DE1452609A1 - Vorrichtung zum Glaetten von Blech mit einem Satz zylindrischer Walzen - Google Patents

Description

Dipl.-ing.R.H.Bahr

1452809

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Neue Gesaratbeschreibung

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Vorriciitmig zum Glätten von Bleck mit einem Satz, zylindrischer Walzen

.Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Glätten von Blech mit einem Satz zylindrischer walzen, durch die das Blech mehrfach, abwechselnd gerichteten Ablenkungen mit plastischen Deformationen· unterworfen und gleichzeitig gestreckt wird.

Ks ist bereits eine Vorrichtung bekannt, siehe die 0oA-Patentschrift 2 504 292, bei der außer der Biegung um Rollen noch ein ötreckzug angewandt wird* und es ist auch

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eine zwischen den angetriebenen Walzen liegende frei drehbare Walze vorgesehen, an die sich das Blechband anlegt. Diese bekannte "Walze ist ballig gehalten-.und läßt sich durch eine Walze mit einer anderen Balligkeit ersetzen, ü'ine Einrichtung zur Regelung der Höhe der Walze ist aber nicht vorgesehen, so daß eine Korrigierung bestimmter;yffehier^j die im Blech bei."-dieser Be- ,. arbeitung auftreten, nicht möglich ist.

-Insbesondere kann der· Planizitätsfehler nicht behoben werden, der sich durch das folgende Phänomen ergibt:

Während des Eontaktes der Walzen mit dem Blechband, wirken die Reibungskräfte Änderungen der Breite der • Bl eehbandf lacheentgegen, welche sich in Kontakt mit den Walzen befindet. Wenn mit;- ,._Jt , ■ _v

χ die ,Längsrichtung, mit .■·,-',.-■■'-■-'■ -.-·■■ y die Querrichtung .des Blechbandes, mit

und Cy die einheitliehen ¥erformungen und mit

Ox' undOy¹ die Spannungen bezeichnet werden, so ⁼ er'-"''^Λ ' gibt.sich bei der_: plastischen Verformung die folgende Beziehung:. ,._;

9C9810/01 iß . , ■ ,₍ ^:

(h)

E (λ)

Während des Kontaktes des Blechbandes mit der Rolle gilt:

» O

und damit

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Es.ergeben sich also als Folge der plastischen Verformung sowie der Reibung der Walze Zugspannungen in der Querrichtung des Blechbandes, die von der außenliegenden Flache
desselben zu der in Kontakt mit der Walze stehenden Fläche ansteigen.

Dies ist ein Grund dafür, daß das Blechband, sobald es frei wird, auf der Seite der Rolle, die es verläßt, in diesem
Gleichgewichtszustand die Form einer konkaven Rinne (eines "Dachziegels") annimmt. Dieser Fehler soll im Nachfolgenden auch als "Dachziegelfehler¹¹ oder "Schuppenfehler¹¹ bezeichnet werden. Ein solcher Fehler stellt sieh also dann ein, wenn das Blech nach dem Planieren die Form einer geraden Rinne annimmt und mit alternierenden Biegebeanspruchungen gearbeitet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung der eingangs erwähnten Art so zu verbessern! daß sie zur

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Behebung des erwähnten "Schuppenfehlers" geeignet ist.

Dabei wird davon ausgegangen, daß es nicht möglich ist, die Lage und den Durchmesser einer Walze zu berechnen, die den bchuppenfehler zu beseitigen in der Lage ist. Die vorherige i^iVestlegung durch Berechnung unter der Annahme, daß die Spannungen im Band einschließlich der !Reibungskoeffizienten usw. bekannt sind, ist also praktisch nicht möglich. Eine derartige Irbeitsweise wäre darüber hinaus auch nur für ein einziges bestimmtes Band brauchbar. .

