DE4230243C1 - Rollensatz für die S-förmige Umlenkung zu planierender dünner Metallbänder - Google Patents
Rollensatz für die S-förmige Umlenkung zu planierender dünner MetallbänderInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Rollensatz mit zumindest
zwei, jeweils aus einem Rollenkern und einem Rollenmantel
bestehenden Umlenkrollen für die S-förmige Umlenkung zu
planierender dünner Metallbänder, insbesondere von Metallbändern mit
einer Banddicke bis zu 1 mm, wobei das jeweilige Metallband
um die Umlenkrollen mit einem vorgegebenen Umschlingungswinkel
geführt ist.
Zum Planieren von Metallbändern mit Hilfe eines solchen Rollensatzes kennt man Richtverfahren
wie das Zugrecken oder das Streckbiegerichten.
Obwohl diese Richtverfahren verhältnismäßig weit fortentwickelt
sind, müssen heute zuweilen noch leichte Mittenschüsseln
oder Radwellen nach dem Planieren in Kauf
genommen werden. Diese Restunplanheiten resultieren aus
über der Bandbreite ungleichmäßig verteilen Querspannung,
welche den Zugspannungen in Bandlängsrichtung
überlagert sind. Je geringer die Banddicke und der
Elastizitätsmodul des betreffenden Metallbandes sind, um
so größer ist das Risiko von Restunplanheiten.
So ist aus der DE-OS 39 12 676 ein Verfahren zum kontinuierlichen
Zugrecken von dünnen Metallbändern mit einer
Banddicke zwischen 0,05 mm und 0,5 mm bekannt, wonach das
jeweilige Metallband einen Bremsrollensatz und einen
Zugrollensatz durchläuft und zwischen beiden Rollensätzen
im Zuge seiner Reckung im plastischen Bereich einem
Streckzug unterworfen wird, welcher der Streckgrenze des
Bandmaterials entspricht. Dabei wird das Metallband
mittels eines zwischen dem Bremsrollensatz und dem Zugrollensatz
zwischengeschalteten Zugreckrollenpaares dem
zu seiner Reckung im plastischen Bereich erforderlichen
Streckzug unterworfen. Dadurch sollen die bei plastischer
Reckung auftretenden Bandqueränderungen auf ein Minimum
reduziert und soll folglich die Bildung von Mittenschüsseln
sowie von über die Bandbreite ungleichmäßig verteilten
Restspannungen nahezu eliminiert werden.
Aus der DE-OS 27 42 661 ist eine Vorrichtung zum Streckbiegerichten
von ferromagnetischen Blechbändern mit Richtrollen und
diesen vor- und nachgeordneten, vom Blechband umschlungenen
Antriebsrollen bekannt. Zumindest eine der den Richtrollen
vor- und nachgeordneten Antriebsrollen ist entweder
magnetisch oder wenigstens im Bereich des Umschlingungswinkels
des Blechbandes magnetisierbar. Mit Hilfe
dieser Maßnahmen soll der Einfluß der Reibungskräfte
entsprechend herabgesetzt werden, da über das aufgebaute
Magnetfeld Kräfte zwischen den Antriebsrollen und dem
Band übertragen werden können. Insgesamt lassen sich auf
diese Weise jedoch nur ferromagnetische Blechbänder behandeln,
so daß beispielsweise Aluminiumbänder hiermit
nicht gerichtet werden können; selbst bei geeigneten
Blechbändern bestehen nach wie vor Restunplanheiten.
Dies gilt auch für das aus der DE-AS 21 34 405 bekannte
Verfahren zum Reduzieren von in Bandstraßen unter Aufrechterhaltung
der Zugspannung geführt und angetriebenen
Blechbändern durch wechselseitiges Biegen über Biegerollen
in mehreren Biegerollensätzen. Dabei wird das
Blechband in Laufrichtung mit kleiner werdenden Biegeradien
gebogen und nach der letzten Biegung unmittelbar
streckgerichtet und nachgewalzt. Dadurch soll mit einem
geringen Maschinenaufwand eine kontinuierliche Arbeitsweise
und eine Anpassung an beliebige Dicken und Formänderungsfestigkeiten
des Blechbandes möglich sein. Restunplanheiten
können allerdings auch hierbei nicht ausgeschlossen
werden.
Ähnliches gilt auch für das Kaltwalzen, insbesondere für das
Nachwalzen bzw. Dressierwalzen. Aufgrund einer Durchbiegung
der Walzen infolge der Walzkraft und weil das
Eingangsdickenprofil der Metallbänder regelmäßig nicht
rechteckförmig ist, kommt es zu ungleichmäßigen Verformungen
im Walzspalt über die Bandbreite und damit zu
Welligkeiten nach dem Kaltwalzen. Zwar wird häufig eine
Korrektur der Walzspaltgeometrie versucht, jedoch lassen
sich die angesprochenen Welligkeiten regelmäßig nicht
vermeiden. Tatsächlich hängt nämlich die Verformung im
Walzspalt nicht nur von der Walzkraftverteilung, sondern
auch von der Zugspannungsverteilung über die Bandbreite
ab.
