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Die Erfindung betrifft eine Biegerichtmaschine zum Richten eines aus einem Metallwerkstoff bestehenden Flachprodukts, wobei die Biegerichtmaschine einen Satz von unteren Richtwalzen und einen Satz von oberen Richtwalzen sowie mindestens einen Antrieb zum Antreiben der Richtwalzen umfasst, wobei die unteren Richtwalzen und die oberen Richtwalzen längs eines sich zwischen einem Eingangsbereich und einem Ausgangsbereich der Biegerichtmaschine erstreckenden Förderwegs angeordnet sind, den das zu richtende Flachprodukt im Richtbetrieb passiert, und wobei die unteren und oberen Richtwalzen derart in Förderrichtung des Flachprodukts versetzt und gegeneinander zugestellt angeordnet sind, dass das jeweils zu richtende Flachprodukt bei seiner Passage des Förderwegs die Richtwalzen jeweils um einen Teilabschnitt ihres Umfangs umschlingt.
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Darüber hinaus wird hier auch ein Verfahren zum Biegerichten eines metallischen Flachprodukts mittels einer in der voranstehend angegebenen Weise konfigurierten Biegerichtmaschine offenbart.
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Bei den mit einer erfindungsgemäßen Maschine zu richtenden Flachprodukten handelt es sich um Walzprodukte, wie Bänder, Bleche oder daraus gewonnene Zuschnitte und Platinen, deren Dicke wesentlich geringer ist als ihre Breite und Länge. Typischerweise sind solche Flachprodukte durch Warm- oder Kaltwalzen aus einem Vorprodukt, wie einer Bramme, Dünnbramme oder gegossenem Band, hergestellt, die aus geeigneten Stahl- oder Leichtmetallwerkstoffen bestehen.
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Derart erzeugte Flachprodukte weisen häufig herstellungsbedingt unvermeidbare Planheits- oder sonstige Geometriefehler auf. Bei diesen Fehlern kann es sich um eine Bandkrümmung in Längsrichtung handeln, die in der Fachsprache auch als ”Bandsäbel” bezeichnet wird und die Folge von unterschiedlichen Bandlängen über die Bandbreite ist. Bandsäbel können beispielsweise im Fall, dass das mit dem Bandsäbel behaftete Flachprodukt als Band über eine längere Transportstrecke gefördert werden soll, ein seitliches Verlaufen des bandförmigen Flachprodukts verursachen. Andere Bandunebenheiten, wie Welligkeiten oder desgleichen, können ebenfalls die Weiterverarbeitung des Flachprodukts beeinträchtigen, wenn das Flachprodukt durch hierzu vorgesehene Bearbeitungsmaschinen geleitet werden soll.
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Wie beispielsweise in der
EP 0 865 839 A2 erläutert, lassen sich Planheitsfehler- von Flachprodukten der hier in Rede stehenden Art durch so genanntes Biegerichten beseitigen. Beim Biegerichten wird das zu richtende Flachprodukt unter Zug an mehreren Biegerollen entlang geführt. Dabei sind die Biegerollen so gegeneinander versetzt angeordnet, dass das unter Zugspannung stehende Flachprodukt an jeder Biegerolle einer Biegeverformung unterworfen wird. Die Biegerichtung wechselt dabei von Biegerolle zu Biegerolle. Das Richtergebnis ist demgemäß einerseits vom Biegeradius bzw. dem jeweiligen Umschlingungswinkel an den Richtrollen und andererseits von der auf das Band ausgeübten, einen bestimmten Streckgrad gewährleistenden Zugkraft abhängig. Biegeradius und Zugkraft stehen beim Streckbiegerichten insofern in einer Wechselbeziehung als der Biegeradius bei gleichbleibender Zugkraft mit zunehmender Festigkeit des Bandwerkstoffs abnimmt. Um einen hinreichenden Biegeradius zu gewährleisten, ist es daher erforderlich, die Zugkraft mit zunehmender Werkstofffestigkeit und Dicke des Flachprodukts zu erhöhen.
