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Abspulen/Abwickeln

  • Abhaspeln
  • Ablauf
  • Ablaufkrone
  • Abrollen
  • Abspulen
  • Abwickeln
  • Abziehen
  • bewegliche Spule
  • drehbares Coil
  • drehbare Spule
  • dynamisches Abwickeln
  • dynamisches Abziehen
  • dynamisches Spulen
  • statisches Abwickeln
  • statisches Abziehen
  • Torsionsspannung

Grundsätzlich sind zwei Methoden gebräuchlich, um ein Richtgut abzuspulen oder abzuwickeln: statisch oder dynamisch.

Im Fall der statischen Abnahme, bei der Spule oder Haspel nicht bewegt wird, erfolgt der Abzug in der Regel in Achsrichtung und erzeugt bei jeder Windungsabnahme eine für den Folgeprozeß nachteilige Helizität oder Verdrallung.

Bei einer dynamischen Abnahme wird der Spulenkörper oder der Haspel um seine vertikal oder horizontal angeordnete Achse gedreht und damit das Richtgut tangential und torsionsfrei abgezogen.

Herunterfallende Windungen werden nur beim vertikalen Abspulen oder Abwickeln riskiert, dies trifft insbesondere bei intermittierenden Prozessen zu. Die horizontale Abnahme ist möglicherweise die technisch aufwendigere, aber für den jeweiligen Folgeprozeß die verarbeitungstechnisch bessere Lösung.

Abspulrichter

  • Ablauf
  • Abwickeltechnik
  • Akkumulator
  • Drahtspeicher
  • Speicher
  • Tänzer

Der Abspulrichter ist eine Kombination aus einer Abspul- und Richteinheit in Verbindung mit einem Speicher. Das Endlosmaterial (Richtgut) wird von einer Spule/einem Haspel abgespult/abgewickelt und über mehrere Umlenk- und Tänzerrollen (Speicher) und eine Biegerolle unter Beachtung gleichbleibender Umlenk- und Krümmungsrichtungen der Richteinheit zugeführt. Bis auf die Biegung des Richtgutes mittels der Biegerolle erfolgen alle Umlenkungen um die Umlenkrollen ausschließlich elastisch.

Die Spule/der Haspel ist drehbar gelagert, somit kann auch eine Spule bzw. ein Coil dynamisch abgewickelt werden (Vermeidung zusätzlicher Torsionsspannungen und Helizitäten im Vergleich zum statischen Abwickeln). Spule bzw. Haspel werden durch einen Elektromotor angetrieben. Ein Sensor erfaßt die Position der Tänzerrollen. Das elektrische Signal wird an die Motorelektronik übermittelt. In Abhängigkeit der Tänzerlage wird die Motordrehzahl geregelt.

Die konstante Abzugskraft des Richtgutes setzt sich nur aus der Richtkraft und einem beeinflußbaren Tänzergewicht zusammen. Gerade bei diskontinuierlichen Verarbeitungsprozessen werden wegen der Speicherfunktion zusätzliche Zugkräfte aus der Beschleunigung und der Verzögerung minimiert.

Die Konstruktion gestattet in Abhängigkeit des jeweiligen Richtgutes ein rasches Umrüsten auf andere Richtapparate oder einen Helix- oder Totrichter. Mittels einer Biegerolle, die vom Draht umschlungen wird und auch gebremst werden kann, stellt sich ein Streckbiegerichteffekt ein. Die Richteinheit besteht in der Regel aus einem Richtsystem mit zwei Richtapparaten.

Abzugskraft

  • Abzugskraft
  • Durchziehkraft
  • Durchzugskraft
  • Kraft
  • Reibungskraft
  • Reibungsmoment
  • Richtkraft
  • Transportkraft
  • Trägheitskraft
  • Zugkraft

Bei der Verarbeitung von Richtgut ist das Aufbringen von Kräften und Momenten erforderlich. Durch diese Kräfte und Momente werden die Verformungen und Bewegungen des Richtgutes erzeugt.

Als Abzugskraft wird die Kraft bezeichnet, die erforderlich ist, das Richtgut durch eine Anlage, eine Maschine oder Werkzeuge zu ziehen.

Welche Vorgänge beeinflussen nun die erforderliche Abzugskraft? Sie setzt sich u. a. zusammen aus:

  • Beschleunigungskräften für die Spule/das Coil aufgrund der Trägheit,
  • Reibungskräften zum Überwinden der Lagerreibung der Spule/des Coils,
  • Zugkräften, die durch die Biegungen und Lagerreibung der Umlenkungen entstehen,
  • Zugkräften, die durch die Biegungen und Lagerreibung der Umschlingungen des Richtgutes (besonders beim Totrichter) entstehen,
  • Zugkräften, die durch die Biegungen (u. a. Richtkraft) und Lagerreibung des Richtapparates entstehen.

Für die Ermittlung der Antriebskraft ist es notwendig, die Einflußgrößen der Abzugskräfte zu errechnen oder abzuschätzen.

Die Lagerreibungskräfte sind abhängig von der Art der Lagerung, in der Regel gering und können entsprechend vernachlässigt werden. Bei diskontinuierlichen Verarbeitungsprozessen und großen Spulen- bzw. Coilmassen besitzt die Beschleunigungskraft den größten Anteil an der Gesamtabzugskraft. Der Anteil der Zugkraft aus Biegungen wird mit steigender Anzahl (Richtrollen und Umlenkungen) und einer zunehmenden Zustellung der Richtrollen größer.

