EP0587995A1 - Rollensatz mit zumindest zwei Umlenkrollen für die S-förmige Umlenkung dünner Metallbänder - Google Patents

Rollensatz mit zumindest zwei Umlenkrollen für die S-förmige Umlenkung dünner Metallbänder Download PDF

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EP0587995A1
EP0587995A1 EP93108722A EP93108722A EP0587995A1 EP 0587995 A1 EP0587995 A1 EP 0587995A1 EP 93108722 A EP93108722 A EP 93108722A EP 93108722 A EP93108722 A EP 93108722A EP 0587995 A1 EP0587995 A1 EP 0587995A1
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deflection
rollers
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deflection rollers
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Andreas Dr. Dipl.-Ing. Noé
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    • B21B2015/0071—Levelling the rolled product

Definitions

  • the invention relates to a roller set with at least two deflection rollers for the S-shaped deflection of thin metal strips, in particular metal strips with a strip thickness of up to 1 mm.
  • Straightening processes such as tension stretching and stretch bending straightening are known for leveling metal strips. Although these straightening processes are relatively advanced, light center bowls or edge shafts sometimes have to be accepted after leveling. These residual unevenness results from transverse stresses distributed unevenly over the bandwidth, which are superimposed on the tensile stresses in the longitudinal direction of the strip. The smaller the strip thickness and the modulus of elasticity of the metal strip in question, the greater the risk of residual unevenness.
  • the invention has for its object to provide a roller set of the embodiment described above, with which in the course of leveling metal strips edge shafts or center bowls can be significantly reduced or eliminated entirely.
  • Edge waves or center dishes that exist in the metal strip in question due to the length differences of individual metal strip strips over the strip width can thus be reduced or completely eliminated. Because with a convex outer curvature of the guide roller, the middle of the belt is overstretched and edge waves are eliminated in this way, while with a concave inner curvature of the guide roller, the transverse stresses that otherwise build up from the belt edges towards the center of the belt, i.e. the belt center area is now lengthened like the belt areas, so that center bowls no longer occur. You can always in the middle or edge areas of each Build up higher metal tensile stresses and apply the tensile stresses required for leveling to the strip edge areas as well as the strip center area.
  • the two deflection rollers are designed as a tension roller set - with a driven pull roller and brake roller - and between the two deflection rollers a tensile stretch is built in order to level metal strips which are particularly sensitive to surface, for example for lithographic Purposes.
  • the aim here is to avoid stretch-bending straightening to level the metal strips in order to avoid surface damage.
  • deflecting rollers form two sets of tensioning rollers and a cold rolling mill and / or a stretch-bending leveling mill is arranged between the two tensioning rollers and braking rollers, with at least the one that is immediately upstream and immediately downstream of the cold rolling mill or stretch-bending leveling tower
  • Deflection roller has a convex to concave adjustable roller jacket. In these cases, similar effects are achieved in cold rolling and stretch bending straightening as in tension stretching.
  • the roller diameter of the adjustable deflection rollers is at least 250 mm, while the wrap angle is at least 90 ° and preferably greater than 150 °.
  • the respective deflecting roller with a convex to concave adjustable roller jacket has a pressure chamber arranged between the roller jacket and the roller core with a pressure medium supply for a hydraulic or pneumatic pressure medium, and the concave inner curvature is formed by negative pre-grinding in the depressurized state.
  • the pressure medium supply can have an axial rotary feedthrough in one of the two loader pins of the respective deflection roller and the pressure chamber can have a ventilation hole.
  • vent hole is only required for the first time filling the pressure chamber with the pressure medium.
  • the figures show a set of rollers with at least two deflection rollers 1, 2 for the S-shaped deflection of thin metal strips 3, in particular of metal strips with a strip thickness of up to 1 mm and a strip width of more than 800 mm.
  • At least one of the two deflection rollers 1 or 2 has a roller jacket 6 that can be adjusted between a convex outer curvature 4 and a concave inner curvature 5, the respective one Metal strip 3 is guided around the adjustable deflection roller with a wrap angle of at least 90 °, preferably more than 150 °.
  • the two deflection rollers 1, 2 can be designed as a tension roller set with a driven pull roller 1 and brake roller 2. In this case, a tensile stretch Z is set up between the two deflection rollers 1, 2.
  • deflecting rollers 1, 2, 7, 8 form two sets of tensioning rollers, a cold-rolling stand 9 or a straightening-bending stand 10 being arranged between the two tensioning roller sets 1, 7 and 2, 8 forming brake rollers.
  • At least the deflecting roller 1, 2 which is immediately upstream and immediately downstream of the cold rolling stand 9 or the stretch bending stand 10 has a roller jacket 6 which can be adjusted from convex to concave.
  • All deflecting rollers 1, 2, 7, 8 or pairs of rollers can always have a roller jacket 6 which can be adjusted from convex to concave.
  • the deflection rollers 1, 7 and 2, 8 are arranged vertically one above the other in pairs, according to FIG. 3 arranged horizontally next to one another.
  • the roller diameters 1, 2 and 7, 8 of the adjustable deflection rollers are at least 250 mm, so that, taking into account a wrap angle of more than 90 ° and in particular more than 150 °, sufficiently high plastic deformations can be achieved in either the belt edge area or the belt center area.
  • FIG. 4 shows a deflection roller 1 with a roller jacket 6 which can be adjusted from convex to concave and which, between the roller jacket 6 and the roller core 11, has a pressure chamber 12 with a pressure medium supply 13 for a hydraulic or pneumatic pressure medium, the concave inner curvature 5 being in a depressurized state is formed by a negative pre-grinding.
  • the pressure medium supply 13 has an axial rotary feedthrough 14 in one of the two bearing journals 15 of the respective deflection roller 1 and the pressure chamber 12 has a ventilation hole 16 for the initial filling.

