DE102009056514A1

DE102009056514A1 - Rolling method for manufacturing metal band or profile in profiling machine, involves compressing roll forming tool groups in running direction of metal band for implementing profiling machine

Info

Publication number: DE102009056514A1
Application number: DE200910056514
Authority: DE
Original assignee: Dreistern GmbH and Co KG
Current assignee: Dreistern GmbH and Co KG
Priority date: 2009-12-02
Filing date: 2009-12-02
Publication date: 2010-08-19

Abstract

The method involves arranging multiple roll forming tool groups (a-c) one after another in lines, where the roll forming tool groups are passed through a metal band (5). Recesses are formed in the roll forming tool groups using form rollers (1) on an upper surface of the band for reducing thickness of the band. One of the recesses is widened by another recess from the rollers to a region (4) of the band in the adjacent roll forming tool groups. The roll forming tool groups are compressed in a running direction of the band for implementing a profiling machine. An independent claim is also included for a rolling device for manufacturing a metal band or profile, comprising roll forming tool groups.

Description

Die Erfindung betrifft ein Walzverfahren und eine Walzvorrichtung zum Herstellen eines Metallbands mit einer über seine Breite variierenden Dicke aus einem flachen Metallband mittels einer Anzahl von in Linie hintereinander angeordneten Gruppen von Rollformwerkzeugen, die sukzessive vom Metallband durchlaufen werden.The The invention relates to a rolling method and a rolling apparatus for Making a metal strip with one across its width varying thickness of a flat metal band by means of a number of in-line groups of roll forming tools, which are successively traversed by the metal band.

Hierbei umfasst eine Gruppe von Rollformwerkzeugen mindestens eine Formrolle, die auf mindestens einer Oberfläche des Metallbandes mindestens einen ersten Einstich erzeugt, in welchem die Dicke des Bandes verkleinert wird. In nachfolgenden Gruppen von Rollformwerkzeugen sind weitere Formrollen vorhanden, die diesen ersten Einstich mit weiteren Einstichen sukzessive zu einem verdünnten Bereich des Metallbandes verbreitern.in this connection a group of roll forming tools comprises at least one forming roll, at least on at least one surface of the metal strip produces a first recess in which the thickness of the band is reduced becomes. In subsequent groups of roll forming tools are other forming rolls present, the successive this first puncture with further punctures widen to a thinned area of the metal strip.

Metallbleche oder Blechteile, die aus Metallbändern hergestellt werden, werden in vielen Bereichen der Technik, wie der Automobilindustrie, der Industrie für Haushalts- und Gebrauchsgüter und dergleichen verwendet. Je nach Anwendungsgebiet werden die Bleche oder Blechteile zu Profilen umgeformt, wobei hier insbesondere Walzprofilierverfahren zu erwähnen sind, die mittels Profiliermaschinen mit einer Mehrzahl von Rollumformwerkzeugen aus Metallbändern Metallprofile herstellen.metal sheets or sheet metal parts made from metal strips, are used in many areas of engineering, such as the automotive industry, the household and durable goods industry and the like. Depending on the field of application, the sheets are or sheet metal parts formed into profiles, in which case in particular Walzprofilierverfahren to be mentioned, by means of profiling with a Plurality of metal roll forming tools Metal profiles produce.

In vielen Anwendungsfällen, beispielsweise im Fahrzeugbau, jedoch auch auf anderen Gebieten, ist man bestrebt, die Materialstärke der eingesetzten Metallbleche und Metallprofile möglichst gering zu halten, um einerseits Materialkosten und andererseits Gewicht einzusparen. Dies kann auf sehr effiziente Art und Weise erzielt werden, indem als Ausgangsmaterial für die Bleche, Blechteile oder Profile Metallbänder verwendet werden, die eine über deren Breite variierende Dicke aufweisen. Die Materialstärke des hieraus hergestellten Bauteils kann dann gezielt an die im Gebrauchsfall zu erwartenden Belastungen angepasst werden, wobei in Bereichen höherer Belastung eine höhere Materialstärke vorgesehen wird, während die Bereiche mit geringerer Belastung dünner ausgebildet werden. Die hierdurch erzielbare Gewichts- und Materialeinsparung bei gleichwohl optimaler Bauteilfestigkeit liegt auf der Hand.In many applications, for example in vehicle construction, but also in other fields, one strives to increase the material strength the metal sheets and metal profiles used as possible low on the one hand material costs and on the other hand Save weight. This can be done in a very efficient way achieved by using as starting material for the sheets, Sheet metal parts or profiles metal strips are used which have a thickness varying over their width. The material thickness of the component produced therefrom can then targeted to the expected in use loads be adapted, being in areas of higher stress a higher material thickness is provided while the areas formed with less load thinner become. The thereby achievable weight and material savings at the same time optimum component strength is obvious.

Bleche, Blechteile und Profile mit belastungsangepasster Dickenstruktur sind früher oft mit schweißtechnischen Verfahren hergestellt worden. Hierbei werden Blechteile unterschiedlicher Dicke stumpf zusammengeschweißt, oder es werden Verstärkungsbleche auf besonders belastete Bereiche eines an sich zu dünn ausgebildeten Bauteils aufgeschweißt. Dieses Vorgehen ist allerdings unter mehreren Gesichtspunkten nicht optimal. Denn der zusätzliche Schweißprozess erzeugt signifikante zusätzliche Kosten. Des weiteren stellt eine Schweißnaht aufgrund der beim Schweißen hervorgerufenen thermischen Gefügeveränderungen immer eine Schwachstelle im Bauteil dar.sheets, Sheet metal parts and profiles with load-adapted thickness structure In the past, they often use welding techniques been prepared. Here, sheet metal parts are different Thick butt welded together, or it will be reinforcing plates on particularly stressed areas one too thin welded welded component. This procedure is but not optimal under several aspects. Because the additional welding process generates significant additional costs. Furthermore, represents a weld due to the thermal induced during welding Structural changes always a weak spot in the Component dar.

