WO2016090399A1

WO2016090399A1 - Verfahren zur herstellung eines dickenprofilierten metallbands

Info

Publication number: WO2016090399A1
Application number: PCT/AT2015/050310
Authority: WO
Inventors: Markus POLK
Original assignee: Voestalpine Krems Gmbh
Priority date: 2014-12-09
Filing date: 2015-12-09
Publication date: 2016-06-16
Also published as: US10618090B2; EP3229991B1; US20170348746A1; AT516147B1; AT516147A4; EP3229991A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines dickenprofilierten Metallbands (2) gezeigt, bei dem in das Metallband (2) mindestens eine Ausnehmung (9) eingebracht und in einem nachfolgenden Schritt das Metallband (2) mit mindestens einer in das Metallband (2) bereichsweise über dessen Bandbreite (8) eindringenden Walze (4) längsgewalzt und damit eine Dickenprofilierung zumindest in Breitenrichtung (3) des Metallbands (2) erzeugt wird. Um die Reproduzierbarkeit des Verfahrens zu verbessern wird vorgeschlagen, dass in das Metallband (2) mindestens ein durch das Metallband (2) hindurchgehendes Loch (11, 12, 13, 14) als Ausnehmung (9) eingebracht wird, über das die in das Metallband (2) eindringende Walze (4) das Metallband (2) längswalzt, um die Dickenprofilierung in Breitenrichtung (3) des Metallbands (2) zu erzeugen.

Description

Verfahren zur Herstellung eines dickenprofilierten Metallbands

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines dickenprofilierten Metallbands, bei dem in das Metallband mindestens eine Ausnehmung eingebracht und in einem nachfolgenden Schritt das Metallband mit mindestens einer in das Metallband über dessen Bandbreite bereichsweise eindringenden Walze längsgewalzen und damit zumindest eine Dickenprofilierung in Breitenrichtung des Metallbands erzeugt wird.

Stand der Technik

Um einen homogenen Übergang zwischen unterschiedlichen Dicken eines Metallbands in Breitenrichtung ausbilden zu können, ist es aus dem Stand der Technik bekannt (WO20121 19166A1 ), zumindest eine Umfangswalze bzw. Flachwalze beim Längswalzen in das Metallband über dessen Bandbreite bereichsweise eindringen zu lassen. Zudem werden vor diesem Stich in das Walzgut bzw. Metallband Nuten eingebracht, die als Ausnehmung im Metallband einen Materialfluss in Breitenrichtung unterstützen und somit einem Materialfluss in Längsrichtung des Bandmaterials entgegenwirken. Trotzdem kann sich - insbesondere abhängig von der Breite der Flachwalze - ein ungleichmäßiger Materialfluss in Längsrichtung des Metallbands ergeben, was zu Bandwellen führen kann.

Diese Bandwellen will die EP976462A2 vermeiden, indem anstatt einer Flachwalze mehrere in Breitenrichtung versetzte und in Längsrichtung aufeinander folgende Profilwalzen, nämlich Drückwalzen verwendet werden, die bereichsweise in das Metallband einzudringen. Allerdings erfordern mehrere Walzen einen erhöhten Kon- struktions- und Steuerungsaufwand - auch sind diese meist empfindlich gegenüber geometrischen Unregelmäßigkeiten am Metallband, was die Reproduzierbarkeit des Verfahrens zur Dickenprofilierung vermindern kann.

Darstellung der Erfindung

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines dickenprofilierten Metallbands der eingangs geschilderten Art zu schaffen, das sich durch Einfachheit und hohe Reproduzierbarkeit auszeichnet.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass in das Metallband mindestens ein durch das Metallband hindurchgehendes Loch als Ausnehmung eingebracht wird, über das die in das Metallband eindringende Walze das Metallband längswalzt, um die Dickenprofilierung in Breitenrichtung zu erzeugen.

Wird in das Metallband mindestens ein durch das Metallband hindurchgehendes Loch als Ausnehmung eingebracht, über das die in das Metallband eindringende Walze das Metallband längswalzt, um die Dickenprofilierung in Breitenrichtung zu erzeugen, kann sich die Reproduzierbarkeit des Verfahrens gegenüber bekannten Verfahren erheblich verbessern. Diese besondere Materialaussparung im Metallband kann nämlich im Walzbereich für eine Verminderung bzw. selbst für eine Unterbrechung des Materialflusses in Längsrichtung des Metallbands sorgen, was einer ungleichmäßigen Längsausdehnung entgegenwirkt und damit Bandwellen verhindern kann. Dies auch dann, wenn das Metallband in einem Stich mit einem vergleichsweise breiten Walzbereich längsgewalzt wird und damit die Gefahr eines ungleichmäßigen Materialflusses über die Breite des Metallbands bzw. Walzguts besonders hoch ist. In anderen Worten: das durchgehende Loch im Walzbereich der in das Metallband eindringenden Walze ist geometrisch derart ausgebildet, dass der walzbedingte Materialfluss in Längsrichtung des Metallbands reduziert und damit die Ausbildung von Ungleichmäßigkeiten in der Längsausdehnung vermindert werden kann. Zudem kann das Loch im Walzbereich zur Kompensation von Unregelmäßigkeiten am zu walzenden Metallband beitragen, um erhöhten Materialfluss aufzunehmen, was das erfindungsgemäße Verfahren gegenüber Parameterschwankungen toleranter und damit dessen Reproduzierbarkeit weiter erhöhen kann.

