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Walzverfahren zur Erzeugung von Blechen oder Profilen Die Erfindung
bezieht sich auf ein Walzverfahren zur Erzeugung von Blechen oder Profilen, deren
Dicke in der Längsrichtung gleichförmig oder ungleichförmig nach Bedürfnis zu- oder
abnimmt. Insbesondere wird bezweckt, die Dicke von Blechen oder Profilen über größere
Längen um Bruchteile von Millimetern genau beliebig veränderlich zu machen, so daß
die Verwendung solcher keilförmiger Bleche oder Profile unmittelbar oder auch nach
weiterer Verformung zu entsprechenden Profilen als Bauteile für statische Zwecke
möglich ist. Eine solche Möglichkeit bietet den großen Vorteil, daß Profile z. B.
für Biegungsträger oder Knickstäbe über ihre ganze Länge der Beanspruchung entsprechende
Abmessungen erhalten können, ohne stufenweise Übergänge mit Verbindungsstellen und
-mitteln aufzuweisen. Außer der Ersparnis; an Arbeit und Hilfsstücken wird dabei
an Werkstoff und Gewicht gespart, weil nunmehr an Werkstoff für die O.uerschnittsbemessung
an jeder Stelle des Biegungsträgers z. B. immer nur der der tatsächlichen Beanspruchung
entsprechende Werkstoff vorhanden ist.
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Mit den bekannten Mitteln, wie z. B. der fortlaufenden Walzenverstellung
während des Walzens oder der Verwendung keilförmig gestalteter Walzgutblöcke als
Ausgangsgut, ist die gewünschte Genauigkeit im allgemeinen nicht zu 'erreichen;
selbst ein z. B. nur für Verkleidungszwecke brauchbares Walzerzeuignis dieser Art
ist mit den bekannten Mitteln nur bei Aufwendung besonderer Sorgfalt und unter kostspieligen
Umständen möglich. Diese Verfahren haben sich auch nicht eingebürgert, weil ihre
Erzeugnisse sich nur für untergeordnete Bauzwecke eignen.; für die Verwendung als
tragende Bestandteile eines Festigkeitsverbandes mangelt es ihnen an der hierfür
unbedingt erforderlichen Genauigkeit. Die Anwendung solcher keilförmiger Bleche
und Profile für solche Zwecke ist deshalb trotz der außerordentlichen damit verbundenen
Vorteile bisher unterblieben.
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Es. hat sich aber beim Walzen keilförmiger Bleche gezeigt, daß das
Verwenden von Dicktenlehren oder Schablonen zum Steuern des Walzspaltes, wobei die
Steuerteile getrennt vom Walzgut neben der Walzenbahn liegen, nicht den. .gewünschten
Erfolg bringt.
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Die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß gemeinsam mit dem Walzgut
von zunächst gleicher Dicke ein Dicktenlehrenblech oder eine Schablone aus hartem,
unverformbarem Werkstoff durchgewalzt wird, dessen über seine Länge nach vorausbestimmter
Gesetzmäßigkeit veränderliche Dicke sich auf das Walzgut umgekehrt mit der gleichen
Ge-
Setzmäßigkeit und Genauigkeit überträgt und so das Fertigerzeugnis
bestimmt. Das Fertigerzeugnis hat also bei dem während des letzten Walzendurchganges
vollkommen gleichgebliebenen Walzenabstand die keilförmige Neigung der Dicktenlehre
angenommen.
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Die Härte und Widerstandsfestigkeit gegen Druckbeanspruchungen bei
der Dicktenlehre kann immer im Verhältnis zu dem Widerstand stehen, den das Walzgut
seiner Verformung während des Walzens entgegensetzt. Jedenfalls ist bei Leichtmetallen
als Walzgut der Werkstoff für die Dicktenlehre von anderen Gesichtspunkten und unter
günstigeren Umständen bestimmbar als etwa bei Eisenblech. Die Herstellung der Dicktenlehre
erfordert natürlich zunächst einen ziemlichen Aufwand, weil eben mit den bisher
bekannten Mitteln die Einhaltung einer genauen Neigung nur im kostspieligen Einzelarbeitsgang,
z. B. durch Fräsen oder Hobeln, möglich ist. Dieser Aufwand steht aber in keinem
Verhältnis zu dem \-orteil, der mit Hilfe einer solchen Dicktenlehre oder Schablone
bei fortlaufender Herstellung genauer keilförmiger Bleche oder Profile gegeben ist.