In der DE 101 13 610 A1 ist vorgeschlagen worden, aus einem flachen Metallband mittels einer Anzahl von in Linie hintereinander angeordneten Gruppen von Rollformwerkzeugen ein Metallband mit einer über seine Breite variierenden Dicke herzustellen, ohne Schweißverfahren einsetzen zu müssen. Hierbei wird zunächst von einer ersten Formrolle ein erster Einstich in die Oberfläche des Metallbands gewalzt, der die Materialstärke des Metallbands durch Ausbildung eines rillenförmigen Eindrucks lokal verringert. Eine Anzahl von nachfolgenden Formrollen verbreitert diesen ersten Einstich mit weiteren Einstichen sukzessive zu einem verdünnten Bereich, der dementsprechend längs entlang des gesamten Metallbands verläuft. Im Ergebnis erhält man also ein Metallband mit beispielsweise einem verdünnten mittigen Bereich und zwei dickeren Randbereichen, das beispielsweise zu Platinen geschnitten oder zu Profilen mit belastungsangepassten Materialstärken weiterverarbeitet werden kann.In the DE 101 13 610 A1 It has been proposed to make a metal strip having a thickness varying across its width from a flat metal strip by means of a number of groups of roll forming tools arranged in line one behind another, without having to use welding methods. Here, first of all, a first shaping roller rolls a first recess into the surface of the metal strip, which locally reduces the material thickness of the metal strip by forming a groove-shaped impression. A number of subsequent forming rolls successively widen this first groove with further punctures to a thinned area, which accordingly runs along the entire metal strip. As a result, one obtains a metal strip with, for example, a thinned central region and two thicker edge regions, which can be cut into blanks, for example, or further processed into profiles having load-adapted material thicknesses.

Dieses bekannte Walzverfahren, das als Bandprofilwalzen bezeichnet wird, ist in mancherlei Hinsicht verbesserungsfähig. Hierzu zählen beispielsweise der Investitionsbedarf für eine Walzvorrichtung zum Bandprofilwalzen, der Bauraum, den diese benötigt, die Flexibilität der Walzvorrichtung im Hinblick auf das Herstellen von unterschiedlichen Bandprofilen, die reproduzierbare Verfahrensführung und dergleichen.This known rolling methods, referred to as strip profile rolling, is capable of improvement in many ways. Which includes For example, the investment requirements for a rolling device for strip rolling, the space required for this the flexibility of the rolling device in terms of Producing different strip profiles that are reproducible Process management and the like.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Verbesserungen der genannten Art vorzuschlagen.Of the The present invention is therefore based on the object, improvements to propose the type mentioned.

Gelöst ist diese Aufgabe durch Vorrichtungen und Verfahren nach den Ansprüchen 1, 4, 9, 12, 13, 15 und 16. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen finden sich jeweils in den Ansprüchen 2, 3, 5 bis 8, 10, 11 und 14.Solved This object is achieved by devices and methods according to the claims 1, 4, 9, 12, 13, 15 and 16. Preferred developments and refinements can be found in claims 2, 3, 5 to 8, 10, respectively, 11 and 14.

Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Investitionskosten und den erforderlichen Bauraum für eine Walzvorrichtung der vorliegenden Art. Da in vielen Fällen bei einem Betrieb, der das Bandprofilwalzverfahren einsetzen möchte, bereits eine Profiliermaschine vorhanden ist, besteht die grundlegende Erfindungsidee hierbei darin, das Bandprofilwalzverfahren auf der vorhandenen Profiliermaschine durchzuführen.One The first aspect of the present invention relates to investment costs and the required installation space for a rolling device of the present kind. Since, in many cases, in a holding, who wants to use the strip profile rolling process, already a Profiling machine exists, is the basic invention idea Here, the strip profile rolling process on the existing profiling machine perform.

Eine Profiliermaschine ist eine Vorrichtung zum Herstellen eines Profils aus einem flachen Metallband, die ebenfalls eine Anzahl von in Linie hintereinander angeordneten Gruppen von Rollformwerkzeugen aufweist, die sukzessive vom Metallband durchlaufen werden. In jeder Gruppe von Rollformwerkzeugen erfährt das Metallband eine Profilierung oder eine Profilveränderung, und zwar im wesentlichen ohne die Dicke des Bandes selbst zu verändern. Die Profiliermaschine verändert lediglich die Gestalt des Profilquerschnitts.A profiling machine is a device for producing a profile from a flat metal strip, which likewise has a number of groups of roll forming units arranged in line one behind the other has witnessed, which are successively traversed by the metal strip. In each group of roll forming tools, the metal strip undergoes a profiling or profile change substantially without altering the thickness of the strip itself. The profiling machine merely changes the shape of the profile cross section.

Die Gruppen von Rollformwerkzeugen einer Profiliermaschine sind üblicherweise jeweils in einem Gerüst zusammengefasst, wobei typischerweise 15 bis 20 Gerüste mit Rollformwerkzeuggruppen in Linie hintereinander angeordnet sind. In jedem Gerüst, oder zumindest in einem Teil der Gerüste, sind jeweils zwei Antriebswellen mit Rollformwerkzeugen (Formrollen und Gegenrollen) gelagert, wobei diese Antriebswellen über Gelenkwellen mit einer gemeinsamen Antriebsvorrichtung verbunden sind, um zumindest die horizontale Lage der Antriebswellen und deren Rollformwerkzeugen variieren zu können. Die Gerüste tragen im Allgemeinen außer den Rollformwerkzeugen auf den Antriebswellen weitere Rollformwerkzeuge und Führungsrollen, die ihrerseits meist nicht angetrieben sind.The Groups of roll forming tools of a profiling machine are usually each grouped together in a scaffold, typically 15 to 20 stands with roll forming tool groups in line one behind the other are arranged. In every scaffold, or at least in one Part of the scaffolding, each with two drive shafts Rollformwerkzeugen (form roles and Gegenrollen) stored, whereby These drive shafts via drive shafts with a common Drive device are connected to at least the horizontal Position of the drive shafts and their roll forming tools vary too can. The scaffoldings generally wear except the roll forming tools on the drive shafts more roll forming tools and guide rollers, which in turn are mostly not driven are.