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Des Weiteren ist es bekannt, dass sich die Planheit von metallischen Flachprodukten auch durch so genanntes ”Streckrichten” verbessern lässt. Bei diesem Verfahren wird das Flachprodukt abschnittsweise zwischen zwei Spannzangen gespannt, die anschließend in Längsrichtung des Flachprodukts auseinander bewegt werden, so dass das Flachprodukt eine definierte plastische Dehnung in Längsrichtung erfährt (s.
http://redbudindustries.comistretcher-levelers/). Als nachteilig wird bei diesem Verfahren angesehen, dass es nur diskontinuierlich durchgeführt werden kann und dass die Spannzangen Marken auf der Blechoberfläche hinterlassen, die in der Regel aus dem Blech herausgeschnitten werden müssen (s. Handbuch
"Umformen", Carl Hanser Verlag, München, 2012, S. 556, ISBN 978-446-42778-5).
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Vor dem Hintergrund des voranstehend erläuterten Standes der Technik hat sich die Aufgabe ergeben, eine Maschine zu schaffen, mit der sich die Vorteile der aus dem Stand der Technik bekannten Methoden zur Verbesserung der Planheit kombiniert nutzen lassen.
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In Bezug auf die Maschine hat die Erfindung diese Aufgabe durch eine Biegerichtmaschine mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben und werden nachfolgend wie der allgemeine Erfindungsgedanke im Einzelnen erläutert.
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Eine erfindungsgemäße Biegerichtmaschine zum Richten eines aus einem Metallwerkstoff bestehenden Flachprodukts umfasst demnach in Übereinstimmung mit dem eingangs genannten Stand der Technik einen Satz von oberen Richtwalzen und einen Satz von unteren Richtwalzen sowie mindestens einen Antrieb zum Antreiben der Richtwalzen. Dabei sind die oberen Richtwalzen und die unteren Richtwalzen längs eines sich zwischen einem Eingangsbereich und einem Ausgangsbereich der Biegerichtmaschine erstreckenden Förderwegs angeordnet, den das zu richtende Flachprodukt im Richtbetrieb passiert. Gleichzeitig sind die oberen und unteren Richtwalzen derart in Förderrichtung des Flachprodukts versetzt und gegeneinander zugestellt angeordnet, dass das jeweils zu richtende Flachprodukt bei seiner Passage des Förderwegs die Richtwalzen jeweils um einen Teilabschnitt ihres Umfangs umschlingt.
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Erfindungsgemäß ist nun bei einer solchen Biegerichtmaschine mindestens eine der dem Eingangsbereich zugeordneten Richtwalzen als Bremswalze und mindestens eine der dem Ausgangsbereich zugeordneten Richtwalzen als Zugwalze ausgelegt. Zusätzlich ist die Differenz zwischen der im Richtbetrieb von der jeweiligen Bremswalze auf das zu richtende Flachprodukt aufgebrachten Bremskraft und der von der jeweiligen Zugwalze auf das zu richtende Flachprodukt aufgebrachten Zugkraft in Abhängigkeit von einer Solldehnung einstellbar, um die das Flachprodukt bei seiner Passage des Förderwegs dauerhaft gelängt werden soll.
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Eine erfindungsgemäße Biegerichtmaschine ist somit derart eingerichtet, dass sie einerseits wie eine konventionelle Biegerichtmaschine die Planheit des zu richtenden Flachprodukts durch vielfaches Biegen mit von Richtwalze zu Richtwalze wechselnder Biegerichtung verbessert. Zusätzlich ist eine erfindungsgemäße Biegerichtmaschine aber auch dazu eingerichtet, das sie im Richtbetrieb durchlaufende Flachprodukt einer Zugbelastung auszusetzen, welche so groß ist, dass das Flachprodukt bleibend plastisch gelängt wird. Bei einer erfindungsgemäßen Biegerichtmaschine lässt sich somit das konventionelle Biegerichtigen mit dem an sich ebenfalls bekannten Streckrichten kombinieren, wobei dieses Streckrichten zwar auch auf eine dauerhafte Längung des Flachprodukts abzielt, hierzu aber das Richtverfahren nicht diskontinuierlich unter abschnittsweisem Einklemmen des Flachprodukts, sondern im kontinuierlichen Durchlauf absolviert wird.
