NOÉ, Andreas (Kuhdyk 18, Kerken, 47647, DE)
| Patentansprüche: 1 . Verfahren zum Streckbiegerichten von Metallbändern (1 ), mit einer Streckbiegerichtanlage mit mehreren in Banddurchlaufrichtung (D) hintereinander angeordneten und in Banddurchlaufrichtung (D) beabstandeten Richtrollen (5a, 6a, 7a, 8a), wobei das unter einer Zugspannung unterhalb der Elastizitätsgrenze stehende Band (1 ) um die Richtrollen (5a, 6a, 7a, 8a) wechselseitig gebogen wird und dabei eine plastische Streckung erfährt, wobei einer oder mehreren relativ zu dem Band (1 ) anstellbaren Richtrollen (5a, 6a, 7a) jeweils eine Umlenkrolle (5b, 6b, 7b) vorgelagert ist, welche einen größeren Durchmesser als die jeweils nachgeordnete Richtrolle aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Richtrolle (5a, 6a, 7a) zur Variation der Eintauchtiefe derart relativ zu der zugeordneten Umlenkrolle (5b, 6b, 7b) angestellt wird, dass die freie Bandlänge (F) zwischen Ablaufpunkt (9) des Bandes (1 ) von der Umlenkrolle bis zu dem Auflaufpunkt (10) des Bandes (1 ) auf die zugeordnete Richtrolle einen vorgegebenen Maximalwert, über dem sich Längswellig keiten des Bandes ausbilden, nicht überschreitet. 2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Richtrolle (5a, 6a, 7a) bei unterschiedlichen Eintauchtiefen bzw. Umschlingungswinkeln derart angestellt wird, dass die freie Bandlänge (F) über den gesamten Anstellbereich stets den Maximalwert nicht überschreitet. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtrolle (5a, 6a, 7a) zur Variation der Eintauchtiefe relativ zu der Umlenkrolle (5b, 6b, 7b) derart angestellt wird, dass die freie Bandlänge (F) einen Maximalwert von 8% der Bandbreite, vorzugsweise 4% der Bandbreite nicht überschreitet. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die freie Bandlänge (F) einen Maximalwert von 150 mm, vorzugsweise 100 mm, besonders bevorzugt 70 mm nicht überschreitet, und zwar vorzugsweise über den gesamten Anstellbereich der Richtrolle. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtrolle (5a, 6a, 7a) zur Variation der Eintauchtiefe vertikal oder in etwa vertikal zur Banddurchlaufrichtung (D) angestellt wird, wobei der Abstand (A) der Richtrolle (5a, 6a, 7a) zu der Umlenkrolle (5b, 6b, 7b) so gering ist, dass die freie Bandlänge (F) über den gesamten Anstellbereich stets unterhalb des Maximalwertes liegt bzw. diesen nicht überschreitet. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass d ie Richtrolle (5a, 6a, 7a) im Zuge der Variation der Eintauchtiefe im Wesentlichen entlang der Umfangsrichtung der Umlenkrolle (5b, 6b, 7b) oder tangential zu der Umlenkrolle (5b, 6b, 7b) verfahren wird. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtrolle (5a, 6a, 7a) im Sinne einer Linearanstellung linear auf einer schräg zur Banddurchlaufrichtung (D) angeordneten Anstellbahn (1 1 ) verfahren wird, vorzugsweise relativ zu einer ortsfest angeordneten Umlenkrolle (5b, 6b, 7b). 8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtrolle (5a, 6a, 7a,) im Sinne einer Schwenkanstellung auf einer bogenförmigen, zum Beispiel kre isförm igen Anstel l ba h n ( 1 2) verfah ren wird , wel che den Außenumfang der vorzugsweise ortsfest angeordneten Umlenkrolle (5b, 6b, 7b) umgibt. 9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Zuge der Variation der Eintauchtiefe sowohl die Richtrolle (5a, 6a, 7a) als auch die zugeordnete Umlenkrolle (5b, 6b, 7b) verfahren werden. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtrolle (5a, 6a, 7a) linear, vertikal zur Banddurchlaufrichtung und die Umlenkrolle (5b, 6b, 7b) linear horizontal zur Banddurchlaufrichtung verfahren werden. 1 1 . Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Umschlingungswinkel des Bandes um die Richtrolle 2° bis 45°, vorzugsweise 3° bis 30° beträgt. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , mit einer oder mehreren Rollenkombinationen aus jeweils einer Umlenkrolle (5b, 6b, 7b) und einer Richtrolle (5a, 6a, 7a), dadurch gekennzeichnet, dass diese Rollenkombination in einem ersten Anlagenabschnitt (A1 ), zum Beispiel einlaufseitigen Anlagen- abschnitt angeordnet sind, in dem zumindest 75% der gesamten plastischen Streckung, vorzugsweise zumindest 95% der gesamten plastischen Streckung erzeugt werden. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass den Rollen- kombinationen aus jeweils Umlenkrolle (5b, 6b, 7b) und Richtrolle (5a, 6a, 7a) eine oder mehrere Richtrollen (7a, 8a) nachgeordnet sind, wobei diese nachfolgenden Richtrollen (7a, 8a) in einem zweiten Anlagenabschnitt (A2) angeordnet sind, in dem zur Korrektur von Restkrümmungen lediglich bis zu 25%, vorzugsweise lediglich bis 5% der gesamten plastischen Streckung erzeugt werden. 