DE1925260A1

DE1925260A1 - Straightening, especially stretch straightening processes

Info

Publication number: DE1925260A1
Application number: DE19691925260
Authority: DE
Inventors: Curt Muenchbach
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-05-17
Filing date: 1969-05-17
Publication date: 1970-12-23
Also published as: BE749726A; ZA703302B; FR2054556B1; JPS5315823B1; GB1274964A; AT300506B; CH514368A; CA934648A; FR2054556A1

Description

Frau irma TJngererMrs. Irma TJngerer

^ZiaSen , a. 16. ^ZiaSen , op. 16.

' Eicht-, insbesondere Streckriohtverfahren.'' Calibration, especially stretching method.

Die Industrie benötigt zur Weiterverarbeitung in großen Mengen Halbzeugfabricate in Form von Stäben, Rohren, Profilen, Blechen, Bändern aus Stahl oder sonstigen Metallen.For further processing, the industry requires large quantities of semi-finished fabrics in the form of rods, tubes, profiles, sheets, Strips of steel or other metals.

Gerade bei der Herstellung von planen und dabei spannungsfreien Blechen bestehen immer noch Schwierigkeiten, denn die durch Walzen als Einzelblech oder auch aus gewalztem Metallband geschnittenen Bleche haben durch den Walzprozeß mehr oder weniger ausgeprägte Wellen, unebene Bahnen oder gar Buckel. Diese Unebenheiten müseen beseitigt werden. Allgemein verwendet man hierzu sog. Blech- oder Bandrichtmaschinen, das sind Maschinen mit möglichst vielen, in zwei Ebenen zu einer Obergruppe und einer Untergruppe parallel, aber versetzt zueinander angeordneten Richtwalzen (Fig. 1).There are still difficulties in the production of flat and tension-free sheet metal, because those caused by rolling As a single sheet or cut from rolled metal strip sheets have more or less pronounced as a result of the rolling process Waves, uneven tracks or even humps. These bumps must be be eliminated. So-called sheet metal or strip straightening machines are generally used for this purpose, i.e. machines with as many in two levels parallel to a supergroup and a subgroup, but offset from one another arranged straightening rollers (Fig. 1).

Beim Durchlauf eines Bleches zwischen Walzen-Ober- und -Untergrup- , pe bleiben die Bleche in der Dicke unverändert, aber die Walzen werden so ineinander angestellt, dag das durchlaufende Blech möglichst starke Wechselbiegungen erfährt, beim Verlassen der Maschine aber plan ausläuft.When a sheet passes between the upper and lower rolls, pe the sheets remain unchanged in terms of thickness, but the rollers are positioned in such a way that the sheet that passes through is as close as possible experiences strong alternating bends, but runs out flat when leaving the machine.

Bei diesem Wechselbiegen um die Richtwalzen-Oberfläche erfahren die Randfasern des Bleches Zug- und Druckbeanspruchungen, die bei richtiger Wahl des Richtwalzen-Durchmessers zur Blechdicke, (je dünner das Blech, desto kleiner der Durchmesser der Richtwalzen und umso schärfer die Blechbiegung) die Randfasern über ihre elastische Dehnfähigkeit beanspruchen und zum "Fließen" bringen. Hierdurch gleichen sich im Blech unterschiedliche Spannungszonen "Blech zu lang" oder "Blech zu kurz" aus, und das auslaufende Blech ist "gerichtet" und erscheint "optisch plan". Aber es ist technisch unmöglich, innerhalb des ganzen Blechquerschnittes alle durch das Biegen beanspruchten Material-Massenteilchen zur "Fließspannung" zu bringen. Vielmehr verbleibt, symmetrisch um die "neutrale Faser" angeordnet, eine Zone, deren Massenteilchen den elastischen Span- _ nungs-Grenzbereich nicht überschritten haben/ also aicht plastisch geworden sind.Experienced in this alternating bending around the straightening roll surface the edge fibers of the sheet tensile and compressive stresses, which with the correct choice of the straightening roll diameter to the sheet thickness, (depending thinner the sheet, the smaller the diameter of the straightening rollers and the sharper the sheet bending) the edge fibers over their elastic Claim elasticity and make it "flow". Through this different stress zones "sheet metal" are similar in the sheet metal too long "or" sheet metal too short ", and the sheet metal that runs out is" straightened "and appears" optically flat. "But it is technically impossible to within the entire sheet metal cross-section, all material mass particles stressed by bending for "yield stress" bring to. Rather, symmetrical about the "neutral fiber" remains arranged, a zone, the mass particles of which have not exceeded the elastic stress limit range / so do not have become plastic.

