keinen Einwand gegen die Erfassung der Position der linken und rechten Einspannmittel 32, 33 durch Anbringung von Sensoren an den Hydraulikzylindern 51, 55 in der Spannungsvorrichtung 30, wie in 3 veranschaulicht.
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Außerdem kann ein Sensor oder können Sensoren zusätzlich zu den Detektoren, wie diese in den vorausgegangen Ausführungsformen dargestellt sind, angebracht werden, um eine zusätzliche Überwachungstätigkeit auszuführen. Beispielsweise ermöglicht es das Vorsehen eines Wanddickendetektors, eines Spannungsdetektors oder dergleichen eine genauere Steuerung auszuführen.
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Es ist eine Walzvorrichtung (14) offenbart, die einen dünnwandigen Abschnitt (83) an einem Teil eines Stahlstreifens (81) bildet, indem es dem Stahlstreifen erlaubt wird, zwischen einem Paar von oberen und unteren Arbeitswalzen (64, 66) einzutreten, wobei die obere Arbeitswalze (64) vertikal bewegbar ist. Der Stahlstreifen, der zwischen einem Paar von oberen und unteren Arbeitswalzen gedrückt ist, wird wiederholt auf einem Wandertisch (31) abwechselnd stromaufwärts und stromabwärts bewegt, wodurch der dünnwandige Abschnitt mit einer Breite gebildet wird, die der Bewegungsquantität entspricht. Beim Bilden des dünnwandigen Abschnitts wird der Stahlstreifen sowohl auf der stromaufwärtigen Seite als auch der stromabwärtigen Seite mit einer Mehrzahl von Einspannmitteln (32; 33) gegriffen und wird einer Spannung aufgrund von Spannungsübertragungsmitteln (34, 35) ausgesetzt, wodurch die Bildung des dünnwandigen Abschnitts erleichtert wird.
