DE102010008990A1 - Producing a profile by cold-rolling with double-sided galvanized top and bottom and zinc-aluminum, aluminum-zinc, zinc-magnesium or aluminum coated steel strip, comprises coating a narrow side of the steel strip - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Profils durch Kaltwalzprofilieren eines verzinkten oder mit Zink-Aluminium, Aluminium-Zink, Zink-Magnesium oder Aluminium beschichteten Stahlbands nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 4.The invention relates to a method for producing a profile by cold rolling profiling of a galvanized or coated with zinc-aluminum, aluminum-zinc, zinc-magnesium or aluminum steel strip according to the preamble of
Es ist bekannt, Profile durch Kaltwalzprofilieren eines verzinkten oder anderweitig beschichteten Stahlbands herzustellen. Derartige Profile sind in verschiedensten Ausführungsformen und hergestellt nach verschiedensten Herstellungsverfahren bekannt. Entsprechende Profile werden ausgehend von einem im Wesentlichen rechteckförmigen, länglichen, flachen Stahlband in der Regel durch Biegen oder Rollen des Stahlbandes oder -streifens hergestellt. Hierbei umfassen ”Biegen oder Rollen” alle Arbeitsschritte, die verwendet werden können, um den Metallbandzuschnitt in die gewünschte Form zu bringen, z. B. auch Abwinkeln, Abkanten, Prägen etc..It is known to produce profiles by cold rolling profiling of a galvanized or otherwise coated steel strip. Such profiles are known in various embodiments and produced by various manufacturing methods. Corresponding profiles are usually produced by bending or rolling the steel strip or strip starting from a substantially rectangular, elongate, flat steel strip. Here, "bending or rolling" includes all operations that can be used to make the metal band blank into the desired shape, e.g. B. also bending, folding, embossing etc ..
Das als Ausgangsmaterial verwendete Stahlband ist in der Regel auf seiner Oberseite sowie Unterseite mit einer Korrosionsschutzschicht versehen, beispielsweise verzinkt. Als Beschichtungsmaterial eignen sich auch andere Metalle bzw. Legierungen, wie Zink-Aluminium, Aluminium-Zink, Zink-Magnesium oder Aluminium. Da das Stahlband üblicherweise von einem großflächigen, beidseitig beschichteten Blech abgeschnitten wird, sind die Schmalseiten des Stahlbands nicht beschichtet. Bei geringer Materialstärke des Stahlbands ist dieser Umstand zumeist nicht weiter tragisch, da die Schmalseiten durch den sogenannten kathodischen Schutz der als Opferanode wirkenden beidseitigen Beschichtung des Stahlbands ausreichend vor Korrosion geschützt sind. Falls die Materialstärke des Stahlbands insbesondere an den Rändern allerdings größer ist, so kann ein wirksamer Korrosionsschutz ohne eine Beschichtung der Schmalseiten nicht mehr gewährleistet werden. Diese Problematik besteht insbesondere, wenn die Ränder des Stahlbands bei der Umformung mittels Kaltwalzprofilieren durch Stauchung aufgedickt werden, sodass die Schmalseiten dadurch verbreitert werden. Durch das bekannte Feuerverzinkverfahren können die Schmalseiten des Stahlbands zwar verzinkt werden, jedoch eignet sich dieses Verfahren nicht zur Beschichtung mit jeglichen metallischen Materialien und ist zudem relativ teuer und aufwändig. Außerdem besteht beim Feuerverzinken der Schmalseiten das Problem, dass die Materialstärke der aufgebrachten Schutzschicht über die Breite der Schmalseite nicht konstant ist. Während sich in der Mitte der Schmalseite eine dicke Schicht bildet, flacht die Beschichtung zur oberen und unteren Kante der Schmalseite deutlich ab, so dass diese Kanten der Schmalseite zur Ober- und Unterseite des Stahlbands selbst nicht ausreichend vor Korrosion geschützt sind. Die großen Dickenunterschiede können bei Belastung des Profils auch zum Abplatzen der Schutzschicht führen.The steel strip used as starting material is usually provided on its top and bottom with a corrosion protection layer, for example, galvanized. As a coating material, other metals or alloys, such as zinc-aluminum, aluminum-zinc, zinc-magnesium or aluminum are suitable. Since the steel strip is usually cut off from a large, coated on both sides sheet, the narrow sides of the steel strip are not coated. With low material thickness of the steel strip, this circumstance is usually not further tragic, since the narrow sides are sufficiently protected against corrosion by the so-called cathodic protection of the two-sided coating of the steel strip acting as a sacrificial anode. However, if the material thickness of the steel strip is greater, especially at the edges, effective corrosion protection can no longer be guaranteed without coating the narrow sides. This problem exists in particular when the edges of the steel strip are thickened during deformation by means of cold rolling profiling by compression, so that the narrow sides are widened thereby. Although the narrow sides of the steel strip can be galvanized by the known galvanizing process, this method is not suitable for coating with any metallic materials and is also relatively expensive and expensive. In addition, the hot dip galvanizing of the narrow sides has the problem that the material thickness of the applied protective layer over the width of the narrow side is not constant. While a thick layer forms in the middle of the narrow side, the coating flattens off to the upper and lower edge of the narrow side, so that these edges of the narrow side to the top and bottom of the steel strip itself are not adequately protected against corrosion. The large differences in thickness can also lead to flaking of the protective layer when the profile is loaded.