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Abstract

Es handelt sich um einen Rollensatz (1,2;1,7,2,8) mit zumindest zwei Umlenkrollen (1,2;1,7,2,8) für die S-förmige Umlenkung dünner Metallbänder (3). Eine der beiden Umlenkrollen weist einen zwischen einer konvexen Außenwölbung (4) und einer konkaven Innenwölbung (5) einstellbaren Rollenmantel (6) auf, um höhere plastische Verformungen entweder in den Bandrandbereichen oder der Bandmitte des durchlaufenden Metallbandes (3) im Zuge seiner Planierung einstellen zu können. Dazu wird das Metallband um die einstellbare Umlenkrolle überdies mit einem Umschlingungswinkel von mindestens 90° geführt. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Rollensatz mit zumindest zwei Umlenkrollen für die S-förmige Umlenkung dünner Metallbänder, insbesondere von Metallbändern mit einer Banddicke bis zu 1 mm.
  • Zum Planieren von Metallbändern kennt man solche Richtverfahren wie das Zugrecken und das Streckbiegerichten. Obwohl diese Richtverfahren verhältnismäßig weit fortentwickelt sind, müssen heute zuweilen noch leichte Mittenschüsseln oder Randwellen nach dem Planieren in Kauf genommen werden. Diese Restunplanheiten resultieren aus über der Bandbreite ungleichmäßig verteilten Querspannungen, welche den Zugspannungen in Bandlängsrichtung überlagert sind. Je geringer die Banddicke und der Elastizitätsmodul des betreffenden Metallbandes sind, um so größer ist das Risiko von Restunplanheiten.
  • Ähnliches gilt für das Kaltwalzen, insbesondere für das Nachwalzen bzw. Dressierwalzen. Aufgrund einer Durchbiegung der Walzen infolge der Walzkraft und weil das Eingangsdickenprofil der Metallbänder regelmäßig nicht rechteckförmig ist, kommt es zu ungleichmäßigen Verformungen im Walzspalt über die Bandbreite und damit zu Welligkeiten nach dem Kaltwalzen. Zwar wird häufig eine Korrektur der Walzspaltgeometrie versucht, jedoch lassen sich die angesprochenen Welligkeiten regelmäßig nicht vermeiden. Tatsächlich hängt nämlich die Verformung im Walzspalt nicht nur von der Walzkraftverteilung, sondern auch von der Zugspannungsverteilung über die Bandbreite ab.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rollensatz der eingangs beschriebenen Ausführungsform zu schaffen, mit dem sich im Zuge des Planierens von Metallbändern Randwellen oder Mittenschüsseln in erheblichem Maße verringern oder ganz eliminieren lassen.
  • Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Rollensatz dadurch, daß zumindest eine der beiden Umlenkrollen einen zwischen einer konvexen Außenwölbung und einer konkaven Innenwölbung einstellbaren Rollenmantel aufweist und das jeweilige Metallband um die einstellbare Umlenkrolle mit einem vorgegebenen Umschlingungswinkel geführt ist. - Diese Maßnahmen der Erfindung haben zur Folge, daß sich bei einem durchlaufenden Metallband und konvexer Außenwölbung an zumindest einer der beiden Umlenkrollen eine Zugspannungskonzentration in der Bandmitte und bei konkaver Innenwölbung eine Zugspannungskonzentration in den Randzonen einstellt. Aus den Zugspannungskonzentrationen resultieren örtlich höhere plastische Verformungen. Somit können Randwellen oder Mittenschüsseln, die in dem betreffenden Metallband aufgrund von Längenunterschieden einzelner Metallbandstreifen über die Bandbreite bestehen, verringert oder ganz eliminiert werden. Denn bei konvexer Außenkrümmung der Umlenkrolle wird die Bandmitte überdehnt und werden auf diese Weise Randwellen