14. Streckbiegerichtanlage zum Streckbiegrichten von Metallbändern mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, mit mehreren in Banddurchlaufrichtung (D) hintereinander angeordneten und in Banddurchlaufrichtung (D) beabstandeten Richtrollen (5a, 6a, 7a, 8a), wobei das unter einer Zugspannung unterhalb der Elastizitätsgrenze stehende Band (1 ) um die Richtrollen (5a, 6a, 7a, 8a) wechselseitig gebogen wird und dabei eine plastische Streckung erfährt, wobei einer oder mehreren relativ zu dem Band (1 ) anstellbaren Richtrollen (5a, 6a, 7a) jeweils eine Umlenkrolle (5b, 6b, 7b) vorgelagert ist, welche einen größeren Durchmesser als die jeweils nachgeordnete Richtrolle aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtrolle (5a, 6a, 7a) zur Variation der Eintauchtiefe derart relativ zu der zugeordneten Umlenkrolle (5b, 6b, 7b) anstellbar ist, dass die freie Bandlänge (F) zwischen Ablaufpunkt (9) des Bandes (1 ) von der Umlenkrolle bis zu dem Auflaufpunkt (10) des Bandes (1 ) auf die zugeordnete Richtrolle bei unterschiedlichen Eintauchtiefen bzw. Umschlingungswinkeln einen Maximalwert, über dem sich Längswelligkeiten des Bandes ausbilden, stets nicht überschreitet. 15. Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtrolle (5a, 6a, 7a) zur Variation der Eintauchtiefe relativ zu der Umlenkrolle (5b, 6b, 7b) derart anstellbar ist, dass die freie Bandlänge (F) einen Maximalwert von 8 % der (maximalen) Bandbreite, vorzugsweise 4 % der (maximalen) Bandbreite bei unterschiedlichen Eintauchtiefen bzw. Umschlingungswinkeln stets nicht überschreitet. 16. Anlage nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zweier hintereinander angeordneter Richtrollen (5a bis 8a) zumindest 30%, vorzugsweise zumindest 50% der (maximalen) Bandbreite beträgt. 17. Anlage nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Umlenkrolle (5b, 6b, 7b) um zumindest einen Faktor 5, vorzugsweise zumindest einen Faktor 8, zum Beispiel etwa einen Faktor 10 größer als der Durchmesser der jeweils zugeordneten Richtrolle (5a, 6a, 7a) ist. 18. Anlage nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Richtrolle (5a, 6a, 7a, 8a) bis zu 70 mm, vorzugsweise bis zu 50 mm beträgt, zum Beispiel 1 5 mm bis 70 mm, vorzugsweise 25 mm bis 50 mm. 19. Anlage nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Umlenkrolle (5b, 6b, 7b) zumindest 150 mm, vorzugsweise zumindest 250 mm, zum Beispiel 1 50 mm bis 700 mm, vorzugsweise 250 mm bis 600 mm beträgt. 20. Anlage nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtrolle (5a, 6a, 7a) im Zuge der Variation der Eintauchtiefe im Wesentlichen entlang der Umfangsrichtung der Umlenkrolle (5b, 6b, 7b) oder tangential zu der Umlenkrolle (5b, 6b, 7b) verfahrbar ist. 21 . Anlage nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtrolle (5a, 6a, 7a) im Sinne einer Linearanstellung linear auf einer schräg zur Banddurchlaufrichtung (D) angeordneten Anstellbahn (1 1 ) verfahrbar ist, vorzugsweise relativ zu einer ortsfest angeordneten Umlenkrolle (5b, 6b, 7b). 22. Anlage nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtrolle (5a, 6a, 7a) im Sinne einer Schwenkanstellung auf einer bogenförmigen, zum Beispiel kreisförmigen Anstellbahn (12) verfahrbar ist, welche den Außenumfang der vorzugsweise ortsfest angeordneten Umlenkrolle (5b, 6b, 7b) umgibt. 23. Anlage nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass im Zuge der Variation der Eintauchtiefe sowohl die Richtrolle (5a, 6a, 7a) als auch die zugeordnete Umlenkrolle (5b, 6b, 7b) verfahrbar sind, und zwar vorzugsweise indem die Richtrolle linear, vertikal zur Banddurchlaufrichtung und die Umlenkrolle linear horizontal zur Banddurchlaufrichtung verfahrbar sind. 24. Anlage nach einem der Ansprüche 14 bis 23, mit einer oder mehreren Rollenkombinationen aus jeweils einer Umlenkrolle (5b, 6b, 7b) und einer Richtrolle (5a, 6a, 7a) dadurch gekennzeichnet, dass diese Rollenkombination in einem ersten Anlagenabschnitt (A1 ), zum Beispiel einlaufseitigen Anlagenabschnitt angeordnet sind, in dem zumindest 75 % der gesamten plastischen Streckung, vorzugsweise zumindest 95 % der gesamten plastischen Streckung erzeugt werden und dass den Rollenkombinationen aus jeweils Umlenkrolle und Richtrolle ein oder mehrere Richtrollen (7a, 8a) nachgeordnet sind, wobei diese nachfolgenden Richtrollen (7a, 8a) in einem zweiten Anlagenabschnitt (A2) angeordnet sind, in dem zur Korrektur von Restkrümmungen lediglich bis zu 25 %, vorzugsweise lediglich bis zu 5 % der gesamten plastischen Streckung erzeugt werden. 25. Anlage nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Anlagenabschnitt (A2) für die Korrektur der Restkrümmung zumindest zwei Richtrollen (7a, 8a), vorzugweise einzeln positionsgeregelte Richtrollen aufweist. 26. Anlage nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Anlagenabschnitt (A2) für die Korrektur der Restkrümmung einen Vielrollen- richtsatz (15) aufweist. |
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zum Streckbiegerichten von Metallbändern, mit mehreren in (horizontaler oder im Wesentl ichen horizontaler) Banddurchlaufrichtung hintereinander angeordneten und in Banddurchlaufrichtung beabstandeten Richtrollen, wobei das unter einer Zugspannung unterhalb der Elastizitätsgrenze stehende Band um die Richtrollen wechselseitig gebogen wird und dabei eine plastische Streckung erfährt, wobei einer oder mehreren relativ zu dem Band anstellbaren Richtrollen jeweils eine Umlenkrolle vorgelagert ist, welche einen größeren Durchmesser als die jeweils nachgeordnete Richtrolle aufweist.