Weiter ist es bekannt, das Stahlband oder auch mehrere Stahlbänder zur Profilherstellung während oder nach der Umformung durch die Kaltwalzprofilierung in Längsrichtung zu verschweißen. Die Korrosionsschutzschicht des Stahlbands wird dazu in Vorbereitung der Verscheißung meistens auf den an die spätere Schweißnaht angrenzenden Bereichen der Stahlbandoberflächen entfernt, um beispielsweise bei einer Zinkbeschichtung das Entstehen von Zinkspritzern bei der Schweißung zu vermeiden. Wird die Schutzschicht vor der Verschweißung nicht entfernt, so wird sie in den an die Schweißnaht angrenzenden Bereichen in der Regel durch den Schweißvorgang verdampft oder verletzt. Jedenfalls besteht nach dem Schweißvorgang direkt auf der Schweißnaht sowie aus den vorgenannten Gründen auch neben der Schweißnaht keine wirksame Korrosionsschutzschicht. Bei Schweißverfahren, die mithilfe einer punktförmigen Wärmequelle durchgeführt werden, ist die während der Schweißung in das Material eingebrachte Wärme dabei im Großen und Ganzen lokal auf die Schweißnaht selbst begrenzt. Die Bereiche des Stahlbands neben der Schweißnaht werden durch die Schweißung dagegen nicht stark erwärmt. Beispiele für Schweißverfahren mit punktförmiger Wärmequelle sind das Lichtbogenschweißen und im Speziellen das Laserschweißen. Schweißnähte, die mit einer derartigen punktförmigen Wärmequelle durchgeführt werden, und insbesondere die an die Schweißnaht angrenzenden unbeschichteten Bereiche lassen sich auch unmittelbar nach der Schweißung nicht zufriedenstellend mittels Flammspritzen oder Lichtbogenspritzen beschichten. Die Haftung einer mittels Flammspritzen oder Lichtbogenspritzen aufgebrachten Schutzschicht aus metallischem Material ist aufgrund der niedrigen Temperaturen der an die Schweißnaht angrenzenden Bereiche unzureichend. Aus
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen eines Profils durch Kaltwalzprofilieren eines beidseitig oben und unten verzinkten, oder mit Zink-Aluminium, Aluminium-Zink, Zink-Magnesium oder Aluminium beschichteten Stahlbands anzugeben, das einen wirksamen Korrosionsschutz der Schmalseiten des Stahlbands durch Aufbringen eines metallischen Materials gewährleistet. Die Beschichtung der Schmalseiten soll zudem kostengünstig, aufwandsarm und möglichst gleichmäßig über die gesamte Breite der Schmalseiten erfolgen und eine gute Haftung aufweisen. Außerdem soll sich die für die Beschichtung der Schmalseiten verwendete Vorrichtung im Sinne einer Kostenreduktion auch für weitere Beschichtungsvorgänge bei der Profilherstellung eignen.Object of the present invention is to provide a method for producing a profile by cold rolling profiling of both sides galvanized top and bottom, or with zinc-aluminum, aluminum-zinc, zinc-magnesium or aluminum coated steel strip, which provides effective corrosion protection of the narrow sides of the steel strip Guaranteed application of a metallic material. The coating of the narrow sides should also be cost-effective, little effort and as evenly as possible over the entire width of the narrow sides and have good adhesion. In addition, should be for the coating of the narrow sides used device in terms of cost reduction also for further coating operations in profile production.