DE102016106208A1

DE102016106208A1 - Verfahren zum Streckbiegerichten eines Bandes

Info

Publication number: DE102016106208A1
Application number: DE102016106208.1A
Authority: DE
Inventors: Andreas Noé
Original assignee: BWG Bergwerk und Walzwerk Maschinenbau GmbH
Current assignee: BWG Bergwerk und Walzwerk Maschinenbau GmbH
Priority date: 2016-04-05
Filing date: 2016-04-05
Publication date: 2017-10-05
Also published as: EP3377239B1; EP3377239A1; CN108698101A; WO2017174231A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Streckbiegerichten eines Bandes (B), insbesondere eines Metallbandes, wobei das Band (B) in einem ersten Anlagenabschnitt (A1) wechselseitig um mehrere obere Richtrollen (4a bis 4d) und mehrere untere Richtrollen (5a bis 5d) gebogen wird, wobei in diesem ersten Anlagenabschnitt (A1) zumindest 90 % des Gesamtstreckgrades erzeugt werden, und wobei anschließend in einem zweiten Anlagenabschnitt (A2) Restkrümmungen des Bandes eliminiert werden, indem das Band (B) um zumindest drei Richtrollen (4e, 6, 7, 8) gebogen wird, an denen die Umschlingungswinkel jeweils einzeln und unabhängig voneinander und unabhängig von den Umschlingungswinkeln an den Richtrollen (4a bis 4d, 5a bis 5d) des ersten Anlagenabschnittes eingestellt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Streckbiegerichten eines Bandes, wobei das Band unter einer Zugspannung unterhalb der Elastizitätsgrenze wechselseitig um Richtrollen im plastischen oder elastisch-plastischen Bereich gebogen wird.
Mit einem derartigen Streckbiegerichtverfahren lassen sich unplane Bänder, vorzugsweise Metallbänder, richten und folglich Unplanheiten beseitigen. Unplanheit meint z. B. Bandwelligkeit und/oder Bandsäbeligkeit, welche sich aufgrund von Längenunterschieden der Bandfasern in der Bandebene ergeben. Unplanheit meint aber auch Bandkrümmungen in Längs- und/oder Querrichtungen, welche durch Biegemomente im Band entstehen, z. B. wenn das Band elastisch-plastisch um Umlenkrollen gebogen wurde oder durch elastisch-plastische Verformungen beim Aufwickeln des Bandes. Längskrümmungen werden auch als Coil-Set, Querkrümmungen als Cross-Bow bezeichnet. Im Zuge des Streckbiegerichtens wird das unplane Band unter einer Zugspannung, welcher unterhalb der Elastizitätsgrenze R_E bzw. deren technischen Elastizitätsgrenze R_P0,01 des Bandmaterials liegt, um Rollen hinreichend kleinen Durchmessers (wechselseitig) gebogen, so dass durch Überlagerung der Zugspannung mit der Biegung eine elastisch-plastische Verformung im Band erzeugt wird. Das Band wird plastisch gelängt, wobei die Höhe der plastischen Längung als Streckgrad bezeichnet wird. Bei der plastischen Längung werden die ursprünglich kurzen Bandfasern relativ stärker gelängt. Im Idealfall haben nach dem Richten alle Bandfasern die gleiche Länge, so dass grundsätzlich ein ideal gerichtetes Band frei von Welligkeiten und von Bandsäbel entstehen soll.
Bei den aus der Praxis bekannten Streckbiegerichtverfahren können grundsätzlich durch die wechselseitige Biegung im elastisch-plastischen Bereich nach dem Richten Restbiegemomente im Band verbleiben, die in der Bandbehandlungslinie als Querwölbung sichtbar werden können und bei einer herausgeschnittenen Tafel zu einer plastischen Restkrümmung in Längs- und/oder Querrichtung führen können. Die Restbiegemomente entstehen dann, wenn die einzelnen Biegungen in ihrer Intensität nicht optimal aufeinander abgestimmt sind. Die Biegeradien hängen ab von den Banddaten (Dicke, Elastizitätsmodul, zyklische Festigkeitsverhalten, Querkontraktionszahl), der Bandzugspannung, den Rollendurchmessern sowie der Geometrie des Bandlaufes um die Rollen. In erster Näherung kann letzterer durch den Umschlingungswinkel des Bandes um die Rollen beschrieben werden. Bei genügend großem Umschlingungswinkel oder ausreichender Zugspannung nimmt das Band den Radius der Rolle an. Dann erreichen die Bandkrümmungen ihr Maximum und weiter wachsendem Umschlingungswinkel oder wachsender Zugspannung konstant. In der Regel sind aber die Umschlingungswinkel so eingestellt, dass das Band dem Rollenradius im Streckbiegerichtgerüst nicht folgt. Durch Anstellung der Rollen und damit Einstellung der Umschlingungswinkel lassen sich folglich die Biegeradien einstellen.
Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist z. B. aus der WO 2011/032890 A1 bekannt. Das Band wird um zumindest vier Richtrollen wechselseitig gebogen, wobei die Biegeradien an allen vier Richtrollen jeweils einzeln und unabhängig voneinander positionsgeregelt angestellt werden. Vorteilhaft ist dabei, dass mit verhältnismäßig wenigen Richtrollen gearbeitet wird und dass Restkrümmungen in Längs- und Querrichtung definiert einstellbar sind. Die letzte Richtrolle lässt sich so anstellen, dass Längskrümmungen sich innerhalb eines gewissen „Fensters“ nur gering mit dem Streckgrad ändern. Das Verfahren eignet sich besonders für Situationen, in denen ein verhältnismäßig geringer Streckgrad erforderlich ist.
In der DE 10 2013 106 243 B3 wird ein Verfahren zum Streckbiegerichten von Metallbändern beschrieben, wobei das Band zunächst wechselseitig um einzeln abgestützte Streckrollen gebogen und dabei der Streckgrad erhöht wird und wobei das Band anschließend einen nachgeordneten Vielrollenrichtsatz zur Reduzierung von Bandkrümmung und/oder Restspannung durchläuft. Der plastische Streckgrad wird dabei sowohl mit den Streckrollen als auch anteilig mit dem Vielrollenrichtsatz erzeugt. Dieses Verfahren eignet sich besonders für hochfeste Stahlbänder und folglich Bänder mit hohen Streckgrenzen. Dabei ist das Verfahren relativ unempfindlich bei Schwankungen, z. B. der Streckgrenze.
Im Übrigen wird in der EP 0 508 475 B1 ein weiteres Verfahren zum Streckbiegerichten von Metallbändern beschrieben, bei welchem das Band zunächst um einzelne Richtrollen gebogen wird und anschließend einen Vielrollenrichtsatz durchläuft.
Die insgesamt aus der Praxis bekannten Verfahren haben sich grundsätzlich bewährt, sie sind jedoch weiterentwicklungsfähig, und zwar insbesondere hinsichtlich der Verarbeitung von Bändern mit begrenztem Umformvermögen und folglich für die Verarbeitung von hochfesten Bändern, z. B. hochfesten Stahlbändern, bei denen ein hoher Streckgrad benötigt wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Streckbiegerichtverfahren zu schaffen, welches in wirtschaftlicher Weise und bevorzugt bei geringem anlagentechnischen Aufwand optimale Planheitsergebnisse, insbesondere auch bei hochfesten Bändern und hohen erforderlichen Streckgraden gewährleistet.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung ein Verfahren zum Streckbiegerichten eines Bandes, insbesondere eines Metallbandes,
wobei das Band in einem ersten Anlagenabschnitt wechselseitig um mehrere obere Richtrollen und mehrere untere Richtrollen gebogen wird, wobei in diesem ersten Anlagenabschnitt zumindest 90 % des (plastischen) Gesamtstreckgrades erzeugt werden,
und wobei anschließend in einem zweiten Anlagenabschnitt Restkrümmungen des Bandes eliminiert werden, indem das Band um zumindest drei Richtrollen gebogen bzw. geführt wird, an denen die Biegeradien (und folglich Umschlingungswinkel) jeweils einzeln und unabhängig voneinander und unabhängig von den Biegeradien bzw. Umschlingungswinkeln an den Richtrollen des ersten Anlagenabschnittes einstellbar sind bzw. eingestellt werden. Bevorzugt werden in dem ersten Anlagenabschnitt zumindest 95 % des (plastischen) Gesamtstreckgrades erzeugt.
Erfindungsgemäß wird folglich in dem ersten Anlagenabschnitt der Streckgrad erzeugt, und zwar besonders bevorzugt zumindest 95 % des Gesamtstreckgrades. In dem zweiten Anlagenabschnitt werden die Restbiegemomente abgebaut. Die Werte der Restkrümmungen in Längs- und Querrichtung sind unabhängig voneinander definiert einstellbar. Die letzte (einzelne) Richtrolle kann dabei so angestellt werden, dass die Variabilität der Restkrümmungen in Abhängigkeit von Streckgradschwankungen oder Streckgrenzschwankungen möglichst gering ist. Der Prozess wird auf diese Weise unempfindlich.