Zur Lösung der erwähnten Aufgabe ist die Erfindung gekennzeichnet durch einen am Blech anliegenden und mit mindestens einer sein Durchbiegen verhindernden Äbstützwalze ausgestatteten Zylinder relativ geringen Durchmessers (Korrektionszylinders) sowie durch einen weiteren Zylinder relativ großen Durchmessers, der das Band zwingt, sich an den Zylinder anzulegen, der in seiner Höhenlage ein- und verstellbar ist, wobei diese Höhenstellung des Zylinders im Blech transversale Spannungen erzeugt, die sich den beim vorhergehenden G-lättvorgang entstehenden QuerBpannungen überlagern und in der Mittelebene des Bleches eine Essultiereäde erzeugen, welche sich Jener Spannung entgegenstellt, die die als "Schuppen." bezeichneten Planizi-

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-'■ ' . BAD OßtälNAL:

tätsfehler erzeugt« Unter zweckmäßiger .ciinregelung der Hohe der die Schuppenbildung korrigierenden Walze werden also durch die Erfindung dem Blach Querspannungen erteilt, die so den beim Planieren aufgetretenen Beanspruchungen überlagert werden und zu einer in halber ßlechdick© liegenden Kesultierenden führen, die die »Schuppen- oder Rinnenbildung aufhebt.

Man hat festgestellt, daß durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei Modifizierung der Lage der V/alze ein Blech eingeführt werden kann,: bei dem der Hinnenfehler von einer Sichtung in die andere variieren kann (Konkavität nach oben oder Konkavität nach unten), indem man eine Zwischenstellung durchläuft, in der der Schuppenxeriler völlig verschwindet.

Die erfindungsgemäüe Vorrichtung kann ferner zur Korrek tur des erwähnten "Dachziegelfehlers" auch für ein Verfahren zum Planieren der Blechbänder angewendet werden, die durch Walzen in einem letzten Durchgang kaltverformt worden sind.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung· In dieser zeigen:

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Fig. 1 einen: Vertikalschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Korrektur des "Dachziegelfehlers^lf y

Fig. 2 im Vertlkalschnitt die Anwendung der Erfindung auf die geregelte Längung von aufgewickelten Blechbändern;

Fig, J eine dem letzten Walzdurchgang nachgeschal- ' ' tete erfindungsgemäße Vorriclitung sciiematiSGh» =

In Fig. 1 ist mit 1 das sieii in der Richtung des Pfeiles E fortbewegende Blechband bezeichnet, welches' durch Auf- und Abwickelvorrichtungen der übliohen Art _t die in der Abbildung nicht dargestellt sind, beispielsweise aber ebenso ausgebildet sein können, wie die aus Fig. 2 ersichtlichen,vielter unten noch zu erläuternden Spannwerke HL und Tgt'üntfer Spannung gehalten werden. Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung gemäß der Erfindung, welche nunmehr im einzelnen beschrieben werden wird^ ist* zwischen diesen beiden Spannwerken ¹S^ und Tg angeordnet»

Das Blechband 1 verformt sich durch abwechselnde Biegungen, die ihm bei seinem Hindurchlaufen zwischen den RoI-

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len 2 und 2¹ von kleinen Durchmessern durch seine Anlage an diesen erteilt werden· Jede dieser Bollen ist mit zwei Abstützzylindern 3* 3' und 4, 4¹ kombiniert, durch welche ein Durchbiegen der Rollen verhindert wird. Die Abstützrollen 3 und 3', welche sich auf Wellen 5 und 5¹ drehen, sind auf einem (Dragkörper 6 gelagert, der seinerseits durch Schrauben 9 en einer Platte 7 befestigt ist. Der Sragkörper 6 ist auf der Platte 7 durch einen Keil 10 zentriert. Die Platte 7 ist ihrerseits durch mit Splinten versehene Bolzen 11 und 12 an der die Gesamtvorrichtung tragenden Rahmenkonstruktion 8 befestigt.

Die Abstützrollen 4 und 4' sind in gleicher Weise wie die Rollen 3 und 3¹ auf einem Körper 13 gelagert» welcher mit einer Tragplatte 14 fest verbunden ist, die ihrerseits an der Rahmenkonstruktion 25 der Gesamtvorrichtung durch zwei durch Splinte gesicherte Muttern 15 befestigt ist.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung, welche dazu dient, den Planizitätsfehler in der Querrichtung (Dacliziegelfehler) zu beseitigen, der in dem Blechband 1 bei seinem Durchlaufen über die Rollen 2, durch welche ihm alternierende Biegungen erteilt worden sind, entstanden ist, besteht aus einem Zylinder 16 von verhältnismäßig großem Durchmesser und einer Rolle 17, von klei-

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nem Durchmesser, dem "Korrekturzylinder", an welchen das Blechband durch den Zylinder 16 angedrückt wird. ¥m ihre Durchbiegung zu verhindern, ruht die kleine Holle 17 auf Stützrollen 18 und 18' auf.

