DE102020113589A1

DE102020113589A1 - Walzensystem zum Walzen einer Metallplatine

Info

Publication number: DE102020113589A1
Application number: DE102020113589.0A
Authority: DE
Inventors: Robert Ebner; Harald Humer; Siegfried Hehenberger
Original assignee: Ebner Industrieofenbau GmbH
Current assignee: Ebner Industrieofenbau GmbH
Priority date: 2020-05-19
Filing date: 2020-05-19
Publication date: 2021-11-25
Also published as: AT523839B1; AT523839A4; AT523839A9

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Walzensystem (100) zum Walzen einer Metallplatine (400). Das Walzensystem (100) weist auf eine Trägerrolle (105), welche rotierbar in einer Walzenvorrichtung einbaubar ist, und zumindest ein Profilsegment (101), welches auf die Trägerrolle (105) austauschbar aufgesteckt ist. Das Profilsegment (101) weist eine äußere Walzfläche auf, die zumindest einen Walzbereich der vorbestimmten Walzform (107) für die Metallplatine (400) vorgibt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Walzensystem zum Walzen einer Metallplatine. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Walzenvorrichtung zum Umformen einer Metallplatine sowie ein Verfahren zum Konfigurieren eines Walzensystems.
Hintergrund der Erfindung
Flache metallische Bauteile, wie beispielsweise Flachstahl bzw. Metallplatinen, werden in Walzenvorrichtungen in eine gewünschte Form umgeformt. Beim Walzen wird das Walzgut senkrecht zu den Walzenachsen durch einen Walzspalt zwischen zwei gegenüberliegenden Arbeitswalzen hindurchgedrückt.
Durch Aufbau eines Walzdrucks verformt sich die Metallplatine und schmiegt sich an die entsprechende vorbestimmte Walzform, die die entsprechende Arbeitswalze vorgibt, an. Aufgrund der hohen Druckbeanspruchung auf die Arbeitswalzen besteht die Gefahr, dass sich die Arbeitswalzen durchbiegen. Entsprechend müssen die Arbeitswalzen robust und entsprechend aufwendig hergestellt werden. Dies führt dazu, dass die Herstellung gerade von kleineren Losen von Metallplatinen in einer Walzenvorrichtung aufgrund der teuren und speziellen Herstellung unterschiedlicher Arbeitswalzen sehr kostenintensiv ist. Gerade für Kleinserien oder im Prototypenbau stellt dies einen Kostentreiber dar.
Darstellung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Walzensystem bereitzustellen, welches flexibel und einfach an unterschiedliche Walzformen anpassbar ist.
Diese Aufgabe wird einem Walzensystem zum Walzen einer Metallplatine, einer Walzenvorrichtung sowie einem Verfahren zum Konfigurieren eines Walzensystems gelöst.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Walzensystem zum Walzen einer Metallplatine bereitgestellt. Dieses Walzsystem kann zwischen, vor oder nach einem oder mehrerer Rollenherdöfen und oder Mehrlagenkammeröfen positioniert werden. Das Walzensystem weist eine Trägerrolle, welche rotierbar in einer Walzenvorrichtung einbaubar ist und zumindest ein (oder eine Vielzahl von) Profilsegment(en), welches auf die Trägerrolle austauschbar aufgesteckt ist, auf. Das Profilsegment weist eine äußere Walzfläche auf, die zumindest einen Walzbereich der vorbestimmten Walzform für die Metallplatine vorgibt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Walzenvorrichtung zum Umformen einer Metallplatine bereitgestellt. Die Walzenvorrichtung weist ein oben beschriebenes Walzensystem und ein weiteres Walzensystem, insbesondere nach oben beschriebener Art, auf. Zwischen der äußeren Walzfläche des Profilsegments und einer weiteren äußeren Walzfläche eines weiteren Profilsegments des Weiteren Walzensystems ist ein Walzspalt einstellbar, durch welchen die Metallplatine entlang einer Walzrichtung hindurchdrückbar ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Konfigurieren eines oben beschriebenen Walzensystems bereitgestellt. Dabei wird zumindest ein Profilsegment auf die Trägerrolle aufgesteckt.
Das erfindungsgemäße Walzsystem stellt somit eine Arbeitsrolle bereit, die aus einer Trägerrolle mit mehreren lösbar aufgestellten Profilsegmenten besteht. Damit kann eine Metallplatine in eine gewünschte Form gewalzt werden. Die gewünschte Form wird durch die Walzform vorgegeben, die durch die äußeren Walzflächen der einzelnen Profilsegmente bestimmt wird.
Die Metallplatine ist insbesondere ein Flachprodukt (Flachstahl) und entsprechend wesentlich breiter als dick. Die Metallplatine kann ein vereinzeltes gleichartiges Bauteil darstellen oder ein Metallband darstellen. Die Metallplatine kann beispielsweise aus Stahl und Nichteisenmetallen bestehen. Insbesondere kann die Metallplatine aus Aluminium bestehen.