Das Verfahren eignet sich besonders für die Verarbeitung von Metallbändern mit begrenztem Umformvermögen, z. B. hochfesten Stahlbändern, die aber vor dem Richten stark unplan sind und deshalb einen hohen Streckgrad benötigen. Verarbeitet man z.B. Bänder mit begrenztem Umformvermögen, z.B. ein Band mit einer Bruchdehnung von nur 2 %, so darf die Dehnung in der Randfaser des Bandes während des Richtens diesen Wert (der Bruchdehnung) nicht überschreiten, da anderenfalls die Oberfläche des Bandes reißen könnte. Die Randfaserdehnung setzt sich aus der Biegedehnung und der überlagerten Zugdehnung (plastischer Streckgrad plus elastische Zugdehnung) zusammen. Wird bei herkömmlichen Verfahren der Hauptstreckgrad im Wesentlichen mit der ersten Richtrolle erzeugt, so besteht bei hochfesten Werkstoffen die Schwierigkeit, die für das Richten erforderliche Biegedehnung innerhalb der erlaubten Grenze zur Vermeidung von Rissen zu halten. Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass die Biegedehnung an den Richtrollen begrenzt werden muss, so dass erfindungsgemäß mit mehreren Richtrollen gearbeitet wird. Dabei hat die Erfindung erkannt, dass es vorteilhaft ist, im ersten Anlagenabschnitt mit einer verhältnismäßig hohen Anzahl von oberen und unteren Richtrollen zu arbeiten, so dass bevorzugt eine Mehrrollenrichteinheit zum Einsatz kommt, bei der zumindest drei obere Richtrollen und drei untere Richtrollen, besonders bevorzugt zumindest vier obere Richtrollen und vier untere Richtrollen vorgesehen sind. Auf diese Weise lässt sich in dem ersten Anlagenabschnitt ein verhältnismäßig hoher Streckgrad, z. B. mit einer Mehrrollenrichteinheit, erzeugen, ohne dass mit den einzelnen Richtrollen ein zu hoher Streckgrad erzeugt werden muss. Der gesamte Streckgrad wird folglich auf eine Vielzahl von Rollen, vorzugsweise innerhalb einer Mehrrollenrichteinheit mit zumindest acht Richtrollen verteilt. Die Biegedehnungen an den Richtrollen können dann geringer eingestellt werden, so dass die Gesamtdehnung innerhalb der erlaubten Grenzen verbleibt.
Beträgt der erforderliche Gesamtstreckgrad in der Anlage z.B. 0,5 % und sollen davon 90 % (und folglich 0,45 % der Streckgrenze) mit den oberen und unteren Richtrollen in dem ersten Anlagenabschnitt erzeugt werden, so entspricht dieses einem Streckgrad pro Richtrolle (bei acht bis neun Richtrollen im ersten Anlagenabschnitt) von 0,05 % bis 0,06 %. Die Biegedehnung an den Richtrollen kann dann z. B. auf 1 % eingestellt werden, so dass die Gesamtdehnung (1 % Biegedehnung + z. B. 0,5 % plastischer Streckgrad + elastische Zugdehnung (= Zugspannung durch E-Modul) innerhalb der erlaubten Grenze von z.B. 2 % bleibt.
Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, die Anstellung der oberen Richtrollen oder unteren Rollen im ersten Anlagenabschnitt einzeln auszuführen, so dass gegebenenfalls unterschiedliche Umschlingungswinkel eingestellt werden können. Erfindungsgemäß hat sich jedoch ergeben, dass sich auch hervorragende Richtergebnisse erzielen lassen, wenn die oberen Richtrollen und/oder die unteren Richtrollen nur gemeinsam eingestellt bzw. angestellt werden. So wird besonders bevorzugt vorgeschlagen, dass in dem ersten Anlagenabschnitt die oberen Richtrollen gemeinsam gegen die (festen) unteren Richtrollen angestellt werden oder umgekehrt die unteren Richtrollen gemeinsam gegen die (festen) oberen Richtrollen angestellt werden. Die jeweils nicht anstellbaren Richtrollen können dann ortsfest angeordnet sein oder lediglich über eine Schnellanstellung (ohne Variationsmöglichkeiten in der Positionierung) verfügen.
Besonders bevorzugt sind die oberen Richtrollen folglich gemeinsam positionsgeregelt gegen die unteren Richtrollen anstellbar oder alternativ sind die unteren Richtrollen gemeinsam positionsgeregelt gegen die oberen Richtrollen anstellbar. Damit lässt sich das Verfahren anlagentechnisch besonders wirtschaftlich ausführen, da auf eine Einzelanstellung der oberen Richtrollen und der unteren Richtrollen im ersten Anlagenabschnitt verzichtet werden kann. Denn es hat sich herausgestellt, dass auch dann hervorragende Richtergebnisse erzielt werden, wenn im ersten Anlagenabschnitt die Umschlingungswinkel und damit die Biegeradien an den oberen Richtrollen und den unteren Richtrollen (im Wesentlichen) identisch eingestellt werden. Besonderes bevorzugt werden folglich im ersten Anlagenabschnitt die Umschlingungswinkel und damit Biegeradien sowohl an den oberen Richtrollen als auch an den unteren Richtrollen (im Wesentlichen) identisch eingestellt.
Demgegenüber lassen sich die Umschlingungswinkel und damit Biegeradien an den Richtrollen im zweiten Anlagenabschnitt unabhängig voneinander und unabhängig von den Biegeradien im ersten Anlagenabschnitt einstellen, und zwar bevorzugt positionsgeregelt einstellen.
In dem ersten Abschnitt wird folglich der (hohe) Streckgrad erzeugt, und zwar werden bevorzugt 90 %, besonders bevorzugt 95 % des Gesamtstreckgrades erzeugt, während im zweiten Abschnitt die Restbiegemomente abgebaut werden.
