DE19938966C1 - Profiled band material manufacturing method uses rolling of metal band in successive steps for providing required periodic profile under control of electronic control device - Google Patents
Profiled band material manufacturing method uses rolling of metal band in successive steps for providing required periodic profile under control of electronic control deviceInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to a method with the preamble of claim 1 specified features.
Ein solches Verfahren ist aus der DE 195 04 711 C2 be kannt. Es arbeitet so, daß ein Metallband wiederholt gewalzt wird, wozu es vom Anfang bis zum Ende kontinuierlich ein Walzgerüst durchläuft, dessen Arbeitsrichtung dann um gekehrt wird, so daß das Metallband das Walzgerüst danach ein weiteres Mal auf voller Länge durchläuft, nun aber in umgekehrter Richtung.Such a method is known from DE 195 04 711 C2 knows. It works by repeatedly rolling a metal strip, which is why it was done from the beginning A rolling stand continuously runs through to the end, the direction of its work then changes is swept, so that the metal strip the roll stand after full one more time Length runs through, but now in the opposite direction.
Aus der DE-PS 104 875 ist es bekannt, zur Herstellung von Röhren in streifen- oder ta felförmige Werkstücke in einem einzigen Schritt ein Profil zu walzen. Ein ähnliches Ver fahren offenbart die DE 197 04 300 A1 zum Herstellen von profilierten Platinen, nament lich von Karosserieblechen.From DE-PS 104 875 it is known to produce tubes in strips or ta to roll a profile-shaped work piece in a single step. A similar ver driving discloses DE 197 04 300 A1 for producing profiled boards, named of body panels.
Aus der DE-PS 638 195 ist ein Pilgerschrittverfahren zum Herstellen dünner Bänder aus einem dicken Ausgangswerkstück bekannt. Bei diesem Verfahren wird das Ausgangs werkstück schrittweise mit hohem Verformungsgrad verformt und dabei entgegen der üblichen Walzrichtung durch den Walzspalt geschoben.DE-PS 638 195 describes a pilgrim step process for producing thin strips known a thick starting workpiece. With this procedure the output The workpiece is gradually deformed with a high degree of deformation and thereby against the usual rolling direction pushed through the roll gap.
Aus der US 1,106,172 ist es bekannt, mit einer Anordnung von drei hintereinander an geordneten Walzgerüsten Profile kontinuierlich in ein Band zu walzen.From US 1,106,172 it is known to arrange three in a row orderly rolling mill stands to continuously roll profiles into a strip.
Münzen und Medaillen für Sammler sind um so wertvoller, je höher ihre Oberflächengüte ist. Beim Prägen von Münzen und Medaillen geht man von Proofs aus, das sind Münz rohlinge und Medaillenrohlinge, welche bereits eine hochglänzende Oberfläche haben. Proofs werden aus einem bandförmigen Vormaterial gestanzt. Zur Herstellung des bandförmigen Vormaterials geht man von einem Vormaterial aus, welches einige Milli meter, z. B. 10 mm dick ist. Dieses Material wird in mehreren Walzstichen zu einem Band von z. B. 0,5 mm bis 2 mm Dicke gewalzt. Ein solches Band, dessen Dicke von der Dicke der zu prägenden Münzen und Medaillen bestimmt wird, ist das Vormaterial, aus welchem die Proofs ge stanzt werden. Es ist Stand der Technik, vor dem letzten Walzstich die beiden Walzen gegen ein Walzenpaar auszutauschen, dessen Oberfläche Spiegelhoch glanz aufweist. Der Spiegelhochglanz kann durch Läppen erzeugt werden.Coins and medals for collectors are more valuable the higher their surface quality is. Proofs are used to mint coins and medals blanks and medal blanks, which already have a high-gloss surface. Proofs are punched out of a strip-like material. To make the band-shaped material is assumed to be a material that is a few milli meters, e.g. B. is 10 mm thick. This material becomes a band in several roll passes from Z. B. 0.5 mm to 2 mm thick. Such a tape, the thickness of the thickness of the coins to be minted and medals is determined, is the primary material from which the proofs ge to be punched. It is state of the art, before the last roll pass the two Exchange rollers for a pair of rollers, the surface of which is mirror-high has shine. The mirror high gloss can be created by lapping.
Mit jeder Walzenumdrehung nimmt die Oberflächengüte der beiden Walzen ab, denn durch den Walzvorgang erfolgt ein Metallabrieb, welcher die Walzenober flächen verunreinigt. Nur während der ersten Umdrehung der Walzen ist deren Oberfläche noch spiegelblank. Dann verschlechtert sich die Oberflächengüte von Umdrehung zu Umdrehung und mit ihr verschlechtert sich die Oberflächengüte des gewalzten Vormaterials. Nach dem Durchlauf einer Bandlänge von ca. 100 bis 1.000 Münzdurchmessern werden die Walzen üblicherweise ausgebaut und durch Läppen wieder auf Spiegelhochglanz gebracht. Trotz dieser aufwendigen Vorgehensweise erhält man keine Proofs mit gleichbleibender, hoher Oberflächengüte.With each roll revolution, the surface quality of the two rolls decreases, Because of the rolling process, there is a metal abrasion, which the roller top contaminated surfaces. It is only during the first rotation of the rollers The surface is still shiny. Then the surface quality of deteriorates Turn after turn and with it the surface quality deteriorates of the rolled stock. After passing a belt length of approx. 100 up to 1,000 coin diameters, the rollers are usually removed and brought back to mirror gloss by lapping. Despite this elaborate Approach you get no proofs with constant, high Surface finish.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, wie ein bandförmiges Vormaterial mit gleichmäßig hoher Oberflächengüte wirt schaftlich hergestellt werden kann.The present invention has for its object to show a way like a ribbon-shaped primary material with a uniformly high surface quality can be produced economically.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebe nen Merkmalen sowie durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 63 angegebe nen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by a method with the specified in claim 1 NEN features and by a device with the specified in claim 63 characteristics. Advantageous developments of the invention are the subject of Subclaims.
Erfindungsgemäß wird das Metallband in aufeinanderfolgenden Abschnitten, wel che kürzer als der Umfang der beiden Walzen sind, jeweils zwischen denselben zwei Walzen in zwei oder mehr als zwei Walzschritten gewalzt, wozu das Metall band zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Walzschritten zurückgeholt und dann der zurückgeholte Abschnitt des Metallbandes erneut gewalzt wird. According to the metal strip in successive sections, wel che shorter than the circumference of the two rollers, each between the same two rolls rolled in two or more than two rolling steps, including the metal between two consecutive rolling steps then the retrieved section of the metal strip is rolled again.
Das Zurückholen des Metallbandes macht es möglich, daß der letzte Walzschritt in einem jeden der zurückgeholten Abschnitte des Metallbandes zwischen sol chen Umfangsabschnitten der beiden Walzen erfolgt, welche in dem einen oder den mehreren vorangegangenen Walzschritten noch nicht auf den betreffenden Abschnitt des Metallbandes eingewirkt haben, so daß der letzte Walzschritt zwi schen Umfangsabschnitten der beiden Walzen erfolgt, welche die beste noch vorhandene Oberflächengüte haben, wohingegen die vorhergehenden Walz schritte zwischen Umfangsabschnitten der beiden Walzen stattfinden können, welche schon eine größere Anzahl von Walzschritten ausgeführt haben und in ih rer Oberflächengüte schlechter sind. Die Oberflächengüte des schließlich er zeugten bandförmigen Vormaterials wird dabei durch die Oberflächengüte jener Umfangsabschnitte der beiden Walzen bestimmt, welche in dem betrachteten Ab schnitt des Metallbandes den letzten Walzschritt durchführen.Retrieving the metal strip enables the last rolling step in each of the retrieved sections of the metal strip between sol Chen circumferential sections of the two rollers, which takes place in one or the several previous rolling steps have not yet been applied to the relevant one Have acted section of the metal strip, so that the last rolling step between Circumferential sections of the two rollers, which is the best yet have existing surface quality, whereas the previous rolling steps can take place between peripheral sections of the two rollers, which have already carried out a large number of rolling steps and in ih surface quality are worse. The surface finish of the he finally The band-shaped primary material is produced by the surface quality of those Circumferential sections of the two rollers determined, which in the Ab considered cut the metal strip to perform the last rolling step.
Mit einem erfindungsgemäßen diskontinuierlichen Mehrschritt-Walzverfahren gelingt es, das bandförmige Vormaterial mit besonders hoher und gleichmäßiger Oberflächenqualität zu erzeugen oder ein Vormaterial mit der aus dem Stand der Technik bekannten Qualität ohne Walzenwechsel in größerer Länge als bisher zu erzeugen. Es wurden bereits Dickentoleranzen von ±1 µm, Wiederholgenauig keiten von ±2 µm, Rauhtiefen von nur Rt = 0,18 µm und Mittenrauhwerte (Centre Line Average, CLA) von nur Ra = 0,022 µm erreicht (DIN 4762).With a discontinuous multi-step rolling process according to the invention, it is possible to produce the strip-like primary material with a particularly high and uniform surface quality or to produce a primary material with the quality known from the prior art in a greater length than before without changing the rollers. Thickness tolerances of ± 1 µm, repeat accuracy of ± 2 µm, roughness depths of only R t = 0.18 µm and center roughness values (Center Line Average, CLA) of only R a = 0.022 µm have already been achieved (DIN 4762).
Um mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wenigstens zwei Walzschritte in ei nem Abschnitt des Metallbandes durchführen zu können, sollte der Umfang der Walzen mindestens zweimal so groß zu sein wie die Länge der zurückgeholten Abschnitte, wobei der zurückgeholte Abschnitt etwas größer sein soll als der Durchmesser der auszustanzenden Proofs, so daß der unvermeidbare Stanzab fall Berücksichtigung finden kann. Wird das Metallband, wie gemäß dem Patent anspruch 2 vorgesehen, nicht nur in einer Richtung, sondern mal in der einen Richtung und mal in der anderen Richtung gewalzt, dann kann man z. B. auch so vorgehen, daß man das Metallband einige Male zwischen denselben Ab schnitten der beiden Walzen vor- und zurückwalzt und den letzten Walzschritt zwischen zwei Umfangsabschnitten der Walzen durchführt, welche bis dahin für eine geringere Anzahl von Walzschritten eingesetzt wurden und deshalb noch ei ne bessere Oberflächengüte haben, so daß sie im letzten Walzschritt dem Metall band eine Oberfläche mit ebenfalls optimaler Güte verleihen.In order to use the method according to the invention at least two rolling steps in egg nem section of the metal strip, the scope of the Rolls to be at least twice the length of the retrieved Sections, where the retrieved section should be slightly larger than that Diameter of the proofs to be punched out, so that the unavoidable punching tab case can be taken into account. If the metal band, as in the patent Claim 2 provided, not only in one direction, but sometimes in one Direction and times rolled in the other direction, then you can z. B. also proceed in such a way that the metal strip is between the same Ab a few times cut the two rolls back and forth and the last rolling step between two circumferential sections of the rollers, which until then for a smaller number of rolling steps were used and therefore still ne have better surface quality, so that they the metal in the last rolling step tied a surface with also optimal quality.
Werden die Abschnitte des Metallbandes mal in der einen Richtung und mal in der anderen Richtung gewalzt, erhält man darüberhinaus eine günstigere Werk stoffstruktur, als wenn man das Metallband immer nur in derselben Richtung wal zen würde. Dies ist umso mehr von Bedeutung, je stärker die durch das Walzen herbeigeführte Abnahme der Dicke des Metallbandes ist, weil damit auch die von den Walzen bewirkte Materialverdrängung stärker wird. Ein anderer Vorteil liegt darin, daß der günstige Einfluß auf die Werkstoffstruktur beim abschnittsweise hin- und hergehenden Walzen günstiger ist, als wenn wie beim Stand der Tech nik ein Metallband auf voller Länge abwechselnd in der einen und der anderen Richtung gewalzt wird.Are the sections of the metal strip sometimes in one direction and sometimes in rolled the other way, you also get a cheaper work structure of the fabric, as if you only ever rolled the metal band in the same direction would. This is all the more important the stronger the rolling induced decrease in the thickness of the metal strip is because it also the material displacement caused by the rollers becomes stronger. Another advantage lies in that the favorable influence on the material structure in sections reciprocating rollers is cheaper than if, as in the prior art nik a full length metal tape alternately in one and the other Direction is rolled.
Vorzugsweise wird der Walzendurchmesser so gewählt, daß aus einem Teil des Vormaterials, dessen Länge mit dem Umfang der Walzen übereinstimmt, wenig stens zehn, vorzugsweise wenigstens fünfzehn Proofs ausgestanzt werden können.Preferably, the roller diameter is chosen so that from part of the Material, the length of which corresponds to the circumference of the rollers, is little at least ten, preferably at least fifteen, proofs are punched out can.
Das schrittweise wiederholte Walzen des betreffenden Abschnittes des Metall bandes wird vorzugsweise so durchgeführt, daß von den Oberflächenabschnitten der beiden Walzen, welche auf den betreffenden Abschnitt des Metallbandes ein wirken, die im ersten Walzschritt auf den betreffenden Abschnitt des Metallban des einwirkenden Oberflächenabschnitte der beiden Walzen die größte Anzahl und die im letzten Walzschritt auf den betreffenden Abschnitt des Metallbandes einwirkenden Abschnitte der Walzen die geringste Anzahl an Walzschritten aus geführt haben, wobei die Oberflächengüte naturgemäß am besten ist, wenn der im letzten Walzschritt einwirkende Abschnitt der Walzen zum ersten Mal einen Walzschritt ausführt, also noch idealen Spiegelhochglanz zeigt.Repeatedly rolling the relevant section of the metal bandes is preferably carried out so that from the surface sections of the two rollers, which on the relevant section of the metal strip act in the first rolling step on the relevant section of the metal strip of the surface sections of the two rollers acting the greatest number and in the last rolling step on the relevant section of the metal strip acting sections of the rollers from the smallest number of rolling steps have led, the surface quality is naturally best when the section of the rollers acting in the last rolling step for the first time Performs rolling step, so still shows ideal mirror high gloss.
Dadurch, daß ein diskontinuierliches Mehrschritt-Walzverfahren durchgeführt wird und der im letzten Walzschritt einwirkende Oberflächenabschnitt der Walzen die höchste Oberflächengüte hat, in den vorhergehenden Walzschritten die Ober fläche des Vormaterials aber bereits optimal vorbereitet wurde, kann bei Aus übung des erfindungsgemäßen diskontinuierlichen Mehrschritt-Walzverfahrens eine größere Länge Vormaterial erzeugt werden, bevor die Walzen ausgebaut und durch Läppen wieder auf Spiegelhochglanz gebracht werden müssen.Because a discontinuous multi-step rolling process is carried out and the surface section of the rollers acting in the last rolling step has the highest surface quality, in the previous rolling steps the surface surface of the primary material has already been optimally prepared, Exercise of the discontinuous multi-step rolling process according to the invention A longer length of stock is created before the rolls are removed and have to be brought back to mirror gloss by lapping.
Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet also auch wirtschaftlicher als das be kannte Verfahren zum Herstellen von Proofs.The method according to the invention also works more economically than that Known methods of producing proofs.
Die Anzahl der Walzschritte, mit welchen auf ein- und denselben Abschnitt des Metallbandes eingewirkt wird, wird auf die gewünschte Stichabnahme und Ober flächengüte des zu erzeugenden Vormaterials abgestimmt.The number of rolling steps with which on one and the same section of the Metal tape is knitted on the desired stitch decrease and upper surface quality of the primary material to be produced.
Zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet sich ein Walzgerüst mit einer auf der Einlaufseite des Walzspaltes angeordneten ersten Haspel für das zu walzende Metallband und mit einer auf der Auslaufseite des Walzspaltes angeordneten zweiten Haspel für das Aufwickeln des bandförmigen Vormaterials, wobei für die auf der Einlaufseite des Walzspaltes vorgesehene Haspel ein An triebsmotor vorgesehen ist, welcher ein Zurückholen des Metallbandes in Schrit ten von vorgebbarer Länge ermöglicht, insbesondere ein Servomotor. Die Länge der Schritte, um die das Metallband jeweils zurückgeholt wird, kann durch eine elektronische Antriebssteuerung, insbesondere programmgesteuert, den Erfor dernissen angepaßt werden. Durch eine solche Programmsteuerung kann auch der diskontinuierliche Antrieb der Walzen mit Vorwärtsdrehen, Stillstand und ge gebenenfalls mit Rückwärtsdrehen optimal an die einzelne Walzaufgabe ange paßt werden. A roll stand is suitable for carrying out the method according to the invention with a first reel arranged on the inlet side of the roll gap for the metal strip to be rolled and with one on the outlet side of the roll gap arranged second reel for winding the strip-like primary material, a for the reel provided on the inlet side of the roll gap Drive motor is provided, which is a return of the metal strip in steps Allows a predeterminable length, in particular a servo motor. The length the steps by which the metal strip is retrieved can be carried out by a electronic drive control, in particular program-controlled, the Erfor be adapted. Such program control can also discontinuous drive of the rollers with forward turning, standstill and ge if necessary with reverse turning optimally to the individual rolling task be fit.
Ein großer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß sie sich auf weitere Anwendun gen übertragen läßt. Eine Anwendung betrifft das Herstellen von genuteten Bän dern. Solche Bänder werden z. B. benötigt, um daraus durch Querteilen Lamellen für Elektromotoren, insbesondere für Servomotoren herzustellen. Servomotoren werden immer schneller und immer genauer. Das stellt steigende Anforderungen an die Maßhaltigkeit der Stromwendelamellen in diesen Motoren. Die Maßgenau igkeit der Breite der Nut sollte besser sein als 1/10 mm. Wenn man eine solche Nut in ein Metallband walzen will, sind dazu mehrere Walzstiche erforderlich.A great advantage of the invention is that it applies to other applications gene can be transferred. One application relates to the production of grooved strips other. Such tapes are e.g. B. needed to cut slats for electric motors, especially for servomotors. Servo motors are getting faster and more accurate. That places increasing demands the dimensional accuracy of the spiral helix blades in these motors. The dimensionally accurate The width of the groove should be better than 1/10 mm. If you have one If you want to roll the groove in a metal strip, several rolling passes are required.
Durch erfindungsgemäßes schrittweises und abschnittsweises Walzen kann man allgemein profilierte Bänder sowohl mit hoher Maßgenauigkeit als auch mit hoher Oberflächengüte walzen, insbesondere dann, wenn bei dem Mehrschritt-Walz verfahren das Metallband nicht nur in einer Richtung gewalzt und in der Gegenrichtung zurückgeholt, son dern in beiden Richtungen gewalzt wird, also auch beim Zurückholen.By step-by-step and section-wise rolling according to the invention generally profiled tapes both with high dimensional accuracy and with high Roll surface quality, especially if the multi-step rolling move the metal strip not just rolled in one direction and retrieved in the opposite direction, son which is rolled in both directions, also when retrieving.
Die Genauigkeit und Oberflächengüte, die sich dabei erreichen lassen, sind grö ßer als beim Fräsen, größer auch als wenn das Metallband wie im Stand der Technik wiederholt auf voller Länge gewalzt wird, was wegen der dabei auftreten den ungleichmäßigen Längung nur bis zu Dickenabnahmen von höchstens 10% möglich ist.The accuracy and surface quality that can be achieved are great ßer than when milling, larger than when the metal band as in the state of the Technology is repeatedly rolled to full length, which is because of the occurrence the uneven elongation only up to a decrease in thickness of at most 10% is possible.
Es ist möglich, von oben und von unten ein Profil in das Band zu walzen. In die sem Fall sind beide Walzen profiliert. Die Maßgenauigkeit und die Oberflächen güte sind umso besser, je kürzer die Walzschritte sind. Mit Vorteil werden die Walzschritte kürzer als der halbe Umfang der Walzen gewählt. In diesem Fall er streckt sich das Profil nur über einen Teil des Umfangs der Walze. Den verblei benden Teil der Mantelfläche der Walze kann man zylindrisch ausbilden; das macht es möglich, mit dem zylindrischen Abschnitt der Walzenoberfläche den je weiligen Abschnitt des Metallbandes in einem ersten Walzschritt noch nicht zu profilieren, sondern zu egalisieren, um dadurch die Maßgenauigkeit des gewalz ten Bandes zu erhöhen. It is possible to roll a profile into the strip from above and below. In the In this case, both rollers are profiled. The dimensional accuracy and the surfaces The shorter the rolling steps, the better the quality. With advantage Rolling steps chosen shorter than half the circumference of the rolls. In this case, he the profile extends only over part of the circumference of the roller. The lead bend part of the outer surface of the roller can be cylindrical; the makes it possible with the cylindrical section of the roll surface ever portion of the metal strip in a first rolling step profiling, but equalizing, in order to ensure the dimensional accuracy of the rolled part to increase the volume.
Eine vorteilhafte Anwendung der Erfindung ist das Herstellen eines bandförmi gen Vormaterials aus Metall, welches in nicht durchgehend, sondern in regelmä ßig wiederkehrenden Abschnitten profiliert ist. Ein solcher Anwendungsfall, für welchen die Erfindung verwirklicht wurde, betrifft Schreibfedern für Füllfederhalter.An advantageous application of the invention is the production of a band-shaped material made of metal, which is not in continuous, but in regular Frequently recurring sections is profiled. Such an application, for which the invention has been implemented relates to nibs for Fountain pen.
Schreibfedern für Füllfederhalter haben über ihre Länge eine unterschiedliche Dicke. Im hinteren Bereich sind Schreibfedern typisch 0,2 mm dick. Zur Spitze hin wird die Feder dicker, um an der Schreibspitze schließlich ein Maximum von etwa 0,6 mm zu erreichen. Es ist bekannt, Schreibfedern herzustellen, indem ein Me tallband durch Walzen abschnittsweise, nämlich in Schritten, deren Länge der Länge der späteren Schreibfedern entspricht, zunächst mit einem entsprechen den Längsprofil versehen wird. Dieses profilierte Metallband ist ein Vormaterial, aus welchem später die Schreibfedern ausgestanzt und in die gewünschte gebo gene Form umgeformt werden.Nibs for fountain pens have a different length Thickness. Nibs are typically 0.2 mm thick in the rear area. Towards the top the nib becomes thicker so that a maximum of about To reach 0.6 mm. It is known to produce nibs by using a me tallband by rolling in sections, namely in steps, the length of which Corresponds to the length of the later nibs, first with a match the longitudinal profile is provided. This profiled metal band is a primary material, from which the nibs are later punched out and into the desired shape be shaped.
Um das profilierte Vormaterial herzustellen, ist es bekannt, von zwei einen Walz spalt begrenzenden Walzen, welche in einem Walzgerüst gelagert sind, die obe re Walze in Umfangsrichtung mit einer empirisch ermittelten Kontur zu versehen, welche auf den vorgesehenen Verlauf der Dicke der Schreibfedern komplementär abstimmt ist. Außerhalb dieser abgestimmten Kontur hat die Mantelfläche der oberen Walze einen so geringen Abstand von ihrer Achse, daß es in diesem Be reich nicht zu einem Eingriff mit dem Metallband im Walzspalt kommt. Mit dem Anfang des die abgestimmte Kontur aufweisenden Umfangsabschnittes sticht die Walze in das Metallband ein und nimmt es dann für die Dauer eines Walzschrit tes, nämlich solange wie sie mit dem Metallband im Eingriff ist, mit und bewirkt dadurch sowohl einen Vorschub als auch eine Profilierung des Metallbandes. Dabei wird das Metallband von einer ersten Haspel abgerollt und das aus dem Walzspalt austretende profilierte Metallband von einer zweiten Haspel aufgerollt. Da der Vorschub des Metallbandes durch die beiden Walzen bewirkt wird, ergibt sich zwischen ihnen und der zweiten, aufwickelnden Haspel zwangsläufig eine gewisse Loslänge des Metallbandes, welche es erforderlich macht, eine Band schleife mit einer Bandspanneinrichtung vorzusehen, welche einen Ausgleich schafft zwischen dem diskontinuierlichen Bandvorschub durch die Walzen und der kontinuierlichen Aufwickelbewegung der zweiten Haspel. Das ist mit einigem apparativem Aufwand verbunden, der nachteilig ist.In order to produce the profiled primary material, it is known to roll two of two gap-limiting rolls, which are stored in a roll stand, the above to provide the roller with an empirically determined contour in the circumferential direction, which complement the intended course of the thickness of the nibs is voted. Outside of this coordinated contour, the outer surface of the upper roller so small a distance from its axis that in this loading does not come into engagement with the metal strip in the roll gap. With the The beginning of the circumferential section having the coordinated contour sticks Roll into the metal strip and then take it for the duration of one rolling step tes, namely as long as it is in engagement with the metal strip, with and effects thereby both a feed and a profiling of the metal strip. The metal strip is unwound from a first reel and that from the Profiled metal strip emerging from the roll gap is rolled up by a second reel. Since the feed of the metal strip is effected by the two rollers, it results between them and the second winding reel inevitably one certain lot length of the metal band, which makes it necessary a band loop with a tape tensioner to provide compensation creates between the discontinuous belt feed through the rollers and the continuous winding movement of the second reel. That is with some associated equipment expense, which is disadvantageous.
Da die obere Walze etwa 3 mm vor der Ebene, welche die Längsachsen der bei den Walzen durchsetzt, in das zu walzende Metallband einsticht, ist es ferner be kannt, das Metallband vor dem Einstechen der oberen Walze mittels einer mit der Walzendrehung synchronisierten Zange jedesmal vor dem Einstechen der obe ren Walze um 1 bis 2 mm zurückzuziehen, um beim späteren Ausstanzen der Schreibfedern den Verschnitt möglichst klein zu halten.Since the top roller is about 3 mm in front of the plane, which is the longitudinal axis of the interspersed with the rollers, piercing the metal strip to be rolled, it is also be knows the metal strip before inserting the upper roller using a Roll rotation synchronized pliers each time before inserting the top pull the roller back by 1 to 2 mm so that when the Nibs to keep the waste as small as possible.
Auf die bekannte Weise hergestellte Schreibfedern weisen unerwünschte Dicken schwankungen auf. Diese rühren einerseits daher, daß bereits das Metallband, von welchem man zur Herstellung des Vormaterials ausgeht, mit Dickenschwan kungen behaftet ist, welche sich verstärkt in das durch Walzen profilierte Vorma terial fortsetzen, und zwar insbesondere bei großen Stichabnahmen, wobei hin zukommt, daß große Stichabnahmen bei harten Metallbändern schwierig zu errei chen sind. Angesichts einer für das Herstellen von Schreibfedern erforderlichen Stichabnahme von 60% bis 70% steht der Fachmann hier vor einem schwerwie genden Problem. Die Dickenschwankungen, die sich bereits im Ausgangsmateri al befinden, betragen typisch ±0,02 mm. Weitere Dickenschwankungen werden dadurch verursacht, daß bei der bekannten Art und Weise der Herstellung des Vormaterials die Walzen andauernd mit gleichbleibender Geschwindigkeit umlau fen, wodurch das Einstechen der profilierten Walze und damit der Bandvorschub schlagartig einsetzen und auch wieder beendet werden. Eine gleichmäßige Zug kraft im Metallband während des Profilierens, welche für ein gleichmäßiges Ar beitsergebnis günstig wäre, ist bei der bekannten Arbeitsweise nicht möglich. Nibs produced in the known manner have undesirable thicknesses fluctuations. On the one hand, this is due to the fact that the metal strip, from which one starts to manufacture the primary material, with a thick swan is affected, which is increasingly in the pre-profiled by rolling Continue material, especially with large stitch decreases, whereby is that large stitch decreases difficult to achieve with hard metal strips Chen are. Given one necessary for making nibs Stitch decrease of 60% to 70% the specialist here faces a difficult problem. The thickness fluctuations that are already in the starting material al are typically ± 0.02 mm. There will be further fluctuations in thickness caused by the fact that in the known manner of producing the The rollers continuously umlau at a constant speed fen, which pierces the profiled roller and thus the belt feed abruptly start and be stopped again. An even train force in the metal strip during profiling, which ensures an even ar would be cheap, is not possible with the known method of working.
Die vorliegende Erfindung zeigt auch einen Weg, wie ein profiliertes bandförmi ges Vormaterial z. B. für Schreibfedern mit größerer Genauigkeit, nämlich mit we niger Abweichungen des tatsächlichen Verlaufs der Dicke vom Soll-Verlauf der Dicke hergestellt werden kann.The present invention also shows a way such as a profiled band-shaped Ges material z. B. for nibs with greater accuracy, namely with we deviations of the actual course of the thickness from the target course of the Thickness can be made.
Dies wird ermöglicht durch ein die Erfindung weiterbildendes Verfahren mit den im Anspruch 13 angegebenen Merkmalen sowie durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 42 angegebenen Merkmalen.This is made possible by a method which further develops the invention features specified in claim 13 and by a device with the features specified in claim 42.
Erfindungsgemäß wird das Metallband in zwei oder mehr als zwei Walzschritten bis zum Erreichen der Tiefe des gewünschten Profils des Vormaterials gewalzt, so daß die Gesamtverformung nicht nur durch eine einzige, sondern durch zwei oder mehrere Stichabnahmen erreicht wird. Zu diesem Zweck läßt man das Me tallband aber nicht mehrere hintereinander angeordnete Walzgerüste durchlau fen; das wäre viel zu aufwendig und würde die Genauigkeit der Längspositionie rung des Metallbandes im Walzspalt, die erforderlich ist, um mehrere Walzschnit te in ein- und demselben Abschnitt des Metallbandes durchzuführen nicht oder nur schwierig erlauben. Vielmehr wird das Metallband zwischen je zwei aufeinan derfolgenden Walzschritten zurückgeholt und dann der zurückgeholte Abschnitt des Metallbandes zwischen denselben zwei Walzen erneut gewalzt. Erst wenn in einen zu profilierenden Abschnitt des Metallbandes in mehreren Walzschritten mit zwischen ihnen erfolgenden Rückholschritten das gewünschte Profil gewalzt worden ist, wird das Metallband zur Profilierung des nächsten Bandabschnittes in den Walzspalt gefördert.According to the invention, the metal strip is rolled in two or more than two steps rolled to the depth of the desired profile of the primary material, so that the total deformation not only by one, but by two or more stitch acceptance is achieved. For this purpose, the Me tallband but not several consecutively arranged rolling stands fen; that would be far too expensive and would increase the accuracy of the longitudinal position tion of the metal strip in the roll gap, which is required to make multiple roll cuts not perform in one and the same section of the metal strip or allow difficult. Rather, the metal strip is between two the following rolling steps and then the retrieved section of the metal strip is rolled again between the same two rollers. Only when in a section of the metal strip to be profiled in several rolling steps rolled the desired profile with return steps between them has been, the metal strip for profiling the next section of tape in promoted the roll gap.