Die erfindungsgemäße Walzvorrichtung ist insbesondere ausgebildet, um in Kalt- und Warmwalzprozesses eingesetzt zu werden. Die Temperatur der Metallplatine bzw. der Metallplatten kann zwischen 10°C und 1200 °C während des Walzvorgangs betragen.
Die Trägerrolle ist um eine Drehachse (Axialrichtung) rotierbar. Dabei kann die Trägerrolle zusätzlich antreibbar sein oder aufgrund des Reibkontakts mit einer sich bewegenden Metallplatine rotiert werden. Die Trägerrolle ist dabei derart massiv und verformungssteif ausgebildet, dass eine Durchbiegung der Trägerrolle während des Walzvorgangs minimal ist. Entsprechend kann die Trägerrolle massiv und einstückig ausgebildet sein. In der Trägerrolle können zudem beispielsweise Fluidkanäle eingearbeitet werden, die zur Aufnahme eines Temperierfluids, zur Kühlung oder zum Erwärmen ausgebildet sind.
Die Trägerrolle weist dabei an Ihren Enden entsprechende Aufnahmeachsen auf, an welchen die Trägerrolle rotierbar an ein Walzgerüst koppelbar ist. Zwischen den Aufnahmeachsen befindet sich ein Steckbereich, auf welchen zumindest eines der Profilsegmente lösbar aufsteckbar ist. Der Steckbereich weist einen größeren, insbesondere doppelt oder dreifach größeren Durchmesser, auf, als ein Durchmesser der Aufnahmeachsen.
Ein Profilsegment ist insbesondere ein rotationssymmetrisches Bauteil, welches eine Aufnahmeöffnung im Inneren aufweist. Durch die Aufnahmeöffnung kann der Steckbereich der Arbeitswalze geführt werden. An der Außenfläche eines Profilsegments wird der Walzbereich der äußeren Walzfläche gebildet. Der Walzbereich bildet den gesamten (bei einem Profilsegment) oder einen Bereich (bei mehreren Profilsegmenten) der Walzform für die Metallplatine.
Die äußere Walzfläche bzw. der Walzbereich des Profilsegments kann dabei in Axialrichtung konstant verlaufen (d. h. mit einem in Axialrichtung gleichbleibenden Abstand zwischen der äußeren Walzfläche und der Drehachse der Trägerrolle). Ferner kann die äußere Walzfläche des Profilsegments einen in Axialrichtung inkonstanten Abstand zu der Drehachse aufweisen und beispielsweise einen in Axialrichtung konstant oder inkonstant (gebogene, gewölbte Flächenform) zu oder abnehmenden Abstand aufweisen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das zumindest eine Profilsegment auf der Trägerrolle austauschbar aufgesteckt und kann insbesondere an einer gewünschten Position entlang der Axialrichtung auf der Trägerrolle drehfest fixiert werden. Dies ermöglicht einen schnellen Austausch des Profilsegments, um eine geänderte vorbestimmte Walzformen für die Metallplatine einzustellen. Die zentrale robuste und komplexe herstellbare zentrale Trägerrolle muss für die Anpassung der Walzformen nicht ausgetauscht werden. Entsprechend kann das Walzsystem aufgrund der Austauschbarkeit der Profilsegmente schnell und günstig an unterschiedliche vorbestimmte Walzformen anpassen, sodass insbesondere für Kleinserien oder im Prototypenbau eine schnelle Anpassung an geänderte Walzformen möglich ist.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist das Profilsegment rotationsfest an der Trägerrolle lösbar befestigt. Beispielsweise kann wie unten detaillierter beschrieben eine Nut-/Federverbindung oder eine andere formschlüssige Verbindung eingesetzt werden, um eine relative Verdrehung zwischen dem Profilsegment und der Trägerrolle um die Drehachse zu verhindern.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist das Profilsegment an der Trägerrolle mittels einer Gewindeverbindung befestigt. So kann beispielsweise auf der Außenfläche der Trägerrolle ein Außengewinde und auf der Innenfläche der Aufnahmeöffnung des Profilsegments ein Innengewinde vorgesehen werden, sodass das Profilsegment auf die Trägerrolle aufgeschraubt werden kann, bis eine gewünschte Position entlang der Axialrichtung erreicht ist.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist das Profilsegment mittels einer formschlüssigen Verbindung an der Trägerrolle befestigt. Beispielsweise kann ein Stufenelement bzw. ein Absatz auf der äußeren Oberfläche der Trägerrolle vorgesehen werden, gegen den in Axialrichtung das Profisegment gedrückt werden kann, um an der entsprechenden Position in Axialrichtung fixiert zu werden.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist das Profilsegment mittels einer Nut- Federverbindung an der Trägerrolle drehfest befestigt. Beispielsweise kann in Axialrichtung auf der äußeren Oberfläche der Trägerrolle eine Führungsschiene verlaufen. Die Profilsegmente können an ihrer inneren Aufnahmeöffnung eine entsprechende Aufnahmenut aufweisen.