Im Allgemeinen wird erwähnt, dass vorteilhafter Weise das von den Löchern im Metallband ausgenommene Volumen jenem Materialvolumen mindestens entsprechen soll, das aufgrund des Längswalzens in Längsrichtung des Metallbands fließt.

Ein durchgehendes Loch kann verfahrenstechnisch vergleichsweise einfach in das Metallband eingebracht werden, wenn dieses in das Metallband gestanzt wird.

Wird in Längsrichtung des Metallbands mindestens eine Lochreihe mit mehreren durchgehenden Löchern eingebracht, können Bandwellen selbst über ein verhältnismäßig langes Metallband sicher vermieden werden. Diese sich wiederholenden Löcher können nämlich entlang des Umformbereichs sukzessive einen Materiallän- gsfluss ausgleichen, was die Möglichkeit eröffnen kann, das Metallband in einem Stich entsprechend fertig umzuformen. Ein kontinuierliches Längswalzen zur Herstellung eines zumindest in Breitenrichtung dickenprofilierten Metallbands kann damit ermöglicht werden, was beispielsweise bei einem Inline-Verfahren Anwendung finden kann. Zudem kann eine Lochreihe einen vergleichsweise hohen Umformgrad am Metallblech erlauben, um das Verfahren zu beschleunigen, beispielsweise durch Erhöhung der Bandzuggeschwindigkeit.

Zur Verringerung des Lochdurchmessers der Löcher kann beitragen, wenn mindestens zwei durchgehende Löcher einer Lochreihe in Breitenrichtung des Metallbands versetzt in das Metallband eingebracht werden. Solch ein verringerter Lochdurchmesser kann beispielsweise am gewalzten Loch zu einem geringen Spaltmaß führen, was in weiterer Folge ein nachträgliches stoffschlüssiges Fügen des durchgehenden Lochs erleichtern kann. Die Abstände zwischen aufeinanderfolgenden, durchgehenden Löchern einer Lochreihe können unterschiedlich sein, um den Materialfluss in Längsrichtung gezielt zum walzbedingten Schließen der durchgehenden Löcher auszunutzen.

Auch kann es zum walzbedingten Schließen der durchgehenden Löcher vorteilhaft sein, wenn Löcher mit unterschiedlichen Querschnittsformen in das Metallband einbracht werden.

Ist die Längsteilung t zwischen den aufeinanderfolgenden, durchgehenden Löchern größer der doppelten Lochweite w der aufeinanderfolgenden Löcher 13 und kleiner dem Fünffachen der Lochweite w der aufeinanderfolgenden Löcher, kann eine einfach handzuhabende Verfahrensvorschrift zu Vermeidung von Bandwellen vorgegeben werden.

Die Verfahrensverhältnisse können weiter vereinfacht werden, wenn das Metallband kaltgewalzt wird.

Schnell und kostengünstig lassen sich durchgehende Löcher im Metallband vorsehen, wenn ein kreisrundes Loch und/oder ein Langloch in das Metallband eingebracht wird.

Besonders kann sich das erfindungsgemäße Verfahren auszeichnen, wenn das Walzenverfahren derart eingestellt wird, dass sich das durchgehende Loch nach dem Längswalzen im Wesentlichen schließt.

Ein in das Metallband eingebrachtes durchgehendes Loch kann verfahrenstechnisch einfach wieder geschlossen werden, indem nach dem Längswalzen das Loch durch Fügen stoffschlüssig geschlossen wird. Dringt die Walze in das Metallband maximal zwei Drittel der Ausgangsdicke des Metallbands tief ein, kann eine einfache Verfahrensvorschrift zur Vermeidung von Bandwellen beim Dickenprofilieren des Metallbands gegeben werden.

Besonders auszeichnen kann sich das erfindungsgemäße dickenprofilierte Metallband, wenn davon eine Platine abgetrennt wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

In den Figuren ist beispielsweise der Erfindungsgegenstand anhand eines Ausführungsbeispiels näher dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Fertigungsstraße zur Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung eines dickenprofilierten Metallbands,

Fig. 2 einen Schnitt nach II-II der Fig. 1 und

Fig. 3 eine Detailansicht der Fig. 1 .

