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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Richten flacher Gegenstände wie Bänder,
Bleche oder Platten aus Metall, insbesondere aus Stahl, die
im folgenden ganz allgemein unter der Bezeichnung Blech
zusammengefaßt werden nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1
und 3.
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Die Veröffentlichung FR-A-2 334 440 beschreibt ein Verfahren
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit Ausnahme des
Merkmals, das die Verwendung von einstellbaren
Kompensationsanordnungen für die Nachgiebigkeit betrifft, die
unabhängig voneinander den einzelnen Walzen zugeordnet sind.
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Derartige Vorrichtungen zum Richten, auch Richtmaschinen
genannt, werden im Hinblick auf die Vermeidung von
Planfehlern der Bleche nach dem Warm- oder Kaltwalzen
verwendet. In der Tat können beispielsweise nach den
Schritten des Warmwalzens (in einem Vierwalzengerüst mit
Drehrichtungsumkehr für Bleche oder mit einer Fertigstrecke
für Bänder), des Abkühlens und der Nachbehandlung die
Walzprodukte Planfehler aufweisen, die sich nicht weiter
ausbreiten, wie z. B. Kantenfehler oder Mittenfehlex in
Längsrichtung, oder aber sich später weiter ausbreitende
Planfehler wie Bogenfehler oder Ziegelfehler. Diese
geometrischen Fehlstellen beeinträchtigen in sichtbarer Weise
das Walzprodukt.
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Andererseits kann es passieren, dass ein offensichtlich
ebenes Blech sich beim späteren Stanz- bzw. Schnittschritt
verformt aufgrund der Freisetzung von inneren Spannungen,
denen der Bereich des Zuschnitts vor dem Stanz- bzw.
Schnittvorgang ausgesetzt war. Diese Fehler resultieren aus
einer heterogenen Verteilung der inneren Spannungen im Blech
und zwar sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung zur
Walzrichtung.
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Das Richten dient dazu, diese sich weiter ausbreitenden und
nicht weiter ausbreitenden Fehlstellen zu unterdrücken und
die Stabilität des Blechs nach dem Zuschnitt zu gewährleisten
durch Unterdrückung oder mindestens Minimierung der inneren
Spannungen.
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Das Prinzip des Richtens mit einer für die Erfindung
geeigneten Richtmaschine besteht darin, das durchlaufende
Blech einer Folge von Wechselbiegebelastungen zu unterwerfen,
deren Amplitude zunehmend in Richtung Behandlungsende
abnimmt. In Richtmaschinen mit Walzen wird diese Folge von
Biegebelastungen während des Durchlaufes des Bleches zwischen
Richtwalzen erreicht, die versetzt zueinander und
verschachtelt ineinander derart angeordnet sind, dass diese
Wechselbiegebelastungen durchgeführt werden, wobei der
Verschachtelungsgrad in Vorschubrichtung des Bleches gesehen
abnimmt, entsprechend der zunehmenden Verringerung der
Amplitude der Biegebelastungen.
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Die starken Durchbiegungen, denen das Blech am Eingang der
Richtmaschine unterworfen wird, sind erforderlich, um das
Material ausreichend zu erweichen und damit im wesentlichen
die ursprünglichen sich nicht weiter ausbreitenden
Geometriefehler zu beseitigen. In dem Maß, in dem die
Wechselbiegebelastungen kombiniert mit der Zugwirkung für den
Vorschub des Bleches ausreichend groß sind, erfolgt eine
Erweichung sämtlicher Materialfasern über die gesamte Breite
des Bleches. Diese starken Verformungen erzeugen
üblicherweise eine nicht homogene Verteilung der inneren
Längsspannungen (die die Ursache für die Bogenfehler sind)
und Querspannungen (die die Ursache für die Ziegelfehler
sind) und zwar über die Dicke des Bleches. Obwohl das gesamte
Material erweicht wird, ist diese Erweichung mehr oder
weniger ausgeprägt als Funktion der ursprünglichen
Geometriefehler. Für ein korrektes Richten muß diese
heterogene Verteilung der Spannungen beseitigt werden und die
Intensität der Spannungen verringert werden in einem
nachfolgenden Schritt, wie es in der Praxis durch die
Aufeinanderfolge von Biegeschwingungen abnehmender Amplitude
in Richtung des Ausgangs der Dressiermaschine erfolgt.