Ein mit Walzen-Richtmaschinen gerichtetes Blech enthält immer Restspannungen, ist immer nur "optisch plan" und nie ganz "spannungsfrei". Bei hohen Blechdurchlauf-Geschwindigkeiten vergrößert sich zunehmend mit der Geschwindigkeit der Anteil der unbeeinflußbaren elastisch bleibenden Zone am Gesamt-Blechquerschnitt. Das Richtergebnis wird schlechter. Wird die Blechdurchlauf-Geschwindigkeit noch weiter gesteigert, so vermögen die Material-Massenteilchen sich nicht schnell genug, entsprechend den Spannungsverhältnissen, zu ordnen; es bleiben noch mehr Restspannungen bestehen, die die Richtqualität eines scheinbar planen Bleches schon nach wenigen Stunden sichtbar erheblich verschlechtern.A plate straightened with roller straightening machines always contains residual stresses, is always only "optically flat" and never completely "stress-free". At high sheet metal throughput speeds, the proportion of those that cannot be influenced increases with the speed remaining elastic zone on the total sheet metal cross-section. The straightening result becomes worse. Becomes the sheet feed speed increased even further, the material mass particles cannot move fast enough, according to the stress ratios, assign; there are still more residual stresses which visibly deteriorate the straightening quality of an apparently flat sheet metal after just a few hours.

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Das Streckricht-Verfahren beseitigt diese typischen Nachteile aller Walzen-Richtmaschinen. Bei diesem Verfahren läuft ein Blechband durch zwei Walzensysteme, zwei Richtraaschinen z. B« oder zwei S-RoI-len-Gerüste. Zwischen beiden z. B. S-Rollen-Gerüsten läuft das Blechband unter regelbarem Streckzug. Dieser Streckzug läßt sich so steigern, daß nach zunehmender elastischer Dehnung des Bandes der elastische Dchnbereich überschritten wird und die Massenteilchen in das "Fließen" kommen, der "plastische Zustand" erreichtThe stretch-straightening process eliminates these typical disadvantages of all Roll straightening machines. In this process, a sheet metal strip runs by two roller systems, two straightening machines z. B ”or two S-roll frameworks. Between the two z. B. S-roll stands that run Sheet metal strip under adjustable stretching. This stretching tension can be increased so that after increasing elastic elongation of the tape elastic diameter is exceeded and the mass particles to "flow", to reach the "plastic state"

wird. Aus einem solchen gereckten Band geschnittene Bleche sind nicht nur optisch plan,sondern auch weitgehend frei von Restspannungen. Dieses Verfahren eignet sich vorwiegend für dünneres Blechband bei mäßigen Reckkräften und hohen Geschwindigkeiten. Dickere Blechbänder erfordern jedoch ausserordentlich hohe Reck-Zugkräfte. Uta diese Zugkräfte in wirtschaftlichen Grenzen zu halten, ordnet man vorteilhaft in der Zugstrecke des Blechbandes eine Walzen-Richtmaschine an. Diese bringt durch Wechselbiegungen die Randzonen des Biechbandes zum Fließen, während nur ein geringer Reckzug zusätzlich erforderlich ist, um die ^elastische Zone" um die "neutrale Faser" des Bandes auch zum Fließen zu bringen.will. Sheets cut from such a stretched strip are not only visually flat, but also largely free of residual stress. This process is mainly suitable for thinner sheet metal with moderate stretching forces and high speeds. However, thicker sheet metal strips require extremely high stretching tensile forces. Uta to keep these pulling forces within economic limits, it is advantageous to arrange a roll straightening machine in the pulling path of the sheet metal strip. This brings the Edge zones of the Biechbandes to flow, while only a small additional stretching is required to the ^ elastic zone "around to get the "neutral fiber" of the tape to flow as well.

