EP2497582B1 - Rollenumformeinrichtung zum Umformen eines bandförmigen Metallmaterials - Google Patents

Rollenumformeinrichtung zum Umformen eines bandförmigen Metallmaterials Download PDF

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EP2497582B1
EP2497582B1 EP12152087.8A EP12152087A EP2497582B1 EP 2497582 B1 EP2497582 B1 EP 2497582B1 EP 12152087 A EP12152087 A EP 12152087A EP 2497582 B1 EP2497582 B1 EP 2497582B1
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EP
European Patent Office
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roller
forming
counter
elements
rolling device
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EP12152087.8A
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Christoph Wiedner
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Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H8/00—Rolling metal of indefinite length in repetitive shapes specially designed for the manufacture of particular objects, e.g. checkered sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D17/00—Forming single grooves in sheet metal or tubular or hollow articles
    • B21D17/04—Forming single grooves in sheet metal or tubular or hollow articles by rolling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H8/00—Rolling metal of indefinite length in repetitive shapes specially designed for the manufacture of particular objects, e.g. checkered sheets
    • B21H8/02—Rolls of special shape

Definitions

  • the invention relates to a Rollenumform adopted for reshaping or marking a provided with geometric elements, in particular holes, material according to the preamble of claim 1 (see, for example US-A-4,233,833 ).
  • a roller-forming device is formed with at least one forming roller and at least one counter-element, in particular a counter-roller or a counter table, wherein between the forming roller and the counter-element, a roll gap is formed for passing the material, and wherein the forming roller has on its outer surface an impression structure, the Passing through the material through the nip on the material forms.
  • the further geometric elements produced by the sheet metal forming press undergo the downstream roll forming system. Under certain circumstances, this can result in the further geometric elements being deformed by the subsequent forming operation on the roll forming system.
  • this process chain can limit the freedom of geometry for the additional geometric elements to be introduced, since the further geometric elements for unimpeded passage require corresponding free spaces in the subsequent roller sets on the roll forming system, which is not always possible.
  • the object of the invention is to provide a Rollenumform adopted for forming an elongated metal material, which provides a particularly large amount of freedom geometry available and which allows it in a particularly simple and reliable way to form geometric elements such as embossing, bags, etc. particularly precise.
  • a roller forming device for reshaping or marking a material provided with geometric elements is characterized in that the forming roller is drive-free and has entrainment elements for engagement with the geometric elements, in particular for engagement in the geometric elements of the material passing through the roller gap.
  • a first basic idea of the invention can be seen not to produce the further geometric elements by means of the sheet metal forming press, but to introduce them by a rolling process which can be carried out on a roll forming machine following the sheet metal forming press.
  • this method allows the further geometry elements to be introduced only after the forming steps which would produce a deformation of these elements, so that the further geometric elements can be shaped particularly precisely with a particularly high freedom of geometry.
  • the invention has further recognized that introducing the further geometric elements by means of a driven forming roller running at a constant rotational speed may under certain circumstances bring about an unsatisfactory result.
  • a fluctuating elongation and resulting deviation in the desired rail length is often corrected by an adjustment of the feed to the press, which can lead to variations in the distance of the holes to each other. If in this case a constant rotational speed were used, the variations in the spacing of the holes would lead to an undesired displacement of the further geometric elements to the holes.
  • the invention teaches to provide a drive-free, that is not provided with a drive Umformrolle having driver elements that can engage the first geometric elements, ie in particular the holes, so that the forming roller entrained by the holes in the metal material becomes.
  • the driver elements bring about by contact between the driver element and the trailing edge in the rolling direction of the respective hole a rotation of the entire forming roller according to the passage speed of the material.
  • a mechanical synchronization of the forming roller with the previously introduced hole pattern is realized in a particularly simple manner, which reliably ensures a defined position of the introduced further geometric element to an edge of the hole, without a complex measurement and control technology is required.
  • a plurality of rollers designed according to the invention can also be provided, which can then each interact with a counter-roller.
  • the material may in particular be a metallic material, a flat material and / or a strip material, preferably a sheet metal strip.
  • the driver elements are expediently pin-shaped.
  • the roller forming device is used for reshaping a material provided with a multiplicity of identical geometric elements.
  • the geometric elements are preferably arranged at least approximately equidistantly on the material.
  • the geometry elements may preferably be holes, in particular elongated holes, which extend in the rolling direction.