Entsprechend können die Profilsegmente entlang der Axialrichtung auf die Trägerrolle geschoben werden, indem die Aufnahmenut entlang der Führungsschienen gleitet. Beispielsweise kann in Umfangsrichtung auf der äußeren Oberfläche der Trägerrolle eine Vielzahl beabstandeter und in Axialrichtung parallel verlaufende Führungsschienen angeordnet werden, welche in entsprechende Aufnahmenuten der Profilsegmente greifen. In Umfangsrichtung können die Führungsschienen unterschiedliche Abstände zueinander aufweisen. Entsprechend können die Aufnahmenuten einen entsprechenden unterschiedlichen Abstand in Umfangsrichtung aufweisen. Somit kann sichergestellt werden, dass nur in einer vorbestimmten Umfangsposition der Profilsegmente relativ zu der Position der Trägerrolle die Profilsegmente auf die Trägerrolle aufgeschoben werden, da nur in einer vorbestimmten Position entlang der Umfangsrichtung die entsprechenden Aufnahmenut in der Profilsegmente entlang der Führungsschienen geführt werden können.
Alternativ kann auf der äußeren Oberfläche der Trägerrolle eine entsprechende Aufnahmenut vorgesehen werden und entsprechende radial erstreckende Führungsstifte in die Aufnahmeöffnungen der Profilsegmente hineinragen.
Ferner können die Führungsschienen als entsprechende Feder der Nut-Federverbindung vorgesehen werden und separat zwischen entsprechende Aufnahmeöffnungen/Nuten auf der äußeren Oberfläche der Trägerrolle und den Aufnahmeöffnungen der Profilsegmente eingefügt werden.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist das Profilsegment zwischen zwei Spannringen gegenüber einer Verschiebung entlang einer Axialrichtung der Trägerrolle fixiert. Die Spannringe können beispielsweise über eine Gewindeverbindung auf der Trägerrolle entlang der Axialrichtung verschiebbar befestigt werden. Aufgrund der Gewindeverbindung können Haltekräfte in Axialrichtung eingestellt werden, sodass zwischen zwei Spannringen eines oder eine Vielzahl von Profilsegmente eingespannt werden können. Alternativ können die Spannringe auch mittels einer Klemm Verbindung oder einer Nut-Federverbindung an der Trägerrolle drehfest und axialfest verspannt werden.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist das Walzensystem zumindest ein weiteres Profilsegment auf, welches auf der Trägerrolle austauschbar aufgesteckt ist. Das weitere Profilsegment weist eine weitere äußere Walzfläche auf, die zumindest einen weiteren Walzbereich der vorbestimmten Walzform für die Metallplatine vorgibt. Die Profilsegmente können beispielsweise identisch ausgebildet werden und eine homogene Walzformen bilden. Alternativ weist jedes Profilsegment eine unterschiedliche äußere Walzfläche auf, sodass eine beliebige äußere Walzform für die Metallplatine hergestellt werden kann. Mittels Austausches und vorbestimmte Anordnung verschieden geformter Profilsegmente kann zügig eine komplexe und exakt vorbestimmte Walzform für unterschiedliche Metallplatinen eingestellt werden.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform sind der Walzbereich und der weitere Walzbereich unterschiedlich ausgeformt. Die Profilsegmente können entsprechend zueinander unterschiedliche Außendurchmesser und einen unterschiedlichen axialen Verlauf der äußeren Walzfläche, d.h. der Walzbereiche, aufweisen. So kann beispielsweise in einem Bereich ein konstant zur Drehachse beanstandeter Bereich der Walzformen gebildet werden. Anschließend kann beispielsweise von einem angrenzenden weiteren Profilsegmente eine parabolisch, gebogene axial verlaufende äußere Walzfläche bereitgestellt werden. Ferner können stufenartige Änderungen in der Walzformen bereitgestellt werden, indem beispielsweise zwei angrenzende Profilsegmente unterschiedliche Außendurchmesser aufweisen bzw. in keinem Bereich einen identischen Durchmesser der Außenflächen aufweisen. Mit den oben aufgeführten Beispielen wird deutlich, dass eine beliebige Form der Walzformen durch eine beliebige Zahl der aufgestellten Profilsegmente eingestellt werden kann.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist das weitere Profilsegment mit dem Profilsegment auf der Trägerrolle zusammengespannt ist, beispielsweise mit den oben beschriebenen Spannringe.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist das Profilsegment drehfest mit dem weiteren Profilsegment gekoppelt. Somit kann eine relative Verdrehung zwischen den Profilsegmenten in Umfangsichtung verhindert werden.