. Der Zylinder 16 dreht sich in in eine Platte 19 eingesetzten Lagern. Die Platte 19 ist mit der Platte 7 durch Schrauben verbunden. Ein Keilkörper 21 dient zur Zentrierung des Tragkörpers 19.

Dadurch, daß die Höhenlage des KorrekturZylinders 17 nämlich so eingestellt wird, daß dem Band eine zweckentsprechende Ausladung aus seiner IPortbewegungsrich- ' tung erteilt wird, werden in dem Blechband 1 die quergerichteten Spannungen erzeugt, welche durch ihre Überlagerung über die bei dem Durchlaufen des Blechbandes zwischen den Rollen 2 und 2' erzeugten Quer spannungen die in der mittleren Dicke des Brachbandes wirkende. Resultierende ergeben, durch deren Wirkung der genannte Planizitätsfehler beseitigt wird.

Die Vorrichtung, welche es gemäß der Erfindung ermöglicht, die Höhenlage des kleinen KorrekturZylinders einzustellen, besteht aus einem Tragkörper 22, auf welchem die die Stützrollen 18 und 18' tragende Platte gelagert ist, welche unter der Wirkung- einer Exzentsr-

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' vorrichtung bestellt aus einer sieh um eine Welle 27 drehenden, zu. dieser exzentrischen Scheibe 26, welche sieh an einer durch die Schraube 29 an dein tragkörper 22. befestigten Platte 28 abstützt.

Durch die Drehung der Scheibe 26 der Exzentervorrichtung um die Welle 2? wird das Anheben oder Absenken der an dem (Dragkörper 22 festen Abstützzylinder 18 und 18', dadurch, daß der Tragkörper 22 sich um die Welle 24· verschwenkt, bewirkt. Durch diese Bewegung der Eszentervorrichtung erfolgt also eine Änderung der Höhenlage des Korrektur-Zylinders 1?, dessen Lage ,je nach den Umständen so eingestellt wird, daß die Wirkung der Beseitigung des PIanizitätsfehlers des Blechbandes 1 erzielt wird»

ferner ist gemäß der Erfindung ein System von Ausricht~ keilen 30 und 31 vorgesehen, welche es ermöglichen, erwünscht enf alls den Abstand der Kahmenkorper 25 und 8 voneinander zu verstellen.

In Fig. 2 ist schematisch die Gesamtanordnung einer Vorrichtung veranschaulicht, welche die Anwendung der Erfindung für die kontrollierbare Mngung von zu Rollen aufgewickelten Bleehbändem oder Bandstahl ermöglicht· In dieser Abbildung sind die den in };'ig. 1 dargestellten ent-

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sprechenden Element© mit ten gleichen Bezugs »eichen wie dort bezeichnet«

.Diese Vorrichtung gemäß fig*2 beetehtaus einem Ge· häuae O, welches, wie weites unten noch erläutert werden wird, die oben anhand von ffig* 1 dargestellte Vorrichtung gemäß der Erfindung, di· zwischen zwei Rollenspannwerken !C₁ und 5U angeordnet ist, enthält. Das Spannwerk Tg kann in bekannter Weise durch einen Motor angetrieben und mechanisch mit dem Spannwerk T^ so gekuppelt werden, daß, wenn "VL die lineare Geschwindigkeit der Rollen R der Spannvorrichtung Φ^ und V^ ^di* lineare Geschwindigkeit der Rollen B¹. der Spannvorrichtung £« ist, sich für eine gegebene Einstellung der Apparatur eine Längung A des Blechbandes'i in Proisenten entsprechend der folgenden Beziehung ergibt: : .

Oonstans

Die mechanische Verbindung zwischen de,n Rollen des Spannwerkes T* und denen des Spannwerkes Tg* die nachstehend als "Längungsvorrichtung" bezeichnet werden wird, bildet keinen wesentlichen Seil der Erfindung und wird deshalb: nicht im einzelnen beschrieben,, Dies β

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Vorrichtung kann in "bekannter¹ Weise ©in Geschwindigkeitswechselgetriebe oder ein System mit Differential- und Geschwindigkeiiswechselgetriebe sein, welches es ermöglicht, eine kontinuierliche Regelung der Längung innerhalb bestimmter Grenzen vorzunehmen·

Das Gehäuse O enthält eine erste Gruppe von Rollen R^, die aus den Rollen 2 und 2¹ und deren Abstützrollen 4, 4-¹ und 5, 3¹ bereits oben an Hand von 3?ig» 1 beschrieben wurden, und die in der dort erläuterten Weise dem Blechband 1 alternierende Biegungen erteilen, besteht.

