DE4132355A1 - Verfahren und anordnung zur herstellung von blechprofilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Profil­ blechen oder -leisten aus Blechbändern oder -tafeln, bei dem das Blech nacheinander zwischen Paaren von profilierten, es stufen­ weise formenden, gegeneinander angestellten bzw. vorgespannten Rollen hindurchgeführt wird.

Derartige Rollformer werden verbreitet bspw. zur Herstellung von Profilblechen eingesetzt, wobei je nach Profiltiefe bis bspw. 30 oder gar 40 Rollen aufweisende Walzenpaare hintereinander an­ geordnet sind. Beim Durchlaufen jedes der Walzenpaare wird hierbei die letztendlich gewünschte Biegung durch eine weitere Teilbiegung weiterhin angenähert. Da jeder der Biegungsschritte mit einer Verringerung der effektiven Breite des zu formenden Bleches einhergeht und andererseits durch die jeweils tangieren­ den Mantellinien der Rollen zumindest Ober- und Untergurte des Bleches innerhalb von gemeinsamen Ebenen liegen sollen, so daß Rollen auf jeweils gemeinsamen Achsen anwendbar sind, ergibt sich die Notwendigkeit einer Vielzahl von Schritten und damit auch einer Vielzahl von zweckmäßig angetriebenen Rollenpaaren, so daß ein kompletter Rollformer große Abmessungen aufweist, einen hohen Platzbedarf hat und auch der zu seiner Herstellung erforderliche Aufwand außerordentlich hoch ist. Während in den meisten der durch Rollenpaare bestimmten Verformungsstufen die bei der Entlastung nach dem Biegen, d. h. beim Auslaufen aus einem Rollen­ paar, auftretende elastische Auffederung keine wesentlichen Probleme bietet, erweisen sich die Endstufen als wesentlich schwieriger. Beim Überbiegen der die Winkel bestimmenden, als Biegekanten vorgesehenen Radiussegmente werden die Flanken von bspw. Trapezblechen entsprechend stärker gegen deren Ober- und Untergurte geneigt und durch diese Versteilung die Gesamtbreite des Trapezbleches weiter eingezogen. Die folgende Entspannung bedingt eine entsprechende Abflachung der Stellung der Stege und, hiermit verbunden, eine Verbreiterung des gesamten Bleches, die ihrerseits ohne Schäden nur stufenweise vorgenommen werden kann und damit weitere Rollenpaare erfordert.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, ein der Gattung ent­ sprechendes Verfahren zur Herstellung von Blechprofilen zu schaffen, bei dem die Anzahl der Verformungsschritte gegenüber den herkömmlichen reduziert wird und gleichzeitig eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, die dementsprechend mit einer geringeren Anzahl von Walzenpaaren auskommt, als sie bisher erforderlich waren, so daß der Herstellungsaufwand sowie der Raum- sowie Leistungsbedarf gegenüber herkömmlichen Roll­ formern erheblich gesenkt werden.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Maßnahmen der Patentansprüche 1 und 4. Hierdurch wird erreicht, daß einerseits eine Überbiegung der Biegekanten von Blechprofilen vorgenommen wird, welche nach erfolgter Entspannung den Sollwert des durch die Biegekante bewirkten Winkels sichert, während andererseits durch die zusätz­ liche, innerhalb der elastischen Verformung liegende Biegung die Auswirkung der durch das Überbiegen bewirkten Versteilung der Stege auf die Gesamtbreite des Profils derart reduziert wird, daß weitere, eine problemlose Entspannung sichernde Rollenpaare entfallen können und damit der Rollformer sowohl vereinfacht wird als auch der zu seiner Erstellung erforderliche Aufwand gesenkt wird.