  • the features may be e.g. also superscript tabs, lateral recesses or notches, be sharp-edged pockets or folds.
  • the invention can advantageously be used in any application in which a subsequent introduction of not freely positionable further geometric elements in a band-shaped material is required, in which a previous process step has already introduced first geometric elements at which catch the inventive forming roller on the driver elements and can synchronize.
  • the driver elements are provided according to the invention in addition to the impression structure. According to the invention, the material provided with the first geometric elements is fed to the roll-converting device, where it is then provided with the further geometric elements by the impression structure.
  • the driver elements are arranged on the lateral surface of the forming roller. This makes it possible, with the forming roller in the areas which are located between the first geometric elements to form further geometric elements.
  • the counter element is a counter-roller and that the counter-roller has at least one recess for the driver elements. As a result, reliable operation is possible even with very long driver elements.
  • a further preferred embodiment of the invention is that the counter-element is a counter-roller and that the counter-roller is mechanically coupled to the forming roller, so that a rotation of the forming roller causes a rotation of the counter-roller.
  • a coupling can be realized for example via gears which are mounted on the front side of the two rollers.
  • the counter-element may be a counter-roller and for the counter-roller to have on its lateral surface an impression structure which, as the material passes through the roller gap, molds it onto the material.
  • geometry elements can be introduced on the material from both sides, so that the freedom of geometry is further increased.
  • the forming roller has at least one passage angle position, in which the forming roller, in particular on its impression structure and on its driver elements, is spaced from the material passing through the roll gap. In this passage angle position, the forming roller is located neither on their impression structure nor on their driver elements in contact with the material passing through.
  • Such a configuration of the forming roller makes it possible to stop or at least slow down the roll rotation in a second manner while the material continues to be moved through the roll gap at a continuous feed rate.
  • the roll forming device according to the invention can also be advantageously used in materials in which the spacings of the first geometric elements, ie in particular the hole spacings, vary over time.
  • a passage angle position in which the forming roller is spaced from the material passing through the nip, can be provided, for example, in that the driver elements are smaller in dimension in the rolling direction than the hole length.
  • a passage of the material relative to the roller may be possible when the driver elements are in the hole, ie in the time interval in which the driver element travels in the hole through the hole.
  • the passage angle position can also be achieved by a sufficiently large Angular spacing of adjacent projections on the lateral surface of the forming roll can be realized.
  • a brake is provided for braking the forming roller.
  • Such a brake can ensure, for example, that the Umformrolle brakes after the unthreading of a driver element from a hole and / or upon reaching the passage angle position continues to rotate unabated due to their inertia, so that, for example, an uncontrolled striking the subsequent driver element in the hole and / or an unwanted premature Intervention of the subsequent impression structure can be prevented.
  • a further preferred embodiment of the invention is that at least one of the driver elements has at its tip a friction reducer for reducing the friction between the driver element and the material.
  • the friction reducer may, for example, comprise at least one sliding element or at least one roller.
  • the forming roller is designed in several parts with at least one first roller part, on which at least a part of the impression structure is arranged, and with at least one second roller part, on which at least a part of the driver elements is arranged, wherein the first roller part and the second roller part are rotatable relative to each other.
  • the two roller parts can be rotated relative to one another about the axis of rotation of the forming roller.
  • the two roller parts may in particular be disc-shaped.
  • the forming roller can also have more than two relatively rotatable roller parts.
  • the invention also relates to a device for forming a material, comprising a device, in particular a press, for introducing geometric elements into the material, and a roller-forming device according to the invention for reshaping the material provided with the geometric elements.
  • the press may be a punch press.
  • the roll forming device according to the invention is downstream of the punch press process.
  • the Rollenumform nails may also have other forming rollers, in particular bending rollers, and be part of a roll forming.
  • the inventive device is preferably used for the production of installation rails.
  • the invention may also comprise a forming arrangement consisting of a material provided with geometric elements according to the invention and the roll forming device according to the invention for forming the material provided with the geometric elements.
  • FIG. 1 The apparatus comprises a straightening machine 80, a press 81 for introducing a plurality of similar geometry elements 7, in particular holes, into the material 6, a roll forming device 82 according to the invention and a separating device 83 for cutting the material 6 to length on.
  • the leveler 80, the press 81, the Rollenumform Sk 82 and the separator 83 are arranged in this order processively behind each other and are run through by the material 6 in this order.