Auf diese Weise erfährt das Blechband durch das Gesamtsystem eine kontrollierte Längung und alternierende Biegung mit einer dem des ("skin pass") entsprechenden Wirkung, ohne daß jedoch das Aussehen seiner Oberfläche . verändert wird, Ferner erfolgt, falls sämtliche Rollen genau parallel zueinander angeordnet sind, eine vollkommene Vergleichmaßigung der Länge sämtlicher Längsfasern des Blechbandes, durch welche die Voraussetzungen für die als im Ergebnis erzielte, vollkommene PIanizität geschaffen werden.

Der Durchmesser der Rollen 2 und 2' muß in Abhängigkeit von der vorgesehenen Dicke des Blechbandes und dem gewählten Haß der Längung so bemessen werden, daß

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sich auf keinen Fall im äuge der Behandlung eine so hohe Zugwirkung auf das Blechband zwischen der Spannvorrichtung 1\ und dem Gehäuse 0 ergibt, daß die auf das Band ausgeübte Zugspannung die Elastizitätsgrenze des Metalls übersteigt, weil sonst auf. dem Band die sogenannten "Lüderslinien" gebildet werden würden.

Aus all diesen verschiedenen Überlegungen ergibt sich», daß der Durchmesser der Rollen 2 und 2' in der Regel zwischen $0 und 4ü mm liegen wird·

Die konkave Seite der beim Umlaufen des Blechbandes um die im oberen Teil der Vorrichtung angeordnete Rolle erteilte Querdurchbiegung ist nach der Rolle 2¹ hin gerichtet.

Die Beseitigung dieser Verformung dient auch im ITaIIe des Ausführungsbeispiels gemäß Fig.. 2 diezweite Gruppe Rg von Rollen, die oben anhand von Fig. 1 beschrieben wurden. Diese Gruppe von Rollen besteht wie in dem ersten Falle aus einem Zylinder 16 und der aus den drei Rollen 17, 18 und 18' bestehenden dessen nächgeschalteten Gesamtheit. Die Bemessung des ümschlingungswinkels des Blechbandes 1 auf der Rolle 1? ermöglicht es, wie bereits erläutert wurde, den Planizitätsfehler des Bandes in der Querrichtung völlig zu beseitigen, d.h. diesem eine völlige Planizität zu erteilen.

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Die .Einstellung dieses Umschlingungswinkels erfolgt durch genaue vertikale Einstellung der aus den Hollen 1?, 18 und 18' bestehenden Gesamtheit, mittels der oben an Hand von I^lig. 1 beschriebenen Exzentervarrichtung, die aus Vereinfachungsgründen in J¹Ig. 2 nicht dargestellt ist.

Wie sich aus den vorstehenden Erläuterungen ergibt, ermöglicht es die letztbeschriebene Anwendung der Vorrichtung gemäß der Erfindung, in kontinuierlicher Arbeitsweise ein Blechband alternierende Biegung unter Zugeinwirkung und mit genau kontrollierbarer Längung zu erteilen.

Die neue Korrekturvorrichtung kann, wie oben bereits bemerkt wurde, auch bei einer dem letzten eine Kaltverformung bewirkenden Walzdurchgang nachgeschalteten Anlage zum Planieren von Blechen, Anwendung finden (ii'ig. 3). Auch in dieser schematischen Figur sind die den oben an Hand von ii^lig. 1 beschriebenen analogen Elemente mit den gleichen Bezugszeichen wie dort bezeichnet,

Das dünne Blechband 1 durchläuft das schematisch dargestellte mit 33 bezeichnete den letzten Ealtverformungsdurchgang durchführende Walzgerüst und passiert

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■·- 1.4526Da

abgangsseitig desselben die mit Abstützrollen 3\ 3' und 4, 4' kombinierten Rollen 2 und 2' der Planiervorrioh- _: tung, welche alternierende Biegungen des Bandes bewirken.

Nach Verlassen der.Rollen 2 und 2'lauft das Band unter einer Ablenkwalze 16 hindurch» .welche es an die Rolle 17 der oben beschriebenen Korrekturvorrichtung für den "Dachziegelfehler" anlegt. Diese Rolle 17 von kleinem Durchmesser ruht auf Abstützwalzen 18 und 18 V Die Korrekturvorrichtung ist die gleichewie oben beschriebe»», -

Mit 32 ist die Aufwickelvorrichtung, welche auf das Blechband eine Zugwirkung ausübt, und mit 34 eine Ablenkrolle bezeichnet, welche den Einfluß der fortschreitenden Änderung des Durchmessers der aufgewickelten Bandspule ausübt, ausgleicht.