Um eine Profiliermaschine auf unterschiedliche herzustellende Profilformen umrüsten zu können, sind die Rollformwerkzeuge in der Regel austauschbar. Sie können daher relativ leicht gegen solche Rollformwerkzeuge ausgetauscht werden, die zum Bandprofilwalzen benötigt werden.Around a profiling on different profile shapes to be produced to convert, are the roll forming tools usually interchangeable. They can therefore be relatively easy be exchanged for such Rollformwerkzeuge that for strip profile rolling needed.

Zum Bandprofilwalzen ist allerdings in der Regel eine höhere Anzahl von Rollumformwerkzeugen erforderlich, als für das Profilieren. Umgekehrt muss der beim Profilieren notwendige Mindestabstand zwischen zwei Umformschritten beim Bandprofilwalzen nicht eingehalten werden, die einzelnen Einstiche können also deutlich geringer voneinander beabstandet sein, als die Umformschritte beim Profilieren. Das Modifizieren einer Profiliermaschine, um ein Walzverfahren der vorliegenden Art darauf durchführen zu können, kann also vorteilhafterweise darin bestehen, dass die Gruppen von Rollformwerkzeugen in Durchlaufrichtung des Metallbandes verdichtet werden. Dies bietet den Vorteil, dass für das Bandprofilwalzen nicht mehr Stellfläche benötigt wird, als für das Profilieren. Zudem sind antriebsseitig weniger Modifikationen notwendig.To the However, strip rolling is usually higher Number of rollforming tools required, as for the Profiling. Conversely, the minimum distance required for profiling must be not complied with between two forming steps during strip rolling be, the individual punctures can thus significantly lower be spaced apart, as the forming steps in profiling. Modifying a profiling machine to provide a rolling process of be able to perform this can therefore advantageously consist in that the groups of Rollformwerkzeugen be compressed in the direction of passage of the metal strip. This offers the advantage that for the strip profile rolling No more footprint is needed than for profiling. In addition, there are fewer modifications on the drive side necessary.

Dieses Verdichten der Gruppen von Rollformwerkzeugen kann dadurch erfolgen, dass bestehende Gerüste in Längsrichtung zusammengeschoben werden und/oder zusätzliche Gerüste mit Gruppen von Rollformwerkzeugen hinzugefügt werden. Letzteres kann anschließend an die zusammengeschobenen bestehenden Gerüste geschehen, oder beispielsweise alternativ durch Dazwischenstellen von zusätzlichen Gerüsten zwischen die bestehenden Gerüste. Um die Antriebsvorrichtung der Profiliermaschine unverändert auch zum Bandprofilwalzen weiter zu verwenden, können Doppel- und Dreifachgerüste verwendet werden, in denen jeweils zwei, drei oder mehr Gruppen von Rollformwerkzeugen in einem gemeinsamen Gerüst mit einem gemeinsamen Antrieb zusammengefasst sind. Solche Doppel- und Dreifachgerüste können im einfachsten Fall auf einer an sich bekannten Schnellwechselplatte sitzen und gegen die regulären Gerüste der Profiliermaschine ausgetauscht werden.This Compacting the groups of roll forming tools can be done by that existing frameworks pushed together in the longitudinal direction be and / or additional scaffolding with groups be added by roll forming tools. The latter can following the pushed-together existing scaffolding done or, for example, alternatively by interposing additional scaffolding between the existing ones Scaffolding. To the drive device of the profiling machine unchanged to continue to use for strip rolling, double and triple scaffolding can be used, in each of which two, three or more groups of roll forming tools in a common framework with a common drive are summarized. Such double and triple scaffolding can in the simplest case on a known Quick release plate sit and against the regular scaffolding the Profiliermaschine be replaced.

Insbesondere dann, wenn zum Bandprofilwalzen zusätzliche Gerüste zwischen die bestehenden Gerüste der Profiliermaschine eingesetzt werden, ist es sinnvoll, diese zusätzlichen Gerüste mit jeweils eigenen Antrieben zu versehen. Alternativ hierzu kann jedoch auch ein etwa vorhandenes Blockgetriebe für die Profiliermaschine solcherart modifiziert werden, dass es eine höhere Anzahl und Dichte von Abtrieben aufweist, an die bedarfsweise die zusätzlichen Gerüste anschließbar sind.Especially then, if for strip rolling additional scaffolding between the existing stands of the profiling machine be used, it makes sense, these additional To provide scaffolding with their own drives. alternative However, this can also be an existing block for the profiling machine can be modified such that it has a higher number and density of drives, to the if necessary, the additional scaffolds connectable are.

Nach diesem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird also eine kombinierte Walzvorrichtung vorgeschlagen, auf der wahlweise profiliert oder bandprofilgewalzt werden kann. Die hierzu vorzunehmenden Modifikationen einer herkömmlichen Profiliermaschine haben lediglich einen geringen Investitionsbedarf, wobei insbesondere dann, wenn die Gruppen von Rollformwerkzeugen in Gerüsten auf Schnellwechselplatten angeordnet sind, recht schnelle Umrüstvorgänge vom Profilieren auf Bandprofilwalzen und umgekehrt möglich sind.To This first aspect of the present invention is thus a combined Rolling proposed, on the optionally profiled or band-profile rolled can be. The modifications to be made to a conventional Profiling machine have only a low investment requirement, especially when the groups of roll forming tools are arranged in scaffolds on quick release plates, quite fast changeover processes from profiling On band profile rollers and vice versa are possible.

Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung befasst sich mit der Flexibilität einer Walzvorrichtung der vorliegenden Art, die selbstverständlich auch eine modifizierte Profiliermaschine sein kann. Der zentrale Erfindungsgedanke liegt hier darin, die Gruppen von Rollformwerkzeugen der Walzvorrichtung hinsichtlich der von ihnen erzeugten Rillenbreite, Rillentiefe und/oder Rillenposition Variabel zu halten.One Second aspect of the present invention is concerned with flexibility a rolling device of the present type, which of course also may be a modified profiling machine. The central idea of the invention here lies the groups of roll forming tools of the rolling mill in terms of the groove width, groove depth and / or Groove position Variable to hold.

