DE1452609B - Vorrichtung zum Richten von Metallbändern· - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Richten spannungen ließe sich durch diese Maßnahmen höch-

von Metallbändern mit einem Satz gegeneinander stens in besonders gelagerten Fällen erreichen, näm-

versetzter Richtrollen, durch die das Band mehrfachen, lieh nur dann, wenn die Arbeitsbedingungen, wie

abwechselnd gerichteten Biegungen unterworfen wird, Spannung im Band, Reibungskoeffizienten usw.,

dabei zusätzlich durch eine Zugkraft gestreckt wird. 5 genau mit den Abmessungen der konvexen und kon-

Es ist bereits eine Vorrichtung bekannt (s. USA.- kaven Rollen abgestimmt wären. Hierzu müßte alier-Patentschrift 2 504 292), bei der außer der Biegung dings vorausgesetzt werden, was sich in der Praxis als um Rollen noch ein Streckzug angewandt wird, und undurchführbar erwiesen hat, daß die Bemessung es ist auch eine zwischen den angetriebenen Walzen durch Berechnung durchgeführt werden kann, bei der liegende, frei drehbare Walze vorgesehen, an die sich io die Spannungen im Band einschließlich der Reibungsdas Blechband anlegt. Diese bekannte Walze ist ballig koeffizienten bekannt sind. Darüber hinaus würden gehalten und läßt sich durch eine Walze mit einer Änderungen der Arbeitsbedingungen außerdem, um anderen Balligkeit ersetzen. Eine Einrichtung zur die angestrebte Wirkung beizubehalten, zwangläufig Regelung der Höhe der Walze ist aber nicht vorge- zur Verwendung von anders bemessenen Rollen führen, sehen, so daß eine Korrektur bestimmter Fehler, die 15 was einen erheblichen Aufwand bedeuten würde,
im Blech bei dieser Bearbeitung auftreten, nicht mög- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die lieh ist. Vorrichtung der eingangs erwähnten Art so zu ver-

Insbesondere kann der Planizitätsfehler nicht be- bessern, daß sie zur Behebung des erwähnten »Schup-

hoben werden, der sich durch das folgende Phänomen penfehlers« geeignet ist.

ergibt: 20 Dabei wird davon ausgegangen, daß es nicht

Während des Kontaktes der Walzen mit dem Blech- möglich ist, die Lage und den Durchmesser einer

band wirken die Reibungskräfte Änderungen der Breite Walze zu berechnen, die den Schuppenfehler zu

der Blechbandfläche entgegen, welche sich in Kontakt beseitigen in der !,age ist. Die vorherige Festlegung

mit den Walzen befindet. Wenn mit χ die Längs- durch Berechnung unter der Annahme, daß die

richtung, mit y die Querrichtung des Blechbandes, mit 25 Spannungen im Band einschließlich der Reibungs-

εχ und ey die einheitlichen Verformungen und mit koeffizienten usw. bekannt sind, ist also praktisch

ax' und ay' die Spannungen bezeichnet werden, so nicht möglich. Eine derartige Arbeitsweise wäre

ergibt sich bei der plastischen Verformung die folgende darüber hinaus auch nur für ein einziges bestimmtes

Beziehung: Band brauchbar.

30 Die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden

_εχ _ 1 [_σλ _ J_ 1 Aufgabe wird gekennzeichnet durch eine weitere, der

E(X) I 2 ]' ·■- - Korrektur von Querspannungen dienende Richtrollengruppe, bestehend aus einer durch Stützrollen abge-

1 r 11 stützten Korrekturroile geringen Durchmessers, die in

^ey ~ F(X\ \^y ~ ~2^aX\ ' ³⁵ ^^er Höhenlage verstell- und einstellbar ist, sowie

{ ' I- J einer Andrückrolle relativ großen Durchmessers.

Unter zweckmäßiger Einregelung der Höhe der die

während des Kontaktes des Blechbandes mit der Schuppenbildung korrigierenden Rolle werden also

Rolle gilt: durch die Erfindung dem Blech Querspannungen

2 40 erteilt, die so den beim Planieren aufgetretenen

sy = 0 und damit ay = — ax. Beanspruchungen überlagert werden und zu einer

2 in halber Blechdicke liegenden Resultierenden führen, die die Schuppen- oder Rinnenbildung aufhebt.

