DE2705167C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kaltschneiden eines metallischen Flachmaterialstreifens nach dem Oberbegriff des Patentanspruches. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Kaltschneiden d. h. Aufteilen von Flachmaterial von einer Spule oder von aufgespultem Blechmaterial in Einzelstreifen, und zwar ohne daß während des Aufteilvorganges irgendwelche Grate gebildet werden.

Ein Verfahren zum Kaltschneiden eines metallischen Flachmaterialstreifens ist aus der US-PS 12 72 890 bekannt. Gemäß diesem bekannten Verfahren wird das zu schneidende Material, dort im Beispiel ein T-Träger, an den gesteuerten Spalt zwischen einem Kreismesserpaar eingeführt, wobei die Einschnitte in den Steg vollständig durchgeführt werden, wobei als Eindringtiefe der Messer etwa die halbe Materialdicke genannt ist. Bei dem Schervorgang erfährt der metallische Werkstoff unter Ausbildung stufenförmiger Abschnitte eine vertikale Relativbewegung, wobei anschließend ein Flachdrücken des abgescherten Werkstoffes zwischen einem Paar einander gegenüberliegender Walzen vorgenommen wird, um "jede Faser zu brechen, die die geschnittenen Teile noch verbinden könnte".

Nach der DE-PS 26 40 939 ist bereits ein Verfahren zum Kaltschneiden eines metallischen Flachmaterialstreifens vorgeschlagen worden, wonach bei einem Blechband-Bund zur Ausbildung von mehreren nebeneinanderliegenden Blechstreifen in das Blechband Schnitte so eingebracht werden, daß Restmaterialbrücken als in Längsrichtung der Blechstreifen aufeinanderfolgende, sich nur über einen Teil der Blechbanddicke erstreckende Schnittstellen im Verlaufe einer sonst das Blechband vollständig durchsetzten Trennfuge ausgebildet werden. Mit Hilfe dieses älteren Verfahrens sollen Schwierigkeiten beim Aufwickeln eines geschlitzten Flachmaterials vermieden werden, die durch Dicken-Ungleichförmigkeiten des Materials über die Breite desselben entstehen. Es entsteht ein Blechband-Bund, das aus mehreren nebeneinanderliegenden Blechstreifenwickeln besteht, die an ihren benachbarten Trennfugenrändern über zerbrechbare Restmaterialbrücken trennbar miteinander verbunden sind.

Eine Abwandlung dieses Verfahrens besteht darin, das Blechband auch fortlaufend zu teilen, wobei die Vorrichtung zur Durchführung dieses abgewandelten Verfahrens gegenüberliegende Messer aufweist, die so eingestellt sind, daß sie eine fortlaufende Schnittlinie zwischen benachbarten Streifen erzeugen, wobei das Band bis zu einer Stelle kurz vor dem vollständigen Zerbrechen eingeschnitten wird, und der Bruch vollendet wird, nachdem das Aufwickeln begonnen hat. Näheres ist dazu jedoch nicht gesagt.