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Ein Richten ist besonders wirkungsvoll, wenn das erhaltene
Blech vor dem Zuschnitt absolut eben ist und ebenso der Rest
nach einem Zuschnitt, was nur erhalten werden kann mit einem
sehr geringen Gradienten der verbleibenden inneren Spannungen
nach dem Richten. Nur eine homogene Deformation des Bleches
über seine Breite ermöglicht es, diese geringstmöglichen
Gradienten der verbleibenden Spannungen zu erzielen.
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Die derzeit bekannten Richtmaschinen (siehe beispielsweise
die Veröffentlichung DE-A-33 08 616, die dem Oberbegriff des
Anspruchs 3 entspricht) weisen üblicherweise neben den
herkömmlichen Positionsregelanordnungen für die beidseits des
Blechweges angeordneten Richtwalzen einstellbare
Kompensationsanordnungen für das Nachgeben oder
Gegenbiegeanordnungen auf, die dazu dienen, ein Durchbiegen
der Richtwalzen unter dem Einfluß der Kräfte zu vermeiden,
denen sie während des Richtens ausgesetzt sind. So sind z. B.
in Fig. 1, in der in schematischer Weise eine Richtmaschine
für dünne Platten dargestellt ist, Stützrollen 9 vorgesehen,
die an einem Traggestell 7 angeordnet sind und mit den
Richtwalzen 5 in Kontakt stehen. Dadurch werden letztere von
den Stützrollen gehalten, welche die Biegeverformungen der
Walzen begrenzen. Es sei betont, dass die Richtwalzen drehbar
gelagert sind in (in Fig. 1 nicht dargestellten) Lagern, die
im Gehäuse 3 der beiden Walzenstühle der Richtmaschine
angeordnet sind (oberer Walzenstuhl 1, unterer Walzenstuhl
2). Wenigstens einer der Walzenstühle ist in seiner Stellung
verstellbar, sodass der Abstand den beiden Reihen von
Richtwalzen S einstellbar ist, während in jedem Walzenstuhl
die Stützrollen 9 mit dem Traggestell 7 verbunden sind, das
wiederum Teil des Walzenstuhl ist, sodass sie ausschließlich
mehr oder weniger gegen die Richtwalzen gedrückt werden
können, um deren Verformungen zu vermeiden. Eine typische
Regelanlage für die Gegenbiegung besteht aus einer Anordnung
von abgeschrägten Regelkeilen 11, die zwischen dem
Walzenstuhl und dem Traggestell für die Stützrollen
angeordnet ist; die horizontale Relativverschiebung der
abgeschrägten Regelkeile, die durch einen Motor 13 gesteuert
wird, führt zu einem höheren oder geringeren Andruck der
Gesamtanordnung der Stützrollen 9 an die Richtwalzen 5 und
begrenzt dadurch deren Verformung durch die Biegekraft des
Bleches. Andere Regelanordnungen für die Gegenbiegung wie
Druckzylinder sind ebenfalls bekannt und werden verwendet, um
auf die Stützrollen einzuwirken und dadurch eine Kompensation
der Durchbiegung oder des Nachgebens aller Richtwalzen eines
Walzenstuhls zu ermöglichen, sei es des oberen oder des
unteren, oder auch beider Walzenstühle zusammen.
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Es wurde jedoch festgestellt, dass diese Richtmaschinen
oftmals nicht zu ausreichend planen Produkten führen und dass
die aus der Richtmaschine austretenden Bleche entweder noch
sichtbare Planfehler aufweisen, wie z. B. Randfehler oder
Mittenfehler, oder aber Fehler, die erst während des
Zuschneidens auftreten, wie z. B. Bogen- oder Schlagfehler,
wobei letztere Fehler sind, die eine Verformung der Krümmung
des Bleches in seiner eigenen Ebene bewirken.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die oben aufgeführten
Probleme zu beseitigen und insbesondere die Herstellung und
die Lieferung von Blechen zu ermöglichen, bei denen die
Planfehler in höchstmöglicher Weise verringert sind,
insbesondere weniger als 3 mm/m betragen und bei denen nach
Auslieferung an den Abnehmer und beim nachfolgenden Zuschnitt
keine Fehlstellen mehr auftreten.