Es ergeben sich also als Folge der plastischen Man hat festgestellt, daß durch die Verwendung der

Verformung sowie der Reibung der Walze Zug- 45 erfindungsgemäßen Vorrichtung bei Modifizierung

Spannungen in der Querrichtung des Blechbandes, die der Lage der Korrekturrolle ein Blech eingeführt

von der außenliegenden Fläche desselben zu der in werden. kann, bei dem der Rinnenfehler von einer

Kontakt, mit der Walze stehenden Fläche ansteigen. Richtung in die andere variieren kann (Konkavität

Dies ist ein Grund dafür, daß das Blechband, sobald nach oben oder Konkavität nach unten), indem man es frei wird, auf der Seite der Rolle, die es verläßt, 5° eine Zwischenstellung durchläuft, in der der Schuppenin diesem Gleichgewichtszustand die Form einer fehler völlig verschwindet.

konkaven Rinne (eines »Dachziegels«) annimmt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner zur

Dieser Fehler soll im nachfolgenden auch als »Dach- Korrektur des erwähnten »Dachziegelfehlers« auch

ziegelfehler« oder »Schuppenfehler« bezeichnet werden. für ein Verfahren zum Planieren der Blechbänder

Ein solcher Fehler stellt sich also dann ein, wenn 55 angewendet werden, die durch Walzen in einem letzten

das Blech nach dem Planieren die Form einer geraden Durchgang kaltverformt worden sind. Weitere Vor-

Rinne annimmt und mit alternierenden Biegebe- teile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus

anspruchungen gearbeitet wird. der nun folgenden Beschreibung eines Ausführungs-

Bei einer weiteren bekannten Richtmaschine (s. USA.- beispiels unter Hinweis auf die Zeichnung. In dieser

Patentschrift 2 333 282), sind gegeneinander versetzte 60 zeigt

Richtrollen kombiniert mit der Aufbringung eines F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch die erfindungSr,

Streckzugs vorgesehen. Die in den Metallbändern gemäße Vorrichtung zur Korrektur des »D_achziegel-

vorhandenen Querspannungen sollen bei dieser Rieht- fehlers«,

maschine dadurch beseitigt werden, daß Rollen einmal F i g. 2 im Vertikalschnitt die Anwendung der

konvex und ein andermal konkav eingeführt werden. 65 Erfindung auf die geregelte Längung von aufgewickel-

Hierdurch erhalten die Wechselbiegungen wenigstens ten Blechbändern,

teilweise über die Breite des Metallbandes eine unter- F i g. 3 eine dem letzten Walzdurchgang nachge-

schiedliche Größe. Eine echte Beseitigung der Quer- schaltete erfindungsgemäße Vorrichtung schematisch.

In F i g. 1 ist mit 1 das sich in der Richtung des Pfeils F fortbewegende Blechband bezeichnet, welches durch Auf- und Abwickelvorrichtungen der üblichen Art, die in der Figur nicht dargestellt sind, beispielsweise aber ebenso ausgebildet sein können, wie die -5 aus F i g. 2 ersichtlichen, weiter unten noch zu erläuternden Spannwerke T₁ und T₂, unter Spannung gehalten werden. Die in F i g. 1 dargestellte Vor- . richtung gemäß der Erfindung, welche nunmehr im einzelnen beschrieben werden wird, ist zwischen !diesen beiden Spannwerken T₁ und T₂ angeordnet. :' Das Blechband 1 verformt sich durch abwechselnde I Biegungen, die ihm bei seinem Hindurchlaufen zwi-S sehen den Rollen 2 und 2' von kleinen Durchmessern durch seine Anlage an diesen erteilt werden. Jede dieser Rollen ist mit zwei Abstützrollen 3, 3' und 4, 4' j kombiniert, durch welche ein Durchbiegen der Rollen !verhindert wird. Die Abstützrollen 3 und 3', welche ; sich auf Wellen 5 und 5' drehen, sind auf einem \ Tragkörper 6 gelagert, der seinerseits durch Schrau-I ben 9 an einer Platte 7 befestigt ist. Der Tragkörper 6 [ist auf der Platte 7 durch einen Keil 10 zentriert. Die j Platte 7 ist ihrerseits durch mit Splinten versehene j Bolzen 11 und 12 an der die Gesamtvorrichtung !tragenden Rahmenkonstruktion 8 befestigt.

j Die Abstützrollen 4 und 4' sind in gleicher Weise jwie die Rollen 3 und 3' auf einem Körper 13 gelagert, ^welcher mit einer Tragplatte 14 fest verbunden ist, die !ihrerseits an der Rahmenkonstruktion 25 der Gesamtfvorrichtung durch zwei durch Splinte gesicherte i Muttern 15 befestigt ist.