Ferner wurde ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung vorgeschlagen, mit denen die Entstehung selbst der Grate beim Schneiden oder Spalten eines Flachmaterials verhindert wird. Einzelheiten sind beispielsweise in der DE-PS 18 06 305 sowie in den Veröffentlichungen "Neue Schneidverfahren zum Erzielen glatter Schnittflächen und gratfreier Kanten", Nr. 8, Blech Rohre Profile, Seiten 16/17, 1970 und "Contergeschnittener Bandstahl", Nr. 4, 1972 in derselben Zeitschrift, beschrieben. Bei dem Stand der Technik nach der DE-PS 18 06 305 ist ein zweites Paar Schnittrollen zusätzlich zu und angrenzend an einen ersten Satz Schnittrollen vorgesehen, wobei nach dem Eindringen des ersten Schnittrollenpaares in das zu spaltende Band ein umgekehrtes Eindringen durch das zweite Schnittrollenpaar erfolgt, so daß das Flachwalzmaterial in eine Mehrzahl von Spaltprodukten oder Streifen aufgetrennt wird. Im einzelnen ist die allgemeine Anordnung der bekannten Vorrichtung derart getroffen, daß das erste Schnittrollenpaar dazu geeignet ist, den sich bewegenden Walzwerkstoff durch einen ersten Schervorgang längs einer Linie einzuscheren, so daß ein erster Teil des Walzwerkstoffes von einem zweiten Teil desselben entlang der Linie in senkrechter Richtung noch nicht vollständig abgeschnitten wird, während das zweite Schnittrollenpaar den nur teilweise angeschnittenen Teil des Walzwerkstoffes erneut einem Scher- oder Spaltvorgang in umgekehrter bzw. entgegengesetzter Richtung bezüglich der gegebenen Schnitt- oder Spaltrichtung des ersten Schervorganges längs derselben Linie unterzieht, wodurch der erste Teil vollständig von dem zweiten Teil des Walzwerkstoffes entlang der genannten Linie abgetrennt wird. Der größte Vorteil dieser Technik besteht darin, daß dadurch ein Spaltprodukt ohne Grate kontinuierlich erzeugt werden kann. Wie jedoch aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, ist bei dieser Vorrichtung die Anzahl der Schnittrollen bzw. -scheiben doppelt so groß wie bei der herkömmlichen Spaltmaschinenanordnung, und folglich entsteht ein beträchtlich höherer Arbeitsaufwand bei der Wartung, beispielsweise beim Austausch, beim Schärfen und bei der Einstellung der Schneidscheiben im Vergleich zu der herkömmlichen Spaltmaschine. Damit eine derartige Anordnung nach dem Stand der Technik erfolgreich ist, ist es wesentlich, die Ausrichtung der Achsen der zwei Schneidscheibenpaare mit besonders hoher Präzision zueinander ausgerichtet zu halten, und es ist auch erforderlich, daß die Führungsvorrichtungen für den Walzwerkstoff in einem solchen Zustand gehalten werden, daß sie mit besonderer Präzision arbeiten. Bei einer solchen Anordnung ist es wesentlich, daß eine sehr hohe Genauigkeit und Präzision bei der Planung und Herstellung der Spaltmaschine selbst bei aller zugehörigen Komponenten sowie bei der täglichen Inbetriebnahme und bei der Wartung eingehalten wird. Folglich ist es unvermeidlich, daß die Herstellungskosten einer derartigen Spaltmaschine das Doppelte oder Dreifache einer herkömmlichen Anordnung mit gleicher Produktionskapazität ausmachen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, das Verfahren zum Kaltschneiden eines metallischen Flachmaterialstreifens der eingangs definierten Art derart zu verbessern, daß der Spaltvorgang des Flachmaterialstreifens insbesondere ohne Gratbildung mit Hilfe einer besonders einfach ausgebildeten und einfach zu wartenden Schneidvorrichtung durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnungsteil des einzigen Patentanspruches aufgeführten Merkmale gelöst.

Im Gegensatz zu dem bekannten Verfahren erfolgt bei dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung niemals im ersten Verarbeitungsschritt, d. h. also während der Bearbeitung durch die Schneidscheiben, ein vollständiges Durchtrennen des Flachmaterialstreifens, sondern erst beim abschließenden Flachdrücken des Werkstoffes durch die Walzen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1A bis 1C schematische Ansichten zur Darstellung des Funktionsprinzips des erfindungsgemäßen Kaltschneidverfahrens und der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht, die das Aussehen der Grate darstellt, die bei nach dem Stand der Technik hergestellten Spalterzeugnissen gebildet werden;

Fig. 3 eine Perspektivansicht eines zum Teil abgescherten Werkstoffes, der dadurch erhalten wird, daß er durch die erste Spaltstation geführt wird;

Fig. 4A bis 4E Querschnittsansichten zur Darstellung der weiteren Schritte des Kaltschneidverfahrens nach der Erfindung, wobei ein gratfreies Spalterzeugnis hergestellt wird;