Im Übrigen kann es vorteilhaft sein, wenn der Umschlingungswinkel an der ersten Richtrolle des zweiten Anlagenabschnittes kleiner als der Umschlingungswinkel der Richtrollen im ersten Anlagenabschnitt eingestellt ist. Außerdem kann es vorteilhaft sein, wenn die Umschlingungswinkel der Richtrollen im zweiten Anlagenabschnitt von Richtrolle zu Richtrolle abnehmen.
Anlagentechnisch wird das technische Problem gelöst durch eine Vorrichtung zum Streckbiegerichten eines Bandes, insbesondere Metallbandes, mit einer Mehrrollenrichteinheit mit einem Oberteil mit mehreren oberen Richtrollen und einem Unterteil mit mehreren unteren Richtrollen, wobei die oberen Richtrollen nicht rotierend miteinander gekoppelt sind und die unteren Richtrollen ebenfalls nicht rotierend miteinander gekoppelt sind, wobei das Oberteil und das Unterteil zur Einstellung der Umschlingungswinkel bzw. Biegeradien gegeneinander anstellbar sind. Dabei werden das Oberteil und das Unterteil bevorzugt nicht gegeneinander aufgeschwenkt, sondern das Oberteil und/oder das Unterteil werden bevorzugt insgesamt angehoben bzw. abgesenkt. Die Vorrichtung weist außerdem mehrere (d.h., zwei oder mehr) der Mehrrollenrichteinheit in Bandlaufrichtung nachgeordnete einzelne Richtrollen auf, an denen die Umschlingungswinkel jeweils einzeln und unabhängig voneinander und unabhängig von der Mehrrollenrichteinheit einstellbar sind. Dazu sind diese einzelnen Richtrollen bevorzugt einzeln und unabhängig voneinander (gegen das Band) anstellbar, z. B. positionsgeregelt anstellbar. Dabei können den Richtrollen jeweils Umlenkrollen zugeordnet sein, so dass die Richtrollen gegen die jeweilige Umlenkrolle anstellbar sind. Alternativ können die Umschlingungswinkel an den einzelnen Richtrollen aber auch dadurch eingestellt werden, dass die Umlenkrollen (positionsgeregelt) gegen die jeweilige Richtrolle anstellbar sind.
Diese Vorrichtung eignet sich besonders bevorzugt zur Durchführung des eingangs beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens.
Dabei liegt es grundsätzlich im Rahmen der Erfindung, dass die Mehrrollenrichteinheit (insgesamt) den beschriebenen ersten Anlagenabschnitt bildet und dass die einzelnen Richtrollen den beschriebenen zweiten Anlagenabschnitt bilden, so dass in diesem Fall in der Mehrrollenrichteinheit zumindest 90 % des Gesamtstreckgrades erzeugt werden.
Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass nicht sämtliche Rollen der Mehrrollenrichteinheit, sondern nur ein Teil dieser Rollen den ersten Anlagenabschnitt bilden, in dem 90 % des Gesamtstreckgrades erzeugt werden. Denn es besteht konstruktiv die Möglichkeit, den Umschlingungswinkel an der letzten Richtrolle der Mehrrollenrichteinheit und folglich den Biegeradius separat einzustellen, so dass der Umschlingungswinkel an der letzten Richtrolle der Mehrrollenrichteinheit nicht identisch mit den übrigen Umschlingungswinkeln an den übrigen Richtrollen der Mehrrollenrichteinheit sein muss. Dieses gelingt konstruktiv z. B. dadurch, dass der Mehrrollenrichteinheit eine Umlenkrolle nachgeordnet ist, die zur Einstellung des Umschlingungswinkels und folglich des Biegeradius der letzten (oberen oder unteren) Richtrolle der Mehrrollenrichteinheit gegen diese letzte Richtrolle anstellbar ist, und zwar vorzugsweise positionsgeregelt anstellbar ist. Mit Hilfe einer solchen Umlenkrolle wird folglich die Möglichkeit geschaffen, den Umschlingungswinkel an der letzten Richtrolle der Mehrrollenrichteinheit separat und folglich unabhängig von den Umschlingungswinkeln der anderen Richtrollen der Mehrrollenrichteinheit einzustellen.
Damit besteht die Möglichkeit, z. B. zumindest 90 %, vorzugsweise zumindest 95 % des Gesamtstreckgrades an den (ersten) Rollen der Mehrrollenrichteinheit – mit Ausnahme der letzten Rolle – zu erzeugen und dann mit der letzten Richtrolle des Mehrrollenrichtsatzes und den darauffolgenden einzelnen Richtrollen die Restkrümmungen zu eliminieren bzw. zu minimieren. Dabei wird die Tatsache ausgenutzt, dass sich mit der Mehrrollenrichteinheit anlagentechnisch sehr einfach und damit wirtschaftlich eine Vielzahl von Rollen gemeinsam anstellen lassen und dennoch besteht über z. B. die nachgeordnete Umlenkrolle die Möglichkeit, den Umschlingungswinkel an der letzten Rolle zu variieren, so dass diese letzte Rolle in identischer oder sehr ähnlicher Weise eingesetzt werden kann, wie die nachgeordneten einzelnen Richtrollen.