I Die Vorrichtung gemäß der Erfindung, welche dazu ; dient, den Planizitätsfehler in der Querrichtung '(Dachziegelfehler) zu beseitigen, der in dem Blechband 1 bei seinem Durchlaufen über die Rollen 2, ;durch welche ihm alternierende Biegungen erteilt (Worden sind, entstanden ist, besteht aus einer Rolle 16 [von verhältnismäßig großem Durchmesser und einer [Rolle 17 von kleinem Durchmesser, der »Korrekturlrolle«, an welche das Blechband durch .die Andrückrolle 16 angedrückt wird. Um ihre Durchbiegung zu ■verhindern, ruht die kleine Rolle 17 auf Stützrollen 18 pd 18' auf.

I Die Rolle 16 dreht sich in in eine Platte 19 eingesetzten Lagern. Die Platte 19 ist mit der Platte 7 ;durch Schrauben verbunden. Ein Keilkörper 21 dient ■zur Zentrierung des Tragkörpers 19.
I Dadurch, daß die Höhenlage der Korrekturrolle 17 .nämlich so eingestellt wird, daß dem Band eine zweckentsprechende Ausladung aus seiner Fortbewegungsrichtung erteilt wird, werden in dem Blechband 1 jdie quergerichteten Spannungen erzeugt, welche durch •ihre Überlagerung über die bei dem Durchlaufen des Blechbandes zwischen den Rollen 2 und 2' erzeugten Querspannungen die in der mittleren Dicke des Blechbandes wirkende Resultierende ergeben, durch deren Wirkung der genannte Planizitätsfehlerjjeseitigt jwird. £-■■

\ Die- Vorrichtung, welche es gemäß der Erfindung ermöglicht, die Höhenlage der kleinen Korrekturrolle einzustellen, besteht aus einem Tragkörper 22, auf welchem die die Stützrollen 18 und 18' tragende Platte 23 gelagert ist, welche unter der Wirkung einer Exzentervorrichtung steht, aus einer sich um eine Welle 27 drehenden, zu dieser exzentrischen Scheibe 26, welche sich an einer durch die Schraube 29 an dem Tragkörper 22 befestigten Platte 28 abstützt. Durch die Drehung der Scheibe 26 der Exzentervorrichtung um die Welle 27 wird das Anheben oder Absenken der an dem Tragkörper 22 festen Abstützzylinder 18 und 18' dadurch, daß der Tragkörper 22 sich um die Welle 24 verschwenkt, bewirkt. Durch diese Bewegung der Exzentervorrichtung erfolgt also eine Änderung der Höhenlage der Korrekturrolle 17, deren Lage je nach den Umständen so eingestellt wird; daß die Wirkung der Beseitigung des Planizitätsfehlers des Blechbandes 1 erzielt wird.

Ferner ist gemäß der Erfindung ein System von Ausrichtkeilen 30 und 31 vorgesehen, welche es ermöglichen, erwünschtenfalls den Abstand der Rahmenkörper 25 und 8 voneinander zu verstellen.

In F i g. 2 ist schematisch die Gesamtanordnung' einer Vorrichtung veranschaulicht, welche die Anwendung der Erfindung für die kontrollierbare Längung von zu Rollen aufgewickelten Blechbändern oder Bandstahl ermöglicht. In dieser Figur sind die den in F i g. 1 dargestellten entsprechenden Elemente mit den gleichen Bezugszeichen wie dort bezeichnet.