Fig. 5A und 5B schematische Ansichten zur Darstellung des Arbeitsprinzips des Vielfachschneidvorgangs nach dem erfindungsgemäßen Verfahren;

Fig. 6 eine graphische Darstellung des Verhältnisses zwischen den Scherkräften und den endgültigen Abscherpunkten beim ersten Schneidvorgang;

Fig. 7A und 7B graphische Darstellungen eines geeigneten Überlappungsbereiches, der eine erfolgreiche Durchführung des erfindungsgemäßen Schneidverfahrens gewährleistet;

Fig. 8A eine graphische Darstellung des Einflusses, den die Wahl des Abstands bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ausübt;

Fig. 8B eine graphische Darstellung, aus der sich der geeignete Bereich bezüglich des Wertes für den Spielraum (Schneidspalt) und der Messer im Verhältnis zur Dicke des Flachmaterials entnehmen läßt;

Es wird zunächst auf die Fig. 1A und 1B Bezug genommen, in denen schematisch das Funktionsprinzip des erfindungsgemäßen Schneidverfahrens dargestellt ist. Fig. 1A zeigt den Verfahrensschritt des teilweisen Abscherens eines flachen Materialstreifens durch das Eingreifen von zwei Schneidscheibenpaaren in einer Trenn- oder Spaltstation, wobei die Schneidscheiben zylindrisch ausgebildet sind und drehbar auf einem Paar paralleler Wellen angeordnet sind, während ein gegenüberliegendes Schneidscheibenpaar in einem solchen Abstand davon angeordnet ist, daß ein "Eindringen" in die Oberflächen des flachen Materialstreifens stattfindet, das gespalten werden soll. Zur Vereinfachung der Beschreibung ist der flache Materialstreifen mit dem Bezugszeichen I, II und III bezeichnet, um die drei abzuspaltenden Streifenteile anzudeuten. Das zu spaltende Flachmaterial wird unter der Krafteinwirkung zwischen dem Paar gegenüberliegender Schneidscheiben 1, 1′ abgesetzt, und ebenso zwischen einem weiteren Paar aus einer oberen Schneidscheibe 2 und einer unteren Schneidscheibe 2′, entsprechend einer vorbestimmten gegenseitigen Anordnung der Schneidscheiben zueinander mit bestimmten Betriebsfaktoren wie "Überlappung" "L" und "Spielraum" "C" (Seitenabstand).

Mit dem Bezugszeichen "L" ist ein Vertikalspalt bzw. ein senkrechter Abstand zwischen den Umfangsoberflächen eines gegenüberliegenden Schneidscheibenpaares 1 und 2 oder 1′ und 2′ bezeichnet, wie dies aus Fig. 1A zu ersehen ist, d. h. die Tiefe bzw. das Ausmaß des Eingriffes oder Einschnittes der Schneidscheiben in das Flachmaterial, durch den der gewünschte teilweise abgescherte Zustand erreicht wird, wenn das Material durch das Paar gegenüberliegender Schneidscheiben hindurchläuft, wobei dieser Wert als Überlappung negativ ist, wenn jedes Paar der oberen und unteren Schneidscheiben voneinander in senkrechter Richtung entfernt eingestellt ist, während der Wert positiv ist, wenn eine Überlappung in senkrechter Richtung vorliegt. Der Begriff "Spielraum" bedeutet hier den seitlichen Abstand zwischen den gegenüberliegenden Seitenflächen jeweils eines Paares miteinander in Eingriff gelangender Schneidscheiben und ist in Fig. 1A mit dem Bezugszeichen "C" bezeichnet; dieser Wert ist positiv, wenn die gegenüberliegenden Seitenflächen der zwei Schneidscheiben in seitlicher Richtung gegeneinander nach außen verschoben sind, und ist negativ, wenn die gegenüberliegenden Flächen der zwei Schneidscheiben nach innen versetzt angeordnet sind bzw. sich in seitlicher Richtung überlappen.