eliminiert, während bei einer konkaven Innenwölbung der Umlenkrolle die sich sonst von den Bandrändern zur Bandmitte hin aufbauenden Querspannungen kompensiert werden, also der Bandmittenbereich nunmehr wie die Bandbereiche gelängt wird, so daß nicht länger Mittenschüsseln auftreten. Stets lassen sich in dem Mittenbereich oder Randbereichen des jeweiligen Metallbandes höhere Zugspannungen aufbauen und die Bandrandbereiche ebenso wie der Bandmittenbereich mit den zum Planieren jeweils erforderlichen Zugspannungen beaufschlagen.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung, der selbständige Bedeutung zukommt, ist vorgesehen, daß die beiden Umlenkrollen als Spannrollensatz - mit angetriebener Zugrolle und Bremsrolle - ausgebildet sind und zwischen den beiden Umlenkrollen eine Zugreckstrecke aufgebaut ist, um besonders oberflächenempfindliche Metallbänder zu planieren, die beispielsweise für lithographische Zwecke bestimmt sind. Hier ist man bestrebt, auf ein Streckbiegerichten zum Planieren der Metallbänder zu verzichten, um Oberflächenschäden zu vermeiden. Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung mit selbständiger Bedeutung ist vorgesehen, daß vier Umlenkrollen zwei Spannrollensätze bilden und zwischen den beiden Zugrollen und Bremsrollen bildenden Spannrollensätzen ein Kaltwalzgerüst und/oder ein Streckbiegerichtgerüst angeordnet ist, wobei zumindest die dem Kaltwalzgerüst bzw. Streckbiegerichtgerüst unmittelbar vorgeordnete und unmittelbar nachgeordnete Umlenkrolle einen konvex bis konkav einstellbaren Rollenmantel aufweist. In diesen Fällen werden ähnliche Effekte beim Kaltwalzen und Streckbiegerichten wie beim Zugrecken erreicht. Durch gezielte Zugspannungskonzentrationen entweder im Bandmittenbereich oder in den Bandrandbereichen werden infolge einer höheren plastischen Verformung größere Streckgrade nicht nur beim Zugrecken, sondern auch beim Streckbiegerichten und eine größere Dickenreduzierung beim Kaltwalzen erzielt, um eben Randwellen oder Mittenschüsseln zu eliminieren. Stets können sämtliche Umlenkrollen bzw. Rollenpaare einen konvex bis konkav einstellbaren Rollenmantel aufweisen, um die beschriebenen Effekte zu verstärken. Die Umlenkrollen sind beispielsweise bei Zwischenschaltung eines Kaltwalzgerüstes paarweise vertikal übereinander und bei Zwischenschaltung eines Streckbiegerichtgerüstes horizontal nebeneinander angeordnet. Um besonders ausgeprägte höhere plastische Verformungen im Bandmittenbereich oder in den Bandrandbereichen zu erreichen, beträgt der Rollendurchmesser der einstellbaren Umlenkrollen mindestens 250 mm, während der Umschlingungswinkel mindestens 90° und vorzugsweise größer als 150° ist.
  • Weiter lehrt die Erfindung, daß die jeweilige Umlenkrolle mit einem konvex bis konkav einstellbaren Rollenmantel eine zwischen dem Rollenmantel und dem Rollenkern angeordnete Druckkammer mit einer Druckmittelzuführung für ein hydraulisches oder pneumatisches Druckmittel aufweist und die konkave Innenwölbung bei drucklosem Zustand durch einen negativen Vorschliff gebildet ist. Dabei kann die Druckmittelzuführung eine axiale Drehdurchführung in einem der beiden Laderzapfen der jeweiligen Umlenkrolle und die Druckkammer eine Entlüftungsbohrung aufweisen. Bei geeigneter Wahl der Innenkontur des Rollenmantels erzielt man eine parabelähnliche Außenwölbung des Rollenmantels. Durch den negativen Vorschliff läßt sich eine parabelförmige Innenwölbung erreichen, so daß die Balligkeit der betreffenden Umlenkrollen bzw. ihres Rollenmantels in vorgegebenen Grenzen positiv oder negativ einstellbar ist. Die Entlüftungsbohrung ist im übrigen lediglich zum erstmaligen Füllen der Druckkammer mit dem Druckmittel erforderlich.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:
