DE10134285C2 - Verfahren zum Herstellen eines bandförmigen Vormaterials, insbesondere aus Metall, welches in aufeinanderfolgenden Abschnitten profiliert ist, und eine Vorrichtung dafür - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines bandförmigen Vormate­ rials aus Metall, welches in aufeinanderfolgenden Abschnitten einseitig oder beidseitig profiliert ist, und eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 51.

Aus der DE 195 04 711 C1 ist ein Verfahren zum Herstellen eines bandförmigen Vormaterials aus Metall mittels Walzen eines Walzgerüstes bekannt, welche ei­ nen Walzspalt begrenzen, in dem ein Metallband in zwei oder mehr als zwei Walzschritten gewalzt wird. Es arbeitet so, daß das Metallband wiederholt ge­ walzt wird, wozu es vom Anfang bis zum Ende kontinuierlich das Walzgerüst durchläuft, dessen Arbeitsrichtung dann umgekehrt wird, so daß das Metallband das Walzgerüst danach ein weiteres Mal auf voller Länge durchläuft, nun aber in umgekehrter Richtung.

Aus der DE 104 875 C ist es bekannt, zur Herstellung von Röhren in einem einzigen Schritt ein Profil in streifen- oder tafelförmige Werkstücke zu walzen. Ein ähnliches Ver­ fahren offenbart die DE 197 04 300 A1 zum Herstellen von profilierten Platinen, nament­ lich von Karosserieblechen.

Aus der US 3,233,444 A ist es bekannt, in einem Walzspalt, welcher aus einer Walze und einer Platte gebildet wird, einen Metallrohling einseitig zu profilieren, nämlich dop­ pelt keilförmige Blattfedern zu bilden.

Aus der DE 638 195 C ist ein Pilgerschrittverfahren zum Herstellen dünner Bänder aus einem dicken Ausgangswerkstück bekannt. Bei diesem Verfahren wird das Ausgangs­ werkstück schrittweise mit hohem Verformungsgrad verformt und dabei entgegen der üblichen Walzrichtung durch den Walzspalt geschoben.

Aus der US 1,106,172 ist es bekannt, mit einer Anordnung von drei hintereinander an­ geordneten Walzgerüsten Profile kontinuierlich in ein Band zu walzen.

Die DE 199 38 966 C1 zeigt, wie ein abschnittsweise profiliertes bandförmiges Vormate­ rial mit gleichmäßig hoher Oberflächengüte wirtschaftlich hergestellt werden kann. Zu diesem Zweck wird das Metallband in aufeinanderfolgenden Abschnitten, welche kürzer als der Umfang der beiden Walzen sind, jeweils zwischen denselben zwei Walzen in zwei oder mehr als zwei Walzschritten gewalzt, wozu das Metallband zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Walzschritten zurückgeholt und dann der zurückgeholte Abschnitt des Metallbandes erneut gewalzt wird.

Zum Durchführen des Verfahrens offenbart die DE 199 38 966 C1 ein Walzgerüst mit einer auf der Einlaufseite des Walzspaltes angeordneten ersten Haspel für das zu wal­ zende Metallband und mit einer auf der Auslaufseite des Walzspaltes angeordneten zweiten Haspel für das Aufwickeln des bandförmigen Vormaterials, wobei für die auf der Einlaufseite des Walzspaltes vorgesehene Haspel ein Antriebsmotor vorgesehen ist, welcher ein Zurückholen des Metallbandes in Schritten von vorgebbarer Länge ermög­ licht, insbesondere ein Servomotor. Die Länge der Schritte, um die das Metallband je­ weils zurückgeholt wird, kann durch eine elektronische Antriebssteuerung, insbesondere programmgesteuert, den Erfordernissen angepaßt werden. Durch eine solche Programmsteuerung kann auch der diskontinuierliche Antrieb der Walzen mit Vorwärtsdrehen, Stillstand und gegebenenfalls mit Rückwärtsdrehen optimal an die einzelne Walzaufgabe angepaßt werden.

Es hat sich nun gezeigt, daß es beim Einstechen der profilierenden Walze in das Metallband passieren kann, daß das bandförmige Halbzeug auf jener Seite, wel­ che der profilierenden Walze abgewandt ist, doch nicht mit der gewünschten Ge­ nauigkeit in der gewollten Gestalt erhalten wird. Das trifft insbesondere beim Walzen von Metallbändern zu, welche nur auf einer Seite abschnittsweise profi­ liert, auf der anderen Seite aber eben bleiben sollen, jedoch nicht exakt eben er­ halten werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, wie ein bandförmiges Halbzeug, welches durch ein Walzverfahren abschnittswei­ se profiliert werden soll, auf der der profilierenden Walze abgewandten Seite mit höherer Genauigkeit in der gewünschten Gestalt erhalten werden kann. Insbe­ sondere soll ein bandförmiges Halbzeug, welches nur auf einer Seite abschnitts­ weise profiliert werden soll, auf der anderen Seite mit größerer Genauigkeit eben erhalten werden.

Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren mit den im Patentanspruch 1 an­ gegebenen Merkmalen. Eine zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfah­ rens besonders geeignete Vorrichtung ist Gegenstand des Patentanspruchs 51. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß wird zum Herstellen eines bandförmigen Vormaterials aus Me­ tall durch Walzen ein Metallband in einem Walzspalt gewalzt, welcher durch eine Walze und durch eine Platte begrenzt wird. Das Walzen erfolgt in einem oder mehreren Walzschritten durch folgende Verfahrensschritte:

• a) Spannen des Metallbandes,
• b) das Metallband wird in einem Walzspalt, welcher durch eine Walze und durch eine bewegliche Platte begrenzt wird, relativ zu der Walze positioniert,
• c) Positionieren der Platte relativ zur Walze,

wobei die Schritte (b) und (c) aufeinanderfolgend oder gleichzeitig oder einander zeitlich überlappend oder in umgekehrter Reihenfolge aufeinanderfolgend durch­ geführt werden können und der Schritt (c) auch vor dem Schritt (a) erfolgen kann,

• a) Einstechen in das Metallband mit der Walze durch Verkleinern des Abstandes der Mantelfläche der Walze von dem Metallband, wobei zumindest während des Beginns des Einstechens das Metallband in Ruhe gehalten oder allen­ falls so langsam bewegt und die Walze nicht oder allenfalls so langsam ge­ dreht wird, daß das Metallband im Walzspalt unter Zugspannung bleibt,
• b) Walzen eines Abschnittes des Metallbandes in dem Walzspalt, wozu die Wal­ ze gedreht und die Platte synchron dazu geradlinig bewegt wird,
• c) Freigeben des Metallbandes durch Öffnen des Walzspaltes, wobei die Schritte (b) bis (f) für jeden zu profilierenden Abschnitt des Metall­ bandes wiederholt werden.

Dabei wird unter einem "Metallband" auch ein Band verstanden, welches nicht vollständig aus Metall besteht, sondern nichtmetallische Bestandteile enthält, z. B. oxidische, karbidische oder keramische Bestandteile oder ein Metalloid wie Gra­ fit. Beispiele sind Bänder aus Verbundwerkstoffen wie Silber-Grafit und Silber- Metalloxid, insbesondere Werkstoffe auf der Basis von Silber-Zinnoxid mit bis zu 20 Gew.-% nichtmetallischen Bestandteilen. Bänder aus solchen Werkstoffen fin­ den als Halbzeuge für die Herstellung von elektrischen Kontakten Verwendung.

Wenn das Metallband zum Erzielen größerer Stichabnahmen und/oder zum Er­ zielen kleinerer Maßabweichungen in dem jeweils zu profitierenden Bandab­ schnitt in mehr als einem Walzschritt gewalzt wird, dann werden nach dem ersten Verfahrensdurchgang in einem Abschnitt die Schritte (b) bis (f) wiederholt und zu diesem Zweck nach dem Öffnen des Walzspaltes im Schritt (f) das Metallband zurückgeholt und das Metallband in dem Walzspalt durch Einwirken derselben Walze in dem zurückgeholten Abschnitt erneut gewalzt. Die Zugspannung im Band wird am besten während des gesamten Verfahrens auf einem vorgewählten Wert konstant gehalten. Das führt zu einer größeren Positioniergenauigkeit des Metallbandes im Walzspalt und zu einer größeren Maßgenauigkeit.

Um eine besonders hohe Genauigkeit und Wiederholgenauigkeit zu erreichen, wird die Walze vor jedem Walzzyklus oder vor jedem Walzschritt zunächst be­ züglich ihres Startwinkels in einer vorgewählten Referenzstellung positioniert, um zu vermeiden, daß sich Lagefehler summieren. Das Positionieren der Walze in einer Referenzstellung geschieht am besten durch Zurückdrehen der Walze und kann vor dem Schritt (b), nach dem Schritt (b) oder nach dem Schritt (c) erfolgen. Beim Einstellen des Startwinkels der Walze erfolgt vorzugsweise auch bereits ei­ ne Voreinstellung der Größe des Walzspaltes.

Erfindungsgemäß wird das Metallband im Walzspalt zwischen einer Walze und einer mit dieser zusammenarbeitenden Platte umgeformt. Soll das Metallband nur einseitig profitiert werden, dann ist die Platte in dem Bereich, in welchem das Me­ tallband der Platte beim Umformen anliegt, eben ausgebildet. Die Platte wird beim Walzen eines Abschnittes des Metallbandes geradlinig bewegt, und zwar synchron mit der Walze, mit welcher die Platte zusammenarbeitet. Beim Zurück­ holen des Metallbandes ist eine Bewegung der Platte synchron mit der Walze und/oder mit dem Metallband nicht unbedingt erforderlich, es sei denn, das Me­ tallband würde auch beim Zurückholen gewalzt, was bei einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens der Fall sein kann.

Soll das Metallband beidseitig profiliert werden, wird nach dem erfindungsgemä­ ßen Verfahren zuerst die eine Seite profiliert, dann wird das Metallband gewen­ det, so daß seine profilierte Seite der Platte zugewandt ist, und dann wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die andere Seite profiliert, wobei es - je nach den herzustellenden Profilformen - besonders bevorzugt ist, die Platte auszu­ wechseln gegen eine solche Platte, welche ein dem auf der einen Seite des Me­ tallbandes bereits gewalzten Profil komplementär entsprechendes Profil aufweist, um die bereits profilierte Seite des Metallbandes beim Profilieren der anderen Seite optimal unterstützen zu können. So erreicht man die gewünschten Profile mit besonders hoher Genauigkeit. Beim beidseitigen Profilieren wird das Metall­ band zweckmäßigerweise zunächst auf voller Länge einseitig profiliert, dann ge­ wendet und anschließend in einem weiteren Durchgang in einem oder mehreren Walzschritten auf der anderen Seite profiliert. Nach Bedarf wird dazu auch die profilierende Walze ausgewechselt. Anstatt die Platte auszuwechseln, kann es vor allem dann, wenn das Metallband auf der zweiten Seite an Stellen profiliert werden soll, welche über den Stellen liegen, an denen auf der ersten Seite des Metallbandes bereits Vertiefungen eingewalzt wurden, günstiger sein, eine profi­ lierte Stützwalze mit möglichst großem Durchmesser zur Unterstützung des Me­ tallbandes einzusetzen, wenn dieses auf der zweiten Seite profiliert werden soll.

Falls ein Plattenaustausch vorgenommen wird oder an ihrer Stelle eine Stützwal­ ze mit besonders großem Durchmesser eingesetzt wird, wird die Paßlinie des Walzbandes am besten etwas über das aus der Platte bzw. Stützwalze ragende Profil gelegt. Das hat den Vorteil, daß ein Verkratzen des Metallbandes beim Transport ausgeschlossen und ein vertikales Verstellen der Platte bzw. der an ih­ rer Stelle ggfs. vorgesehenen Stützwalze mit besonders großem Durchmesser vermieden kann. Andernfalls wäre die vertikale Verstellung erforderlich, wenn die Stützwalze mit ihrem das Metallband stützenden Segment bzw. die Platte mit ih­ rem das profilierte Metallband stützenden Profil in die Ausgangslage für einen neuen Walzstich zurückgesetzt werden muß.

Es hat sich gezeigt, daß durch das erfindungsgemäße Verfahren Bänder herge­ stellt werden können, welche abschnittsweise profiliert sind, vorzugsweise nur einseitig, und bei welchen von der Einwirkung der Walze auf die eine Seite des Bandes herrührende Unebenheiten auf der anderen Seite des Bandes gegenüber der bisherigen Vorgehensweise deutlich vermindert oder sogar völlig vermieden werden.

Beim Walzen dient die Platte der auf das Metallband einwirkenden Walze, wel­ che auch als Arbeitswalze bezeichnet wird, als Widerlager. Sie nimmt die Walz­ kräfte auf und leitet sie zweckmäßigerweise in den Ständer des Walzgerüstes ein, in welchem auch die Arbeitswalze und zweckmäßigerweise vorhandene Stützwalzen gelagert sind. Vorzugsweise wird die Platte schwimmend gelagert, was eine leichte, reibungsarme Beweglichkeit in Verbindung mit einer zuverlässi­ gen Krafteinleitung erlaubt.

Am besten geht man so vor, daß die Walze den Walzspalt von oben her begrenzt und daß die Platte unter der Walze waagerecht liegt und durch eine Stützwalze unterstützt wird, welche ihrerseits in üblicher Weise im Walzgerüst gelagert ist. In diesem Fall können die Walzkräfte von der Platte auf die Stützwalze übertragen und von dieser in bekannter Weise in den Ständer des Walzgerüstes eingeleitet werden. Um eine waagerechte Lage der Platte zu gewährleisten, ist diese neben der Stützwalze noch zusätzlich zu unterstützen, vorzugsweise zu beiden Seiten des Walzspaltes, wobei die Tragfähigkeit der Unterstützungsmittel kleiner sein kann als die der Stützwalze, welche unmittelbar unter der mit der Platte zusam­ menarbeitenden Arbeitswalze liegt.

Eine schwimmende Lagerung der Platte erreicht man mit Vorteil dadurch, daß man die Platte durch Wälzkörper unterstützt. Dabei kann es sich um Rollen oder Walzen handeln, welche am besten zu beiden Seiten des Walzspaltes ein Feld bilden, welches die Platte an einer Mehrzahl von Stellen oder Linien unterstützt, welche über die gesamte Breite und Länge der Platte verteilt sein können. Die Wälzkörper können angetrieben sein, müssen aber nicht angetrieben sein, son­ dern können freilaufend ausgebildet sein. Besonders bevorzugt als Wälzkörper sind freilaufend gelagerte Kugeln, auf welchen die Platte mit ihrer Unterseite liegt.