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist das Profilsegment oder das weitere Profilsegment zumindest einen in Axialrichtung erstreckenden Bolzen und das entsprechend andere Profilsegment eine Aufnahmebohrung auf, in welcher der Bolzen eingreift. Somit wird eine in Umfangsrichtung formschlüssige Kopplung benachbarter Profilsegmente geschaffen. Ferner sind zusätzlich oder anstelle der Bolzen ebenfalls entsprechend geformte Nuten in den Seitenflächen der Profilsegmente ausbildbar, wobei entsprechende Profilsegmente entsprechende Erhebungen (zum Beispiel Führungszapfen/- schienen etc.) aufweisen, die in die entsprechend geformte Nuten eingreifen können. Die Nuten sind derart geformt, dass in Umfangsrichtung ein Formschluss bestehen kann.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weisen, in Umfangsrichtung der Trägerrolle, das Profilsegment und das weitere Profilsegment eine entsprechende Vielzahl von zugeordneten Bolzen und/oder Aufnahmebohrungen auf. Die entsprechende Vielzahl von zugeordneten Bolzen und Aufnahmebohrungen werden in einem vorbestimmten Muster ausgebildet, sodass ein Eingreifen der Bolzen in die Aufnahmebohrungen nur in einer vorbestimmten Umfangsstellung beider Profilsegmente möglich ist. So kann beispielsweise ein inkonstanter Abstand der Bolzen und der Aufnahmebohrungen in Umfangsrichtung vorgesehen werden, sodass nur in einer bestimmten Stellung der Profilsegmente zueinander ein entsprechendes Eingreifen der Bolzen in die Aufnahmebohrungen möglich ist.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist das Walzensystem eine Reinigungswalze auf, welche eine Drehachse aufweist, die parallel zu einer Drehachse der Trägerrolle ist, wobei die Reinigungswalze eine Reinigungsoberfläche aufweist, die auf die äußere Walzfläche des Profilsegments drückt. Die Reinigungswalze ist an dem Walzgerüst drehfest oder drehbar befestigt. Die Reinigungsoberfläche weist beispielsweise entsprechende Erhebungen auf, die Verunreinigungen auf der Walzfläche des Profilsegmente abtragen können. Ferner kann auf der Reinigungsoberfläche bürstenartige Elemente vorgesehen werden.
Insbesondere können mehrere Reinigungswalzen vorgesehen werden. Beispielsweise können zu mehrere Bürstrollen als Reinigungswalzen vorgesehen werden, die unterschiedliche Besatzmaterialien aufweisen und bei Bedarf an die Trägerrolle bzw. die äußere Walzfläche der Profilsegmente mit einem mechanisch einstellbaren Druck angepresst werden können. Die Bürstrollen entfernen mögliche Verunreinigungen bzw. verhindern das Entstehen von Aufbackungen an den äußeren Walzflächen der Profilsegmente. Entfernte Verunreinigungen können beispielsweise von einem Behälter aufgefangen werden.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist das Walzensystem eine Stützwalze auf, welche eine Drehachse aufweist, die parallel zu einer Drehachse der Trägerrolle ist. Die Stützwalze weist eine Stützoberfläche auf, die auf die äußere Walzfläche des Profilsegments drückt, um eine Walzkraft in Richtung Metallplatine zu erzeugen. Somit kann eine Durchbiegung der Trägerrolle während des Walzvorgangs verringert werden. Ferner können mehrere Stützwalzen an unterschiedlichen Positionen in Umfangsrichtung auf die entsprechenden Profilsegmente bzw. die Trägerrolle wirken, um eine höhere Stabilität zu erzielen und das Risiko einer Durchbiegung der Trägerrolle verringern.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist die Trägerrolle einen Temperierkanal auf, in welchem ein Temperierfluid zum Temperieren der Trägerrolle und dem Profilsegment durchströmbar ist. Der Temperierkammer kann beispielsweise in Axialrichtung verlaufen und entsprechende Ein- und Ausgänge aufweisen. Zudem oder alternativ kann der Temperierkammer einen mäanderförmigen Verlauf aufweisen. Der Temperierkanal kann während eines Gießvorgangs der Trägerrolle gebildet werden. Ferner kann der Temperierkanal mechanisch, z.B. mittels spanender Werkzeuge, ausgebildet werden. Ferner kann der Temperierkanal ein Aufnahmevolumen bereitstellen, in welches Heizpatronen in die Trägerrolle zur gezielten Beheizung verschiedener Bereiche eingebracht werden können.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist die Drehachse der Trägerrolle relativ zu einer Förderebene, in welcher die Metallplatine durch die Walzvorrichtung beförderbar ist, einstellbar. Mit anderen Worten ist die Metallplatine in Förderrichtung in einer Förderebene durch eine Walzvorrichtung beförderbar. Die Drehachse der Trägerrolle verläuft insbesondere rechtwinklig zur Förderrichtung und parallel zu der Förderebene (bzw. rechtwinklig zu einer Normalen der Förderebene). Ein Winkel zwischen der Drehachse der Trägerrolle und der Normalen der Förderebene kann insbesondere einstellbar sein, sodass ein Winkel zwischen beispielsweise 30° und 150° einstellbar ist. Ferner kann die Drehachse der Trägerrolle auch in einem Winkel zur Förderrichtung einstellbar sein und entsprechend einem Winkel zwischen 30° und 150° aufweisen.