Beim Streckbiegerichten in einer solchen Streckbiegenchtanlage bzw. einem solchen Streckbiegerichtgerüst steht das Band in der Regel unter einer Zugspannung unterhalb der Elastizitätsgrenze bzw. Streckgrenze und das Band wird um die Richtrollen im plastischen oder elastisch-plastischen Bereich wechselseitig gebogen. Die plastisch bzw. elastisch-plastisch wirkenden Richtrollen werden auch als Streckrollen bezeichnet. Das Maß, um welches das Band (insgesamt) plastisch gestreckt und folglich gelängt wird, wird als Streckgrad bezeichnet. Mit einer solchen Streckbiegenchtanlage lassen sich unplane Metallbänder richten und folglich Unplanheiten beseitigen. Unplanheit meint zum Beispiel Bandwelligkeit und/oder Bandsäbeligkeit, welche sich aufgrund von Längenunterschieden der Bandfasern in der Bandebene ergeben. Unplanheiten meint aber auch Bandkrümmungen in Längs- und/oder Querrichtung, welche durch Biegemomente im Band entstehen, zum Beispiel wenn das Band elastischplastisch um Umlenkrollen gebogen wurde oder durch elastisch-plastische Verformungen beim Aufwickeln des Bandes. Längskrümmungen werden auch
als Coilset, Querkrümmung als Crossbow bezeichnet. Inn Zuge des Streck- bieg chtens wird das unplane Band unter einer Zugspannung, welche unterhalb der Elastizitätsgrenze RE bzw. der technischen Elastizitätsgrenze R p o,oi des Bandmaterials liegt, um Rollen hinreichend kleinen Durchmessers (wechsel- seitig) gebogen, so dass durch die 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 oder Bandsäbel entstehen soll. In der Praxis gelingt dieses nicht immer gänzlich, so dass geringe Restunplanheiten (zum Beispiel Mittenwellen oder Randwellen) im Band verbleiben können. Außerdem werden im Band du rch d ie Wechsel biegung Restbiegemomente induziert, d ie zu unerwünschten plastischen Restkrümmungen nach dem Richten in Längsrichtung (Coilset) bzw. Querrichtung (Crossbow) führen können. Durch geeignete Abstimmung der Biegeintensitäten an den einzelnen Rollen lassen sich die Restbiegemomente grundsätzlich minimieren. Dazu wurde bereits vorgeschlagen, in verschiedenster Weise die Geometrie des Streckbiege- richtgerüstes zu Erzielung möglichst guter Richtergebnisse einzustellen.
Außerdem ist es aus der Praxis grundsätzlich bekannt, vor, zwischen und/oder nach den Richtrollen Umlenkrollen vorzusehen, die einen wesentlich größeren Durchmesser als die Richtrollen aufweisen und in der Regel lediglich eine elastische Wirkung besitzen.
So kennt man beispielsweise aus der EP 0 298 852 B1 (bzw. DE 38 85 019 T2) eine Vorrichtung zum Richten eines metallischen Bandes, bei der zwischen einem Einlaufspannrollensatz und einem Auslaufspannrollensatz mehrere
Streckbiegerichtrollen angeordnet sind. An unterschiedlichsten Stellen der Anlage können Umlenkrollen vorgesehen sein, die in erster Linie dazu dienen, das Band bei seinem Durchlauf durch die Anlage über einen bestimmten Weg zu führen.
In ähnlicher Weise beschreibt der Fachartikel "Benefits of a new leveller technology for packaging steels: Multi-Roller Tension Leveller" (Emmanuel Dechassey, Irsid, Arcelor group, METEC Congress June 2003) eine Streck- biegerichtvorrichtung mit vier Richtrollen. Dabei sind die Überlappung der ersten Richteinheit (erste und zweite Richtrolle) und d ie Überlappung der zweiten Richteinheit (dritte und vierte Rolle) einstellbar. In die Anlage sind wiederum mehrere Umlenkrollen mit größerem Durchmesser integriert.
Die aus der Praxis bekannten Streckbiegerichtanlagen, bei denen gegebenen- falls auch elastisch wirkende Umlenkrollen vorgesehen sind, haben sich grundsätzlich bewährt, sie sind jedoch weiterentwicklungsfähig.
Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, ein Verfahren zum Streckbiegrichten und eine Streckbiegerichtanlage der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit welchem bzw. mit welcher sich Unplanheiten besonders zuverlässig und effizient eliminieren lassen.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Verfahren zum Streckbiegerichten von Metallbändern der eingangs beschriebenen Art, dass die Richtrolle zur Variation der Eintauchtiefe derart relativ zu der zugeordneten Umlenkrolle angestellt wird, dass die freie Bandlänge zwischen Ablaufpunkt des Bandes von der Umlenkrolle bis zu dem Auflaufpunkt des Bandes auf die Richtrolle einen vorgegebenen Maximalwert, über dem sich Längswelligkeiten des Bandes ausbilden, nicht überschreitet.
Besonders bevorzugt wird die Richtrolle zur Variation der Eintauchtiefe derart relativ zu der Umlenkrolle angestellt, dass die freie Bandlänge einen Maximalwert von 8% der (maximalen) Bandbreite, vorzugsweise 4% der (maximalen) Bandbreite nicht überschreitet. So kann es unter Berücksichtigung üblicher Bandbreiten zweckmäßig sein, dass die freie Bandlänge ein Maximalwert von 150 mm, vorzugsweise 100 mm, besonders bevorzugt 70 mm nicht überschreitet.