Wenn ein derartiges Eingriffsverhältnis zwischen dem zu spaltenden Flachmaterial und den zwei gegenüberliegenden Schneidscheibenpaaren vorliegt, wie dies in Fig. 1A gezeigt ist, so gibt der deformierte Bereich des Flachmaterials, wenn sich der anfängliche Einstellwert der Überlappung "L" zwischen den gegenüberliegenden Schneidscheibenpaaren in Richtung auf einen positiven Wert zu verändert, stärker nach als seine plastische Randdeformierbarkeit es ermöglicht. Wenn schließlich ein bestimmter Überlappungswert L erreicht ist, der von der plastischen Deformierbarkeit des Flachmaterials und dem Wert für den Spielraum C abhängt, erfolgt ein Bruch an den Stellen der deformierten Teile, die neben den Kantenstellen der Schneidscheiben liegen, so daß die deformierten Teile des Flachmaterials II von den danebenliegenden deformierten Teilen des Flachmaterials I und II abgetrennt werden, wobei die Brüche durch das Material hindurchgehen. Ein solcher Trenn- oder Spaltvorgang wurde bisher mit einer Kombination der Werte für L und C durchgeführt, wie sie den Spaltvorgängen nach dem Stand der Technik entsprechen. Es ist jedoch bei einem derartigen Spaltvorgang unvermeidlich, daß sogenannte "Grate" an den Schneidflächen gebildet werden, die sich in Spaltrichtung erstrecken. (Siehe die mit "g" in Fig. 2 bezeichneten Grate.) Da eine derartige Gratbildung aus dem Brechen oder Einreißen an den seitlichen Oberflächen der Schneidscheiben resultiert, ist es wesentlich, das Auftreten eines derartigen Brechens zu verhindern oder irgendwelche wirksamen Maßnahmen zu treffen, bevor die Bruchbildung auftritt, damit die Bildung derartiger Grate bei dem Spaltvorgang verhindert wird.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Werte für die Überlappung L und den Spielraum C selektiv derart vorbestimmt, daß eine Bruchbildung bzw. eine Trennung in den deformierten Bereichen des Flachmaterials beim ersten Verfahrensschritt verhindert wird. Bei diesem Verfahrensschritt ist es vorteilhaft, einen Wert C zu wählen, der eine Schnittstrecke des Flachmaterials ermöglicht, die den kleinstmöglichen Neigungswinkel bezüglich der Senkrechten bildet, was in Fig. 4E mit R bezeichnet ist, damit ein möglichst optimaler Zustand der späteren Bruchseite des Flachmaterials erhalten wird, wie im einzelnen noch beschrieben wird. Für die Überlappung L ist es wesentlich, daß ein solcher Wert gewählt wird, der eine Abtrennung der Flachmaterialstreifen erst im zweiten Verfahrens-Schritt gewährleistet wird, was ebenfalls im einzelnen noch beschrieben wird. Eine optimale Kombination dieser Werte für L und C ändert sich je nach Art des zu behandelnden Werkstoffes, was ebenfalls im einzelnen noch anhand von Versuchswerten erläutert wird. In Fig. 3 ist als Beispiel der Zustand eines mit den Schneidscheibenpaaren der Spaltstation bei dem ersten Verfahrensschritt teilweise gescherten Flachmaterials gezeigt, wobei Abscherwölbungen α an den äußeren Eckrändern vorhanden sind. Nach dem vorstehend beschriebenen Schritt der Teilabscherung des Flachmaterials, bei dem der mittlere Teil II in senkrechter Richtung bezüglich der verbleibenden angrenzenden Teile I und III verschoben ist, wird dann das Flachmaterial in den Zwischenraum zwischen einem Paar gegenüberliegender Walzen 3, 4 in der in Fig. 1B gezeigten Glättungswalzenstation unter Zwangseinwirkung eingeführt. Beim Durchgang durch den Zwischenraum zwischen den Walzen 3, 4 wird der mittlere Teil II des Flachmaterials, welcher in senkrechter Richtung gegenüber der Ebene der übrigen angrenzenden Teile I und III vorsteht, zurückgedrückt in eine Richtung, die entgegengesetzt der Eindringrichtung ist, die bei dem ersten Verfahrensschritt in der Spaltstation vorherrschte, so daß eine vollständige Abtrennung in drei Teile I, II und III erfolgt, wie dies in Fig. 1C gezeigt ist.

