[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Richten von Blech, bei dem das Blech durch
von mehreren anstellbaren oberen und unteren Richtrollen gebildeten, entsprechend
dem Blechquerschnitt und der Nennblechfestigkeit eingestellten Richtspalten gefördert
und nach anfänglicher Maximalverformung nachfolgend mit stark abnehmendem Verformungsgrad
mehrfach wechselseitig gebogen wird, sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.
[0002] Ein solches Verfahren ist durch die deutsche Offenlegungsschrift 33 08 616 bekanntgeworden,
um mit einer geringen Anzahl von Verformungen gleichmäßig plane Bleche zu erreichen.
Es werden dort deshalb bei einer aus mehreren oberen und unteren einzeln anstellbaren
Richtwalzen bestehenden Richtmaschine die Richtwalzenanstellungen während des Richtvorganges
gemäß der aus dem Blechquerschnitt und der Richtkraft ermittelten Blechfestigkeit
und der zugehörigen jeweiligen Maschinenauffederung im Sinne einer optimalen Überstreckungsverteilung
fortlaufend korrigiert. Somit werden über die Blechlänge auftretende Änderungen der
Festigkeit und des Querschnitts sowie daraus resultierende Dehnungsunterschiede der
Richtmaschine bei der Einstellung der Richtspalte berücksichtigt.
[0003] Bei der Auslegung von Richtmaschinen für Bleche und Bänder sind die Blechdicke, die
Material-Streckgrenze und die Blechbreite maßgebend. Der Richtrollendurchmesser und
die Teilung werden entweder aus der maximalen Richtkraft oder aus dem zu übertragenden
maximalen Drehmoment bestimmt. Mit der Festlegung der Richtrollenteilung ist unter
Berücksichtigung der erforderlichen maximalen Verformung (Überstreckung) des Bleches
bereits die zu richtende minimale Blechdicke vorgegeben und damit der zu richtende
Dickenbereich bestimmt. Zum Richten von sehr breiten, dicken Blechen müssen wegen
der zu übertragenden Momente große Antriebsspindeln und zur Erzielung der erforderlichen
Verdrehsteifigkeit große Rollendurchmesser und damit eine größere Teilung als bei
schmaleren, dünneren Blechen gewählt werden. Dadurch wird jedoch die Fähigkeit zum
Richten dünner Bleche stark eingeschränkt. Ein dickes Blech muß weniger stark gebogen
werden als ein dünnes Blech, um die gleiche plastische Verformung zu erreichen, da
sich ein dünnes Blech gegenüber geringen Biegungen wie eine Feder verhält.
[0004] Aus der deutschen Offenlegungsschrift 27 31 234 ist es bekannt, die Rollenanzahl
einer Blechrichtmaschine dadurch zu verringern, daß das Blech nach einer Maximalbiegung
durch Intensiv-Verformwalzen und nachgeordneten Richtwalzen sprunghaft geringer verformt
wird. Bei der bekannten Richtmaschine sind daher die oberen und unteren Richtwalzen
einzeln vertikal anstellbar.
[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen,
die eine verbesserte Betriebsweise einer Rollenrichtmaschine ermöglichen.
[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Richtbereich einer Richtmaschine
hin zu dickeren Blechen mittels einer bei über die Nennblechdicke des Richtbereichs
hinausgehenden Blechdicken geringeren Anzahl in Eingriff befindlicher Richtrollen
und somit größerer Rollenteilung erweitert wird. Der Erfindung liegen die folgenden,
teils durch Erfahrungen teils durch Versuche gewonnen Erkenntnisse und Überlegungen
zugrunde: Es ist davon auszugehen, daß die Gestaltung des Restspannungszustandes sowie
des entsprechenden internen Momentenverlaufs den wichtigsten Einfluß auf die Richtqualität
ausübt. Dabei ist die Art der Rollenanstellung von entscheidender Bedeutung. Bei z.
B. Profilrollenrichtmaschinen fällt besonders auf, daß sie mit relativ wenig Richtrollen
- etwa sieben bis neun - bestückt sind. Der Grund liegt in der individuellen Anstellbarkeit
der unteren Rollen. Die erste wird extrem stark und die folgenden werden hingegen
sehr schwach angestellt. Die zu erzielende Richtqualität ist recht gut. Wird hingegen
an einer Profilrollenrichtmaschine eine von Blechrichtmaschinen her bekannte Kippjochanstellung
(vom Einlauf zum Auslauf hin entfernen sich die Richtrollen keilförmig voneinander)
simuliert, ist die Richtqualität völlig unzureichend und der Richtprozeß instabil.