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Im Hinblick auf diese Zielsetzung betrifft die Erfindung ein
Verfahren zum Richten flacher metallischer Gegenstände wie
Bleche, Platten oder Bänder gemäß den Merkmalen des Anspruchs
1.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein wirkungsvolles
Richten hoher Leistung ermöglicht, die die Herstellung von
Blechen gewährleistet, die nicht nur keinerlei geometrische
Planfehler aufweisen am Ausgang der Richtmaschine, sondern
außerdem einen sehr geringen Gradienten der inneren
Spannungen aufweisen, sodass das Risiko des späteren
Auftretens von Planfehlern, d. h. wenn das Blech zugeschnitten
wird, praktisch vermieden ist.
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Die Erfinder haben als Folge vertiefter Studien des
Richtverfahrens mit Hilfe von herkömmlichen Richtmaschinen
erkannt, dass die Planfehler, die nach dem Richtschritt noch
vorhanden sind, insbesondere aus unterschiedlichen
Verformungen zwischen verschiedenen Längsfasern des Produktes
resultieren während der aufeinanderfolgenden wechselseitigen
Durchbiegungen, denen sie durch die Richtwalzen ausgesetzt
sind. Diese Unterschiede in der Behandlung des Materials,
welches das Blech bildet, über seine Breite, führen, selbst
wenn das Produkt beim Verlassen der Richtmaschine eben zu
sein scheint, zu erheblichen Gradienten der inneren
Spannungen in Querrichtung, die später, z. B. beim Zuschneiden
des Bleches, zu Verformungen der aus dem Blech erhaltenen
Zuschnitte, Bänder oder gerichteten Platten führen.
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Die Erfinder haben nach den möglichen Ursachen dieser
Heterogenitäten in der Behandlung des Bleches während des
Richtens mit den herkömmlichen Techniken geforscht. Als erste
Ursache wurde festgestellt, dass im gewalzten Blech vor dem
Richten Faserfehler auftreten vom Typ lange Ränder oder lange
Mitte. Diese sich später nicht weiter ausbreitenden Fehler
können prinzipiell während der ersten Wechselbiegebelastungen
korrigiert werden, die durch die ersten Walzen der
Richtmaschine hervorgerufen werden und die zu plastischen
Verformungen des Materials führen sollen. Aufgrund der Fehler
in diesen Fasern haben die Verformungen jedoch nicht den
gleichen Effekt für sämtliche Fasern, da die langen Fasern
weniger plastifiziert werden als die kurzen Fasern, sodass
die oben erwähnten Gradienten der inneren Spannungen
auftreten. Die anschließenden wechselseitigen Durchbiegungen
mit abnehmender Amplitude des Produktes durch diejenigen
Richtwalzen, die hinten angeordnet sind, dienen im Prinzip
dazu, den Zustand der inneren Spannung zu homogenisieren und
ihre Intensität zu verringern.
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Von den Erfindern durchgeführte Versuche mit herkömmlichen
Richtmaschinen, wie sie derzeit im Einsatz sind, haben
gezeigt, dass diese Homogenisierung nicht besonders
ausgeprägt ist, dass die Auswirkungen der
Deformationsbedingungen der Durchbiegung, die über die Breite
des Bleches variabel sind, und von diesem bei Eintritt in die
Richtmaschine aufgenommen werden, weiter hinten wieder
auftreten und insbesondere am Ausgang der Richtmaschine, und
dass selbst in dem Fall, in dem die ersten Durchbiegungen zu
einer gewissen Homogenisierung der Verteilung der Spannungen
in Querrichtung führen, diese Homogenität am Ausgang der
Richtmaschine nicht mehr vorhanden ist.
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Die Versuche bestanden insbesondere darin, in eine in der
Stahlblechverarbeitung üblicherweise verwendete Richtmaschine
Stahlbleche einzubringen, wobei auf beiden Seiten
Meßanordnungen für die Verformung angeordnet sind, und zwar
zum einen in der Mitte und zum anderen in der Nähe der
Seiten, und die Verformungen während des Durchlaufs des
Bleches zu verfolgen. Als Beispiel sind in den Fig. 3 und
4 zwei Kurven dargestellt. Diese Kurven beziehen sich auf
Bleche geringer Dicke (einige mm), wobei jedoch sehr ähnliche
Resultate erhalten wurden für dickere oder dünnere Produkte.