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In der `Werkstatt besteht das Bedürfnis für konische Bleche oder Profile
besonders im Flugzeugbau, ferner im Automobil-, Motorrad- und 1lotorbootsbau sowie
beim Leichtbau der verschiedensten Art. Da hierbei meist Profile benötigt werden,
die sich für das unmittelbare Keilförmigwalzen nach dein vorliegenden Verfahren
nicht eignen, so wird vorzugsweise lediglich das glatte Blech entsprechend keilförmig
mit Hilfe der Dicktenlehre gewalzt, und anschließend erfolgt dann die Auswalzung
des Profils, gegebenenfalls gleich mit einer sich über die Länge stetig ändernden
Profilhöhe im Gleichklang mit der Veränderung der Blechdicke.
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Bei größeren Dickenunterschieden zwischen Beginn und Ende des Walzvorganges,
die von dem Walzengerüst in einem Arbeitsgang nicht bewältigt werden können, kann
natürlich ein streckenweises Vorwalzen des Walzgutes gemeinsain mit der Dicktenlehre
erfolgen. Dieses Vorwalzen kann jedoch ohne Inanspruchnahme der Dicktenlehre geschehen,
wobei natürlich zunächst nur ein abgestuftes Abwalzen auf kürzere Strecken jeweils
gleicher Dicke möglich ist. Immerhin ist damit die Möglichkeit gegeben, die verhältnismäßig
teure Dicktenlehre zu schonen, da bei entsprechend weitgehender, stufenweiser Vorwalzung
zum Schluß nur wenig Walzdurchgänge gemeinsam mit der Dicktenlehre erforderlich
sind, um die genaue Dickenveränderung über die Walz.gutlänge in stetiger Form, also
ohne jede Stufe zu erreichen. Die einzelnen Abstufungen der Vorwalzung müssen hierbei
natürlich immer über der glatt verlaufenden Linie veränderlicher Dicke des späteren
Fertiggutes liegen.
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Für den Zuschnitt des Ausgangswerkstoffes, besonders beim Blech, kann
von vornherein die größere Ausbreitung des Werkstoffes beim Walzen berücksichtigt
werden, die sich an dem Ende mit der geringer werdenden Dicke einstellt. Entsprechend
können die für das Auswalzen zugeschnittenen Bleche von vornherein an diesem Ende
(Walzeneinstoß) in der Walzenebene schmaler sein als am anderen Ende. Dadurch kann
sowohl an Werkstoff als auch an Formänderungsarbeit ge spart werden.
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Die Erfüllung des Erfindungszweckes einer in ihrem ununterbrochenen
Verlauf genau bemessenen Dickenänderung auf verhältnismäßig langer Walzstrecke kann
wesentlich gesichert werden, indem Vorsorge getroffen wird, d.aß die Diektenlehre
dort, wo sie bereits mit dem auf Lehrendicke gebrachten Walzgut in Berührung ist,
gegen eine Verschiebung in der Längs- und Querrichtung zum Walzgut geschützt wird.
Dies kann durch beliebig gestaltete Klemmstücke erfolgen, die das Einstoßende beider
Teile sogleich nach dem Walzendurchgang zueinander festlegen; ferner kann im fortschreitenden
Verlauf des Walzvorganges die ,gleiche Sicherung auch an den Seitenrändern vorgenommen
werden. Die Dicktenlehre kann auch an ihrem Einstoßende mit kurzen Zapfen versehen
sein, die in Löcher des Walzgutes fassen und so beide Enden zueinander festlegen.
Die Zapfen können so kurz bemessen sein, daß sie nicht über die Löcher des Walzgutes
vorstehen; dadurch ist die Verbindung beider Teile schon vor dem Walzeneinstoß möglich.