Die vorliegende Erfindung erreicht durch ein neues Arbeitsverfahren eine erhebliche Qualitätsverbesserung der Planheit von Blechen bei gesteigerter Fertigungsleistung und vorübergehender, oft erwünschter Änderung der Material-Eigenschaften vor der Weiterverarbeitung. The present invention is accomplished by a new working method a considerable improvement in the quality of the flatness of sheet metal with increased production output and temporary, often more desirable Change of material properties before further processing.

Das neue Arbeitsverfahren sieht vorsThe new working procedure provides

Walzen-Richtmaschinen oder S-Rollen-Gerüste, bei denen beim Blechoder Blechband-Durchlauf zusätzlich Vibrationen eingeleitet werden, wie weiter unten geschildert. Diese zusätzliche "Vibration" erleichtert den Massenteilchen spannungsfreie Einordnung in die Materialgefüge-Struktur. Hierdurch wird nicht nur der Richtvorgang beschleunigt sondern auch vervollkommnet, und was für viele Weiterverarbeitungs-Vorgänge sehr vorteilhaft ist, Roll straighteners or S-roll stands, where sheet metal or Sheet metal strip passage additional vibrations are introduced, as described below. This additional "vibration" makes it easier the mass particles stress-free classification in the material structure. This not only speeds up the straightening process but also perfects it, and this is very advantageous for many further processing operations,

es vermindern sich: die Material-Fließgrenze,the following decrease: the material yield point,

die Rieht- oder Streckkräfte,the straightening or stretching forces,

es erhöhen sich; die Material-Dehnung,it increase; the material elongation,

die Material-Plastisität, die Fließ-, Form*-, Streck-, Zieh- und Prägefähigkeit,the material plasticity, the flow, form *, stretch, pull and Embossing ability,

es verlieren sich: diese Fähigkeiten stetig und wieder restlos in Abhängigkeit von der Zeit und der Materialart.it is lost: these abilities steadily and again completely depending on the time and the Material type.

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Die Vibrations- oder Schw.ingerregung kann auf die Maschinenkörper selbst oder deren Teile, wie Walzen usw., zur Überleitung auf das Blechband aufgebracht werden. Eine Begren^'nq^ ist technisch aller-" dings durch die Größe der Massen gegeben, wie auch durch die Präge der Wirtschaftlichkeit wegen des sehr hohen Energiebedarfes. Vorteilhaft ist es, die Schwingerregung direkt auf das Blechband wirken zu lassen. Mit geringem Energieaufwand lassen sich wirtschaftlich die kleinen Massen des Blechbandes schwingerregen, und hohe Frequenzen und Amplituden sind erreichbar.The vibration or oscillation excitation can be applied to the machine body itself or its parts, such as rollers, etc., for transfer to the sheet metal strip. A limitation ^ 'nq ^ is technically given by the size of the masses, as well as by the character of the economy due to the very high energy requirement. It is advantageous to let the vibration excitation act directly on the sheet metal strip The small masses of the sheet metal strip can be vibrated economically, and high frequencies and amplitudes can be achieved.

Die Schwingungserreger können sein:The vibration exciters can be:

mechanischer Art, z. B. durch Exzenter oder unwuchtmechanical type, e.g. B. by eccentric or imbalance

erzeugt,generated,

elektro-magnetisch,electro-magnetic,

pneumatisch,pneumatic,

akustisch - durch Schall oderacoustically - by sound or

unhörbar - durch Ultraschall.inaudible - by ultrasound.