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In den Figuren entsprechen die Kurven J1, J5 und J2, J6
Verformungen, die in um/m gemessen wurden durch
Meßanordnungen, die entlang der Seitenränder angeordnet sind
und die Kurven J3, J4 Verformungen, die durch Meßanordnungen
gemessen wurden, die in der Blechmitte angeordnet waren. Jede
Spitze 21, 23 der verschiedenen Kurven entspricht dem
Vorbeilauf des mit einer Meßanordnung versehenen
Blechbereichs an einer Richtwalze (51, 53), wie es
schematisch in Fig. 2 dargestellt ist, wobei die Differenz
in der Abszisse zwischen aufeinanderfolgenden Spitzen dem
Abstand zwischen den senkrechten Ebenen der Achsen zweier
aufeinanderfolgender Richtwalzen entspricht. Die nach unten
gerichteten Spitzen entsprechen den auf derjenigen Seite des ·
Bleches angeordneten Meßanordnungen, die die zugeordneten
Richtwalzen berühren mit Kompressionsverformung, während die
nach oben gerichteten Spitzen denjenigen Meßanordnungen auf
der anderen Seite entsprechen, mit Längungseinwirkung.
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Diese Kurven machen also die Entwicklung der Verformungen
über die Länge der schematisch in Fig. 2 dargestellten
Richtmaschine sichtbar.
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Die Kurven in Fig. 3 wurden mit einer minimalen
Durchbiegungskompensation der Walzen erhalten, die mittels
einer Durchbiegungskompensationsanordnung erfolgt, wie sie in
den derzeit üblichen Richtmaschinen häufig eingesetzt wird,
entsprechend derjenigen in Fig. 1, d. h. dass sie zugleich
auf sämtliche Walzen eines Walzenstuhls mit gleichmäßiger
Verschiebung der Stützrollen für jede Walze einwirkt.
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Es sei betont, dass mit einer derartigen geringen
Kompensation des Nachgebens die an den Seitenrändern
gemessenen Verformungen (Kurven J1, J5 und J2, J6) praktisch
doppelt so groß sind wie diejenigen, die in der Mitte
gemessen wurden (Kurven J3, J4) und dies über die gesamte
Länge der Richtmaschine. Die Erfinder haben außerdem
festgestellt, dass eine Beziehung besteht zwischen einerseits
der Differenz der Verformungen der mittigen Fasern und der
Fasern in der Nähe der Seitenränder und andererseits den
Planfehlern des Bleches am Ausgang der Richtmaschine. Diese
Differenz der Verformung konnte durch die Tatsache erklärt
werden, dass als Folge einer unzureichenden Kompensation alle
Walzen durch die Biegekräfte des Bleches nachgeben, sodass
der Spalt zwischen den Walzen im Mittenbereich größer ist als
an den Rändern und damit zur beobachteten Verformung führt,
die im Mittenbereich geringer ist als an den Seiten.
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Derartige Richtbedingungen führten zu:
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- dem Auftreten von Fehlern vom Typ lange Ränder an dünnen
Blechen nach dem Verlassen der Richtmaschine, selbst bei
Abwesenheit derartiger Fehler vor dem Richtvorgang, wobei
sich dies dadurch erklärt, dass eine größere plastische
Verformung der Ränder verglichen mit derjenigen der Mitte
erfolgt, da der Spalt in der Mitte größer ist als der
Spalt an den Rändern;
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Verformungen des Bleches während eines späteren Schnitt-
oder Stanzverfahrens (variable Bogen während des Stanzens,
auftretende Schlagfehler während der Längsteilung)
aufgrund eines Gradienten ungleich Null der Spannungen in
Querrichtung (Kompressionsspannungen in der Blechebene und
an deren Rändern, die zur Abflachung der Ränder führen,
deren Länge nach der durch die ersten Richtwalzen
hervorgerufenen Plastifizierung größer als diejenige der
Mitte ist, die selbst weniger verformt wird, und aufgrund
von reziproken Zugspannungen in der Mitte),
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- ein Weiterbestehen der Fehler vom Typ lange Ränder oder
lange Mitte
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und damit insgesamt zu einer Verschlechterung der
ursprünglichen Planizität.