Weitere zweckmäßige und vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Im einzelnen sind die Merkmale der Erfindung anhand der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit diese darstellenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen hierbei:

Fig. 1 einen Profilabschnitt eines Trapezprofiles beim Durch­ laufen des letzten Rollenpaares eines Rollformers,

Fig. 2 abgebrochen einen Abschnitt der Oberwalze des letzten Walzenpaares eines Rollformers,

Fig. 3 in gleicher Darstellung die zugehörige Unterwalze, und

Fig. 4 bis 7 vergrößert einzelne innerhalb eines Profilabschnittes zusammenwirkende Rollen eines Walzenpaares.

In Fig. 1 ist ein Profilabschnitt eines Trapezbleches mit einem Obergurt 1 dargestellt, der über einen Steg 2 an einen Untergurt 3 angeschlossen ist. Dieses Trapezblech ist in dem Zustand dargestellt, in den es durch Einspannen in das letzte der Rollen­ paare eines Rollformers gebracht ist. Die Biegekanten zwischen dem Obergurt 1 und dem Steg 2 einerseits und dem Steg und dem Untergurt 3 andererseits sind hier als Radiussegmente 4 bzw. 5 wiedergegeben. Soll der durch sie dargestellte Winkel beim Fertigen und nach Auslaufen aus dem letzten Rollenpaar entspann­ ten Trapezblech bspw. 75° betragen, so sind sie hier beim Durch­ laufen durch das letzte Rollenpaar des Rollformers auf einen höheren Wert umgebogen, der sich aus dem gewünschten endgültigen Winkel ergibt, indem die hierbei auftretende elastische Ver­ formung auf summiert wurde. Das bedeutet, daß die Radiussegmente zumindest im Durchlauf durch das letzte Walzenpaar, wenn auch geringfügig, stärker eingeformt werden als dieses beim fertigen Trapezblech gewünscht wird, und im allgemeinen wird hierbei auch der Krümmungsradius der Radiussegmente geringförmig verengt. Um aber hierbei die Stege nicht zu steil zu stellen und damit die effektive Breite des Trapezbleches dadurch wesentlich einzu­ schränken, sind gemäß der Erfindung die an die Radiussegmente 4, 5 anschließenden Schenkel zusätzlich gegensinnig gebogen, wobei ein derart großer Krümmungsradius benutzt wird, daß er noch innerhalb der Grenze der elastischen Verformung liegt und damit diese zusätzlich eingeformten Biegungen beim Entlasten und Entspannen des Trapezbleches sich rückverformen. Bei den relativ breiten Obergurten wird dieses bewerkstelligt, indem nur ein relativ geringer, direkt an ein Radiussegment anschließender Breitenbereich 6 mit einer solchen Biegung großen Krümmungs­ radius′, bspw. dem 100fachen der Blechstärke, versehen wird, während der breite mittlere Bereich des Obergurtes 1 eben bleibt. Bei den schmaleren Untergurten kann ein sich über dessen gesamte Breite erstreckender Breitenbereich 7 mit einer solchen Biegung großen Krümmungsradius′ versehen werden. Bei den Stegen müssen gegensinnige Biegungen eingebracht werden, die sich auch nur über einen jeweils an die Radiussegmente 4 bzw. 5 anschließenden Breitenbereich 8 bzw. 9 erstrecken, wobei ein zwischen diesen Bereichen liegender Mittelbereich ungebogen bleibt und im wesent­ lichen mit der Neigung verläuft, die er auch im entspannten Trapezblech einnimmt. Die effektive Breite des Trapezbleches wird hierbei durch das Überbiegen der Radiussegmente kaum verkürzt, da jeweils die Hälfte der Überbiegung bereits von den Bereichen 6 und 7 der Gurte aufgenommen wird und die verbleibende Differenz innerhalb der Breitenbereiche 8 und 9 des Steges 2 abgebaut wird, so daß dessen Mittelbereich mit der auch später nach dem Ent­ spannen beibehaltenen Neigung geführt ist und damit zur Ver­ ringerung der effektiven Breite des Trapezbleches nicht beitragen kann. Da aber diese Breitenverringerung sich in relativ engen Grenzen hält ist es nicht erforderlich, die Entspannung, wie üblich, über mehrere Walzenpaare stufenweise und sich langsam abbauend durchzuführen, und damit können die üblichen vier bis sechs letzten Walzenpaare durch ein einziges, gemäß der Erfindung ausgebildetes Walzenpaar ersetzt werden.