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es weiter, ein Verfahren zur Herstellung eines Profils durch Kaltwalzprofilieren eines verzinkten, oder mit Zink-Aluminium, Aluminium-Zink, Zink-Magnesium oder Aluminium beschichteten Stahlbands anzugeben, das einen wirksamen Korrosionsschutz einer oder mehrerer in Längsrichtung des Profils verlaufenden und durch eine punktförmige Wärmequelle erzeugten Schweißnähte des Stahlbands durch Aufbringen eines metallischen Materials gewährleistet, wobei die Beschichtung kostengünstig, aufwandsarm und möglichst gleichmäßig erfolgen und eine gute Haftung aufweisen soll. Außerdem soll sich die für die Beschichtung der Schweißnaht verwendete Vorrichtung zur Kostenreduktion auch für weitere Beschichtungsvorgänge bei der Profilherstellung eignen.The object of the present invention is further to provide a method for producing a profile by cold rolling profiling of a galvanized, or zinc-aluminum, aluminum-zinc, zinc-magnesium or aluminum-coated steel strip, the effective corrosion protection of one or more extending in the longitudinal direction of the profile and weld seams of the steel strip produced by a punctiform heat source ensured by applying a metallic material, the coating is cost-effective, low-effort and as evenly as possible and should have good adhesion. In addition, the cost reduction device used for the coating of the weld should also be suitable for further coating processes in profile production.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 der vorliegenden Erfindung gelöst. Demnach liegt dann eine erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe vor, wenn bei einem Verfahren zum Herstellen eines Profils durch Kaltwalzprofilieren eines beidseitig oben und unten verzinkten, oder mit Zink-Aluminium, Aluminium-Zink, Zink-Magnesium oder Aluminium beschichteten Stahlbands, von dessen Rändern mindestens einer vor der Kaltwalzprofilierung oder durch die Kaltwalzprofilierung so dick ist, dass die unbeschichtete Schmalseite des Rands ohne weitere Korrosionsschutzmaßnahmen nicht ausreichend durch den kathodischen Schutz der als Opferanode wirkenden beidseitigen Beschichtung des Stahlbands vor Korrosion geschützt wäre, die mindestens eine Schmalseite vor, während oder nach der Umformung des Stahlbands durch die Kaltwalzprofilierung kontinuierlich mit einer Schutzschicht aus einem metallischen Material beschichtet wird, indem der Rand durch induktive Erwärmung mittels eines Hochfrequenzgenerators erwärmt, und vor oder nach der Erwärmung gereinigt wird, worauf unmittelbar die Schutzschicht durch Flammspritzen oder Lichtbogenspritzen aufgebracht wird.The object is solved by the features of
Dieses Verfahren ist schnell und günstig. Die Haftung der mittels Flammspritzen oder Lichtbogenspritzen aufgetragenen Schutzschicht wird durch das Aufwärmen und Reinigen der zu beschichtenden Schmalseiten erheblich verbessert bzw. überhaupt erst ermöglicht. Durch das Auftragen mittels Flammspritzen oder Lichtbogenspritzen wird zudem eine gleichmäßige Schichtdicke der auf die Schmalseiten aufgebrachten Schutzschicht erreicht. Insbesondere wird dadurch auf sowie im Bereich der Kanten der Schmalseite zur Ober- und Unterseite des Stahlbands eine hervorragende Güte der Schutzschicht erreicht.This procedure is fast and cheap. The adhesion of the applied by means of flame spraying or arc spraying protective layer is considerably improved or even made possible by the warm-up and cleaning of the narrow sides to be coated. By applying by flame spraying or arc spraying also a uniform layer thickness of the applied to the narrow sides of the protective layer is achieved. In particular, an excellent quality of the protective layer is achieved on and in the region of the edges of the narrow side to the top and bottom of the steel strip.