Die Erfindung geht dabei zunächst einmal von der Erkenntnis aus, dass in einem herkömmlichen Streckbiegerichtgerüst in einem ersten Anlagenabschnitt mit mehreren Richtrollen in erster Linie der Streckgrad erzeugt wird und dass in einem zweiten Anlagenabschnitt mit weiteren Richtrollen im Wesentlichen die Restbiegemomente eliminiert werden . Ferner geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, dass es zumindest in dem ersten Anlagenabschnitt mit den Richtrollen, mit denen in erster Linie der Streckgrad erzeugt wird, zweckmäßig ist, den Richtrollen Umlenkrollen zuzuordnen . Praktische Untersuchungen sowie theoretische Berechnungen nach der Finite-Elemente-Methode (FEM) haben ergeben, dass das Richtergebnis für ein gegebenes Band von der Anzahl und geometrischen Anordnung von Richtrollen untereinander und zwischen Richtrollen und Umlenkrollen abhängt. In Bandlaufrichtung gesehen größere Abstände zwischen den Richtrollen führen zu geringeren oder komplett eliminierten Restwelligkeiten. Dieses führt dazu, dass man in der Praxis bestrebt ist, zwischen den einzelnen Richtrollen möglichst große Abstände vorzusehen. Diese großen Abstände zwischen den einzelnen Richtrollen können jedoch in der Praxis dazu führen, dass die durchlaufenden Bänder zu (elastischen) Längswelligkeiten neigen. Diese Längswelligkeiten werden auch als "Handtucheffekt" bezeichnet. Dieser Effekt tritt insbesondere bei dünnen Bändern auf, welche über eine größere Distanz unter hoher Zugspannung stehen. Läuft nun ein solches längswelliges Band über eine Richtrolle, so wird
diese Langswelligkeit im Band plastisch eingeprägt, so dass das Richtergebnis negativ beeinflusst wird. Ein solcher Effekt tritt hauptsächlich an Richtrollen auf, an denen das Band noch merklich plastisch gelängt wird. Für die letzten Richtrollen, mit denen im Wesentlichen nur eine teilplastische Restkrümmungs- korrektur betrieben wird, spielt diese elastische Längswelligkeit keine oder nur eine untergeordnete Rolle.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen besteht nun die Möglichkeit, mit verhältnismäßig großen Abständen zwischen den Richtrollen zu arbeiten, ohne dass die beschriebenen Probleme entstehen. Denn erfindungsgemäß wird zunächst einmal die elastische Längswelligkeit beseitigt, indem das Band vor der Richtrolle zunächst über eine Umlenkrolle geführt wird. Nach dem Ablaufpunkt des Bandes von der Umlenkrolle läuft das Band nach einer gewissen freien Bandlänge auf die der Umlenkrolle nachgelagerte Richtrolle auf. Unter- suchungen haben nun zu dem überraschenden Ergebnis geführt, dass Längs- welligkeiten vor der Richtrolle besonders zuverlässig vermieden werden können, wenn die freie Bandlänge zwischen Ablaufpunkt des Bandes von der Umlenkrolle bis zu dem Auflaufpunkt des Bandes auf die nachfolgende Richtrol le m in im iert wird . Im Rahmen der Erfindu ng lassen sich folgl ich d ie vorteilhaften größeren Abstände zwischen den Richtrollen einrichten, die zu geringen oder komplett eliminierten Restwell ig keiten führen, ohne dass dann die zu erwartenden Probleme mit elastischen Restwell ig keiten auftreten.
In der Regel ist es erforderlich, in einer Streckbiegerichtanlage Bänder unter- schiedlicher Dicke, Breite und Streckgrenze zu verarbeiten . Dazu ist es notwendig, die Biegeintensität der einzelnen Richtrollen variieren zu können. Dazu wird die Eintauchtiefe bzw. der Umschlingungswinkel des Bandes um die Richtrolle variiert. Bevorzugt wird die Richtrolle im Zuge dieser Variation bei unterschiedlichen Eintauchtiefen bzw. Umschlingungswinkeln derart angestellt,
dass die freie Bandlänge den Maximalwert über den gesamten Anstellbereich nicht überschreitet. Die Streckbiegerichtanlage wird folglich so ausgelegt, dass über den gesamten Anstellbereich die Ausbildung von Längswelligkeiten vermieden wird. Dieses gelingt bei herkömmlicher Anstellung der Richtrolle vertikal bzw. in etwa vertikal zur Banddurchlaufrichtung dann, wenn der Abstand der Richtrolle zu der Umlenkrolle gering ist, und zwar so gering, dass die freie Bandlänge über den gesamten Anstellbereich stets unterhalb des Maximalwertes bleibt bzw. den Maximalwert nicht unterschreitet. Es kann folglich zweckmäßig sein, die Richtrolle verhältnismäßig dicht hinter der Umlenkrolle anzuordnen bzw. die Umlenkrolle verhältnismäßig dicht vor der Richtrolle anzuordnen, so dass auch bei herkömmlicher Anstellung die freien Bandlängen minimiert werden. Der zur Verfügung stehende Einstellbereich für den Umschlingungswinkel bzw. die Eintauchtiefe ist bei dieser Vorgehensweise verhältnismäßig gering.