So ist auch der DE-OS 19 19 815 ein Verfahren zum kontinuierlichen
Kaltwalzen dünner Bänder bekannt, bei dem das
heißgewalzte Band einem ersten Dickenregularisierungsdurchgang
auf einem Walzwerk ausgesetzt wird, auf dem es
nicht möglich ist, konstante Änderungen in der Dicke des
Bandes vor und nach dem Walzen einzuhalten, d. h., daß
dem Band eine Längung ohne konstanten Wert verliehen
wird, wobei sich an den ersten Durchgang mehrere Walzdurchgänge
anschließen, die in Walzgerüsten durchgeführt
werden, wo die Längung vorgenommen wird. Dazu umfaßt die
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ein Walzgerüst,
welches
zwischen zwei Spannblöcken angeordnet ist, die dem Band
eine Längung von nicht-konstantem Wert geben; hieran
schließt sich eine Vielzahl von Walzgerüsten an, die dem
Band jeweils eine Längung oder Drehung erteilen, die
gleichzeitig im Walzspalt von mehreren Walzgerüsten
stattfindet, wobei die Längung in jedem der Walzgerüste
durch Verwendung von Spannblöcken ausgeübt wird, die zu
beiden Seiten jedes Gerüstes angeordnet sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rollensatz
der eingangs beschriebenen Ausführungsform zu schaffen,
mit dem sich im Zuge des Planierens von Metallbändern
Randwellen oder Mittenschüsseln in erheblichem Maße
verringern oder ganz eliminieren lassen.
Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einem gattungsgemäßen
Rollensatz dadurch, daß der Rollenmantel zumindest
einer der beiden Umlenkrollen zwischen einer konvexen
Außenwölbung und einer konkaven Innenwölbung einstellbar
ist.
Diese Maßnahme der Erfindung haben zur Folge, daß
sich bei einem durchlaufenden Metallband und konvexer
Außenwölbung an zumindest einer der beiden Umlenkrollen
eine Zugspannungskonzentration in der Bandmitte und bei
konkaver Innenwölbung eine Zugspannungskonzentration in
den Randzonen einstellt. Aus den Zugspannungskonzentrationen
resultieren örtlich höhere plastische
Verformungen. Somit können Randwellen oder Mittenschüsseln,
die in dem betreffenden Metallband aufgrund
von Längenunterschieden einzelner Metallbandstreifen über
die Bandbreite bestehen, verringert oder ganz eliminiert
werden. Dennn bei konvexer Außenkrümmung der Umlenkrolle
wird die Bandmitte überdehnt und werden auf diese Weise
Randwellen eliminiert, während bei einer konkaven Innenwölbung
der Umlenkrolle die sich sonst von den Bandrändern
zur Bandmitte hin aufbauenden Querspannungen
kompensiert werden, also der Bandmittenbereich nunmehr
wie die Randbereiche gelängt wird, so daß nicht länger
Mittenschüsseln auftreten. Stets lassen sich in dem
Mittenbereich oder den Randbereichen des jeweiligen
Metallbandes höhere Zugspannungen aufbauen und die Bandrandbereiche
ebenso wie der Bandmittenbereich mit den zum
Planieren jeweils erforderlichen Zugspannungen beaufschlagen.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung
ist vorgesehen, daß die beiden Umlenkrollen als Spannrollensatz
ausgebildet sind und zwischen den beiden Umlenkrollen
eine Zugreckstrecke aufgebaut ist; so lassen sich besonders oberflächenempfindliche
Metallbänder planieren, die beispielsweise
für lithographische Zwecke bestimmt sind.
Hier ist man bestrebt, auf ein Streckbiegerichten zum
Planieren der Metallbänder zu verzichten, um Oberflächenschäden
zu vermeiden.
Nach einer weiteren vorteilhaften
Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß vier
Umlenkrollen zwei Spannrollensätze bilden und zwischen
den beiden Spannrollensätzen
ein Kaltwalzgerüst und/oder Streckbiegerichtgerüst
angeordnet ist, wobei zumindest die dem Kaltwalzgerüst
bzw. Streckbiegerichtgerüst unmittelbar vorgeordnet
und unmittelbar nachgeordnete Umlenkrolle den
einstellbaren Rollenmantel aufweist. In diesen Fällen
werden ähnliche Effekte beim Kaltwalzen und Streckbiegerichten
wie beim Zugrecken erreicht. Durch gezielte
Zugspannungskonzentrationen entweder im Bandmittenbereich
oder in den Bandrandbereichen werden infolge einer
höheren plastischen Verformung größere Streckgrade nicht
nur beim Zugrecken, sondern auch beim Streckbiegerichten
und eine größere Dickenreduzierung beim Kaltwalzen erzielt,
um eben Randwellen oder Mittenschüsseln zu eliminieren.