Es wäre allerdings auch möglich, nach einem ersten Walzschritt in einem ersten Bandabschnitt gegebenenfalls nach Wiederherstellung der Ausgangslage der Walzen z. B. durch Zurückdrehen der Walzen einen gleichen ersten Walzschritt in einem anschließenden Bandabschnitt durchzuführen, dann das Band um zwei Schritte zurückzuholen, danach im ersten Bandabschnitt den zweiten Walzschritt und dann im zweiten Bandabschnitt den zweiten Walzschritt durchzuführen. However, it would also be possible, after a first rolling step, in a first Band section if necessary after restoring the initial position of the Rolling z. B. by turning back the rollers a same first rolling step in a subsequent band section, then the band by two Retrieve steps, then the second rolling step in the first strip section and then perform the second rolling step in the second strip section.
Die sich mit profiliertem Vormaterial befassende Weiterbildung der Erfindung hat
wesentliche Vorteile:
The development of the invention dealing with profiled primary material has significant advantages:
- - Dadurch, daß das Profil des Metallbandes nicht in einem, sondern in zwei oder mehreren Walzschritten erzeugt wird, erzielt man eine größere Maßhaltigkeit als bisher, was sich bei Schreibfedern insbesondere im späteren Schaftbe reich auswirkt.- Because the profile of the metal strip is not in one but in two or If several rolling steps are generated, greater dimensional accuracy is achieved than before, what happened with nibs especially in the later shaft has a rich impact.
- - Da das gewünschte Profil in einem Abschnitt des Metallbandes nicht durch ei nen einzigen, sondern durch zwei oder mehrere Walzschritte erzeugt wird, können auch härtere Metallbänder profiliert werden, auch federharte Bänder.- Since the desired profile in a section of the metal strip is not by egg is produced by one or two or more rolling steps, harder metal strips can also be profiled, even spring-hard strips.
- - Das eröffnet der Erfindung Anwendungen, die über den Schreibfederbereich hinausgehen und eine Vielzahl von profilierten Teilen erfaßt, die aus einem bandförmigen Halbzeug gebildet und durch Stanzen des Bandes vereinzelt werden können. Anwendungsbeispiele sind elektrische Leiterstrukturen wie z. B. Kontaktfedern, Stromwendelamellen für elektrische Motoren, ferner Lead frames sowie Kettenglieder für Uhrarmbänder und für Schmuckketten.- This opens up the invention to applications beyond the nib area go out and captured a variety of profiled parts that from one band-shaped semi-finished product and separated by punching the band can be. Application examples are electrical conductor structures such as e.g. B. contact springs, helix blades for electric motors, also lead frames and chain links for watch straps and for jewelry chains.
- - Durch die Möglichkeit, das Profilieren in mehreren Walzschritten vorzuneh men, lassen sich sehr vielgestaltige Profile erzeugen. Es ist sogar möglich, das Profil nicht nur von einer Seite her, vorzugsweise von oben her, in das Me tallband zu walzen, sondern auch von beiden Seiten her. Dazu können beide Walzen, die den Walzspalt begrenzen, mit einer entsprechenden, abschnitts weise nicht zylindrischen Kontur versehen werden und/oder eine der Walzen zum Ändern der Höhe des Walzspaltes während des Walzens verlagert werden.- The possibility of profiling in several rolling steps very diverse profiles can be created. It’s even possible the profile not only from one side, preferably from above, into the me roller, but also from both sides. Both can do this Rollers that limit the roll gap with a corresponding section as non-cylindrical contour and / or one of the rollers shifted to change the height of the nip during rolling become.
- - Zur Vielseitigkeit der Erfindung trägt bei, daß das Metallband nicht in jedem Walzschritt profiliert werden muß, sondern in einem ersten Walzschritt auch lediglich in seiner Dicke reduziert werden kann, wozu die beiden Walzen je denfalls auch einen zylindrischen Abschnitt haben, wenn sie nicht ohnehin zy lindrisch sind. Wird das Metallband nur von einer Seite her profiliert, dann hat die andere Walze in jedem Fall eine vollständig zylindrische Oberfläche. - The versatility of the invention contributes to the fact that the metal band is not in everyone Rolling step must be profiled, but also in a first rolling step can only be reduced in thickness, for which the two rollers each then also have a cylindrical section if they are not zy anyway are lindric. If the metal strip is only profiled from one side, then it has the other roller always has a completely cylindrical surface.
- - Der Fortschritt, den die Erfindung bringt, wird durch minimalen apparativen Aufwand erreicht. Ausgehend von einem an sich bekannten Walzgerüst ist in diesem die der Profilierung dienende Arbeitsweise zu modifizieren. Ist eine der beiden Walzen, wie beim Herstellen von Schreibfedern an sich bekannt, in Umfangsrichtung profiliert, dann wird sie für Zwecke der Erfindung so gestal tet, daß sie in Umfangsrichtung aufeinanderfolgend Abschnitte mit unter schiedlicher Kontur hat, welche insbesondere durch Freisparungen voneinan der getrennt sind und in Verbindung mit dem vorgesehenen Rückholen des Metallbandes ein wiederholtes Walzen ein und desselben Abschnittes des Me tallbandes erlauben. Wenn eine beidseitige Profilierung des Metallbandes er wünscht ist, wird auch die gegenüberliegende Walze profiliert, so daß sie ebenfalls in Umfangsrichtung aufeinanderfolgend Abschnitte mit unterschiedli cher Kontur hat.- The progress that the invention brings is made by minimal apparatus Effort reached. Starting from a rolling stand known per se, in to modify the working method for profiling. Is one of the two rollers, as known per se in the manufacture of nibs, in Profiled circumferential direction, then it is so designed for purposes of the invention tet that they are successively circumferential sections with under has a different contour, which is particularly the result of cutouts who are separate and in connection with the intended retrieval of the Metal strip a repeated rolling of the same section of the Me Allow tallbandes. If the metal strip is profiled on both sides, he is desired, the opposite roller is profiled so that it also successively in the circumferential direction sections with differ cher contour.
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- Es ist aber auch möglich, beide Walzen zylindrisch auszubilden und die für ein
Profilieren erforderliche Veränderung der Höhe des Walzspaltes beim Walzen
dadurch zu erzielen, daß man eine der beiden Walzen, vorzugsweise die obe
re, im Walzgerüst verlagert. Das kann z. B. mit einem Elektromotor geschehen,
welcher zwei Spindeln antreibt, welche auf die zu verlagernde Walze einwir
ken und mit einem eine wiederholbare Einstellung ermöglichenden inkremen
talen Drehgeber gekoppelt sind, mit dessen Hilfe der Elektromotor gesteuert
wird. Es ist ferner möglich, die obere Walze hydraulisch zu verlagern, indem
man mit zwei kurzen - der Hub beträgt z. B. 50 mm - Hydraulikzylindern auf ei
ne Traverse des Walzgerüstes und mit der Traverse auf die zu verlagernde
Walze einwirkt. Die Kolbenstangen der beiden Hydraulikzylinder sind mit in
krementalen Weggebern verbunden, die ihrerseits Bestandteil eines Regel
kreises sind, der die Stellung der Kolbenstangen auf einen vorgegebenen
Wert bzw. auf einen vorgegebenen Kurvenverlauf - abhängig von dem zu wal
zenden Profil - regelt. Gegenüber der Verwendung eines elektronischen Ser
voantriebes hat ein hydraulischer Servoantrieb den Vorteil, schneller und prä
ziser zu sein.
Mit einem solchen Servoantrieb für das Verlagern der einen Walze (die andere Walze dient als Widerlager) ist es möglich, auch mit zylindrischen Walzen in einem oder mehreren Schritten ein Profil in das Metallband zu walzen. Es hängt von der gewünschten Profilierung ab, wie die Walze in Abhängigkeit vom Bandvorschub zu verlagern ist. Eine entsprechende, von dem zu walzen den Profil abgeleitete Steuerkurve für den Antrieb, der die Walze verlagern soll, kann als Steuerkurve in einem programmierbaren elektronischen Steuer gerät gespeichert sein. Durch Abspeichern mehrerer Steuerkurven kann erfin dungsgemäß mit einem Walzgerüst ohne Austausch von Walzen eine entspre chende Anzahl von unterschiedlichen Profilieraufgaben in Metallbändern be wältigt werden.
Wird nur eine Walze während des Walzens verlagert, dann ist das bevorzugt die obere Walze. Vorzugsweise ist nach Wahl die obere oder die untere Wal ze beim Walzen verlagerbar, um sowohl von oben als auch von unten ein Pro fil in das Metallband walzen zu können. Dann dient die jeweils andere Walze als Widerlager und behält ihre Lage bei.
Es ist außerdem möglich, das Verlagern einer Walze während des Walzens anzuwenden bei einem Walzgerüst, welches eine profilierte Walze hat. Durch eine solche Kombination von zwei verschiedenen Möglichkeiten, die Höhe des Walzspaltes im Verlauf des Walzens zu verändern, nämlich durch Verwenden einer profilierten Walze in Kombination mit dem Verlagern einer Walze, läßt sich die vielseitige Verwendbarkeit des Walzgerüstes zum Herstellen von ab schnittsweise profilierten Bändern noch steigern.
Wird mit zwei zylindrischen Walzen gearbeitet, ist es vorteilhaft, eine der Wal zen, insbesondere die obere Walze, mit einem achsparallelen Einschnitt zu versehen, um auf diese Weise eine Referenz für die Drehwinkelstellung der Walze zu erhalten.- But it is also possible to form both rolls cylindrical and to achieve the required change in the height of the roll gap during rolling in that one of the two rolls, preferably the above re, is shifted in the roll stand. That can e.g. B. happen with an electric motor, which drives two spindles, which act on the roller to be relocated and coupled with a repeatable setting enabling incremental rotary encoder, with the help of which the electric motor is controlled. It is also possible to move the upper roller hydraulically by using two short - the stroke is z. B. 50 mm - hydraulic cylinders on ei ne cross member of the roll stand and acts on the cross member on the roller to be relocated. The piston rods of the two hydraulic cylinders are connected with in incremental position sensors, which in turn are part of a control circuit that regulates the position of the piston rods to a predetermined value or to a predetermined curve profile - depending on the profile to be rolled. Compared to the use of an electronic servo drive, a hydraulic servo drive has the advantage of being faster and more precise.
With such a servo drive for moving one roller (the other roller serves as an abutment), it is possible to roll a profile into the metal strip in one or more steps even with cylindrical rollers. It depends on the desired profiling how the roller is to be moved depending on the belt feed. A corresponding control curve derived from the profile to be rolled for the drive which is intended to displace the roller can be stored as a control curve in a programmable electronic control device. By storing several control cams, a corresponding number of different profiling tasks in metal strips can be mastered according to the invention with a roll stand without exchanging rolls.
If only one roller is moved during rolling, this is preferably the upper roller. Preferably, the upper or lower roller is optionally shiftable during rolling in order to be able to roll a profile into the metal strip both from above and from below. Then the other roller serves as an abutment and maintains its position.
It is also possible to apply the displacement of a roller during rolling to a roll stand that has a profiled roller. Such a combination of two different possibilities to change the height of the roll gap during the course of the rolling, namely by using a profiled roll in combination with the displacement of a roll, can further increase the versatility of the roll stand for producing strips which are profiled in sections .
If working with two cylindrical rollers, it is advantageous to provide one of the rollers, in particular the upper roller, with an axially parallel cut in order to obtain a reference for the rotational angle position of the roller. - - Für das Zurückholen des Metallbandes kommt der ersten Haspel, von welcher das zu profilierende Metallband abgewickelt wird, eine besondere Bedeutung zu, weil sie die Länge des Schrittes, um welchen das Metallband zurückgeholt wird, hinreichend genau reproduzieren können muß. Dazu versieht man diese Haspel vorzugsweise mit einem Servomotor, welcher einen inkrementalen Drehgeber aufweist, der eine genaue Festlegung der gewünschten Schrittlän ge beim Abwickeln und auch beim Aufwickeln ermöglicht.- The first reel comes from which to retrieve the metal strip the metal strip to be profiled is of particular importance too because it's the length of the crotch by which the metal strap is retrieved will be able to reproduce with sufficient accuracy. For this you provide this Reel preferably with a servo motor, which has an incremental Encoder has an exact definition of the desired step length ge when unwinding and also when winding.
Die Breite des Metallbandes kann so bemessen sein, daß aus jedem der aufein anderfolgend angeordneten Bandabschnitte ein einziges profiliertes Teil, z. B. ei ne einzelne profilierte Schreibfeder ausgestanzt werden kann. Die Wirtschaftlich keit des Verfahrens und eines nach dem Verfahren arbeitenden Walzgerüstes kann jedoch leicht vervielfacht werden, wenn breitere Bänder bearbeitet werden, die so breit sind, daß aus jedem profilierten Abschnitt des Vormaterials zwei oder mehr als zwei nebeneinander liegende Schreibfedern oder dergleichen profilierte Gegenstände gebildet werden können. Die nebeneinanderliegenden profilierten Abschnitte für diese Gegenstände können in dem Metallband mit oder ohne ei nen Versatz in Längsrichtung des Metallbandes angeordnet sein. Ein Versatz hat eine Vergrößerung der Schrittlänge zur Folge, um welche das Metallband jeweils zurückgeholt wird.The width of the metal strip can be dimensioned such that each of them is aligned otherwise arranged band sections a single profiled part, for. B. egg ne single profiled nib can be punched out. The economical speed of the process and a rolling stand operating according to the process can easily be multiplied, however, if wider tapes are processed, which are so wide that from each profiled section of the primary material two or profiled more than two adjacent nibs or the like Objects can be formed. The adjacent profiled Sections for these items can be in the metal band with or without an egg NEN offset can be arranged in the longitudinal direction of the metal strip. Has an offset an increase in the stride length by which the metal band in each case is brought back.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist Gegenstand des An spruchs 17.A particularly advantageous development of the invention is the subject of the To Proverbs 17
Gemäß dieser Weiterbildung der Erfindung wird das Metallband vor dem Walzen des Profils egalisiert. Unter einem Egalisieren versteht man ein Walzen des Me tallbandes in einem Walzgerüst mit hochkonstantem Walzspalt, wodurch die Dic kenschwankungen des Metallbandes vermindert werden. Walzgerüste zum Egali sieren sind aus der DE 25 41 402 C2 bekannt, worauf wegen weiterer Einzelhei ten verwiesen wird. Bei einem bekannten Egalisierwalzgerüst wird ein hochkon stanter Walzspalt dadurch erreicht, daß an den über die Walzenzapfenlager hin aus nach außen verlängerten Walzenzapfen senkrecht zu den Walzenachsen vom Walzgut weg gerichtete Vorspannkräfte ausgeübt werden, welche lotrecht ausgerichtet sein können und vorzugsweise in einer um den Walzwinkel von der Walzenachsebene abweichenden, durch das einlaufende Metallband gehenden Wirkungslinie wirken. Auf diese Weise wird das Arbeitsspiel der Walzen in den Walzenzapfenlagern verringert.According to this development of the invention, the metal strip is rolled before equalized the profile. Leveling is a rolling of the me tallbandes in a roll stand with highly constant roll gap, whereby the Dic fluctuations in the metal strip can be reduced. Roll stands for Egali Sieren are known from DE 25 41 402 C2, whereupon for further details ten is referred. In a known leveling roll stand, a highly con Constant roll gap is achieved in that on the roll neck bearings from outwardly elongated roll journals perpendicular to the roll axes biasing forces directed away from the rolling stock are exerted, which are perpendicular can be aligned and preferably in one around the rolling angle of the Deviating from the roll axis plane, passing through the incoming metal strip Line of action. This way the working cycle of the rollers in the Rolling pin bearings reduced.