Zur leichten Veränderung der Rillenbreite oder der Rillengeometrie, die in einem Einstich erzeugt wird, können die dabei beteiligten Rollformwerkzeuge auf Antriebswellen eines Gerüstes sitzen und dort axial verschiebbar gehalten sein, beispielsweise durch lösbare Distanzringe (insbesondere Hufeisen-Distanzringe), durch Stufendistanzringe, die paarweise angebracht werden und je nach gewünschter axialer Distanz gegeneinander verdreht werden, oder in ihrer Dicke verstellbare Distanzringe. Letztere können beispielsweise zweiteilige Distanzringe sein, deren Teile mit einem Gewinde untereinander verbunden sind. In allen Fällen ist es sinnvoll, außerdem variable Distanzringe vorzusehen, die beispielsweise mittels eines Federelements in ihrer Dicke nachgiebig sind und mit einem verstellbaren Distanzring zusammenwirken können.For easy modification of the groove width or the groove geometry, which is generated in a groove, the roll forming tools involved can sit on drive shafts of a scaffold and held there axially displaceable, for example, by detachable spacers (especially horseshoe spacers), by step distance rings attached in pairs Be rotated and depending on the desired axial distance from each other, or in their thickness adjustable spacers. The latter can be, for example, two-piece spacers whose parts are connected to one another with a thread. In all cases, it makes sense to also provide variable spacers, which are resilient, for example, by means of a spring element in thickness and with an adjustable Dis dance ring can interact.

Anstatt Distanzringe vorzusehen, kann die Arbeitswelle auch mit einem Außengewinde versehen sein, auf dem die Rollumformwerkzeuge mittels eines Innengewindes wie eine Mutter auf einer Spindel axial verstellbar sind. In diesem Fall ist eine geeignete Fixierung der Rollumformwerkzeuge mittels hydraulischer Spannung, mechanischer Konterung und dergleichen vorgesehen. Diese axiale Verstellung von Rollumformwerkzeugen ist sehr einfach automatisierbar, indem eine Haltevorrichtung die Rollen festhält, während die Arbeitswelle gedreht wird.Instead of Provide spacer rings, the working shaft can also be with an external thread be provided, on which the Rollumformwerkzeuge by means of an internal thread how a nut on a spindle are axially adjustable. In this Case is a suitable fixation of Rollumformwerkzeuge by means of hydraulic Voltage, mechanical counter and the like provided. These Axial adjustment of Rollumformwerkzeugen is very easy to automate, by a holding device holds the rollers while the working shaft is turned.

Um die Breite des durch das Bandprofilwalzen hergestellten verdünnten Bereichs des Metallbandes variieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, zumindest einen Teil der Gruppen von Rollumformwerkzeugen in lüftbaren Gerüsten anzuordnen. Beispielsweise kann die Anzahl der Gerüste und die Anordnung der darin gelagerten Rollumformwerkzeuge auf die maximal herzustellende Breite des verdünnten Bereichs ausgelegt sein. Soll der verdünnte Bereich schmaler werden, so können einfach die stromabwärts liegenden Gerüste, die eine weitere Verbreiterung des verdünnten Bereichs bewirken würden, motorisch, hydraulisch, pneumatisch oder dergleichen gelüftet werden, so dass sie nicht mehr in die Oberfläche des Metallbandes eingreifen.Around the width of the thinned produced by the strip profile rolling Range of the metal strip to vary, it is provided according to the invention, at least part of the groups of rollforming tools in airable To arrange scaffolding. For example, the number of Scaffolding and the arrangement of Rollumformwerkzeuge stored therein to the maximum width of the thinned area to be produced be designed. Should the thinned area be narrowed, so just the downstream scaffolding, the one further widening of the thinned area would cause, motor, hydraulic, pneumatic or the like be vented so that they are no longer in the surface intervene the metal strip.

Wenn alle Gerüste lüftbar ausgebildet sind, kann durch ein teilweises Lüften der Gerüste die Tiefe des verdünnten Bereichs des Metallbands variiert werden.If all scaffolds are designed to be ventilated, through a partial airing of the scaffolding the depth of the be varied in the thinned portion of the metal strip.

Durch eine Kombination der beiden eben genannten Verfahrensweisen kann außerdem der verdünnte Bereich des Metallbandes in seiner Querschnittsform verändert werden, beispielsweise mit einem konkaven oder einem konvexen Querschnitt versehen werden.By a combination of the two aforementioned procedures can also the thinned area of the metal strip be changed in its cross-sectional shape, for example be provided with a concave or a convex cross-section.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Führung des Metallbands durch die Rollumformwerkzeuge beim Bandprofilwalzen. Wenn das Me tallband, wie bislang üblich, an der Bandkante geführt wird, können die hohen Kräfte beim Bandprofilwalzen die Bandkanten aufstauchen, oder es kann zu einem starken Zinkabrieb oder gar zu einer Beschädigung der Führungseinrichtung kommen. Um dies zu verhindern, werden erfindungsgemäß die zum Bandprofilwalzen verwendeten Rollumformwerkzeuge mit Führungsschrägen versehen, was im wesentlichen bedeutet, dass eine Kante der den Einstich durchführenden Rolle gebrochen wird. Mit diesen Führungsschrägen können die Rollen direkt in der Rille bzw. in einer dort korrespondierenden Führungsschräge geführt werden. Durch gezieltes Einbringen von Führungskanten oder Führungsstegen im verdünnten Bereich des Metallbandes kann die Führung in der Rille noch verbessert werden. Diese Führungskanten bzw. -stege können zum Schluss durch entsprechende Drückwalzen beseitigt werden.One Another aspect of the present invention relates to the guide of the metal strip through the roll forming tools during strip profile rolling. If the tall tall metal, as previously usual, led to the band edge can, can the high forces in strip profile rolling The band edges can be upset, or it can lead to a strong zinc abrasion or even damage to the guide device come. To prevent this, according to the invention for Strip profile rollers used Rollumformwerkzeuge with guide slopes provided, which essentially means that an edge of the Puncture performing role is broken. With these Guide bevels can direct the rollers in the groove or in a corresponding guide slope be guided. By targeted introduction of leading edges or guide webs in the thinned area of the Metal band can the leadership in the groove even better become. These leading edges or webs can finally be eliminated by appropriate pressure rollers.