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Beim Biegerichten eines metallischen Flachprodukts mittels einer Biegerichtmaschine, die einen Satz von oberen Richtwalzen und einen Satz von unteren Richtwalzen sowie mindestens einen Antrieb zum Antreiben der Richtwalzen umfasst, wobei die oberen Richtwalzen und die unteren Richtwalzen längs eines sich zwischen einem Eingangsbereich und einem Ausgangsbereich der Biegerichtmaschine erstreckenden Förderwegs angeordnet sind, den das zu richtende Flachprodukt im Richtbetrieb passiert, und wobei die oberen und unteren Richtwalzen derart in Förderrichtung des Flachprodukts versetzt und gegeneinander zugestellt angeordnet sind, dass das jeweils zu richtende Flachprodukt bei seiner Passage des Förderwegs die Richtwalzen jeweils um einen Teilabschnitt ihres Umfangs umschlingt, wird in entsprechender Weise mindestens eine der dem Eingangsbereich der Biegerichtmaschine zugeordnete Richtwalze als Bremswalze und mindestens eine dem Ausgangsbereich der Biegerichtmaschine zugordnete Richtwalze als Zugwalze betrieben, wobei die Differenz zwischen der im Richtbetrieb von der jeweiligen Bremswalze auf das zu richtende Flachprodukt aufgebrachten Bremskraft und der von der jeweiligen Zugwalze auf das zu richtende Flachprodukt aufgebrachten Zugkraft derart eingestellt wird, dass das Flachprodukt bei seiner Passage des Förderwegs um einen Solldehnungsbetrag dauerhaft gelängt wird.
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Typischerweise entspricht die für eine effektive Optimierung der Planheit erforderliche Längenänderung einer Dehnung in der der Förderrichtung durch die Biegerichtmaschine entsprechender Längsrichtung des Flachprodukts von etwa 0,2–0,5%.
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Indem eine erfindungsgemäße Biegerichtmaschine mindestens eine als Bremswalze betriebene Richtwalze, die dem Eingangsbereich der Maschine zugeordnet ist und dementsprechend vom zu richtenden Flachprodukt in Förderrichtung durch die Biegerichtmaschine gesehen zuerst passiert wird, und eine als Zugwalze betriebene Richtwalze aufweist, die dem Ausgangsbereich der Maschine zugeordnet ist und dementsprechend in Förderrichtung des Flachprodukts gesehen nach der als Bremswalze betriebenen Richtwalze angeordnet ist, lässt sich die auf das zu richtende Flachprodukt wirkende Zugkraft und damit einhergehend die bleibende Längsdehnung exakt einstellen, die dem Flachprodukt in der erfindungsgemäßen Maschine aufgezwungen wird.
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Dabei zeigt sich ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorgehensweise und Gestaltung einer Biegerichtmaschine darin, dass schon beim konventionellen Biegerichten die Biegeverformung des Flachprodukts an den Richtwalzen bis in den plastischen Bereich reicht. Die zusätzlichen Kräfte, die für die erfindungsgemäß in der Biegerichtmaschine vorgenommene dauerhafte Längung, d. h. dauerhaft plastische Verformung des Flachprodukts in Längsrichtung, benötigt werden, sind dann nur noch vergleichbar gering. So hat sich herausgestellt, dass die hierzu erforderlichen Zugkräfte, die in einer erfindungsgemäßen Biegerichtmaschine zusätzlich zu der für das Hindurchfördern des Flachprodukts durch die Maschine benötigte Zugkraft aufgebracht werden muss, nur etwa einem Fünftel der Kräfte entsprechen, die beim konventionellen, diskontinuierlichen Streckrichten benötigt werden, um dem Flachprodukt die angestrebte Längung aufzuzwingen.
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Die Übertragung der Bremskräfte auf das jeweils zu richtende Flachprodukt kann dadurch optimiert werden, dass jeweils mindestens eine der dem Eingangsbereich zugeordneten oberen Richtwalzen und mindestens eine der dem Eingangsbereich zugeordneten unteren Richtwalzen als Bremswalze ausgelegt ist. Indem dabei zwei oder mehr obere oder untere Richtwalzen, die dem Eingangsbereich zugeordnet sind, als Bremswalzen ausgelegt sind, lassen sich die Bremskräfte gleichmäßiger auf die betreffenden Richtwalzen verteilen, so dass deren Verschleiß und die Belastung des zu richtenden Flachprodukts vermindert ist.