Erfindungsgemäß ist jedoch nicht vorgesehen, dem für das Profilieren des Metall bandes vorgesehenen Walzgerüst ein weiteres, der Egalisierung dienendes Walzgerüst voranzustellen. Vielmehr werden das Egalisieren und das Profilieren in ein und demselben Walzgerüst durchgeführt, wozu das Metallband nicht nur in den der Profilierung dienenden Arbeitsschritten in Vorschubrichtung durch den Walzspalt bewegt wird. Vielmehr wird das Metallband zunächst in Schritten, die mindestens so lang sind wie der Schritt beim Profilieren, unter mäßiger Abnahme seiner Dicke egalisiert. Danach wird das Band um einen Schritt von mindestens der für das Profilieren benötigten Länge und höchstens der beim Egalisieren vor geschobenen Länge zurückgeholt und danach wird in den zurückgeholten Ab schnitt des Metallbandes das Profil gewalzt. In einem Walzgerüst, in welchem die erste Walze zylindrisch und die zweite Walze profiliert ist und einen Umfangsab schnitt mit der Kontur hat, welche auf den gewünschten Verlauf der Dicke z. B. ei ner Schreibfeder abgestimmt ist, welche aus dem Metallband hergestellt werden soll, hat die zweite Walze zu diesem Zweck zusätzlich noch einen zylindrischen Umfangsabschnitt, welcher von dem die Kontur aufweisenden Umfangsabschnitt getrennt ist (Anspruch 24). Mit dem zylindrischen Umfangsabschnitt wird der Ega lisierschritt durchgeführt. Der zylindrische Umfangsabschnitt ist im Hinblick auf seine Bestimmung und unter Berücksichtigung der beim Walzen auftretenden Längung des Metallbandes so lang gewählt, daß der egalisierte Abschnitt des Metallbandes mindestens die Länge der Schreibfeder hat, vorzugsweise etwas länger ist, so daß der Anfang und/oder das Ende des Profilierschrittes einen Ab stand vom Anfang und vom Ende des egalisierten Abschnittes einhalten können.However, the invention does not provide for the profiling of the metal bandes provided roll stand another, the leveling serving To put the mill stand in front. Rather, leveling and profiling carried out in one and the same rolling stand, which is why the metal strip is not only in the profiling steps in the feed direction by the Roll gap is moved. Rather, the metal strip is first made in steps that are at least as long as the profiling step, with a moderate decrease equalized its thickness. After that, the tape is taken one step at least the length required for profiling and at most that for leveling pushed back length and afterwards is in the retrieved ab cut the metal strip rolled the profile. In a roll stand in which the the first roller is cylindrical and the second roller is profiled and a circumference cut with the contour, which on the desired course of the thickness z. B. egg Ned pen is tuned, which are made from the metal band for this purpose, the second roller also has a cylindrical one Circumferential section, which of the contoured circumferential section is separated (claim 24). With the cylindrical peripheral section the Ega carried out. The cylindrical peripheral portion is with regard to its determination and taking into account those occurring during rolling Elongation of the metal strip chosen so long that the leveled section of the Metal tape has at least the length of the nib, preferably something is longer, so that the beginning and / or the end of the profiling step an Ab stood from the beginning and end of the equalized section.
Erfindungsgemäß ist das der Profilierung dienende Walzgerüst also gleichzeitig als ein Walzgerüst zum Egalisieren ausgebildet und mit einem schrittweise vor wärts und rückwärts arbeitenden Bandvorschub ausgestattet. According to the invention, the roll stand used for profiling is therefore simultaneously trained as a roll stand for leveling and with one step forward equipped reverse and reverse tape feed.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 19 und gemäß Anspruch 24
hat wesentliche Vorteile:
The development of the invention according to claim 19 and according to claim 24 has significant advantages:
- - Die Dickenschwankungen von ±20 µm im Vormaterial und damit auch in den späteren Schreibfedern können auf weniger als ±2 µm in einer einzelnen Schreibfeder verringert werden, insbesondere im späteren Schaftbereich der Schreibfedern. Mit einer ausgelieferten Vorrichtung konnten Schreibfedern mit Dickenschwankungen von ±1 µm hergestellt werden.- The thickness fluctuations of ± 20 µm in the primary material and thus also in the Later nibs can be less than ± 2 µm in a single Pen can be reduced, especially in the later shaft area of the Nibs. With a delivered device, nibs could Thickness fluctuations of ± 1 µm can be produced.
- - Die Reproduzierbarkeit des Verlaufs der Dicke von Schreibfeder zu Schreibfe der hat zunächst ±4 µm erreicht. Mit der ausgelieferten Vorrichtung wurde so gar eine Reproduzierbarkeit von ±2 µm erreicht.- The reproducibility of the course of the thickness from pen to pen it initially reached ± 4 µm. With the delivered device was like that reproducibility of ± 2 µm even achieved.
- - Das sind Genauigkeiten, die bei der Herstellung von Schreibfedern durch Wal zen bisher nicht erreicht wurden. Entsprechende Genauigkeiten sind auch bei bandförmigem Vormaterial für andere profilierte Erzeugnisse als Schreibfedern erreichbar.- These are accuracies in the manufacture of quills by whale zen have not been achieved so far. Corresponding accuracies are also at ribbon-shaped primary material for profiled products other than nibs reachable.
- - Der große Fortschritt an Genauigkeit wird durch minimalen apparativen Auf wand erreicht. Ausgehend von einem an sich bekannten Walzgerüst ist in die sem die der Profilierung dienende Arbeitswalze zu modifizieren, indem sie mit einem geeigneten zylindrischen Abschnitt versehen wird, und es sind die Wal zenzapfen der beiden Walzen zur Verringerung des Lagerspiels vorzuspan nen, z. B. auf eine der in der DE-25 41 402 C2 offenbarten Weisen. Gemäß der DE 25 41 402 C2 werden die Walzenzapfen der beiden Walzen nicht unmittel bar vorgespannt, sondern mittelbar durch Vorspannen der Walzenzapfen von Stützwalzen, welche die beiden Walzen (auch als Arbeitswalzen bezeichnet) vorspannen. Es ist aber auch möglich, die beiden (Arbeits-)Walzen unmittel bar vorzuspannen. Außerdem benötigt man Mittel, die nicht nur ein schrittwei ses Vorschieben, sondern auch ein schrittweises Zurückholen des Metallban des in Schritten erlauben, die ungefähr so lang sind wie die Schritte beim Ega lisieren. Das kann, wie schon erwähnt einfach dadurch geschehen, daß man mindestens die erste Haspel, von welcher das zu profilierende Metallband ab gewickelt wird, mit einem Elektromotor versieht, welcher sich mit hinreichender Genauigkeit in Schritten von der gewünschten Länge steuern und in der Dreh richtung umsteuern läßt. Das geschieht vorzugsweise mit einem Servomotor, welcher einen inkrementalen Drehgeber aufweist, der eine genaue Festlegung der gewünschten Schrittlänge beim Abwickeln und Aufwickeln ermöglicht. Ein Servomotor ist normalerweise mit einem nachgeordneten Getriebe verbunden. Wenn nachstehend von Servomotoren geredet wird, wird unterstellt, daß sie normalerweise ebenfalls mit einem nachgeordneten Getriebe verbunden sind.- The great advance in accuracy is due to minimal equipment wall reached. Starting from a rolling stand known per se, the sem to modify the profiling work roll by using a suitable cylindrical section, and it is the whale preload the two rollers to reduce the bearing play NEN, e.g. B. in one of the ways disclosed in DE-25 41 402 C2. According to the DE 25 41 402 C2, the roll neck of the two rolls are not immediate bar prestressed, but indirectly by prestressing the roll neck of Back-up rolls, which are the two rolls (also called work rolls) preload. However, it is also possible to directly remove the two (work) rolls preload bar. You also need funds that are not just gradual This advance, but also a gradual return of the metal ban allow in steps that are about as long as the steps in the Ega lize. As already mentioned, this can be done simply by: at least the first reel from which the metal strip to be profiled starts is wound, provided with an electric motor, which with sufficient Control accuracy in increments of the desired length and in rotation can change direction. This is preferably done with a servo motor, which has an incremental rotary encoder, the precise definition the desired step length when unwinding and rewinding. On Servo motor is usually connected to a subordinate gear. When servomotors are mentioned below, it is assumed that they are usually also connected to a downstream transmission.
Vorzugsweise wird auch die zweite Haspel, welche das profilierte Metallband auf wickelt, mit einem solchen Servomotor versehen.The second reel, which holds the profiled metal strip, is also preferred winds, provided with such a servo motor.
- - Das hat den weiteren Vorteil, daß durch das Zusammenspiel der Servomoto ren in allen Phasen, nicht nur beim Egalisieren, sondern auch beim Profilieren und beim Rückholen des Metallbandes auf dieses ein definierter Zug ausgeübt werden kann, welcher das Erreichen eines gleichmäßigen Vormaterials mit ge ringen Dickenschwankungen begünstigt. Dieser Zug soll möglichst gleichblei bend sein und eine gewisse Grundzugkraft nicht unterschreiten, welche beim Herstellen von Schreibfedern z. B. 500 N betragen kann. Beim Zurückholen zieht deshalb die erste Haspel das Metallband mit größerer Kraft gegen die kleinere Aufhaspelkraft der zweiten Haspel. Durch das Aufrechterhalten einer möglichst gleichbleibenden Grundzugkraft im Metallband in allen Phasen der Bearbeitung des Metallbandes erzielt man eine verbesserte Gleichmäßigkeit des gewalzten Vormaterials und vermeidet man das Auftreten eines Bandver laufs, d. h., das Metallband verzieht sich nicht.- This has the further advantage that the interaction of the Servomoto in all phases, not only when leveling, but also when profiling and when retrieving the metal strip exerted a defined train on this can be, which the achievement of a uniform primary material with ge wrestle thickness fluctuations favored. This move should remain as constant as possible be and not fall below a certain basic tractive force, which Manufacture of nibs such. B. can be 500 N. When retrieving Therefore, the first reel pulls the metal band against the with greater force smaller reel force of the second reel. By maintaining one basic tensile force in the metal strip in all phases of the Machining the metal strip results in improved uniformity of the rolled stock and avoiding the occurrence of a band ver running, d. that is, the metal band does not warp.
- - Ein weiterer Vorteil des Antriebs der Haspeln mit Servomotoren besteht darin, daß der Bandvorschub und der Antrieb der beiden Walzen so gut aufeinander abgestimmt werden können, daß anders als beim Stand der Technik anstelle eines kontinuierlichen Antriebs der Walzen ein diskontinuierlicher Walzenan trieb erfolgen kann. Insbesondere kann die Geschwindigkeit, bei der der Ein stich der profilierten Walze in das Metallband erfolgt, auf die Bandvorschubge schwindigkeit so abgestimmt werden, daß beim Einstechen keine abrupte Beschleunigung des Metallbandes erfolgt. Insbesondere kann das Einstechen der profilierten Walze in das Metallband zunächst bei langsamem Bandvor schub und bei langsamer Walzendrehung erfolgen, gefolgt von einer be schleunigten Bandvorschubbewegung und Walzendrehung. Dies ist für das Erreichen von geringen Dickentoleranzen besonders vorteilhaft.- Another advantage of driving the reels with servo motors is that that the belt feed and the drive of the two rollers so well on each other can be coordinated that instead of the prior art instead a continuous drive of the rolls a discontinuous rolls drive can take place. In particular, the speed at which the A Stitch the profiled roller into the metal belt on the belt feeds speed should be adjusted so that there are no abrupt Acceleration of the metal strip takes place. In particular, grooving the profiled roller in the metal belt, first with a slow belt thrust and with slow roll rotation, followed by a be accelerated belt feed movement and roll rotation. This is for that Achieving low thickness tolerances is particularly advantageous.
- - Ein weiterer Vorteil der Verwendung von Servomotoren zum Antrieb der Has peln besteht darin, daß besondere Bandspanneinrichtungen, wie sie im Stand der Technik erforderlich sind, nicht benötigt werden.- Another advantage of using servo motors to drive the has peln is that special tape tensioners, as in the state the technology are required are not required.
- - Ein weiterer Vorteil der Verwendung der Servomotoren zum Antrieb der Has peln besteht darin, daß der Bandvorschub durch ein programmierbares elek tronisches Steuergerät sehr exakt auf die Länge und Lage der profilierten Bandabschnitte und auf die Walzendrehung abgestimmt werden kann, vor zugsweise auch auf die vertikale Verlagerung einer Walze, um insbesondere bei einem durch zwei zylindrische Walzenmäntel oder Walzenmäntelabschnit te begrenzten Walzspalt dessen Höhe zu verändern und dadurch eine be stimmte Profilierung zu erzeugen.- Another advantage of using the servo motors to drive the has peln is that the tape feed by a programmable elek tronic control unit very precisely to the length and position of the profiled Belt sections and can be matched to the roll rotation preferably also on the vertical displacement of a roller, in particular in one by two cylindrical roller shells or roller shell section te limited nip to change its height and thereby a be agreed to generate profiling.
Das Zurückholen des Metallbandes kann nicht nur durch eine auf der Einlaufseite des Walzspaltes angeordnete Haspel geschehen, sondern auch durch eine als Zangenvorschubvorrichtung ausgebildete Rückholvorrichtung. Diese Ausfüh rungsform der Erfindung eignet sich besonders für das Bearbeiten kürzerer oder steiferer Bänder, insbesondere für das Herstellen eines Vormaterials für Proofs. Ist die Rückholvorrichtung eine Zangenvorschubeinrichtung, kann sie darüber hinaus benutzt werden, um das Metallband vorzuschieben und dem Walzspalt zuzuführen.The retrieval of the metal strip cannot only be done by one on the inlet side of the roll gap arranged reel happen, but also by an as Plier feed device designed return device. This execution tion form of the invention is particularly suitable for editing shorter or stiffer belts, in particular for the production of a pre-material for proofs. If the return device is a tongs feed device, it can be moved over it Be used to advance the metal strip and the roll gap feed.