Eine weitere Verbesserung im Rahmen der vorliegenden Erfindung ergibt sich, wenn zumindest ein Teil der angetriebenen Gruppen von Rollformwerkzeugen mit Freilaufkupplungen versehen und über diese mit einer gemeinsamen Antriebseinheit verbunden sind. Denn erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass unterschiedliche Antriebsmomente an den unterschiedlichen Rollumformwerkzeugen beim Bandprofilwalzen zu einer Erhöhung des Gesamtmoments für den Antrieb der Walzvorrichtung führen. Die genannten Freiläufe sorgen dafür, dass bremsende Gruppen von Rollformwerkzeugen automatisch überholt werden, so dass das Gesamtmoment für die Antriebsvorrichtung deutlich kleiner gehalten werden kann.A further improvement in the context of the present invention results itself, if at least part of the driven groups of roll forming tools equipped with one-way clutches and these with a common drive unit are connected. Because according to the invention been recognized that different drive torques at the different Roll forming tools for strip rolling to an increase the total torque for driving the rolling device lead. The mentioned freewheels ensure that braking Groups of roll forming tools are automatically overhauled, so that the total torque for the drive device significantly can be kept smaller.

Wenn nach der erfindungsgemäßen Walzvorrichtung bzw. nach dem Bandprofilwalzen weitere Bearbeitungsschritte für das dickenvariierende Metallband vorgesehen sind, können diese Bearbeitungsschritte, z. B. Stanzoperationen und Prägeoperationen, aufeinander synchronisiert werden. Stanzlöcher beispielsweise können über Sensoren erkannt werden, worauf nachfolgende Operationen mittels der Sensorsignale auf diese Stanzlöcher synchronisiert werden. Beispielsweise kann es sich um eine mechanische Synchronisation handeln, z. B. ein in Durchlaufrichtung schwimmend gelagertes Werkzeug, das sich im Stanzloch zentriert, oder eine Werkzeugrolle, die sich über die Stanzlöcher synchronisiert.If after the rolling device according to the invention or after the strip profile rolling, further processing steps for the thickness-varying metal band are provided can these processing steps, eg. Punching operations and embossing operations, synchronized with each other. Punching holes, for example can be detected by sensors, followed by subsequent Operations by means of the sensor signals on these punch holes be synchronized. For example, it may be a mechanical Synchronization act, for. B. a floating in the direction of passage stored tool centered in the punch hole, or a tool roll, which synchronizes over the punch holes.

Wenn im Rahmen der vorliegenden Erfindung das Bandprofilwalzverfahren auf einer Profiliermaschine durchgeführt wird, können verstärkte Arbeitswellen in entsprechenden Gerüsten verwendet werden. Denn Arbeitswellen einer Profiliermaschine werden in ihrer axialen Position gegen z. B. einen Wellenbund fixiert. Dies hat den Vorteil, dass die auf den Arbeitswellen gelagerten Formrollen bei Verschleiß kostengünstig ausgewechselt werden können. Nachteilig ist hierbei jedoch, dass die Rollen eine Mindestwandstärke benötigen und damit einen entsprechend größeren Durchmesser als die Arbeitswellen aufweisen. Bei Rollumformwerkzeugen für ein reines Profilieren ist dies kaum nachteilig, da die Rollen hier recht große Durchmesser aufweisen. Zum Bandprofilwalzen hingegen werden Rollen mit kleinerem Durchmesser verwendet. Arbeitswellen mit noch kleinerem Durchmesser führen jedoch zu einer nachteilig verringerten Steifigkeit der gesamten Anordnung. Um eine zusätzlich Versteifung im Gerüst zu erreichen, können die Arbeitswellen zum Bandprofilwalzen mit einer speziellen Geometrie für das Bandprofilwalzen ausgeführt werden. Damit wird die höchste Wellensteifigkeit gewährleistet.If in the context of the present invention, the strip profile rolling process can be performed on a profiling machine reinforced working shafts in appropriate scaffolding be used. Because working waves of a profiling machine will be in its axial position against z. B. fixed a shaft collar. This has the advantage that stored on the working shafts Form rollers replaced inexpensively in case of wear can be. The disadvantage here, however, is that the Rollers need a minimum wall thickness and thus a correspondingly larger diameter than the Working waves have. For roll forming tools for a clean Profiling this is hardly detrimental, since the roles here are quite large Have diameter. By contrast, rolls are used for strip profile rolling used with smaller diameter. Working waves with even smaller However, diameter lead to a disadvantageously reduced Rigidity of the entire assembly. To an additional To achieve stiffening in the framework, the Working shafts for band profile rolling with a special geometry be carried out for the strip profile rolling. In order to the highest wave rigidity is guaranteed.

Mehrere Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Vorrichtung werden im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:Several Embodiments of an inventive Device will be described below with reference to the attached Drawings described and explained in detail. It demonstrate:

1 drei nebeneinander angeordnete, schematische Frontansichten eines Walzspalts in einem erfindungsgemäßen Rollformwerkzeug mit eingelegtem Metallband, wobei die nebeneinander angeordneten Bilder hintereinander angeordneten Walzspalten entsprechen; 1 three juxtaposed, schematic front views of a roll gap in a roll forming tool according to the invention with inserted metal strip, wherein the juxtaposed images correspond successively arranged rolling gaps;

2 ein Teil einer Arbeitswelle mit zwei Umformrollen bzw. Drückringen mit axial veränderlichem Abstand; 2 a part of a working shaft with two forming rollers or pressing rings with axially variable distance;

3 eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A aus 2; 3 a sectional view taken along the line AA 2 ;

4 eine Ansicht eines zur axialen Verstellung der Rollformwerkzeuge vorgesehenen Stufendistanzrings und eine schematische Visualisierung von dessen Funktionsweise; 4 a view of a provided for the axial adjustment of the roll forming tools stage ring and a schematic visualization of its operation;

5 eine Darstellung wie 4, jedoch eines zweiteiligen Distanzrings; 5 a representation like 4 but a two-piece spacer ring;