Weg zur Ausführung der Erfindung

Entsprechend der Fig. 1 ist in einer Draufsicht eine kontinuierliche Walzstraße 1 zu erkennen, bei der ein - aus beispielsweise einem Stahlwerkstoff bestehendes - Metallband 2 dickenprofiliert wird, und zwar in dessen Breitenrichtung 3. Hierfür ist eine Walze 4 mit zwei zylindrischen Abschnitten 5, 6 vorgesehen. Die Walze 4 ist als Flach-Längswalze ausgeführt. Nicht näher dargestellte, im Allgemeinen aber ebenso vorstellbar ist beispielsweise, anstatt solch einer Flach-Längswalze nacheinander zwei Flach-Längswalzen mit jeweils nur einem zylindrischen Abschnitt vorzusehen. Die Flach-Längswalze 4 wirkt mit einer Gegenwalze 7 zur Ausbildung der Walzspalten zusammen, wobei das Metallband 2 durch die über dessen Bandbreite 8 bereichsweise eindringende Walze 4 längsgewalzt wird, nämlich an zwei nebeneinander liegenden Walzbereichen 50, 60. Wie insbesondere in der Fig. 2 zu erkennen ist, wird in diesen kaltgewalzten Walzbereichen 50, 60 die Ausgangsdicke 20 des Metallbands 2 reduziert, was zu einer Dickenprofilierung in Breitenrichtung 3 führt. Als Maximalmaß gilt erfindungsgemäß, dass die Walze 4 in das Metallband 2 maximal zwei Drittel der Ausgangsdicke 20 des Metallbands 2 tief eindringt. Zudem weist das Metallband 2 Ausnehmungen 9 an der der Walze 4 zugewandten Breitseite 10 auf, die bereits vor dem Längswalzen am Metallband 2 zu finden sind.

Erfindungsgemäß sind diese Ausnehmungen 9 als durch das Metallband 2 hindurchgehende Löcher 1 1 , 12, 13, 14 ausgebildet, indem diese auf einfache Weise durch ein Trennverfahren in das Metallband 2 vor dessen Längswalzen eingebracht werden. Dadurch kann ein Materialfluss des Materials des Metallbands 2 in dessen Längsrichtung 15 vermindert werden, der sich beim Längswalzen eines Materialbands 2 einstellen kann. Ein über die Bandbreite 8 ungleichmäßiger Längsfluss wird so vermieden, was Bandwellen standfest verhindert. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des dickenprofilierten Metallbands 2 wird dadurch besonders gut reproduzierbar.

Im Allgemeinen wird erwähnt, dass die Ausnehmungen 9 jegliche Lochform aufweisen können. Beispielsweise sind in Fig. 1 Rundiochungen 1 1 , 12 als auch eine Schlitzlochung 14 eingezeichnet - je nach Bedarf oder Erfordernis sind jegliche Querschnittsformen, beispielsweise eine langlochförmige, polygonale, rechteckför- mige, quadratische etc. Querschnittform vorstellbar.

Diese Ausnehmungen 9 werden in das Metallband 2 - verfahrenstechnisch einfach gelöst - vor dem Längswalzen eingestanzt. Dies wird mit einem angedeuteten Stanzwerkzeug 180 mit Stempel und damit zusammenwirkender Matrize erfolgen, welches der Walze 4 in Bandzugrichtung 17 vorgelagert ist.

Wie der Fig. 1 weiter zu entnehmen, sind die Ausnehmungen 9 im Metallband 2 nacheinander vorgesehen, wodurch sich zwei Lochreihen 18, 19 ausbilden. Hierzu werden mit dem Stanzwerkzeug 180, mit zwei zugehörige Stempeln zu den beiden Lochreihen 18, 19 jeweils mehrere durchgehende Löcher 1 1 , 13 bzw. 12, 14, die entsprechend in Längsrichtung des Metallbands 2 nacheinander angeordnet sind, gemeinsam gestanzt.

Wie nach Fig. 1 an der Lochreihe 18, ausgebildet durch in Längsrichtung nacheinander folgender Löcher 1 1 , 13 zu erkennen ist, sind die in Längsrichtung aufeinander folgenden kreisrunden Löcher 13 in Breitenrichtung 3 des Metallbands 2 versetzt angeordnet. Damit kann die Fläche der kreisrunden Löcher 13 gegenüber der Fläche des vorhergehenden Lochs 1 1 kleiner sein und dennoch sicher ein durchgehender Materialfluss in Längsrichtung des Metallblechs 2 unterbrochen werden. Dies insbesondere, da sich diese versetzten Löcher 13 in Längsrichtung des Metallblechs 2 gesehen überlappen. Außerdem ist die Kopfstegbreite c bzw. sind die Abstände zwischen den kreisrunden Löchern 13 vorzugsweise äquidistant bzw. die diesbezügliche Lochteilung ist gleich.