Anstelle einer auf der Auslaufseite des Walzspaltes angeordneten Haspel kann als Ziehvorrichtung für das beim Walzen aus dem Walzspalt austretende Band ebenfalls eine Zangenvorschubvorrichtung verwendet werden. Auch diese Aus führungsform eignet sich vor allem für das Bearbeiten kürzerer oder steiferer Bänder. Instead of a reel arranged on the outlet side of the roll gap, as a pulling device for the strip emerging from the roll gap during rolling a tong feed device can also be used. This too leadership is particularly suitable for machining shorter or stiffer Tapes.
Die Qualität des erzeugten bandförmigen Vormaterials wird gesteigert, wenn so wohl beim Walzen als auch beim Rückholen des Bandes in diesem ein definierter Zug aufrecht erhalten wird, wobei dieser günstige Einfluß umso stärker auftritt, je dünner das Metallband ist. Aber auch bei dickeren Bändern, wie sie z. B. für die Herstellung von Proofs verwendet werden, ist es vorteilhaft, das Band während des Walzens und Zurückholens zwischen der Rückholvorrichtung und der Zieh vorrichtung durch ein aufeinander abgestimmtes Bewegen dieser beiden Vorrich tungen unter Spannung zu halten und exakt zu führen.The quality of the band-shaped primary material produced is increased, if so probably when rolling as well as when retrieving the strip in a defined one Train is maintained, this favorable influence occurs the stronger, the the metal band is thinner. But also with thicker tapes, such as z. B. for the Proofs are used, it is advantageous to keep the tape during of rolling and retrieval between the retriever and the pull device by coordinated movement of these two devices to keep the voltage under tension and to guide it precisely.
Die optimale Vorspannung, mit welcher das Lagerspiel der Walzen weggespannt wird, kann für den jeweiligen Anwendungsfall empirisch ermittelt werden und bleibt dann für den Anwendungsfall konstant. Die Optimierung erfolgt vorzugswei se so, daß die im jeweiligen Anwendungsfall auftretende Dehnung des Walzgerü stes beim Egalisieren ermittelt und durch passende Einstellung der Vorspannung kompensiert wird.The optimal preload with which the bearing play of the rollers is clamped away can be empirically determined for the respective application and then remains constant for the application. The optimization is preferably done se so that the elongation of the rolling mill occurring in the respective application This is determined when leveling and by appropriately adjusting the preload is compensated.
Das Egalisieren des Metallbandes kann aber nicht nur erfolgen, wenn ein profi liertes Vormaterial hergestellt wird, sondern auch beim Herstellen eines nichtpro filierten Vormaterials, wie es z. B. für Proofs verwendet wird. In diesem Fall sind die beiden Walzen ohnehin zylindrisch und können in jeder Stellung zum Egali sieren herangezogen werden, wenn das Walzgerüst eine das Egalisieren ermög lichende Ausbildung hat, durch welche der Einfluß des Spiels der Walzenzapfen in ihren Lagen vermindert wird.The leveling of the metal band can not only be done if a professional lated primary material is produced, but also when producing a non-pro filleted primary material, such as z. B. is used for proofs. In this case the two rollers are cylindrical anyway and can be in any position to the Egali be used if the rolling stand allows you to level it has clearing through which the influence of the play of the roll neck is reduced in their positions.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten schematischen Zeichnungen, welche Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen.Further features and advantages of the invention emerge from the attached schematic drawings showing embodiments of the invention.
Fig. 1 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Maschine ge mäß der Erfindung, Fig. 1 shows a partially sectioned side view of a machine accelerator as the invention,
Fig. 2 zeigt eine teilweise geschnittene Vorderansicht der Maschine, Fig. 2 shows a partially sectioned front view of the machine,
Fig. 3 zeigt einen gegenüber der Fig. 1 vergrößerten Ausschnitt aus der Maschine, nämlich den Hauptteil des Walzgerüstes der Maschine, FIG. 3 shows an enlarged section of the machine compared to FIG. 1, namely the main part of the roll stand of the machine,
Fig. 4 zeigt einen gegenüber der Fig. 2 vergrößerten Ausschnitt aus der Maschine, nämlich das Walzgerüst, die FIG. 4 shows an enlarged section of the machine compared to FIG. 2, namely the roll stand
Fig. 5-10 zeigen ein Ablaufschema eines ersten mit der Maschine ausführba ren Arbeitsverfahrens, die Fig. 5-10 show a flowchart of a first working method executable with the machine
Fig. 11-16 zeigen ein Ablaufschema eines zweiten mit der Maschine ausführ baren Arbeitsverfahrens, die Fig. 11-16 show a flowchart of a second with the machine cash Execute method of operation, the
Fig. 17 zeigt ein schematisches Diagramm zum Durchführen der Erfindung mit zwei zylindrischen Walzen, die Fig. 17 shows a schematic diagram for carrying out the invention with two cylindrical rollers, the
Fig. 18 zeigt zur Erläuterung eines Verfahrens zur Herstellung eines Vor materials für Proofs zwei in sechs Umfangsabschnitte unterteilte Walzen, und die Fig. 18 shows for explaining a method for producing a material for proofs before two divided into six circumferential sections, and the
Fig. 19 zeigt eine abgewandelte Maschine gemäß der Erfindung in einer der Fig. 1 entsprechenden Darstellung. FIG. 19 shows a modified machine according to the invention in a representation corresponding to FIG. 1.
Einander entsprechende Teile sind in den Beispielen mit übereinstimmenden Be zugszahlen bezeichnet.Corresponding parts are in the examples with matching Be train numbers referred.
Die in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellte Maschine hat ein Fundament 1, auf wel chem in der Mitte ein Walzgerüst 2 aufgebaut ist, vor welchem und hinter wel chem jeweils eine Aufnahmeeinrichtung 3 und 4 für eine Haspel 5 und 6 befestigt ist, welche durch einen elektrischen Servomotor ausgebildeten Antriebsmotor 7, 8 antreibbar ist. The machine shown in Fig. 1 and Fig. 2 has a foundation 1 , on which chem a roll stand 2 is built in the middle, in front of and behind which chem a receiving device 3 and 4 for a reel 5 and 6 is attached, which can be driven by an electric servomotor designed drive motor 7 , 8 .
In seitlichen Einbauteilen 9 und 9a des Walzgerüsts sind zwei Arbeitswalzen 11 und 12, nachfolgend einfach als Walzen bezeichnet, gelagert, welche gemein sam einen Walzspalt 13 begrenzen. Oberhalb der oberen Walze 12 und unter halb der unteren Walze 11 ist jeweils eine im Durchmesser größere Stützwalze 14 bzw. 15 in Einbauteile 10 und 10a eingebaut. Die Einbauteile 9, 9a der Ar beitswalzen 11 und 12 sind jeweils in einem Ausschnitt der Einbauteile 10, 10a der Stützwalzen 14, 15 angeordnet. Im unteren Einbauteil 9 befinden sich jeweils zwei kurze Hydraulikzylinder 46, 47, welche auf das obere Einbauteil 9a einwir ken und dazu dienen, eine beim Walzen auftretende Biegung der Arbeitswalzen 11, 12 auszugleichen.In lateral mounting parts 9 and 9 a of the roll stand, two work rolls 11 and 12 , hereinafter simply referred to as rolls, are mounted, which together limit a roll gap 13 . Above the upper roller 12 and below half of the lower roller 11 , a support roller 14 and 15 of larger diameter is installed in built-in parts 10 and 10 a. The built-in parts 9 , 9 a of the Ar beitswalzen 11 and 12 are each arranged in a section of the built-in parts 10 , 10 a of the support rollers 14 , 15 . In the lower mounting part 9 are two short hydraulic cylinders 46, 47 which on the upper mounting portion 9 a einwir ken and serve occurring during rolling bending of the work rolls 11 to compensate 12th
Ein zu bearbeitendes Metallband 16 läuft von der Haspel 5 über eine Überlaufrol le 17 hinweg in den Walzspalt 13 hinein, tritt durch diesen hindurch und gelangt über eine weitere Überlaufrolle 18 auf die zweite Haspel 6, welche das im Walz gerüst 2 bearbeitete Metallband 16 aufwickelt. Zwischen dem Walzspalt 13 und der zweiten Überlaufrolle 18 ist noch eine Einrichtung 19 zum Absaugen von Walzöl vorgesehen, in welcher das Metallband 16 von dem Walzöl gereinigt wird.A metal strip 16 to be processed runs from the reel 5 via an overflow roller 17 into the nip 13 , passes through it and passes via a further overflow roller 18 to the second reel 6 , which winds up the metal strip 16 processed in the roller 2 . Between the nip 13 and the second guide roll 18 or a device 19 is provided for the suction of rolling oil in which the metal strip 16 is cleaned by the rolling oil.
Der Aufbau des Walzgerüstes 2 ist eingehender in den Fig. 3 und 4 darge stellt. Daraus ergibt sich, daß die beiden Walzen 11 und 12, deren Durchmesser nur ungefähr 1/3 des Durchmessers der Stützwalzen 14 und 15 beträgt, mit ihren Walzenzapfen 20 und 21 in Walzenzapfenlagern 22 gelagert sind, welche als Rollenlager ausgebildet sind. Ein Walzenzapfen 21 einer jeden der beiden Wal zen 11 und 12 ist über sein Walzenzapfenlager 22 hinaus verlängert und als Teil einer kardanischen Aufhängung 23 ausgebildet, welche den Antrieb der beiden Walzen 11 und 12 jeweils mittels einer Kardanwelle 24 ermöglicht. Ein die beiden Walzen 11 und 12 über die Kardanwellen 24 synchron antreibender Elektromotor 41 ist in Fig. 2 dargestellt. Er treibt die Walzen 11 und 12 über ein sich verzwei gendes Getriebe 48 an. Es ist aber auch möglich, die Walzen 11 und 12 durch zwei getrennte Motoren anzutreiben, wie anhand der Fig. 17 besprochen wird. The structure of the roll stand 2 is shown in more detail in FIGS . 3 and 4 Darge. It follows from this that the two rollers 11 and 12 , the diameter of which is only approximately 1/3 of the diameter of the support rollers 14 and 15 , are mounted with their roller journals 20 and 21 in roller journal bearings 22 , which are designed as roller bearings. A roll neck 21 of each of the two roll zen 11 and 12 is extended beyond its roll neck bearing 22 and formed as part of a gimbal 23 , which enables the drive of the two rolls 11 and 12 each by means of a cardan shaft 24 . An electric motor 41 driving the two rollers 11 and 12 synchronously via the cardan shafts 24 is shown in FIG. 2. It drives the rollers 11 and 12 via a gear 48 which is branching. However, it is also possible to drive the rollers 11 and 12 by two separate motors, as will be discussed with reference to FIG. 17.
Die Stützwalzen 14 und 15 haben Walzenzapfen 25, welche in als Rollenlager ausgebildete Walzenzapfenlager 26 der seitlichen Einbauteile 10 und 10a gela gert sind. Die Walzenzapfen 25 sind über die Walzenzapfenlager 26 hinaus ver längert und stecken in Lagerschalen 27, von denen die Lagerschalen der unteren Stützwalze 14 mit dem Fundament 1 verspannt sind, während die Lagerschalen 27 der oberen Stützwalze 15 mit einer darüber angeordneten Traverse 28 ver spannt sind. Das Verspannen geschieht jeweils mit einer von der Lagerschale 27 ausgehenden Gewindestange 29, auf welcher ein Satz Tellerfedern 30 angeord net ist, der durch eine Mutter 31 gespannt wird. Das ist nur oberhalb der Traverse 28 dargestellt, am Fundament 1 aber in gleicher Weise vorgesehen. Durch diese Vorspannung wird das Lagerspiel der Stützwalzen 14 und 15 und damit dessen Einfluß auf die Abweichungen der Dicke des gewalzten Metallbandes von seiner Solldicke verkleinert. Damit erreichen die Walzen 11 und 12 ebenso wie die Stützwalzen 14 und 15 eine Rundlaufgenauigkeit von ±1 µm.The support rollers 14 and 15 have roller journals 25 , which are in roller bearing journals 26 formed as roller bearings of the lateral installation parts 10 and 10 a. The roller journals 25 are extended beyond the roller journal bearings 26 and are inserted into bearing shells 27 , of which the bearing shells of the lower support roller 14 are clamped to the foundation 1 , while the bearing shells 27 of the upper support roller 15 are clamped ver with a cross member 28 arranged above them. The bracing is done with a threaded rod 29 extending from the bearing shell 27 , on which a set of disk springs 30 is arranged, which is tensioned by a nut 31 . This is only shown above the crossbeam 28 , but is provided on the foundation 1 in the same way. This preload reduces the bearing play of the support rollers 14 and 15 and thus its influence on the deviations in the thickness of the rolled metal strip from its target thickness. The rollers 11 and 12 as well as the support rollers 14 and 15 thus achieve a concentricity of ± 1 μm.
Die erforderliche Vorspannung des Walzgerüstes 2 wird mit Hilfe von zwei Spin deln 32 und 33 erzeugt, welche von oben her auf die Traverse 28 und auf die La gerschalen 27 drücken und jeweils durch einen eigenen, oben auf dem Walzge rüst 2 angeordneten, Elektromotor 34 (siehe Fig. 1) angetrieben werden. Zu die sem Zweck haben beide Elektromotoren 34 eine als Ritzel ausgebildete treiben de Welle 49, deren Zähne jeweils mit einem Zahnrad 50 kämmen. Die beiden Zahnräder 50 sind drehfest auf der einen Spindel 32 und auf der anderen Spindel 33 befestigt. Die geeignete Vorspannung des Walzgerüstes wird empirisch aus der Dehnung des Walzgerüstes im jeweiligen Anwendungsfall ermittelt und so eingestellt, daß die Dehnung kompensiert wird. Nach dieser Voreinstellung arbei tet die erfindungsgemäße Maschine folgendermaßen:The required preload of the roll stand 2 is generated with the help of two spindles 32 and 33 , which press from above onto the cross member 28 and onto the bearing shells 27 and each have its own electric stand 34 arranged on top of the roll stand 2 ( see Fig. 1) are driven. For this purpose, both electric motors 34 have a drive shaft 49 designed as a pinion, the teeth of which each mesh with a gear 50 . The two gear wheels 50 are fixed in a rotationally fixed manner on one spindle 32 and on the other spindle 33 . The suitable preload of the roll stand is determined empirically from the elongation of the roll stand in the respective application and set so that the elongation is compensated for. After this presetting, the machine according to the invention operates as follows:
Das zu bearbeitende Metallband 16 wird von der ersten Haspel 5 abgerollt, durch den Walzspalt 13 hindurchgeführt, bis zur zweiten Haspel 6 gezogen und auf die ser befestigt. The metal strip 16 to be machined is unrolled from the first reel 5 , passed through the nip 13 , pulled up to the second reel 6 and fastened to the water.
