[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Richten von dünnen Metallbändern,
insbesondere von Aluminium- und Edelstahlbändern mit Banddicken von 0,1 mm bis 0,5
mm, in einer Bandprozeßlinie, wonach Bandunplanheiten und/oder das Bandprofil vor
dem Richten gemessen werden, und wonach in Abhängigkeit von den ermittelten Meßwerten
zumindest ein Richtparameter vorausgeregelt wird.
[0002] Dünne Metallbänder, zum Beispiel Lithographiebänder aus Aluminium oder blankgeglühte
Edelstahlbänder, müssen nach dem heutigen Standard immer höhere Anforderungen an die
Bandplanheit bei höchster Qualität der Bandoberfläche erfüllen. Als Verfahren zum
Richten solcher Metallbänder sind im wesentlichen das Zugrecken und das Streckbiegerichten
bekannt, die stets weiterentwickelt worden sind, um den vorerwähnten Anforderungen
gerecht zu werden. In diesem Zusammenhang sind insbesondere das Zugrecken mit einem
zwischengeschalteten Zugreckrollenpaar (DE 39 12 676), der Einsatz einer konkav-konvexen
Zugrolle (DE 42 30 243) und die sog. Coilsetregelung (DE 43 23 385) zu nennen.
- Mit diesen Richtverfahren kann die Planlage in zunehmendem Maße bis hin zu < 1 I-Unit
verbessert werden. Es entspricht 1 I-Unit der Meßgenauigkeit von 10 µm/m für Längenunterschiede
im Metallband. Jedoch besteht beim Richten dünner Metallbänder ein besonderes Problem
darin, daß die Planlage nicht kontinuierlich on-line nach dem Richten gemessen werden
kann, da das betreffende Metallband in der Bandprozeßlinie aufgrund des Bandzuges
optisch plan erscheint. Auch Meßeinrichtungen, welche die Bandzugverteilung über die
Bandbreite messen und daraus Rückschlüsse auf die Planlage ermöglichen - sogenannte
Shapemeter-Rollen - können in diesen Fällen nicht eingesetzt werden, da die Meßgenauigkeit
von ca. ± 2 - 5 I-Units nicht ausreicht, um Restwelligkeiten in der Größenordnung
von unter 1 I-Unit zu erfassen. Folglich muß von einem gerichteten Coil stets ein
Probestück abgetrennt und off-line auf einem Planlagemeßtisch vermessen werden. Die
Genauigkeit dieser Meßtische, bei denen die Probetafel zum Beispiel mit einem Laserstrahlmeßgerät
vermessen wird, beträgt ca. 0,1 I-Unit.
- Festigkeitsschwankungen in den Metallbändern lassen sich nicht erfassen und führen
weiterhin zu Schwankungen im Richtergebnis. Dickenschwankungen liegen in der Regel
bei < 2 % und haben nur untergeordneten Einfluß auf das Richtergebnis. Folglich bleiben
zwei Haupteinflußgrößen übrig, nämlich die Unplanheit vor dem Richten und das Bandprofil.
[0003] Um ein Streckbiegerichten mit jeweils an die zu richtenden Unplanheiten angepaßtem
Streckgrad sicherzustellen, wird bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Ausführungsart
vor einem einlaufseitigen Spannrollensatz ein Istwertgeber für die Amplituden von
Bandwellen des durchlaufenden Metallbandes angeordnet. Aus der ermittelten Wellenamplitude
wird in einem an den Istwertgeber angeschlossenen Rechner die für diese Amplitude
erforderliche Mindeststreckgradgröße errechnet und als Sollwert einer Regelungseinrichtung
für den über den Bandzug zwischen den beiden Spannrollensätzen steuerbaren Streckgrad
zugeführt. Folglich wird bei dem bekannten Verfahren einzig der Bandzug bzw. Streckgrad
als Richtparameter beeinflußt. Zusätzlich ist nach einem auslaufseitigem Spannrollensatz
ein an einen Regler für einen Richtrollenstelltrieb angeschlossener Istwertgeber angeordnet.
Sofern über den nach dem auslaufseitigem Spannrollensatz angeordneten Istwertgeber
eine Querkrümmung des durchlaufenden Metallbandes festgestellt wird, erfolgt eine
Verstellung des Stelltriebes über den Regler so lange, bis die Querkrümmung verschwunden
ist. Folglich handelt es sich diesbezüglich um eine klassische (Nach-Regelung), jedenfalls
keine Vorwärts- bzw. Vorrausregelung (vgl. EP-A- 0 012 738).
[0004] Schließlich wird im Stand der Technik ein Verfahren zum Richten von Metallbändern
beschrieben, bei welchem Korrekturrollen in Abhängigkeit des Bandprofils verstellt
werden (vgl. Patent Abstracts of Japan, Volumen 009, Nr. 046; JP-A-59185524).
[0005] Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen
Art so weiter zu bilden, daß die Metallbänder einwandfrei und kontinuierlich gerichtet
werden, und zwar unter Berücksichtigung eingegrenzter Werte für die Richtparameter.
[0006] Zur Lösung dieses technischen Problems schlägt die Erfindung bei einem gattungsgemäßen
Verfahren vor, daß als Richtparameter der Bandzug unter Berücksichtigung abgespeicherter
Richtwerte für unterschiedliche Metallbänder unmittelbar vor dem Aufwickeln des betreffenden
Metallbandes kontinuierliche vorausgeregelt wird.
[0007] Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß das Richtergebnis im wesentlichen
von Einflußgrößen, wie der Bandunplanheit und dem Bandprofil, vor dem Richten abhängig
ist. Wenn diese Einflußgrößen ermittelt werden, kann der Richtprozeß durch Variation
des Bandzuges unmittelbar vor dem Aufwickeln des betreffenden Metallbandes optimiert
werden. In diesem Zusammenhang ist auch von Bedeutung, daß in der Regel der Streckgrad
minimiert werden kann, um die Werkstoffeingeschaften des betreffenden Metallbandes
möglichst gering zu beeinflussen und dennoch das gleiche Richtergebnis zu erhalten.
Stets wird die Unplanheit im Einlaufbereich des betreffenden Metallbandes meßtechnisch
erfaßt, so daß dann der oder die Richtparameter im Wege einer Vorwärtsregelung kontinuierlich
und optimal eingestellt werden können.
[0008] Für die unterschiedlichen Metallbänder lassen sich die optimalen Richtwerte jeweils
einmal in einem Versuchsfeld mit anschließender off-line Planlagemessung ermitteln
und dann abspeichern. Wird der gleiche Bandtyp in der Bandprozeßlinie nochmals gefahren,
stellt sich die betreffende Richtanlage automatisch auf die abgespeicherten Richtwerte
ein und regelt die Einstellwerte während des Bandlaufs nach. So können zum Beispiel
Aluminium-Coils, die in der Regel am Außendurchmesser Mittenschüsseln und am Innendurchmesser
Randwellen aufweisen, über die gesamte Coillänge optimal gerichtet werden.
[0009] Die zweite Einflußgröße, das Bandprofil, kann on-line über ein traversierendes Dickenmeßgerät
gemessen werden. Die Einstellwerte der entsprechenden Richtanlage können so ebenfalls
optimiert werden, jedoch ist der Einfluß des Bandprofils während des Richtvorganges
nicht so groß, wie der der Bandunplanheit. Dafür ist es jedoch wichtig, den Bandzug
am Aufwickler in Abhängigkeit vom Bandprofil einzustellen. So führt zum Beispiel ein
Bandprofil mit großer Dickenüberhöhung im Bereich der Bandmitte nach dem Richten im
aufgewickelten Coil infolge Druckspannungen und daraus resultierender Kriechvorgänge
zu Mittenschüsseln. Folglich wird die Planlage nach dem Richten negativ beeinflußt
und geht häufig sogar verloren.
[0010] Gegenstand der Erfindung ist auch eine Richtanlage, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens besonders geeignet ist und zumindest einen Zugrollensatz und einen Bremsrollensatz
aufweist. Dem Bremsrollensatz ist eine Meßstation mit zumindest einem Meßgerät für
Abstandsmessungen senkrecht zu dem betreffenden Metallband und über die Bandbreite
vorgeordnet. Zusätzlich ist das Meßgerät an eine Regelvorrichtung angeschlossen. Die
vorgenannte Richteinlage ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Bremsrollensatz
und dem Zugrollensatz
- ein Streckrollensatz mit einer Bremsrolle und einer Zugrolle als Korrekturrolle mit
konkav und konvex einstellbarer Balligkeit und
- einer Streckbiegevorrichtung
angeordnet sind, und daß die Regelvorrichtung zur Einstellung der Richtparameter
mit Hilfe zumindest des Streckrollensatzes, der hinsichtlich ihrer Balligkeit einstellbaren
Korrekturrolle und den Streckbiegerollen der Streckbiegevorrichtung eingerichtet ist.
[0011] Die Durchbiegung der Streckbiegerollen mag so verwirklicht sein, wie dies grundsätzlich
in der deutschen Patenschrift 33 23 623 beschrieben ist. Hier erfolgt insbesondere
mit Blick auf die dortigen Figuren 13 und 14 eine Durchbiegung mit Hilfe von Hydraulikzylindern
oder durch aufgeteilte Andruckrollen als Andruckelemente.
[0012] Bei der zuvor beschriebenen Richtanlage kann das Meßgerät für die Abstandsmessung
als eine Shapemeter-Rolle oder als ein Laserstrahlmeßgerät mit senkrecht zu dem durchlaufenden
Metallband und über seine Bandbreite in vorgegebener Verteilung angeordneten Meßstrahlen
ausgebildet sein. Die ganze Meßstation befindet sich bevorzugt in einem Bereich niedriger
Bandzüge und folglich vor dem Bremsrollensatz, um signifikante Meßwerte zu erhalten.
Niedrige Bandzüge meint einen Bereich von < 15 N/mm
2 für Aluminiumbänder und < 50 N/mm
2 für Edelstahlbänder. Die Meßstation kann außerdem ein über die Bandbreite traversierendes
Banddickenmeßgerät aufweisen. In einem solchen Fall ist auch dieses Banddickenmeßgerät
an die Regelvorrichtung angeschlossen, die wiederum den Abwickler zum Erzielen optimaler
Bandzüge vorausregelt.
[0013] Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden
Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine erfindungsgemäße Richtanlage
in schematischer Seitenansicht.
[0014] Die dargestellte Richtanlage dient zum Richten von dünnen Metallbändern 1, insbesondere
von Aluminium-Bändern und Edelstahlbändern mit Banddicken von 0,1 mm bis 0,5 mm. Diese
Richtanlage weist einen Zugrollensatz 2 und einen Bremsrollensatz 3 auf. Dem Bremsrollensatz
3 ist eine Meßstation 4 mit zumindest einem Meßgerät 5 für Abstandsmessung senkrecht
zu dem betreffenden Metallband 1 und über die Bandbreite vorgeordnet. Zwischen dem
Bremsrollensatz 3 und dem Zugrollensatz 2 ist ein Streckrollensatz 6 mit einer Bremsrolle
7 und einer Zug- bzw. Korrekturrolle 8 mit konkav und konvex einstellbarer Balligkeit
angeordnet. Zwischen der Bremsrolle und der Zugrolle 8 befindet sich ein Zugreckbereich
9. Hinter dem Streckrollensatz kann sich noch eine geregelte Zugmeßrolle 10 befinden,
welcher eine Streckbiegevorrichtung 11 folgt. Die Streckbiegevorrichtung 11 weist
Streckbiegerollen 12 auf. An den Zugrollensatz 2 schließt sich ein Aufwickler 13 an.
An das Meßgerät 5 ist eine Regelvorrichtung 14 für zumindest den Streckrollensatz
6, die hinsichtlich ihrer Balligkeit einstellbare Zug- bzw. Korrekturrolle 8, die
Zugmeßrolle 10 und die Streckbiegerrollen 12 angeschlossen.
[0015] Auf diese Weise lassen sich Bandunplanheiten kontinuierlich messen und die Meßergebnisse
in Echtzeit an die Regelvorrichtung 14 weitergeben, so daß im Wege einer Voraus-Regelung
stets eine optimale Einstellung der Richtparameter und folglich der Richtaggregate
gewährleistet ist, so daß eine kontinuierliche Bandfehlerkorrektur on-line erreicht
wird. Ferner läßt sich eine optimale Einstellung des Bandzuges vor dem Aufwickler
13 erreichen, wenn nämlich die Meßstation 4 ein über die Bandbreite traversierendes
Banddickenmeßgerät aufweist und über den Aufwickler 13 der Bandzug unmittelbar vor
dem Aufwickler vorausgeregelt wird.
1. Verfahren zum kontinuierlichen Richten von dünnen Metallbändern, insbesondere von
Aluminium- und Edelstahl-Bändern mit Banddicken von 0,1 mm bis 0,5 mm, in einer Bandprozeßlinie,
wonach Bandunplanheiten und/oder das Bandprofil vor dem Richten gemessen werden, und
wonach in Abhängigkeit von den ermittelten Meßwerten zumindest ein Richtparameter
vorausgeregelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Richtparameter der Bandzug unter
Berücksichtigung abgespeicherter Richtwerte für unterschiedliche Metallbänder unmittelbar
vor dem Aufwickeln des betreffenden Metallbandes kontinuierlich vorausgeregelt wird.
2. Richtanlage zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, mit zumindest einem Zugrollensatz
(2) und einem Bremsrollensatz (3), wobei dem Bremsrollensatz (3) eine Meßstation (4)
mit zumindest einem Meßgerät (5) für Abstandsmessung senkrecht zu dem betreffenden
Metallband (1) und über die Bandbreite vorgeordnet ist, und wobei das Meßgerät (5)
an eine Regelvorrichtung (14) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, das zwischen
dem Bremsrollensatz (3) und dem Zugrollensatz (2)
- ein Streckrollensatz (6) mit einer Bremsrolle (7) und einer Zugrolle (8) als Korrekturrolle
mit konkav und konvex einstellbarer Balligkeit und
- einer Streckbiegevorrichtung (11)
angeordnet sind, und daß die Regelvorrichtung (14) zur Einstellung der Richtparameter
mit Hilfe zumindest des Streckrollensatzes (6), der hinsichtlich ihrer Balligkeit
einstellbaren Korrekturrolle (8) und der Streckbiegerollen (12) der Streckbiegevorrichtung
(11) eingerichtet ist.
3. Richtanlage nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät (5) für die Abstandsmessung
als eine Shapemeter-Rolle oder als ein Laserstrahlmeßgerät mit senkrecht zu dem durchlaufenden
Metallband (1) und über seine Bandbreite in vorgegebener Verteilung angeordneten Meßstrahlen
ausgebildet ist.
4. Richtanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstation (4)
in einem Bereich niedriger Bandzüge angeordnet ist.
5. Richtanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstation
(4) ein über die Bandbreite traversierendes Banddickenmeßgerät aufweist, welches an
die Regelvorrichtung (14) zum Regeln des Aufwicklers (13) bzw. des Bandzuges unmittelbar
vor dem Aufwickler angeschlossen ist.