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Die Dicktenlehre kann je nach ihrer Länge und nach dem Unterschied
zwischen Anfangs-und Enddicke band- oder stabförmig gestaltet sein. Bei beiden Formen
kann die Dicktenlehre zum Auswalzen von Blechen beiderseits, also oben und unten,
vollkommen glatt sein. Es kann aber auch in die Seite, die mit dem Walzgut in Berührung
kommt, eine Profilierung eingeschnitten sein, die vom Walzgut durch den Preßdruck
der oberen Walze mit Werkstoff ausgefüllt wird. Dabei kann die Profilierung ununterbrochen
längs der Dicktenlehre gleich tief oder mit fortschreitender Abnahme der Blechdicke
entsprechend ebenfalls abnehmend tief verlaufen. Die Profilierung in der Dicktenlehre
kann aber auch nur stellenweise vorgesehen sein, so daß die sonst längs des Walzgutes
erzeugte Dickenminderung an bestimmten Einzelstellen unterbleibt, ja sogar an diesen
Stellen ein Anstauchen von Werkstoff über die Ausgangsdicke
des
Walzgutes hinaus erfolgt. Diese Profilierungen können bereits die endgültig am Fertigstück
gewünschte Form ergeben, besonders dann; wenn die Oberwalze eine dazu passende Profilierung
erhält. Es können aber auch lediglich Werkstoffverdickungen auf diese Weise erhalten
werden, die dann dem bestimmten Sonderzweck entsprechend weiterbearbeitet werden.
Ebenso lassen sich besonders sich stetig wiederholende Erhebungen oder Einbuchtungen
in dem keilförmig gewalzten Blech durch Profilierung lediglich der Oberwalze erzeugen.
Derartige Profilierungen werden ferner dann zweckmäßig sein, wenn es sich darum
handelt, die in einem späteren Profilumwalzungsvorgang nötige Sicherheit gegen Rißbildungen,
eine gewisse Neigung zum Umbiegen in die getvünschte Profilform beim Auswalzen scharfkantiger
Winkelprofile usw. zu schaffen..
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Da bei dem beschriebenen Walzverfahren jeweils nur eine Walze im Sinne
der Reckung des Walzgutes wirksam ist, kann es zweckmäßig sein, den Walzendurchmesser
klein zu halten, zumal die Ausbreitung des Walzgutes nach der Seite ohnehin nicht
erwünscht ist. Dabei ist zu berücksichtigen, daß die Strekkung des Walzgutes im
umgekehrten Verhältnis zum Walzendurchmesser steht. Um den Vorteil der wirksamen
Walzenfläche zweier gegeneinander arbeitender Walzen zu erhalten, kann hach einer
Weiterbildung des Erfindungsgedankens die Dicktenlehre in Bandform schrauben.linienartig
um eine der beiden Walzen ,geschlungen. sein, wobei natürlich beide Enden zweckentsprechend
an der Walze befestigt sind. Die obere (Gegen-) Walze wird hierbei zweckmäßig mit
ihrer Achse abweichend von der Unterwalze um den Steigungswinkel der Schraubenlinie
verschwenkt und in dieser Abweichung parallel verschiebbar eingerichtet, damit in
dem der Schraubenlinie folgenden Berührungspunkt beider Walzen die Achsen immer
senkrecht übereinanderstehen. Bei dieser Anordnung ist trotz der mit dem Walzgut
durchlaufenden Dicktenlehre die reckende Walzwirkung beider Walzen gesichert.
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Es können ferner Mittel vorgesehen werden, um für das Walzgut beim
Walzvorgang die günstigsten Verhältnisse hinsichtlich Temperatur, Änderung des Preßdruckes
bei größerer und .geringerer Dicke, Beeinflussung der Reibung zwischen Dicktenlehre
und Walzgutfläche u. dgl. zu schaffen. So wird z. B. bei der Verwendung von Elektron
als Walzgut entweder eine unmittelbare oder eine mittelbare Erwärmung durch geheizte
Walzen zweckmäßig oder notwendig sein.
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Die bereits angedeutete bevorzugte Verwendung der nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellten Bleche und Profile für den Flugzeugbau ermöglicht von vornherein
eine weitgehende Anpassung der Walzerzeugnisse an den Verwendungszweck, so daß sogar
daran gedacht werden kann, eine in Rücksicht auf die Streckung des Werkstoffes beim
Walzen allerdings in gewissen Grenzen bleiben-de stellenweise Verdickung stehenzulassen
z. B. als willkommene Verstärkung für Anschluß,stellen.
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Alle geschilderten Maßnahmen des neuen Verfahrens können ebensogut
an Walzgerüsten mit angetriebenen Walzen wie auch an solchen ohne Antrieb angewendet
werden. bei denen das Walzgut durch die Walzen hindurchgezogen wird. Die Entscheidung
für die eine oder andere Walzart wird je nach der Eignung oder dem Verhalten des
Gutes zu treffen sein.
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In den Zeichnungen zur Veranschaulichung des Erfindungsgegenstandes
bedeutet Fig. i eine schematische Skizze, in der a die Walzschablone und b das Walzgut
darstellt; c sind die Walzen, zwischen denen die beiden Teile a und b gemeinsam
durchlaufen.