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In gleicher Weise vorteilhaft kann es sein, wenn jeweils mindestens eine der dem Ausgangsbereich zugeordneten oberen Richtwalzen und mindestens eine der dem Ausgangsbereich zugeordneten unteren Richtwalzen als Zugwalze ausgelegt ist. Auch hier kann es im Hinblick auf die Verminderung von Verschleiß und die gleichmäßige Einleitung der Zugkräfte in das zu richtende Flachprodukt zweckmäßig sein, wenn zwei oder mehr obere oder untere Richtwalzen, die dem Ausgangsbereich zugeordnet sind, als Zugwalzen ausgelegt sind.
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Grundsätzlich ist es möglich, zwischen den als Bremswalzen und als Zugwalzen wirkenden Richtwalzen weitere Richtwalzen vorzusehen, an denen das zu richtende Flachprodukt lediglich gebogen wird, ohne dass zusätzlich Brems- oder Zugkräfte auf das Flachprodukt aufgebracht werden. Im Hinblick auf die angestrebte definierte Längung und die Minimierung des Verschleißes der Richtwalzen kann es aber vorteilhaft sein, wenn die oberen Richtwalzen und die unteren Richtwalzen jeweils in eine dem Eingangsbereich zugeordnete eingangsseitige Gruppe von Richtwalzen, die als Bremswalzen ausgelegt sind, und eine dem Ausgangsbereich zugeordnete ausgangsseitige Gruppe von Richtwalzen aufgeteilt sind, die als Zugwalzen ausgelegt sind, so dass das zu richtende Flachprodukt entlang des Förderwegs zwischen der eingangsseitigen Gruppe und der ausgangsseitigen Gruppe von Richtwalzen seine plastische Dehnung erfährt. Bei dieser Ausgestaltung ist das zu richtende Flachprodukt zwischen den beiden Gruppen der maximalen Zugbelastung ausgesetzt, so dass der Punkt, an dem es zur erfindungsgemäß angestrebten Längsdehnung innerhalb der Maschine kommt, exakt bekannt ist. Die erfindungsgemäße Steuerung der jewelis als Brems- oder Zugwalzen wirkenden Richtwalzen ist auf diese Weise besonders einfach und wirkungsvoll.
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Typischerweise sind die oberen und unteren Richtwalzen so aufeinander angestimmt, dass die Anzahl der unteren Richtwalzen um ”1” größer ist als die Anzahl der oberen Richtwalzen und jeweils eine obere Richtwalze jeweils einem der durch zwei benachbarte untere Richtwalzen begrenzten Zwickelräume zugeordnet ist. Umgekehrt kann genauso die Anzahl der oberen Richtwalzen um ”1” größer sein als die Anzahl der unteren Richtwalzen und jeweils eine obere Richtwalze jeweils einem der durch zwei benachbarte untere Richtwalzen begrenzten Zwickelräume zugeordnet sein.
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Wenn hier von ”oberen” und ”unteren” Richtwalzen die Rede ist, so bezieht sich dies auf eine Anordnung längs eines horizontal ausgerichteten Förderwegs. Es versteht sich von selbst, dass sich die Erfindung genauso nutzen lässt, wenn der Förderweg nicht exakt horizontal, sondern schräg im Raum verläuft oder vertikal ausgerichtet ist. Auch bei diesen Anordnungen des Förderwegs behalten die Richtwalzen selbstverständlich sinngemäß ihre Position ober- bzw. unterhalb des Förderwegs bei.