Damit sich bei Blechrichtmaschinen mit einer Kippjochanstellung eine annehmbare Richtqualität
erzielen läßt, bedarf es extrem vieler Rollen. Damit ist jedoch eine preiswerte Richtmaschine
nicht mehr zu verwirklichen.
[0007] Mit der erfindungsgemäßen Maßnahme werden die Vorteile der bekannten Anstellkonzepte
genutzt, indem von einem Richtmaschinensystem mit Kippjochanstellung und sehr vielen
Rollen der Einlauf- und Auslaufteil mit nur kurzem Übergangsteil verwendet wird. Das
Blechrichten läßt sich dadurch mit nur wenigen Richtrollen bei geringster Aufwendung
an Verformungsenergie und Kräften durchführen, wobei nach derzeitigem Erkenntnisstand
die folgenden Überstreckungen an den einzelnen Rollen zu wählen sind. Das Walzgut
bzw. einlaufende Blech wird einlaufseitig einmal stark plastiziert, damit sich über
die Breite der geraden Rolle, welche gleichzeitig als Werkzeug dient, ein einheitlicher
und stabiler Fließspannungszustand im Blech einstellt. Im schmalen Restbereich an
der neutralen Zone verbleiben noch unregelmäßige Eigenspannungen, die jedoch keine
Wirkung auf nachträgliche Blechverwerfungen haben. Die größte Überstreckung wird bei
den bekannten Rollenrichtmaschinen bei einem Kaltblechdickenbereich von etwa 1,5 bis
25 mm an der - jeweils vom Einlauf zum Auslauf hin gesehen - dritten (zweiten) Rolle
eingestellt und je nach Unebenheit, Dicke und Festigkeit des Walzgutes etwa zwischen
sechs und drei gewählt. Gewickeltes und warmes Walzgut hat eine geringere Unebenheit
und bedarf einer geringeren Überstreckung, während hingegen bei intensiv gekühltem
Walzgut (Röhrenqualität) aufgrund von Verwerfungen eine höhere Überstreckung erforderlich
ist. Für die zweite Rolle wird etwa 50 % der Überstreckung der dritten Rolle gewählt.
Die folgenden zwei Überstreckungen an der vierten bzw. fünften Rolle sollen steil
abfallen und im wesentlichen nur zur Erzielung des inneren Momentengleichgewichtes
dienen, bei Einhaltung eines ebenen Blechzustandes; daraus ergibt sich für die vierte
Rolle etwa 75 % und für die fünfte Rolle etwa 43 % der Überstreckung an der dritten
Rolle. An den nachfolgenden Rollen sollen zwecks Erzielung eines stabilen Richtverlaufs
sowie eines stabilen Formzustandes bei der Weiterverarbeitung bis zur vorletzten Rolle
schwach auslaufende Überstreckungen gewählt werden.
[0008] Mit der erfindungsgemäßen Anstellkonzeption werden Bleche oberhalb der Neunblechdicke
mit weniger Rollen und geringerer Überstreckung gerichtet, weil durch das Absenken
bzw. Anheben von Richtrollen die Rollenteilung quasi vergrößert und die maximale Rollenrichtkraft
wesentlich verringert wird. Während bei den bekannten Rollenrichtmaschinen aufgrund
der Hebelverhältnisse kaum die maximale Richtkraft an der zweiten Rolle zustande kommen
kann, wie an der dritten Rolle, lassen sich die Hebelverhältnisse bei dem erweiterten
Richtsystem durch das Absenken bzw. Anheben der zu diesem Zweck vorzugsweise einzeln
anstellbaren oberen und unteren Richtrollen z. B. so verändern, daß die größte Kraft
an der einlaufseitig befindlichen zweiten Rolle auftritt. Die größte Richtkraft wird
durch diese Maßnahme bei der gleichen Richtmaschine auf eta 42 % reduziert, wodurch
die zu richtende Blechdicke auf die etwa 1,55 fache Nennblechdicke - je nach Auswahl
der im Eingriff befindlichen und der abgesenkten bzw. angehobenen Richtrollen - gesteigert
werden kann. Dabei werden dickere Bleche mit weniger Rollen und geringerer Überstreckung
gerichtet, was bei dickeren Blechen ausreichend ist.