Somit kann das Walzsystem aus Arbeitsrollen (Trägerrolle mit Profilsegmenten) und Stützwalzen bestehen, wobei eine der Wellen angetriebenen ist und mehrere Profilsegmente vorgesehen sind, die im Durchmesser und Form variieren können. Diese Profilsegmente werden über die Trägerrolle (Trägerwelle) geschoben und je nach gewünschtem Walzprofil angeordnet. Eine formschlüssige Verbindung der einzelnen Profilwellen in radialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung (zwischen den einzelnen Segmenten) sind über Bolzen die in entsprechenden Bohrungen eingreifen, die mehrmals am Umfang der Segmente angeordnet sind, erreicht. Die formschlüssige Verbindung zwischen Trägerrolle und Profilsegmente wird über ein Feder- Nutsystem hergestellt. In axialer Richtung werden die Profilsegmente zusammengespannt, um eine Verschiebung, dieser zu verhindern.
Unbeschichtete Platinen können unter einer Schutzgasatmosphäre (Mischgas CH4 und N2) wärmebehandelt werden, um ein Verzundern der Oberfläche zu vermeiden. Dazu kann das Walzgerüst, dass das Walzensystem bzw. die Walzenvorrichtung trägt von einem gasdichten Gehäuse umschlossen werden. Die Schutzgasatmosphäre kann beispielsweise nach dem Taupunkt geregelt werden.
Die erfindungsgemäße Walzenvorrichtung bzw. das Walzensystem kann beispielsweise in bestehende Walzgerüste eingesetzt werden, dass bestehende Walzvorrichtungen nachgerüstet werden können.
Es wird darauf hingewiesen, dass die hier beschriebenen Ausführungsformen lediglich eine beschränkte Auswahl an möglichen Ausführungsvarianten der Erfindung darstellen. So ist es möglich, die Merkmale einzelner Ausführungsformen in geeigneter Weise miteinander zu kombinieren, so dass für den Fachmann mit den hier expliziten Ausführungsvarianten eine Vielzahl von verschiedenen Ausführungsformen als offensichtlich offenbart anzusehen sind. Insbesondere sind einige Ausführungsformen der Erfindung mit Vorrichtungsansprüchen und andere Ausführungsformen der Erfindung mit Verfahrensansprüchen beschrieben. Dem Fachmann wird jedoch bei der Lektüre dieser Anmeldung sofort klar werden, dass, sofern nicht explizit anders angegeben, zusätzlich zu einer Kombination von Merkmalen, die zu einem Typ von Erfindungsgegenstand gehören, auch eine beliebige Kombination von Merkmalen möglich ist, die zu unterschiedlichen Typen von Erfindungsgegenständen gehören.
Figurenliste
Im Folgenden werden zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.

1 zeigt ein Walzensystem zum Walzen einer Metallplatine gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
2 zeigt eine schematische Darstellung einer Befestigung eines Profilsegments auf einer Trägerrolle gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
3 zeigt eine schematische Darstellung einer Befestigung zwischen zwei Profilsegmenten gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
4 bis 6 zeigen schematische Darstellungen von Walzformen einer Metallplatine, welche mit dem erfindungsgemäßen Walzensystem herstellbar sind.
7 zeigt eine schematische Darstellung einer Walzenvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.

Detaillierte Beschreibung von exemplarischen Ausführungsformen
Gleiche oder ähnliche Komponenten in unterschiedlichen Figuren sind mit gleichen Bezugsziffern versehen. Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch.
1 zeigt ein Walzensystem 100 zum Walzen einer Metallplatine gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Das Walzensystem 100 weist auf eine Trägerrolle 105, welche rotierbar in einer Walzenvorrichtung, insbesondere in einem Walzgerüst der Walzenvorrichtung, einbaubar ist, und zumindest ein Profilsegment 101, welches auf die Trägerrolle 105 austauschbar aufgesteckt ist. Das Profilsegment 101 weist eine äußere Walzfläche auf, die zumindest einen Walzbereich der vorbestimmten Walzform 107 für die Metallplatine 400 vorgibt.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden auf der Trägerrolle 105 beispielhaft vier weitere Profilsegmente 102, 103,104,113 austauschbar aufgesteckt. Die weiteren Profilsegmente 102, 103,104,113 weisen jeweils eine weitere äußere Walzfläche 106 auf, die zumindest einen weiteren Walzbereich der vorbestimmten Walzform 107 für die Metallplatine 400 vorgibt. Die Profilsegmente 101, 102, 103,104, 113 weisen z.B. eine unterschiedliche äußere Walzfläche 106 auf, sodass eine beliebige äußere Walzform 107 für die Metallplatine 400 hergestellt werden kann. Mittels Austausches und vorbestimmte Anordnung verschieden geformter Profilsegmente 101, 102, 103,104, 113 kann zügig eine komplexe und exakt vorbestimmte Walzform 107 für unterschiedliche Metallplatinen 400 eingestellt werden.
Die Trägerrolle 105 ist um eine Drehachse (Axialrichtung) 108 rotierbar. Dabei kann die Trägerrolle 105 zusätzlich antreibbar sein oder aufgrund des Reibkontakts mit einer sich bewegenden Metallplatine 400 rotiert werden.