Insgesamt liegt es im Rahmen der Erfindung, den einzelnen Richtrollen, mit denen im Wesentlichen Restkrümmungen eliminiert/minimiert werden, jeweils eine Umlenkrolle vorzuordnen. Alternativ oder ergänzend kann diesen einzelnen Richtrollen auch jeweils eine Umlenkrolle nachgeordnet werden. Dabei besteht die Möglichkeit, dass entweder die Richtrollen selbst gegen die Umlenkrollen angestellt werden oder alternativ können auch vorgeordnete und/oder nachgeordnete Umlenkrollen zur Einstellung des Umschlingungswinkels gegen eine (feste) Richtrolle angestellt werden. Stets kann eine Positionsregelung der Richtrollen und/oder Umlenkrollen zweckmäßig sein.
Die Umlenkrollen weisen dabei einen Durchmesser auf, der (deutlich) größer ist als der Durchmesser der Richtrollen. Es ist vorgesehen, dass der Durchmesser der Umlenkrollen so groß ist, dass an den Umlenkrollen keine oder nur vernachlässigbar kleine plastische Verformungen stattfinden, die den Prozess nicht stören.
Im Übrigen liegt es im Rahmen der Erfindung, dass das Oberteil und/oder das Unterteil der Mehrrollenrichteinheit um eine parallel zur Bandlängsachse verlaufende Achse verschwenkbar ist/sind. Mit einer solchen Verschwenkung der Richtrollen besteht die Möglichkeit, über die Bandbreite einen gleichmäßigen Streckgrad auch dann zu erzielen, wenn das Band ein keilförmiges Dickenprofil aufweist.
Es besteht ferner die Möglichkeit, die Richtrollen der Mehrrollenrichteinheit mit Rollenverbiegungen bzw. der Möglichkeit einer Rollenverbiegung auszurüsten. Auf diese Weise kann die Gleichmäßigkeit des Streckgrades über die Bandbreite weiter verbessert werden, so dass z. B. Randwellen entgegengewirkt werden kann. Eine solche Rollenverbiegung kann mit grundsätzlich bekannten Maßnahmen realisiert werden. So besteht z.B. die Möglichkeit, dass die Richtrollen mit entsprechenden Stützrollen in einer Kassette gelagert sind und dass die Kassette insgesamt verbogen wird.
Das beschriebene Verfahren und die beschriebene Anlage eignen sich besonders für Materialien mit begrenztem Umformvermögen, da der Streckgrad an einer Vielzahl von Richtrollen innerhalb des ersten Anlagenabschnittes erzeugt wird, so dass der Streckgrad je Rolle begrenzt ist. Auch die erforderliche Biegeamplitude ist begrenzt. Von Bedeutung ist, dass zumindest die letzten drei Biegungen unabhängig voneinander einstellbar sind, wobei die erste dieser drei letzten Biegungen gegebenenfalls mit der letzten Rolle einer Mehrrollenrichteinheit erfolgen kann.
Bevorzugt wird innerhalb des Mehrrollenrichtgerüstes mit oberen und unteren Richtrollen gearbeitet, die nicht mechanisch miteinander gekoppelt sind. Damit unterscheidet sich das bevorzugte eingesetzte Mehrrollenrichtgerüst von üblichen Vielrollenrichtgerüsten, die auch als „Multiroll-Leveller“ bezeichnet werden und bei denen die Richtrollen z. B. über entsprechende Stützrollen miteinander rotierend gekoppelt sind. Eine solche reibschlüssige Kopplung über die Stützrollen führt bei herkömmlichen Anlagen dazu, dass alle Richtrollen mit der gleichen Geschwindigkeit laufen. Durch die im Band beim Streckbiegerichten erzeugten Längungen läuft das Band aber entsprechend von Rolle zu Rolle immer schneller. Dadurch kommt es im Vielrollenrichtsatz herkömmlicher Art zu Schlupf und infolge zu Vibrationen, die zu unerwünschten Rattermarken auf dem Band führen können. Das Risiko von Rattermarken wächst mit dem Streckgrad, so dass diese Bauart in der Praxis in der Regel nur bei geringen Streckgraden eingesetzt wird. Erfindungsgemäß wird jedoch bevorzugt mit einer Mehrrollenrichteinheit gearbeitet, bei der die einzelnen Richtrollen nicht rotierend miteinander gekoppelt sind. Die einzelnen Richtrollen können zwar ebenfalls über Stützrollen abgestützt sein, über diese Stützrollen erfolgt jedoch keine (reibschlüssige) Kopplung zwischen den Richtrollen. Dennoch macht sich die Erfindung die einfachen Verstellmöglichkeiten eines solchen Mehrrollenrichtsatzes zu Nutze. Bevorzugt werden jedoch Oberteil und Unterteil nicht im Sinne eines sich öffnenden oder schließenden Mauls gegeneinander verschwenkt, sondern das Oberteil und/oder das Unterteil werden insgesamt angehoben bzw. abgesenkt. Damit lassen sich auf besonders einfache Weise im ersten Anlagenabschnitt im Wesentlichen identische Umschlingungswinkel an den Richtrollen einstellen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist im Übrigen unempfindlich gegen Schwankungen der Prozessparameter und es lassen sich plane Bänder mit geringen Restkrümmungen herstellen. Die Tendenz zur Mitten- bzw. Randwelle ist einstellbar über eine Verbiegung der unteren Richtrollen bzw. zumindest einer unteren Richtrolle. Alternativ können auch die oberen Richtrollen verwendet werden. Coil-Set und Cross-Bow sind dabei getrennt einstellbar.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. Anlage zum Streckbiegerichten in einer stark vereinfachten schematischen Seitenansicht,
2 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Gegenstand nach 1,
3 eine abgewandelte Ausführungsform des Gegenstandes nach 2, und
4 eine weitere Ausführungsform des Gegenstandes nach 2.