In bevorzugter Weiterbildung schlägt die Erfindung daher vor, dass die Richtrolle im Zuge der Variationen der Eintauchtiefe im Wesentlichen entlang der Umfangsrichtung der Umlenkrollen oder tangential zu der Umlenkrolle verfahrbar ist. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass im Zuge der Variation der Eintauchtiefe die freie Bandlänge minimal gehalten wird, und zwar auch dann, wenn ein verhältnismäßig großer Abstand zwischen der Umlenkrolle und der Richtrolle eingerichtet ist. Ein solcher großer Abstand gewährleistet, dass die Eintauchtiefe bzw. der Umschlingungswinkel über einen großen Bereich variiert werden können. Dennoch wird die freie Bandlänge aufgrund der besonders bevorzugten Anstellart stets minimiert, so dass Längswelligkeiten vermieden werden können.
Dieses lässt sich zum Beispiel dadurch realisieren, dass die Richtrolle im Sinne einer Linearanstellung l inear auf einer schräg zur Banddurchlaufrichtung
angeordneten Anstellbahn verfahren wird, und zwar vorzugsweise relativ zu einer ortsfest angeordneten Umlenkrolle. Die Anstellung auf einer schrägen Anstellbahn hat gegenüber der herkömmlichen "vertikalen" Anstellung den Vorteil, dass sich die Richtrolle im Zuge der Anstellung gleichsam tangential entlang der Oberfläche der Umlenkrolle bewegt, so dass die freie Bandlänge verhältnismäßig klein bleibt, und zwar auch bei verhältnismäßig großen Variationen der Eintauchtiefe.
Alternativ besteht die Möglichkeit, die Richtrolle im Sinne einer Schwenk- anstellung auf einer bogenförmigen, zum Beispiel kreisförmigen Anstellbahn zu verfahren, wobei diese bogenförmige bzw. kreisförmige Anstellbahn den Außenumfang der Umlenkrolle umgibt. Die Umlenkrolle kann auch in diesem Fall ortsfest angeordnet sein. Eine solche Schwenkanstellung auf einer die Umlenkrolle umgebenden bogenförmigen Bewegungsbahn führt ebenfalls dazu, dass jeweils nur geringe Unterschiede in der freien Bandlänge bei unterschiedlichen Umschlingungswinkeln auftreten und die freie Bandlänge stets unterhalb des gewünschten Grenzwertes bleibt, oberhalb dessen Längs- welligkeiten zwischen Umlenkrolle und Richtrolle auftreten würden. Schließlich lassen sich in einer alternativen Ausgestaltung die freien Bandlängen auch dadurch minimieren, dass nicht nur die Richtrolle relativ zu der Umlenkrolle verfahren wird, sondern dass sowohl die Richtrolle als auch die zugeordnete Umlenkrolle in geeigneter Weise verfahren werden . So besteht beispielsweise die Möglichkeit, die Richtrolle vertikal zur Banddurchlaufrichtung zu verfahren und (zugleich) die Umlenkrolle in horizontaler Richtung bzw. entlang der Banddurchlaufrichtung zu verfahren. Diese kombinierte Bewegung führt ebenfalls dazu, dass die Richtrolle sich relativ zu der Umlenkrolle auf einer Art Umfangsbahn bzw. einer tangentialen Bahn bewegt.
Stets lassen sich im Rahmen der Erfindung verhältnismäßig große Abstände zwischen zwei nacheinander angeordneten Richtrollen einrichten, wobei der Abstand vorzugsweise zumindest 30%, besonders bevorzugt zumindest 50% der (maximalen) Bandbreite beträgt. Maximale Bandbreite meint die maximal in einer konkret ausgelegten Streckbiegerichtanlage verarbeitete Bandbreite des Metallbandes.
Es kommt im Rahmen der Erfindung auch darauf an, dass die Umlenkrollen einen wesentlich größeren Durchmesser aufweisen als die Richtrollen, denn die Umlenkrollen sollen lediglich eine elastische Wirkung besitzen. Es ist daher zweckmäßig, wenn der Durchmesser der Umlenkrollen um zumindest einen Faktor 5, vorzugsweise zumindest einen Faktor 8 größer als der Durchmesser der jeweils zugeordneten Richtrolle ist. So kann es zweckmäßig sein, wenn der Durchmesser der Umlenkrolle etwa einen Faktor 1 0 größer als der Durch- messer der jeweils zugeordneten Richtrolle ist.
Der Durchmesser der Richtrolle(n) beträgt vorzugsweise bis zu 70 mm, zum Beispiel bis zu 50 mm. So kann der Durchmesser der Richtrolle bzw. der Richtrollen zum Beispiel 15 mm bis 70 mm, vorzugsweise 25 mm bis 50 mm betragen.
Der Durchmesser der Umlenkrolle bzw. der Umlenkrollen beträgt vorzugweise zumindest 150 mm, besonders bevorzugt zumindest 250 mm. So kan n der Durchmesser einer Umlenkrolle bzw. mehrerer Umlenkrollen oder auch aller Umlenkrollen zum Beispiel 150 mm bis 700 mm, vorzugsweise 250 mm bis 600 mm betragen.
Der Umschlingungswinkel des Bandes um eine oder mehrere Richtrollen bzw. um die Richtrollen beträgt in der Regel 2° bis 45°, vorzugsweise 3° bis 30°.