Die Kopfstegbreite c zwischen aufeinanderfolgenden durchgehenden Löchern 12, 14 der zweiten Lochreihe 19 variieren bzw. ist verschieden, wie dies im Vergleich der Abstände zwischen zwei Löchern 12 und zwischen dem Loch 12 und 14 zu erkennen ist.

Wie in der Fig. 1 in Bandzugrichtung 17 nach der Walze 4 weiter zu erkennen ist, ist das Walzenverfahren derart eingestellt, dass sich das durchgehende Loch 1 1 , 12, 13, 14 nach dem Längswalzen im Wesentlichen schließt. Dies erleichtert ein dem Längswalzen nachfolgendes stoffschlüssiges Fügen und führt zu einer standfesten Schweißnaht 21 . Anstatt der dargestellten Schweißnaht 21 ist auch ein Schweißpunkt vorstellbar, was nicht näher dargestellt worden ist.

Gemäß Fig. 3 sind die Kenngrößen der Lochreihen 18, 19 im Detail näher dargestellt. Dazu wird im Allgemeinen erwähnt, dass die Längsteilung t als Mittenabstand in Längsrichtung zwischen benachbarten Löchern 1 1 , 13 oder 12, 14, die Lochweite w einen Durchmesser eines kreisrunden Lochs 1 1 , 12, 13 bzw. das kleinere Öffnungsmaß eines anders geformten Lochs, 14, beispielsweise eines Schlitzes, ver- standen wird - wobei im Gegensatz dazu die Lochlänge I als das längere Öffnungsmaß des Lochs 14 gilt.

Wie der Fig. 3 zu den Lächern 13 zu entnehmen, ist die Längsteilung t zwischen den aufeinanderfolgenden, durchgehenden Löchern 13 größer der doppelten Lochweite w der Löcher 13 und kleiner dem Fünffachen der Lochweite w der Löcher 13. Damit sind Bandwellen beim Dickenprofilieren des Metallbands 2 ausgeschlossen. Diese Vorschrift ist jedoch auch auf die anderen Löcher 1 1 , 12 und 14 ohne Weiteres anwendbar, was jedoch nicht näher dargestellt worden ist.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1 . Verfahren zur Herstellung eines dickenprofilierten Metallbands (2), bei dem in das Metallband (2) mindestens eine Ausnehmung (9) eingebracht und in einem nachfolgenden Schritt das Metallband (2) mit mindestens einer in das Metallband (2) bereichsweise über dessen Bandbreite (8) eindringenden Walze (4) längsgewalzt und damit eine Dickenprofilierung zumindest in Breitenrichtung (3) des Metallbands (2) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in das Metallband (2) mindestens ein durch das Metallband (2) hindurchgehendes Loch (1 1 , 12, 13, 14) als Ausnehmung (9) eingebracht wird, über das die in das Metallband (2) eindringende Walze (4) das Metallband (2) längswalzt, um die Dickenprofilierung in Breitenrichtung (3) des Metallbands (2) zu erzeugen.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Loch (1 1 , 12, 13, 14) in das Metallband (2) gestanzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Längsrichtung (15) des Metallbands (2) mindestens eine Lochreihe (18, 19) mit mehreren durchgehenden Löchern (1 1 , 13 bzw. 12, 14) eingebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei durchgehende Löcher (13) einer Lochreihe (18) in Breitenrichtung (3) des Metallbands (2) versetzt in das Metallband (2) eingebracht werden.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfstegbreite (c) zwischen aufeinanderfolgenden, durchgehenden Löchern (12, 14) einer Lochreihe (19) unterschiedlich sind.

6. Verfahren nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsteilung (t) zwischen den aufeinanderfolgenden, durchgehenden Löchern (13) größer der doppelten Lochweite (w) der aufeinanderfolgenden Löcher (13) und kleiner dem Fünffachen der Lochweite (w) der aufeinanderfolgenden Löcher (13) ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Löcher (1 1 , 12, 13, 14) mit unterschiedlichen Querschnittsformen in das Metallband (2) einbracht werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallband (2) kaltgewalzt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein kreisrundes Loch (1 1 , 12, 13) und/oder ein Langloch (14) in das Metallband (2) eingebracht wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Walzenverfahren derart eingestellt wird, dass sich das durchgehende Loch (1 1 , 12, 13, 14) nach dem Längswalzen im Wesentlichen schließt.

1 1 . Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Längswalzen das Loch (1 1 , 12, 13, 14) durch Fügen stoffschlüssig geschlossen wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (4) in das Metallband (2) maximal zwei Drittel der Ausgangsdicke (20) des Metallbands (2) tief eindringt.

13. Platine, abgetrennt von einem dickenprofilierten Metallband (2), hergestellt durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12.