Es ergeben sich folgende AusführungsformensThe following embodiments result

I. Ein Erreger-Aggregat erzeugt durch regelbare Frequens und Amplitude Schwingungen eines Maschinenköxpers oder eines Teils eines Maschinenkörpers, z. B. Richtv.-alzen oder S-Gerüst-Rollen und durch diese Körper:I. An exciter aggregate generated by controllable frequencies and Amplitude vibrations of a machine body or part of a machine body, e.g. B. Richtv.-alzen or S-frame roles and through these bodies:

Schwingungen im Blechband, senkrecht zu dessen Dicke undVibrations in the sheet metal strip, perpendicular to its thickness and

senkrecht zu dessen Durchlauf-Richtung (siehe Fig. 1, 2).perpendicular to its direction of passage (see Fig. 1, 2).

II. Ein -Bxrreger-Aggregat erzeugt durch regelbare Frequenz und Amplitude Schwingungen eines Maschinenkörpers, z. B. Richtwalzen oder S-Gerüst-Rollen und durch diese KörpersII. A -Bxrreger-aggregate generated by adjustable frequency and Amplitude vibrations of a machine body, e.g. B. straightening rolls or S-stand rolls and through this body

Schwingungen im Blechband,, in und gegen dessen LaufrichtungVibrations in the sheet metal strip, in and against its direction of travel

Figo 3, 4, S₀ 6).Figo 3, 4, S ₀₆ ).

HI» ■ Ein Erreger-Aggregat erssugt durch regelbare Frequenz undHI »■ An exciter unit replaces with adjustable frequency and

Schwingungen direkt im Blechband,, senkrecht au dessen DickeVibrations directly in the sheet metal strip, perpendicular to its thickness

ς, und senkrecht zu dessen Laufrichtung:ς, and perpendicular to its direction of travel:

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a) mit konstanter Schwingweite (Schwingstrecke)a) with constant oscillation amplitude (oscillation path)

b) mit veränderlicher Schwingweiteb) with variable amplitude

c) mit mehreren veränderlichen Schwingweiten, mit jeweils veränderlicher Frequenz und Amplitude (siehe Fig. 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13)*c) with several variable amplitudes, each with variable frequency and amplitude (see Fig. 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13) *

IV. Ein Erreger-Aggregat erzeugt durch regelbare Frequenz und Amplitude Schwingungen eines Maschinenkörpers, z. B. Richtwalzen oder S-Gerüst-Rollen und durch diese Körper:IV. An exciter unit generated by adjustable frequency and Amplitude vibrations of a machine body, e.g. B. straightening rolls or S-stand rolls and through these bodies:

Schwingungen im Blechband, quer zum BlechbandVibrations in the sheet metal strip, across the sheet metal strip

(in Richtung der Bandbreite) und ^v quer zu dessen Durchlauf-Richtung (siehe Fig. 14). .(in the direction of the bandwidth) and ^v transversely to its direction of passage (see FIG. 14). .

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich anwenden bei allen Querschnitts formen linearer Körper aus Metallen, die sich eignen wie: Draht, Stäbe, Rohre, Profile, Bleche, Blechband usw.The method according to the invention can be used for all cross-sections form linear bodies from metals that are suitable such as: wire, rods, tubes, profiles, sheet metal, sheet metal strip, etc.

Die Regelung von Frequenz und .Amplitude ist abhängig von:The regulation of frequency and amplitude depends on:

Material - Form -. Abmessungen . ElastizitätsmodulMaterial - shape -. Dimensions . modulus of elasticity

ψ Festigkeit ψ strength

FließgrenzeYield point

Dehnungstrain

Härte ■ · "Hardness ■ · "

OberflächenbeschaffenheitSurface texture

Frequenzbereich: ca. 40 bis lOOO Hz = NiederfrequenzbereichFrequency range: approx. 40 to 10000 Hz = low frequency range

bis ca. 20 Khz ^. Hochfrequenzbereichup to approx. 20 Khz ^. High frequency range

Amplitude: im Niederfrequenzbereich - bis höchstens 0,8 mmAmplitude: in the low frequency range - up to a maximum of 0.8 mm

im Hochfrequenzbereich - 0,1 bis 0,Ol mm.in the high frequency range - 0.1-0.0, ol mm.

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Das Arbeitsverfahren ist grundsätzlich anwendbar bei:The working procedure is generally applicable to:

a) Material-Durchlauf durch ein Walzensystem.a) Material flow through a roller system.