Diese Vorrichtung gemäß F i g. 2 besteht aus einem Gehäuse C, welches, wie weiter unten noch erläutert werden wird, die oben an Hand von F i g. 1 dargestellte Vorrichtung gemäß der Erfindung, die zwischen zwei Rollenspannwerken T₁ und T₂ angeordnet ist, enthält. Das Spannwerk T₂ kann in bekannter Weise durch einen Motor angetrieben und mechanisch mit dem Spannwerk T₁ so gekuppelt werden, daß, wenn V₁ die lineare Geschwindigkeit der Rollen R der Spannvorrichtung T₁ und F₂ die lineare Geschwindigkeit der Rollen R' der Spannvorrichtung T₂ ist, sich für eine gegebene Einstellung der Apparatur eine Längung A des Blechbandes 1 in Prozenten entsprechend der folgenden Beziehung ergibt:

A°/_{o =}

^ Constans.

Die mechanische Verbindung zwischen den Rollen des Spannwerks T₁ und denen des Spannwerks I₂, die nachstehend als »Längungsvorrichtung« bezeichnet werden wird, bildet keinen wesentlichen Teil der Erfindung und wird, deshalb nicht im einzelnen beschrieben. Diese Vorrichtung kann in bekannter Weise ein Geschwindigkeitswechselgetriebe oder ein System mit Differential- und Geschwindigkeitswechselgetriebe sein, welches es ermöglicht, eine kontinuierliche Regelung der Längung innerhalb bestimmter Grenzen vorzunehmen.

Das Gehäuse C enthält eine erste Gruppe von Rollen R₁, die aus den Rollen 2 und 2' und deren Äbstützrollen 4, ,4' und 3, 3' besteht und bereits oben an Hand von Fi g. 1 beschrieben wurden und die in der dort erläuterten Weise dem Blechband 1 alternierende Biegungen erteilen.

Auf diese Weise erfährt das Blechband durch das Gesamtsystem eine kontrollierte Längung und alternierende Biegung mit einer dem des »skin pass« entsprechenden Wirkung, ohne daß jedoch das Aussehen seiner Oberfläche verändert wird. Ferner erfolgt, falls sämtliche Rollen genau parallel zueinander angeordnet sind, eine vollkommene Vergleichmäßigung der Länge sämtlicher Längsfasern Mes Blechbandes, durch welche die Voraussetzungen für die als im Ergebnis erzielte vollkommene Planizität geschaffen werden.

Der Durchmesser der Rollen 2 und 2' muß in Abhängigkeit von der vorgesehenen Dicke des Blech-

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bandes und dem gewählten Maß der Längung so bemessen werden, daß sich auf keinen Fall im Zuge der Behandlung eine so hohe Zugwirkung auf das Blechband zwischen der Spannvorrichtung T₁ und dem Gehäuse C ergibt, daß die auf das Band ausgeübte Zugspannung die Elastizitätsgrenze des Metalls übersteigt, weil sonst auf dem Band die sogenannten »Lüderslinien« gebildet werden wurden.

Aus all diesen verschiedenen Überlegungen ergibt sich, daß der Durchmesser der Rollen 2 und 2' in der Regel zwischen 30 und 40 mm liegen wird.

Die konkave Seite der beim Umlaufen des Blechbandes um die im oberen Teil der Vorrichtung angeordnete Rolle 2' erteilte Querdurchbiegung ist nach der Rolle 2' hin gerichtet.

Die Beseitigung dieser Verformung dient auch im Falle des Ausführungsbeispiels gemäß F i g. 2 die zweite Gruppe R₂ von Rollen, die oben an Hand von F i g. 1 beschrieben wurden. Diese Gruppe von Rollen besteht wie in dem ersten Fall aus einer Rolle 16 und der aus den drei Rollen 17, 18 und 18' bestehenden nachgeschalteten Gesamtheit, Die Bemessung des Umschlingungswinkels des Blechbandes 1 auf der Rolle 17 ermöglicht es, wie bereits erläutert wurde, der* Planizitätsfehler des Bandes in der Querrichtung völlig zu beseitigen, d. h. diesem eine völlige Planizität zu erteilen.

Die Einstellung dieses Umschlingungswinkels erfolgt durch genau vertikale Einstellung der aus den Rollen 17, 18 und 18' bestehenden Gesamtheit mittels der oben an Hand von F i g. 1 beschriebenen Exzentervorrichtung, die aus Vereinfachungsgründen in F i g. 2 nicht dargestellt ist.