Die Platte kann direkt angetrieben werden, z. B. mittels eines Stirnrad-Zahnkran­ zes, welcher auf die unter der Platte angeordnete Stützwalze aufgeschrumpft ist und sein Moment über eine an der Platte befestigte Zahnstange auf die Platte überträgt. Dadurch ist eine exakte Positionierung der Platte in jeder Phase der Bewegung der Platte möglich, d. h. beim Positionieren, beim Walzen und beim Zurückholen. Ferner ist der Antrieb der Platte auch mittels einer hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit oder mittels einer durch einen Elektromotor angetriebe­ nen Spindel, insbesondere mit einer reibungsarmen und präzisen Kugelumlauf­ spindel möglich. Vorzugsweise wird die Platte beim Walzen jedoch nicht direkt, sondern nur indirekt angetrieben, indem sie durch das Antreiben der Arbeitswal­ ze und/oder des Metallbandes mitgenommen wird. Dafür besteht wegen des zwischen der Arbeitswalze und der Platte auftretenden Walzdruckes ein hinrei­ chender Reibungsschluß.

Mit Vorteil wird zum Mitnehmen der Platte auch ihre Stützwalze angetrieben, wel­ che unter der Platte angeordnet ist.

Ein großer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß sie sich auf weitere Anwendun­ gen übertragen läßt. Eine Anwendung betrifft das Herstellen von Metallbändern, welche Nuten haben, die sich nicht in Längsrichtung vom Bandanfang bis zum Bandende erstrecken, sondern sich vom einen Längsrand durchgehend bis zum anderen Längsrand des Metallbandes quer über dessen gesamte Breite erstrec­ ken und in dem Metallband in Abständen wiederkehren. Aus solchen genuteten Metallbändern kann man durch Teilen der Metallbänder z. B. Kontaktfedern oder Stromwendelamellen für Elektromotoren, insbesondere für Servomotoren herstel­ len. Fortschrittliche Servomotoren werden immer schneller und immer genauer. Das stellt steigende Anforderungen an die Maßhaltigkeit der Stromwendelamel­ len in diesen Motoren. Die Maßgenauigkeit der Breite der Nut sollte besser sein als 0,02 mm. Wenn man eine solche Nut in ein Metallband walzen will, sind dazu ein oder mehrere Walzstiche erforderlich.

Nach herkömmlicher Technik fräst man die Nut in das Metallband, jedoch erzielt man dabei keine hohe Oberflächengüte. Das Fräsen von Nuten, welche sich quer über das Metallband erstrecken, ist schwierig. Man hat im Stand der Technik auch schon versucht, genutete bandförmige Halbzeuge dadurch herzustellen, daß man eine längs verlaufende Nut in mehreren Walzstichen in ein Metallband walzt. Dabei bleiben beidseits der Nut Seitenstege im Metallband erhalten, wel­ che die Nut begrenzen. Da das Metallband im Bereich der Nut durch die Material­ verdrängung beim Walzen entsprechend stark gelängt wird, im Bereich der Sei­ tenstege aber nicht, müssen die Seitenstege zum Ausgleich gereckt werden, z. B. mit Haspeln, welche eine starke Zugkraft entwickeln. Selbst wenn man die Sei­ tenstege reckt, ist es nicht möglich, Nuten zu walzen, deren Tiefe ca. 10% der Dicke des Metallbandes übersteigt. Außerdem ist das Verfahren aufwendig und führt nicht zu der gewünschten Genauigkeit, weil das Metallband bei jedem Walz­ stich einen Verzug erleidet, der dazu führt, daß die Nut von Walzstich zu Walz­ stich mit größer werdenden Schwankungen etwas breiter wird. Auch die in der DE 104 875 C und in der DE 197 04 300 A1 beschriebenen Arbeitsweisen erlau­ ben keine hohen Maßgenauigkeiten.

Durch erfindungsgemäßes schrittweises und abschnittsweises Walzen kann man jedoch allgemein profilierte Metallbänder, in welchen sich das Profil über die ge­ samte Breite des Metallbandes erstreckt, sowohl mit hoher Maßgenauigkeit als auch mit hoher Oberflächengüte walzen, insbesondere dann, wenn das erfin­ dungsgemäße diskontinuierliche Walzverfahren so weitergebildet wird, daß das Metallband nicht nur in einem Schritt, sondern in jedem der zu profilierenden Ab­ schnitte in mehreren Schritten gewalzt wird, wozu das Metallband nach einem Walzschritt zurückgeholt und in dem bereits gewalzten Abschnitt erneut gewalzt wird. Besonders hohe Genauigkeiten lassen sich erzielen, wenn das Metallband nicht nur in einer Richtung gewalzt und in der Gegenrichtung nur zurückgeholt, sondern wenn es in beiden Richtungen gewalzt wird, also auch beim Zurückholen.

Bin besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß sich mit ihr Profile in Bänder walzen lassen, welche durch zerspanende Verfahren wie z. B. durch Fräsen über­ haupt nicht hergestellt werden können, nämlich Nuten, welche sich quer zur Längsrichtung des Metallbandes erstrecken und Ränder haben, welche sich nicht auf gerader Linie vom einen Rand bis zum anderen Rand des Metallbandes er­ strecken, sondern sich in Längsrichtung des Metallbandes in Taschen oder Ni­ schen erweitern, die ihrerseits geradlinig oder bogenförmig verlaufende Ränder haben. Solche Nuten, die sich in Taschen oder Nischen erweitern, können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren jedenfalls dann gewalzt werden, wenn die Taschen oder Nischen die Nut nicht so stark verbreitern, daß es Probleme mit der Verdrängung des Materials aus den zu bildenden Taschen oder Nischen gibt. Auch bogenförmig verlaufende und schräg verlaufende Nuten können unter An­ wendung des erfindungsgemäßen diskontinuierlichen Walzverfahrens in ein Me­ tallband gewalzt werden.

In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, in einem Metallband Vertiefungen mit geschlossener Umrandung zu formen, gleichzeitig jedoch auf der ge­ genüberliegenden Seite des Metallbandes im Bereich der geformten Vertiefung einen ebenen Oberflächenbereich zu erhalten. Der Umriß einer solchen Vertiefung kann qua­ dratisch, rechteckig, oval, kreisrund oder eine sonstige geschlossene Linie sein. Der Rand der Vertiefung kann eine senkrecht oder nahezu senkrecht zur Platte verlaufende Umfangswand oder eine schräg zur Platte verlaufende, sich vom Boden der Vertiefung nach außen erweiternde Umfangswand sein. Der Rand kann aber auch, wie bei einer flachen Mulde, allmählich in den Boden der Vertiefung übergehen. Bisher werden solche Vertiefungen in Bändern durch einen Prägevorgang, z. B. durch Tiefziehen, gebildet, bei welchem auf der gegenüberliegenden Oberfläche des Metallbandes eine Ausbuchtung entsteht, die abgefräst wird, um die Ebenheit der Bandoberfläche wieder herzu­ stellen. Nachteilig bei der bisherigen Verfahrensweise sind

• - eine unzureichende Ebenheit der Bandoberfläche und des Bodens der einge­ prägten Vertiefung,
• - Schwankungen der Banddicke im Bereich des Bodens der Vertiefungen in der Größenordnung von einem oder wenigen zehnteln Millimetern,
• - eine unregelmäßige Rauhigkeit der Bandoberfläche an der Stelle der abgefrä­ sten Ausbuchtungen,
• - eine Reproduzierbarkeit von so profilierten Metallbändern mit Toleranzen, wel­ che lediglich im Bereich von einigen zehnteln Millimetern liegen,

wobei sich die Qualität noch verschlechtert, wenn mehrere Vertiefungen über die Breite des Metallbandes verteilt geformt werden. Außerdem ist die bekannte Ver­ fahrensweise unwirtschaftlich, da sich das Bilden der Vertiefungen auf zwei ört­ lich und zeitlich getrennte Verfahren aufgliedert, nämlich in das Prägen der Ver­ tiefung und in das Abfräsen der dadurch entstehenden Ausbuchtungen.

Demgegenüber hat das Formen eines profilierten Metallbandes mit Vertiefungen, welche einen geschlossenen Rand aufweisen, nach dem erfindungsgemäßen Walzverfahren den wesentlichen Vorteil, daß die Vertiefungen nicht mit zeitlich und örtlich getrennten Verfahrensschritten hergestellt werden müssen, sondern im Walzspalt zwischen einer Walze und einer Platte zeitgleich hergestellt werden können. Dazu kann eine Platte mit Höckern verwendet werden, welche sich beim Walzvorgang in die eine Seite des Metallbandes eindrücken, dabei eine entspre­ chende Menge des Metalls zur gegenüberliegenden Seite des Metallbandes ver­ drängen, wo es durch die Walze ausgewalzt wird, so daß die der jeweiligen Ver­ tiefung gegenüberliegende Stelle der Bandoberfläche eben erhalten wird.

Die Maßgenauigkeit und die Ebenheit der Flächen, die erfindungsgemäß erreicht werden können, sind um eine Zehnerpotenz besser als beim herkömmlichen herfahren.

Besonders vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren beim Formen von Ver­ tiefungen in einem Metallband, wenn durch den Walzvorgang auf der gegenüber­ liegenden Seite nicht nur das durch das Formen der Vertiefungen verdrängte Ma­ terial ausgewalzt wird, sondern wenn gleichzeitig eine mäßige Verringerung der Dicke des Metallbandes insgesamt herbeigeführt wird, vorzugsweise in einer Größenordnung von 10% Dickenabnahme. Auf diese Weise läßt sich eine be­ sonders hohe Genauigkeit erzielen.

Am einfachsten lassen sich Vertiefungen bilden, welche muldenartig sind oder ei­ ne Umfangswand haben, welche in der Weise schräg verläuft, daß sich die Ver­ tiefung ausgehend von ihrem Boden nach außen hin erweitert. Zum Bilden einer Vertiefung mit einer steileren, insbesondere mit einer senkrechten Umfangswand kann es vorteilhaft sein, dieses in zwei oder mehr als zwei Schritten zu tun, wobei in einem ersten Schritt eine Vertiefung mit einer schrägen Umfangswand, z. B. un­ ter einem Winkel von 45°, gebildet wird und erst in einem zweiten Schritt die Um­ fangswand steiler geformt wird, z. B. nahezu 90°.

Das erfindungsgemäße diskontinuierlich arbeitende Mehrschrittwalzverfahren ist für die Herstellung solcher profilierten Metallbänder besonders vorteilhaft. Dazu kann die Platte, die der angetriebenen Walze gegenüberliegt, für ein mehrmali­ ges Profilwalzen immer wieder zurückgeholt werden. Um ein Verkratzen des Me­ tallbandes beim Transport durch den Walzspalt auszuschließen und ein Verstel­ len der Stützwalze, welche unter der Platte angeordnet ist, zu vermeiden wird die Paßlinie des Metallbandes vorzugsweise etwas oberhalb des aus der Platte nach oben vorstehenden Profils gelegt, welches sich beim Profilwalzen in das Metall­ band eindrücken soll.

Die Erfindung eignet sich besonders dazu, ein regelmäßig wiederkehrendes Pro­ fil diskontinuierlich in ein Metallband zu walzen; aus einem solchen Metallband lassen sich durch Teilen des Metallbandes untereinander gleiche Massenteile wie z. B. Stromwendelamellen oder Kontaktfedern für elektrische Zwecke mit hoher Genauigkeit gewinnen. Das Teilen des Metallbandes geschieht zweckmä­ ßigerweise durch Stanzen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist mit Vorteil auch anwendbar auf plattierte Bänder und auf zu plattierende Bänder, bei denen die aufzuplattierenden Bleche nach dem erfindungsgemäßen Walzen auf verschie­ denen Höhen liegen. Profilierte Bänder mit einer vertieft liegenden Plattierung lassen sich nicht durch bekannte Walzplattierverfahren durch Walzen in Band­ längsrichtung herstellen, weil bei größeren Verformungsgraden, insbesondere bei mehr als 50% Verformung, die damit einhergehende Materialverschiebung zu ei­ nem schwerwiegenden Problem wird.

Mit dem erfindungsgemäßen diskontinuierlichen Mehrschritt-Walzverfahren ge­ lingt es, das bandförmige Vormaterial mit besonders hoher und gleichmäßiger Oberflächengüte und mit geringsten Dickentoleranzen zu erzeugen oder ein Vor­ material mit der aus dem Stand der Technik bekannten Qualität ohne Walzen­ wechsel in größerer Länge als bisher zu erzeugen. Es wurden bereits Dickentole­ ranzen von ±1 µm, Wiederholgenauigkeiten von ±2 µm, Rauhtiefen von nur R_t = 0,18 µm und Mittenrauhwerte (Centre Line Average, CLA) von nur R_a = 0,022 µm erreicht (DIN 4762).

Um mit dem Verfahren wenigstens zwei Walzschritte in einem Abschnitt des Me­ tallbandes durchführen zu können, sollte der Umfang der Walzen mindestens zweimal so groß zu sein wie die Länge der zurückgeholten Abschnitte, wobei der zurückgeholte Abschnitt etwas größer sein soll als die in Längsrichtung des bandförmigen Halbzeuges gemessene Abmessung der aus dem Halbzeug auszu­ stanzenden Werkstücke, so daß der unvermeidbare Stanzabfall Berücksichtigung finden kann. Wird das Metallband nicht nur in einer Richtung, sondern mal in der einen Richtung und mal in der anderen Richtung gewalzt, dann kann man z. B. auch so vorgehen, daß man das Metallband einige Male zwischen denselben Ab­ schnitten der Walze und der Platte vor- und zurückwalzt und den letzten Walz­ schritt zwischen einem Umfangsabschnitt der Walze und einem Abschnitt der Platte durchführt, welche bis dahin für eine geringere Anzahl von Walzschritten eingesetzt wurden und deshalb noch eine bessere Oberflächengüte haben, so daß sie im letzten Walzschritt dem Metallband eine Oberfläche mit ebenfalls opti­ maler Güte verleihen.

Werden die Abschnitte des Metallbandes mal in der einen Richtung und mal in der anderen Richtung gewalzt, erhält man darüberhinaus eine günstigere Werk­ stoffstruktur, als wenn man das Metallband immer nur in derselben Richtung wal­ zen würde. Dies ist um so mehr von Bedeutung, je stärker die durch das Walzen herbeigeführte Abnahme der Dicke des Metallbandes ist, weil damit auch die von den Walzen bewirkte Materialverdrängung stärker wird. Ein anderer Vorteil liegt darin, daß der günstige Einfluß auf die Werkstoffstruktur beim abschnittsweise hin- und hergehenden Walzen günstiger ist, als wenn wie beim Stand der Tech­ nik ein Metallband auf voller Länge abwechselnd in der einen und der anderen Richtung gewalzt wird.