Die erste, untere Walze 11 hat eine zylindrische Mantelfläche 11. Die zweite, obere Walze 12 hat eine Mantelfläche (Fig. 5) mit einem profilierten Umfangs abschnitt 35, welcher in Umfangsrichtung der Walze 12 gemessen eine Länge L1 hat, und einen zylindrischen Umfangsabschnitt 36, welcher in Umfangsrichtung der Walze 12 gemessen eine Länge L2 hat, beide voneinander getrennt durch zwei Freisparungen 37 und 38. Der zylindrische Umfangsabschnitt 36 der Mantel fläche hat den größten Abstand von der Achse der zweiten Walze 12, die Freisparungen 37 und 38 haben den kleinsten Abstand von der Achse der zwei ten Walze 12. Der profilierte Umfangsabschnitt 35 der Mantelfläche hat eine Kon tur, deren Verlauf in Umfangsrichtung abgestimmt ist auf den Längsverlauf der Dicke der Schreibfeder, die aus dem Metallband 16 schließlich hergestellt wer den soll.The first, lower roller 11 has a cylindrical lateral surface 11 . The second, upper roller 12 has a lateral surface ( Fig. 5) with a profiled circumferential portion 35 , which has a length L1 measured in the circumferential direction of the roller 12 , and a cylindrical circumferential portion 36 , which has a length L2 measured in the circumferential direction of the roller 12 , both separated by two cutouts 37 and 38 . The cylindrical peripheral portion 36 of the jacket surface has the greatest distance from the axis of the second roller 12 , the recesses 37 and 38 have the smallest distance from the axis of the two th roller 12th The profiled peripheral portion 35 of the lateral surface has a con ture, the course of which is matched in the circumferential direction to the longitudinal course of the thickness of the nib, which is finally made from the metal strip 16 , who is to.
In den Fig. 5 bis 16 ist die erste, untere Walze 11, welche zylindrisch ist, nur teilweise dargestellt.In FIGS. 5 through 16, the first lower roller 11, which is cylindrical, shown only partially.
Die Bearbeitung des Metallbandes 16 beginnt damit, daß in das zwischen den beiden Haspeln 5 und 6 gespannte Metallband der zylindrische Umfangsab schnitt 36 der zweiten Walze 12 einsticht, und zwar bei langsamer, auf die Um fangsgeschwindigkeit des zylindrischen Umfangsabschnitts 36 angepaßter Vor schubgeschwindigkeit des Metallbandes 16. Diese Einstichphase ist in Fig. 5 dargestellt, jedoch nicht maßstäblich, sondern mit übertrieben dick dargestelltem Metallband 16. Im weiteren Verlauf der Fig. 6 bis 16 sind auch die Stichab nahmen des Metallbandes durch den Walzvorgang übetrieben dargestellt, um den Walzvorgang deutlicher werden zu lassen. Der zylindrische Umfangsab schnitt 36 rollt auf dem Metallband 16 ab und vermindert dessen Dicke dabei ty pisch von 0,66 mm auf 0,60 mm unter gleichzeitiger Egalisierung der Dicke. Das Ende des Egalisierschrittes ist in Fig. 6 dargestellt. Das Metallband 36 gelangt jetzt aus dem Eingriff des zylindrischen Umfangsabschnitts 36 der zweiten Walze 12, welche sich noch ein Stückchen weiter dreht, bis die Freisparung 37 dem Me tallband 16 zugewandt ist. Vorzugsweise bei stillgesetzten Walzen 11, 12 wird das Metallband 16 nun durch Umsteuern der beiden als Servomotoren ausgebildeten Antriebsmotoren 7 und 8 zurückge holt, und zwar um eine Länge, welche größer als L1, aber kleiner als L2 ist; L2 ist die Länge, auf welcher das Metallband 16 egalisiert wurde. Die Länge, um wel che das Metallband 16 zurückgeholt wird, wird so gewählt, daß im nächsten Schritt (Fig. 7), wenn die Bewegung der Walzen 11 und 12 und die Vorschubbe wegung des Metallbandes 16 erneut gestartet werden, der profilierte Umfangsab schnitt 35 der Walze 12, welcher die auf die Schreibfedern abgestimmte Kontur aufweist, unmittelbar nach dem Beginn des egalisierten Abschnittes des Metall bandes 16 in diesen einsticht (Fig. 7) oder geringfügig, z. B. 2 mm, dahinter. Während die Freisparung 37 dem Metallband 16 zugewandt ist, wird durch Ver drehen der Spindeln 32 und 33 die obere, zweite Walze 12 um ein solches Maß nach unten verlagert, daß mit dem als nächstes in das Metallband 16 einstechen den profilierten Umfangsabschnitt 35 der Walze 12 die gewünschte Einstichtiefe erreicht wird. Bei weiterer Drehung der zweiten Walze 12 und darauf abgestimm tem Vorschub des Metallbandes 16 mittels der zweiten Haspel 6 wird mit dem profilierten Umfangsabschnitt 35 das für die Schreibfeder vorgesehene Profil in den egalisierten Abschnitt des Metallbandes 16 gewalzt (Fig. 7 und 8). Fig. 8 zeigt den Endpunkt des Profilierwalzschrittes. Er endet in geringem Abstand vor dem Ende des egalisierten Abschnittes auf dessen Niveau. Bei fortschreitender Drehung der oberen Walze 12 ist deren Freisparung 38 dem Metallband 16 zuge wandt. In dieser Phase wird die obere Walze 12 durch Verdrehen der Spindeln 32 und 33 wieder nach oben verlagert, so daß die für den folgenden Egalisier walzschritt erforderliche Höhe des Walzspaltes 13 eingestellt wird. Die Lage der Freisparung 38 zwischen dem profilierten Umfangsabschnitt 35 und dem zylindri schen Umfangsabschnitt 36 der zweiten Walze 12 und die Positionierung des Metallbandes 16 im Walzspalt 13 mittels der Servomotoren 7 und 8 der Haspeln 5 und 6 wird so aufeinander abgestimmt, daß der nächste Einstich des zylindri schen Umfangsabschnitts 36 in einem kleinen, etwa 2 mm betragenden Abstand hinter dem Ende des zuvor egalisierten Abschnittes des Metallbandes 16 erfolgt (Fig. 9), womit ein weiterer Egalisierschritt, wie in den Fig. 9 und 10 darge stellt, eingeleitet wird. The processing of the metal strip 16 begins with the fact that in the metal strip stretched between the two reels 5 and 6, the cylindrical circumferential section 36 sticks the second roller 12 , at a slower speed, adapted to the peripheral speed of the cylindrical circumferential section 36, before the feed speed of the metal strip 16 . This puncturing phase is shown in FIG. 5, but not to scale, but with an excessively thick metal band 16 . In the further course of FIGS. 6 to 16, the Stichab measures of the metal strip through the rolling process are also shown to make the rolling process clearer. The cylindrical peripheral section 36 rolls on the metal strip 16 and reduces its thickness typically from 0.66 mm to 0.60 mm while equalizing the thickness. The end of the leveling step is shown in FIG. 6. The metal band 36 now comes out of the engagement of the cylindrical peripheral portion 36 of the second roller 12 , which rotates a little further until the recess 37 facing the Me tallband 16 . Preferably when the rollers 11 , 12 are stopped, the metal strip 16 is now brought back by reversing the two drive motors 7 and 8 designed as servomotors, namely by a length which is greater than L1 but less than L2; L2 is the length over which the metal strip 16 has been leveled. The length by which the metal strip 16 is retrieved is chosen so that in the next step ( Fig. 7) when the movement of the rollers 11 and 12 and the feed movement of the metal strip 16 are started again, the profiled peripheral portion 35 the roller 12 , which has the contour matched to the nibs, immediately after the beginning of the leveled section of the metal strip 16 punctures it ( FIG. 7) or slightly, for. B. 2 mm, behind. While the cutout 37 faces the metal strip 16 , the upper, second roller 12 is displaced downward by such a degree by rotating the spindles 32 and 33 that the profiled circumferential portion 35 of the roller 12 is next inserted into the metal strip 16 the desired penetration depth is reached. With further rotation of the second roller 12 and matched system feed of the metal strip 16 by means of the second reel 6 , the profile provided for the nib is rolled with the profiled peripheral portion 35 in the equalized portion of the metal strip 16 ( FIGS. 7 and 8). Fig. 8 shows the end point of the roll forming step. It ends at a short distance before the end of the equalized section at its level. As the upper roller 12 continues to rotate, the cutout 38 faces the metal strip 16 . In this phase, the upper roller 12 is displaced by rotation of the spindles 32 and 33 upwards again, so that the required height of the roll gap rolling step for the following Egalisier is set. 13 The location of the clearance 38 between the profiled peripheral portion 35 and the cylindri's peripheral portion 36 of the second roller 12 and the positioning of the metal strip 16 in the roll gap 13 by means of the servo motors 7 and 8 of the reels 5 and 6 is coordinated so that the next puncture of the cylindri's peripheral portion 36 at a small, about 2 mm distance behind the end of the previously equalized portion of the metal strip 16 ( Fig. 9), whereby a further leveling step, as shown in Figs. 9 and 10, is initiated.
Während des Egalisierens, Profilierens und Zurückholens sorgen die Servomoto ren 8 und 9 für eine möglichst gleichmäßige Zugspannung im Metallband 16.During leveling, profiling and retrieval, the servomotors 8 and 9 ensure that the tension in the metal strip 16 is as uniform as possible.
Das in den Fig. 11 bis 16 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in den Fig. 5 bis 10 dargestellten Ausführungsbeispiel darin, daß die obere Walze 12 nicht nur mit zwei Umfangsabschnitten, sondern mit drei Um fangsabschnitten 35, 36 und 40, welche durch Freisparungen 37, 38 und 39 von einander getrennt sind, auf das zu bearbeitende Metallband 16 einwirkt. Das da für vorgesehene Walzgerüst 2 hat denselben Aufbau, wie er in den Fig. 1 bis 4 dargestellt ist, mit der Maßgabe, daß als obere Walze 12 die in den Fig. 11 bis 16 dargestellte Walze 12 eingesetzt ist.The embodiment shown in FIGS. 11 to 16 differs from the embodiment shown in FIGS. 5 to 10 in that the upper roller 12 not only with two peripheral sections, but with three order sections 35 , 36 and 40 , which by savings 37 , 38 and 39 are separated from each other, acts on the metal strip 16 to be machined. The as provided for roll stand 2 has the same structure as shown in FIGS. 1 to 4 with the proviso that the upper roller is provided as 12 in FIGS. 11 to 16 shown inserted roller 12.
Der Umfangsabschnitt 36 ist zylindrisch, wohingegen die beiden Umfangsab schnitte 35 und 40 ein nicht-zylindrisches Profil haben. Wie im Beispiel der Fig. 5 bis 10 hat der zylindrische Umfangsabschnitt 36 durchgehend den größ ten Abstand von der Achse der Walze 12, was vorteilhaft ist, wenn es darum geht, den zylindrischen Umfangsabschnitt, welcher dem Egalisieren dient, nach Bedarf nachzuschleifen.The peripheral portion 36 is cylindrical, whereas the two peripheral portions 35 and 40 have a non-cylindrical profile. As in the example of FIGS. 5 to 10, the cylindrical peripheral section 36 has the greatest distance from the axis of the roller 12 throughout, which is advantageous when it comes to regrinding the cylindrical peripheral section, which is used for leveling, as required.
Das in den Fig. 11 bis 16 dargestellte Arbeitsverfahren entspricht dem in den Fig. 5 bis 10 dargestellten Arbeitsverfahren mit der Besonderheit, daß nach dem Egalisieren der betreffende Abschnitt des Metallbandes 16 nicht in einem einzigen, sondern in zwei aufeinanderfolgenden Walzschritten profiliert wird, zwi schen denen das Metallband 16 noch einmal zurückgeholt wird.The working method shown in FIGS . 11 to 16 corresponds to the working method shown in FIGS . 5 to 10 with the special feature that after leveling the relevant section of the metal strip 16 is not profiled in a single, but in two successive rolling steps, between which the metal strip 16 is retrieved again.
Fig. 11 zeigt analog der Fig. 5 das Einstechen des zylindrischen Umfangsab schnittes 36 der Walze 12 in das Metallband 16. Fig. 12 zeigt analog der Fig. 6 das Ende des Egalisierwalzschrittes. Durch Weiterdrehen der oberen Walze 12 gelangt das Metallband 16 aus deren Eingriff und kann durch die Haspel 5 zu rückgeholt werden. Während dieser Phase wird die obere Walze 12 mittels der Spindeln 32 und 33 nach unten verlagert, um die Höhe des Walzspaltes 13 für den nachfolgenden ersten Profilierwalzgang einzustellen, dessen Beginn in Fig. 13 dargestellt ist. Fig. 13 entspricht der Fig. 7 und zeigt das Einstechen des er sten nicht zylindrischen, profilierten Umfangsabschnittes 35 der Walze 12. Fig. 14 entspricht der Fig. 8 und zeigt das Ende des ersten Profilierwalzschrittes. FIG. 11 shows, analogously to FIG. 5, the piercing of the cylindrical peripheral section 36 of the roller 12 into the metal strip 16 . FIG. 12 shows, analogously to FIG. 6, the end of the leveling rolling step. By turning the upper roller 12 further, the metal strip 16 comes out of its engagement and can be retrieved by the reel 5 . During this phase, the upper roll 12 is moved downwards by means of the spindles 32 and 33 in order to adjust the height of the roll gap 13 for the subsequent first roll forming process, the beginning of which is shown in FIG. 13. Fig. 13 corresponds to Fig. 7 and shows the piercing of the first non-cylindrical, profiled peripheral portion 35 of the roller 12th Fig. 14 corresponds to Fig. 8 and shows the end of the first roll forming step.
Beim Weiterdrehen der Walze 12 gelangt das Metallband 16 erneut aus dessen Eingriff heraus und in dieser Phase, während die Freisparung 39 dem Metallband 16 zugewandt ist, wird dieses ein weiteres Mal zurückgeholt und durch Betätigen der Spindeln 32 und 33 der Walzspalt 13 für den zweiten Profilierwalzschritt ein gestellt, dessen Beginn mit dem Einstechen des profilierten Umfangsabschnittes 40 in Fig. 15 dargestellt ist.When the roller 12 continues to rotate, the metal strip 16 comes out of its engagement again and in this phase, while the cutout 39 faces the metal strip 16 , it is brought back again and by actuating the spindles 32 and 33 the roll gap 13 for the second roll forming step a set, the beginning of which is shown with the piercing of the profiled peripheral portion 40 in Fig. 15.
Fig. 16 zeigt das Ende des zweiten Profilierwalzschrittes. Durch Weiterdrehen der Walze 12 wird das Metallband 16 erneut frei und kann für das Egalisieren im nachfolgenden Bandabschnitt positioniert werden, unter gleichzeitiger Einstellung der für das Egalisieren vorgesehenen Höhe des Walzspaltes 13. Es wiederholt sich dann die in den Fig. 11 bis 16 dargestellte Schrittfolge. Fig. 16 shows the end of the second roll forming step. By turning the roller 12 further, the metal strip 16 becomes free again and can be positioned in the subsequent strip section for leveling, while simultaneously adjusting the height of the roll gap 13 provided for leveling. The sequence of steps shown in FIGS. 11 to 16 is then repeated.