Die Umlenkrollen sind zweckmäßigerweise
paarweise vertikal
übereinander und
horizontal nebeneinander angeordnet. Um
besonders ausgeprägte höhere plastische Verformung im
Bandmittenbereich oder in den Bandrandbereichen zu erreichen,
beträgt der Rollendurchmesser der den einstellbaren
Rollenmantel aufweisenden Umlenkrollen mindestens 250 mm;
der Umschlingungswinkel ist mindestens 90° und vorzugsweise
größer als 150°.
Weiter wird die Erfindung in vorteilhafter Weise so ausgestaltet,
daß die jeweilige den einstellbaren
Rollenmantel aufweisende Umlenkrolle eine zwischen
dem Rollenmantel und dem Rollenkern angeordnete
Druckkammer mit einer Druckmittelzurückführung für ein
hydraulisches oder pneumatisches, die konvexe Außenwölbung
bewirkendes Druckmittel aufweist, wobei die konkave
Innenwölbung - bei druckmittellosem Zustand der Druckkammer -
durch einen negativen Vorschliff gebildet ist.
Dabei kann die Druckmittelzuführung eine axiale Drehdurchführung
in eine der beiden Lagerzapfen der jeweiligen
Umlenkrolle und die Druckkammer eine Entlüftungsbohrung
aufweisen.
Bei geeigneter Wahl der Innenkontur des
Rollenmantels erzielt man eine parabelähnliche Außenwölbung
des Rollenmantels. Durch den negativen Vorschliff
läßt sich eine parabelförmige Innenwölbung erreichen, so
daß die Balligkeit der betreffenden Umlenkrollen bzw.
ihres Rollenmantels in vorgegebenen Grenzen positiv oder
negativ einstellbar ist. Die Entlüftungsbohrung ist im
übrigen lediglich zu erstmaligen Füllen der Druckkammer
mit dem Druckmittel erforderlich.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein
Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert;
es zeigen:
Fig. 1 einen Rollensatz in der Ausführungsform
eines Spannrollensatzes mit zwischen den
beiden Umlenkrollen gebildeter Zugreckstrecke,
Fig. 2 zwei Rollensätze in der Ausführungsform
von Spannrollensätzen mit einem zwischengeschalteten
Kaltwassergerüst,
Fig. 3 zwei Rollensätze in der Auführungsform
von Spannrollensätzen mit einem zwischengeschalteten
Streckbiegerichtgerüst,
Fig. 4 eine einstellbare Umlenkrolle im
Axialschnitt und
Fig. 5 ausschnittsweise den Gegenstand nach Fig. 4 mit konvexer
Außenwölbung nach a), konkaver Innenwölbung
nach b) und dem möglichen Arbeitsbereich durch die
Kombination von a) und b) nach c).
In den Figuren ist ein Rollensatz mit zumindest zwei Umlenkrollen
1, 2 für die S-förmige Umlenkung dünner Metallbänder
3, insbesondere von Metallbändern mit einer Banddicke bis zu
1 mm und einer Bandbreite von mehr als 800 mm dargestellt.
Zumindest eine der beiden Umlenkrollen 1 oder 2 weist einen
zwischen einer konvexen Außenwölbung 4 und einer konkaven Innenwölbung
5 einstellbaren Rollenmantel 6 auf, wobei das jeweilige
Metallband 3 um die einstellbare Umlenkrolle mit
einem Umschlingungswinkel von mindestens 90°, vorzugsweise
mehr als 150° geführt ist.
Nach Fig. 1 können die beiden Umlenkrollen 1, 2 als Spannrollensatz
mit angetriebener Zugrolle 1 und Bremsrolle 2
ausgebildet sein. In diesem Fall ist zwischen den beiden Umlenkrollen
1, 2 eine Zugreckstrecke Z aufgebaut.
Nach den Fig. 2 oder 3 bilden vier Umlenkrollen 1, 2, 7
8 zwei Spannrollensätze, wobei zwischen den beiden Zugrollen
und Bremsrollen bildenden Spannrollensätzen 1, 7 und 2, 8
ein Kaltwalzgerüst 9 oder ein Streckbiegerichtgerüst 10 angeordnet
ist. Zumindest die dem Kaltwalzgerüst 9 oder dem
Streckbiegerichtgerüst 10 unmittelbar vorgeordnete und unmittelbar
nachgeordnete Umlenkrolle 1, 2 weist einen konvex bis
konkav einstellbaren Rollenmantel 6 auf.