Eine praktische Ausführung eines solchen Walzenpaares für die Herstellung von Trapezblechen ist in den Fig. 2 und 3 angedeutet. In Fig. 2 ist die Welle der abgebrochen dargestellten Oberwalze mit 10 bezeichnet. Auf dieser Welle 10 sind auf Buchsen Nadel­ lager 12 angeordnet, auf denen Rollen 13 laufen, und mit der Welle 10 sind über Paßfedern 14 schmalere Rollen 15 verbunden. Gemäß Fig. 3 sind auf der Welle 11 der Unterwalze von Nadellagern 16 umgriffene Buchsen angeordnet, mit denen Rollen 17 abgestützt sind, und durch Paßfedern 18 sind mit der Welle 11 Rollen 19 verbunden. Damit sind jeweils die Rollen größerer Durchmesser mit den Wellen 10, 11 der Ober- bzw. Unterwalze drehfest verbunden und vermögen, angetrieben, den Vorschub des Trapezbleches zu bewirken, während die Rollen 13, 17 geringeren Durchmessers über Nadellager drehbar gehalten sind.

Zum Betriebe werden die Ober- und die Unterwalze gegeneinander angestellt, und es ist durchaus möglich, Bleche unterschiedlicher Stärken, bspw. von 0,5 bis 1,2 mm Stärke, mit den gleichen Walzen zu verarbeiten, wobei die Anstellung der Stärke des Bleches angepaßt wird. Des weiteren ist es aber auch möglich, durch geringfügiges Ändern der Anstellung die Radien der geformten Radiussegmente zu beeinflussen.

Um die Profilabrundungen zu zeigen, sind in Fig. 4 bis 7 die Rollen 13 und 15 der Fig. 2 und 17 und 19 der Fig. 3 vergrößert dargestellt. In Fig. 4 ist klar ersichtlich, daß die schrägen Flanken 20 der Rolle 13 jeweils mit einem Radius von etwa 3 mm angesetzt ist und die Flanken 20 selbst praktisch über ihre ganze Länge mit einem großen Radius von bspw. 200 mm konvex durch­ gekrümmt sind. Die von den Flanken 20 eingeschlossene Basis ist in ihrem wesentlichen mittleren Breitenbereich 21 zylindrisch ausgeführt und fällt seitlich in Randbereichen 22 jeweils mit großer Krümmung konvex in Richtung auf die Wurzel der Flanken 20 ab.

Fig. 5 zeigt vergrößert die Rolle 15 der Fig. 2. Die Fußbereiche sind hier mit einem Radius von bspw. 10 mm ausgeführt, und die Mantelfläche 23 geht mit relativ engen Krümmungsradien von weniger als 3 mm beidseitig in die Flanken über. Die Mantelfläche selbst ist konkav mit großem Radius, bspw. einem solchen von 200,8 mm, eingezogen.

Die in Fig. 6 gezeigte Rolle 17 der Fig. 3 zeigt, daß ihre Flanken 24 konvex mit großem Krümmungsradius ausgeführt sind und beidseitig mit einem kleinen Krümmungsradius in Mantelflächen und eine Ringfläche 25 übergehen. Diese Ringfläche 25 ist konvex und durchgehend mit großem Krümmungsradius ausgeführt. Bei breiteren Ringflächen kann es sich als zweckmäßig erweisen, auch hier die Krümmung auf zwei Seitenbereiche zu verteilen und einen mittleren Bereich ungekrümmt zu lassen.

