Plattenwalzen mit variabler Geometrie

Technik/Rohre und Profile

In der Kleinserienfertigung sind Anlagen, die mehrere Arbeitsschritte bewältigen können, von Vorteil. Wenn es um das Walzen von Blechplatten geht, ist eine Dreiwalzenanlage mit variabler Geometrie die richtige Wahl.

02. Oktober 2018
© Seravesi
Bild 1: Plattenwalzen mit variabler Geometrie (© Seravesi)

Die Dreiwalzenanlage unterscheidet sich stark von der herkömmlichen Plattenwalzmaschine, denn sie hat keine fest angebrachte Walze. Die Anlage ist so konzipiert, dass sich die Oberwalze nach oben und unten und die beiden Unterwalzen horizontal und voneinander unabhängig bewegen. Die Flexibilität der Anlage macht sie zur geeigneten Wahl für Materialien ab 25,4 Millimeter Dicke. Im Folgenden wird erklärt, was Dreiwalzen-Rundbiegemaschinen leisten können.

Kurzes, flaches Ende

Eine Plattenwalzmaschine benötigt eine Angriffsfläche, wenn sie das Material in eine zylindrische Form biegen soll. Deshalb endet jeder Plattenwalzvorgang typischerweise mit einem ungebogenen, flachen Endabschnitt. Dieser flache Abschnitt wird durch eine Dreiwalzenanlage mit variabler Geometrie minimiert.

Wird die Platte von links in die Maschine eingeführt, greifen die linke Unterwalze als untere Pressform und die Oberwalze als Pressstempel die Vorderkante der Platte. Die rechte Unterwalze stützt die Platte bei deren Einführung in die Maschine ab. Die Oberwalze drückt direkt auf die Vorderkante, so dass nur ein kleines flaches Ende zurückbleibt, das auf den gewünschten Radius verformt wird. Die Kante ist durch die Verschiebung zwischen den Walzenachsen der Oberwalze und der linken Unterwalze korrekt vorgebogen. Die anschließende Rotation sorgt weiter für die Wunschkurve.

Die traditionelle Vier-Walzen-Plattenwalztechnik hinterlässt einen wesentlich längeren flachen Abschnitt, da die Vorderkante der Platte zwischen Ober- und Andruckwalze eingespannt wird. Damit die Platte beim Vorbiegen nicht herausrutscht, muss die Vorderkante der Platte weit über die Mittelachse hinausragen, was bedeutet, dass der lange Abschnitt flach bleibt. Beim Vierwalzenbiegen, bei dem sich eine zusätzliche Walze unter der Oberwalze befindet, schiebt die rechte Unterwalze die Platte an, um den Umformungsprozess zu beginnen.

Dadurch wird die Platte in die Luft gehoben, was gefährlich sein kann. Dieses Walzszenario führt außerdem zu einer beträchtlichen Verschiebung zwischen der Vorderkante und der Stelle, an der sich die Umformung abspielt. Mit der Dreiwalzenanlage können Anwender den Abstand zwischen Oberwalze und Unterwalzen verringern, so dass der flache Teil deutlich reduziert wird.

Formen mit engem Durchmesser

Bei Plattenwalzmaschinen mit variabler Geometrie ist der Abstand zwischen Oberwalze und Unterwalzen sehr groß. Dadurch kann ein Verarbeiter Durchmesser nahe der Oberwalze walzen. In den meisten Fällen können diese Durchmesser das 1,15-Fache des Durchmessers der Oberwalze oder in manchen Fällen sogar weniger betragen. Bei der Vierwalzentechnik ist der Abstand geringer. Der minimale verfügbare Durchmesser beträgt das 1,15-Fache des Durchmessers der oberen Walze.

Dieser Arbeitsvorgang ist bezeichnend für die Flexibilität der Technologie – die Option, Platten unterschiedlicher Dicke zu walzen, indem man den Abstand zwischen den Achsen der Unterwalzen verändert. Um dieses Konzept zu veranschaulichen, eignet sich das Bild einer Abkantpresse. Für dünnere Platten können ein kleinerer V-Stempel und eine geringere Biegekraft verwendet werden. Für dickere Platten sind ein breiterer V-Stempel und mehr Kraft erforderlich.

Je breiter der V-Stempel wird, desto weniger Kraft ist nötig, um die dickere Platte zu biegen. In einer Dreiwalzenmaschine mit variabler Geometrie können dünnere Platten verformt werden, indem die Unterwalzen näher zur Mitte versetzt werden. Für die Verformung dickerer Platten gilt das Gegenteil.

Anlage wird nicht abgenutzt

Einige Maschinen mit variabler Geometrie besitzen die Option, die Unterwalzen zu kippen, um das Kegelwalzen zu ermöglichen. Dadurch können 100 Prozent der Maschinenkapazität dem Walzen dieser konischen Form gewidmet werden. Da die Unterwalzen bei Plattenwalzmaschinen mit variabler Geometrie nicht motorisiert sind, ist der Aspekt der unterschiedlichen Materialoberflächengeschwindigkeiten aufgrund unterschiedlicher Radien kein Problem. Bei Vierwalzen-Rundbiegemaschinen führen die unterschiedlichen Geschwindigkeiten zur Abbremsung. Dieser Vorgang kann die Getriebe der Unterwalzen belasten.

Nachwalzen ist weniger stressig

Beim Nachwalzen einer neu geschweißten Form lässt die Dreiwalzentechnik mit variabler Geometrie nicht zu, dass die Schweißnaht gleichzeitig mit der Oberwalze und den Unterwalzen in Berührung kommt. Dies ist bei Vierwalzenmaschinen nicht der Fall. Ein solches Zusammentreffen kann die Walzen stark beanspruchen. Außerdem kann die Oberwalze in einer Plattenwalzmaschine mit variabler Geometrie als Abkantpressenstempel zum Nachwalzen der Schweißnaht des Zylinders verwendet werden.

Platte kann begradigt werden

Dank der Option, die Oberwalze während des Rotierens auf und ab zu bewegen, lassen sich Drei-Walzen-Maschinen mit variabler Geometrie als Begradigungsmaschinen für gewellte Platten einsetzen. Die Anlage funktioniert wie eine Richtpresse, um den gewünschten Ebenheitsgrad der Platte zu erreichen.

Erschienen in Ausgabe: 06/2018