Die Anzahl der Walzschritte, mit welchen auf ein- und denselben Abschnitt des Metallbandes eingewirkt wird, wird auf die gewünschte Stichabnahme und Ober­ flächengüte des zu erzeugenden Vormaterials abgestimmt.

Die Genauigkeit und Oberflächengüte, die sich erfindungsgemäß erreichen las­ sen, sind größer als beim Fräsen, größer auch als wenn das Metallband wie im Stand der Technik zum Erzeugen einer längs verlaufenden Nut wiederholt auf voller Länge gewalzt wird, was wegen der dabei auftretenden ungleichmäßigen Längung nur bis zu Dickenabnahmen von höchstens 10% möglich ist.

Die diskontinuierliche Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens leistet ei­ nen wesentlichen Beitrag zur Maßgenauigkeit des Profils von profilierten Metall­ bändern. Wegen der diskontinuierlichen Arbeitsweise beginnt jeder Walzschritt aus dem Stillstand des Metallbandes, der Walze und der Platte heraus oder bei so geringer Geschwindigkeit, daß eine in dem Metallband herrschende Zugspan­ nung während des Einstechens der Walze in das Metallband aufrechterhalten werden kann. Deshalb setzt in der Anfangsphase eines jeden Walzschrittes die sich aus dem Eingriff der Walze in das Metallband ergebende Längung des Me­ tallbandes anders als bei einem kontinuierlichen Profilwalzverfahren nicht schlag­ artig, sondern so sanft ein, daß die für die Maßhaltigkeit des Profils wichtige Zugspannung im Metallband erhalten bleibt, z. B. durch Regelung des Antriebs von Haspeln, welche für das Aufrechterhalten der Zugspannung vorgesehen sind. Zu diesem Zweck erfolgen das Beschleunigen und Bremsen der Walze und des Metallbandes beim Walzen vorzugsweise in gleichem Maße und synchron. Am besten wird in dem Metallband beim Einstechen eine konstante Zugspannung aufrechterhalten, und die wird am besten auch beim Walzen beibehalten.

Soll ein Profil abschnittsweise in ein Metallband gewalzt werden, so kann die Walze einen, gegebenenfalls in Segmente mit gleichem oder unterschiedlichem Durchmesser unterteilten, zylindrischen Mantel oder einen profilierten Mantel auf­ weisen. Mit einem zylindrischen Mantel läßt sich ein Profil in das Metallband wal­ zen, indem insbesondere durch Verlagern der Walze die Höhe des Walzspaltes während des Walzens verändert wird.

Die Maßgenauigkeit und die Oberflächengüte sind um so besser, je kürzer die Walzschritte sind. Mit Vorteil werden die Walzschritte kürzer als der halbe Um­ fang der Walze gewählt. In diesem Fall erstreckt sich das Profil nur über einen Teil des Umfangs der Walze. Den verbleibenden Teil der Mantelfläche der Walze kann man zylindrisch ausbilden; das macht es möglich, mit dem zylindrischen Ab­ schnitt der Walzenoberfläche den jeweiligen Abschnitt des Metallbandes in einem ersten Walzschritt noch nicht zu profilieren, sondern zu egalisieren, um dadurch die Maßgenauigkeit des gewalzten Sandes zu erhöhen.

Ein Anwendungsfall, für welchen die Erfindung vorteilhaft eingesetzt werden kann, um ein bandförmiges Vormaterial aus Metall herzustellen, welches in regel­ mäßig wiederkehrenden Abschnitten profiliert ist, betrifft Schreibfedern für Füllfederhalter.

Schreibfedern für Füllfederhalter haben über ihre Länge eine unterschiedliche Dicke. Im hinteren Bereich sind Schreibfedern typisch 0,2 mm dick. Zur Spitze hin wird die Feder dicker, um an der Schreibspitze schließlich ein Maximum von etwa 0,6 mm zu erreichen. Es ist bekannt, Schreibfedern herzustellen, indem ein Me­ tallband durch Walzen abschnittsweise, nämlich in Schritten, deren Länge der Länge der späteren Schreibfedern entspricht, zunächst mit einem entsprechen­ den Längsprofil versehen wird, welches sich über die gesamte Breite des Metall­ bandes erstreckt. Dieses profilierte Metallband ist ein Vormaterial, aus welchem später die Schreibfedern ausgestanzt und in die gewünschte gebogene Form um­ geformt werden.

Um das profilierte Vormaterial herzustellen, ist es bekannt, von zwei einen Walz­ spalt begrenzenden Walzen, welche in einem Walzgerüst gelagert sind, die obe­ re Walze in Umfangsrichtung mit einer empirisch ermittelten Kontur zu versehen, welche auf den vorgesehenen Verlauf der Dicke der Schreibfedern komplementär abstimmt ist. Außerhalb dieser abgestimmten Kontur hat die Mantelfläche der oberen Walze einen so geringen Abstand von ihrer Achse, daß es in diesem Be­ reich nicht zu einem Eingriff mit dem Metallband im Walzspalt kommt. Mit dem Anfang des die abgestimmte Kontur aufweisenden Umfangsabschnittes sticht die sich drehende Walze in das Metallband ein und nimmt es dann für die Dauer ei­ nes Walzschrittes, nämlich solange wie sie mit dem Metallband im Eingriff ist, mit und bewirkt dadurch sowohl einen Vorschub als auch eine Profilierung des Me­ tallbandes. Dabei wird das Metallband von einer ersten Haspel abgerollt und das aus dem Walzspalt austretende profilierte Metallband von einer zweiten Haspel aufgerollt. Da der Vorschub des Metallbandes durch die beiden Walzen bewirkt wird, ergibt sich zwischen ihnen und der zweiten, aufwickelnden Haspel zwangs­ läufig eine gewisse Loslänge des Metallbandes, welche es im Stand der Technik erforderlich macht, eine Bandschleife mit einer Bandspanneinrichtung vorzuse­ hen, welche einen Ausgleich schafft zwischen dem diskontinuierlichen Bandvorschub durch die Walzen und der kontinuierlichen Aufwickelbewegung der zweiten Haspel. Das ist mit einigem apparativem Aufwand verbunden, der nachteilig ist.

Auf die bekannte Weise hergestellte profilierte Bänder weisen unerwünschte Maßabweichungen auf.

Die vorliegende Erfindung zeigt demgegenüber einen Weg auf, wie ein profilier­ tes bandförmiges Vormaterial z. B. für Schreibfedern mit größerer Genauigkeit, hergestellt werden kann. Dazu liefert die flächige, ebene Unterstützung des Me­ tallbandes in Verbindung mit einem Einstechen der sich am besten zunächst nicht drehenden Walze in das ruhende Metallband einen wesentlichen Beitrag. Um das Einstechen zu bewirken, wird die Walze gegen die noch ruhende Platte verlagert. Ein weiterer Beitrag wird dadurch geliefert, daß die Bandspannung in allen Phasen des Walzverfahrens aufrechterhalten werden kann. Beim bekann­ ten Verfahren ist das anders, weil dort die Walzen andauernd mit gleichbleiben­ der Geschwindigkeit umlaufen, wodurch das Einstechen der profilierten Walze und damit der Bandvorschub schlagartig einsetzen und auch wieder beendet wer­ den. Eine gleichmäßige Zugkraft im Metallband während des Profilierens, welche für ein gleichmäßiges Arbeitsergebnis mit hoher Maßgenauigkeit günstig wäre, ist bei der bekannten Arbeitsweise nicht möglich.

Das Metallband wird in einem bei höheren Anforderungen an die Genauigkeit oder bei großen Stichabnahmen in mehreren Walzschritten bis zum Erreichen der Tiefe des gewünschten Profils des Vormaterials gewalzt. Im Falle mehrerer Walzschritte wird das Metallband zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Walz­ schritten zurückgeholt und dann der zurückgeholte Abschnitt des Metallbandes zwischen der Walze und der Platte erneut gewalzt. Es kann aber auch bereits beim Zurückholen der betreffende Abschnitt des Bandes erneut gewalzt werden. Erst wenn in einen zu profitierenden Abschnitt des Metallbandes in einem oder mehreren Walzschritten und gegebenenfalls nach einem oder mehreren Rückholschritten das gewünschte Profil gewalzt worden ist, wird zur Profilierung des nächsten Bandabschnittes des Metallbandes dieser nächste Bandabschnitt in den Walzspalt gefördert, in seiner Längsrichtung genau positioniert und dann im Walzspalt bearbeitet.

Es wäre allerdings auch möglich, nach einem ersten Walzschritt in einem ersten Bandabschnitt gegebenenfalls nach Wiederherstellung der Ausgangslage der Walze z. B. durch Zurückdrehen der Walze und wenn nötig durch Zurückbewegen der Platte einen gleichen ersten Walzschritt in einem anschließenden Bandab­ schnitt durchzuführen, dann das Band um zwei Schritte zurückzuholen, danach im ersten Bandabschnitt einen zweiten Walzschritt und dann im zweiten Bandab­ schnitt den zweiten Walzschritt durchzuführen.

Die sich mit der Herstellung von einseitig profiliertem Vormaterial befassende Va­ riante der Erfindung mit wiederholten Walzschritten hat wesentliche Vorteile:

• - Dadurch, daß das Profil des Metallbandes in mehreren Walzschritten erzeugt wird, erzielt man eine größere Maßhaltigkeit als bisher, was sich z. B. bei Schreibfedern insbesondere im späteren Schaftbereich auswirkt.
• - Da das gewünschte Profil in einem Abschnitt des Metallbandes nicht durch ei­ nen einzigen, sondern durch zwei oder mehr als zwei Walzschritte erzeugt wird, können auch härtere Metallbänder profiliert werden, auch federharte Bänder.
• - Dadurch, daß das Profil des Metallbandes in mehreren Walzstichen erzeugt werden kann, können verschiedene Walzarten wie Egalisieren, Vorprofilieren, Plattieren, Maskenwalzen und Spiegelglanzwalzen nacheinander in unter­ schiedlicher Reihenfolge auf demselben Abschnitt des Metallbandes ausge­ führt werden.
• - Das eröffnet der Erfindung Anwendungen, die über den Schreibfederbereich hinausgehen und eine Vielzahl von profilierten Teilen erfaßt, die aus einem bandförmigen Halbzeug gebildet und durch Stanzen des Bandes vereinzelt werden können. Anwendungsbeispiele sind elektrische Leiterstrukturen wie z. B. Kontaktfedern, Stromwendelamellen für elektrische Motoren, ferner Lead­ frames sowie Kettenglieder für Uhrarmbänder und für Schmuckketten.
• - Durch die Möglichkeit, das Profilieren in mehreren Walzschritten vorzuneh­ men, lassen sich sehr vielgestaltige Profile erzeugen.
• - Zur Vielseitigkeit der Erfindung trägt bei, daß das Metallband nicht in jedem Walzschritt profiliert werden muß, sondern in einem ersten Walzschritt ledig­ lich gleichmäßig in seiner Dicke reduziert werden kann, wozu die Walze jeden­ falls auch einen zylindrischen Abschnitt hat, wenn sie nicht ohnehin zylindrisch ist.
• - Der Fortschritt, den die Erfindung bringt, wird durch minimalen apparativen Aufwand erreicht. Ausgehend von einem an sich bekannten Walzgerüst ist in diesem im wesentlichen nur eine Arbeitswalze durch eine Platte zu ersetzen und die Arbeitsweise zu modifizieren, welche zu der Profilierung führt. Ist die Walze in Umfangsrichtung profiliert, dann wird sie vorzugsweise so gestaltet, daß sie in Umfangsrichtung aufeinanderfolgend Abschnitte mit unterschiedli­ cher Kontur hat, welche insbesondere durch Freisparungen voneinander ge­ trennt sind und in Verbindung mit dem bevorzugten Rückholen des Metallban­ des ein wiederholtes Walzen ein und desselben Abschnittes des Metallbandes erlauben.
• - Es ist auch möglich, die Walze zylindrisch auszubilden und die für ein Profilie­ ren erforderliche Veränderung der Höhe des Walzspaltes beim Walzen da­ durch zu erzielen, daß man die Walze und/oder die Platte, vorzugsweise die Walze, welche vorzugsweise über der Platte liegt, im Walzgerüst verlagert. Das kann z. B. mit einem Elektromotor geschehen, welcher Spindeln antreibt, welche auf die zu verlagernde Walze und/oder Platte einwirken und mit ei­ nem eine wiederholbare Einstellung ermöglichenden inkrementalen Drehgeber gekoppelt sind, mit dessen Hilfe der Elektromotor gesteuert wird. Es ist ferner möglich, die Walze und/oder die Platte hydraulisch zu verlagern, indem man in jeden Walzenständer im Kopf oder im unteren Querjoch einen hydraulisch arbeitenden Zylinder positioniert. Die beiden Hydraulikzylinder sind in der hydraulisch arbeitenden Walzenanstellung integriert und werden mittels einer Positionsregelung mit Kraftüberwachung angefahren. Die Regelung kann mit Servoventilen als Stellgliedern sowie mit Lage-Sensoren und Druckgebern als Istwertgebern ausgerüstet sein. Damit ist es möglich, nahezu jeden vorgege­ benen Kurvenverlauf, abhängig von dem zu walzenden Profil, mit der Walze anzufahren. Gegenüber der Verwendung eines elektronisch gesteuerten elek­ trischen Servoantriebes hat ein hydraulisches Anstellsystem den Vorteil, schneller und präziser zu sein.
  Mit einem solchen Servoantrieb für das Verlagern der Walze und/oder der als ihr Widerlager dienenden Platte ist es möglich, auch mit einer zylindrischen Walze in einem oder mehreren Schritten ein Profil in das Metallband zu wal­ zen. Es hängt von der gewünschten Profilierung ab, wie der Durchmesser der Walze zu wählen und wie die Walze gegenüber der Platte in Abhängigkeit vom Bandvorschub zu verlagern ist. Eine entsprechende, von dem zu walzen­ den Profil abgeleitete Steuerkurve für den Antrieb, der die Walze relativ zur Platte verlagern soll, kann als Steuerkurve in einem programmierbaren elektro­ nischen Steuergerät gespeichert sein. Durch Abspeichern mehrerer Steuerkur­ ven kann erfindungsgemäß mit einem Walzgerüst ohne Austausch der Walze eine entsprechende Anzahl von unterschiedlichen Profilieraufgaben in Metall­ bändern bewältigt werden.
  Es ist außerdem möglich, das Verlagern der Walze während des Walzens an­ zuwenden bei einem Walzgerüst, welches eine profilierte Walze hat. Durch ei­ ne solche Kombination von zwei verschiedenen Möglichkeiten, die Höhe des Walzspaltes im Verlauf des Walzens zu verändern, nämlich durch Verwenden einer profilierten Walze in Kombination mit dem Verlagern der Walze relativ zur Platte, läßt sich die vielseitige Verwendbarkeit des Walzgerüstes zum Her­ stellen von abschnittsweise profilierten Bändern noch steigern.
  Wird mit einer zylindrischen Walze gearbeitet, ist es vorteilhaft, sie mit einem achsparallelen Einschnitt zu versehen, um auf diese Weise eine Referenz für die Drehwinkelstellung der Walze zu erhalten.
• - Die exakte Positionierung des jeweils geforderten Walzensegments zum Me­ tallband kann mit Hilfe einer Regelung für den Walzendrehwinkel erfolgen.
• - Für das Zurückholen des Metallbandes kommt der Rückholvorrichtung, z. B. ei­ ner ersten Haspel, von welcher das zu profilierende Metallband abgewickelt wird, eine besondere Bedeutung zu, weil sie die Länge des Schrittes, um wel­ chen das Metallband zurückgeholt wird, hinreichend genau reproduzieren kön­ nen muß. Dazu versieht man diese erste Haspel, zweckmäßigerweise auch die das Metallband ziehende zweite Haspel z. B. mit einem Servomotor, welcher einen inkrementalen Drehgeber aufweist, der eine genaue Festlegung der ge­ wünschten Schrittlänge beim Abwickeln und auch beim Aufwickeln ermöglicht. Noch genauer kann man die Schrittlänge festlegen, wenn man die Haspeln mit Bandüberlaufrollen versieht, welche mit einem Inkrementaldrehgeber gekop­ pelt sind, der in der Bandpositionsregelung als Istwertgeber dient.