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Weitere Versuche wurden durchgeführt mit einer
Überkompensierung des Nachgebens, um Durchbiegungen der
Walzen zu vermeiden, insbesondere am Richtmaschineneingang
und dadurch die oben erwähnten Fehler vom Typ lange Ränder zu
vermeiden. Dadurch wurde jedoch eine Überverformung der Mitte
des Bleches bezüglich der Seitenränder erhalten, die zu
Verformungen beim Stanz- oder Schneidschritt führten (Bogen-
und/oder Schlagfehler) und zum Auftreten von Fehlern vom Typ
lange Mitte an Blechen mit geringer Dicke.
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In weiteren Versuchen, deren Resultate in Fig. 4 dargestellt
sind, wurde die Kompensation des Nachgebens angepaßt
dahingehend, dass die von den ersten Walzen hervorgerufenen
Verformungen über die gesamte Blechbreite im wesentlichen
äquivalent waren. In diesen verschiedenen Versuchen wurde
festgestellt, dass die Planfehler am Ausgang der
Richtmaschine weiter bestanden und dass damit zusammenhängend
die auf Höhe der hinten am Ausgang der Richtmaschine
angeordneten Walzen gemessenen Verformungen erheblich größer
waren in der Mitte des Bleches (Kurven J'3, J'4), als
diejenigen an den Seitenrändern (Kurven J'1, J'5 und J'2,
J'6).
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Aufgrund dieser verschiedenen Meßergebnisse und der
Feststellung, dass es nicht möglich war, ein
zufriedenstellendes Richten mit den bekannten Verfahren unter
Einsatz der derzeit bestehenden Richtmaschinen zu erzielen,
haben die Erfinder das der Erfindung zugrunde liegende
Verfahren entwickelt, wie es weiter oben beschrieben wurde.
In der Tat ist es möglich, durch individuelle Kompensation
des Nachgebens einer jeden Walze die durch jede Walze
hervorgerufenen Verformungen in den unterschiedlichen
Längsbereichen des Produktes zu steuern durch Anpassung der
jeder Walze zugestandenen Durchbiegung oder auf diese
ausgeübte Gegenbiegung durch die Kompensationsanordnung für
das Nachgeben, insbesondere unter Berücksichtigung der zur
Regelung der Kompensation des Nachgebens der auf jede Walze
einwirkenden Kräfte.
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Im Vergleich dazu erfordern die bekannten Richtverfahren eine
Regelung der Kompensation des Nachgebens, die für alle Walzen
identisch ist; da jedoch die auf die hinten angeordneten
Walzen einwirkenden Kräfte geringer sind als diejenigen, die
auf die am Eingang angeordneten Walzen wirken aufgrund der
geringeren dem Produkt auferlegten Deformationen, ist ihre
Eigennachgiebigkeit ebenfalls geringer. Da in den
herkömmlichen Richtmaschinen die Kompensation des Nachgebens
identisch ist hinsichtlich der Verschiebung der Stützrollen
für sämtliche Walzen, erhält man also ein erhebliches
Nachgeben und damit eine übermäßige Durchbiegung der Walzen
am Eingang im Falle einer optimalen Kompensation an den
Walzen am Ausgang oder eine übermäßige Gegendurchbiegung der
Walzen am Ausgang im Falle einer optimalen Kompensation für
die Walzen am Eingang.
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In beiden Fällen kann der Spalt zwischen zwei einander
zugeordneten Walzen (eine untere Walze und eine obere Walze)
nicht über ihre gesamte Länge konstant gehalten werden für
sämtliche Walzen, sodass notwendigerweise unterschiedliche
Verformungen des Produktes in unterschiedlichen
Längsbereichen auftreten und damit die Existenz eines
Spannungsgradienten in Querrichtung, der schädlich für die
erforderliche Planizität ist. Im Gegensatz dazu ermöglicht
das erfindungsgemäß Verfahren eine Anpassung der Kompensation
des Nachgebens für jede Walze und gewährleistet damit, dass
der optimale Spalt für jedes Walzenpaar eingehalten wird,
unabhängig von seiner Anordnung in der Richtmaschine, sodass
das Produkt im wesentlichen identischen Verformungen über
seine gesamte Breite unterworfen wird.