Im Rahmen der Erfindung kommt es folglich im besonderen Maße auf eine oder mehrere Rollenkombinationen an, die jeweils eine Umlenkrolle und eine zugeordnete Richtrolle aufweisen. Bevorzugt sind zwei solche Rollenkombinationen vorgesehen, besonders bevorzugt drei Rollenkombinationen. Dabei liegt es grundsätzlich im Rahmen der Erfindung, wenn jeder Richtrol le tatsäch l ich auch eine vorgeord nete U mlen krolle zugeordnet ist. Es ist jedoch bevorzugt vorgesehen, dass die beschriebenen Rollenkombinationen aus jeweils Umlenkrolle und Richtrolle in einem ersten Anlagenabschn itt vorgesehen sind , in dem zumindest 75%, bevorzugt zumindest 95% der gesamten plastischen Längung des Bandes erzeugt werden. Denn bei Streckbiegerichtanlagen ist es üblich, dass der wesentliche Teil des Streckgrades an den ersten Richtrollen und folglich in dem ersten Anlagenabschnitt erzeugt wird, während an den übrigen, hinteren Richtrollen hauptsächlich die Restbiegemomente eliminiert werden. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass die beschriebenen Rollenkombinationen bevorzugt in dem (vorderen) ersten Anlagenabschnitt angeordnet sind, in dem zumindest 75%, bevorzugt zumindest 95% der plastischen Längung des Bandes erzeugt werden. Dementsprechend kann es zweckmäßig sein bzw. ausreichen, wenn in einem (hinteren) zweiten Anlagenabschnitt, in dem im Wesentl ichen die Restkrümmungen im Band nach dem Richten minimiert bzw. auf gewünschte Werte eingestellt werden und in der Regel nur bis zu 25%, bevorzugt nur bis zu 5% der plastischen Längung erzeugt werden, lediglich eine oder mehrere Richtrollen vorgesehen sind, wobei in diesem Bereich auf zugeordnete Umlenkrollen verzichtet werden kann. Dabei ist es zweckmäßig, wenn der erste Anlagenabschnitt zwei oder drei Rollenkombinationen aus jeweils Richtrolle und vorgelagerter Umlenkrolle mit den beschriebenen Anstellmöglichkeiten aufweist. Der zweite Anlagenabschnitt für die Restkrümmungskorrektur weist dann zumindest zwei einzeln positionsgeregelte Richtrollen auf, wobei in
diesem Bereich auf Umlenkrollen verzichtet werden kann. Es liegt jedoch im Rahmen der Erfindung, dass auch im Bereich dieses zweiten Anlagenabschnittes Umlenkrollen vorgesehen sind. Alternativ kann den beschriebenen Rollenkombinationen mit kurzer freier Bandlänge auch ein Vielrollenrichtsatz nachgeordnet sein.
Die Erfindung betrifft im Übrigen auch eine Streckbiegerichtanlage zum Streckbiegerichten von Metallbändern mit einem Verfahren der beschriebenen Art. Dazu wird auf die Patentansprüche und auch auf die Figurenbeschreibung verwiesen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 Schematisch eine Streckbiegerichtanlage in einer ersten Ausführungsform zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Streckbiegerichtanlage in einer zweiten Ausführungsform,
Fig. 3 eine dritte Ausführungsform der Erfindung und
Fig. 4 eine vierte Ausführungsform der Erfindung.
In den Figuren ist jeweils eine Streckbiegerichtanlage zum Streckbiegerichten von Metallbändern 1 dargestellt. Eine solche Streckbiegerichtanlage weist in ihrem grundsätzlichen Aufbau einen Einlaufspannrollensatz 2 und einen Auslaufspannrollensatz 3 sowie zwischen d iesen Spannrollensätzen 2, 3
angeordneten Richtrollen 5a, 6a, 7a, 8a auf. Der Einlaufspannrollensatz 2 mit den Spannrollen 4 kann als Bremsrollensatz ausgelegt sein, während der Auslaufspannrollensatz 3 mit den Spannrollen 4 als Zugrollensatz ausgelegt sein kann. Die Banddurchlaufrichtung D verläuft horizontal oder im Wesent- liehen horizontal.
Mit diesen Spannsätzen 2, 3 wird eine Zugspannung in dem Metallband 1 erzeugt, wobei diese Zugspannung jedoch unterhalb der Elastizitätsgrenze des Bandmaterials l iegt. Das Band wird dann um die Richtrollen 5a bis 8a im plastischen oder elastisch-plastischen Bereich wechselseitig gebogen und dabei plastisch gestreckt und folglich gelängt. Jede Richtrolle 5a, 6a, 7a, 8a kann dabei grundsätzlich in an sich bekannter Weise von zumindest zwei Stützrollen abgestützt sein. Diese sind in den Figuren nicht dargestellt. Die einzelnen Richtrollen 5a, 6a, 7a und 8a sind zur Anpassung der Verfahrensführung an verschiedenste Gegebenheiten relativ zum Band anstellbar, so dass die Eintauchtiefe der Richtrolle 5a, 6a, 7a, 8a und damit auch der Umschlingungswinkel des Bandes um die Richtrolle variiert werden kann. In den Figuren ist ferner erkennbar, dass einigen der Richtrollen Umlenk- rollen 5b, 6b, 7b zugeordnet sind.
Dazu wird zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, welche in schematisch vereinfachter Weise eine Streckbiegerichtanlage in einer ersten Ausführungsform zeigt. Es ist zunächst einmal erkennbar, dass Streckbiegerichtanlagen mit mehreren Richtrollen 5a - 8a in der Regel aus einem ersten Anlagenabschnitt A1 und einem zweiten Anlagenabschnitt A2 bestehen, wobei in dem ersten Anlagenabschnitt A1 mehrere Richtrollen 5a, 6a vorgesehen sind, mit den im Wesentlichen der Streckgrad erzeugt wird. Im zweiten Anlagenabschnitt A2 sind ebenfalls mehrere Richtrollen 7a, 8a vorgesehen , mit denen die
Restbiegemomente eliminiert werden. Im ersten Anlagenabschnitt A1 sind nun den Richtrollen 5a und 6a die Umlenkrollen 5b und 6b zugeordnet, wobei jeder Richtrolle 5a, 6a jeweils eine Umlenkrolle 5b, 6b vorgelagert ist. Die Umlenkrollen 5b, 6b weisen dabei einen wesentlich größeren Durchmesser als die Richtrollen 5a, 6a auf, so dass die Umlenkrollen 5b, 6b im Wesentlichen lediglich elastisch wirken.