6 eine Darstellung wie 5, jedoch einer anderen Ausführung von Distanzringen; 6 a representation like 5 but another version of spacer rings;

7 ein Ausschnitt aus einer Darstellung gemäß 1, mit einer Formrolle mit spezieller Führungsschräge; 7 a section of a representation according to 1 , with a form roller with special guide slope;

8 ein Verfahrensablauf zum Eindrücken einer Rille mit mittigem Führungssteg, in einer Darstellung wie in 1. 8th a procedure for impressing a groove with central guide bar, in a representation as in 1 ,

Die in 1 nebeneinander angeordneten Darstellungen sind schematische Draufsichten auf eigentlich hintereinander angeordnete, aus jeweils einer Formrolle 1 und einer Gegenrolle 2 bestehende Rollformwerkzeugpaare a, b, c, die jeweils einen Walzspalt 3 zwischen sich bilden. In der Rollformwerkzeuggruppe a wird ein erster Einstich in einem Metallband 5 erzeugt, und zwar durch einen an der Formrolle 1 angeformten Drückring 7. Dieser Drückring 7 drückt sich in das Metallband 5 ein und erzeugt eine Rille 8, die von Drückringen 7' und 7'' der Rollformwerkzeuggruppen b und c nachfolgend sukzessive zu einem Bereich 4 des Metallbands 5 mit verringerter Dicke erweitert wird.In the 1 juxtaposed representations are schematic plan views of actually arranged one behind the other, each consisting of a form roller 1 and a counter-roll 2 existing Rollformwerkzeugpaare a, b, c, each having a roll gap 3 form between themselves. In the roll forming tool group a, a first groove is made in a metal band 5 generated, by one of the form roller 1 molded-on pressure ring 7 , This push ring 7 presses into the metal band 5 and creates a groove 8th that of spinning rings 7 ' and 7 '' the roll forming tool groups b and c successively to a range 4 of the metal band 5 is expanded with reduced thickness.

Anhand 1 wird deutlich, dass beispielsweise ein Lüften der Rollformwerkzeuggruppe c bewirkt, dass der Bereich 4 des Metallbands 5 mit verringerter Dicke weniger breit ausfällt. Ein teilweises Lüften einer oder mehrerer Rollformwerkzeuggruppen a, b, c beeinflusst hingegen die Tiefe des Einstichs und damit die Dicke des Bereichs 4 des Metallbands 5.Based 1 It becomes clear that, for example, ventilating the roll forming tool group c causes the area 4 of the metal band 5 less wide with reduced thickness. By contrast, partial ventilation of one or more roll forming tool groups a, b, c influences the depth of the groove and thus the thickness of the area 4 of the metal band 5 ,

2 zeigt in einer schematischen Teilansicht entsprechend 1 die Anordnung von zwei Formrollen 1 auf einer Arbeitswelle 9. Diese beiden Formrollen 1, die Drückringe 7 tragen, sind mittels Distanzringen 10 mit einem Abstand x voneinander beabstandet. Dementsprechend drücken die beiden Formrollen 1 insgesamt zwei Rillen in das (hier nicht dargestellte) Metallband. Dies kann insbesondere für besonders breite Bereiche mit verringerter Dicke sinnvoll sein, wobei die hier dargestellten Formrollen 1 zu einer relativ frühen Gruppe von Rollformwerkzeugen gehören. Die beiden Rillen, die hier erzeugt werden, markieren dann die Breite des herzustellenden Bereichs mit verringerter Dicke (die hier x beträgt), während nachfolgende Rollformwerkzeuggruppen den Bereich zwischen den beiden hier hergestellten Rillen dünner walzen. 2 shows in a schematic partial view accordingly 1 the arrangement of two form rollers 1 on a working wave 9 , These two form rollers 1 , the pressure rings 7 wear, are using spacers 10 spaced apart by a distance x. Accordingly, the two form rollers press 1 a total of two grooves in the (not shown here) metal band. This can be useful in particular for particularly wide areas with reduced thickness, with the form rollers shown here 1 belong to a relatively early group of roll forming tools. The two grooves created here then mark the width of the area of reduced thickness to be made (which is x herein) while subsequent roll forming tool groups thinly roll the area between the two grooves made here.

Die im 2 gezeigte Anordnung weist insgesamt fünf Distanzringe 10 auf, die, wie 3 zeigt, als Hufeisendistanzring ausgebildet und daher von der Arbeitswelle 9 entfernbar sind. Die 2a und 2b zeigen unterschiedliche Möglichkeiten, die Distanzringe 10 anzubringen, wodurch der Abstand zwischen den beiden Formrollen 1 verändert werden kann; in 2a beträgt er x, während er in 2b y beträgt.The im 2 shown arrangement has a total of five spacers 10 on, the, how 3 shows, designed as horseshoe spacer ring and therefore from the working shaft 9 are removable. The 2a and 2 B show different possibilities, the spacer rings 10 to attach, reducing the distance between the two forming rollers 1 can be changed; in 2a he is x while in 2 B y is.

Einen ähnlichen Effekt erhält man, wenn man Stufendistanzringe nach 4a verwendet. Allerdings kann hier die Breite eines durch zwei Stufendistanzringe zusammengesetzten veränderlichen Distanzrings 10 feiner justiert werden, und zwar durch den Winkel, mit dem die beiden Distanzringe 10' und 10'' gegeneinander verdreht werden. Dies visualisieren die 4b und 4c.A similar effect can be obtained by following step distance rings 4a used. However, here the width of a composite by two staging spacers variable spacer 10 fine adjusted by the angle with which the two spacers 10 ' and 10 '' be twisted against each other. This visualize the 4b and 4c ,

Eine weitere Alternative mit noch feinerer Verstellung der Dicke des Distanzrings 10 ist in 5 dargestellt. Wie daraus hervorgeht, sitzt auf der Arbeitswelle 9 ein aus zwei Teilen 10', 10'' zusammengesetzter Distanzring, wobei die beiden Teile 10', 10'' über ein Gewinde 11 verbunden sind und deren Abstand zueinander entsprechend verändert werden kann.Another alternative with even finer adjustment of the thickness of the spacer ring 10 is in 5 shown. As it emerges, sitting on the wave of work 9 one of two parts 10 ' . 10 '' composite spacer ring, the two parts 10 ' . 10 '' over a thread 11 are connected and their distance from each other can be changed accordingly.