  • a roll conversion device for example for use in a device according to FIG. 1 is in the FIGS. 2 and 3 shown, wherein the Rollenumform Stud not only the rollers shown but also other roles, in particular bending rollers may have.
  • the in the FIGS. 2 and 3 shown Rollenumform driving has a forming roller 5, which is rotatable about a rotation axis 21. Further, the Rollenumform engaged on a counter-roller 12, which corresponds to the structure of the required forming pressure with the forming roller 5, and which is rotatable about a parallel to the axis of rotation 21 of the forming roller extending axis of rotation. Between the forming roller 5 and the counter-roller 12, a roller gap 20 is formed, through which the band-shaped material 6 is passed.
  • the forming roller 5 is formed in three parts and has two disc-shaped first roller parts 1, 1 'and between the roller parts 1, 1' arranged disc-shaped second roller part 2.
  • the counter-roller 12 has in its outer surface an annular groove-shaped recess 13 which corresponds to the driver elements 3.
  • 20 engage in the region of the nip 20 driver elements 3 of the forming roller 5 formed as a hole geometry elements 7 of the band-shaped material 6 a.
  • the material 6 is moved in the rolling direction 30 through the nip 20, so drag in the rolling direction 30 trailing edges 10 of the holes 7 with the driver elements 3, whereby the forming roller 5 is offset in a synchronized with the hole pattern rotation about the rotation axis 21.
  • the impression structure 4 located on the forming roller 5 brings the desired further geometric elements 9 to a constant and defined position relative to the edge 10 of the hole 7 trailing in the rolling direction.
  • the forming roller 5 is designed so that at certain passage angle positions with respect to the rotation axis 21 no contact between the forming roller 5 and the band-shaped material 6, so that the rotation of the forming roller 5 can be intermittently slower or stop around the axis of rotation 21, while the Material continuously in the rolling direction 30 continues.
  • the slowed or stopped rotation on the one hand enables a compensation of possible fluctuations in the spacing of the geometry elements 7 formed as holes, and on the other hand makes it possible to bridge the smaller thickness of the driver elements 3 compared to the hole length.
  • the individual roller parts 1, 1 ', 2 are made rotatable relative to each other about the axis of rotation 21, so that the angular position of the impression structure 4 relative to the driver elements 3 and thus the position of the second geometry elements 9 formed by the forming roller 5 is variable relative to the first geometry elements 7 formed as holes.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Rollenumformeinrichtung zum Umformen oder Markieren eines mit Geometrieelementen, insbesondere Löchern, versehenen Materials gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (siehe z.B. US-A-4 233 833 ). Eine solche Rollenumformeinrichtung ist ausgebildet mit zumindest einer Umformrolle und zumindest einem Gegenelement, insbesondere einer Gegenrolle oder einem Gegentisch, wobei zwischen der Umformrolle und dem Gegenelement ein Walzspalt zum Durchführen des Materials ausgebildet ist, und wobei die Umformrolle auf ihrer Mantelfläche eine Abformstruktur aufweist, die beim Durchlaufen des Materials durch den Walzspalt auf das Material abformt.
  • Die Fertigung von Installationsschienen erfolgt nach dem Stand der Technik typischerweise in der Prozessfolge: 1. Bandrichten in einer Richtmaschine, 2. Stanzen von als Löchern ausgebildeten Geometrieelementen und gegebenenfalls Einbringung von weiteren Geometrieelementen wie Prägungen, Taschen etc., die eine definierte Position in Bezug auf das Lochbild haben müssen auf einer mechanischen oder hydraulischen Blechumformpresse, 3. Walzprofilieren des gelochten Bandes zu einer Schiene auf einer Walzprofilieranlage und 4. Ablängen der Schiene in der gewünschten Länge auf einer mitlaufenden Trennvorrichtung.
  • Bei dieser Prozessfolge durchlaufen die von der Blechumformpresse erzeugten weiteren Geometrieelemente die nachgeordnete Walzprofilieranlage. Dies kann unter Umständen zur Folge haben, dass die weiteren Geometrieelemente durch die nachfolgende Umformoperation auf der Walzprofilieranlage deformiert werden. Darüber hinaus kann diese Prozesskette die Geometriefreiheit für die einzubringenden weiteren Geometrieelemente einschränken, da die weiteren Geometrieelemente zum ungehinderten Durchtritt entsprechende Freiräume in den nachfolgenden Rollensätzen auf der Walzprofilieranlage erfordern, was nicht immer möglich ist.