Es ist grundsätzlich vorteilhaft, wenn - wie auch in Fig. 1 angedeutet - zwischen den einzelnen Richtrollen 5a, 6a, 7a, 8a verhältnismäßig große Abstände vorgesehen sind, da diese größeren Abstände zwischen den Richtrollen zu geringeren oder komplett eliminierten Restwell ig keiten führen. Dabei kann jedoch das Problem auftreten, dass die Bänder bei solchen großen Abständen zur elastischen Längswelligkeit neigen, dem sogenannten Handtucheffekt. Dieses Problem tritt insbesondere bei dünnen Bändern auf, welche über eine größere Distanz unter hoher Zugspannung stehen. Läuft ein auf diese Weise längswelliges Band über eine Richtrolle, so wird diese Längswelligkeit im Band plastisch eingeprägt und beeinflusst negativ das Richtergebnis. Im Rahmen der Erfindung sollen nun solche Längswelligkeiten vor der Richtrolle verhindert werden. Dieser Effekt wirkt sich hauptsächlich an den Richtrollen aus, an denen das Band noch merklich plastisch gelängt wird. Für die letzten Richtrollen, mit denen im Wesentlichen nur eine teilplastische Restkrümmungskorrektur betrieben wird, spielt diese elastische Längswelligkeit keine oder nur eine untergeordnete Rolle. In Fig.1 ist nun erkennbar, dass auch die Richtrollen 5a, 6a, denen eine Umlenkrolle vorgelagert ist, gegen das Band anstellbar sind, so dass die Eintauchtiefe variiert werden kann. Man kennt aus dem Stand der Technik grundsätzlich eine Schwenkanstellung, die bei der Richtrolle 5a angedeutet ist sowie eine Vertikalanstellung, die bei der Richtrolle 6a angedeutet ist. Es ist in
Fig. 1 erkennbar, dass im Zuge der Variation der Eintauchtiefe die freie Bandlänge F zwischen dem Ablaufpunkt 9 des Bandes von der Umlenkrolle bis zum Auflaufpunkt 10 des Bandes auf die Richtrolle variiert. Die freie Bandlänge F lässt sich nun auch bei dieser herkömmlichen Anstellung minimieren, wenn nämlich die Richtrolle 5a bzw. 6a verhältnismäßig dicht hinter der zugeordneten Umlenkrolle 5b bzw. 6b angeordnet ist und wenn folglich der Abstand A bezogen auf die Banddurchlaufrichtung D verhältnismäßig klein gehalten wird. Dann bleibt auch bei herkömmlicher Anstellung der Richtrollen 5a bzw. 6a gemäß Fig. 1 die freie Weglänge F sehr klein, so dass die Ausbildung von Längswelligkeiten vermieden wird.
Die Fig. 2, 3 und 4 zeigen demgegenüber eine bevorzugte Ausführungsform, bei welcher sich die freie Bandlänge auch über einen großen Einstellbereich des Umschlingungswinkels variieren lässt.
Dazu werden die Richtrollen 5a, 6a bzw. 7a zur Variation der Eintauchtiefe nun derart relativ zu der zugeordneten Umlenkrolle angestellt, dass die freie Bandlänge F zwischen Ablaufpunkt 9 des Bandes von der Umlenkrolle bis zu dem Auflaufpunkt 10 des Bandes auf die zugeordnete Richtrolle möglichst klein bleibt und einen vorgegebenen Maximalwert nicht überschreitet. Dazu sind die Richtrollen bzw. einige der Richtrollen im Zuge der Variation der Eintauchtiefe im Wesentlichen entlang der Umfangsrichtung der Umlenkrollen oder tangential zu den Umlenkrollen verfahrbar. Dieses lässt sich auf verschiedene Weise konstruktiv realisieren. In den Fig. 2, 3, 4 sind drei verschiedene Möglichkeiten dargestellt. Ablaufpunkt 9, Auflaufpunkt 10 und freie Bandlänge F sind in den Fig. 2, 3 und 4 nicht explizit gezeigt, die Definition ergibt sich jedoch aus Fig. 1 und den entsprechenden Erläuterungen.
Fig. 2 zeigt beispielhaft die drei verschiedenen Möglichkeiten der Anstellung für die einzelnen Richtrollen. Im Bereich der ersten Richtrolle 5a der Anlage gemäß Fig. 2 wird die Möglichkeit dargestellt, die Richtrolle 5a im Sinne einer Schwenkanstellung auf einer bogenförmigen und im Ausführungsbeispiel kreisförmigen Anstellbahn 12 zu verfahren. Im Gegensatz zu der in Fig. 1 dargestellten bekannten Anstellbahn umgibt die Anstellbahn 12 bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung gemäß Fig. 2 den Außenumfang der Umlenkrolle 5b, welche im Ausführungsbeispiel ortsfest angeordnet sein kann. Durch diese spezielle Ausgestaltung der Schwenkanstellung wird die Richtrolle 5a im Zuge der Variation der Eintauchtiefe über einen verhältnismäßig weiten Anstellweg so verfahren, dass stets eine minimale freie Bandlänge F erhalten bleibt.