Die Aufgabe wird zudem auch durch die Merkmale des Anspruchs 4 der vorliegenden Erfindung gelöst. Demnach liegt dann eine erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe vor, wenn bei einem Verfahren zur Herstellung eines Profils durch Kaltwalzprofilieren eines verzinkten, oder mit Zink-Aluminium, Aluminium-Zink, Zink-Magnesium oder Aluminium beschichteten Stahlbands, eine in Längsrichtung des Profils verlaufende durch eine punktförmige Wärmequelle erzeugte Schweißnaht sowie die durch den Schweißvorgang und/oder dessen Vorbereitung entstandenen unbeschichteten und an die Schweißnaht angrenzenden Bereiche des Stahlbands nach dem Schweißvorgang kontinuierlich mit einer Schutzschicht aus einem metallischen Material beschichtet werden, indem zumindest die an die Schweißnaht angrenzenden Bereiche durch induktive Erwärmung mittels eines Hochfrequenzgenerators erwärmt und vor oder nach der Erwärmung gereinigt werden, worauf unmittelbar die Schutzschicht durch Flammspritzen oder Lichtbogenspritzen aufgebracht wird.The object is also achieved by the features of
Äußerst saubere Schweißnähte lassen sich beispielsweise mittels Laserschweißen erzeugen. Die während der Schweißung in das Material eingebrachte Wärme ist dabei durch die Verwendung eines Lasers im Großen und Ganzen lokal auf die Schweißnaht selbst begrenzt. Die Bereiche des Stahlbands neben der Schweißnaht selbst werden durch die Schweißung dagegen nicht stark erwärmt. Dies hat zur Folge, dass die Oberflächentemperatur der Schweißnaht selbst für die darauf folgende Beschichtung mittels Flammspritzen oder Lichtbogenspritzen unter Umständen ausreicht, um eine gute Haftung der Beschichtung zu gewährleisten, während die Bereiche neben der Schweißnaht für eine gute Haftung des aufgebrachten metallischen Materials zu kalt sind. Auch kann es erforderlich oder gewünscht sein, einen Grat oder eine wulstige Erhebung der Schweißnaht, die durch den Schweißvorgang entstehen kann, vor der Beschichtung zuerst zu entfernen, beispielsweise durch Abhobeln der Schweißnaht. Dadurch kühlt unter Umständen auch die Schweißnaht derart stark ab, dass die Oberflächentemperatur nicht ausreicht, um eine gute Haftung der aufzubringenden Schutzschicht zu erreichen. In beiden Fällen wird die erforderliche Erwärmung von Schweißnaht bzw. umgebenden Bereichen durch den Hochfrequenzgenerator bewerkstelligt. Im Übrigen ergeben sich die gleichen Vorteile wie bei der oben dargelegten Beschichtung der Schmalseiten des Stahlbands. Für die Beschichtung sowohl der Schmalseiten als auch eventueller Schweißnähte der gefertigten Profile kann die gleiche Vorrichtung bestehend aus Hochfrequenzgenerator, Reinigungseinrichtung und Flammspritz- bzw. Lichtbogenspritzeinrichtung zur Anwendung kommen. Dies bedeutet eine Kosteneinsparung bei der Herstellung verschiedener Profile. Für die zur Erwärmung mittels Hochfrequenzgenerator erforderliche Induktion eignen sich beispielsweise Linien- oder Ringinduktoren.Extremely clean welds can be produced for example by means of laser welding. The heat introduced into the material during welding is, by and large, limited locally to the weld itself by the use of a laser. By contrast, the areas of the steel strip next to the weld itself are not strongly heated by the weld. As a result, the surface temperature of the weld, even for the subsequent coating by means of flame spraying or arc spraying, may be sufficient to ensure good adhesion of the coating, while the areas adjacent to the weld are too cold for good adhesion of the deposited metallic material , Also, it may be necessary or desirable to first remove a burr or bead of the weld which may be produced by the welding operation prior to coating, for example, by planing off the weld. As a result, under certain circumstances, the weld also cools down so much that the surface temperature is insufficient to achieve good adhesion of the protective layer to be applied. In both cases, the required heating of weld or surrounding areas is accomplished by the high frequency generator. Incidentally, the same advantages as in the above-mentioned coating of the narrow sides of the steel strip. For the coating of both the narrow sides and any welds of the manufactured profiles, the same device consisting of high-frequency generator, cleaning device and flame spraying or electric arc spraying device can be used. This means a cost saving in the production of various profiles. For heating by means of High-frequency generator required induction are, for example, line or ring inductors.