Die Trägerrolle 105 weist dabei an Ihren Enden entsprechende Aufnahmeachsen auf, an welchen die Trägerrolle 105 rotierbar an ein Walzgerüst koppelbar ist. Zwischen den Aufnahmeachsen befindet sich ein Steckbereich, auf welchen zumindest eines der Profilsegmente 101, 102, 103, 104, 113 lösbar aufsteckbar ist. Der Steckbereich weist einen größeren Durchmesser auf als ein Durchmesser der Aufnahmeachsen.
Ein Profilsegment 101, 102, 103, 104, 113 ist insbesondere ein rotationssymmetrisches Bauteil, welches eine Aufnahmeöffnung im Inneren aufweist. Durch die Aufnahmeöffnung kann der Steckbereich der Trägerrolle 105 geführt werden. An der Außenfläche 106 eines Profilsegments 101, 102, 103, 104, 113 wird der Walzbereich der äußeren Walzfläche 107 gebildet.
Die äußere Walzfläche 106 bzw. der Walzbereich des Profilsegments 101, 102, 113 kann dabei in Axialrichtung 108 konstant verlaufen (d. h. mit einem in Axialrichtung 108 gleichbleibenden Abstand zwischen der äußeren Walzfläche 106 und der Drehachse 108 der Trägerrolle 105). Ferner kann die äußere Walzfläche 106 des Profilsegments 103, 104 einen in Axialrichtung 108 inkonstanten Abstand zu der Drehachse 108 aufweisen und beispielsweise einen in Axialrichtung 108 konstant oder inkonstant (gebogene, gewölbte Flächenform) zu oder abnehmenden Abstand aufweisen.
Die Profilsegmente 101, 102, 103, 104, 113 sind auf der Trägerrolle 105 austauschbar aufgesteckt und insbesondere an einer gewünschten Position entlang der Axialrichtung 108 auf der Trägerrolle 105 drehfest fixiert. Die Profilsegmente 101, 102, 103, 104, 113 sind insbesondere rotationsfest an der Trägerrolle 105 lösbar befestigt.
Insbesondere sind die Profilsegmente 101, 102, 103, 104, 113 mittels einer formschlüssigen Verbindung an der Trägerrolle 105 befestigt. Beispielsweise sind die Profilsegmente 101, 102, 103, 104, 113 zwischen zwei Spannringen 111, 112 gegenüber einer Verschiebung entlang einer Axialrichtung 108 der Trägerrolle 105 fixiert. Die Spannringe 111, 112 können beispielsweise über eine Gewindeverbindung auf der Trägerrolle 105 entlang der Axialrichtung 108 verschiebbar befestigt werden. Aufgrund der Gewindeverbindung können Haltekräfte in Axialrichtung 108 eingestellt werden, sodass zwischen zwei Spannringen 111, 112 die Profilsegmente 101, 102, 103, 104, 113 eingespannt werden können.
Die Profilsegmente 101, 102, 103, 104, 113 sind insbesondere zueinander drehfest, zum Beispiel mittels einer Bolzenverbindung 110, drehfest gekoppelt. Somit kann eine relative Verdrehung zwischen den Profilsegmenten 101, 102, 103, 104, 113 in Umfangsrichtung verhindert werden.
Die Drehachse 108 der Trägerrolle 105 ist relativ zu einer Förderebene, in welcher die Metallplatine 400 durch die Walzvorrichtung 100 beförderbar ist, einstellbar. Mit anderen Worten ist die Metallplatine 400 in Förderrichtung in einer Förderebene durch eine Walzvorrichtung beförderbar. Die Drehachse 108 der Trägerrolle 105 verläuft insbesondere rechtwinklig zur Förderrichtung DLR (siehe 6) und parallel zu der Förderebene (bzw. rechtwinklig zu einer Normalen der Förderebene). Ein Winkel zwischen der Drehachse 108 der Trägerrolle 105 und der Normalen der Förderebene kann insbesondere einstellbar sein, sodass ein Winkel zwischen beispielsweise 30° und 150° einstellbar ist. Ferner kann die Drehachse 108 der Trägerrolle 105 auch in einem Winkel zur Förderrichtung DLR einstellbar sein und entsprechend einem Winkel zwischen 30° und 150° aufweisen.
Wie in 2 detaillierter dargestellt, sind die Profilsegmente 101, 102, 103, 104, 113 mittels einer Nut- Federverbindung 109 an der Trägerrolle 105 drehfest befestigt. Beispielsweise kann in Axialrichtung 108 auf der äußeren Oberfläche der Trägerrolle 105 eine Führungsschiene Beziehung weise ein Keilelement 201 verlaufen. Die Profilsegmente 101, 102, 103, 104, 113 können an ihrer inneren Aufnahmeöffnung eine entsprechende Aufnahmenut 202 aufweisen. Entsprechend können die Profilsegmente 101, 102, 103, 104, 113 entlang der Axialrichtung 108 auf die Trägerrolle 105 geschoben werden, indem die Aufnahmenut 202 entlang der Führungsschienen 201 gleitet. Beispielsweise kann in Umfangsrichtung auf der äußeren Oberfläche der Trägerrolle 105 eine Vielzahl beabstandeter und in Axialrichtung parallel verlaufende Keilelemente/Führungsschienen 201 angeordnet werden, welche in entsprechende Aufnahmenuten 202 der Profilsegmente 101, 102, 103, 104, 113 greifen.