Material unterliegt Wechselbiegungen, ohne oder mit zusätzlich angelegter Zugspannung, jMaterial is subject to alternating bending, with or without additional applied tension, j

b) Aufbringung der Schwingbewegung direkt auf das Material7 dieses unter Zugspannung oder auch ohne Zug.b) Application of the oscillating movement directly to the material7 of this under tension or without tension.

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Claims

PatentansprücheClaims

I.JRicht-, insbesondere Streckricht-Verfahren für flfretallbleche, insbesondere -Blechbänder, dadurch gekennzeichnet, daß dem zu richtenden Blech während des Richtverganges eine Vibration erteilt wird. . '. -^: '' _;■ _ [ ■.--.:: -C ^; ^ Λ ^; I.JRicht-, especially stretch-straightening method for metal sheets, especially sheet metal strips, characterized in that the sheet to be straightened is given a vibration during the straightening process. . '. - ^: ''_; ■ _ [■ .--. :: -C ^; ^ Λ ^;

2. Verfahren nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß dem Blech oder Blechband die Vibration von ihrerseits achiuingerregten maschinenteilen überfragen wird.2. The method according to claim!, Characterized in that the Sheet metal or sheet metal strip the vibration of machine parts that are themselves excited.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Blech oder Blechband die Vibration unmittelbar durch einen oder mehrere Schwingungserreger erteilt wird.3. The method according to claim 1, characterized in that the Sheet metal or sheet metal strip the vibration directly through an or multiple vibration exciter is issued.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Blech oder Blechband in quer zu seiner Fläche gerichtete Schwingungen versetzt wird.4. The method according to claim 1 or one of the following, characterized characterized in that the sheet metal or sheet metal strip in transverse to his Surface-directed vibrations are offset.

5. Verfahren nach Anspruch ! oder 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bla.ch oder Blechband in mindestens einer der in seiner Ebene liegenden Richtungen, vorzugsweise in der in seiner Ebene liegenden Längs- oder Quersichtung, in Schwingungen versetzt wird.5. Method according to claim! or 2 or 3, characterized in that the Bla.ch or sheet metal strip in at least one of the in directions lying in its plane, preferably in the longitudinal or transverse direction lying in its plane, in vibrations is moved.

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6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2.oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Blech oder Blechband zugleich in quer zu seiner Fläche gerichtete und in in seiner Flache liegenden Richtungen v/erlaufende Schwingungen versetzt wird.6. The method according to claim 1 or 2 or 3, characterized in that the sheet metal or sheet metal strip is displaced at the same time in transverse to its surface and in directions lying in its surface v / running vibrations.

7. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der in Schwingungen zu versetzenden Blech- oder Blechbandsiiecke einstellbar ist.7. The method according to claim 1 or one of the following, characterized characterized in that the length of the sheet metal or sheet metal band corner to be set in vibration is adjustable.

Θ. V/erfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, vorzugsweise verschieden lange und gegebenenfalls je für sich ,einstellbare Schwingstrecken in Richtung der Blech- oder Blechbandlänge vorgesehen sind.Θ. V / experience according to claim 1 or one of the following, characterized characterized in that several oscillating paths, preferably of different lengths and optionally each individually adjustable, are provided in the direction of the sheet metal or sheet metal strip length.

9. Verfahren nach Anspruch B, dadurch gekennzeichnet, daß je Schwingstrecke mit verschiedener, zweckmäßig einstellbarer Frequenz gearbeitet wird.9. The method according to claim B, characterized in that each Oscillating path is worked with different, expediently adjustable frequency.

10. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch10. The method according to claim 1 or one of the following, characterized

gekennzeichnet, daß die Schwingungsamplituden einstellbar sind.characterized in that the oscillation amplitudes are adjustable.

11. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß mit pulsierend veränderlicher Frequenz und/ oder Amplitude gearbeitet wird.11. The method according to claim 1 or one of the following, characterized characterized in that it works with a pulsating variable frequency and / or amplitude.

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