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Further advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Vorzugsweise wird bei dem Verfahren zum Herstellen eines Profils durch Kaltwalzprofilieren eines beidseitig oben und unten verzinkten, oder mit Zink-Aluminium, Aluminium-Zink, Zink-Magnesium oder Aluminium beschichteten Stahlbands, von dessen Rändern mindestens einer vor der Kaltwalzprofilierung oder durch die Kaltwalzprofilierung so dick ist, dass die unbeschichtete Schmalseite ohne weitere Korrosionsschutzmaßnahmen nicht ausreichend durch den kathodischen Schutz der als Opferanode wirkenden beidseitigen Beschichtung des Stahlbands vor Korrosion geschützt wäre, ein Stahlband verwendet, das im Ausgangszustand dünn ist und durch die Kaltwalzprofilierung an zumindest einer Schmalseite zu größerer Dicke gestaucht wird. Es hat sich heraus gestellt, dass für Profile, deren Ränder eine größere Materialstärke aufweisen müssen als die sonstigen Bereiche, ein dünnes Stahlband kostengünstiger und besser insbesondere im Randbereich umgeformt werden kann als ein von Anfang an dickes Stahlband, das dafür über weite Bereiche durch die Kaltwalzprofilierung dünner gewalzt werden müsste. Ein partielles Ausdünnen durch Kaltwalzen kann zudem nur bedingt bewerkstelligt werden.Preferably, in the method for producing a profile by cold rolling profiling of a galvanized on both sides top and bottom, or coated with zinc-aluminum, aluminum-zinc, zinc-magnesium or aluminum steel strip whose edges at least one before the cold rolling or cold rolling profiling so thick is that the uncoated narrow side would not be sufficiently protected by the cathodic protection acting as a sacrificial anode two-sided coating of the steel strip from corrosion, a steel strip which is thin in the initial state and is compressed by the cold rolling on at least one narrow side to greater thickness without further corrosion protection measures , It has been found that for profiles whose edges must have a greater material thickness than the other areas, a thin steel strip can be more cost-effective and better reshaped in particular in the edge area than a thick steel strip from the beginning, the over long sections by the cold rolling profiling would have to be rolled thinner. A partial thinning by cold rolling can also be accomplished only conditionally.
Ganz besonders eignet sich diese Vorgehensweise zur Herstellung einer C-förmigen Montageschiene. Für eine stabile Montageschiene ist es erforderlich, dass beide Ränder der offenen C-förmigen Montageschiene dicker sind als die restlichen Bereiche der Montageschiene. Dazu wird das Stahlband zunächst an beiden Schmalseiten zu größerer Dicke gestaucht. Im Anschluss erfolgt durch die Kaltwalzprofilierung eine Umformung des Stahlbands zu einer C-förmigen Montageschiene.This procedure is particularly suitable for producing a C-shaped mounting rail. For a stable mounting rail, it is necessary that both edges of the open C-shaped mounting rail are thicker than the remaining areas of the mounting rail. For this purpose, the steel strip is first compressed on both narrow sides to a greater thickness. The cold rolling profiling then transforms the steel strip into a C-shaped mounting rail.
Die folgenden vorteilhaften Ausgestaltungen beziehen sich auf beide unabhängigen Ansprüche.The following advantageous embodiments relate to both independent claims.
Vorteilhafter Weise entspricht das mittels Flammspritzen oder Lichtbogenspritzen aufgebrachte metallische Material dem Material der Beschichtung des Stahlbands. Dadurch wird eine besonders homogene Korrosionsschutzschicht erreicht, Unterschiede der Schutzschicht, insbesondere was das Potential zum Grundmaterial und damit den Korrosionsschutz direkt anbelangt, werden vermieden. Eine gute Verbindung zwischen der ursprünglichen Beschichtung des Stahlbands und der neuen partiellen Schutzschicht ist dadurch ebenfalls gewährleistet.Advantageously, the metallic material applied by means of flame spraying or arc spraying corresponds to the material of the coating of the steel strip. As a result, a particularly homogeneous corrosion protection layer is achieved, differences in the protective layer, in particular as far as the potential for the base material and thus the corrosion protection directly, are avoided. A good connection between the original coating of the steel strip and the new partial protective layer is thus also ensured.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird dass das metallische Material für den Prozess des Flammspritzens oder Lichtbogenspritzens pulverförmig zugeführt. Hierdurch ist lediglich ein geringer Energieaufwand zur Erschmelzung des aufzubringenden metallischen Materials nötig. Außerdem gestaltet sich die Zufuhr des metallischen Materials einfach. Zudem gewährleistet dies ein gleichmäßiges Aufbringen des metallischen Materials auf die zu beschichtenden Bereiche.In a preferred embodiment of the present invention, the metallic material is supplied in powder form for the process of flame spraying or arc spraying. As a result, only a small amount of energy is required for the melting of the applied metallic material. In addition, the supply of the metallic material is easy. In addition, this ensures a uniform application of the metallic material to the areas to be coated.