  • Auch ist es bekannt, Strukturen auf ein Bandmaterial aufzurollen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rollenumformeinrichtung zum Umformen eines länglichen Metallmaterials anzugeben, welche eine besonders grosse Geometriefreiheit zur Verfügung stellt und welche es in besonders einfacher und zuverlässiger Weise erlaubt, Geometrieelemente wie Prägungen, Taschen etc. besonders präzise anzuformen.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine Rollenumformeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Eine erfindungsgemässe Rollenumformeinrichtung zum Umformen oder Markieren eines mit Geometrieelementen versehenen Materials ist dadurch gekennzeichnet, dass die Umformrolle antriebsfrei ist und Mitnehmerelemente für einen Eingriff mit den Geometrieelementen, insbesondere für einen Eingriff in die Geometrieelemente, des durch den Walzspalt hindurch laufenden Materials aufweist.
  • Ein erster Grundgedanke der Erfindung kann darin gesehen werden, die weiteren Geometrieelemente nicht mittels der Blechumformpresse zu erzeugen, sondern diese durch einen Rollprozess einzubringen, der auf einer der Blechumformpresse nachgeordneten Walzprofilieranlage durchgeführt werden kann. Insbesondere ermöglicht es diese Verfahrensführung, die weiteren Geometrieelemente erst im Anschluss an die Umformschritte einzubringen, die eine Deformation dieser Elemente erzeugen würden, so dass die weiteren Geometrieelemente bei besonders hoher Geometriefreiheit besonders präzise geformt werden können.
  • Die Erfindung hat weiter erkannt, dass ein Einbringen der weiteren Geometrieelemente durch eine angetriebene, mit konstanter Drehgeschwindigkeit laufende Umformrolle unter Umständen ein unbefriedigendes Ergebnis mit sich bringen kann. Denn bei bekannten Umformvorrichtungen wird eine schwankende Längung und daraus resultierende Abweichung bei der gewünschten Schienenlänge oftmals durch eine Anpassung des Vorschubs an der Presse korrigiert, was zu Schwankungen im Abstand der Löcher zueinander führen kann. Würde in diesem Fall mit konstanter Drehgeschwindigkeit gearbeitet, so würden die Schwankungen im Abstand der Löcher zu einem unerwünschten Versatz der weiteren Geometrieelemente zu den Löchern führen.
  • Um diesen potenziellen Nachteil zu überwinden lehrt die Erfindung eine antriebsfreie, das heisst nicht mit einem Antrieb versehene Umformrolle vorzusehen, welche Mitnehmerelemente aufweist, die an den ersten Geometrieelementen, also insbesondere den Löchern, eingreifen können, so dass die Umformrolle von den Löchern im Metallmaterial mitgeschleppt wird. Die Mitnehmerelemente bewirken durch Kontakt zwischen Mitnehmerelement und der in Walzrichtung nachlaufenden Kante des jeweiligen Loches eine Drehung der gesamten Umformrolle entsprechend der Durchlaufgeschwindigkeit des Materials. Hierdurch wird in besonders einfacher Weise eine mechanische Synchronisierung der Umformrolle mit dem vorher eingebrachten Lochbild realisiert, die zuverlässig eine definierte Position des einzubringenden weiteren Geometrieelements zu einer Kante des Lochs sicherstellt, ohne dass eine aufwändige Mess- und Regeltechnik erforderlich ist.
  • Nach der Erfindung können auch mehrere erfindungsgemäss ausgebildete Rollen vorgesehen sein, die dann jeweils mit einer Gegenrolle zusammenwirken können. Nach der Erfindung kann das Material insbesondere ein metallisches Material, ein Flachmaterial und/oder ein Bandmaterial, vorzugsweise ein Blechband sein. Die Mitnehmerelemente sind zweckmässigerweise stiftförmig ausgebildet.