Stets können sämtliche Umlenkrollen 1, 2, 7, 8 bzw. Rollenpaare
einen konvex bis konkav einstellbaren Rollenmantel 6
besitzen. Nach Fig. 2 sind die Umlenkrollen 1, 7 und 2, 8
paarweise vertikal übereinander angeordnet, nach Fig. 3 paarweise
horizontal nebeneinander angeordnet. Die Rollendurchmesser
1, 2 bzw. 7, 8 der einstellbaren Umlenkrollen betragen
mindestens 250 mm, damit unter Berücksichtigung eines
Umschlingungswinkels von mehr als 90° und insbesondere mehr
als 150° hinreichend hohe plastische Verformungen in entweder
den Bandrandbereich oder dem Bandmittenbereich erzielt
werden können.
In Fig. 4 ist eine Umlenkrolle 1 mit dem konvex bis konkav
einstellbaren Rollenmantel 6 dargestellt; sie weist zwischen dem
Rollenmantel 6 und dem Rollenkern 11 eine Druckkammer 12 mit
einer Druckmittelzuführung 13 für ein hydraulisches oder
pneumatisches Druckmittel auf, wobei die konkave Innenwölbung
5 bei drucklosem Zustand durch einen negativen Vorschliff
gebildet ist. Die Druckmittelzuführung 13 weist eine
axiale Drehdurchführung 14 in einem der beiden Lagerzapfen
15 der jeweiligen Umlenkrolle 1 und die Druckkammer 12 eine
Entlüftungsbohrung 16 für die Erstfüllung auf.
Claims (8)
1. Rollensatz mit zumindest zwei, jeweils aus einem
Rollenkern und einem Rollenmaterial bestehenden Umlenkrollen
für die S-förmige zu Umlenkung zu planierender dünner Metallbänder,
insbesondere von Metallbänder mit einer Banddicke bis zu
1 mm, wobei das jeweilige Metallband um die Umlenkrollen
mit einem vorgegebenen Umschlingungswinkel geführt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Rollenmantel
(6) zumindest einer der beiden Umlenkrollen (1,
2) zwischen einer konvexen Außenwölbung (4) und einer
konkaven Innenwölbung (5) einstellbar ist.
2. Rollensatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Umlenkrollen (1, 2) als Spannrollensatz
ausgebildet sind und zwischen den beiden Umlenkrollen (1,
2) eine Zugreckstrecke (Z) aufgebaut ist.
3. Rollensatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß vier Umlenkrollen (1, 2, 7, 8) zwei Spannrollensätze
bilden und zwischen den beiden Spannrollensätzen ein
Kaltwalzgerüst (9) und/oder Streckbiegerichtgerüst (10)
angeordnet ist, wobei zumindest die dem Kaltwalzgerüst
bzw. Streckbiegerichtgerüst unmittelbar vorgeordnete
und unmittelbar nachgeordnete Umlenkrolle (1; 2)
den einstellbaren Rollenmantel (6) aufweist.
4. Rollensatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Umlenkrollen (1, 2, 7, 8) paarweise
vertikal übereinander oder horizontal nebeneinander
angeordnet sind.
5. Rollensatz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Rollendurchmesser der den einstellbaren
Rollenmantel (6) aufweisenden Umlenkrollen (1,
2, 7, 8) mindestens 250 mm beträgt.
6. Rollensatz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Umschlingungswinkel mindestens
90° und vorzugsweise größer als 150° ist.
7. Rollensatz nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die jeweilige, den einstellbaren Rollenmantel
(6) aufweisende Umlenkrolle (1) eine zwischen
dem Rollenmantel und dem Rollenkern (11)
angeordnete Druckkammer (12) mit einer Druckmittelzuführung
(13) für ein hydraulisches oder pneumatisches, die
konvexe Außenwölbung (4) bewirkendes Druckmittel aufweist,
wobei die konkave Innenwölbung (5) - bei druckmittellosem
Zustand der Druckkammer - durch einen
negativen Vorschliff gebildet ist.
8. Rollensatz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckmittelzuführung (13) eine axiale Drehdurchführung
(14) in einem der beiden Lagerzapfen (15) der
jeweiligen Umlenkrolle (1) und die Druckkammer (12)
eine Entlüftungsbohrung (16) aufweist.
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Family
ID=6467652
Family Applications (1)
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DE4230243A Expired - Lifetime DE4230243C1 (de) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | Rollensatz für die S-förmige Umlenkung zu planierender dünner Metallbänder |
Country Status (4)
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