Es wird nun auf die Fig. 4A bis 4E Bezug genommen. Dort ist das Flachmaterial im deformierten Zustand gezeigt, wie es sich durch das Eindringen der senkrecht gegenüberliegenden Schneidscheiben 1 und 2 ergibt, wobei die deformierten Bereiche des Flachmaterials noch im ungetrennten Zustand sind (Fig. 4A); danach ist das Flachmaterial in einem Zustand gezeigt, wo es teilweise in Eingriff mit den Walzen 3, 4 in der Glättungswalzenstation ist, wobei die abgescherten Flächen a in der Spaltlinie des Flachmaterials liegen, während geglättete Oberflächen b in den Bereichen angrenzend an die erwähnten abgescherten Oberflächen a einander gegenüber gebildet werden. Während das teilweise abgescherte Flachmaterial in den Zwischenraum zwischen den Walzen 3, 4 gezwängt wird, werden die an den äußeren Ecken des Flachmaterials gebildeten Wölbungen α auf den Wert α′ verkleinert aufgrund des Fortschreitens des Druckeffekts der Walzen 3, 4, und es werden in wachsendem Maße neue Abscherwölbungen b an den Rändern gebildet, die denjenigen gegenüberliegen, wo die Wölbungen α lagen, während das Ausmaß des Eingriffs der Walzen 3, 4 nach und nach größer wird. In Fig. 4C ist das Flachmaterial gezeigt, wie es mit den Walzen 3, 4 weiter in Eingriff gelangt, wobei die plastische Deformierung des Flachmaterials aufgrund des Niederdrückvorganges einen Extremwert erreicht, wobei dann ein Bruch an den vorderen Enden A, A′ der deformierten Bereiche des Flachmaterials erfolgt, die dann weiter auf ein solches Maß anwachsen, daß schließlich eine Verbindung zwischen den so gebildeten Rissen entsteht, die von den Anfangspunkten A, A′ ausgehen, woraufhin das teilweise abgescherte Flachmaterial nun in die endgültigen, durch Spaltung hergestellten Erzeugnisse I, II und III getrennt ist, wie in Fig. 4D zu sehen ist. Fig. 4E zeigt Einzelheiten einer Schnittfläche des abgespaltenen Stücks II; dort ist eine kleine Wölbung α′ und eine Bruchoberfläche gezeigt, die zwischen der abgescherten Oberfläche a und der geglätteten Oberfläche b entstanden ist, jedoch keinerlei Grate aufweist. Es ist zu beachten, daß die Abscherwölbung α, die bei dem teilweisen Abscheren gebildet wird, bei dem Endprodukt nun beträchtlich kleiner ist, während eine relativ große Wölbung β′ bei dem zweiten Verfahrensschritt, nämlich dem Niederdrücken bzw. Abflachen entsteht, wie in Fig. 4E zu sehen ist. Wie schon im einzelnen erläutert wurde, unterscheidet sich das gemäß der Erfindung gewonnene Spalterzeugnis von den Erzeugnissen, die durch das herkömmliche Conterschneidverfahren gewonnen werden, dadurch, daß zwei Abscherwölbungen gebildet werden, von denen eine relativ groß und die andere relativ klein ist, und zwar am oberen und am unteren Rand des Endproduktes. Bei den nach dem bekannten Verfahren hergestellten Erzeugnissen entstehen zwei deutliche Wölbungen an den Kanten.

Es wird nun auf die Fig. 5A und 5B Bezug genommen, in denen schematisch das Erfindungsprinzip dargestellt ist, wie es auf einen sogenannten Vielfach-Schneidvorgang angewendet wird, wobei ebenfalls gratfreie Produkte entstehen, wie dies im Zusammenhang mit den Fig. 4A bis 4E erläutert wurde.