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Es sei jedoch betont, dass diese identischen
Biegeverformungen über die Breite des Produktes nicht
notwendigerweise auch über die gesamte Länge der
Richtmaschine auftreten. Es kann in der Tat erforderlich
sein, die Kompensation des Nachgebens für die erste oder die
ersten Walzen als Funktion des Vorhandenseins oder der
Abwesenheit von Fehlern vom Typ lange Ränder oder lange Mitte
im zu richtenden Produkt anzupassen, derart, dass das Produkt
während der Biegeverformungen innen ausreichend plastifiziert
wird, um in erster Linie diese Faserfehler zu unterdrücken
oder wenigstens zu reduzieren, bevor das Richten fortgesetzt
wird im Hinblick auf eine Verringerung der Intensität der
inneren Spannungen und der Homogenisierung ihrer Verteilung.
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Es ist klar, dass die Walzen am Ausgang, d. h. diejenigen, die
ganz hinten in Richtung des Durchlaufs des Bleches angeordnet
sind, keinerlei Biegeverformungen erleiden dürfen, sodass
ihre Eigennachgiebigkeit soweit wie möglich vollständig
kompensiert werden muß, damit der Spalt zwischen zwei
nebeneinander angeordneten Walzen über die gesamte Breite
gleich groß ist, sodass die Biegeverformungen für sämtliche
Fasern des Bleches über die gesamte Breite identisch sind im
Bereich der letzten Walzen, die vor dem Ausgang der
Richtmaschine angeordnet sind.
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Im Gegenzug ist diese perfekte Konstanz des Spaltes über die
gesamte Breite nicht notwendigerweise erforderlich für die
Walzen am Eingang oder es kann sogar wünschenswert sein, dass
der Spalt nicht konstant ist, um die Verformungen der
verschiedenen Fasern als Funktion ihres Zustandes beim
Eintritt in die Richtmaschine anzupassen. Aus diesem Grund
muß erfindungsgemäß die Nachgiebigkeit der Walzen am Eingang
nicht notwendigerweise exakt kompensiert werden, sondern im
Gegenteil als Funktion der Fehler des Bleches vor dem Richten
eingestellt werden.
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Aus diesem Grund ist es erforderlich, die Kompensierung des
Nachgebens individuell für jede Walze einstellen zu können.
Um außerdem die Homogenität in Querrichtung der Spannungen
über die gesamte Breite des Bleches zu gewährleisten, ist es
wünschenswert, dass die Abfolge der Verformungen für jede
Faser über die gesamte Länge der Richtmaschine identisch für
sämtliche Fasern ist oder mit anderen Worten, dass gleiche
Verformungen an allen Stellen über die Breite des Bleches
auftreten. Aufgrund der Tatsache jedoch, dass, wie oben
ausgeführt, die Verformungen am Ausgang in der Tat identisch
sind, die Verformungen am Eingang es jedoch nicht
notwendigerweise sind, ist es erforderlich, das Nachgeben der
Zwischenwalzen unabhängig für jede einzelne Walze steuern zu
können, um zu erreichen, dass die Abfolge der Verformungen
soweit wie möglich gleich ist und möglicherweise genau
identisch. Dies führt in der Tat zu einem Kompromiß zwischen
den Regelbedingungen für die Kompensation des Nachgebens mit
der Folge der in Fig. 3 dargestellten Kurven und zu idealen
Regelbedingungen, bei denen die den Rändern entsprechenden
Kurven und die der Mitte des Bleches entsprechende Kurve
zusammenfallen über die gesamte Länge der Richtmaschine, wie
es zumindest am Ausgang der Fall sein muß.
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Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zum Richten
ebener metallischer Produkte zur Durchführung des oben
beschriebenen Verfahrens, wobei diese Vorrichtung in Anspruch
3 gekennzeichnet ist.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Anordnung zur
Kompensation des Nachgebens Stützrollen auf für die
Richtwalzen, eine Druckanordnung, um die Rollen an die Walzen
anzupressen und Regelanordnungen, die unabhängig für jede
Walze sind für den von den Rollen auf die Walzen ausgeübten
Druck.
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Vorzugsweise sind mehrere Rollenanordnungen über die Länge
einer jeden Walze verteilt, wobei jede dieser Anordnungen
eine unabhängige Regelanordnung für den Druck aufweist.