    • Fig. 1
    einen erfindungsgemäßen Rollensatz in der Ausführungsform eines Spannrollensatzes mit zwischen den beiden Umlenkrollen gebildeter Zugreckstrecke,
    Fig. 2
    zwei erfindungsgemäße Rollensätze in der Ausführungsform von Spannrollensätzen mit einem zwischengeschalteten Kaltwalzgerüst,
    Fig. 3
    zwei erfindungsgemäße Rollensätze in der Ausführungsform von Spannrollensätzen mit einem zwischengeschaltetem Streckbiegerichtgerüst,
    Fig. 4
    eine einstellbare Umlenkrolle nach der Erfindung im Axialschnitt und
    Fig. 5
    ausschnittsweise den Gegenstand nach Fig. 1 mit konvexer Außenwölbung nach a), konkaver Innenwölbung nach b) und dem möglichen Arbeitsbereich durch die Kombination von a) und b).
  • In den Figuren ist ein Rollensatz mit zumindest zwei Umlenkrollen 1, 2 für die S-förmige Umlenkung dünner Metallbänder 3, insbesondere von Metallbändern mit einer Banddicke bis zu 1 mm und einer Bandbreite von mehr als 800 mm dargestellt. Zumindest eine der beiden Umlenkrollen 1 oder 2 weist einen zwischen einer konvexen Außenwölbung 4 einer konkaven Innenwölbung 5 einstellbaren Rollenmantel 6 auf, wobei das jeweilige Metallband 3 um die einstellbare Umlenkrolle mit einem Umschlingungswinkel von mindestens 90°, vorzugsweise mehr als 150° geführt ist.
  • Nach Fig. 1 können die beiden Umlenkrollen 1, 2 als Spannrollensatz mit angetriebener Zugrolle 1 und Bremsrolle 2 ausgebildet sein. In diesem Fall ist zwischen den beiden Umlenkrollen 1, 2 eine Zugreckstrecke Z aufgebaut.
  • Nach den Figuren 2 und 3 bilden vier Umlenkrollen 1, 2, 7, 8 zwei Spannrollensätze, wobei zwischen den beiden Zugrollen und Bremsrollen bildenden Spannrollensätzen 1, 7 und 2, 8 ein Kaltwalzgerüst 9 oder ein Streckbiegerichtgerüst 10 angeordnet ist. Zumindest die dem Kaltwalzgerüst 9 oder dem Streckbiegegerüst 10 unmittelbar vorgeordnete und unmittelbar nachgeordnete Umlenkrolle 1, 2 weist einen konvex bis konkav einstellbaren Rollenmantel 6 auf.
  • Stets können sämtliche Umlenkrollen 1, 2, 7, 8 bzw. Rollenpaare einen konvex bis konkav einstellbaren Rollenmantel 6 besitzen. Nach Fig. 2 sind die Umlenkrollen 1, 7 und 2, 8 paarweise verikal übereinander angeordnet, nach Fig. 3 paarweise horizontal nebeneinander angeordnet. Die Rollendurchmesser 1, 2 bzw. 7, 8 der einstellbaren Umlenkrollen betragen mindestens 250 mm, damit unter Berücksichtigung eines Umschlingungswinkels von mehr als 90° und insbesondere mehr als 150° hinreichend hohe plastische Verformungen in entweder den Bandrandbereich oder dem Bandmittenbereich erzielt werden können.
  • In Fig. 4 ist eine Umlenkrolle 1 mit einem konvex bis konkav einstellbaren Rollenmantel 6 dargestellt, die zwischen dem Rollenmantel 6 und dem Rollenkern 11 eine Druckkammer 12 mit einer Druckmittelzuführung 13 für ein hydraulisches oder pneumatisches Druckmittel aufweist, wobei die konkave Innenwölbung 5 bei drucklosem Zustand durch einen negativen Vorschliff gebildet ist. Die Druckmittelzuführung 13 weist eine axiale Drehdurchführung 14 in einem der beiden Lagerzapfen 15 der jeweiligen Umlenkrolle 1 und die Druckkammer 12 eine Entlüftungsbohrung 16 für die Erstfüllung auf.