  • Vorzugsweise dient die erfindungsgemässe Rollenumformeinrichtung zum Umformen eines mit einer Vielzahl von identischen Geometrieelementen versehenen Materials. Die Geometrieelemente sind vorzugsweise zumindest annähernd äquidistant am Material angeordnet. Die Geometrieelemente können vorzugsweise Löcher sein, insbesondere Langlöcher, die sich in Walzrichtung erstrecken. Die Geometrieelemente können aber z.B. auch hochgestellte Laschen, seitliche Aussparungen oder Ausklinkungen, scharfkantige Taschen oder Falze sein. Die Erfindung kann vorteilhaft bei jeder Anwendung zum Einsatz kommen, bei der eine nachträgliche Einbringung von nicht frei positionierbaren weiteren Geometrieelementen in ein bandförmiges Material erforderlich ist, in welches ein vorausgehender Prozessschritt bereits erste Geometrieelemente eingebracht hat, an denen die erfindungsgemässe Umformrolle über die Mitnehmerelemente fangen und synchronisieren kann. Die Mitnehmerelemente sind nach der Erfindung zusätzlich zur Abformstruktur vorgesehen. Erfindungsgemäss wird das mit den ersten Geometrieelementen versehene Material der Rollenumformeinrichtung zugeführt, wo es dann von der Abformstruktur mit den weiteren Geometrieelementen versehen wird.
  • Insbesondere im Hinblick auf die Geometriefreiheit ist es vorteilhaft, dass die Mitnehmerelemente auf der Mantelfläche der Umformrolle angeordnet sind. Hierdurch ist es möglich, mit der Umformrolle auch in den Bereichen, welche sich zwischen den ersten Geometrieelementen befinden, weitere Geometrieelemente zu formen.
  • Weiterhin kann nach der Erfindung vorgesehen sein, dass das Gegenelement eine Gegenrolle ist und dass die Gegenrolle zumindest eine Aussparung für die Mitnehmerelemente aufweist. Hierdurch ist ein zuverlässiger Betrieb auch bei besonders langen Mitnehmerelementen möglich.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung liegt darin, dass das Gegenelement eine Gegenrolle ist und dass die Gegenrolle mechanisch mit der Umformrolle so gekoppelt ist, so dass eine Rotation der Umformrolle eine Rotation der Gegenrolle bewirkt. Eine solche Kopplung kann beispielsweise über Zahnräder realisiert werden, die stirnseitig an den beiden Rollen angebracht sind.
  • Überdies kann es vorteilhaft sein, dass das Gegenelement eine Gegenrolle ist und dass die Gegenrolle auf ihrer Mantelfläche eine Abformstruktur aufweist, die beim Durchlaufen des Materials durch den Walzspalt auf das Material abformt. Gemäss dieser Ausführungsform können auf das Material von beiden Seiten her Geometrieelemente eingebracht werden, so dass die Geometriefreiheit weiter erhöht ist.
  • Besonders bevorzugt ist es, dass die Umformrolle mindestens eine Durchlaufwinkelstellung aufweist, bei der die Umformrolle, insbesondere an ihrer Abformstruktur und an ihren Mitnehmerelementen, von dem durch den Walzspalt hindurch laufenden Material beabstandet ist. In dieser Durchlaufwinkelstellung befindet sich die Umformrolle weder an ihrer Abformstruktur noch an ihren Mitnehmerelementen im Kontakt mit dem durchlaufenden Material. Eine solche Ausgestaltung der Umformrolle ermöglicht es, die Rollendrehung zweitweise zu stoppen oder zumindest zu verlangsamen, während das Material weiterhin mit kontinuierlicher Vorschubgeschwindigkeit durch den Walzspalt hindurch bewegt wird. Damit kann die erfindungsgemässe Rollenumformeinrichtung in vorteilhafter Weise auch bei Materialien eingesetzt werden, bei denen die Abstände der ersten Geometrieelemente, also insbesondere die Lochabstände, mit der Zeit variieren. Denn ein z.B. vorübergehend grösserer Abstand kann dann beispielsweise durch einen zeitlich längeren Stopp der Rollendrehung an der Durchlaufwinkelstellung kompensiert werden. Die Erfindung erlaubt damit auch bei variierendem Lochabstand eine besonders hohe Präzision bei der Umformung, da sie durch die intermittierend reduzierte Drehgeschwindigkeit der Umformrolle auch bei Schwankungen in den Lochabständen stets eine definierte Position des einzubringenden Geometrieelements zu einer Kante des Lochs sicherstellt. Eine Durchlaufwinkelstellung, bei der die Umformrolle von dem durch den Walzspalt hindurch laufenden Material beabstandet ist, kann beispielsweise dadurch zur Verfügung gestellt werden, dass die Mitnehmerelemente in ihrer Abmessung in Walzrichtung kleiner sind als die Lochlänge. In diesem Fall kann ein Durchlauf des Materials relativ zur Rolle dann möglich sein, wenn sich das Mitnehmerelemente im Loch befindet, also in dem Zeitintervall, in dem das Mitnehmerelement im Loch durch das Loch hindurch wandert. Die Durchlaufwinkelstellung kann aber auch durch einen hinreichend grossen Winkelabstand von benachbarten Vorsprüngen auf der Mantelfläche der Umformrolle realisiert werden.