Im folgenden wird die Bestimmung der optimalen Werte für die Überlappung (L) und den Spielraum oder den Abstand (C) beschrieben, welche bei dem ersten Verfahrensschritt der Teilabscherung Anwendung finden, und zwar anhand der Ergebnisse einer Reihe von Untersuchungen.

Wahl des Wertes für die Überlappung (L)

Zur Ermittlung der allgemeinen Auswirkung der Überlappung L beim ersten Verfahrensschritt des Schneidvorganges wurde eine Reihe von Untersuchungen mit beispielsweise aufgespultem Weichstahl durchgeführt, der zuvor durch seitliche Beschneidung bearbeitet wurde; die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in dem Diagramm von Fig. 6 aufgetragen, wobei die Niederdrückkräfte zur Bewirkung der Teilabscherung auf der Ordinate und die Überlappungswerte auf der Abszisse aufgetragen sind. In diesem Diagramm sind sieben Punkte a, b, c, d, e, f und g eingezeichnet, die jeweils die Druckkräfte angeben, welche den Teilscherungseffekt ergeben, wobei der Punkt d einen Maximalwert angibt.

Bei den Untersuchungen wurde ein Versuchsband aus Weichstahl bei verschiedenen Überlappungswerten verwendet, die jedem der gegebenen Punkte a, b, c, d, e, f und g entsprechen, wobei der Punkt d eine maximale Druckkraft angibt, und zwar als erster Schritt des Schneidvorganges, und dann wurde das Versuchsband im zweiten Verarbeitungsschritt den Druckkräften der Walzen ausgesetzt, welche einen Durchmesser von 245 mm aufwiesen und wobei der Walzenspalt auf "t" eingestellt wurde, so daß untersucht werden konnte, welchen Erfolg das erfindungsgemäße Verfahren brachte. Dem Diagramm ist zu entnehmen, daß bei Durchführung des ersten Schrittes des Schneidvorganges mit einer Belastung in der Nähe des Punktes mit maximaler Druckkraft keine Grate an den abgeschnittenen Rändern des Versuchsbandes auftreten, wobei das Band in drei Abschnitte I, II und III gespalten wurde, nachdem es die zweite Station also die Glättungswalzenstation durchlaufen hatte, so daß der Versuch also erfolgreich war. Die auf Scherung beruhende Deformierung (Belastung) bei dem ersten Schritt hatte ein solches Ausmaß, daß die Scherkraft nahe an dem Punkt maximaler Scherbelastung lag, der das Versuchsband ausgesetzt werden kann.

Die Fig. 7A und 7B zeigen die Charakteristika im Bereich der Überlappung, bei denen das erfindungsgemäße Verfahren Erfolg bringt. Bei dieser besonderen Testreihe wurde eine Schneidmaschine vom Zug-Schneidetyp verwendet. Es hat sich herausgestellt, daß der Überlappungswert L beim ersten Schritt des Schneidvorganges in dem Bereich liegt, wo die Niederdrück- oder Zugkräfte kleiner sind als ihre Spitzenwerte. Diese Tendenz bedeutet, daß die Bruchbildung beim zweiten Verfahrensschritt des Schneidvorganges auftreten sollte, also beim Abflachungs- oder Glättungsschritt, damit das erfindungsgemäße Verfahren erfolgreich durchgeführt werden kann.

Wahl des Wertes für den Abstand (C)

Um die allgemeine Auswirkung des Wertes für den Abstand C beim ersten Verfahrensschritt des Schneidvorganges zu ermitteln, wurden fünf verschiedene relative Werte für den Abstand C mit 5, 2, 5, 0, -4 und -8% der Dicke t des Versuchsbandes bei demselben Material realisiert, wobei die Dicke bei dieser Untersuchung 1 mm betrug. Gleichzeitig wurde die Breitendifferenz Δ B des durch Spaltung erzeugten Produktes überprüft, wobei die Ergebnisse in Fig. 8 gezeigt sind.