Fig. 7 stellt die Rolle 19 der Fig. 3 vergrößert dar und zeigt beidseitig etwas engere Krümmungsradien beim Übergang in die Flanken. Die zwischen ihnen gebildete Mantelfläche sollte minde­ stens in Seitenbereichen um etwa 5° nach innen geneigt sein. Es ist aber auch möglich, auch hier entsprechende schwache Krümmun­ gen großen Radius′ einzusetzen oder derart gekrümmte Randstreifen in Verbindung mit einem zylindrischen Mittelbereich vorzusehen. Wesentlich ist hierbei nur, daß im Bereiche der die Radiussegmen­ te formenden, stark gekrümmten Ringkanten das anliegende Blech unter Einwirkung der Rolle 13 der Fig. 4 etwas nachzugeben vermag, so daß eine Überformung der Radiussegmente 4 ohne unzu­ lässige Beeinträchtigung der effektiven Breite des gesamten Trapezbleches möglich ist, um bei mäßigem Krümmungsradius jeweils etwa einen halben Überbiegungswinkel der Radiussegmente 4, 5 zu kompensieren.

Wie bereits eingangs erwähnt, läßt sich die Erfindung nicht nur auf Trapezbleche, sondern auch auf weitere Profilbleche anwenden. Wesentlich ist hierbei nur, daß an sich Biegekanten bzw. Radius­ segmente eingeformt werden können, welche deren Endwinkel um die elastische Auffederung überschreitet, ohne daß weitere Beein­ trächtigungen der erzeugten Profile stattfinden und aus diesem letzten Walzenpaar das Profil direkt auszutreten vermag und keine stufenweise Entlastung verlangt, welche zusätzliche Rollenpaare benötigen würde.

Claims (6)

1. Verfahren zum Herstellen von Profilblechen aus Blechbändern oder -tafeln, bei dem das Blech nacheinander zwischen Paaren von profilierten, es stufenweise formenden, gegeneinander angestellten bzw. vorgespannten Rollen hindurchgeführt wird (Rollformer), dadurch gekennzeichnet, daß durch das letzte Rollenpaar eben bleibende, gestreckte Felder gegeneinander abgrenzende Biegekanten um den für sie vorgegebenen Winkel, vermehrt um die hierbei anfallende elastische Verformung, eingeformt werden, und daß die an die Schenkel der Winkel anschließenden Bereiche der Felder mit so großem Krümmungsradius zurückgebogen werden, daß die hierbei bewirkte Krümmung noch innerhalb der elastischen Verformbarkeit des Bleches liegt und die Überbiegung der Biegekanten kompensiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an eine Biegekante anschließende Krümmung großen Radius′ sich über einen Zentriwinkel erstreckt, welcher der Hälfte der elastischen Überbiegung der Biegekanten ent­ spricht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei breiten Feldern nur deren an die Biegekante an­ schließenden Randbereiche (22) mit großem Krümmungsradius durchgebogen werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere bei schmalen Feldern die an die diese begrenzenden Biegekanten anschließenden Bereiche großen Krümmungsradius′ ineinander übergehen (Ringflächen 25).

5. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einem das Blech formende Rollen aufweisenden Walzenpaar, dadurch gekennzeichnet, daß Gurte aufnehmende Rollen (13, 17) eine schräge Flanken (20, 24) zeigende Nut aufweisen, die mit großem Radius konvex gekrümmt sind, und daß deren Grund an die zu formen­ den Radiussegmente (4, 5) bestimmenden Krümmungen geringen Radius′ mit großem Radius konvex durchgebogene Randbereiche (22) sich anschließen, die durch eine zylindrische Mantel­ fläche (23) miteinander verbunden sein können.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Rollen (15, 19) großen Durchmessers mit Stege in Nute gegenüberstehender Rollen (17, 13) einformenden Mantelflä­ chen (23) konvex eingeformte Krümmungen großen Durchmessers aufweisen, deren einander zugewandte Enden durch eine zylin­ drische Mantelfläche verbunden sein können.