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, dass eine Bremse zum Abbremsen der Umformrolle vorgesehen ist. Eine solche Bremse kann beispielsweise gewährleisten, dass die Umformrolle nach dem Ausfädeln eines Mitnehmerelements aus einem Loch und/oder bei Erreichen der Durchlaufwinkelstellung abbremst anstatt aufgrund ihrer Massenträgheit unvermindert weiterzudrehen, so dass beispielsweise ein unkontrolliertes Anschlagen des nachfolgenden Mitnehmerelements im Loch und/oder ein ungewollter verfrühter Eingriff der nachfolgenden Abformstruktur verhindert werden kann.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung liegt darin, dass zumindest eines der Mitnehmerelemente an seiner Spitze einen Reibungsminderer zum Vermindern der Reibung zwischen dem Mitnehmerelement und dem Material aufweist. Der Reibungsminderer kann beispielsweise zumindest ein Gleitelement oder zumindest eine Rolle aufweisen. Diese Weiterbildung hat erkannt, dass unter Umständen eine Gefahr besteht, dass das Material durch eine Kante des stiftförmigen Mitnehmerelements verkratzt wird, und zwar insbesondere dann, wenn die Umformrolle nach dem Ausfädeln des Mitnehmerelements aus dem Loch, z.B. aufgrund einer starken Bremse, abrupt stehen bleibt. Der Reibungsminderer kann gewährleisten, dass das bandförmige Material auch in dieser Rollenposition möglichst beschädigungsfrei durchlaufen kann.
  • Besonders bevorzugt ist es, dass die Umformrolle mehrteilig mit zumindest einem ersten Rollenteil, an dem zumindest ein Teil der Abformstruktur angeordnet ist, und mit zumindest einem zweiten Rollenteil, an dem zumindest ein Teil der Mitnehmerelemente angeordnet ist, ausgeführt ist, wobei das erste Rollenteil und das zweite Rollenteil relativ zueinander verdrehbar sind. Hierdurch kann beispielsweise eine Justierung der Position der von der Umformrolle eingeformten weiteren Geometrieelemente zum Lochbild vorgenommen werden. Demgemäss sind die beiden Rollenteile erfindungsgemäss um die Drehachse der Umformrolle relativ zueinander verdrehbar. Die beiden Rollenteile können insbesondere scheibenförmig ausgebildet sein. Die Umformrolle kann auch mehr als zwei relativ zueinander verdrehbare Rollenteile aufweisen.
  • Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Umformen eines Materials, mit einer Einrichtung, insbesondere Presse, zum Einbringen von Geometrieelementen in das Material, und einer erfindungsgemässen Rollenumformeinrichtung zum Umformen des mit den Geometrieelementen versehenen Materials. Da die Geometrieelemente vorzugsweise Löcher sind, kann die Presse insbesondere eine Stanzpresse sein. Die Rollenumformeinrichtung ist erfindungsgemäss der Stanzpresse prozessmässig nachgeschaltet. Die Rollenumformeinrichtung kann auch weitere Umformrollen, insbesondere Biegerollen aufweisen, und Teil einer Walzprofilieranlage sein. Die erfindungsgemässe Vorrichtung dient vorzugsweise zur Herstellung von Installationsschienen. Da erfindungsgemäss die Dimensionierung der Rollenumformeinrichtung, insbesondere ihrer Umformrolle, von der Dimensionierung des umzuformenden Materials abhängen kann, kann die Erfindung auch eine Umformanordnung bestehend aus einem erfindungsgemässen mit Geometrieelementen versehenen Material und der erfindungsgemässen Rollenumformeinrichtung zum Umformen des mit den Geometrieelementen versehenen Materials umfassen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert, die schematisch in den beiliegenden Figuren dargestellt sind. In den Figuren zeigen schematisch:
    • Figur 1:
    eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum Umformen eines Materials, welche eine erfindungsgemässe Rollenumformeinrichtung aufweist;
    Figur 2:
    eine erfindungsgemässe Rollenumformeinrichtung bei Blick in Walzrichtung; und
    Figur 3:
    die erfindungsgemässe Rollenumformeinrichtung aus Figur 2 bei Blick senkrecht zur Walzrichtung.