Die Breite des Metallbandes kann so bemessen sein, daß aus jedem der aufein­ anderfolgend angeordneten Bandabschnitte ein einziges profiliertes Teil, z. B. ei­ ne einzelne profilierte Schreibfeder ausgestanzt werden kann. Die Wirtschaftlich­ keit des Verfahrens und eines nach dem Verfahren arbeitenden Walzgerüstes kann leicht vervielfacht werden, wenn breitere Bänder bearbeitet werden, die so breit sind, daß aus jedem profilierten Abschnitt des Vormaterials zwei oder mehr als zwei nebeneinander liegende Schreibfedern oder dergleichen profilierte Ge­ genstände gebildet werden können.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist Gegenstand des An­ spruchs 22. Gemäß dieser Weiterbildung der Erfindung wird das Metallband vor dem Walzen des Profils egalisiert. Unter einem Egalisieren wird ein Walzen des Metallbandes in einem Walzgerüst mit hochkonstantem Walzspalt verstanden, wodurch die Dickenschwankungen des Metallbandes vermindert werden. Walz­ gerüste mit zwei Arbeitswalzen zum Egalisieren sind aus der DE 25 41 402 C2 bekannt, worauf wegen weiterer Einzelheiten verwiesen wird. Bei einem für Zwec­ ke der Erfindung geeigneten Walzgerüst wird ein hochkonstanter Walzspalt dadurch erreicht, daß an den über die Walzenzapfenlager hinaus nach außen verlängerten Walzenzapfen von zwei Stützwalzen, von denen die eine die Platte von unten stützt und die andere die Arbeitswalze von oben stützt, senkrecht zu den Walzenachsen vom Walzgut weg gerichtete Vorspannkräfte ausgeübt wer­ den, welche lotrecht ausgerichtet sein können und vorzugsweise in einer um den Walzwinkel von der Walzenachsebene abweichenden, durch das einlaufende Metallband gehenden Wirkungslinie wirken. Auf diese Weise wird das Arbeits­ spiel der Walzen in den Walzenzapfenlagern verringert.

Erfindungsgemäß ist es deshalb nicht erforderlich, zum Zwecke des Egalisierens dem für das Profilieren des Metallbandes vorgesehenen Walzgerüst ein weiteres, der Egalisierung dienendes Walzgerüst voranzustellen. Vielmehr werden das Egalisieren und das Profitieren in ein und demselben Walzgerüst durchgeführt, wozu das Metallband nicht nur in den der Profilierung dienenden Arbeitsschritten in Vorschubrichtung durch den Walzspalt bewegt wird. Vielmehr wird das Metall­ band zunächst in Schritten, die - unter Berücksichtigung der beim nachfolgenden Profilieren noch erfolgenden Streckung des egalisierten Abschnittes - mindestens so lang sind wie der Schritt beim Profilieren, unter mäßiger Abnahme seiner Dic­ ke egalisiert. Danach wird das Metallband um einen Schritt von mindestens der für das Profilieren benötigten Länge und höchstens der beim Egalisieren vorge­ schobenen Länge zurückgeholt und danach wird in den zurückgeholten Abschnitt des Metallbandes das Profil gewalzt. In einem Walzgerüst, in welchem die Ar­ beitswalze profiliert ist und einen Umfangsabschnitt mit der Kontur hat, welche auf den gewünschten Verlauf der Dicke z. B. einer Schreibfeder abgestimmt ist, welche aus dem Metallband hergestellt werden soll, hat die Walze zu diesem Zweck zusätzlich noch einen zylindrischen Umfangsabschnitt, welcher von dem die Kontur aufweisenden Umfangsabschnitt getrennt ist (Anspruch 25). Mit dem zylindrischen Umfangsabschnitt wird der Egalisierschritt durchgeführt. Der zylin­ drische Umfangsabschnitt ist im Hinblick auf seine Bestimmung und unter Be­ rücksichtigung der beim Walzen auftretenden Längung des Metallbandes so lang gewählt, daß der egalisierte Abschnitt des Metallbandes mindestens die Länge der Schreibfeder hat, vorzugsweise etwas länger ist, so daß der Anfang und/oder das Ende des Profilierschrittes einen Abstand vom Anfang und vom Ende des egalisierten Abschnittes einhalten können.

Mit Vorteil ist das der Profilierung dienende Walzgerüst also gleichzeitig als ein Walzgerüst zum Egalisieren ausgebildet und mit einem schrittweise vorwärts und rückwärts arbeitenden Bandvorschub ausgestattet.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 28 und gemäß Anspruch 34 hat wesentliche Vorteile:

• - Die Dickenschwankungen von ±20 µm im Vormaterial und damit auch in den daraus herzustellenden Werkstücken, z. B. Schreibfedern, können auf weniger als ±2 µm, z. B. auf ±1 µm in einer einzelnen Schreibfeder verringert werden, insbesondere im späteren Schaftbereich der Schreibfedern.
• - Die Reproduzierbarkeit des Verlaufs der Dicke von Schreibfeder zu Schreibfe­ der kann auf weniger als ±4 µm, z. B. auf ±2 µm verbessert werden.
• - Das sind Genauigkeiten, die bei der Herstellung von Schreibfedern durch Wal­ zen bisher nicht erreicht wurden. Entsprechende Genauigkeiten sind auch bei bandförmigem Vormaterial für andere profilierte Erzeugnisse als Schreibfedern erreichbar.
• - Der große Fortschritt an Genauigkeit wird durch minimalen apparativen Auf­ wand erreicht. Ausgehend von einem an sich bekannten Walzgerüst ist in die­ sem gegebenenfalls die der Profilierung dienende Arbeitswalze zu modifizie­ ren, indem sie mit einem geeigneten zylindrischen Abschnitt versehen wird, es ist eine Arbeitswalze gegen eine Platte auszutauschen und es sind die Wal­ zenzapfen von zwei Stützwalzen zur Verringerung des Lagerspiels vorzuspan­ nen, z. B. auf eine der in der DE-25 41 402 C2 offenbarten Weisen. Außerdem benötigt man Mittel, die nicht nur ein schrittweises Vorschieben, sondern auch ein schrittweises Zurückholen des Metallbandes in Schritten erlauben, die un­ gefähr so lang sind wie die Schritte beim Egalisieren. Das kann, wie schon erwähnt, einfach dadurch geschehen, daß man mindestens eine erste Haspel, von welcher das zu profilierende Metallband abgewickelt wird, mit einem Elek­ tromotor versieht, welcher sich mit hinreichender Genauigkeit in Schritten von der gewünschten Länge steuern und in der Drehrichtung umsteuern läßt. Das geschieht vorzugsweise mit einem Servomotor, welcher einen inkrementalen Drehgeber aufweist, der eine genaue Festlegung der gewünschten Schrittlän­ ge beim Abwickeln und Aufwickeln ermöglicht, oder mittels zweier Servoregler mit Kraftmeßdosen an Umlenkrollen für das Metallband, als Istwertgeber für Haspeln, welche das Metallband abwickeln und aufwickeln und die Zugspan­ nung im Metallband verwirklichen oder alternativ von einer Regelelektronik in Positionsregelung gehalten werden. Als Istwertgeber dienen dabei am besten zwei Inkrementaldrehgeber, die an den beiden Umlenkrollen der Haspeln posi­ tioniert sind. Ein Servomotor ist normalerweise mit einem nachgeordneten Ge­ triebe verbunden. Wenn nachstehend von Servomotoren geredet wird, wird unterstellt, daß sie normalerweise ebenfalls mit einem nachgeordneten Getrie­ be verbunden sind.

Vorzugsweise wird auch eine zweite Haspel, welche als Ziehvorrichtung arbeitet und das profilierte Metallband aufwickelt, mit einem solchen Servomotor versehen.

• - Das hat den weiteren Vorteil, daß durch das Zusammenspiel der Servomoto­ ren in allen Phasen des erfindungsgemäßen Verfahrens, beim Einstechen, beim Egalisieren wie beim Profilieren und beim Rückholen des Metallbandes auf dieses ein definierter Zug ausgeübt werden kann, welcher das Erreichen eines gleichmäßigen Vormaterials mit geringen Dickenschwankungen begün­ stigt. Dieser Zug soll möglichst gleichbleibend sein und eine gewisse Grund­ zugkraft nicht unterschreiten, welche beim Herstellen von Schreibfedern z. B. 500 N betragen kann. Beim Zurückholen zieht deshalb die erste Haspel das Metallband mit größerer Kraft gegen die kleinere Aufhaspelkraft der zweiten Haspel. Durch das Aufrechterhalten einer möglichst gleichbleibenden Grund­ zugkraft im Metallband in allen Phasen der Bearbeitung des Metallbandes er­ zielt man eine verbesserte Gleichmäßigkeit des gewalzten Vormaterials und vermeidet man das Auftreten eines Bandverlaufs, d. h., das Metallband verzieht sich nicht.
• - Ein weiterer Vorteil des Antriebs der Haspeln mit Servomotoren besteht darin, daß der Bandvorschub und der Antrieb der Walze so gut aufeinander abge­ stimmt werden können, daß anders als beim Stand der Technik anstelle eines kontinuierlichen Antriebs der Walze ein diskontinuierlicher Walzenantrieb er­ folgen kann. Insbesondere kann die Geschwindigkeit, bei der der Einstich der profilierten Walze in das Metallband erfolgt, auf die Bandvorschubgeschwin­ digkeit so abgestimmt werden, daß beim Einstechen keine abrupte Beschleu­ nigung des Metallbandes erfolgt. Insbesondere kann das Einstechen der profi­ lierten Walze in das Metallband zunächst in Ruhe oder bei langsamem Band­ vorschub und bei langsamer Walzendrehung erfolgen, gefolgt von einer be­ schleunigten Bandvorschubbewegung und Walzendrehung. Dies ist für das Erreichen von geringen Maßtoleranzen besonders vorteilhaft.
• - Dadurch, daß das Metallband mittels einer Bandpositionsregelung im Walz­ spalt relativ zur Walze positioniert wird, die mit Hilfe einer Walzendrehwinkel­ regelung für jeden Walzschritt erneut exakt positioniert wird, bleiben Maßab­ weichungen in den Profilabständen je nach Profil im hundertstel Millimeter Bereich.
• - Ein weiterer Vorteil der Verwendung von Servomotoren zum Antrieb der Has­ peln besteht darin, daß besondere Bandspanneinrichtungen, wie sie im Stand der Technik erforderlich sind, nicht benötigt werden.
• - Ein weiterer Vorteil der Verwendung der Servomotoren zum Antrieb der Has­ peln besteht darin, daß der Bandvorschub durch ein programmierbares elek­ tronisches Steuergerät sehr exakt auf die Länge und Lage der profilierten Bandabschnitte und auf die Walzendrehung abgestimmt werden kann, vor­ zugsweise auch auf die vertikale Verlagerung der Walze, um insbesondere bei einem durch einen zylindrischen Walzenmantel oder Walzenmantelabschnitt begrenzten Walzspalt dessen Höhe zu verändern und dadurch eine bestimmte Profilierung zu erzeugen.

Das Zurückholen des Metallbandes kann nicht nur durch eine auf der Einlaufseite des Walzspaltes angeordnete Haspel geschehen, sondern auch durch eine als Zangenvorschubvorrichtung ausgebildete Rückholvorrichtung. Diese Ausfüh­ rungsform eignet sich besonders für das Bearbeiten kürzerer oder steiferer Bän­ der. Ist die Rückholvorrichtung als Zangenvorschubeinrichtung ausgebildet, kann sie darüber hinaus benutzt werden, um das Metallband vorzuschieben und dem Walzspalt zuzuführen.

Von der Rückholvorrichtung hängt die Ablaufsteuerung des Verfahrens ab, wel­ che die Steuerung der Bandposition, der Drehwinkelstellung der Walze und der Lage der Walze miteinander verknüpft.

Anstelle einer auf der Auslaufseite des Walzspaltes angeordneten Haspel kann als Ziehvorrichtung für das beim Walzen aus dem Walzspalt austretende Band ebenfalls eine Zangenvorschubvorrichtung verwendet werden. Auch diese Aus­ führungsform eignet sich vor allem für das Bearbeiten kürzerer oder steiferer Bänder.

Die Qualität des erzeugten bandförmigen Vormaterials wird gesteigert, wenn so­ wohl beim Einstechen als auch beim Walzen als auch beim Rückholen des Ban­ des in diesem ein definierter Zug aufrecht erhalten wird, insbesondere mittels ei­ ner Bandzugkraftregelung mit zwei Servoreglern und Kraftmeßdosen an den Um­ lenkrollen als Istwertgeber für die Haspeln, wobei dieser günstige Einfluß um so stärker auftritt, je dünner das Metallband ist. Aber auch bei dickeren Bändern ist es vorteilhaft, das Band beim Einstechen und während des Walzens und Zurück­ holens zwischen der Rückholvorrichtung und der Ziehvorrichtung durch ein auf­ einander abgestimmtes Bewegen dieser beiden Vorrichtungen unter Spannung zu halten und exakt zu führen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die optimale Bandspannung in allen Phasen eines Walzschrittes aufrechterhalten werden, insbesondere auch in der kritischen Phase des Einstechens einer profilierten Walze in das Metallband, denn weil jeder Walzschritt wegen der Natur des erfindungsgemäßen diskontinu­ ierlichen Mehrschritt-Walzverfahrens aus dem Stillstand der Walze, der Platte und des Metallbandes heraus beginnt, erfolgt der Eingriff der profilierten Walze in das Metallband nicht schlagartig, sondern so sanft, daß in dieser kritischen Pha­ se des Einstechens der profilierten Walze in das Metallband und in dem gesam­ ten Walzschritt die Zugkraft der Bandspanneinrichtung, z. B. der Haspeln, auf ei­ nen für das jeweilige Band optimalen konstanten Wert geregelt werden kann. Da­ zu werden die Haspeln und die Walze beim Beschleunigen und Bremsen des Metallbandes und der Walze mit Vorteil mit ihren jeweiligen Antriebsmotoren syn­ chron und in gleichem Maße beschleunigt bzw. gebremst.