In dem Diagramm werden die folgenden Bezeichnungen verwendet: ⊗ stellt eine hochwertige Schnittoberfläche ohne Grate dar, ∘ stellt eine recht gute Schnittoberfläche ohne Grate dar, jedoch mit einer schlechten oder weniger glatten Bruchfläche als die hochwertige Schnittoberfläche und Δ stellt eine schlechte Schnittoberfläche dar, die zwar sauber getrennt ist jedoch gewisse Grate beim zweiten Verfahrensschritt erhalten hat und als unbefriedigend erachtet wird. Die hier auftretenden Grate sind jedoch wesentlich kleiner als bei dem schlechten Ergebnis, das mit dem Zeichen x bezeichnet ist. Wie Fig. 8A zu entnehmen ist, ergibt ein zu großer Wert für den Seitenabstand C keinen Spaltvorgang ohne Grate unabhängig von dem Überlappungswert bzw. Vertikalspalt L beim ersten Verfahrensschritt. Dieser Umstand wurde weiter untersucht, und die Ergebnisse sind in Fig. 8B gezeigt. Zweck dieser Überprüfung ist es, die Auswirkung des Wertes für den Seitenabstand C auf den Bereich zu untersuchen, wo der Schneidvorgang unbefriedigend wird (der in Fig. 8B mit dicken Linien umrandete Bereich), und zu vergewissern, ob der diesbezüglich fragliche Wert für den Seitenabstand ein Absolutwert ist oder ein Relativwert ist bezüglich der Dicke des bei diesem Vorgang zu spaltenden Flachmaterials. Aus dieser Überprüfung ergab sich, daß der kritische Seitenabstand C für einen erfolgreichen Schneidvorgang ein relativer Wert bezüglich der Dicke des untersuchten Werkstoffes ist, wie aus Fig. 8B zu ersehen ist, wo ein Seitenabstand von 5% ein kritischer Wert ist, bei dem der Schneidvorgang erfolgreich wird, und dies trifft zu, gleich ob die Dicke des Flachmaterials 1 mm oder 3, 2 mm beträgt. Aus Fig. 8A ist zu sehen, daß beim Ansteigen des Wertes für den Seitenabstand in negativer Richtung eine größere Differenz Δ B zwischen der Breite B des nach der Spaltung gewonnenen Produktes II und dem Schneidscheibenabstand Bd auf der Seite der unteren Schneidscheibenwelle entsteht, (siehe Fig. 1A und 4E, bei diesem Versuch ist B d = 2 C + 17,9 mm, wobei die 17,9 mm dem Außenseitenabstand der oberen Schneidscheiben entsprechen). Diese Tendenz bedeutet, daß beim Ansteigen des Abstandes C in negativer Richtung, aufgrund der Tatsache, daß der Wert B d allgemein dem Wert B′ in Fig. 4E entspricht, der Winkel R ansteigt, was eine schlechte bzw. nicht rechtwinklige Ausbildung der Schnittoberfläche ergibt. Folglich wird es bei diesem Schneidvorgang im Hinblick auf die angestrebte Präzision des Spaltproduktes vorgezogen, den Wert C für den Abstand auf den Nullpunkt oder nahe bei demselben (positiv oder negativ) einzustellen.

Die oben aufgeführten Ergebnisse ergeben sich zwar aus einer Versuchsreihe, die mit weichem Stahl durchgeführt wurde, es ergeben sich jedoch identische Ergebnisse bei der plastischen Bearbeitung von Metallen wie rostfreier Stahl, Messing, Kupfer, Aluminium usw. und auch bei Nichtmetallen wie Plastikharz, was natürlich bedeutet, daß die bei Weichstahl gefundenen Werte ebenfalls für eine Vielzahl von Werkstoffen gelten.

Bei der vorstehend beschriebenen Testreihe besaßen die gegenüberliegenden Walzen einen Abstand, der im wesentlichen der Dicke des bei dem Vorgang zu spaltenden Flachmaterials entspricht; es ist jedoch nicht wesentlich, den Walzenspalt auf die Dicke des behandelten Werkstoffes einzustellen. Wenn der Walzenspalt kleiner gemacht wird als die Materialdicke, so ergibt sich ein Walzeffekt auf der Materialoberfläche, was bewirkt, daß eine matte Oberfläche in eine glatte Oberfläche des Spaltproduktes aufgrund des Oberflächenbehandlungseffektes umgewandelt wird.