  • Figur 1 zeigt eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum Umformen eines bandförmigen Materials 6. Die Vorrichtung weist eine Richtmaschine 80, eine Presse 81 zum Einbringen einer Vielzahl gleichartiger Geometrieelemente 7, insbesondere Löcher, in das Material 6, eine erfindungsgemässe Rollenumformeinrichtung 82 sowie eine Trenneinrichtung 83 zum Ablängen des Materials 6 auf. Die Richtmaschine 80, die Presse 81, die Rollenumformeinrichtung 82 und die Trenneinrichtung 83 sind in dieser Reihenfolge prozessmässig hintereinander angeordnet und werden vom Material 6 in dieser Reihenfolge durchlaufen.
  • Eine erfindungsgemässe Rollenumformeinrichtung beispielsweise zur Verwendung in einer Vorrichtung nach Figur 1 ist in den Figuren 2 und 3 gezeigt, wobei die Rollenumformeinrichtung neben den gezeigten Rollen auch noch weitere Rollen, insbesondere Biegerollen, aufweisen kann.
  • Die in den Figuren 2 und 3 dargestellte Rollenumformeinrichtung weist eine Umformrolle 5 auf, die um eine Drehachse 21 drehbar ist. Ferner weist die Rollenumformeinrichtung eine Gegenrolle 12 auf, die für den Aufbau des erforderlichen Umformdrucks mit der Umformrolle 5 korrespondiert, und die um eine parallel zur Drehachse 21 der Umformrolle verlaufende Drehachse drehbar ist. Zwischen der Umformrolle 5 und der Gegenrolle 12 ist ein Walzspalt 20 gebildet, durch den das bandförmige Material 6 hindurchgeführt ist.
  • Die Umformrolle 5 ist dreiteilig ausgebildet und weist zwei scheibenförmige erste Rollenteile 1, 1' sowie ein zwischen den Rollenteilen 1, 1' angeordnetes scheibenförmiges zweites Rollenteil 2 auf. Auf der Mantelfläche der ersten Rollenteilen 1, 1' ist eine Abformstruktur 4 vorgesehen, die im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer Vielzahl von Vorsprüngen besteht. Auf der Mantelfläche des zweiten Rollenteils 2 ist eine Vielzahl von stiftförmigen Mitnehmerelementen 3 über den Umfang der Umformrolle 5 äquidistant verteilt angeordnet. Die Gegenrolle 12 weist in ihrer Mantelfläche eine ringnutförmige Aussparung 13 auf, die mit den Mitnehmerelementen 3 korrespondiert.
  • Wie insbesondere in Figur 3 erkennbar ist, greifen im Bereich des Walzspalts 20 Mitnehmerelemente 3 der Umformrolle 5 in als Löcher ausgebildete Geometrieelemente 7 des bandförmigen Materials 6 ein. Wird nun das Material 6 in Walzrichtung 30 durch den Walzspalt 20 bewegt, so schleppen die in Walzrichtung 30 nachlaufenden Kanten 10 der Löcher 7 die Mitnehmerelemente 3 mit, wodurch die Umformrolle 5 in eine zum Lochbild synchronisierte Drehung um die Drehachse 21 versetzt wird. Im Rahmen dieser Drehung bringt die auf der Umformrolle 5 befindliche Abformstruktur 4 die gewünschten weiteren Geometrieelemente 9 an einer relativ zur in Walzrichtung nachlaufenden Kante 10 des Lochs 7 definierten und konstanten Position ein.