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Eine für die Praxis weitere wichtige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass jeder der oberen Richtwalzen und jeder der unteren Richtwalzen ein separater Antrieb zugeordnet ist. Grundsätzlich ist es zwar denkbar, bei einer erfindungsgemäßen Biegerichtmaschine die Richtwalzen alle gemeinsam oder in Gruppen über einen zentralen Antrieb anzutreiben, wobei zwischen dem jeweiligen Antrieb und den Richtwalzen ein Getriebe angeordnet ist, über das die Drehzahl und das Drehmoment (Bremswirkung/Zugwirkung/neutral) eingestellt werden kann. Jedoch können dadurch, dass jeder einzelnen Richtwalze ein eigener, individuell steuerbarer Antrieb zugeordnet wird, die in einer erfindungsgemäßen Biegerichtmaschine auf das zu richtende Flachprodukt aufgebrachten Brems- und Zugkräfte auf besonders einfache Weise exakt dosiert werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn für jede der Richtwalzen die Drehzahl und das Antriebsmoment separat einstellbar sind.
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Der Walzenverschleiß und die Belastung des zu richtenden Flachprodukts können dabei dadurch minimiert werden, dass die oberen Richtwalzen und die unteren Richtwalzen getrennt voneinander angetrieben werden und im Richtbetrieb die Drehzahl der Richtwalzen jeweils so eingestellt wird, dass ihre Umfangsgeschwindigkeit gleich der Geschwindigkeit des an ihnen jeweils anliegenden Oberflächenabschnitts des Flachprodukts ist.
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Eine erfindungsgemäße Biegerichtmaschine eignet sich insbesondere zum Richten von Metallbändern, insbesondere Stahl- oder Leichtmetallbändern, mit Dicken von bis zu 20 mm.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
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1 eine Biegerichtmaschine in seitlicher Ansicht;
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2 einen Ausschnitt X von 1 in vergrößerter Ansicht;
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3 eine zweite Biegerichtmaschine in seitlicher Ansicht.
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Von der Biegerichtmaschine B sind hier der Übersichtlichkeit halber nur die Bauelemente gezeigt, die zum Verständnis der Erfindung erforderlich sind.
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Demgemäß umfasst die Biegerichtmaschine B einen Satz von fünf oberen Richtwalzen 2, 4, 6, 8, 10 und einen Satz von sechs unteren Richtwalzen 1, 3, 5, 7, 9, 11. Die unteren Richtwalzen 1, 3, 5, 7, 9, 11 sind mit parallel zueinander ausgerichteten Drehachsen oberhalb eines horizontal ausgerichteten Förderwegs 12 angeordnet, über den das zu richtende Flachprodukt P im Richtbetrieb von einem Eingangsbereich E, an dem das Flachprodukt P in die Biegerichtmaschine B eingespeist wird, in Förderrichtung F durch die Biegerichtmaschine B zu einem Ausgangsbereich A gefördert wird, an dem das Flachprodukt P aus der Biegerichtmaschine B austritt.
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Die oberen Richtwalzen 2, 4, 6, 8, 10 sind in entsprechender Weise achsparallel zu den unteren Richtwalzen 1, 3, 5, 7, 9, 11 unterhalb des Förderwegs 12 positioniert. Dabei sind die oberen Richtwalzen 2, 4, 6, 8, 10 jeweils in Förderrichtung F derart versetzt gegenüber den unteren Richtwalzen 1, 3, 5, 7, 9, 11 angeordnet, dass jeweils eine obere Richtwalze 2, 4, 6, 8, 10 in dem Zwickelbereich 13 zugeordnet ist, der durch zwei jeweils benachbarte untere Richtwalzen 1, 3; 3, 5; 5, 7; 7, 9; 9, 11 begrenzt ist.
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Jeder der Richtwalzen 1–11 ist ein eigener, individuell einstellbarer Drehantrieb 14–24 sowie eine Stelleinrichtung zugeordnet, über die die Richtwalzen 1–11 in vertikaler Richtung V in Richtung des Förderwegs 12 zugestellt werden können. Diese Zustellung erfolgt in an sich bekannter Weise so, dass die Richtwalzen 1–11 in den Förderweg 12 eintauchen und infolgedessen das zu richtende Flachprodukt P bei seinem Weg durch die Biegerichtmaschine B jede der Richtwalzen 1–11 über einen Teilbereich ihres Umfangs umschlingt. Demzufolge wird das Flachprodukt P auf dem Förderweg 12 durch die Biegerichtmaschine B an jeder der Richtwalzen 1–11 gebogen, wobei die Biegerichtung von Richtwalze zu Richtwalze 1–11 wechselt.