Wie sich aus den vorstehenden Erläuterungen ergibt, ermöglicht es die letztbeschriebene Anwendung der Vorrichtung gemäß der Erfindung, in kontinuierlicher Arbeitsweise einem Blechband alternierende Biegung unter Zugeinwirkung und mit genau kontrollierbarer Längung zu erteilen.

Die neue Korrekturvorrichtung kann, wie oben bereits, bemerkt wurde, auch bei einer dem letzten, eine Kaltverformung bewirkenden Walzdurchgang nachgeschalteten Anlage zum Planieren von Blechen Anwendung finden (F i g. 3). Auch in dieser schematischen Figur sind die den oben an Hand von F i g. 1 beschriebenen analogen Elemente mit den gleichen Bezugszeichen wie dort bezeichnet.

Das dünne Blechband 1 durchläuft das schematisch dargestellte, mit 33 bezeichnete, den letzten Kalt-Verformungsdurchgang durchführende Walzgerüst und passiert abgangsseitig desselben die mit Abstützrollen 3, 3' und 4, 4' kombinierten Rollen 2 und 2' der Planiervorrichtung, welche alternierende Biegungen des Bandes bewirken.

Nach Verlassen der Rollen 2 und 2' läuft das Band unter einer Andruckrolle 16 hindurch, welche es an die Rolle 17 der oben beschriebenen Korrekturvorrichtung für den »Dachziegelfehler« anlegt. Diese Rolle 17 von kleinem Durchmesser ruht auf Abstützwalzen 18 und 18'. Die Korrekturvorrichtung ist die gleiche wie oben beschrieben.

Mit 32 ist die Aufwickelvorrichtung, welche auf das Blechband eine Zugwirkung ausübt, und mit 34 eine Ablenkrolle bezeichnet, welche den Einfluß der fortschreitenden Änderung des Durchmessers der, aufgewickelten Bandspule ausgleicht. j

ίο Die letztbeschriebene Ausführungsform der Vor- ''■ richtung gemäß der Erfindung ergibt die folgenden

Vorteile: ι

Vom wirtschaftlichen Gesichtspunkt den, daß die \

Vorrichtungen zum Auf- und Abwickeln des Bandes'

x5 bei jedem Walzwerk notwendigerweise bereits vor- j

banden sind und nicht neu beschafft zu werden |

brauchen, j

Vom technischen Gesichtspunkt den, daß der Zeit-i

punkt der Beseitigung der Restspannungen, die sich

up nach dem letzten KaHhärtungsdurchgang in dem Band j ergeben, nunmehr der ist, in welchem das Band am j leichtesten einer plastischen Verformung unterworfen j werden kann, während mit der Zeit diese Spannungen j nachlassen und sich auch ihrer Größe nach verringern, i Wenn gemäß dem Vorschlag der Erfindung die Gesamt- j heit des Metalls bei der Planierung einer plastischen: Verformung unterworfen wird, so ist das der genaue j Zeitpunkt, in welchem die vorhandenen Spannungen am höchsten sind und deshalb diese Behandlung am leichtesten durchzuführen ist,

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   L Vorrichtung zum Richten von Metallbändern [ mit einem Satz gegeneinander versetzter Richtrollen, durch die das Band mehrfachen, abwechselnd gerichteten Biegungen unterworfen, dabei zusätzlich durch eine Zugkraft gestreckt wird, gekennzeichnet durch eine weitere, der Korrektur von Querspannungen dienende Richtwalzengruppe (16, 17, 18), bestehend aus einer durch Ab. Stützrollen (18) abgestützten Korrekturrolle (17) geringen Durchmessers, die in ihrer Höhenlage verstell- und einstellbar ist, sowie einer Andrückrolle (16) relativ großen Durchmessers.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturrolle (17) und die Abstützrollen (18, 18') in einer um eine Achse (24) schwenkbaren Halterung gelagert sind, an der ein Exzenter (26) angreift.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, mit einer aus zwei mechanisch gekuppelten Walzengruppen bestehenden Streckeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß vor · der Korrekturrolle (17) ein Satz gegeneinander versetzter Richtrollen (2, 2') angeordnet ist, deren Durchmesser vorzugsweise zwischen 30 und 40 mm beträgt und denen Abstützrollen (4, 4'; 3, 3') zugeordnet sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen