[0001] Blechbänder, die nach einem Richtvorgang plan sind, werden beim Aufwickeln auf einem
Haspel in Abhängigkeit vom jeweiligen Wickeldurchmesser, von den Werkstoffeigenschaften
und vom Bandzug einer Biegebelastung unterworfen, die bewirkt, daß die nach dem Richtvorgang
in der Bandmitte liegende Nullinie der Eigenspannungen des Bandes aus der Mitte verlagert
wird, was nach dem Abwickeln des Bandes eine Bandlängskrümmung zur Folge hat, die
ein neuerliches Richten des Bandes vor der Weiterverarbeitung erfordert. Zu diesem
Zweck ist es bekannt (DE-PS 908 004), dem Haspel eine Biegerolle oder Biegetrommel
nachzuordnen, um die das Band beim Abwickeln gegensinnig zur Krümmung beim Aufwickeln
gebogen wird.
[0002] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Aufwickeln von
gerichteten Blechbändern anzugeben, mit dessen Hilfe ein solches Nachrichten der Bleche
unnötig wird, weil nach dem Abwickeln der Blechbunde die Nullinie der Eigenspannungen
des Bandes mit der Bandmitte zusammenfällt.
[0003] Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß den Blechbändern vor dem Aufwickeln
eine zur Wickelkrümmung gegensinnige, mit zunehmendem Wickeldurchmesser abnehmende
Längskrümmung erteilt wird. -Da zufolge dieser Maßnahme durch das Vorbiegen des aufzuwickelnden
Bandes die Nullinie der.nach dem Richtvorgang verbleibenden Eigenspannungen des Bandes
in einem solchen Maß aus der Bandmitte verlagert wird, daß die beim Aufwickeln des
Bandes auftretende Biegung die Nullinie dieser Eigenspannungen wieder in die neutrale
Bandzone zurückverlagert, wird nach dem Abwickeln des Blechbundes ein planes Band
erhalten, das keinem nachträglichen Richtvorgang mehr unterworfen zu werden braucht.
Wegen der mit zunehmendem Wickeldurchmesser geringeren Bandkrümmung beim Aufwickeln
des Bandes muß dem Band selbstverständlich eine mit dem größer werdenden Wickeldurchmesser
kleinere Bandlängskrümmung vor dem Aufwickeln erteilt werden, um ein planes Auslaufen
des Bandes nach dem Abwickeln des Bundes sicherzustellen.
[0004] Um die Streifen eines längsgeteilten Blechbandes unter einem gleichmäßigen Zug auf
eine gemeinsame Wickeltrommel aufwickeln zu können, ist es schließlich bekannt (FR-PS
1 468 856), die unter einer Schlingenbildung spannungslos zur Wickeltrommel geführten
Bandstreifen durch eine Bremseinrichtung laufen zu lassen, bevor sie über zwei Führungsrollen
zur Wickeltrommel gelangen. Da die Bandstreifen S-förmig um die Führungsrollen laufen,
werden die Bandstreifen vor dem Aufwickeln auch gegensinnig zum Wickelsinn gebogen,
was allerdings auf die nachfolgende Krümmung des Bandes beim Aufwickeln keinen Einfluß
hat, weil durch die S-förmige Führung der Bandstreifen die Nullinie der Eigenspannungen
nicht verschoben wird.
[0005] Zum Richten eines welligen Bandes müssen die neben den Bandwellen verlaufenden Fasern
auf die Länge der Fasern des Wellenbauches getreckt werden. Die Längedifferenz-zwischen
den Fasern im Wellenbereich und im nicht gewellten Bereich des Bandes bestimmt somit
den für die Planheit eines Bandes erforderlichen, geringsten Streckgrad, mit dem die
Werkstoffeigenschaften die geringste Änderung erfahren. Um nun nicht mit einem an
die größte Welligkeit eines Blechbandes angepaßten Streckgrad das Band richten zu
müssen, ist eine Streckbiegevorrichtung bekannt geworden (AT-PS 358 900), bei der
der Streckgrad zwischen den Spannrollensätzen für das zu richtende Band entsprechend
der jeweiligen Bandwelligkeit gesteuert wird. Der sich ändernde Streckgrad bedingt
allerdings eine Verlagerung der Nullinie der verbleibenden Eigenspannungen des Bandes,
so daß die damit verbundene Längskrümmung des Bandes ausgeregelt werden muß. Zu diesem
Zweck wird die zum Ausgleichen solcher Krümmungen den Biegerollen nachgeordnete Richtrolle
über einen Stelltrieb unterschiedlich angestellt, und zwar mit Hilfe einer Regelungseinrichtung,
der der Istwert der erfaßbaren Bandquerkrümmung über einen Istwertgeber zugeleitet
wird. Die sich bei einem unter einer Zugspannung stehenden Band ausbildende Querkrümmung
hängt von der sich bei einem freien Rückfedern des Bandes ausbildenden Längskrümmung
ab, so daß über die Amplitudenerfassung der Bandquerkrümmung tatsächlich die Iängskrümmung
ausgeregelt werden kann.
[0006] Obwohl gemäß der Erfindung dem Band vor seinem Aufwickeln auf einen Haspel eine zur
Wickelkrümmung gegensinnige Längskrümmung erteilt werden soll, wogegen die bekannte
Streckbiegerichtvorrichtung allenfalls auftretende Längskrümmungen durch einen zusätzlichen
Biegevorgang ausgleicht, kann zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens von
dieser bekannten Streckbiegerichtvorrichtung ausgegangen werden. Um den aufzuwickelnden
Blechbändern eine entsprechende Längskrümmung erteilen zu können, muß die bekannte
Vorrichtung dadurch abgeändert werden, daß die Regelungseinrichtung mit einem die
jeweilige vom Sollwert der Bandlängskrümmung abhängige Querkrümmung des Bandes aus
dem sich ändernden Wikkeldurchmesser unter Berücksichtigung der Werkstoffeigenschaften
und des Bandzuges programmbedingt ermittelnden Rechner als Sollwertgeber verbunden
wird. Durch eine entsprechende Sollwertvorgabe wird die Richtrollenanstellung durch
ein Ausregeln der jeweiligen Soll-Istwertdifferenz so gesteuert, daß die Nullinie
der aus dem Richtvorgang verbleibenden Eigenspannungen nicht in die neutrale Bandzone,
sondern aus dieser soweit herausgelagert wird, daß zum Verlagern der Nullinie der
Eigenspannungen in die neutrale Zone eine Biegung des Bandes in Längsrichtung erforderlich
wird, wie sie beim nachfolgenden Aufwickeln des Bandes auf dem Haspel zwangsläufig
auftritt. Die Abhängigkeit dieser Vorbiegung vom Wickeldurchmesser kann über den Rechner
durch die Vorgabe des jeweiligen Wickeldurchmessers, beispielsweise über eine entsprechende
Meßeinrichtung, ohne Schwierigkeiten berücksichtigt werden, wobei selbstverständlich
auch die Werkstoffeigenschaften des Bandes und der Bandzug beobachtet werden müssen,
da diese Größen die Bandkrümmung beim Aufwickeln mitbeeinflussen. Da die mathematischen
Zusammenhänge dieser Größen nur auf vereinfachenden Modellvorstellungen beruhen, wird
üblicherweise eine entsprechende Korrektur auf Grund von empirischen Werten notwendig
werden, was durch ein geeignetes Rechnerprogramm ohne weiteres berücksichtigt werden
kann.
[0007] An Hand der Zeichnung, die eine erfindungsgemäße Anlage zum Erteilen einer Längskrümmung
für aufzuwickelnde Blechbänder in einem schematischen Blockschaltbild zeigt, wird
das Verfahren zum Aufwickeln gerichteter Blechbänder zu Bunden näher erläutert.
[0008] Die Streckbiegerichtvorrichtung gemäß der Zeichnung besteht aus zwei Spannrollensätzen
1 und 2, zwischen denen zwei Biegerollen 3 und eine nachgeschaltete Richtrolle 4 vorgesehen
sind. Die zwischen den Spannrollensätzen 1 und 2 auf das Band 5 aufzubringende Zugspannung
wird über die Antriebe 6 und ? der Spannrollensätze 1 und 2 gesteuert, wobei die Ein-
und Auslaufgeschwindigkeit des Bandes 5 über Meßrollen 8 erfaßt und einem Istwertgeber
9 zugeführt werden, der aus der Geschwindigkeitsdifferenz den Istwert für den Streckgrad
des Bandes ableitet. Dieser Istwert des Streckgrades wird dem Regler 10 zugeführt,
der die Antriebe 6 und 7 in Abhängigkeit von einer Soll-Istwertdifferenz ansteuert.
Der Sollwert für den Streckgrad kann dabei als konstanter Wert vorgegeben sein oder
in Abhängigkeit von der jeweiligen Bandwelligkeit auf das notwendige Mindestmaß beschränkt
werden, was die Sollwertvorgabe als Führungsgröße notwendig macht.
[0009] Um die Lage der Nullinie der nach dem Richtvorgang im Band verbleibenden Eigenspannungen
bezüglich der neutralen Bandzone beeinflussen zu können, ist für die Anstellung der
Richtrolle 4 ein Stelltrieb 11 vorgesehen, der im Ausführungsbeispiel als hydraulischer
Zylinder ausgebildet ist. Die Beaufschlagung dieses Stelltriebes 11 kann über ein
Ventil 12 gesteuert werden, das beispielsweise über eine magnetische Betätigungseinrichtung
13 verstellt werden kann, und zwar über eine Regelungseinrichtung 14, die einerseits
an einen dem auslaufseitigen Spannrollensatz 2 nachgeordneten Istwertgeber 15 für
die Amplituden von Bandquerkrümmungen und anderseits an einen Rechner 16 als Sollwertvorgabe
angeschlossen ist.
[0010] Der Istwertgeber 15 weist zwei Auflagerollen 17 für das Band 5 auf, zwischen denen
mehrere über die Bandbreite verteilte Elektromagnete 18 angeordnet sind. Über diese
Elektromagnete 18 werden etwa senkrecht auf die Bandoberfläche stehende Kräfte auf
das Band ausgeübt, wobei der dadurch bedingte Durchhang zwischen den beiden Auflagerollen
17 den Luftspalt zwischen dem Band 5 und den Magneten 18 bestimmt, so daß über die
Spannung der Erregerwicklung die unterschiedliche Ablenkweite des Bandes und damit
die Amplitude der Bandwellen ermittelt werden kann. Damit nun bei einem Aufwickeln
des gerichteten Blechbandes 5 auf einem nachfolgenden Aufwickelhaspel durch die damit
verbundene Biegung
Nulllinie der Eigenspannungen des Bandes nicht aus der neutralen Bandzone verlagert
werden können, muß die Nullinie der Eigenspannungen vor dem Aufwickeln des Bandes
um ein entsprechendes Maß im Gegensinn gegenüber der neutralen Bandzone verlagert
werden, indem dem Band eine zur Wickelkrümmung gegensinnige Längskrümmung erteilt
wird, und zwar über die Richtrolle 4. Da die Längskrümmung eines unter einer Zugspannung
stehenden Bandes nicht erfaßt werden kann, die Längskrümmung aber eine Querkrümmung
zur Folge hat, kann die beim freien Rückfedern des Bandes auftretende Längskrümmung
lediglich über die Querkrümmung erfaßt werden. Die Richtrolle 4 muß demnach jeweils
so angestellt werden, daß über den Istwertgeber 15 die gewünschte Querkrümmung angezeigt
wird. Diese von der Längskrümmung abhängige Querkrümmung des Bandes kann bei bekannten
Werkstoffeigenschaften und vorgegebenem Bandzug vom jeweiligen Wickeldurchmesser abgeleitet
werden. Dies wird im Rechner 16 durchgeführt, dem die erforderlichen Daten über einen
Eingang 19 vorgegeben werden und der aus diesen vorgegebenen Werten gemäß dem festgelegten
Programm den jeweiligen Sollwert der Bandquerkrümmung in Abhängigkeit von dem sich
laufend ändernden Wickeldurchmesser des Haspels der Regelungseinrichtung 14 vorgibt.
Aus einem Soll-Istwertvergleich kann somit die erforderliche Richtrollenanstellung
geregelt werden.
[0011] Da das Band 5 nach dem Richtvorgang nicht plan ist, sondern eine Längskrümmung erhalten
hat, kann durch die gegensinnige Längskrümmung beim Aufwickeln des Bandes die damit
verbundene Verlagerung der Nullinie der Eigenspannungen des Bandes aufgehoben werden,
so daß die Nullinie der Eigenspannungen mit der Bandmitte zusammenfällt. Das in einer
solchen Weise behandelte Band läuft daher nach seinem Abwickeln plan aus und braucht
nicht nachgerichtet zu werden.
Verfahren zum Aufwickeln gerichteter Blechbänder (5) zu Bunden, dadurch gekennzeichnet,
daß den Blechbändern (5) vor dem Aufwickeln eine zur Wickelkrümmung gegensinnige,
mit zunehmendem Wickeldurchmesser abnehmende Längskrümmung erteilt wird.
2. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer einem Aufwickelhaspel
vorgeordneten Streckbiegerichtvorrichtung, die aus zwei Spannrollensätzen (1, 2) für
das zu richtende Band (5) und aus einer wenigstens zwei Biegerollen (3) nachgeordneten
Richtrolle (4) zwischen den Spannrollensätzen (1, 2 ) besteht, sowie mit einer Regelungseinrichtung
(14), die an einem dem auslaufseitigen Spannrollensatz (2) nachgerodneten Istwertgeber
(15) für die Amplituden von Bandquerkrümmungen angeschlossen ist und einen Stelltrieb
(11) zur Richtrollenanstellung steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelungseinrichtung
(14) mit einem die jeweilige vom Sollwert der Bandlängskrümmung abhängige Querkrümmung
des Bandes (5) aus dem sich ändernden Wickeldurchmesser unter Berüdsichtigung der
Werkstoffeigenschaften und des Bandzuges programmbedingt ermittelnden Rechner (16)
als Sollwertgeber verbunden ist.