[0009] Mit dem erfindungsgemäßen Anstellsystem wird gleichzeitig dem Grunde nach eine beim
Blechrichten lange gestellte Forderung nach einer Richtmaschine mit Wechselkassetten
erfüllt, die bei bekannten Lösungen eine sehr lange Wechselzeit beanspruchen; um über
verschiedene Rollenteilungen eine bessere Anpassung an das Richtprogramm zu ermöglichen,
braucht lediglich ein Teil der Richtrollen angehoben bzw. abgesenkt zu werden.
[0010] Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, die Überstreckung etwa
im Verhältnis der Blechdickenzunahme zu reduzieren, was erfahrungsgemäß ausreichend
ist. Damit läßt sich ein Anstieg der Gelenkwellenmomente kompensieren. Anstatt die
Überstreckung zu verringern, ließe sich alternativ die maximale Richtgutstreckgrenze
wegen des quadratischen Einflußes etwas senken.
[0011] Wenn bei einer Sechs-Rollenrichtmaschine von der Ein- zur Auflaufseite hin gesehen
die dritte und vierte Rolle, bei einer Acht- und einer Neun-Rollenrichtmaschine jeweils
die dritte und vierte sowie sechste und siebte Rolle, bei einer Elf- und einer Zwölf-Rollenrichtmaschine
jeweils die dritte und vierte, sechste und siebte sowie neunte und zehnte Rolle sowie
bei einer Vierzehn- und Fünfzehn-Rollenrichtmaschine jeweils die dritte und vierte,
sechste und siebte, neunte und zehnte sowie zwölfte und dreizehnte Rolle abgesenkt
bzw. angehoben wird usw., lassen sich auf ein und derselben Richtmaschine - wie bereits
erwähnt - Bleche richten, deren Blechdicke das bis zu 1,55-fache der Nennblechdicke
des Richtbereiches betragen kann, d. h., es ergibt sich ein wesentlich erweiterter
Richtbereich, ohne dafür zwei Richtmaschinen einsetzen zu müssen, wie es der Stand
der Technik erfordert.
[0012] Bei einer Zehn-Rollenrichtmaschine und einer Dreizehn-Rollenrichtmaschine lassen
sich durch Anheben bzw. Absenken der dritten und vierten sowie siebten und achten
bzw. dritten und vierten, siebten und achten sowie elften und zwölften Rolle Richtbereiche
maximal auf das 1,23-fache erweitern.
[0013] Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen des näheren erläutert. Es zeigen:
- Figur 1
- den Querschnitt einer Rollenrichtmaschine;
- Figur 2
- verschiedene Anstellsysteme bspw. für sechs bis fünfzehn Rollen aufweisende Rollenrichtmaschinen,
schematisch dargestellt; und
- Figur 3
- Restspannungszustände bei Fünfzehn-, Zwölf- und Neun-Rollenrichtmaschinen mit Überstreckungsdaten
bei internem Momentengleichgewicht, oberhalb der Blechmitte entsprechend dem Stand
der Technik, d.h., bei Einsatz aller Richtrollen, und unterhalb der Blechmitte bei
Teileinsatz der Richtrollen, d.h., mit angehobenen bzw. abgesenkten oberen und unteren
Richtrollen gemäß der Erfindung.