Optimale Haftergebnisse können erzielt werden, indem die zu beschichtenden Oberflächen mithilfe des Hochfrequenzgenerators auf eine Temperatur gebracht werden, die der Schmelztemperatur des aufzubringenden metallischen Materials entspricht oder geringfügig über dieser, jedoch unter der Schmelztemperatur des Stahlblechs liegt.Optimum adhesion results can be obtained by bringing the surfaces to be coated by means of the high-frequency generator to a temperature which corresponds to the melting temperature of the applied metallic material or slightly above this, but below the melting temperature of the steel sheet.
Die Homogenität der Beschichtung kann weiter verbessert werden, wenn die ursprüngliche Beschichtung des Stahlbands im direkt an die zu beschichtenden Oberflächen angrenzenden Bereich mithilfe des Hochfrequenzgenerators zumindest oberflächlich auf ihre Schmelztemperatur oder darüber erwärmt und angeschmolzen wird und bei Aufbringen des metallischen Materials mit diesem verschmilzt beziehungsweise eine Legierung eingeht.The homogeneity of the coating can be further improved if the original coating of the steel strip in the region directly adjacent to the surfaces to be coated is heated and fused at least superficially to its melting temperature or above by means of the high-frequency generator and fuses with the metallic material or an alloy received.
Generell eignen sich als metallische Materialien zum Aufbringen vorzugsweise Zink, Aluminium oder eine Aluminiumlegierung. Mit diesen Materialien lässt sich eine stabile Prozessführung bewerkstelligen. Gleichzeitig weisen diese Materialien hervorragende Haftungseigenschaften auf Stahl sowie Korrosionsschutzeigenschaften auf.In general, suitable as metallic materials for application are preferably zinc, aluminum or an aluminum alloy. With these materials, a stable process management can be accomplished. At the same time, these materials have excellent adhesion properties to steel as well as anti-corrosion properties.
Die Reinigung der zu beschichtenden Oberflächen erfolgt vorzugsweise durch ein spanabhebendes Verfahren mithilfe eines Hobels. Damit wird eine hervorragende Haftung der Beschichtung erreicht. Alternativ kann die Reinigung beispielsweise auch nasschemisch unter Verwendung eines Flussmittels oder durch Laserreinigung erfolgen. Auch kombinierte Reinigungslösungen sind denkbar.The cleaning of the surfaces to be coated is preferably carried out by a cutting process using a planer. This achieves excellent adhesion of the coating. Alternatively, the cleaning can be carried out, for example, wet-chemically using a flux or by laser cleaning. Combined cleaning solutions are also conceivable.
Zur Stauchung mindestens eines der Ränder des Stahlbands, im Folgenden auch als Profilkanten oder Bandkanten bezeichnet, wird das Stahlband zum Beispiel durch mindestens einen von einer Führungswalze und wenigstens einer seitlichen Stauchwalze gebildeten Klemmspalt geführt, wobei die Walzenachse der Führungswalze parallel zu der Bandebene des im Folgenden auch als Metallband bezeichneten Stahlbandes angeordnet ist, während die Walzenachse der Stauchwalze quer zu der Walzenachse der Führungswalze angeordnet ist und derart zur Bandebene geneigt angestellt ist, dass von der Stauchwalze neben der auf die Bandkante ausgeübten Stauchkraft auch eine auf die der Führungswalze abgewandten Seite des Metallbandes wirkende Klemmkraft aufgebracht wird, wobei die Stauchwalze stufenförmig ausgebildet ist und die Bandkante zumindest auf der der Führungswalze abgewandten Seite des Metallbandes umschließt.For compressing at least one of the edges of the steel strip, also referred to below as profile edges or strip edges, the steel strip is guided, for example, by at least one nip formed by a guide roll and at least one lateral edging roll, the roll axis of the guide roll being parallel to the strip plane of the following Also referred to as a metal band steel strip is arranged, while the roll axis of the compression roll is arranged transversely to the roll axis of the guide roller and is inclined to the belt plane employed that of the compression roll in addition to the force exerted on the belt edge compression force on the side facing away from the guide roller of the metal strip acting clamping force is applied, wherein the Stuffer roll is formed stepwise and surrounds the band edge at least on the side facing away from the guide roller of the metal strip.