  • Die Umformrolle 5 ist dabei so ausgebildet, dass bei bestimmten Durchlaufwinkelstellungen bezogen auf die Drehachse 21 kein Kontakt zwischen der Umformrolle 5 und dem bandförmigen Material 6 besteht, so dass die Drehung der Umformrolle 5 um die Drehachse 21 intermittierend langsamer werden oder stoppen kann, während das Material kontinuierlich in Walzrichtung 30 weiterläuft. Die verlangsamte oder gestoppte Drehung ermöglicht einerseits einen Ausgleich von eventuellen Schwankungen im Abstand der als Löcher ausgebildeten Geometrieelemente 7, und ermöglicht andererseits, die im Vergleich zur Lochlänge geringere Dicke der Mitnehmerelemente 3 zu überbrücken.
  • Die einzelnen Rollenteile 1, 1', 2 sind um die Drehachse 21 gegeneinander verdrehbar ausgeführt, so dass die Winkelposition der Abformstruktur 4 relativ zu den Mitnehmerelementen 3 und damit die Position der von der Umformrolle 5 geformten zweiten Geometrieelemente 9 zu den als Löchern ausgebildeten ersten Geometrieelementen 7 variabel ist.

Claims (10)

  1. Rollenumformeinrichtung (82) zum Umformen oder Markieren eines mit Geometrieelementen (7), insbesondere Löchern, versehenen Materials (6), mit zumindest einer Umformrolle (5) und zumindest einem Gegenelement, insbesondere einer Gegenrolle (12), wobei zwischen der Umformrolle (5) und dem Gegenelement ein Walzspalt (20) zum Durchführen des Materials (6) ausgebildet ist, und
    wobei die Umformrolle (5) auf ihrer Mantelfläche eine Abformstruktur (4) aufweist, die beim Durchlaufen des Materials (6) durch den Walzspalt (20) auf das Material (6) abformt,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Umformrolle (5) antriebsfrei ist und Mitnehmerelemente (3) für einen Eingriff mit den Geometrieelementen (7) des durch den Walzspalt (20) hindurch laufenden Materials (6) aufweist.
  2. Rollenumformeinrichtung (82) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Mitnehmerelemente (3) auf der Mantelfläche der Umformrolle (5) angeordnet sind.
  3. Rollenumformeinrichtung (82) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Gegenelement eine Gegenrolle (12) ist und dass die Gegenrolle (12) zumindest eine Aussparung (13) für die Mitnehmerelemente (3) aufweist.
  4. Rollenumformeinrichtung (82) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Gegenelement eine Gegenrolle (12) ist und dass die Gegenrolle (12) mechanisch mit der Umformrolle (5) so gekoppelt ist, so dass eine Rotation der Umformrolle (5) eine Rotation der Gegenrolle (12) bewirkt.
  5. Rollenumformeinrichtung (82) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Gegenelement eine Gegenrolle (12) ist und dass die Gegenrolle (12) auf ihrer Mantelfläche eine Abformstruktur aufweist, die beim Durchlaufen des Materials (6) durch den Walzspalt (20) auf das Material (6) abformt.
  6. Rollenumformeinrichtung (82) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Umformrolle (5) mindestens eine Durchlaufwinkelstellung aufweist, bei der die Umformrolle (5), insbesondere an ihrer Abformstruktur (4) und an ihren Mitnehmerelementen (3), von dem durch den Walzspalt (20) hindurch laufenden Material (6) beabstandet ist.
  7. Rollenumformeinrichtung (82) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Bremse zum Abbremsen der Umformrolle (5) vorgesehen ist.
  8. Rollenumformeinrichtung (82) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zumindest eines der Mitnehmerelemente (3) an seiner Spitze einen Reibungsminderer zum Vermindern der Reibung zwischen dem Mitnehmerelement (3) und dem Material (6) aufweist.
  9. Rollenumformeinrichtung (82) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Umformrolle (5) mehrteilig mit zumindest einem ersten Rollenteil (1), an dem zumindest ein Teil der Abformstruktur (4) angeordnet ist, und mit zumindest einem zweiten Rollenteil (2), an dem zumindest ein Teil der Mitnehmerelemente (3) angeordnet ist, ausgeführt ist, wobei das erste Rollenteil (1) und das zweite Rollenteil (2) relativ zueinander verdrehbar sind.
  10. Vorrichtung zum Umformen eines Materials (6), mit
    einer Einrichtung, insbesondere Presse (81), zum Einbringen von Geometrieelementen (7), insbesondere Löchern, in das Material (6), und
    einer Rollenumformeinrichtung (82) zum Umformen des mit den Geometrieelementen (7) versehenen Materials (6) nach einem der vorstehenden Ansprüche.
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