Die optimale Vorspannung, mit welcher das Lagerspiel der Stützwalzen wegge­ spannt wird, kann für den jeweiligen Anwendungsfall empirisch ermittelt werden und bleibt dann für den Anwendungsfall konstant. Die Optimierung erfolgt vor­ zugsweise so, daß die im jeweiligen Anwendungsfall auftretende Dehnung des Walzgerüstes beim Egalisieren ermittelt und durch passende Einstellung der Vor­ spannung kompensiert wird.

Die Erfindung ist nicht nur anwendbar auf das Walzen von Bändern aus Metall in dem Sinne, wie der Begriff "Metallband" hier verwendet wird, sondern auch auf Bänder aus Kunststoff, und auf Bänder, die aus einem Verbundwerkstoff auf Kunststoffbasis bestehen, zum Beispiel ein Kunststoff mit metallischen oder mi­ neralischen oder keramischen Füllstoffen, oder metallisierte Kunststoffbänder so­ wie mit Kunststoff beschichtete Metallbänder.

Die im Patentanspruch 51 angegebene Vorrichtung zum Herstellen eines band­ förmigen Vormaterials, insbesondere aus Metall, durch Walzen eines Bandes nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hat ein Walzgerüst, in welchem eine Walze und eine geradlinig verschiebbare, der Walze zugewandte Platte einen Walzspalt begrenzen, sowie eine auf der Einlaufseite des Walzspaltes angeordnete Rückholvorrichtung für das Band, für welche ein Antriebsmotor vor­ gesehen ist, welcher ein Zurückholen des Bandes in Schritten von vorgebbarer Länge ermöglicht, insbesondere ein Servomotor, wobei die Platte synchron mit der Walze und/oder mit dem Band in der vorgegebenen Bewegungsrichtung, die das Band im Walzspalt hat, antreibbar und auch unabhängig von dem Band an­ treibbar und rückholbar ist. Die Möglichkeit, die Platte synchron mit der Walze und/oder mit dem Band zu bewegen, gewährleistet, daß das Band beim Walzen auf der Platte unmittelbar im Walzspalt keinen Schlupf erfährt. Darüberhinaus ist die Platte unabhängig von dem Band antreibbar und rückholbar, um nach dem Abschluß eines Walzvorganges in einem ausgewählten Abschnitt des Bandes die Platte zurückholen zu können, ohne das Band zurückholen zu müssen, so daß es in einem nachfolgenden Abschnitt gewalzt werden kann. Das Antreiben der Platte kann direkt erfolgen, erfolgt aber vorzugsweise indirekt, indem die Platte beim Walzen von der angetriebenen Walze und von dem angetriebenen Band, vor­ zugsweise auch von einer unter der Platte angeordneten und die Platte stützen­ den, angetriebenen Stützwalze mitgenommen wird. Letztere kann die Platte zwi­ schen zwei aufeinanderfolgenden Walzschritten auch zurückholen; dazu reicht der Reibungsschluß zwischen der Stützwalze und der auf ihr liegenden Platte aus, wobei die vom Eigengewicht der Platte bewirkte Reibungskraft erforderli­ chenfalls noch durch Andrückelemente, welche die Platte zusätzlich gegen die Stützwalze drücken, verstärkt werden kann. Bei solchen Andrückelementen kann es sich beispielsweise um Rollen handeln, welche durch Druckmittelzylinder auf die Platte gedrückt werden.

Profilierte Metallteile, die durch Teilen von Metallbändern erhalten werden und abschnittsweise durch nur einen Walzschritt des diskontinuierlichen Walzverfah­ rens gebildet werden, finden z. B. in der Automobilindustrie Verwendung und kön­ nen dort Metallteile ersetzen, die bisher aufwendig mittels Schweißverfahren her­ gestellt werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten schemati­ schen Zeichnungen, welche Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen.

Fig. 1 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Maschine ge­ mäß der Erfindung,

Fig. 2 zeigt eine teilweise geschnittene Vorderansicht der Maschine,

Fig. 3 zeigt einen gegenüber der Fig. 1 vergrößerten Ausschnitt aus der Maschine, nämlich den Hauptteil des Walzgerüstes der Maschine,

Fig. 3a zeigt die Einzelheit X aus Fig. 3,

Fig. 4 zeigt einen gegenüber der Fig. 2 vergrößerten Ausschnitt aus der Maschine, nämlich das Walzgerüst,

Fig. 4a zeigt die Einzelheit Y aus Fig. 4,

Fig. 5-10 zeigen ein Ablaufschema eines ersten mit der Maschine ausführba­ ren Arbeitsverfahrens,

Fig. 11-16 zeigen ein Ablaufschema eines zweiten mit der Maschine ausführ­ baren Arbeitsverfahrens,

Fig. 17 zeigt ein schematisches Diagramm zum Durchführen der Erfindung mit zwei zylindrischen Walzen,

Fig. 18 zeigt eine abgewandelte Maschine gemäß der Erfindung in einer der Fig. 1 entsprechenden Darstellung,

Fig. 19 zeigt ein durch die Erfindung herstellbares Metallband mit Nuten, welche sich in rechteckige Nischen erweitern,

Fig. 20 zeigt ein durch die Erfindung herstellbares Metallband mit Nuten, welche sich in einer bogenförmigen Nische erweitern, und die

Fig. 21 zeigt ein durch die Erfindung herstellbares Metallband mit Nuten, welche sich in rechteckige Nischen erweitern, und mit Vertiefungen, welche eine geschlossene Umrandung haben.

Einander entsprechende Teile sind in den Beispielen mit übereinstimmenden Be­ zugszahlen bezeichnet.

Die in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellte Maschine hat ein Fundament 1, auf welchem in der Mitte ein Walzgerüst 2 aufgebaut ist, vor welchem und hinter welchem jeweils eine Aufnahmeeinrichtung 3 und 4 für eine als Rückholvorrichtung dienende Haspel 5 und ei­ ne als Ziehvorrichtung dienende Haspel 6 befestigt ist, welche durch einen als elektri­ scher Servomotor ausgebildeten Antriebsmotor 7, 8 antreibbar ist.

In seitlichen Einbauteilen 9 des Walzgerüsts ist eine Arbeitswalze 12, nachfol­ gend einfach als Walze bezeichnet, gelagert, welche gemeinsam mit einer darun­ ter angeordneten ebenen Platte 67 einen Walzspalt 13 begrenzt. Oberhalb der Walze 12 und unterhalb der Platte 67 ist jeweils eine Stützwalze 14 bzw. 15 in Einbauteile 10 und 10a eingebaut, welche im Durchmesser größer ist als die Walze 12. Die Einbauteile 9, 9a der Arbeitswalze 12 sind jeweils in einem Aus­ schnitt der Einbauteile 10, 10a der Stützwalzen 14, 15 angeordnet.

Ein zu bearbeitendes Band, insbesondere ein Metallband 16, läuft von der Has­ pel 5 über eine Überlaufrolle 17 hinweg in den Walzspalt 13 hinein, tritt durch diesen hindurch und gelangt über eine weitere Überlaufrolle 18 auf die zweite Haspel 6, welche das im Walzgerüst 2 bearbeitete Metallband 16 aufwickelt. Zwi­ schen dem Walzspalt 13 und der zweiten Überlaufrolle 18 ist noch eine Einrich­ tung 19 zum Absaugen von Walzöl vorgesehen, in welcher das Metallband 16 von dem Walzöl gereinigt wird.

Der Aufbau des Walzgerüstes 2 ist eingehender in den Fig. 3 und 4 darge­ stellt. Daraus ergibt sich, daß die Walze 12, deren Durchmesser nur ungefähr 1/3 des Durchmessers der Stützwalzen 14 und 15 beträgt, mit ihren Walzenzapfen 20 und 21 in Walzenzapfenlagern 22 gelagert sind, welche als Rollenlager aus­ gebildet sind. Ein Walzenzapfen 21 der Walze 12 ist über sein Walzenzapfenla­ ger 22 hinaus verlängert und als Teil einer kardanischen Aufhängung 23 ausge­ bildet, welche den Antrieb der Walze 12 mittels einer Kardanwelle 24 ermöglicht. Ein die Walze 12 über die Kardanwelle 24 synchron antreibender Elektromotor 41 ist in Fig. 2 dargestellt. Er treibt die Walze 12 und die untere Stützwalze 15 über ein sich verzweigendes Getriebe 48 an. Es ist aber auch möglich, die Walze 12 und die Stützwalze 15 durch zwei getrennte Motoren anzutreiben.

Die Stützwalzen 14 und 15 haben Walzenzapfen 25, welche in als Rollenlager ausgebildete Walzenzapfenlager 26 der seitlichen Einbauteile 10 und 10a gela­ gert sind. Die Walzenzapfen 25 sind über die Walzenzapfenlager 26 hinaus ver­ längert und stecken in Lagerschalen 27, von denen die Lagerschalen der unteren Stützwalze 14 mit dem Fundament 1 verspannt sind, während die Lagerschalen 27 der oberen Stützwalze 15 mit einer darüber angeordneten Traverse 28 ver­ spannt sind. Das Verspannen geschieht jeweils mit einer von der Lagerschale 27 ausgehenden Gewindestange 29, auf welcher ein Satz Tellerfedern 30 angeord­ net ist, der durch eine Mutter 31 gespannt wird. Das ist nur oberhalb der Traverse 28 dargestellt, am Fundament 1 aber in gleicher Weise vorgesehen. Durch diese Vorspannung wird das Lagerspiel der Stützwalzen 14 und 15 und damit dessen Einfluß auf die Abweichungen der Dicke des gewalzten Metallbandes von seiner Solldicke verkleinert. Damit erreichen die Walze 12 und die Stützwalzen 14 und 15 eine Rundlaufgenauigkeit von ±1 µm.

Die Platte 67 ist nicht allein durch die untere Stützwalze 15 abgestützt, sondern zusätz­ lich durch zwei Felder von Lagerkörpern 65 mit Walzkörpern 71, von denen ein Feld auf der Einlaufseite des Walzspaltes 13 und ein Feld auf der Auslaufseite des Walzspaltes 13 angeordnet ist. Die Walzkörper 71 sind freilaufend gelagerte Kugeln und be­ finden sich jeweils in einem Topf 69, welcher durch einen balligen Deckel 70 fest verschlossen ist. Der Deckel 70 hat eine kreisrunde mittig angeordnete Öffnung, durch welche eine unter dem Deckel angeordnete Kugel 71, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser des mittigen Loches, mit einem Teil ihrer Kuge­ loberfläche hindurchgreift. Die Kugel 71 wird durch eine in dem Topf 59 angeord­ nete Feder 72 gegen den balligen Deckel 70 gedrückt. Auf diese Weise ist die Kugel 71 zwischen dem Rand der mittigen Öffnung des Deckels 70 und der Fe­ der 72 federnd und im übrigen frei beweglich gelagert. Die Lagerkörper 65 sind in den beiden Feldern so angeordnet, daß ihre Kugeln mit ihrer Oberseite in einer gemeinsamen Ebene liegen, in welcher sie die die Unterseite der Platte 67 fe­ dernd und leichtgängig, das heißt reibungsarm, unterstützen. Die Lagerkörper 65 sind in Halterungen 66 angeordnet, welche in der Höhe justierbar am Walzgerüst 2 angebracht sind. Die Höhenlage der Lagerkörper 65 wird so justiert, daß die Platte 67 beim Walzen, wenn sie gegen die untere Stützwalze 15 gedrückt ist, die Kugeln 71 geringfügig vom Rand der mittigen Öffnung im Deckel 70 nach unten drückt.

Die untere Stützwalze 15 ist mittels einer mit Keilen arbeitenden Verstelleinrich­ tung 73, welche zwischen den beiden Walzenständerfensterbetten und den bei­ den unteren Walzenlagerkörpern der unteren Stützwalze 15 angeordnet ist, in vertikaler Richtung verstellbar. Damit ist auch die Platte 67 in vertikaler Richtung verstellbar.

An der Unterseite der Platte 67 sind unter Zwischenfügen von Tellerfedern 84 zwei zueinander parallele Zahnstangen 82 befestigt, welche sich in Richtung des Doppelpfeils (Fig. 3) erstrecken, das ist die Walzrichtung. Die Zahnstangen 82 kämmen mit zwei Zahnkränzen 83, welche seitlich auf der unteren Stützwalze 15 befestigt sind, insbesondere durch Aufschrumpfen auf die Stützwalze 15. Auf die­ se Weise kann die Platte 67 sehr genau durch die untere Stützwalze 15 angetrie­ ben werden, welche ihrerseits durch den Elektromotor 41 angetrieben ist (Fig. 2). Dabei gleichen die Tellerfedern 84 eine Abplattung der Stützwalze 15 aus, welche durch die Walzkräfte hervorgerufen werden kann.

Alternativ hat die Platte 67 keinen eigenen Antrieb, sondern wird durch das syn­ chrone Antreiben der Walze 12, des Metallbandes 16 und der unteren Stützwalze 15 durch einen Reibungsschluß mitgenommen. Soll die Platte 67 zwischen zwei Walzschritten zurückgeholt werden, geschieht das durch Antreiben der unteren Stützwalze 15 in entsprechender Richtung, wobei der erforderliche Reibungs­ schluß zwischen der Stützwalze 15 und der Platte 67 durch das Eigengewicht der Platte 67 bewirkt wird. Sollte das Eigengewicht für einen zuverlässigen Reibungs­ schluß nicht ausreichen, kann die Platte 67 zusätzlich gegen die Stützwalze 15 gedrückt werden, indem nicht dargestellte Rollen mit Hilfe von Druckmittelzylin­ dern auf die Oberseite der Platte 67 gedrückt werden.