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Zusätzlich können den Richtwalzen 1–11 in an sich bekannter Weise hier nicht dargestellte Stützrollen oder -walzen zugeordnet sein, die die Richtwalzen 1–11 während des Richtbetriebs gegen die dabei auftretenden Belastungen abstützen.
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Die Antriebe 14–24 sind mit einer Steuereinrichtung 25 verkoppelt, über die die Drehzahl und die Antriebsleistung jedes einzelnen Antriebs 14–24 individuell einstellbar ist.
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Die Richtwalzen 1–11 sind in eine Gruppe GB von als Bremswalzen betriebenen Richtwalzen 1–5 und in eine Gruppe GZ von als Zugwalzen betriebenen Richtwalzen 6–11 aufgeteilt. Selbstverständlich wäre es ebenso denkbar, die Richtwalzen 1–5 auch als Zugwalzen und die Richtwalzen 6–11 als Bremswalzen zu betreiben.
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Die Gruppe GB umfasst die unteren Richtwalzen 1, 3, 5 und die oberen Richtwalzen 2, 4, 6, die jeweils näher zum Eingangsbereich E angeordnet sind als die anderen Richtwalzen 7–11. Als solche sind die Richtwalzen 1–6 dem Eingangsbereich E zugeordnet.
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Dagegen umfasst die Gruppe GZ die als Zugwalzen betriebenen oberen Richtwalzen 6, 8, 10 und der unteren Richtwalzen 7, 9, 11, die näher zum Ausgangsbereich A positioniert sind als die Richtwalzen 7–11. Als solche sind die Richtwalzen 6–11 dem Ausgangsbereich A zugeordnet.
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Als Resultat der an den Richtwalzen 1–11 erfolgenden Biegung weist das zu richtende Flachprodukt P an seiner bezogen auf die jeweilige Richtwalze 1–11 jeweils außen liegenden Oberfläche PO, PU eine größere Geschwindigkeit auf als an seiner unmittelbar an der betreffenden Richtwalze 1–11 anliegenden anderen Oberfläche PU, PO.
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Im Richtbetrieb wird über die Steuereinrichtung 25 und die zugeordneten Antriebe 14–24 jede der Richtwalzen 1–11 so angetrieben, dass die Walzenumfangsfläche 28, 29, mit der die Richtwalzen 1–11 jeweils auf der zugewandten Oberfläche PO, PU des zu richtenden Flachprodukts P sitzen, mit einer Umfangsgeschwindigkeit Vu rotiert, die gleich der Geschwindigkeit Vo der jeweils an den Richtwalzen 1–11 anliegenden Oberfläche PO, PU des Flachprodukts P ist. Auf diese Weise ist im Bereich der Umschlingung, d. h. in dem Bereich, in dem es zum Kontakt zwischen dem zu richtenden Flachprodukt P und der jeweiligen Richtwalze 1–11 kommt, die Relativgeschwindigkeit zwischen den Walzenumfangsflächen 28, 29 und der jeweils mit ihnen in Kontakt kommenden Oberfläche PO, PU gleich ”0” mit der Folge, dass der abrasive Verschleiß an den Richtwalzen 1–11 und dem Flachprodukt P minimiert ist.
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Gleichzeitig sind die über die Richtwalzen 1–5 aufgebrachten Bremskräfte FB1–FB6 und die über die Richtwalzen 6–11 aufgebrachten Zugkräfte FZ7–FZ11 so aufeinander abgestimmt, dass das zu richtende Flachprodukt P im Bereich des Übergangs 30 von der Gruppe GB der als Bremswalzen betriebenen Richtwalzen 1–5 zur Gruppe GZ der als Zugwalzen betriebenen Richtwalzen 6–11 um einen Betrag in der hier mit der Förderrichtung F zusammenfallenden Längsrichtung des Flachprodukts P dauerhaft gelängt wird, der einer plastischen Dehnung von 0,2–0,3% entspricht.