Ferner ist es bei dem ersten Verfahrensschritt des Schneidvorganges sehr einfach, die Flanken des teilweise abgescherten Flachmaterials während der Überführung zu dem Glättungsschritt zu führen, was die Entstehung irgendwelcher Verwerfungen des Flachmaterials verhindert. Dies trägt zur Qualitätsverbesserung des Erzeugnisses bei und ist ein weiterer Vorteil der Erfindung.

Die beschriebene Walzenstation ist auch dazu geeignet, einen gewöhnichen Walzvorgang durchzuführen. Bei der Erfindung braucht die Walzenstation nur einen Walzvorgang auszuführen, der in dem Zurückdrücken des teilweise abgescherten Werkstoffstreifens auf seine ursprüngliche Dicke besteht, so daß diese Walzenstation im Vergleich zu dem gewöhnlichen Walzwerk einen kompakten Aufbau aufweisen kann.

Der kleinste Radius für das Paar gegenüberliegender Walzen im Hinblick auf die richtige Greifwirkung dazwischen ist im wesentlichen derselbe wie bei den Schneidscheiben, was sich aus einer einfachen theoretischen Formel ergibt, die die Parameter des Reibungskoeffizienten zwischen den Schneidscheibenkanten und dem Flachmaterial enthält. Es ist jedoch auch möglich, ein Walzenpaar mit einem wesentlich kleineren Radius zu verwenden, als er sich aus der genannten Formel ergibt, wenn das vordere Ende des teilweisen abgescherten Flachmaterialstreifens zuvor auf seine ursprüngliche Dicke zur Erleichterung der Einführung in den Zwischenraum zwischen den Walzen zurückgehämmert oder gepreßt wird. Für den längeren Betrieb dieser Walzen in der Walzenstation ist es ferner interessant, daß bezüglich Ausrichtung und Arbeitskriterien dieser Walzen und Endbearbeitungsgüte keine so hohen Anforderungen gestellt werden wie bei den Schneidscheiben der Schneidstation. Für den Fachmann ist es relativ einfach, eine derartige Ausrichtung und Einstellung beim Aufbau der Walzenstation, die relativ klein und einfach im Aufbau ist, durchzuführen.

Claims (1)

1. Verfahren zum Kaltschneiden eines metallischen Flachmaterialstreifens bei welchem der Flachmaterialstreifen an den einstellbaren Spalt zwischen mindestens einem Kreismesserpaar eingeführt wird, eine Scherbeanspruchung des Flachmaterialstreifens durch das Kreismesserpaar erfolgt, wobei der metallische Werkstoff unter Ausbildung stufenförmiger Abschnitte eine vertikale Relativbewegung erfährt, und ein Flachdrücken des gescherten Werkstoffes zwischen einem Paar einander gegenüberliegenden Walzen, zwecks Trennung des metallischen Werkstoffes erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Vertikalspalt (L) zwischen den umfangsseitigen Schneidkanten des Kreismesserpaares abhängig von der Stärke des Flachmaterialstreifens in einem Bereich zwischen ca. 65 bis 90% der Stärke des Flachmaterials eingestellt wird, daß der Seitenabstand (C) zwischen den einander gegenüberliegenden Schneidkanten des Kreismesserpaares abhängig von der Stärke des metallischen Flachmaterialstreifens in einem Bereich zwischen 0 bis -10% und insbesondere 0% vorgegeben wird, so daß im metallischen Werkstoff in der Nachbarschaft der Schneidkanten während der anfänglichen Scherbeanspruchung des Werkstoffes kein Bruch entsteht und erst beim anschließenden Flachdrücken des Werkstoffes ein vollständiger Bruch des Werkstoffes an den Scherstellen erfolgt.