[0014] Bei einer Rollenrichtmaschine 1 wird das Gestell durch zwei am Fundament verankerte
Ständer 2, 3 gebildet, die durch eine obere und eine untere Traverse 4, 5 starr verbunden
sind. An der oberen Traverse 4 ist ein oberer Walzenstuhl 6 durch nicht dargestellte
Zylinder gehalten; ein unterer Walzenstuhl 7 ist verfahrbar auf der unteren Traverse
5 angeordnet. Auf dem unteren Walzenstuhl 7 sind Regelkeile 8 gelagert, die durch
je einen Druckmittelzylinder 9 verschiebbar sind. Auf jedem Regelkeil 8 ist ein Lagerträger
11 für untere Richtrollen 12 und diesen zugeordneten Stützrollen 13 abgestützt; zwischen
den Stützrollen 13 sind jeweils Stützlager 14 angeordnet. Weiterhin sind mehrere obere
Richtrollen 15 durch zwischen Stützlagern 16 angeordnete Stützrollen 17 an ihren Ballen
abgestützt. Sowohl die unteren als auch die oberen Richtrollen 12 bzw. 15 sind mittels
nicht dargestellten Verstelleinrichtungen einzeln anstellbar angeordnet, d.h., die
oberen Richtrollen 15 können angehoben und die unteren Richtrollen 12 abgesenkt werden.
Die oberen Richtrollen 15 und Stützrollen 17 sind an einem Lagerträger 18 gelagert.
Jeder der benachbarten Lagerträger 18 ist an einem Regelkeil 21 abgestützt, dessen
andere Seite am oberen Walzenstuhl 6 anliegt. Die Regelkeile 21 sind durch je einen
Druckmittelzylinder 22 verschiebbar. Die oberen und unteren Richtrollen 15, 12 sind
einzeln angetrieben und über Gelenkwellen 23 mit einem nicht dargestellten Antrieb
verbunden.
[0015] Wie in Figur 2 für Rollenrichtmaschinen mit bspw. sechs bis fünfzehn Rollen in insgesamt
vierundzwanzig Varianten dargestellt ist, sind von den insgesamt vorhandenen Richtrollen
stets nur einige im Einsatz, während die anderen Richtrollen entweder angehoben bzw.
abgesenkt sind; die jeweils im Einsatz befindlichen Richtrollen sind als schraffierte
Kreise gekennzeichnet. Durch die dargestellten Anstellungsvarianten läßt sich die
auf ein und derselben Rollenrichtmaschine zu richtende Blechdicke um bis zu das 1,55-fache
steigern. Die jeweils das Maximum an zusätzlichem Richtbereich erlaubende Anstellvariante
ist dabei durch XXX gekennzeichnet. Wie sich aus Figur 2 weiterhin ergibt, lassen
sich bei Sieben-, Zehn- und Dreizehn-Rollenrichtmaschinen die Nennblechdicken bis
auf das 1,16-fache bzw. das 1,23-fache steigern. Mit in Fig. 2 - die die insgesamt
möglichen Varianten ja nicht vollständig zeigt - nicht dargestellten Anstellungsvarianten
lassen sich, z.B. bei einer Siebzehn-Rollenrichtmaschine, Blechdickensteigerungen
um das 2,02-fache erreichen. Die Rollenteilungen brauchen nicht alle gleich zu sein.
[0016] In Figur 3 ist der Restspannungszustand bei Fünfzehn-, Zwölf- und Neun-Rollenrichtmaschinen
mit Überstreckungsdaten bei internem Momentengleichgewicht dargestellt und zwar das
erfindungsgemäße Anstellsystem (vgl. unterhalb der Blechmitte 19) im Vergleich zu
herkömmlichen Rollenrichtmaschinen, bei der alle Rollen gegen das Blech angestellt
sind (vgl. oberhalb der Blechmitte 19). Mit Richtmaschinen, die neun bis fünfzehn
Rollen besitzen, dürfte aufgrund des erfindungsgemäß erweiterten Anstellsystems, bei
dem die größte Rollenzahl einbringbar ist, im wesentlichen der gesamte infrage kommende
Richtbereich abzudecken sein, wobei eine Rollenrichtmaschine mit neun Rollen bevorzugt
wird Es ergibt sich durch die ermittelte Überstreckungsverteilung bei herkömmlichen
Anstellungen ein grobgezahnter Restspannungszustand in Richtung zur Blechmitte und
ein feingezahnter Restspannungszustand zu den Blechrändern hin. Wegen der nur kleinen
Hebelarmverhältnisse wirken sich die zur Blechmitte 19 hin grob gezahnteren Restspannungen
auf die Richtqualität nicht verschlechternd aus. Der Restspannungsverlauf bei Rollenrichtmaschinen
mit abgesenkten bzw. angehobenen Richtrollen, wie unterhalb der Blechmitte 19 erkenntlich
ist, bringt im Vergleich zu Rollenrichtmaschinen mit allen gegen das Blech angestellten
Rollen keine unzulässig nachteiligen Spannungsverläufe. Allerdings läßt sich feststellen,
daß grobgezahnte Restspannungen um so näher an die Blechränder verlagert werden, je
weniger Richtrollen zum Einsatz kommen, was bei dickeren Blechen nicht mehr nachteilig
ist.