Die erforderliche Vorspannung des Walzgerüstes 2 wird mit Hilfe von zwei Spin­ deln 32 und 33 erzeugt, welche von oben her auf die Traverse 28 und auf die La­ gerschalen 27 drücken und jeweils durch einen eigenen, oben auf dem Walzge­ rüst 2 angeordneten, Elektromotor 34 (siehe Fig. 1) angetrieben werden. Zu die­ sem Zweck haben beide Elektromotoren 34 eine als Ritzel ausgebildete treiben­ de Welle 49, deren Zähne jeweils mit einem Zahnrad 50 kämmen. Die beiden Zahnräder 50 sind drehfest auf der einen Spindel 32 und auf der anderen Spindel 33 befestigt. Die geeignete Vorspannung des Walzgerüstes wird empirisch aus der Dehnung des Walzgerüstes im jeweiligen Anwendungsfall ermittelt und so eingestellt, daß die Dehnung kompensiert wird. Nach dieser Voreinstellung arbei­ tet die erfindungsgemäße Maschine folgendermaßen:
Das zu bearbeitende Metallband 16 wird von der ersten Haspel 5 abgerollt, durch den Walzspalt 13 hindurchgeführt, bis zur zweiten Haspel 6 gezogen und auf die­ ser befestigt.

Die Platte 67 hat eine ebene Oberseite. Die Walze 12 hat eine Mantelfläche ( Fig. 5) mit einem profilierten Umfangsabschnitt 35, welcher in Umfangsrichtung der Walze 12 gemessen eine Länge L1 hat, und einen zylindrischen Umfangsab­ schnitt 36, welcher in Umfangsrichtung der Walze 12 gemessen eine Länge L2 hat, beide voneinander getrennt durch zwei Freisparungen 37 und 38. Der zylin­ drische Umfangsabschnitt 36 der Mantelfläche hat den größten Abstand von der Achse der Walze 12, die Freisparungen 37 und 38 haben den kleinsten Abstand von der Achse der Walze 12. Der profilierte Umfangsabschnitt 35 der Mantelflä­ che hat eine Kontur, deren Verlauf in Umfangsrichtung abgestimmt ist auf den Längsverlauf der Dicke eines Werkstückes, z. B. einer Schreibfeder, die aus dem Metallband 16 schließlich hergestellt werden soll.

In den Fig. 5 bis 16 ist die Platte 67, welche das Metallband 16 beim Walzen unterstützt, nur teilweise dargestellt.

Die Bearbeitung des Metallbandes 16 beginnt damit, daß in das zwischen den beiden Haspeln 5 und 6 gespannte Metallband der zylindrische Umfangsab­ schnitt 36 der Walze 12 einsticht, und zwar sanft bei Stillstand des Metallbandes 16 und bei nicht drehender Walze 12, allenfalls bei langsamer, auf eine geringe Umfangsgeschwindigkeit des zylindrischen Umfangsabschnitts 36 angepaßter Vorschubgeschwindigkeit des Metallbandes 16. Diese Einstichphase ist in Fig. 5 dargestellt, jedoch nicht maßstäblich, sondern mit übertrieben dick dargestell­ tem Metallband 16. Im weiteren Verlauf der Fig. 6 bis 16 sind auch die Stichabnahmen des Metallbandes durch den Walzvorgang übertrieben darge­ stellt, um den Walzvorgang deutlicher werden zu lassen. Der zylindrische Um­ fangsabschnitt 36 rollt auf dem Metallband 16 ab und vermindert dessen Dicke dabei typisch von 0,66 mm auf 0,60 mm unter gleichzeitiger Egalisierung der Dic­ ke. Das Ende des Egalisierschrittes ist in Fig. 6 dargestellt. Das Metallband 16 gelangt jetzt aus dem Eingriff des zylindrischen Umfangsabschnitts 36 der Walze 12, welche sich noch ein Stückchen weiter dreht, bis die Freisparung 37 dem Me­ tallband 16 zugewandt ist. Vor zugsweise bei stillgesetzter Walze 12 und stillgesetzter Platte 67 wird das Metallband 16 nun durch Umsteuern der beiden als Servomotoren ausgebildeten Antriebsmotoren 7 und 8 zurückgeholt, und zwar um eine Länge, welche größer als L1, aber kleiner als L2 ist; L2 ist die Länge, auf welcher das Metallband 15 egalisiert wurde. Die Länge, um welche das Metall­ band 16 zurückgeholt wird, wird so gewählt, daß im nächsten Sehritt (Fig. 7), wenn die Bewegung der Walze 12 und die Vorschubbewegung des Metallbandes 16 erneut gestartet werden, der profilierte Umfangsabschnitt 35 der Walze 12, welcher die auf die herzustellenden Werkstücke abgestimmte Kontur aufweist, unmittelbar nach dem Beginn des egalisierten Abschnittes des Metallbandes 16 sanft in diesen einsticht (Fig. 7) oder geringfügig, z. B. 2 mm, dahinter. Während die Freisparung 37 dem Metallband 16 zugewandt ist, wird durch Verdrehen der Spindeln 32 und 33 die Walze 12 um ein solches Maß nach unten verlagert, daß mit dem als nächstes in das Metallband 16 einstechenden profilierten Umfangs­ abschnitt 35 der Walze 12 die gewünschte Einstichtiefe erreicht wird. Bei weiterer Drehung der zweiten Walze 12 und darauf abgestimmtem Vorschub des Metall­ bandes 16 mittels der zweiten Haspel 6 wird mit dem profilierten Umfangsab­ schnitt 35 das vorgesehene Profil sich über die gesamte Breite des Metallbandes 16 erstreckend in dessen egalisierten Abschnitt gewalzt (Fig. 7 und 8). Fig. 8 zeigt den Endpunkt des Profilierwalzschrittes. Er endet in geringem Abstand vor dem Ende des egalisierten Abschnittes auf dessen Niveau. Bei fortschreitender Drehung der Walze 12 ist deren Freisparung 38 dem Metallband 16 zugewandt. In dieser Phase wird die obere Walze 12 durch Verdrehen der Spindeln 32 und 33 wieder nach oben verlagert, so daß die für den folgenden Egalisierwalzschritt erforderliche Höhe des Walzspaltes 13 eingestellt wird. Die Lage der Freisparung 38 zwischen dem profilierten Umfangsabschnitt 35 und dem zylindrischen Um­ fangsabschnitt 36 der Walze 12 und die Positionierung des Metallbandes 16 im Walzspalt 13 mittels der Servomotoren 7 und 8 der Haspeln 5 und 6 wird so auf­ einander abgestimmt, daß der nächste Einstich des zylindrischen Umfangsab­ schnitts 36 in einem kleinen, etwa 2 mm betragenden Abstand hinter dem Ende des zuvor egalisierten Abschnittes des Metallbandes 16 erfolgt (Fig. 9), womit ein weiterer Egalisierschritt, wie in den Fig. 9 und 10 dargestellt, eingeleitet wird.

Während des Egalisierens, Profilierens und Zurückholens sorgen die Servomoto­ ren 8 und 9 für eine möglichst gleichmäßige Zugspannung im Metallband 16.

Sofern es auf die durch den Egalisierschritt erreichbare größere Genauigkeit nicht ankommt, kann er weggelassen werden und kann das Metallband in seinen betreffenden Abschnitten durch jeweils nur einen Walzschritt bearbeitet werden, nämlich durch denen, durch welchen der Abschnitt profiliert wird.

Das in den Fig. 18587 00070 552 001000280000000200012000285911847600040 0002010134285 00004 18468 11 bis 16 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in den Fig. 5 bis 10 dargestellten Ausführungsbeispiel darin, daß die obere Walze 12 nicht nur mit zwei Umfangsabschnitten, sondern mit drei Um­ fangsabschnitten 35, 36 und 40, welche durch Freisparungen 37, 38 und 39 von­ einander getrennt sind, auf das zu bearbeitende Metallband 16 einwirkt. Das da­ für vorgesehene Walzgerüst 2 hat denselben Aufbau, wie er in den Fig. 1 bis 4 dargestellt ist, mit der Maßgabe, daß als Walze 12 die in den Fig. 11 bis 16 dargestellte Walze 12 eingesetzt ist, wobei die Profilierung der Walze 12 über­ trieben stark dargestellt ist. Auch in diesem Beispiel ist der Egalisierschritt nicht zwingend.

Der Umfangsabschnitt 36 ist zylindrisch, wohingegen die beiden Umfangsab­ schnitte 35 und 40 ein nicht-zylindrisches Profil haben. Wie im Beispiel der Fig. 5 bis 10 hat der zylindrische Umfangsabschnitt 36 durchgehend den größ­ ten Abstand von der Achse der Walze 12, was vorteilhaft ist, wenn es darum geht, den zylindrischen Umfangsabschnitt, welcher dem Egalisieren dient, nach Bedarf nachzuschleifen.

Das in den Fig. 11 bis 16 dargestellte Arbeitsverfahren entspricht dem in den Fig. 5 bis 10 dargestellten Arbeitsverfahren mit der Besonderheit, daß nach dem Egalisieren der betreffende Abschnitt des Metallbandes 16 nicht in einem einzigen, sondern in zwei aufeinanderfolgenden Walzschritten profiliert wird, zwi­ schen denen das Metallband 16 noch einmal zurückgeholt wird.

Fig. 11 zeigt analog der Fig. 5 das Einstechen des zylindrischen Umfangsab­ schnittes 36 der Walze 12 in das Metallband 16. Fig. 12 zeigt analog der Fig. 6 das Ende des Egalisierwalzschrittes. Durch Weiterdrehen der Walze 12 ge­ bangt das Metallband 16 aus deren Eingriff und kann durch die Haspel 5 zurück­ geholt werden. Während dieser Phase wird die Walze 12 mittels der Spindeln 32 und 33 nach unten verlagert, um die Höhe des Walzspaltes 13 für den nachfol­ genden ersten Profilierwalzgang einzustellen, dessen Beginn in Fig. 13 darge­ stellt ist. Fig. 13 entspricht der Fig. 7 und zeigt das Einstechen des ersten nicht zylindrischen, profilierten Umfangsabschnittes 35 der Walze 12. Fig. 14 entspricht der Fig. 8 und zeigt das Ende des ersten Profilierwalzschrittes.

Beim Weiterdrehen der Walze 12 gelangt das Metallband 16 erneut aus dessen Eingriff heraus und in dieser Phase, während die Freisparung 39 dem Metallband 16 zugewandt ist, wird dieses ein weiteres Mal zurückgeholt und durch Betätigen der Spindeln 32 und 33 der Walzspalt 13 für den zweiten Profilierwalzschritt ein­ gestellt, dessen Beginn mit dem Einstechen des profilierten Umfangsabschnittes 40 in Fig. 15 dargestellt ist.

Fig. 16 zeigt das Ende des zweiten Profilierwalzschrittes. Durch Weiterdrehen der Walze 12 wird das Metallband 16 erneut frei und kann für das Egalisieren im nachfolgenden Abschnitt des Metallbandes 16 positioniert werden, unter gleich­ zeitiger oder nachfolgender Einstellung der für das Egalisieren vorgesehenen Höhe des Walzspaltes 13. Es wiederholt sich dann die in den Fig. 11 bis 16 dargestellte Schrittfolge. Um eine hohe Reproduzierbarkeit des Drehwinkels der Walze 12 zu erzielen, ist es am besten, die Walze 12 nach jedem Verfahrenszyklus in eine vorgegebene Ausgangslage (z. B. 0°-Lage) zurückzudrehen, um zu vermeiden, daß sich Ungenauigkeiten durch fortgesetzte volle Umdrehungen der Walze 12 addieren.

Diese Arbeitsweise eignet sich besonders für das Herstellen von profilierten Ab­ schnitten in Bändern, bei denen die gewünschte Stichabnahme nicht oder nur schwer oder nicht mit der gewünschten Genauigkeit in einem einzigen Profilier­ walzschritt erzielt werden kann.

Die Erfindung kann auch mit mehr als zwei Profilierwalzschritten durchgeführt werden. Um die erforderliche Anzahl von Umfangsabschnitten unterbringen zu können, welche am Walzvorgang teilnehmen, kann der Durchmesser der Walze 12 nach Bedarf vergrößert werden.

Es ist auch möglich, zusätzlich oder an Stelle eines Egalisierwalzschrittes einen Reduzierwalzschritt vorzusehen, in welchem die Dicke des Metallbandes 16 ab­ schnittsweise zunächst gleichmäßig vermindert wird, bevor sie in einem späteren Walzschritt profiliert wird.

Die Erfindung ist nicht nur anwendbar auf das Herstellen von Vormaterial für Schreibfedern, sondern auch auf das Herstellen anderer bandförmiger Vormate­ rialien, welche in einer Folge von regelmäßig wiederkehrenden Abschnitten über die gesamte Breite des Metallbandes 16 profiliert sind, z. B. zur Herstellung eines bandförmigen Vormaterials für die Herstellung von elektrischen Leiterstrukturen wie z. B. Kontaktfedern oder Leadframes oder zur Herstellung von genuteten Bändern mit quer zur Längsrichtung des Metallbandes 16 parallel oder nicht par­ allel zur Walzenachse verlaufenden Nuten mit oder ohne Taschen oder Nischen, welche Nuten sich durchgehend vom einen bis zum anderen Längsrand des Me­ tallbandes erstrecken und aus welchen z. B. Kommutatorlamellen, elektrische Steckverbinder oder sonstige elektrische Kontaktteile ausgestanzt werden kön­ nen. Auch durch Profilierung versteifte Blechteile für die Automobilindustrie kön­ nen preiswert und mit hoher Genauigkeit hergestellt werden. Jede mit Hilfe von gegebenenfalls profilierten Walzen herstellbare Profilform kann durch das erfin­ dungsgemäße Verfahren gebildet werden.

Fig. 17 zeigt in einem schematischen Diagramm, wie die als Servomotoren aus­ gebildeten Antriebsmotoren 7 und 8 der beiden Haspeln 5 und 6, vorzugsweise ebenfalls als Servomotoren ausgebildete Elektromotoren 41 und 42 für den An­ trieb der Walze 12 und der Stützwalze 15, sowie die beiden Elektromotoren 34, bei welchen es sich vorzugsweise ebenfalls um Servomotoren mit nachgeordne­ tem Getriebe 34a handelt und mit welchen mittels der Spindeln 33 und 32 die Walze 12 verlagert werden kann, über ein einheitliches elektronisches Steuerge­ rät 43 miteinander verknüpft sind. Damit können in Abhängigkeit von einer dem Steuergerät 43 vorgegebenen und vorzugsweise in digitaler Form gespeicherten Profilform, welche in das Metallband 16 gewalzt werden soll, durch Steuern der Servomotoren 7 und 8 der Vorschub des Metallbandes 16 beim Walzen und beim Rückholen gesteuert, darauf abgestimmt die Walze 12 und die Stützwalze 15 ge­ dreht, angehalten und gegebenenfalls zurückgedreht und in Abhängigkeit vom Vorschub des Metallbandes 16 und der in das Steuergerät 43 eingegebenen Pro­ filform die Walze 12 durch Betätigen der Elektromotoren 34 verlagert werden. Dabei werden die aktuellen Positionen jeweils durch inkrementale Drehgeber an das Steuergerät 43 zurückgemeldet. Diese Drehgeber sind Bestandteil der Ser­ vomotoren 7, 8, 41 und 42. Zwischen den Spindeln 32 und 33 und den beiden Servomotoren 34 ist jeweils ein inkrementaler Drehgeber 44 beispielhaft geson­ dert dargestellt.