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Beim Biegerichten des Flachprodukts P werden etwa 80% des Querschnitts des Flachprodukts P in den plastischen Bereich gebracht. Dadurch reduziert sich der für eine dauerhafte plastische Längung des Flachprodukts P zu berücksichtigende Querschnitt auf 20% des ursprünglichen Querschnitts des Flachprodukts P mit der Folge, dass für die erfindungsgemäße angestrebte plastische Längenänderung auch nur 20% der Zugkraft erforderlich sind, die bei einem konventionellen Streckrichten benötigt würden, um das Flachprodukt P abschnittsweise soweit in die Länge zu ziehen, dass eine bleibende plastische Längsdehnung von 0,2–0,3% erreicht wird. Hierdurch wird eine effektive Verbesserung der Planheit des Flachprodukts P gegenüber einer reinen Biegericht-Behandlung erzielt.
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Handelt es sich bei dem zu richtenden Flachprodukt beispielsweise um ein aus einem hochfesten Stahlwerkstoff bestehendes gewalztes Bandmaterial mit einer Dicke d von 10 mm, einer Breite b von 2000 mm sowie einer Streckgrenze σz von 1000 N/mm2, so ergibt sich der für eine plastische Längung bei einachsiger Belastung erforderliche Zug Z zu Z = d × b × E = 10 mm × 2000 mm × 1000 N/mm2 = 20.000 KN.
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Aus den voranstehend erläuterten Gründen beträgt der in einer erfindungsgemäßen Biegerichtmaschine B für eine bleibende Längung mindestens erforderliche Zug Z'min jedoch nur 20% des Zuges Z, beim hier betrachteten Beispiel also Z'min = 0,2 × Z = 4.000 KN.
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Demzufolge werden die als Bremswalzen wirkenden Richtwalzen 1–6 und die als Zugwalzen wirkenden Richtwalzen 7–11 bei der Biegerichtmaschine B so eingestellt, dass der auf das Flachprodukt P im Bereich des Übergangs 30 wirkende Zug Z', der sich aus der Differenz der im Bereich des Übergangs 30 wirksamen, von den Richtwalzen 1–6 aufgebrachten Bremskräfte FB und von den Richtwalzen 7–11 aufgebrachten Zugkräfte FZ bestimmt, um so viel größer ist als der in der voranstehend genannten Weise ermittelte Zug Z'min, dass die angestrebte dauerhafte Längung des Flachprodukts um 0,2–0,3% erreicht wird.
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Die in 3 dargestellte, für die Praxis besonders geeignete Variante einer Biegerichtmaschine B' ist prinzipiell in der gleichen Weise aufgebaut wie die Biegerichtmaschine B, weist jedoch nur drei obere Richtwalzen 2', 4', 6' und vier untere Richtwalzen 1', 3', 5', 7' auf.
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Diese Anzahl von Richtwalzen 1'–7' sind bei dem in 3 betrachteten Anwendungsfall ausreichend, um die für die erfindungsgemäß angestrebte dauerhafte Längung erforderlichen Bremskräfte FB' und Zugkräfte FZ' auf das in der Biegerichtmaschine B' biegezurichtende Stahlband P' aufzubringen.
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Die obere, im von den unteren Richtwalzen 1', 3' begrenzten Zwickelbereich sitzende Richtwalze 2' und die beiden unteren Richtwalzen 1', 3' sind zu diesem Zweck zu einer Gruppe GB' zusammengefasst und wirken als Bremswalzen, die dem Eingangsbereich E' der Biegerichtmaschine B' zugeordnet sind und dementsprechend vom Stahlband P' auf seinem Weg durch die Biegerichtmaschine B' zuerst passiert werden.
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Die oberen Richtwalzen 4', 6' und die unteren Richtwalzen 5', 7' sind dagegen zu einer Gruppe GZ' zusammengefasst und wirken als Zugwalzen, die dem Ausgangsbereich A' der Biegerichtmaschine B' zugeordnet sind.
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Das die Biegerichtmaschine B' in Förderrichtung F' vom Eingangsbereich E' zum Ausgangsbereich A' durchlaufende Stahlband P' wird somit im Bereich der Biegewalzen 1'–3' mit einer gegen die Förderrichtung F' gerichteten Bremskraft FB' beaufschlagt, wogegen es im Bereich der Biegewalzen 4'–7' einer Zugkraft FZ' unterworfen wird. In Folge dessen wird das Stahlband P' im Bereich des Übergangs zwischen der Gruppe GB' und GZ' bleibend gelängt.