Diese Arbeitsweise eignet sich besonders für das Herstellen von profilierten Ab schnitten in Bändern, bei denen die gewünschte Stichabnahme nicht oder nur schwer oder nicht mit der gewünschten Genauigkeit in einem einzigen Profilier walzschritt erzielt werden kann.This way of working is particularly suitable for the production of profiled Ab cut into ribbons where the desired stitch reduction is not or only heavy or not with the desired accuracy in a single profiling rolling step can be achieved.
Die Erfindung kann auch mit mehr als zwei Profilierwalzschritten durchgeführt werden. Um die erforderliche Anzahl von Umfangsabschnitten unterbringen zu können, welche am Walzvorgang teilnehmen, kann der Durchmesser der Walze 12 nach Bedarf vergrößert werden.The invention can also be carried out with more than two roll forming steps. In order to accommodate the required number of peripheral sections that participate in the rolling process, the diameter of the roller 12 can be increased as required.
Es ist auch möglich, zusätzlich oder an Stelle eines Egalisierwalzschrittes einen Reduzierwalzschritt vorzusehen, in welchem die Dicke des Metallbandes 16 ab schnittsweise zunächst gleichmäßig vermindert wird, bevor sie in einem späteren Walzschritt profiliert wird. It is also possible to provide, in addition to or in place of an equalizing rolling step, a reducing rolling step in which the thickness of the metal strip 16 is initially reduced evenly in sections before it is profiled in a later rolling step.
Es ist auch möglich, das Metallband 16 nach Bedarf beidseitig zu profilieren. In diesem Fall wird als untere Walze 11 anstelle einer zylindrischen Walze eine Walze eingesetzt, welche außer einem oder mehreren zylindrischen Umfangsab schnitten in ähnlicher Weise wie die obere Walze einen oder mehrere profilierte Umfangsabschnitte hat, welche durch Freisparungen voneinander getrennt sind. Wenn, wie bevorzugt, die beiden Walzen 11 und 12 getrennt antreibbar sind, können sie für vielfältige Profilieraufgaben eingesetzt werden. So kann bei ge trenntem Antrieb der Walzen 11 und 12 immer dafür gesorgt werden, das ein zy lindrischer Umfangsabschnitt der einen Walze beim Walzvorgang mit einem be liebigen anderen Umfangsabschnitt der gegenüberliegenden Walze zusammen arbeitet, unabhängig davon, wie die Abfolge der Umfangsabschnitte auf der je weiligen Walze gewählt ist.It is also possible to profile the metal strip 16 on both sides as required. In this case, a roller is used as the lower roller 11 instead of a cylindrical roller, which cut apart from one or more cylindrical peripheral sections in a similar manner to the upper roller has one or more profiled peripheral sections which are separated from one another by cutouts. If, as preferred, the two rollers 11 and 12 can be driven separately, they can be used for a variety of profiling tasks. So with ge separate drive of the rollers 11 and 12 can always be ensured that a zy-cylindrical peripheral portion of the one roller during the rolling process works together with any other peripheral portion of the opposite roller, regardless of how the sequence of the peripheral portions on each one Roller is selected.
Die Erfindung ist nicht nur anwendbar auf Herstellen von Vormaterial für Schreib federn, sondern auch für das Herstellen anderer bandförmiger Vormaterialien, welche in regelmäßig wiederkehrenden Abschnitten oder durchgehend profiliert sind, z. B. zur Herstellung eines bandförmigen Vormaterials für die Herstellung von elektrischen Leiterstrukturen wie z. B. Kontaktfedern oder Leadframes oder zur Herstellung von genuteten Bändern, aus welchen durch Querteilen Kommuta torlamellen gebildet werden können.The invention is not only applicable to the manufacture of writing materials springs, but also for the production of other ribbon-shaped materials, which is profiled in regularly recurring sections or continuously are, e.g. B. for the production of a band-shaped material for the production of electrical conductor structures such. B. contact springs or lead frames or for the production of grooved tapes, from which commutas are made by cross-sections gate slats can be formed.
Fig. 17 zeigt in einem schematischen Diagramm, wie die Servomotoren 7 und 8 der beiden Haspeln 5 und 6, vorzugsweise ebenfalls als Servomotoren ausgebil dete Elektromotoren 41 und 42, für den Antrieb der beiden Walzen 11 und 12, sowie die beiden Elektromotoren 34, bei welchen es sich vorzugsweise ebenfalls um Servomotoren mit nachgeordnetem Getriebe 34a handelt und mit welchen mittels der Spindeln 33 und 32 die obere Walze 12 verlagert werden kann, über ein einheitliches elektronisches Steuergerät 43 miteinander verknüpft sind. Damit können in Abhängigkeit von einer dem Steuergerät 43 vorgegebenen und vor zugsweise in digitaler Form gespeicherten Profilform, welche in das Metallband 16 gewalzt werden soll, durch Steuern der Servomotoren 7 und 8 der Vorschub des Metallbandes 16 beim Walzen und beim Rückholen gesteuert, darauf abgestimmt die Walzen 11 und 12 gedreht, angehalten und gegebenenfalls zurückgedreht und in Abhängigkeit vom Vorschub des Metallbandes 16 und der in das Steuer gerät 43 eingegebenen Profilform die Walze 12 durch Betätigen der Elektromoto ren 34 verlagert werden. Dabei werden die aktuellen Positionen jeweils durch in krementale Drehgeber an das Steuergerät 43 zurückgemeldet. Diese Drehgeber sind Bestandteil der Servomotoren 7, 8, 41 und 42. Zwischen den Spindeln 32 und 33 und den beiden Servomotoren 34 ist jeweils ein inkrementaler Drehgeber 44 beispielhaft gesondert dargestellt. Fig. 17 shows in a schematic diagram how the servomotors 7 and 8 of the two reels 5 and 6 , preferably likewise as servomotors trained electric motors 41 and 42 , for driving the two rollers 11 and 12 , and the two electric motors 34 which are preferably also servomotors with a subordinate gear 34 a and with which the upper roller 12 can be displaced by means of the spindles 33 and 32 , are linked to one another via a uniform electronic control device 43 . Thus, depending on a predetermined by the control device 43 and preferably stored in digital form profile shape, which is to be rolled into the metal strip 16 , controlled by controlling the servomotors 7 and 8, the feed of the metal strip 16 during rolling and during retrieval, matched to that Rollers 11 and 12 rotated, stopped and, if necessary, turned back and, depending on the feed of the metal strip 16 and the profile shape entered into the control device 43 , the roller 12 can be moved by actuating the electromotors 34 . The current positions are reported back to the control unit 43 by incremental rotary encoders. These encoders are part of the servomotors 7 , 8 , 41 and 42 . Between the spindles 32 and 33 and the two servo motors 34 , an incremental rotary encoder 44 is shown separately as an example.
Fig. 17 zeigt zwei zylindrische Walzen 11 und 12, von denen die obere Walze 12 einen radialen, achsparallelen Einschnitt 45 hat, um eine Referenz für die Drehwinkellage dieser Walze 12 zu gewinnen. Für den Fall, daß die obere Walze 12 einen nicht zylindrischen Umfangsabschnitt hat, wie in den vorhergehenden Beispielen dargestellt, kann eine Verlagerung der oberen Walze 12 während des Walzens entfallen; sie würde dann bedarfsweise nur zwischen den einzelnen Walzschritten stattfinden. FIG. 17 shows two cylindrical rollers 11 and 12, of which the upper roller 12 has a radial, axially parallel notch 45, to provide a reference for the rotational angle position of this roller to obtain 12. In the event that the upper roller 12 has a non-cylindrical peripheral portion, as shown in the previous examples, a displacement of the upper roller 12 during the rolling can be omitted; if necessary, it would then only take place between the individual rolling steps.
Die Kurve, nach welcher die verlagerbare Walze 12 verlagert wird, kann nicht nur softwaremäßig im Steuergerät abgelegt werden. Grundsätzlich ist vielmehr auch eine mechanische Kurvensteuerung mit Hilfe einer mit dem Bandvorschub syn chron laufenden Kurvenscheibe möglich.The curve according to which the displaceable roller 12 is displaced can not only be stored in the control unit by software. In principle, mechanical cam control is also possible with the aid of a cam disc running synchronously with the belt feed.
Mit dem in Fig. 17 dargestellten Walzgerüst kann auch ein Vormaterial für Proofs mit besonders hoher Oberflächengüte hergestellt werden. Zweckmäßiger weise hat die obere Walze 12 den radialen, achsparallelen Einschnitt in diesem Fall nicht oder nicht über ihre volle Länge, sondern nur an einem ihrer Ränder, was genügt, um eine absolute Referenz für die Drehwinkellage dieser Walze 12 zu gewinnen. Es sei z. B. angenommen, daß der Umfang der Walzen 11 und 12 so auf den Durchmesser von herzustellenden Proofs abgestimmt ist, daß aus ei ner Länge des Vormaterials, welche dem Umfang der Walzen 11 und 12 gleich ist, sechs Proofs hintereinander ausgestanzt werden können. Deswegen wird die Walzenoberfläche in sechs gleiche Umfangsabschnitte I bis VI eingeteilt. Damit kann das erfindungsgemäße Verfahren z. B. so durchgeführt werden: Zu Anfang ist die Mantelfläche der beiden Walzen 11 und 12 auf Spiegelhochglanz geläppt. Es sei angenommen, daß jeder Abschnitt des Metallbandes 16 in einer Länge, der ungefähr 1/6 des Umfangs der Walzen 11 und 12 entspricht, in drei Walz schritten fertiggewalzt wird. Dazu wird ein erster Bandabschnitt zwischen den Umfangsabschnitten I gewalzt, der Walzspalt 13 geöffnet, das Metallband 16 um den gewalzten Abschnitt zurückgeholt, zwischen den Umfangsabschnitten I er neut gewalzt, ein zweites Mal zurückgeholt und dann zwischen den Umfangsab schnitten II fertig gewalzt.The roll stand shown in FIG. 17 can also be used to produce a starting material for proofs with a particularly high surface quality. The upper roller 12 expediently does not have the radial, axially parallel incision in this case or not over its full length, but only on one of its edges, which is sufficient to obtain an absolute reference for the angular position of this roller 12 . It is e.g. B. assumed that the circumference of the rollers 11 and 12 is matched to the diameter of the proofs to be produced that six proofs can be punched out in succession from egg ner length of the starting material, which is the same as the circumference of the rollers 11 and 12 . Therefore, the roll surface is divided into six equal peripheral sections I to VI. So that the inventive method z. B. be carried out like this: At the beginning, the outer surface of the two rollers 11 and 12 is lapped to a mirror finish. It is assumed that each section of the metal strip 16 is finished rolled in three rolling steps in a length which corresponds to approximately 1/6 of the circumference of the rolls 11 and 12 . For this purpose, a first strip section is rolled between the peripheral sections I, the roll gap 13 is opened, the metal strip 16 is retrieved around the rolled section, it is rolled again between the peripheral sections I, brought back a second time and then cut II finished between the peripheral sections.
Der zweite Abschnitt des Metallbandes 16 wird im ersten Walzschritt zwischen den Umfangsabschnitten I gewalzt, zurückgeholt, im zweiten Walzschritt zwi schen den Umfangsabschnitten II gewalzt, zurückgeholt und im dritten Walz schritt zwischen den Umfangsabschnitten III fertig gewalzt.The second section of the metal strip 16 is rolled in the first rolling step between the peripheral sections I, retrieved, rolled in the second rolling step between the peripheral sections II, retrieved and rolled in the third rolling step between the peripheral sections III.
Der dritte Abschnitt des Metallbandes 16 wird im ersten Walzschritt zwischen den Umfangsabschnitten II gewalzt, dann zurückgeholt, im zweiten Walzschritt zwi schen den Umfangsabschnitten III gewalzt, zurückgeholt und im dritten Walz schritt zwischen den Umfangsabschnitten IV gewalzt.The third section of the metal strip 16 is rolled in the first rolling step between the peripheral sections II, then retrieved, rolled in the second rolling step between the peripheral sections III, retrieved and rolled in the third rolling step between the peripheral sections IV.
Der vierte Abschnitt des Metallbandes 16 wird im ersten Walzschritt zwischen den Umfangsabschnitten III gewalzt, dann zurückgeholt, im zweiten Walzschritt zwischen den Umfangsabschnitten IV gewalzt, zurückgeholt und im letzten Walz schritt zwischen den Umfangsabschnitten V gewalzt.The fourth section of the metal strip 16 is rolled in the first rolling step between the peripheral sections III, then retrieved, rolled in the second rolling step between the peripheral sections IV, retrieved and rolled in the last rolling step between the peripheral sections V.
Der fünfte Abschnitt des Metallbandes 16 wird im ersten Walzschritt zwischen den Umfangsabschnitten IV gewalzt, zurückgeholt, dann im zweiten Walzschritt zwischen den Umfangsabschnitten V gewalzt, zurückgeholt und im letzten Walz schritt zwischen den Umfangsabschnitten VI gewalzt. The fifth section of the metal strip 16 is rolled in the first rolling step between the peripheral sections IV, retrieved, then rolled in the second rolling step between the peripheral sections V, retrieved and rolled in the last rolling step between the peripheral sections VI.
Dieser Zyklus kann sich wiederholen, solange die damit erzielbare Oberflächen güte den gestellten Anforderungen genügt. Wie viele Zyklen erforderlich sind, um eine gewünschte Oberflächengüte zu erhalten, kann durch Vorversuche ermittelt werden. Es ist aber auch möglich, zwischen dem Walzspalt 13 auf der einen Sei te und der zweiten Haspel 6 auf der anderen Seite ein Dickenmeßgerät vorzuse hen, welches die Dicke des aus dem Walzspalt 13 austretenden Metallbandes 16 mißt. Ein solches Dickenmeßgerät 51 ist in Fig. 17 schematisch eingezeichnet und in Fig. 19 konkreter dargestellt. Der Aufbau des Dickenmeßgerätes 51 ist Stand der Technik. Es kann sich um ein Meßgerät mit einem mechanischen Tastkopf mit Diamantspitze handeln, dessen Auslenkung elektrisch abgegriffen wird, oder um ein Gerät, welches die Banddicke berührungslos mit Hilfe von Röntgenstrahlen mißt, indem deren Schwächung beim Durchtritt durch das Band gemessen wird. Ein solches Dickenmeßgerät 51 kann, wie in Fig. 17 dargestellt, Bestandteil eines Regelkreises sein, in welchem es den Istwert der Banddicke er mittelt, diesen dem elektronischen Steuergerät 43 als Eingangswert eingibt, wel ches den Istwert mit einem vorgegebenen Sollwert vergleicht und daraus ein Stellsignal für die beiden Elektromotoren 34 bildet, welche eine entsprechende Verstellung des Walzspaltes 13 bewirken.This cycle can be repeated as long as the surface quality that can be achieved with it meets the requirements. The number of cycles required to obtain the desired surface quality can be determined by preliminary tests. However, it is also possible to provide a thickness gauge between the roll gap 13 on one side and the second reel 6 on the other side, which measures the thickness of the metal strip 16 emerging from the roll gap 13 . Such a thickness measuring device 51 is shown schematically in FIG. 17 and shown more specifically in FIG. 19. The structure of the thickness gauge 51 is state of the art. It can be a measuring device with a mechanical probe head with a diamond tip, the deflection of which is picked up electrically, or a device which measures the strip thickness without contact with the aid of X-rays by measuring the weakening of the strip as it passes through the strip. Such a thickness measuring device 51 can, as shown in FIG. 17, be part of a control circuit in which it averages the actual value of the strip thickness, inputs this to the electronic control device 43 as an input value, which compares the actual value with a predetermined target value and an actuating signal therefrom forms for the two electric motors 34 , which effect a corresponding adjustment of the roll gap 13 .