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Fig. 2 zeigt bei gleicher Darstellungsweise wie Fig. i ein Walzgutblech
oder -band b, das bereits abschnittweise auf geringere Dicke vorgewalzt worden ist,
bevor es mit der Dicktenlehre oder der Schablone a wurde. In dieser Figur ist ferner
angedeutet, wie die Schablone a. mit dem Walzblech b unmittelbar am Einstoßende
verbunden wird, um eine Verschiebung der beiden Teile nach dem Walzendurchgang zu
verhüten. Die Schablone a hat zu diesem Zweck längs der Einstoßkante Löcher oder
Vertiefungen d, in die sich etwas Werkstoff von dem Walzblech b beim Durchgang der
Lochzone zwischen den Walzen einpreßt.
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Fig. 3 stellt im schematischen Grundriß die Anwendung eines Walzgutbleches
dar,. das am auslaufenden Ende verjüngt ist, um so die Ausbreitung des \;#ralzgutes
beim Durchwalzen auszunutzen. Vor der Walze c ist an dem bereits durchgewalzten
Einstoßende gezeigt, wie längs der Einstoßkante mehrere zur Verbindung der Schablone
mit dem Walzblech dienende Löcher d in der Schablone a vorgesehen: sind,
in die der Werkstoff des Walzbleches teilweise hineingedrückt ist. Diese Verbindung
dient besonders dazu, eine Längsverschiebung zwischen der Schablone und dem Walzblech
zu verhindern. Die in dieser Figur gleichfalls dargestellten Klammern e an den Seitenkanten:,
die mit fortschreitendem Walzvorgang wiederholt angesetzt werden, dienen .gleichfalls
dazu, die beiden Teile a und b vor Verschiebungen, und zwar besonders in der Querrichtung
zu schützen und die Teile im allgemeinen zusammenzuhalten.
Fig.4
ist eine schaubildliche Darstellung der Dicktenlehre oder der Schablone a, die hier
mit Längsprofilrippen (versehen ist, um gleichzeitig mit der Verjüngung des Walzbleches
b in der Längsrichtung auch Kerbrinnen J einzuwalzen, die ein Aufteilen der Blcclibaliii
in Längsbänder 1r. und deren Umformung in Profile i erleichtern.
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In Fig. 5 ist schematisch im waagerechten Schnitt ein .winklig zueinander
stehendes Walzenpaar veranschaulicht, dessen Untertvalze c mit normaler Oberfläche
an dem Walzgut arbeitet, während die Oberwalze l, eine spiralig heru@nigelegte Bandlehre
oder Schablone l trägt, die an ihren beiden Endeis auf der Walze k festgemacht ist.
Das Walzgut in Form eines Blechbandes na wird an dem mit dem dünneren Teil der Schablone
Z bewickelten Walzenende bei <-i eingeführt und entsprechend dein Walzendruck
planmäßig und gleichzeitig mit fortschreitendem Walzendurchgang zu der Ausgangsstelle
B verschoben. Im gleichen Arbeitsgang rückt die Oberwalze k planmäßig von rechts
nach links in die in der Fig. 5 dargestellte Lage.
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Fig. 6 zeigt die Schablone a mit Vertiefungen il, versehen, die so
bemessen sind, daß im Walzgut in bestimmten Abständen gl; ichmäßig dicke Erhöhungen
o stehenbleiben, die als Befestigungslappen für die aus dem Blech abnehmender Dicke
Herauszuschneidenden Längsbänder oder die daraus gebildeten Profile dienen können.
Als Beispiel sind ferner in der Fig. e) an der Unterseite des Walzbleches Vertiefungen
p dargestellt, die durch Erhöhungen q der Walze c gebildet werden. Die Anordnung
könnte auch umgekehrt getroffen sein, indem durch Vertiefungen in der Walze c Erhöhungen
o am Walzblech und ferner durch Erhöhungen in der Schablone a. Vertiefungen p ins
Walzgut gebildet werden. Die Gestalt solcher Erhöhungen und Vertiefungen ebenso
wie von Profilierungen entsprechend Fi.g. a. kann verschiedenartig sein; sie richtet
sich im wesentlichen nach den Bedürfnissen für die spätere Bildung von Profilen
aus dem Walzblech und natürlich auch nach den -Möglichkeiten der Formung im Walzverfahren
in einem oder mehreren Walzdurchgängen.