Die"letztbeschriebene Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung ergibt die folgenden Vorteile:

Vom wirtschaftlichen Gesichtspunkt den, daß die Vorrichtungen zum Auf- und Abwickeln des Bandee bei Jedem Walzwerk notwendigerweise bereits vorhanden sind und nicht neu beschafft zu werden brauchen, __.■■■"

vom technischen Gesichtspunkt den* daß der Zeitpunkt der 909&Ϊ0/Ο116

Beseitigung der Restspannungen, die sich nach dem letz* ten Kalthärtungsdurohgang in dem Band ergeben, nunmehr der istι in welchem das Band am leichtesten einer plastischen Verformung unterworfen werden kann, während mit der Zeit diese Spannungen nachlassen und sich auch ihrer Größe nach verringern. Wenn gemäß dem Torschiag der Erfindung die Gesamtheit des Metalls "bei der Planierung einer plastischen Verformung unterworfen wird, so ist das der genaue Zeitpunkt, in welchem die vorhandenen Spannungen am höchsten sind und deshalb diese Behandlung am leichtesten durchzuführen ist·

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Claims (4)

1. ~if 14- ^2 609*1

   Compagnie*des Ateliers IL A 15 487 W/Ma

   et forges de la Loire ... ^lW

   U52609

   Neue P atentansprüche

   1v Vorrichtung zum Glätten von Blech mit einem Satz zylindrischer Walzen, durch die das Blech mehrfachen abwechselnd gerichteten Ablenkungen mit plastischen Deformationen unterworfen und gleichzeitig gestreckt wird, gekennzeichnet durch einen am Blech anliegenden und mit mindestens einer sein Durchbiegen verhindernden Abstützwalze (18, 18¹) ausgestatteten Zylinder (1?) relativ geringen Durchmessers (Korrektionszylinder) sowie durch einen weiteren Zylinder (16) relativ großen Durchmessers, der das Band zwingt, sich an den Zylinder (1?) anzulegen, der in seiner Höhenlage ein- und verstellbar ist,¹ wobei diese Höhenverstellung des Zylinders (16) im Blech transversale.Spannungen erzeugt, die sich den beim vorhergehenden Glättvorgang entstehenden Querspannungen überlagern und in der Mittelebene des Bleches eine Resultierend© erzeugen, welche sich jener Spannung entgegenstellt,, die die als "Schuppen" bezeichneten Elanizitätsfehler erzeugt·
2. 2. Maschine nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e η η ζ ei c hne t , daß der Korrektionszylinder (17) und

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   Neue Unterlagen (Art. 7 ? 1 Abs. 2 Nr. I Satz 3 des Ändejrureegea. v. 4.9. .1987)

   - AT

   die Gegenwalzen (18, 18') zu ihrer Höhenverstellung in einer um eine Welle schwenkbaren Halterung gelagert sind, an der ein Exzenter angreift,
3. 3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, bei der zwei aus Walzen bestehende, mechanisch gekuppelte"Walzen-^: gruppen eine gesteuerte Btreckeinrichturig bilden·, dadurch g e k e η η ζ ei ohne t^; , daß vor dem Zylinder (17) kleineren Durchmessers eine dem Blech mehrfache abwechselnd gerichtete Ablenkungen erteilende Walzengruppe (2, 2') vorgesehen ist, wobei der Durchmesser der Walzen (2, 2') derart gewählt ist," daß zwischen dieser Walzengruppe · (2, 2¹) und der ersten Walzengruppe (T^, T₂) üer ■ Btreckeinriclitung noch keine Zugspannung für das Blech auftreten kann, die über der Elastizitätsgrenze des Bleches liegt und die Bildung von Lüders-Linien hervorrufen könnte.
4. 4. Maschine nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß der Durchm.ess.er der Walzen (2, 2') zwischen 30 und 4-0 mm beträgt.

   5„ Maschine nach Anspruch 3 oder 4-, dadurch gekennzeichnet , daß den Walzen (2,2·) der die Ablenkung herbeiführenden Walzengruppe Abstützwalzen (4, 4·'} 3, 3') zugeordnet sind.