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Weitere bevorzugte Merkmale und Vorteile gehen aus der
nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels einer
erfindungsgemäßen Richtmaschine hervor im Zusammenhang mit
der beigefügten Zeichnung; Es zeigen
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Fig. 1 eine schematische Gesamtansicht einer herkömmlichen
Richtmaschine für dünne Bleche,
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Fig. 2 eine Ansicht im vergrößerten Maßstab mit der
Relativanordnung einiger Richtwalzen und den Verformungen des
Bleches während des Richtens,
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Fig. 3 eine Kurvendarstellung für die in um/m gemessenen
Verformungen eines Bleches während des Richtens beim Durchlauf
durch eine herkömmliche Richtmaschine mit minimaler
Kompensation des Nachgebens,
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Fig. 4 eine ähnliche Kurvendarstellung für den Falle einer
geregelten Kompensation des Nachgebens mit optimaler
Auswirkung am Ort der maximalen Verformungen des Bleches,
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Fig. 5 eine Prinzipdarstellung im Querschnitt des oberen
Walzenstuhls eines Ausführungsbeispiels einer
erfindungsgemäßen Richtmaschine und
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Fig. 6 die Ansicht eines Teilschnitts entlang der Linie VI -
VI von Fig. 5.
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Im folgenden wird nicht mehr auf die Fig. 1 bis 4
eingegangen, die bereits im einleitenden Teil der Beschreibung
und in den oben beschriebenen Erklärungen ausführlich
erläutert wurden, im Zusammenhang mit den durch die
Blechverformung auftretenden Problemen, wenn diese
Verformungen in der Breite nicht homogen sind.
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Es sei nur betont im Zusammenhang mit Fig. 2, in der das
allgemeine Richtprinzip dargestellt ist, dass die Amplitude
der Biegeverformungen des Bleches 30 in seiner
Vorschubrichtung (Pfeil F) abnimmt, wobei diese Abnahme
hervorgerufen wird durch einen zunehmenden Abstand in
Vorschubrichtung der beiden Reihen von Richtwalzen, die vom
oberen Walzenstuhl (Walzenreihe 51) und vom unteren
Walzenstuhl (Walzenreihe 53) getragen werden.
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Die Fig. 5 und 6 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Richtmaschine. Dabei ist nur der obere
Walzenstuhl 1 dargestellt, da der untere Walzenstuhl in
ähnlicher Weise ausgebildet ist.
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Die Richtwalzen 51 sind drehbar in Lagern 61 angeordnet, die
mit dem Gehäuse 63 des Walzenstuhls verbunden sind.
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Jede Walze ist mit einer Anordnung zur Kompensation des
Nachgebens verbunden, bestehend aus mehreren
Stützrolleneinrichtungen 65, die über die Länge der Walzen
verteilt sind. Die Anzahl dieser Einrichtungen hängt von der
Länge der Walzen ab. Vorzugsweise ist eine
Stützrolleneinrichtung in der Mitte der Walze angeordnet und
eine andere Einrichtung an jedem ihrer beiden Enden. Weitere
Stützrolleneinrichtungen können an Zwischenstellen angeordnet
sein, wenn die Walzen sehr lang sind, zum Richten breiter
Bleche oder Bändern.
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Jede Einrichtung weist zwei Stützrollen 67 auf, deren Achsen
beidseits der senkrechten Ebene, welche die Achse der Walze 51
durchsetzt, derart zueinander verschoben sind, dass diese in
senkrechter Richtung beaufschlagt wird, wobei auch eine
Verschiebung oder eine Durchbiegung in der waagrechten Ebene
verhindert wird. Jedes Rollenpaar 67 ist in einer Halterung 69
angeordnet, die in senkrechter Richtung verschiebbar am
Walzenstuhl 1 geführt wird.
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Ein Druckzylinder 71 ist zwischen dem Walzenstuhl und jeder
Halterung 69 für die Rollen vorgesehen, um die Rollen 67 an
die Walze 51 anzudrücken.
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Obwohl in Fig. 6 nur fünf Richtwalzen dargestellt sind, sei
betont, dass diese Anzahl auch größer sein kann.
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In herkömmlicher Weise sind alle Walzen im selben Walzenstuhl
angeordnet, wobei die Regelung des Abstandes zwischen den
oberen Walzen und den unteren Walzen gleichzeitig für
sämtliche Walzen durchgeführt wird, durch Regelung der
Relativstellung der unteren und oberen Walzenstühle durch
Abstandsveränderung und durch Verschwenken, d. h. durch
Relativneigung, sodass der Spalt zwischen den unteren Walzen
und den oberen Walzen am Ausgang der Richtmaschine größer ist
als am Eingang.