Mit der in Fig. 17 dargestellten Vorrichtung können auch genutete Bänder oder andere längs durchgehend profilierte Bänder hergestellt werden, wenn eine der beiden Walzen 11, 12 mit einer sich in Umfangsrichtung erstreckenden entspre chenden Profilierung versehen ist.With the device shown in Fig. 17 grooved bands or other longitudinally continuously profiled bands can be produced if one of the two rollers 11 , 12 is provided with a circumferentially corresponding profiling.
Fig. 19 zeigt ein gegenüber den Fig. 1 bis 4 abgewandeltes Ausführungs beispiel. Es unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 4 dadurch, daß anstelle von Haspeln 5 und 6 Zangenvorschubeinrichtungen 52 und 53 vorgesehen sind. Diese Ausführungsform eignet sich besonders für kür zere oder dickere Metallbänder 16, welche nicht so leicht gewickelt werden kön nen. Diese Ausführungsform eignet sich insbesondere für das Herstellen eines Vormaterials für Proofs in Längen von z. B. einigen Metern. Fig. 19 shows an embodiment modified compared to Figs. 1 to 4. It differs from the embodiment of FIGS. 1 to 4 in that instead of reels 5 and 6, pliers feed devices 52 and 53 are provided. This embodiment is particularly suitable for shorter or thicker metal strips 16 , which can not be wound so easily. This embodiment is particularly suitable for the production of a starting material for proofs in lengths of z. B. a few meters.
Die Zangenvorschubeinrichtungen 52 und 53 haben einen Schlitten 56, 57, wel cher mittels eines Servomotors 54, 55 in waagerechter Richtung dem Walzspalt 13 angenähert und von ihm entfernt werden kann. Zu diesem Zweck ist an der Unterseite des Schlittens 56, 57 eine schwalbenschwanzförmige Feder 58 vorge sehen, welche in eine dazu passende schwalbenschwanzförmige Nut 59, 60 ein greift, welche an einem Ansatzteil 61, 62 des Walzgerüstes 2 ausgebildet ist. Durch den Eingriff von Nut 59, 60 und Feder 58 wird eine genaue Waagerecht führung der Schlitten 56, 57 erreicht. Andere Arten der Führung sind möglich. Auf jedem Schlitten 56, 57 befindet sich ein starr mit dem Schlitten befestigter unterer Backen 63 und ein oberer Backen 64, dessen Abstand vom unteren Backen ver änderlich ist, vorzugsweise mittels eines Druckmittelzylinders. Zwischen den bei den Backen 63 und 64, welche eine Zange oder Klemme bilden, wird das Metall band 16 hindurchgeführt und nach Bedarf eingespannt. Die Zangenvorschubein richtungen 52 und 53 können einzeln aber auch gemeinsam aufeinander abge stimmt betätigt und verschoben werden. Im zweiten Falle ist es möglich, sowohl beim Walzen als auch beim Zurückholen in dem zwischen den beiden Zangen vorschubeinrichtungen 52 und 53 eingespannten Abschnitt des Metallbandes 16 eine definierte Zugspannung aufrechtzuerhalten.The tong feed devices 52 and 53 have a slide 56 , 57 , which can be approximated and removed from the roll gap 13 in the horizontal direction by means of a servo motor 54 , 55 . For this purpose, a dovetail-shaped tongue 58 is provided on the underside of the carriage 56 , 57 , which engages in a matching dovetail-shaped groove 59 , 60 , which is formed on an attachment part 61 , 62 of the roll stand 2 . Through the engagement of groove 59 , 60 and tongue 58 , an exact horizontal guidance of the carriage 56 , 57 is achieved. Other types of guidance are possible. On each carriage 56 , 57 there is a lower jaw 63 rigidly attached to the carriage and an upper jaw 64 whose distance from the lower jaw is variable, preferably by means of a pressure medium cylinder. Between the jaws 63 and 64 , which form pliers or clamps, the metal band 16 is passed through and clamped as required. The Zangenvorschubein directions 52 and 53 can be actuated and moved individually but also mutually coordinated. In the second case, it is possible to maintain a defined tensile stress both during rolling and when retrieving in the section of the metal strip 16 clamped between the two pliers 52 and 53 .
Die beiden Zangenvorschubeinrichtungen 52 und 53 sind, wie in Fig. 19 darge stellt, dem Walzspalt 13 benachbart angeordnet. An der Auslaufseite des Walz spaltes 13 ist in der Walzrichtung auf die Zangenvorschubeinrichtung 53 folgend die Einrichtung 19 zum Absaugen von Walzöl angeordnet, an welche sich ein Dickenmeßgerät 51 anschließt, welche die Dicke des gewalzten Metallbandes 16 mit einem Tastkopf oder berührungslos erfaßt und meldet, so daß bei Abweichun gen von der gewünschten Dicke steuernd oder regelnd eingegriffen werden kann, um die Höhe des Walzspaltes 13 in geeigneter Weise zu verändern. The two tong feed devices 52 and 53 are, as shown in Fig. 19 Darge, the roll gap 13 arranged adjacent. Gap at the outlet side of the roll 13 is arranged in the rolling direction to the gripper feed device 53 following the device 19 for aspiration of rolling oil to which a thickness gauge joins 51, which reports the thickness of the rolled metal strip 16 contactlessly detected with a probe or and so that in the case of deviations from the desired thickness can be controlled or regulated to change the height of the roll gap 13 in a suitable manner.
11
Fundament
foundation
22nd
Walzgerüst
Mill stand
33rd
Aufnahmeeinrichtung
Reception facility
44th
Aufnahmeeinrichtung
Reception facility
55
Haspel
reel
66
Haspel
reel
77
Antriebsmotor (Servomotor)
Drive motor (servo motor)
88th
Antriebsmotor (Servomotor)
Drive motor (servo motor)
99
Einbauteil für Arbeitswalzen
Installation part for work rolls
99
a Einbauteil für Arbeitswalzen
a Installation part for work rolls
1010th
Einbauteil für Stützwalzen
Installation part for back-up rolls
1010th
a Einbauteil für Stützwalzen
a Installation part for backup rolls
11.111.1
Walze (Arbeitswalze)
Roller (work roller)
12.212.2
Walze (Arbeitswalze)
Roller (work roller)
1313
Walzspalt
Roll gap
1414
Stützwalze
Backup roller
1515
Stützwalze
Backup roller
1616
Metallband
Metal strap
1717th
Überlaufrolle
Overflow roller
1818th
Überlaufrolle
Overflow roller
1919th
Einrichtung zum Absaugen von Walzöl
Device for extracting rolling oil
2020th
Walzenzapfen
Roll neck
2121
Walzenzapfen
Roll neck
2222
Walzenzapfenlager (Rollenlager)
Roll neck bearings (roller bearings)
2323
kardanische Aufhängung
gimbal suspension
2424th
Kardanwelle
propeller shaft
2525th
Walzenzapfen
Roll neck
2626
Walzenzapfenlager (Rollenlager)
Roll neck bearings (roller bearings)
2727
Lagerschale
Bearing shell
2828
Traverse
traverse
2929
Gewindestange
Threaded rod
3030th
Tellerfedern
Belleville washers
3131
Mutter
mother
3232
Spindel
spindle
3333
Spindel
spindle
3434
Elektromotor
Electric motor
3434
a nachgeordnetes Getriebe
a subordinate gear
3535
profilierter Umfangsabschnitt
profiled peripheral section
3636
zylindrischer Umfangsabschnitt
cylindrical peripheral portion
3737
Freisparung
Exemption
3838
Freisparung
Exemption
3939
Freisparung
Exemption
4040
profilierter Umfangsabschnitt
profiled peripheral section
4141
Elektromotoren
Electric motors
4343
elektronisches Steuergerät
electronic control unit
4444
Drehgeber
Encoder
4545
Einschnitt
incision
4646
Hydraulikzylinder
Hydraulic cylinder
4747
Hydraulikzylinder
Hydraulic cylinder
4848
Getriebe
transmission
4949
Welle
wave
5050
Zahnrad
gear
5151
Dickenmeßgerät
Thickness gauge
5252
Zangenvorschubvorrichtung
Plier feeder
5353
Zangenvorschubvorrichtung
Plier feeder
5454
Motor für Engine for
5252
5555
Motor für Engine for
5353
5656
Schlitten
carriage
5757
Schlitten
carriage
5858
Feder
feather
5959
Nut
Groove
6060
Nut
Groove
6161
Ansatzteil
Neck part
6262
Ansatzteil
Neck part
6363
unterer Backen
lower jaw
6464
oberer Backen
upper jaw
Claims (72)
und daß die Walzen (12) zum Egalisieren des Metallbandes (16) auf ihrer Mantelfläche einen zylindrischen Umfangsabschnitt (36) haben, welcher ggf. von den eine nicht zylindrische Kontur aufweisenden, profilierten Umfangsab schnitten (35, 40) getrennt ist.24. The method according to claim 23, characterized in that before the rolling of a profile, the metal strip ( 16 ) in the roll gap ( 13 ) between the same rolls ( 11 , 12 ) first in steps of a length (L2) which the length ( L1) of the first profile rolling step is not less, equalized with a moderate decrease in its thickness, then retrieved by a step of at least the length (L1) of the first profile rolling step and at most the second length (L2) and then in the retrieved section of the metal strip ( 16 ) the profile is rolled,
and that the rollers ( 12 ) for leveling the metal strip ( 16 ) on their outer surface have a cylindrical peripheral portion ( 36 ) which may be cut from the profiled peripheral portions ( 35 , 40 ) having a non-cylindrical contour.
zum Herstellen eines bandförmigen Vormaterials aus Metall mit einem Profil, welches in aufeinanderfolgenden Abschnitten des Vormaterials wiederkehrt, nach dem Verfahren gemäß Anspruch 12,
wozu die erste (11) und/oder die zweite Walze (12) auf ihrer Mantelfläche zwei oder mehr als zwei in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende, getrennte Umfangsabschnitte (35, 36, 40) hat, die nicht alle in ihrer Kontur übereinstim men,
und wozu für die auf der Einlaufseite des Walzspaltes (13) vorgesehene Rückholvorrichtung (5, 52) ein Antriebsmotor (7, 54) vorgesehen ist, welcher ein Zurückholen des Metallbandes (16) in Schritten von vorgebbarer Länge ermöglicht.42. Use of a device with a roll stand ( 2 ) with two rolls ( 11 , 12 ) which delimit a roll gap ( 13 ), the height of which is variable, and with a return device ( 5 ,) arranged on the inlet side of the roll gap ( 13 ). 52 ) for a metal strip ( 16 ) to be rolled,
for producing a band-shaped primary material made of metal with a profile, which recurs in successive sections of the primary material, according to the method according to claim 12,
for which purpose the first ( 11 ) and / or the second roller ( 12 ) has two or more than two circumferential successive, separate circumferential sections ( 35 , 36 , 40 ) on their lateral surface, which do not all have the same contour,
and for which purpose a drive motor ( 7 , 54 ) is provided for the return device ( 5 , 52 ) provided on the inlet side of the roll gap ( 13 ), which enables the metal strip ( 16 ) to be returned in steps of a predetermined length.
und mit einer auf der Einlaufseite des Walzspaltes (13) angeordneten Rück holvorrichtung (5, 52) für ein zu walzendes Metallband (16),
zum Herstellen eines bandförmigen Vormaterials aus Metall mit einem Profil, welches in aufeinanderfolgenden Abschnitten des Vormaterials wiederkehrt, nach dem Verfahren gemäß Anspruch 12,
wozu eine der beiden Walzen (11, 12) im Walzgerüst (2) während des Wal zens kontrolliert auf und ab verlagerbar ist, und zwar um einen durch das ge wünschte Profil bestimmten Weg in Abhängigkeit vom Vorschub des Metall bandes (16),
und wozu für die auf der Einlaufseite des Walzspaltes (13) vorgesehene Rückholvorrichtung (5, 52) ein Antriebsmotor (7, 54) vorgesehen ist, welcher ein Zurückholen des Metallbandes (16) in Schritten von vorgebbarer Länge ermöglicht, insbesondere ein Servomotor.62. The use of a device with a roll stand ( 2 ) with two rolls ( 11 , 12 ) which delimit a roll gap ( 13 ), the height of which is variable,
and with a return device ( 5 , 52 ) arranged on the inlet side of the roll gap ( 13 ) for a metal strip ( 16 ) to be rolled,
for producing a band-shaped primary material made of metal with a profile, which recurs in successive sections of the primary material, according to the method according to claim 12,
for which one of the two rollers ( 11 , 12 ) in the roll stand ( 2 ) during the rolling zens can be shifted up and down, specifically by a path determined by the desired profile depending on the feed of the metal strip ( 16 ),
and for which a drive motor ( 7 , 54 ) is provided for the return device ( 5 , 52 ) provided on the inlet side of the roll gap ( 13 ), which enables the metal strip ( 16 ) to be returned in steps of a predeterminable length, in particular a servo motor.
und mit einer auf der Einlaufseite des Walzspaltes (13) angeordneten Rück holvorrichtung (5, 52) für ein zu walzende Metallband (16),
zum Herstellen eines bandförmigen Vormaterials aus Metall mit hoher Ober flächengüte nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1,
wozu für die auf der Einlaufseite des Walzspaltes (13) vorgesehene Rückhol vorrichtung (5, 52) ein Antriebsmotor (7, 54) vorgesehen ist, welcher ein Zu rückholen des Metallbandes (16) in Schritten von vorgebbarer Länge ermög licht, insbesondere ein Servomotor.63. The use of a device with a roll stand ( 2 ) with two rolls ( 11 , 12 ) which delimit a roll gap ( 13 ),
and with a return device ( 5 , 52 ) arranged on the inlet side of the roll gap ( 13 ) for a metal strip ( 16 ) to be rolled,
for producing a strip-shaped primary material made of metal with a high surface quality by the method according to claim 1,
For which purpose, a drive motor ( 7 , 54 ) is provided for the return device ( 5 , 52 ) provided on the inlet side of the roll gap ( 13 ), which enables the metal strip ( 16 ) to be returned in steps of a predetermined length, in particular a servo motor.
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