Wie 6 zeigt, sollten variable Dichtringe 12, die beispielsweise nach den 3, 4 und 5 ausgebildet sind, durch ausgleichende Distanzringe 12' ergänzt werden, wobei der hier dargestellte ausgleichende Distanzring 12' wiederum aus zwei Teilen besteht, die mittels eines Federelements 13 untereinander verbunden sind und dementsprechend gegen eine elastische Rückstellkraft nachgeben können.As 6 shows, should be variable sealing rings 12 , for example, after the 3 . 4 and 5 are formed by compensating spacers 12 ' be supplemented, with the balancing spacer shown here 12 ' again consists of two parts, by means of a spring element 13 are connected to each other and can yield accordingly against an elastic restoring force.

7 zeigt ein Ausführungsbeispiel dafür, wie der Erfindungsaspekt des Führens des Bandprofilwalzverfahrens in der Rille gelöst sein kann. Die Formrolle 1 teilt sich beim Einstich in das Metallband 5 in zwei Teile a und b auf, wobei der Teil b der Bandprofilwalz-Teil der Formrolle 1 ist, während der Teil a der Führungsteil der Formrolle 1 ist. Der Führungsteil a ist umfangsseitig mit einer Abschrägung versehen, die mit einer Führungskante c im Metallband 5 korrespondiert und in dieser geführt wird. Auch der Bandprofilwalz-Teil b der Formrolle 1 ist umfangsseitig mit einer Abschrägung versehen, jedoch ist diese flacher ausgebildet, um die Gegenkraft der Formrolle 1 an der Führungskante c nicht unzulässig hoch werden zu lassen. Die Ziffern 1, 2 und 3 unterhalb des Bandprofilwalz-Teils b der Formrolle 1 symbolisieren drei hintereinander angeordnete Formrollen mit Einstichstufen 1, 2 und 3, bei denen der Bandprofilwalz-Teil b sich sukzessive verbreitert, während der Führungsteil a der Formrolle 1 unverändert bleibt. Mit einer solchen Formrolle 1 wird eine saubere Führung des Bandprofilwalzverfahrens auf dem Metallband 5 erzielt, ohne das Metallband 5 mit hohen Kräften zusätzlich randseitig führen zu müssen. 7 shows an embodiment of how the invention aspect of guiding the strip profile rolling process can be solved in the groove. The forming roller 1 shares in the puncture in the metal band 5 in two parts a and b, wherein the part b of the strip profile rolling part of the forming roller 1 is, while the part a of the guide part of the form roller 1 is. The guide part a is peripherally provided with a chamfer, with a leading edge c in the metal strip 5 corresponds and is managed in this. Also the strip profile rolling part b of the form roller 1 is circumferentially provided with a chamfer, but this is flatter, the counterforce of the forming roller 1 at the leading edge c not to let inadmissibly high. The numbers 1 . 2 and 3 below the strip profile rolling part b of the forming roll 1 symbolize three successively arranged forming rollers with recesses 1 . 2 and 3 in which the strip profile rolling part b is widened successively during the guide part a of the forming roll 1 remains unchanged. With such a form role 1 becomes a clean guide of the strip profile rolling process on the metal strip 5 scored without the metal band 5 with high forces in addition edge to lead.

Eine andere Strategie zum Führen des Bandprofilwalzverfahrens in der Rille ist in den 8a, 8b und 8c symbolisiert, wobei 8a den ersten Einstich zeigt, 8b für die nachfolgenden Einstiche steht und 8c einen letzten Bearbeitungsschritt visualisiert. Hier werden jeweils zwei Formrollen für das Erzeugen der Rille und das Verbreitern derselben verwendet, wobei bereits beim ersten Stich (8a) ein Führungssteg 15 zwischen den beiden Formrollen 1, 1' stehengelassen wird. Die nachfolgenden Formrollen 1, 1' (8b) lassen den Führungssteg 15 unverändert zwischen sich stehen und verbreitern die Rille jeweils randseitig. Erst ganz zum Schluss (8c) wird der Führungssteg 15 ausgewalzt, um einen gleichmäßigen verdünnten Bereich 4 des Metallbands 5 zu erzielen.Another strategy for guiding the strip profile rolling process in the groove is in the 8a . 8b and 8c symbolizes, being 8a showing the first puncture, 8b stands for the following punctures and 8c visualized a last processing step. Here, two shaping rollers are used in each case for creating the groove and widening it, whereby at the first stitch ( 8a ) a guide bar 15 between the two form rollers 1 . 1' is allowed to stand. The following form rollers 1 . 1' ( 8b ) let the guide bar 15 the groove between each other stand and widen unchanged at the edges. Only at the very end ( 8c ) becomes the guide bar 15 rolled out to a uniform diluted area 4 of the metal band 5 to achieve.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 10113610 A1 [0006]

Claims

Rolling process for producing a metal strip ( 5 ) with a thickness varying over its width from a flat metal strip ( 5 ), with a number of groups (a, b, c) of roll forming tools arranged in line ( 1 . 2 ), which successively from the metal strip ( 5 ), wherein in a group (a) of roll forming tools by means of a forming roller ( 1 ) on at least one surface of the metal strip ( 5 ) at least one first groove is created, in which the thickness of the strip is reduced, and wherein in subsequent groups (b, c) of roll forming dies, this first groove with further punctures of further shaping rollers ( 1 ) to a dilute area ( 4 ) of the metal strip ( 5 ) is widened, characterized in that the rolling process is carried out on a profiling machine.

Rolling method according to claim 1, characterized in that the profiling machine for carrying out the rolling process by compacting the groups of roll forming tools in the direction of passage of the metal strip ( 5 ) is modified.

Rolling method according to claim 2, characterized that the compression of the groups of roll forming tools by means of an insertion of additional groups and / or by means of pushing together of existing groups and / or by means of a use of double and triple stands for single or multiple groups takes place.