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Vorzugsweise kann die erste oder können die ersten Walzen am
Eingang der Richtmaschine unabhängig von den hinten in der
Richtmaschine angeordneten Walzen in ihrer Stellung geregelt
werden derart, dass eine Steuerung der Amplitude der ersten
Biegeverformungen möglich ist, ohne diejenigen der
nachfolgenden Walzen zu beeinflussen. Zu diesem Zweck kann
z. B. die erste obere Walze 52 am Eingang auf einem Walzenstuhl
1' angeordnet sein, der unabhängig vom Walzenstuhl 1 ist, der
die Richtwalzen am Ausgang trägt und mit einer eigenen
Regelanordnung für den Abstand der Walze 52 von den
entsprechenden Walzen des unteren Walzenstuhls versehen ist.
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Ferner ist die erste Walze 52 mit einer sehr wirkungsvollen
Anordnung zur Kompensation des Nachgebens versehen, um die
Planfehler durch selektives Strecken der Fasern (in der Mitte
oder an den Seitenrändern) zu korrigieren, wobei die
nachfolgenden Walzen eine zunehmende und homogene Entspannung
über die Breite des Bleches gewährleisten und wobei dies
möglich wird durch die individuell einstellbare Kompensation
der Absenkung für eine jede Walze.
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Die Steuerung der Druckzylinder und damit die
Gegendurchbiegung der Richtwalzen wird festgelegt als Funktion
der Eigenschaften des zu richtenden Produktes, entweder durch
Berechnung oder durch Versuche, während deren Durchführung die
von den Richtwalzen aufgenommenen Kräfte gemessen werden, um
daraus die auf jeder Walze durch die Druckzylinder
aufzubringende Gegendurchbiegung abzuleiten, die auch von
ähnlichen Betätigungsanordnungen aufgebracht werden kann und
die auf die Stützrollen einwirkt. Diese Steuerung wird
normalerweise während des Betriebes der Richtmaschine nicht
verändert, obwohl es möglich ist, zu jedem beliebigen
Zeitpunkt auf einen der Druckzylinder einzuwirken.
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Die Richtmaschine ist mit einer Anordnung zur kontinuierlichen
Messung der Kräfte versehen, die vom Produkt auf die Walzen
aufgebracht wird, oder für die Stellung der Walzen oder der
Stützrollen, und mit einer Steueranordnung für die
Druckzylinder als Funktion der gemessenen Kräfte oder der
gemessenen Positionen, um während des Richtens die
Gegendurchbiegungen einer jeden Walze zu regeln.
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Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene
Richtmaschine beschränkt, die nur als Beispiel dient. Die
Anzahl der Walzen, die Anzahl der Rollen pro Walze und die
Relativanordnung der Rollen bezüglich der Walzen kann
verändert werden, ohne den durch die Ansprüche festgelegten
Schutzumfang zu verlassen. Auch die oben beschriebene
Anordnung zur Regelung der Gegendurchbiegung kann durch andere
äquivalente Anordnungen ersetzt werden, wie sie dem Fachmann
bekannt sind.
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Auch die Anordnungen zur Regelung des Andrucks können mehreren
Stützrolleneinrichtungen gleichzeitig zugeordnet sein, sofern
es erwünscht ist, die Herstellungskosten der Maschine zu
verringern. So kann z. B. ein einziger Druckzylinder in
Mittenstellung entlang der Erzeugenden einer Walze einer
metallischen Stützplatte zugeordnet sein, die zwischen dem
Druckzylinder und den Halterungen 69 angeordnet ist. Im
letzteren Fall jedoch werden die Feinregelungen der
Gegendurchbiegungen erheblich verringert, können jedoch für
bestimmte Anlagen ausreichen.
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Als Funktion dieser Wünsche oder Erfordernisse wird der
Fachmann zwischen einer Lösung mit einer vollständig
unabhängig arbeitenden Anordnung für die Gegendurchbiegung pro
Stützrolle oder Rollenpaar 67 und einer Lösung mit einer
mehreren Stützrolleneinrichtungen gemeinsamen Anordnung zur
Gegendurchbiegung wählen, die auf die gleiche Richtwalze 51
oder in Längsrichtung der Richtmaschine auf aufeinander
folgende Richtwalzen einwirkt.