Durch die geneigt angestellten Stauchwalzen wird das Verfahren auf einfache Art und Weise kontrolliert. Es erfolgt ein gleichmäßiges Fließen des Metalls in die gewünschte Richtung. Hierbei hält die Stauchwalze eine Oberfläche, d. h. Ober- oder Unterseite, des Metallbandes, so dass sich das Metallband gezielt nur in einer Richtung verformt, während die andere Seite im Ursprungszustand bleibt. Gleichermaßen sorgt die stufenförmige Ausbildung der Stauchwalze für eine gezielte Verformung des Metallbandes, das fest von der Stauchwalze gehalten wird.Due to the tilted edging rolls, the process is controlled in a simple manner. There is a uniform flow of the metal in the desired direction. Here, the compression roller holds a surface, d. H. Upper or lower side of the metal band, so that the metal strip deforms targeted only in one direction, while the other side remains in the original state. Similarly, the step-shaped design of the compression roll ensures a targeted deformation of the metal strip, which is held firmly by the compression roll.
Der Winkel zwischen der Walzenachse der Führungswalze und der Walzenachse der Stauchwalze kann zwischen 92 bis 100° betragen. Entsprechende Winkel haben sich in der Praxis besonders bewährt und stellen eine ausreichende Stauchkraft und Haltekraft der Stauchwalze sicher.The angle between the roller axis of the guide roller and the roller axis of the compression roller may be between 92 to 100 °. Appropriate angles have proven particularly useful in practice and ensure a sufficient compression force and holding force of the compression roll safe.
Auch kann vorgesehen werden, dass das Stufenprofil der Stauchwalze zu einem die Bandkante beidseitig umgreifendem U-Profil erweitert wird, wobei der an der der Führungswalze abgewandten Seite anliegende freie U-Schenkel erheblich länger ausgebildet ist. Diese Ausführungsform verhindert insbesondere die Ausbildung von Metallgraten, die sonst häufig bei Stauchverfahren zwischen den einzelnen Walzen auftreten. Hierdurch können die Nachbearbeitung des Metallbandes auf ein Minimum reduziert und die Gesamtkosten niedrig gehalten werden.It can also be provided that the stepped profile of the compression roll is extended to a band edge encompassing the U-profile on both sides, wherein the side facing away from the guide roller side abutting free U-leg is designed to be considerably longer. This embodiment prevents in particular the formation of metal burrs, which otherwise often occur in upsetting processes between the individual rollers. As a result, the post-processing of the metal strip can be reduced to a minimum and the total cost can be kept low.
Weiter kann wenigstens ein der Stauchwalze zugewandter Endabschnitt der Führungswalze unter einem vorbestimmten Winkel konvex auslaufen. Durch die Veränderung der Form der Führungswalze ist es hier möglich, gleichzeitig mit der Stauchung auch eine Formgebung des verdickten Bereichs entsprechend dem konvexen Endabschnitt der Führungswalze zu erzielen.Further, at least one of the upsetting roller facing end portion of the guide roller may leak convexly at a predetermined angle. By changing the shape of the guide roller, it is possible to achieve, simultaneously with the upsetting, a shaping of the thickened portion corresponding to the convex end portion of the guide roller.
Das Stauchen kann in mehreren Schritten durchgeführt werden, wobei wenigstens die Führungswalze mit konvexem Endbereich nach jedem Stauchschritt gegen eine Führungswalze ausgetauscht wird, deren wenigstens ein Endbereich unter einem jeweils größeren Winkel konvex ausläuft als die vorhergehende. Da die Formveränderung des Metallbandes in langsamen Schritten durchgeführt wird, kann die gewünschte Form besonders präzise erzielt werden, ohne dass das zu verformende Material zu starken Spannungen ausgesetzt wird.The upsetting can be carried out in several steps, wherein at least the guide roller is replaced with convex end portion after each upsetting step against a guide roller whose at least one end portion at a respective larger angle convex expires than the previous one. Since the change in shape of the metal strip is carried out in slow steps, the desired shape can be achieved particularly precisely without the material to be deformed being exposed to excessive stresses.
Vorteilhafterweise können sich die Winkel des wenigstens einen konvexen Endbereichs der Führungswalze in Schritten von 1 bis 10°, vorzugsweise 2 bis 5°, ändern. Diese Winkel haben sich in der Praxis als besonders bevorzugt erwiesen, um eine reibungslose Formveränderung durchzuführen.Advantageously, the angles of the at least one convex end portion of the guide roller may vary in steps of 1 to 10 °, preferably 2 to 5 °. These angles have proven to be particularly preferred in practice to perform a smooth change in shape.