Rolling device for producing a metal strip or profile with a width varying over its width from a flat metal strip ( 5 ), with a number of groups (a, b, c) of roll forming tools arranged in line ( 1 . 2 ), which successively from the metal strip ( 5 ), wherein one of the groups (a) of roll forming tools has at least one shaping roll ( 1 ), the at least one first recess in at least one Oberflä surface of the metal strip ( 5 ) is generated to there the thickness of the metal strip ( 5 ) and wherein at least some subsequent groups (b, c) of roll forming tools have further shaping rollers ( 1 ) containing the first puncture by further punctures successively to a dilute area ( 4 ) of the metal strip ( 5 ), characterized in that the rolling device is a modified profiling machine.

Rolling device according to claim 4, characterized in that the rolling device a by compressing the groups of roll forming tools in the direction of passage of the metal strip ( 5 ) modified profiling machine is.

Rolling device according to claim 5, characterized in that for modifying the profiling machine additional groups of roll forming tools used and / or that the groups of roll forming tools in the direction of passage of the metal strip ( 5 ) are collapsible.

Rolling device according to claim 6, characterized in that that in each case two or more groups of roll forming tools in one common scaffolding combined with a common drive are.

Rolling device according to one of the claims 5 or 6, characterized in that the groups of roll forming tools over a common block gear are driven, the block gear one opposite an unmodified profiling machine has higher number and density of drives.

Rolling device for producing a metal strip or profile with a width varying over its width from a flat metal strip ( 5 ), comprising a number of roll forming tools (a, b, c) arranged in line one behind the other ( 1 . 2 ), which successively from the metal strip ( 5 ), wherein one of the groups (a) of roll forming tools has at least one shaping roll ( 1 ), the at least one first recess in at least one surface of the metal strip ( 5 ) is generated to there the thickness of the metal strip ( 5 ) and wherein at least some subsequent groups (b, c) of roll forming tools have further shaping rollers ( 1 ) containing the first puncture by further punctures successively to a dilute area ( 4 ) of the metal strip ( 5 ), characterized in that the groups of roll forming tools are variable with regard to the groove width, groove depth and / or groove position produced by them.

Rolling device according to claim 9, characterized in that the variability of the groove width between each two on a common drive shaft ( 9 ) mounted roll forming tools ( 1 . 2 ) detachable spacers ( 10 ) or mutually rotatable step spacer pairs ( 10 ' . 10 '' ) or two-piece spacers ( 10 ' . 10 '' ) with width adjustment or axially compensating spacer rings ( 12 ), or the roll forming tools ( 1 . 2 ) with an internal thread and the drive shafts ( 9 ), on which sit the roll forming tools, are provided with a corresponding external thread.

Rolling device according to claim 9, characterized that for the variability of the groove width and / or groove depth at least some of the groups of roll forming tools in airable Scaffolds are arranged.

Rolling process for producing a metal bands having a thickness varying over its width from a flat metal band, comprising a number of groups (a, b, c) of roll forming tools arranged in line ( 1 . 2 ), which successively from the metal strip ( 5 ), wherein in a group (a) of roll forming tools by means of a forming roller ( 1 ) on at least one surface of the metal strip ( 5 ) at least one first groove is created, in which the thickness of the strip is reduced, and wherein in subsequent groups (b, c) of roll forming dies this first groove with further punctures of further shaping rollers ( 1 ) to a dilute area ( 4 ) of the metal strip ( 5 ), characterized in that the number of further punctures is, if necessary, reduced by ventilating selected groups of roll forming tools, thereby reducing the width of the thinned region of the metal strip ( 5 ) in the result.

Rolling method for producing a metal strip having a width varying over its width from a flat metal strip ( 5 ), with a number of groups (a, b, c) of roll forming tools arranged in line ( 1 . 2 ), which successively from the metal strip ( 5 ), wherein in a group (a) of roll forming tools by means of a forming roller ( 1 ) on at least one surface of the metal strip ( 5 ) at least one first groove is created, in which the thickness of the strip is reduced, and wherein in subsequent groups (b, c) of roll forming dies this first groove with further punctures of further shaping rollers ( 1 ) to a dilute area ( 4 ) of the metal strip ( 5 ) is widened, characterized in that for the longitudinal guidance of the roll forming tools, the groove ( 8th ) or special leading edges ( 15 ) in the thinned region of the metal strip ( 5 ) be used.

Rolling method according to claim 13, characterized in that for longitudinal guidance of the roll forming tools initially two grooves ( 8th ) with an intermediate guide bar ( 15 ) and the guide bar ( 15 ) during the widening of the two grooves ( 8th ) is allowed to stand.

Rolling device for producing a metal strip or profile with a width varying over its width from a flat metal strip ( 5 ), with a number of groups (a, b, c) of roll forming tools arranged in line ( 1 . 2 ), which successively from the metal strip ( 5 ), wherein one of the groups (a) of roll forming tools has at least one shaping roll ( 1 ), the at least one first recess in at least one surface of the metal strip ( 5 ) is generated to there the thickness of the metal strip ( 5 ) and wherein at least some subsequent groups (b, c) of roll forming tools have further shaping rollers ( 1 ) containing the first puncture by further punctures successively to a dilute area ( 4 ) of the metal strip ( 5 ), characterized in that at least a part of the roll forming tools with guide bevels for longitudinal ferries within the groove or at special leading edges in the thinned region of the metal strip ( 5 ) are provided.

Rolling device for producing a metal strip or profile with a width varying over its width from a flat metal strip ( 5 ), with a number of groups (a, b, c) of roll forming tools arranged in line ( 1 . 2 ), which successively from the metal strip ( 5 ), wherein one of the groups (a) of roll forming tools has at least one shaping roll ( 1 ), the at least one first recess in at least one surface of the metal strip ( 5 ) is generated to there the thickness of the metal strip ( 5 ) and wherein at least some subsequent groups (b, c) of roll forming tools have further shaping rollers ( 1 ) containing the first puncture by further punctures successively to a dilute area ( 4 ) of the metal strip ( 5 ) widen, characterized in that at least a part of the groups of roll forming tools are provided with Feilaufkupplungen and connected via this with a common drive unit.