In den Figuren ist eine Anlage zum Streckbiegerichten von Metallbändern B dargestellt. Die Anlage weist in ihrem grundsätzlichen Aufbau einen Einlaufspannrollensatz 1 zum Aufbau des Bandzuges und einen Auslaufspannrollensatz 2 zum Abbau des Bandzuges auf. Zwischen dem Einlaufspannrollensatz 1 und dem Auslaufspannrollensatz 2 sind eine Mehrrollenrichteinheit 3 und darauffolgend mehrere einzelne Richtrollen 6, 7 angeordnet. Die Bandlaufrichtung ist mit dem Pfeil R angedeutet. Die Mehrrollenrichteinheit 3 weist ein Oberteil 4 mit mehreren oberen Richtrollen 4a, 4b, 4c, 4d, 4e und ein Unterteil 5 mit mehreren unteren Richtrollen 5a, 5b, 5c, 5d auf. Die oberen Richtrollen sind an Stützrollen 4‘ und die unteren Richtrollen an Stützrollen 5‘ abgestützt. Dabei sind die einzelnen oberen Richtrollen nicht rotierend miteinander gekoppelt und auch die einzelnen unteren Richtrollen sind nicht rotierend miteinander gekoppelt. Das Oberteil 4 und das Unterteil 5 sind zur Einstellung der Umschlingungswinkel und folglich Biegeradien an den einzelnen oberen und unteren Richtrollen gegeneinander anstellbar. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Oberteil 4 positionsgeregelt gegen das (feste) Unterteil 5 anstellbar.
Im Ausführungsbeispiel ist dabei ein im Wesentlichen horizontaler Bandlauf angedeutet. Die Erfindung umfasst aber auch Ausführungsformen mit einem nicht horizontalen Bandlauf. Im Übrigen kann auch das Unterteil gegen das Oberteil angestellt werden.
Jedenfalls sind der Mehrrollenrichteinheit 3 die einzelnen Richtrollen 6, 7 nachgeordnet. An diese Richtrollen sind die Umschlingungswinkel einzeln und unabhängig von der Mehrrollenrichteinheit anstellbar, so dass die Biegeradien an diesen Richtrollen 6, 7 separat einstellbar sind.
2 zeigt dabei einen vergrößerten Ausschnitt aus der 1 im Bereich der Mehrrollenrichteinheit und der nachgeordneten einzelnen Richtrollen in einer ersten Ausführungsform.
Es ist erkennbar, dass der Mehrrollenrichteinheit 3 eine Umlenkrolle 10 nachgeordnet ist. Diese ist gegen die letzte Richtrolle 4e des Mehrrollenrichtsatzes 3 anstellbar. Damit besteht die Möglichkeit, den Umschlingungswinkel an der letzten Richtrolle 4e der Mehrrollenrichteinheit 3 separat und unabhängig von den übrigen Umschlingungswinkeln an den übrigen oberen und unteren Richtrollen der Mehrrollenrichteinheit einzustellen.
Im Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dieser letzten Richtrolle 4e um eine obere Richtrolle. Es liegt jedoch auch im Rahmen der Erfindung, dass die Anzahl und Anordnung der Richtrollen der Mehrrollenrichteinheit 3 so getroffen ist, dass die letzte Richtrolle eine untere Richtrolle ist, wobei die Umlenkrolle 10 dann nicht auf die Bandunterseite, sondern auf die Bandoberseite arbeitet.
Im Übrigen ist in 2 angedeutet, dass auch den Richtrollen 6, 7 jeweils eine Umlenkrolle 11, 12 vorgeordnet ist und die Richtrollen 6, 7 sind an Stützwalzen 6‘, 7‘ abgestützt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Richtrollen 6, 7 gegen die jeweilige Umlenkrolle (positionsgeregelt) anstellbar. Alternativ können jedoch auch die Umlenkrollen 11, 12 (positionsgeregelt) gegen die jeweilige Richtrolle 6, 7 zur Einstellung der Umschlingungswinkel und folglich Biegeradien angestellt werden.
Schließlich ist der Mehrrollenrichteinheit 3 eine Umlenkrolle bzw. Führungsrolle vorgeordnet.
3 zeigt eine gegenüber 2 abgewandelte Ausführungsform, bei der der Mehrrollenrichteinheit 3 ebenfalls zwei einzelne Richtrollen 6, 7 nachgeordnet sind. Dabei ist jedoch lediglich der Richtrolle 7 eine Umlenkrolle 12 vorgeordnet, die damit zugleich auch der Richtrolle 6 nachgeordnet ist.
Mit der in den Figuren dargestellten Anlage lassen sich hochfeste Metallbänder richten, wobei das Metallband in einem ersten Anlagenabschnitt A₁ wechselseitig um mehrere obere Richtrollen 4a bis 4d und mehrere untere Richtrollen 5a bis 5d gebogen wird, wobei in diesem ersten Anlagenabschnitt A₁ zumindest 90 % des Gesamtstreckgrades erzeugt werden. In einem anschließenden zweiten Anlagenabschnitt A₂ werden Restkrümmungen des Bandes eliminiert, indem das Band B um drei Richtrollen 4e, 6, 7 geführt und dabei gebogen wird, an denen die Biegeradien und folglich Umschlingungswinkel jeweils einzeln und unabhängig voneinander und unabhängig von den Biegeradien an den übrigen Richtrollen des ersten Anlagenabschnittes eingestellt werden.
Dabei ist in den 2 und 3 erkennbar, dass der erste Anlagenabschnitt A₁ die oberen Richtrollen 4a bis 4d und die unteren Richtrollen 5a bis 5d erfasst, während die letzte Richtrolle 4e der Mehrrollenrichteinheit 3 bereits dem zweiten Anlagenabschnitt A₂ zugeordnet wird. Dieses hängt damit zusammen, dass bei den in den 2 und 3 dargestellten Ausführungsformen der Umschlingungswinkel an dieser letzten Richtrolle 4e über die anstellbare Umlenkrolle 10 separat und unabhängig von den Umschlingungswinkeln an den übrigen Richtrollen 4a bis 4d und 5a bis 5d der Mehrrollenrichteinheit 3 einstellbar ist. Wichtig ist folglich die Tatsache, dass zumindest die letzten drei Biegungen unabhängig voneinander einstellbar sind. In den Ausführungsbeispielen nach den 2 und 3 sind dieses die Biegungen an den Rollen 4e, 6, 7.
Demgegenüber zeigt 4 eine abgewandelte Ausführungsform, bei der sämtliche Richtrollen 4a bis 4e und 5a bis 5d der Mehrrollenrichteinheit 3 dem ersten Anlagenabschnitt A₁ zugeordnet sind. Denn bei dieser Ausführungsform ist die Umlenkrolle 10 nicht anstellbar, so dass in der Mehrrollenrichteinheit identische Biegeradien an allen Rollen eingestellt werden, und zwar über die Anstellung des Oberteils 4. Dieser Mehrrollenrichteinheit sind dann drei einzelne Richtrollen 6, 7, 8 nachgeordnet, die jeweils einzeln und unabhängig von der Mehrrollenrichteinheit 3 anstellbar sind, und zwar bevorzugt ebenfalls positionsgeregelt anstellbar. Jeder dieser Richtrollen 6, 7, 8 ist im Ausführungsbeispiel eine Umlenkrolle 11, 12, 13 vorgeordnet. Außerdem kann den Richtrollen 6, 7, 8 optional jeweils auch eine weitere Umlenkrolle 11‘, 12‘, 13‘ nachgeordnet sein.
Im Übrigen kann der Mehrrollenrichteinheit 3 bzw. deren erster Richtrolle 4a eine Umlenkrolle 9 vorgeordnet sein.
Gemeinsam ist den beschriebenen Ausführungsformen, dass stets zumindest die letzten drei Biegungen unabhängig voneinander einstellbar sind, und zwar entweder unter Einbeziehung der letzten Richtrolle des Mehrrollenrichtsatzes (2 und 3) oder ohne Einbeziehung des Mehrrollenrichtsatzes (4).
Stets ist es zweckmäßig, in dem ersten Anlagenabschnitt A₁ zumindest 90 % des Gesamtstreckgrades, besonders bevorzugt zumindest 95 % des Gesamtstreckgrades zu erzeugen. In dem zweiten Anlagenabschnitt A₂ erfolgt im Wesentlichen die Restkrümmungskorrektur.
Hat das Band ein keilförmiges Dickenprofil, so können die oberen oder unteren Richtrollen (oder auch nur einzelne Richtrollen) im ersten Anlagenabschnitt um die Bandlängsachse geschwenkt werden, um über die Bandbreite einen gleichmäßigen Streckgrad zu erzielen. Einzelheiten sind in den Figuren nicht dargestellt.