Es kann eine zusätzliche Stützwalze vorgesehen sein, welche der Führungswalze gegenüberliegend angeordnet ist, so dass das Metallband zusätzlich zwischen der Führungswalze und der Stützwalze geklemmt wird, wobei die Stützwalze schmaler als die Führungswalze ausgebildet ist und sich wenigstens an einer Seite bis zu der Stauchwalze erstreckt. Auf diese Weise wird eine verbesserte Führung des Metallbandes erzielt, da ein mittlerer Bereich des Metallbandes zwischen Führungswalze und Stützwalze gehalten werden kann. Hierdurch vereinfacht sich auch der Aufbau der Stauchwalze, da der der Führungswalze gegenüberliegende Stufenbereich bzw. frei Schenkel nicht übermäßig lang ausgebildet sein muss, z. B. in etwa bis zur Mitte des Metallbandes, so dass die Stauchwalzen flexibler eingesetzt werden können und billiger in der Fertigung sind.An additional support roller may be provided, which is arranged opposite the guide roller, so that the metal strip is additionally clamped between the guide roller and the support roller, wherein the support roller is narrower than the guide roller and extends at least on one side up to the compression roller. In this way, an improved guidance of the metal strip is achieved because a central region of the metal strip between the guide roller and the support roller can be maintained. This also simplifies the construction of the compression roller, since the guide roller opposite step portion or free leg must not be designed to be excessively long, z. B. approximately to the middle of the metal strip, so that the compression rollers can be used flexibly and are cheaper to manufacture.
An den letzten Stauchschritt kann sich wenigstens ein Verformungsschritt zur Umformung des verdickten Metallbandes anschließen. Hierdurch kann die Ausbildung eines gewünschten Profils in einem Arbeitsgang mit dem Verdicken bestimmter Bereiche des Metallbandes durchgeführt werden.At least one deformation step for reshaping the thickened metal strip may follow the last compression step. In this way, the formation of a desired profile in a single operation with the thickening of certain areas of the metal strip can be performed.
Die wenigstens eine verdickte Profilkante kann relativ zu dem nicht verdickten Bereich des Metallbandes abgewinkelt werden. Hierbei kann das Abwinkeln der verdickten Profilkante schrittweise durchgeführt werden, bis die der verdickten Oberfläche gegenüberliegende Außenfläche unter einem Winkel von ca. 90° zu den nicht verdickten Bereichen abgewinkelt ist. Da das Abwinkeln nicht abrupt, sondern langsam in mehreren Schritten erfolgt, werden wiederum möglichst geringe Spannungen auf das Material ausgeübt.The at least one thickened profile edge can be angled relative to the non-thickened region of the metal strip. Here, the bending of the thickened profile edge can be performed stepwise until the thickened surface opposite outer surface is angled at an angle of about 90 ° to the non-thickened areas. Since the bending is not abrupt, but takes place slowly in several steps, in turn, as low as possible stresses are exerted on the material.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to embodiments. Show it:
Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Mit dem Bezugszeichen
In den
Hierbei zeigt
In
Im Gegensatz zu der in
Wie in
Der eigentliche Stauchvorgang wird durch Stauchwalzen
Die Stauchwalzen sind in dem an das Metallband
Der zu verformende Bereich des Metallbandes
Der erste Stauchungsschritt ist beendet, wenn der im Bereich der konvexen Endabschnitte
Anschließend wird die Führungswalze
Auch die Stauchwalze
Durch erneute Ausübung von Druck auf die Bandkanten durch die Stauchwalzen
Diese einzelnen Stauchungsschritte können jeweils mit einer neuen Führungswalze und neuen Stauchwalze, unter unveränderter Beibehaltung der Stützwalze
Da die Bandkante jeweils zwischen den konvexen Endbereichen gestaucht wird, erfolgt gleichzeitig mit der Verdickung auch eine gezielte Verformung des Metallbandes und somit die Ausbildung eines Profils.Since the strip edge is compressed in each case between the convex end regions, a targeted deformation of the metal strip and thus the formation of a profile takes place simultaneously with the thickening.
Bei dem letzten Stauchungsschritt kann die Stauchwalze
In
Die Endabschnitte des Metallbandes
Die Stützwalze ist profiliert ausgebildet, so dass von der Stützwalze nicht nur ein Bereich der Metallbandunterseite, sondern auch die Bandkante und ein Bereich der Metallbandoberseite umschlossen wird. Im Gegensatz zu dem an der Metallbandunterseite anliegendem Schenkel
Nachdem das Metallband
Hierbei erfolgt zunächst eine Abwinklung der verdickten Endabschnitte des Metallbandes
Um das entsprechende in
Das fertig verformte Profil in Form einer C-Schiene ist schließlich in
In
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- AT 004739 U1 [0004] AT 004739 U1 [0004]
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