Fig. 17 zeigt eine zylindrische Walze 12, welche einen radialen, achsparallelen Einschnitt 45 hat, um eine Referenz für ihre Drehwinkellage zu gewinnen. Für den Fall, daß die Walze 12 einen nicht-zylindrischen Umfangsabschnitt hat, wie in den vorhergehenden Beispielen dargestellt, kann eine Verlagerung der Walze 12 während des Walzens entfallen; sie würde dann bedarfsweise nur zwischen den einzelnen Walzschritten stattfinden.

Die Kurve, nach welcher die Walze 12 verlagert wird, kann nicht nur softwaremä­ ßig im Steuergerät abgelegt werden. Grundsätzlich ist vielmehr auch eine mecha­ nische Kurvensteuerung mit Hilfe einer mit dem Bandvorschub synchron laufen­ den Kurvenscheibe möglich.

Mit der in Fig. 17 dargestellten Vorrichtung können auch quer zu ihrer Längs­ richtung genutete Metallbänder oder Metallbänder mit einem anderen sich durch­ gehend über die gesamte Breite des Metallbandes 16 erstreckendem Profil her­ gestellt werden, wenn die Walze 12 mit einer sich in Umfangsrichtung erstrecken­ den entsprechenden Profilierung versehen ist.

Fig. 18 zeigt ein gegenüber den Fig. 1 bis 4 abgewandeltes Ausführungsbeispiel. Es unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 4 dadurch, daß anstelle von Haspeln 5 und 6 eine mit einer Zange arbeitende Rückholvorrichtung 52 und eine mit einer Zange arbeitende Ziehvorrichtung 53 vorgesehen sind. Diese Ausfüh­ rungsform eignet sich besonders für kürzere oder dickere Metallbänder 16, welche nicht so leicht gewickelt werden können.

Die mit Zangen arbeitende Rückholvorrichtung 52 und Ziehvorrichtung 53 haben einen Schlitten 56, 57, welcher mittels eines als Servomotor ausgebildeten An­ triebsmotors 54, 55 in waagerechter Richtung dem Walzspalt 13 angenähert und von ihm entfernt werden kann. Zu diesem Zweck ist an der Unterseite des Schlit­ tens 56, 57 eine schwalbenschwanzförmige Feder 58 vorgesehen, welche in eine dazu passende schwalbenschwanzförmige Nut 59, 60 eingreift, welche an einem Ansatzteil 61, 62 des Walzgerüstes 2 ausgebildet ist. Durch den Eingriff von Nut 59, 60 und Feder 58 wird eine genaue Waagerechtführung der Schlitten 56, 57 erreicht. An­ dere Arten der Führung sind möglich. Auf jedem Schlitten 56, 57 befindet sich ein starr mit dem Schlitten befestigter unterer Backen 63 und ein oberer Backen 64, dessen Ab­ stand vom unteren Backen 63 veränderlich ist, vorzugsweise mittels eines Druckmit­ telzylinders. Zwischen den beiden Backen 63 und 64, welche eine Zange oder Klemme bilden, wird das Metallband 16 hindurchgeführt und nach Bedarf eingespannt. Die als Zangenvorschubeinrichtungen ausgebildeten Rückholvorrichtung 52 und Ziehvorrichtung 53 können einzeln aber auch gemeinsam aufeinander abge­ stimmt betätigt und verschoben werden. Im zweiten Falle ist es möglich, sowohl beim Walzen als auch beim Zurückholen in dem zwischen der Rückholvorrich­ tung 52 und der Ziehvorrichtung 53 eingespannten Abschnitt des Metallbandes 16 eine definierte Zugspannung aufrechtzuerhalten.

Die Rückholvorrichtung 52 und die Ziehvorrichtung 53 sind, wie in Fig. 18 dar­ gestellt, dem Walzspalt 13 benachbart angeordnet. An der Auslaufseite des Walzspaltes 13 ist in der Walzrichtung auf die Ziehvorrichtung 53 folgend die Einrichtung 19 zum Absaugen von Walzöl angeordnet, an welche sich ein Dic­ kenmeßgerät 51 anschließt, welche die Dicke des gewalzten Metallbandes 16 mit einem Tastkopf oder berührungslos erfaßt und meldet, so daß bei Abweichungen von der gewünschten Dicke steuernd oder regelnd eingegriffen werden kann, um die Höhe des Walzspaltes 13 in geeigneter Weise zu verändern.

Fig. 19 zeigt ein durch die Erfindung herstellbares Metallband 16, welches unter Ausbildung von quer verlaufenden Nuten 74 in der Unterseite des Metallbandes 16 und von quer verlaufenden Nuten 75 und 76 in der Oberseite des Metallban­ des 16 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren beidseitig profiliert worden ist, wobei in einem ersten Durchlauf die Nuten 74 in der Unterseite und in einem zweiten Durchlauf, nach einem Wenden des Metallbandes, die Nuten 75 und 76 in der Oberseite des Metallbandes 16 gebildet wurden. Die Reihenfolge der Ver­ fahrensschritte ist jedoch nicht zwingend. Im dargestellten Beispiel sind die Nuten 74 schmaler als die darüberliegenden Nuten 75, welche sich in der Oberseite des Metallbandes 16 mit den schmaleren Nuten 76 abwechseln. Eine Besonderheit besteht darin, daß sich die breiteren Nuten 75 in rechteckige Nischen 77 fortset­ zen, deren in Längsrichtung 79 des Bandes 16 gemessene Tiefe verhältnismäßig klein ist, so daß die Verdrängung des Materials aus den Nischen beherrschbar ist.

Das in Fig. 20 dargestellte, erfindungsgemäß herstellbare Metallband unter­ scheidet sich von dem in Fig. 19 dargestellten Metallband darin, daß anstelle von rechteckigen Nischen 77 bogenförmig begrenzte Nischen 78 erzeugt worden sind.

Die Erfindung erlaubt nicht nur das Herstellen von Metallbändern mit Nuten, wel­ che sich in rechteckige oder bogenförmige Nischen erweitern, wie in den Fig. 19 und 20 dargestellt, sondern ermöglicht es auch, in einem Metallband 16 hin­ tereinander und/oder nebeneinander Vertiefungen 80 zu formen, welche eine ge­ schlossene Umrandung haben, z. B. dreieckig, rechteckig oder kreisrund umran­ det sind, wie es in Fig. 21 dargestellt ist. Andere Umrißgestalten sind möglich. In dem in der Fig. 20 dargestellten Beispiel sind die Vertiefungen 80 von Um­ fangswänden begrenzt, welche rechtwinklig oder nahezu rechtwinklig zur Platte 67 verlaufen. Die Umfangswände der Vertiefungen 80 können aber auch schräg zur Platte 67 verlaufen, und zwar so, daß sich die Vertiefungen von ihrem Boden ausgehend zur Oberseite des Metallbandes 16 hin erweitern.

Solche Vertiefungen 80 können dadurch gebildet werden, daß das Metallband 16 durch den Spalt zwischen der Arbeitswalze 12 und einer Platte 67 bewegt wird, welche auf ihrer Oberseite zu den Vertiefungen 80 komplementäre Höcker 81 hat, welche in den Fig. 3a und 4a schematisch dargestellt sind.

Bezugszahlenliste

1

Fundament

2

Walzgerüst

3

Aufnahmeeinrichtung

4

Aufnahmeeinrichtung

5

Haspel als Rückholvorrichtung

6

Haspel als Ziehvorrichtung

7

Antriebsmotor (Servomotor)

8

Antriebsmotor (Servomotor)

9

Einbauteil für Arbeitswalzen

10

Einbauteil für Stützwalzen

12

Walze (Arbeitswalze)

13

Walzspalt

14

Stützwalze

15

Stützwalze

16

Band, insbesondere Metallband

17

Überlaufrolle

18

Überlaufrolle

19

Einrichtung zum Absaugen von Walzöl

20

Walzenzapfen

21

Walzenzapfen

22

Walzenzapfenlager (Rollenlager)

23

kardanische Aufhängung

24

Kardanwelle

25

Walzenzapfen

26

Walzenzapfenlager (Rollenlager)

27

Lagerschale

28

Traverse

29

Gewindestange

30

Tellerfedern

31

Mutter

32

Spindel

33

Spindel

34

Elektromotor, insbesondere Servomotor

34

a nachgeordnetes Getriebe

35

profilierter Umfangsabschnitt

36

zylindrischer Umfangsabschnitt

37

Freisparung

38

Freisparung

39

Freisparung

40

profilierter Umfangsabschnitt

41

Elektromotor, insbesondere Servomotor

42

Elektromotor, insbesondere Servomotor

43

elektronisches Steuergerät

44

Drehgeber

45

Einschnitt

48

Getriebe

49

Welle

50

Zahnrad

51

Dickenmeßgerät

52

als Zangenvorschubvorrichtung ausgebildete Rückholvorrichtung

53

als Zangenvorschubvorrichtung ausgebildete Ziehvorrichtung

54

Antriebsmotor für

52

55

Antriebsmotor für

53

56

Schlitten

57

Schlitten

58

Feder

59

Wut

60

Nut

61

Ansatzteil

62

Ansatzteil

63

unterer Backen einer Zange

64

oberer Backen einer Zange

65

Lagerkörper

66

Halterungen

67

Platte

69

Topf

70

Deckel

71

Kugel

72

Feder

73

Verstelleinrichtung

74

Nuten in der Unterseite von

16

75

Nuten in der Oberseite von

16

76

Nuten in der Oberseite von

16

77

Nischen in

75

78

Nischen in

75

79

Längsrichtung von

16

80

Vertiefung

81

Höcker

82

Zahnstange

83

Zahnkranz

84

Tellerfedern

Claims (75)

1. Verfahren zum Herstellen eines bandförmigen Vormaterials aus Metall, wel­ ches in aufeinanderfolgenden Abschnitten einseitig oder beidseitig profiliert ist, durch Walzen eines Metallbandes in einem oder mehreren Walzschritten, indem folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden:

• a) Spannen des Metallbandes (16),
• b) Positionieren des Metallbandes (16) in einem Walzspalt (13), welcher durch eine Walze (12) und durch eine bewegliche Platte (67) begrenzt wird, relativ zu der Walze (12),
• c) Positionieren der Platte (67) relativ zur Walze (12),

wobei die Schritte (b) und (c) aufeinanderfolgend oder gleichzeitig oder ein­ ander zeitlich überlappend oder in umgekehrter Reihenfolge aufeinanderfol­ gend durchgeführt werden können und der Schritt (c) auch vor dem Schritt (a) erfolgen kann,

• a) Einstechen in das Metallband (16) mit der Walze (12) durch Verkleinern des Abstandes der Mantelfläche der Walze (12) von dem Metallband (16), wobei zumindest während des Beginns des Einstechens das Metallband (16) in Ruhe gehalten oder allenfalls so langsam bewegt und die Walze (12) nicht oder allenfalls so langsam gedreht wird, daß das Metallband (16) im Walz­ spalt (13) unter Zugspannung bleibt,
• b) Walzen eines Abschnittes des Metallbandes (16) in dem Walzspalt (13), wozu die Walze (12) gedreht und die Platte (67) synchron dazu geradlinig be­ wegt oder mitgenommen wird,
• c) Freigeben des Metallbandes (16) durch Öffnen des Walzspaltes (13),

wobei die Schritte (b) bis (f) für jeden zu profilierenden Abschnitt des Metall­ bandes (16) wiederholt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband (16) nur einseitig profiliert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband (16) zunächst nur auf einer Seite profiliert und dann gewendet wird, so daß seine profilierte Seite der Platte (67) zugewandt ist, und daß das Metallband (16) danach auf seiner anderen Seite profiliert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Profi­ lieren der einen Seite des Metallbandes (16) die Platte (67) ausgewechselt wird gegen eine solche Platte, welche ein Profil aufweist, welches dem bereits in das Metallband (16) gewalzten Profil komplementär entspricht.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß eine ebene Platte (67) verwendet wird, wenn das Metallband (16) nur einseitig oder zunächst nur einseitig profiliert wird.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß in dem Metallband (16) Vertiefungen (80) mit geschlossener Umran­ dung geformt werden, wozu als Platte (67) eine solche Platte verwendet wird, welche zu den Vertiefungen (80) komplementäre Höcker (81) aufweist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit dem Formen der Vertiefungen (80) durch Einwirken der Walze (12), welche der Platte (67) gegenüberliegt, auf das Metallband (16) eine mäßige Verrin­ gerung der Dicke des Metallbandes (16) insgesamt herbeigeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mäßige Ver­ ringerung der Dicke des Metallbandes (16) ungefähr 10% seiner vorherigen Dicke beträgt.

9. Verfahren nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (80) in mehreren Schritten gebildet werden und die Steilheit der Umfangswand der Vertiefungen (80) von Schritt zu Schritt zunimmt.

10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Zugspannung in dem Metallband (16) beim Einstechen und beim Walzen konstant gehalten wird.

11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß beim Durchführen von mehreren Walzschritten zum Profilieren des Metallbandes (16) in den dafür vorgesehenen Abschnitten die Verfahrens­ schritte (b) bis (e) wiederholt werden und zu diesem Zweck nach dem Öffnen des Walzspaltes (13) das Metallband (16) zurückgeholt und durch Einwirken derselben Walze (12) in dem Walzspalt (13) in dem zurückgeholten Abschnitt ein weiteres Mal gewalzt wird.

12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß das Metallband (16) während des Zurückholens nicht gewalzt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband (16) auch während des Zurückholens gewalzt wird.

14. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Platte (67) schwimmend gelagert wird.

15. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Walze (12) den Walzspalt (13) von oben her begrenzt und daß die Platte (67) waagerecht liegt und durch eine Stützwalze (15) unterstützt wird.

16. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Platte (67) zu beiden Seiten des Walzspaltes (13) unterstützt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (67) zu beiden Seiten des Walzspaltes (13) durch Wälzkörper (71) un­ terstützt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die der Walze (12) zugewandte Oberfläche der Platte (67) eben ausgebildet ist.

19. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Platte (67) beim Walzen dadurch bewegt wird, daß sie durch An­ treiben der Walze (12) und/oder des Metallbandes (16) mitgenommen wird.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (67) dadurch bewegt wird, daß sie durch Antreiben ihrer Stütz­ walze (15) von dieser mitgenommen wird.

21. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß das Metallband (16) um eine Länge zurückgeholt wird, welche kür­ zer ist als der Umfang der Walze (12).

22. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß das Metallband (15) durch das Walzen zugleich egalisiert wird.

23. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß mit der Walze (12) in die Abschnitte des Metallbandes (16) ein Profil gewalzt wird, welches sich über die gesamte Breite des Metallbandes (16) er­ streckt, so daß das Metallband (16) eine sich über seine Länge ändernde Dic­ ke aufweist.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß ein sich peri­ odisch wiederholendes Profil in das Metallband (16) gewalzt wird.

25. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Walze (12), die Platte (57) und das Metallband (15) in den Walz­ schritten synchron und in gleichem Maße beschleunigt und gebremst werden.

26. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß zum Herstellen eines bandförmigen Vormaterials mit einem ausge­ wählten Profil, welches in aufeinanderfolgenden Abschnitten des Vormaterials wiederkehrt, das Metallband (16) mit seinen zu profilierenden Abschnitten wiederholt in Schritten von vorgegebenen Längen durch den Walzspalt (13) geführt und von Walzschritt zu Walzschritt die Höhe des Walzspaltes (13) verkleinert wird, bis in den betreffenden Abschnitten des Metallbandes (16) die gewünschte Tiefe des ausgewählten Profils des Vormaterials erreicht ist.

27. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß das Metallband (16) in einem ersten Walzschritt nur in seiner Dicke reduziert, aber noch nicht profiliert wird.

28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband (16) in dem ersten Walzschritt egalisiert wird.

29. Verfahren nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Reduzierwalzschritt ein oder mehrere Profilierwalzschritte in ein- und densel­ ben Walzspalt (13) folgen.

30. Verfahren nach Anspruch 27, 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (L2) des Reduzierwalzschrittes, in welchem das Metallband gegebe­ nenfalls auch egalisiert wird, - unter Berücksichtigung der beim nachfolgen­ den Profilieren noch erfolgenden Streckung des reduzierten Abschnittes - größer als die Länge (L1) des als nächstes anschließenden Profilierwalz­ schrittes ist.

31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband (16) nach dem Reduzierwalzschritt um eine Länge zurückgeholt wird, welche kleiner ist als die Länge (L2) des Reduzierwalzschrittes und größer ist als die Länge (L1) des als nächstes anschließenden Profilierwalzschrittes in demsel­ ben Abschnitt des Metallbandes (16).

32. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Walzgerüstes (2), in welchem die Walze (12) in ihrer Mantelfläche einen profilierten Abschnitt (35, 40) mit einer Kontur hat, welche zusammen mit der Platte (67) den Walz­ spalt (13) begrenzt.

33. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Walze (12) eine zylindrische Mantelfläche hat, welche bevorzugt in Segmente mit gleichem oder ungleichem Durchmesser unterteilt ist.

34. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet,
daß vor dem Walzen eines Profils das Metallband (16) im Walzspalt (13) zwi­ schen der Walze (12) und der Platte (67) zunächst in Schritten von einer Län­ ge (L2), welche die Länge (L1) des ersten Profilierwalzschrittes nicht unter­ schreitet, unter mäßiger Abnahme seiner Dicke egalisiert, danach um einen Schritt von mindestens der Länge (L1) des ersten Profilierwalzschrittes und höchstens der zweiten Länge (L2) zurückgeholt und danach in den zurückge­ holten Abschnitt des Metallbandes (16) das Profil gewalzt wird,
und daß die Walze (12) zum Egalisieren des Metallbandes (16) auf ihrer Mantelfläche einen zylindrischen Umfangsabschnitt (36) hat, welcher von nicht zylindrische Konturen aufweisenden, profilierten Umfangsabschnitten (35, 40) getrennt ist.

35. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß während des Walzens des Metallbandes (16) die Walze (12) des Walzgerüstes (2) zur Änderung der Höhe des Walzspaltes (13) verlagert wird.

36. Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (12) durch einen Servoantrieb verlagert wird.

37. Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß für den Servo­ antrieb ein oder zwei Elektromotoren (34) oder ein oder zwei kurze Hydrau­ likzylinder verwendet werden.

38. Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß das Verlagern der Walze (12) mittels eines programmgesteuerten Antrie­ bes erfolgt, wobei in einem programmierbaren Steuergerät (43) das im jeweili­ gen Walzschritt zu erzeugende Profil als Steuerkurve für den die Verlagerung der Walze (12) bewirkenden Antrieb gespeichert ist.

39. Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (12), einen achsparallelen Einschnitt (45) hat.

40. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Walze (12) schrittweise und synchron mit dem Vorschub des Me­ tallbandes (16) angetrieben wird.

41. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß in der Mantelfläche der Walze (12) zwischen den beim Walzen wirk­ samen Umfangsabschnitten (35, 36, 40) eine Freisparung (37, 38, 39) vorge­ sehen ist, welche sich über einen solchen Umfangswinkel erstreckt, daß der jeweils folgende, beim Walzen wirksame Umfangsabschnitt (35, 36, 40) erst dann in das Metallband (16) eingreift, nachdem der vorhergehende beim Wal­ zen wirksame Umfangsabschnitt das Metallband (16) freigegeben hat.

42. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß das zu walzende Metallband (16) von einer ersten Haspel (5) abge­ wickelt und das gewalzte Metallband (16) auf eine zweite Haspel (6) aufge­ wickelt wird und daß die Drehgeschwindigkeit der Walze (12) und die Um­ fangsgeschwindigkeit der Haspeln (5, 6) aufeinander abgestimmt werden, ins­ besondere in der Phase des Einstechens der Walze (12) in das Metallband (16).

43. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß das Einstechen der Walze (12) bei verminderter Drehgeschwindig­ keit der Walze (12) und dementsprechend bei geringerer Vorschubgeschwin­ digkeit des Metallbandes (16) erfolgt und daß die Bewegungen darauffolgend beschleunigt werden.

44. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband (16) mit einer ersten Zange (an 52) zurückgeholt wird.

45. Verfahren nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband (16) mit der ersten Zange (an 52) auch zum Walzen vorgeschoben wird.

46. Verfahren nach Anspruch 44 oder 45, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband (16) beim Walzen mit einer zweiten Zange (an 53) gezogen wird, welche an einem Abschnitt des Metallbandes (16) angreift, welcher den Walz­ spalt (13) verläßt.

47. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß während des Walzens ebenso wie während des Zurückholens des Metallbandes (16) in diesem ständig eine Zugspannung aufrechterhalten wird.

48. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß während des Einstechens der Walze (12) in das Metallband (16) in diesem ständig eine Zugspannung aufrechterhalten wird.

49. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß das Metallband (16) so breit gewählt wird, daß von Gegenständen, die bestimmungsgemäß aus dem durch Walzen gebildeten Vormaterial ge­ stanzt werden sollen, zwei oder mehr als zwei der Gegenstände nebeneinan­ der liegend ausgestanzt werden können.

50. Anwendung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche auf Bänder aus Kunststoff und auf Bänder aus einem Verbundwerkstoff auf Basis eines Kunststoffes oder mit einem Kunststoff als wesentlichem Bestandteil.

51. Vorrichtung zum Herstellen eines bandförmigen Vormaterials, insbesondere aus Metall, durch Walzen eines Bandes (16), insbesondere nach dem Verfah­ ren gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 46,
mit einem Walzgerüst (2), in welchem eine Walze (12) einen Walzspalt (13) begrenzt,
und mit einer auf der Einlaufseite des Walzspaltes (13) angeordneten Rückholvor­ richtung (5, 52) für das Band (16), wobei für die Rückholvorrichtung (5, 52) ein An­ triebsmotor (7, 54) vorgesehen ist, welcher ein Zurückholen des Bandes (16) in Schritten von vorgebbarer Länge ermöglicht, insbesondere ein Servomotor,
dadurch gekennzeichnet, daß der Walzspalt (13) außerdem durch eine ge­ radlinig verschiebbare, der Walze (12) zugewandte Platte (67) begrenzt ist, welche synchron mit der Walze (12) und/oder mit dem Band (16) in der vorgegebenen Bewegungs­ richtung des Bandes (16) im Walzspalt (13) antreibbar und auch unabhängig von dem Band (16) antreibbar und rückholbar ist.

52. Vorrichtung nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (67) unter der Walze (12) angeordnet ist.

53. Vorrichtung nach Anspruch 51 oder 52, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Walzspaltes (13) veränderlich ist.

54. Vorrichtung nach Anspruch 51 zum Herstellen eines bandförmigen Vormateri­ als mit einem ausgewählten Profil, welches in aufeinanderfolgenden Abschnit­ ten des Vormaterials wiederkehrt, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (12) und/oder die Platte (67) im Walzgerüst (2) während des Walzens kontrolliert auf und ab verlagerbar sind, und zwar um einen durch das ausgewählte Profil bestimmten Weg in Abhän­ gigkeit vom Vortrieb des Bandes (16).

55. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 51 bis 54, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (12) eine zylindrische Mantelfläche hat.

56. Vorrichtung nach Anspruch 53 zum Herstellen eines bandförmigen Vormateri­ als mit einem Profil, welches in aufeinanderfolgenden Abschnitten des Vor­ materials wiederkehrt, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (12) auf ihrer Mantelfläche zwei oder mehr als zwei in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende, getrennte Um­ fangsabschnitte (35, 36, 40) hat, die nicht alle in ihrer Kontur übereinstimmen.

57. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 51 bis 56, in welcher die Rückholvor­ richtung (5) für das Band (16) eine erste Haspel ist.

58. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 51 bis 56, in welcher die Rückholvor­ richtung (52) für das Band (16) als eine erste Zangenvorschubvorrichtung ausgebildet ist.

59. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 51 bis 58, in welcher auf der Auslauf­ seite des Walzspaltes (13) eine Ziehvorrichtung (6, 53) für das bandförmige Vormaterial vorgesehen ist.

60. Vorrichtung nach Anspruch 59, in welcher die Ziehvorrichtung (6) eine zweite Haspel für das Aufwickeln des bandförmigen Vormaterials ist.

61. Vorrichtung nach Anspruch 59, in welcher die Ziehvorrichtung (53) als eine zweite Zangenvorschubvorrichtung ausgebildet ist.

62. Vorrichtung nach Anspruch 56, in welcher die Walze (12) einen zylindrischen Umfangsabschnitt (36) hat.

63. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 51 bis 62, in welcher das Walzgerüst (2) als Egalisierwalzwerk ausgebildet ist.

64. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 51 bis 63, in welcher der Antriebsmo­ tor (7, 54) für die an der Einlaufseite des Walzspalts (13) vorgesehene Rück­ holvorrichtung (5, 52) ein elektrischer Servomotor ist.

65. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 59 bis 61, in welcher die an der Aus­ laufseite des Walzspalts (13) vorgesehene Ziehvorrichtung (6, 53) durch ei­ nen elektrischen Servomotor (8, 55) angetrieben ist.

66. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 51 bis 65, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückholvorrichtung (5, 52) eine mit einem Inkrementaldrehgeber ge­ koppelte Rolle zugeordnet ist, welche von dem darüber hinweglaufenden Band (16) drehbar ist.

67. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 59 bis 61 oder 65, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Ziehvorrichtung (6, 53) eine mit einem Inkrementaldrehge­ ber gekoppelte Rolle zugeordnet ist, welche von dem darüber hinweglaufen­ den Band (16) drehbar ist.

68. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 51 bis 67, in welcher die Walze (12) und die Platte (67) an ihrer vom Walzspalt (13) abgewandten Seite durch je eine Stützwalze (14, 15) beaufschlagt werden, deren Walzenzapfen (25) in ihren Walzenzapfenlagern (26) zur Verringerung ihres Lagerspieles vorzugs­ weise vorspannbar sind.

69. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 62 bis 65 in Verbindung mit Anspruch 59, 60 oder 61, in welcher die Walze (12) diskontinuierlich angetrieben ist, und zwar so, daß sie beim Vortrieb des Bandes (16) synchron mit der auf der Auslaufseite des Walzspalts (13) vorgesehenen Ziehvorrichtung (6, 53) ange­ trieben ist, wohingegen sie zeitweise stillsteht und/oder durch Vorwärtsdre­ hung oder Rückwärtsdrehung positioniert wird, wenn die auf der Einlaufseite des Walzspalts (13) vorgesehene Rückholvorrichtung (5, 52) zum Aufrechter­ halten des Bandzuges und zum Rückholen des Bandes (16) umgekehrt ange­ trieben ist.

70. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 62 bis 69 in Verbindung mit Anspruch 59, 60 oder 61, in welcher die Umfangsgeschwindigkeit der Walze (12) und die Geschwindigkeit der Ziehvorrichtung (6, 53), vorzugsweise auch die der Rückholvorrichtung (5, 52), willkürlich steuerbar sind.

71. Vorrichtung nach Anspruch 53 oder 54, in welcher zum Verlagern der Walze (12) ein oder mehrere Servoantriebe vorgesehen sind.

72. Vorrichtung nach Anspruch 71, in welcher die Servoantriebe je einen Elektro­ motor (34) oder einen oder zwei kurze Hydraulikzylinder umfassen.

73. Vorrichtung nach Anspruch 65, in welcher ein elektronisches Steuergerät (43) vorgesehen ist, in welchem die für ein vorgesehenes Profil erforderliche Ver­ lagerung der Walze (12) als Kurve gespeichert ist, und zwar vorzugsweise di­ gital, und daß mit diesem Steuergerät (43) die als Servomotoren ausgebilde­ ten Antriebsmotoren (7, 8; 54, 55) der Rückholvorrichtung (5, 52) und der Ziehvorrichtung (6, 53), ein Servomotor (42) für das Drehen der Walze (12) und ein oder mehrere mit einem inkrementalen Drehgeber (44) gekoppelte Verstellantriebe (zum Beispiel bestehend aus Spindeln 32 und 33 sowie ei­ nem Elektromotor 34) für die Walze (12) verbunden sind, und daß auch bei einer vorhandenen Stützwalze (15) der Platte (67) ein Servomotor vorgese­ hen ist.

74. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 51 bis 73 in Verbindung mit Anspruch 57 und Anspruch 60, in welcher zum Walzen in beiden Richtungen die Dreh­ richtung der Walze (12) und der Haspeln (5, 6) umkehrbar ist.

75. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 51 bis 74, in welcher die Walze (12) einen achsparallelen Einschnitt (45) hat.