[0017] Der in Figur 3 angegebene Teileinsatz der Richtrollen (vgl. unterhalb der Blechmitte
19) und die dort gewählten Überstreckungskollektive gewährleisten bei diesen Rollenrichtmaschinen
trotz eines auf das 1,55-fache erweiterten Richtbereiches eine gute Richtqualität.
Bei Rollenrichtmaschinen mit abgesenkten und angehobenen Richtrollen ist es somit
möglich, dickere Bleche zu richten, so daß sich evtl. eine zweite Richtmaschine einsparen
läßt. Will man keine größeren Blechdicken richten, so kann stattdessen das Maschinengewicht
reduziert werden. Die pro Einzelantrieb größere Verformungsarbeit bei abgesenkten
bzw. angehobenen Richtrollen bei Blechdicken oberhalb der Nennblechdicke kann entsprechend
den in Figur 3 angegebenen Werten durch eine Rücknahme der Überstreckung kompensiert
werden. Soll die Überstreckung allerdings beibehalten werden, so können die Antriebe
der abgesenkten und angehobenen Richtrollen bspw. bedienungsseitig zu den im Einsatz
befindlichen Richtrollen zugekoppelt werden. Alternativ könnte die Nennfestigkeit
reduziert werden.
1. Verfahren zum Richten von Blech, bei dem das Blech durch von mehreren anstellbaren
oberen und unteren Richtrollen gebildeten, entsprechend dem Blechquerschnitt und der
Nennblechfestigkeit eingestellten Richtspalten gefördert und nach anfänglicher Maximalverformung
nachfolgend mit abnehmendem Verformungsgrad mehrfach wechselseitig gebogen wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Richtbereich einer Richtmaschine hin zu dickeren Blechen mittels einer bei
über die Nennblechdicke des Richtbereichs hinausgehenden Blechdicken geringeren Anzahl
im Eingriff befindlicher Richtrollen und somit größerer Richtrollenteilung erweitert
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Überstreckung über das Verhältnis der Blechdickenzunahme reduziert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß einzeln anstellbare obere und untere Richtrollen abgesenkt bzw. angehoben werden.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einer Sechs-Rollenrichtmaschine von der Ein- zur Auslaufseite hin gesehen
die dritte und vierte Rolle abgesenkt bzw. angehoben wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einer Acht- und einer Neun-Rollenrichtmaschine von der Ein- zur Auslaufseite
hin gesehen jeweils die dritte und vierte sowie sechste und siebte Rolle abgesenkt
bzw. angehoben wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einer Zehn-Rollenrichtmaschine von der Ein- zur Auslaufseite hin gesehen die
dritte und vierte sowie siebte und achte Rolle abgesenkt bzw. angehoben wird.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einer Elf- und einer Zwölf-Rollenrichtmaschine von der Ein- zur Auslaufseite
hin gesehen jeweils die dritte und vierte, sechste und siebte sowie neunte und zehnte
Rolle abgesenkt bzw. angehoben wird.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einer Dreizehn-Rollenrichtmaschine von der Ein- zur Auflaufseite hin gesehen
die dritte und vierte, siebte und achte sowie elfte und zwölfte Rolle abgesenkt bzw.
angehoben wird.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einer Vierzehn- und einer Fünfzehn-Rollenrichtmaschine von der Ein- zur Auslaufseite
hin gesehen jeweils die dritte und vierte, sechste und siebte, neunte und zehnte sowie
zwölfte und dreizehnte Rolle abgesenkt bzw. angehoben wird.
10. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 9,
gekennzeichnet durch,
eine Rollenrichtmaschine (1) mit einzeln anstellbaren oberen und unteren Richtrollen
(16 bzw. 11).
11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebe der abgesenkten und angehobenen Richtrollen (12, 15) den im Einsatz
befindlichen Richtrollen (12, 15) zugekoppelt sind.