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Mit der Erfindung steht somit eine Maschine zur Verfügung, mit der sich durch Biegerichten optimierte Planheiten von aus einem Metallwerkstoff bestehenden Flachprodukten P erzielen lassen. Dabei weist die erfindungsgemäße Biegerichtmaschine B untere Richtwalzen 1, 3, 5, 7, 9, 11 und obere Richtwalzen 2, 4, 6, 8, 10 sowie mindestens einen Antrieb 14–24 zum Antreiben der Richtwalzen 1–11 auf. Die Richtwalzen 1–11 sind längs eines sich zwischen einem Eingangsbereich E und einem Ausgangsbereich A der Biegerichtmaschine B erstreckenden Förderwegs 12 angeordnet, den das zu richtende Flachprodukt P im Richtbetrieb passiert, und wobei die oberen und unteren Richtwalzen 1–11 derart angeordnet sind, dass das zu richtende Flachprodukt P bei seiner Passage des Förderwegs 12 die Richtwalzen 1–11 jeweils um einen Teilabschnitt ihres Umfangs umschlingt. Erfindungsgemäß ist mindestens eine der dem Eingangsbereich E zugeordneten Richtwalzen 1–6 als Bremswalze und mindestens eine der dem Ausgangsbereich A zugeordneten Richtwalzen 7–11 als Zugwalze ausgelegt, wobei die Differenz zwischen der von der Bremswalze 1–6 auf das zu richtende Flachprodukt P aufgebrachten Bremskraft FBI–FB6 und der von der Zugwalze 7–11 auf das zu richtende Flachprodukt P aufgebrachten Zugkraft FZ7–FZ11 in Abhängigkeit von einer Solldehnung einstellbar ist, um die das Flachprodukt P bei seiner Passage des Förderwegs 12 dauerhaft gelängt werden soll.
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Bezugszeichenliste
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- B, B'
- Biegerichtmaschinen
- 1, 3, 5, 7, 9, 11
- untere Richtwalzen
- 1', 3', 5', 7'
- untere Richtwalzen
- 2, 4, 6, 8, 10
- obere Richtwalzen
- 2', 4', 6'
- obere Richtwalzen
- 12
- Förderweg
- 13
- Zwickelbereich
- 14–24
- Drehantriebe
- 25
- Steuereinrichtung
- 28, 29
- Walzenumfangsfläche
- 30
- Übergang zwischen der Gruppe GB von Richtwalzen 1–6 und der Gruppe GZ von Richtwalzen 7–11
- P, P'
- zu richtende Flachprodukte (beispielsweise aus einem Metallwerkstoff, insbesondere einem Stahlwerkstoff, gewalztes Bandmaterial)
- A, A'
- Ausgangsbereich der jeweiligen Biegerichtmaschine B, B'
- E, E'
- Eingangsbereich der jeweiligen Biegerichtmaschine E, E'
- F
- Förderrichtung
- FB1–FB6
- Bremskräfte
- FB1'–FB3'
- Bremskräfte
- FZ7–FZ11
- Zugkräfte
- FZ4'–FZ7'
- Zugkräfte
- GB
- Gruppe von als Bremswalzen betriebenen Richtwalzen 1–6
- GB'
- Gruppe von als Bremswalzen betriebenen Richtwalzen 1'–3'
- GZ
- Gruppe von als Zugwalzen betriebenen Richtwalzen 7–11
- GZ'
- Gruppe von als Zugwalzen betriebenen Richtwalzen 4'–7'
- PO, PU
- Oberflächen des Flachprodukts P
- V
- vertikale Richtung
- Vu
- Umfangsgeschwindigkeit der Walzenumfangsfläche 28, 29
- Vo
- Geschwindigkeit der jeweils an den Richtwalzen 1–11 anliegenden Oberfläche PO, PU des Flachprodukts P
- Z
- im Bereich des Übergangs 30 auf das Flachprodukt wirkender Zug
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- http://redbudindustries.comistretcher-levelers/) [0006]
- ”Umformen”, Carl Hanser Verlag, München, 2012, S. 556, ISBN 978-446-42778-5 [0006]