Claims (9)

  1. Rollensatz mit zumindest zwei Umlenkrollen für die S-förmige Umlenkung dünner Metallbänder, insbesondere von Metallbändern mit einer Banddicke bis zu 1 mm, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der beiden Umlenkrollen (1, 2) einen zwischen einer konvexen Außenwölbung (4) und einer konkaven Innenwölbung (5) einstellbaren Rollenmantel (6) aufweist und das jeweilige Metallband (3) um die einstellbare Umlenkrolle mit einem vorgegebenen Umschlingungswinkel geführt ist.
  2. Rollensatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Umlenkrollen (1, 2) als Spannrollensatz ausgebildet sind und zwischen den beiden Umlenkrollen eine Zugreckstrecke (Z) aufgebaut ist.
  3. Rollensatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vier Umlenkrollen (1, 2, 7, 8) zwei Spannrollensätze bilden und zwischen den beiden Spannrollensätzen (1, 7 und 2, 8) ein Kaltwalzgerüst (9) und/oder Streckbiegerichtgerüst (10) angeordnet ist, wobei zumindest die dem Kaltwalzgerüst (9) bzw. Streckbiegerichtgerüst (10) unmittelbar vorgeordnete und unmittelbar nachgeordnete Umlenkrolle (1, 2) einen konvex bis konkav einstellbaren Rollenmantel (6) aufweist.
  4. Rollensatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß stets sämtliche Umlenkrollen (1, 2, 7, 8) bzw. Rollenpaare einen konvex bis konkav einstellbaren Rollenmantel (6) aufweisen.
  5. Rollensatz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkrollen (1, 7 und 2, 8) paarweise vertikal übereinander oder horizontal nebeneinander angeordnet sind.
  6. Rollensatz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollendurchmesser der einstellbaren Umlenkrollen (1, 2, 7, 8) mindestens 250 mm beträgt.
  7. Rollensatz nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschlingungswinkel mindestens 90° und vorzugsweise größer als 150° ist.
  8. Rollensatz nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Umlenkrolle (1) mit einem konvex bis konkav einstellbaren Rollenmantel (6) eine zwischen dem Rollenmantel (6) und dem Rollenkern (11) angeordnete Druckkammer (12) mit einer Druckmittelzuführung (13) für ein hydraulisches oder pneumatisches Druckmittel aufweist und die konkave Innenwölbung (5) bei drucklosem Zustand durch einen negativen Vorschliff gebildet ist.
  9. Rollensatz nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelzuführung (13) eine axiale Drehdurchführung (14) in einem der beiden Lagerzapfen (15) der jeweiligen Umlenkrolle (1) und die Druckkammer (12) eine Entlüftungbohrung (16) aufweist.
EP93108722A 1992-09-10 1993-05-29 Rollensatz mit zumindest zwei Umlenkrollen für die S-förmige Umlenkung dünner Metallbänder Expired - Lifetime EP0587995B1 (de)

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DE4230243A DE4230243C1 (de) 1992-09-10 1992-09-10 Rollensatz für die S-förmige Umlenkung zu planierender dünner Metallbänder

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DE (1) DE4230243C1 (de)

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