Die Keilelemente 201 können als entsprechende Feder der Nut-Federverbindung 109 vorgesehen werden und separat zwischen entsprechende Aufnahmeöffnungen/Nuten 202 auf der äußeren Oberfläche der Trägerrolle 105 und den Aufnahmeöffnungen der Profilsegmente 101, 102, 103, 104, 113 eingefügt werden.
3 zeigt eine schematische Darstellung einer Befestigung zwischen zwei Profilsegmenten 102, 103 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Das Profilsegment 103 weist zumindest einen in Axialrichtung 108 erstreckenden Bolzen 301 und das entsprechend andere Profilsegment 102 eine Aufnahmebohrung 302 auf, in welcher der Bolzen 301 eingreift. Somit wird eine in Umfangsrichtung formschlüssige Kopplung benachbarter Profilsegmente 102, 103 geschaffen.
In Umfangsrichtung der Trägerrolle 105, weisen das Profilsegment 102 und das weitere Profilsegment 103 insbesondere eine entsprechende Vielzahl von zugeordneten Bolzen 301 und/oder Aufnahmebohrungen 302 auf. Die entsprechende Vielzahl von zugeordneten Bolzen 301 und Aufnahmebohrungen 302 sind in einem vorbestimmten Muster ausgebildet, sodass ein Eingreifen der Bolzen 301 in die Aufnahmebohrungen 302 nur in einer vorbestimmten Umfangsstellung beider Profilsegmente 102, 103 möglich ist.
4 bis 6 zeigen schematische Darstellungen von Walzformen einer Metallplatine 400, welche mit dem erfindungsgemäßen Walzensystem 100 herstellbar sind. 5 zeigt einen Platinen-Querschnitt der Metallplatine 400 in Platinen Längsrichtung (Schnitt A-A, quer zur Durchlaufrichtung DLR durch die Walzenvorrichtung) durch Vergrößern, Reduzieren oder Schrägstellen des Walzspaltes mittels der Profilsegmente 101, 102, 103, 104, 113. 5 zeigt einen Platinen-Querschnitt der Metallplatine 400 in Platinen Querrichtung (Schnitt B-B parallel zur Durchlaufrichtung DLR durch die Walzenvorrichtung) mittels der Profilsegmente 101, 102, 103, 104, 113.
7 zeigt eine schematische Darstellung einer Walzenvorrichtung 600 zum Umformen einer Metallplatine 400 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Die Walzenvorrichtung 600 weist ein oben beschriebenes Walzensystem 100 und ein weiteres Walzensystem 610, insbesondere nach oben beschriebener Art, auf. Zwischen der äußeren Walzfläche des Profilsegments und einer weiteren äußeren Walzfläche eines weiteren Profilsegments des weiteren Walzensystems 610 ist ein Walzspalt 603 einstellbar, durch welchen die Metallplatine 400 entlang einer Walzrichtung DLR hindurchdrückbar ist.
Das Walzensystem 100, 610 weist eine Reinigungswalze 601, 611 auf, welche eine Drehachse aufweist, die parallel zu einer Drehachse 108 der Trägerrolle 105 ist. Die Reinigungswalze 601, 611 weist eine Reinigungsoberfläche auf, die auf die äußere Walzfläche des Profilsegments drückt. Die Reinigungswalze 601, 611 ist an einem Walzgerüst drehfest oder drehbar befestigt. Insbesondere können mehrere Reinigungswalzen 601, 611 vorgesehen werden.
Die Walzensysteme können ferner entsprechende Stützwalzen 602 aufweisen, welche entsprechend eine Drehachse aufweisen, die parallel zu einer Drehachse 108 der Trägerrollen 105 sind. Die Stützwalzen 602 weisen eine Stützoberfläche auf, die auf die äußere Walzfläche des Profilsegments drückt, um eine Walzkraft in Richtung Metallplatine 400 zu erzeugen. Somit kann eine Durchbiegung der Trägerrolle 105 während des Walzvorgangs verringert werden. Die Stützwalzen 602 können zur Stabilisierung und zur eigenen Reinigung ferner auf die Reinigungswalzen 601, 611 drücken.
Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „umfassend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
Bezugszeichenliste

100: Walzensystem
101: Profilsegment
102: Profilsegment
103: Profilsegment
104: Profilsegment
105: Trägerrolle
106: Walzfläche
107: Walzform
108: Drehachse/Axialrichtung
109: Nut-/Federverbindung
110: Bolzenverbindung
111: Spannring
112: Spannring
113: Profilsegment
201: Keilelement
202: Nut
301: Bolzen
302: Aufnahmebohrung
400: Metallplatine
600: Walzenvorrichtung
601: Reinigungswalze
602: Stützwalze
603: Walzspalt
610: weiteres Walzensystem
611: weitere Stützwalze
DLR: Förderrichtung

Claims

Walzensystem (100) zum Walzen einer Metallplatine (400), das Walzensystem (100) aufweisend eine Trägerrolle (105), welche um eine Drehachse (108) rotierbar in einer Walzenvorrichtung einbaubar ist, zumindest ein Profilsegment (101), welches auf die Trägerrolle (105) austauschbar aufgesteckt ist, wobei das Profilsegment (101) eine äußere Walzfläche aufweist, die zumindest einen Walzbereich der vorbestimmten Walzform (107) für die Metallplatine (400) vorgibt.
Walzensystem (100) gemäß Anspruch 1, wobei das Profilsegment (101) rotationsfest an der Trägerrolle (105) lösbar befestigt ist.
Walzensystem (100) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Profilsegment (101) an der Trägerrolle (105) mittels einer Gewindeverbindung befestigt ist.
Walzensystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Profilsegment (101) mittels einer formschlüssigen Verbindung an der Trägerrolle (105) befestigt ist.
Walzensystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Profilsegment (101) mittels einer Nut- Federverbindung (109) an der Trägerrolle (105) drehfest befestigt ist.
Walzensystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Profilsegment (101) zwischen zwei Spannringen (111, 112) gegenüber einer Verschiebung entlang einer Axialrichtung (108) der Trägerrolle (105) fixiert ist.
Walzensystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner aufweisend zumindest ein weiteres Profilsegment (102, 103, 104, 113), welches auf der Trägerrolle (105) austauschbar aufgesteckt ist, wobei das weitere Profilsegment (102, 103, 104, 113) eine weitere äußere Walzfläche aufweist, die zumindest einen weiteren Walzbereich der vorbestimmten Walzform (107) für die Metallplatine (400) vorgibt.
Walzensystem (100) gemäß Anspruch 7, wobei der Walzbereich und der weitere Walzbereich unterschiedlich ausgeformt sind.
Walzensystem (100) gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei das weitere Profilsegment (102, 103, 104, 113) mit dem Profilsegment (101) auf der Trägerrolle (105) zusammengespannt ist.
Walzensystem (100) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das Profilsegment (101) drehfest mit dem weiteren Profilsegment (102, 103, 104, 113) gekoppelt ist.
Walzensystem (100) gemäß Anspruch 10, wobei das Profilsegment (101) oder das weitere Profilsegment (102, 103, 104, 113) zumindest einen in Axialrichtung (108) erstreckenden Bolzen (301) aufweist und das entsprechend andere Profilsegment (101, 102, 103, 104, 113) eine Aufnahmebohrung (302) aufweist, in welcher der Bolzen (301) eingreift.
Walzensystem (100) gemäß Anspruch 11, wobei in Umfangsrichtung der Trägerrolle (105), das Profilsegment (101) und das weitere Profilsegment (102, 103, 104, 113) eine entsprechende Vielzahl von zugeordneten Bolzen (301) und/oder Aufnahmebohrungen (302) aufweisen.
Walzensystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, ferner aufweisend eine Reinigungswalze (601), welche eine Drehachse aufweist, die insbesondere parallel zu einer Drehachse (108) der Trägerrolle (105) ist, wobei die Reinigungswalze (601) eine Reinigungsoberfläche aufweist, die auf die äußere Walzfläche (106) des Profilsegments (101) drückt.
Walzensystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, ferner aufweisend eine Stützwalze (602), welche eine Drehachse (108) aufweist, die insbesondere parallel zu einer Drehachse (108) der Trägerrolle (105) ist, wobei die Stützwalze (602) eine Stützoberfläche aufweist, die auf die äußere Walzfläche (106) des Profilsegments (101) drückt, um eine Walzkraft in Richtung Metallplatine (400) zu erzeugen.
Walzensystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Trägerrolle (105) einen Temperierkanal aufweist, in welchem ein Temperierfluid zum Temperieren der Trägerrolle (105) und dem Profilsegment (101) durchströmbar ist.
Walzenvorrichtung (600) zum Umformen einer Metallplatine (400), die Walzenvorrichtung (600) aufweisend ein Walzensystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, ein weiteres Walzensystem, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei zwischen der äußeren Walzfläche (106) des Profilsegments (101) und einer weiteren äußeren Walzfläche (106) eines weiteren Profilsegments (101) des weiteren Walzensystems ein Walzspalt (603) einstellbar ist, durch welchen die Metallplatine (400) entlang einer Walzrichtung hindurchdrückbar ist.
Walzenvorrichtung (600) gemäß Anspruch 16, wobei die Drehachse der Trägerrolle (105) relativ zu einer Förderebene, in welcher die Metallplatine durch die Walzvorrichtung beförderbar ist, einstellbar ist.
Verfahren zum Konfigurieren eines Walzensystems gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, das Verfahren aufweisend Aufstecken zumindest eines Profilsegments (101) auf der Trägerrolle (105).