Um die Gleichmäßigkeit des Streckgrades über die Bandbreite weiter zu verbessern, können außerdem einzelne oder mehrere Richtrollen im ersten Anlagenabschnitt mit Rollenverbiegungen ausgerüstet werden, um z. B. Randwellen entgegenzuwirken.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2011/032890 A1 [0004]
DE 102013106243 B3 [0005]
EP 0508475 B1 [0006]

Claims

Verfahren zum Streckbiegerichten eines Bandes (B), insbesondere eines Metallbandes, wobei das Band (B) in einem ersten Anlagenabschnitt (A₁) wechselseitig um mehrere obere Richtrollen (4a bis 4d) und mehrere untere Richtrollen (5a bis 5d) gebogen wird, wobei in diesem ersten Anlagenabschnitt (A₁) zumindest 90 % des Gesamtstreckgrades erzeugt werden, und wobei anschließend in einem zweiten Anlagenabschnitt (A₂) Restkrümmungen des Bandes eliminiert werden, indem das Band (B) um zumindest drei Richtrollen (4e, 6, 7, 8) gebogen wird, an denen die Umschlingungswinkel jeweils einzeln und unabhängig voneinander und unabhängig von den Umschlingungswinkeln an den Richtrollen (4a bis 4d, 5a bis 5d) des ersten Anlagenabschnittes eingestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Anlagenabschnitt (A₁) die oberen Richtrollen (4a bis 4d) gemeinsam gegen die unteren Richtrollen (5a bis 5d) angestellt werden oder umgekehrt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Anlagenabschnitt (A₁) die oberen Richtrollen (4a bis 4d) gemeinsam positionsgeregelt gegen die unteren Richtrollen (5a bis 5d) angestellt werden oder dass die unteren Richtrollen (5a bis 5d) gemeinsam positionsgeregelt gegen die oberen Richtrollen (4a bis 4d) angestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Anlagenabschnitt (A₁) die Umschlingungswinkel an den oberen Richtrollen (4a bis 4d) identisch eingestellt werden und/oder dass die Umschlingungswinkel an den unteren Richtrollen (5a bis 5d) identisch eingestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten Anlagenabschnitt (A₂) die Umschlingungswinkel an den Richtrollen (4e, 6, 7, 8) einzeln eingestellt werden, indem z. B. die Richtrollen oder zugeordnete Umlenkrollen positionsgeregelt angestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Anlagenabschnitt (A₁) zumindest 95 % des Gesamtstreckgrades erzeugt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschlingungswinkel in dem ersten Anlagenabschnitt (A₁) größer als die Umschlingungswinkel in dem zweiten Anlagenabschnitt (A₂) sind und/oder dass die Umschlingungswinkel in dem zweiten Anlagenabschnitt (A₂) von Rolle zu Rolle abnehmen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere oder alle oberen und/oder unteren Richtrollen im ersten Anlagenabschnitt (A₁) um eine parallele zur Bandlängsachse verlaufende Achse verschwenkt werden bzw. verschwenkbar sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine, mehrere oder alle oberen und/oder unteren Richtrollen im ersten Anlagenabschnitt verbogen werden bzw. verbiegbar sind.
Vorrichtung zum Streckbiegerichten eines Bandes (B) insbesondere eines Metallbandes, insbesondere nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit einer Mehrrollenrichteinheit (3) mit einem Oberteil (4) mit mehreren oberen Richtrollen (4a bis 4e) und einem Unterteil (5) mit mehreren unteren Richtrollen (5a bis 5d), wobei die oberen Richtrollen (4a bis 4e) nicht rotierend miteinander gekoppelt sind und die unteren Richtrollen (5a bis 5d) nicht rotierend miteinander gekoppelt sind, wobei das Oberteil (4) und das Unterteil (5) zur Einstellung der Umschlingungswinkel gegeneinander anstellbar sind, und mit mehreren der Mehrrollenrichteinheit (3) in Bandlaufrichtung nachgeordneten einzelnen Richtrollen (6, 7, 8), an denen die Umschlingungswinkel jeweils einzeln und unabhängig voneinander und unabhängig von der Mehrrollenrichteinheit (3) einstellbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Richtrollen (6, 7, 8) z. B. positionsgeregelt anstellbar sind oder dass den Richtrollen zugeordnete Umlenkrollen z. B. positionsgeregelt anstellbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil (4) und/oder das Unterteil (5) der Mehrrollenrichteinheit (3) positionsgeregelt anstellbar ist bzw. anstellbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Mehrrollenrichteinheit (3) eine Umlenkrolle (10) nachgeordnet ist, die zur Einstellung des Umschlingungswinkels der letzten oberen oder unteren Richtrolle (4e) der Mehrrollenrichteinheit (3) gegen diese letzte Richtrolle (4e) anstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass den einzelnen Richtrollen (6, 7, 8) jeweils eine Umlenkrolle (11, 12, 13) vorgeordnet und/oder jeweils eine Umlenkrolle (11‘, 12‘, 13‘) nachgeordnet ist, wobei optional eine oder mehrere Umlenkrollen (11, 12, 13, 11‘, 12‘, 13‘) zur Einstellung der Umschlingungswinkel an den Richtrollen (6, 7, 8) gegen die Richtrollen anstellbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil (4) und/oder das Unterteil (5) der Mehrrollenrichteinheit (3) um eine parallel zur Bandlängsachse verlaufende Achse verschwenkbar ist/ sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Rollen der Mehrrollenrichteinheit (3) mit einer Rollenverbiegung ausgerüstet sind.