Bei der in Fig. 2 dargestellten zweiten Richtrolle 6a ist diese Richtrolle 6a im Sinne einer Linearanstellung linear verfahrbar. Im Gegensatz zu der in Fig. 1 bei der zweiten Rolle dargestellten linearen Anstellung ist jedoch erfindungsgemäß keine Vertikalanstellung realisiert, sondern die Richtrolle 6a ist linear auf einer schräg zur Banddurchlaufrichtung D verlaufenden Anstellbahn 1 1 verfahrbar. Die Umlenkrolle 6b kann wiederum ortsfest angeordnet sein. Fig. 2 zeigt, dass auf diese Weise eine im Wesentlichen tangentiale Anstellbahn 1 1 realisiert wi rd , so d a ss e be nfalls über verhältnismäßig weite Anstellwege eine Minimierung der freien Bandlänge F erhalten bleibt.
Anhand der dritten Richtrolle 7a gemäß Fig. 2 lässt sich eine weitere Möglichkeit erkennen, wie eine minimale freie Bandlänge im Zuge der Variation der Eintauchtiefe erhalten werden kann. Dazu sind sowohl die Richtrolle 7a als auch die Umlenkrolle 7b verfahrbar, und zwar in unterschiedlichen Richtungen.
Während die Richtrolle 7a im Sinne einer Vertikalanstellung quer zur Banddurchlaufrichtung D verfahrbar ist, ist die zugeordnete Umlenkrolle 7b im Sinne einer Horizontalanstellung entlang der Banddurchlaufrichtung D und folglich horizontal verfahrbar. Durch kombinierte Bewegung lassen sich die freien Bandlängen F ebenfalls minimieren.
Mit den in Fig. 2 dargestellten unterschiedlichen Möglichkeiten lassen sich nun die freien Bandlängen stets unterhalb eines Grenzwertes halten, oberhalb dessen Längswelligkeiten zwischen Umlenkrolle und Richtrolle auftreten würden. Der beschriebene Handtucheffekt lässt sich folglich vermeiden, so dass insgesamt optimale Planheitsergebnisse erreicht werden. Dieses gelingt insbesondere auch dann, wenn die Biegeintensitäten der einzelnen Richtrollen variiert werden und dazu die Eintauchtiefe bzw. der Umschlingungswinkel des Bandes um die Richtrolle variiert wird. Mit den erfindungsgemäßen Streckbiege- richtanlagen lassen sich folglich Bänder unterschiedlicher Dicke, Breite und Streckgrenze richten. Fig.2 soll insbesondere die verschiedenen Anstellmöglichkeiten illustrieren, so dass dort die erfindungsgemäße Anstellung für sämtliche Richtrollen 5a, 6a und 7a dargestellt ist. In der Praxis ist es jedoch in der Regel ausreichend, wenn eine solche erfindungsgemäße Anstellung der Richtrollen bezogen auf die Umlenkrollen im ersten Anlagenabschnitt A1 vorgesehen ist. Dazu wird auf die Ausführungsbeispiele nach den Figuren 3 und 4 verwiesen. Fig. 3 zeigt wiederum eine Streckbiegerichtanlage mit vier Richtrollen 5a, 6a, 7a und 8a. Zumindest den ersten beiden Richtrollen 5a, 6a ist jeweils eine Umlenkrolle 5b bzw. 6b zugeordnet, die mit der erfindungsgemäßen Anstellung versehen ist. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist die beschriebene Schräganstellung realisiert. Demgegenüber ist für die beiden Richtrollen 7a, 8a im
zweiten Anlagenabschnitt A2 eine herkömmliche Vertikalanstellung vorgesehen. Denn wie bereits erläutert, tritt das Problem der Langswelligkeit vor der Richtrolle in erster Linie an den Richtrollen auf, an denen das Band noch merklich plastisch gelängt wird. Für die letzten Richtrollen, mit denen im Wesentlichen nur eine teilplastische Restkrümmungskorrektur betrieben wird, spielt die elastische Längswelligkeit lediglich eine untergeordnete Rolle. Insofern kann im Bereich der Richtrollen 7a, 8a auf die erfindungsgemäßen Umlenkrollen bzw. auf die erfindungsgemäße Anstellung der Richtrollen bezogen auf die Umlenkrollen verzichtet werden. Die Restkrümmungskorrektur erfolgt folglich durch zumindest die beiden Richtrollen 7a und 8a, die einzeln positionsgeregelt ausgeführt sind . Es l iegt jedoch auch im Rah men der Erfindung, dass diesen Richtrollen 7a, 8a Umlenkrollen vorgeordnet oder nachgeordnet sind. Fig. 4 zeigt eine alternative Ausgestaltung der Erfindung, bei welcher den beiden Richtrollen 5a und 6a, denen entsprechende Umlenkrollen 5b und 6b zugeordnet sind, insgesamt eine Vielrollennchteinheit 15 nachgeordnet ist. Mit dieser Vielrollennchteinheit lassen sich die Restkrümmungskorrekturen durchführen. Diese Vielrollennchteinheit 15 kann ortfeste Unterrollen und anstellbare Oberrollen aufweisen. Dieses ist in Fig. 4 lediglich angedeutet.
Die Fig. 3 und 4 zeigen im Übrigen Ausführungsformen, bei denen nur den ersten beiden Richtrollen 5a, 6a entsprechende Umlenkrollen 5b, 6b vorgeordnet sind. Es kann jedoch auch zweckmäßig sein, einer dritten Richtrolle 7a eine entsprechende Umlenkrolle 7b vorzuordnen. Diese Ausführungsform ist in den Fig. 3 und 4 nicht dargestellt. Es muss jedoch berücksichtigt werden, dass bei mehreren hintereinander angeordneten Richtrollen von Richtrolle zu Richtrolle in der Regel sukzessive immer weniger Streckgrad erzeugt wird, so dass
die Problematik betreffend die Langswelligkeiten zum Ende der Anlage hin unkritischer wird.