Zur besseren und genaueren Beurteilung der entstehenden Abzugskräfte wird die Trennung der Prozesse empfohlen. Entsprechend sollten der Spul- und der Richtprozeß individuell angetrieben werden.

Achsparalleles Richten

  • Achse
  • Achslage
  • achsparalleles Richten
  • Coilachse
  • horizontal
  • horizontale Achse
  • horizontales Richten
  • vertikal
  • vertikale Achse
  • vertikales Richten

Die Ebene der Ausgangskrümmung bestimmt die Anordnung des unmittelbar nachfolgenden Richtapparates. Horizontal gelagerten Spulen (Lage einer Spulenachse ist horizontal), Haspeln oder Umlenkrollen folgen in gleicher Ebene angeordnete Richtrollen (Lage einer Rollenachse horizontal). Äquivalentes gilt für vertikal gelagerte Spulen (Lage einer Spulenachse ist vertikal), Haspeln oder Umlenkrollen.

Die Richt- als auch die Krümmungsebene wird grundsätzlich erst in dem folgenden Richtprozeß geändert.

Zwei immer wiederkehrende Fehler:

  1. Der erste Richtapparat ist nicht achsparallel zur Abspul- oder Umlenkrollenachse angeordnet, sondern um 90 Grad verdreht. Hierbei wird dem Richtgut die notwendige Gegenkrümmung versagt. Das Richtgut erfährt eine Helizität.
  2. Der erste Richtapparat ist achsparallel zur Abspul- oder Umlenkrollenachse angeordnet, aber die erste und dritte Richtrolle berühren das Richtgut nicht auf der Seite der Spule. Dem Richtgut wird die erste notwendige Gegenkrümmung an der in Durchlaufrichtung zweiten Richtrolle versagt. Eine schlechte Richtqualität sowie sich ändernde Restkrümmungen folgen aus diesem Fehler.  

Analyse der Richtgutherstellung

  • Analyse der Richtgutherstellung
  • Richtgutherstellungsprozeß

Die Analyse des Richtgutherstellungsprozesses gilt neben der Analyse des Richtgutes und der des Endproduktes als unabdingbare Voraussetzung für den Aufbau eines korrekten Richtprozesses.

Von der Erzeugung des Urrichtgutes, seiner Erschmelzung bis zu seiner Letzt- oder Endverarbeitung werden die Werkstoffeigenschaften ständig beeinflußt. Das wird allgemein als Gedächtnis (Memory) bezeichnet.

Alle Einzelprozesse prägen dem Richtgut Spannungen auf. Nicht korrekte Richtguthandhabungen beeinflussen den sich ständig ändernden Eigenspannungszustand negativ, wogegen die korrekte Richtguthandhabung zur Vermeidung von zusätzlichen Spannungen führt und somit den Eigenspannungszustand im Prozeßverlauf nahezu konstant hält.

Wenn wir die Spannungen eines Richtgutherstellungsprozesses in vermeidbare und unvermeidbare Spannungen gliedern, so wird deutlich, daß durch das Vermeiden vermeidbarer Spannungen der erforderliche Richtprozeß wesentlich einfacher und konstant gestaltet werden kann und somit nachhaltig bessere Richtergebnisse erzielt werden können, die auch eine gleichbleibende Endqualität zur Folge haben.

Auf Prozesse mit unvermeidbaren Spannungseinflüssen sollten möglichst unmittelbar Korrektur-maßnahmen folgen, um Spannungen abzubauen, zu neutralisieren und nicht zu potenzieren.

Nur mit Hilfe gezielter Korrekturmaßnahmen können konstante Eigenspannungszustände erzeugt werden. So führen z. B. einheitliche Drehrichtungen von Rollen und ein definiertes Umlenken, ohne dabei die Orientierung der Krümmung zu ändern, zu konstanten Eintrittsparametern für einen sich anschließenden Richtprozeß.

Analyse des Endproduktes

  • Analyse des Endproduktes
  • Zielsetzung

Die Analyse des Endproduktes gilt neben der Analyse des Richtgutes und der Analyse des Richtgutherstellungsprozesses als unabdingbare Voraussetzung für den Aufbau eines korrekten Richtprozesses.

Die Qualität eines Endproduktes bestimmt sich durch die vorgegebenen Toleranzen für die Restkrümmung, die Resthelizität, die Streckgrenze und die Zugfestigkeit. Gleichermaßen spielen weitere Qualitätsmerkmale eine Rolle, die sich aus den mechanisch/physikalischen Anforderungen des Endproduktes ergeben.

Realistische Anforderungen definieren die Qualität eines Endproduktes, dessen Toleranzen nicht ungerechtfertigt eingeengt oder ungerechtfertigt von Folgeprozessen diktiert werden sollten.

Gleichfalls spielt die umweltgerechte Produktion eine wichtige Rolle. Beispielsweise können die Eigenschaften eines Endproduktes vor dem Hintergrund der für ihre Erreichung eingesetzten Energie vorgegeben werden.

Analyse des Richtgutes

  • Analyse des Richtgutes
  • Richtgutanalyse

Die Analyse des Richtgutes gilt neben der Analyse des Richtgutherstellungsprozesses und der Analyse
des Endproduktes als unabdingbare Voraussetzung für den Aufbau eines korrekten Richtprozesses.

Bei der Analyse des Richtgutes beschränken wir uns, ungeachtet der festzustellenden Werkstoffparameter, auf die Erfassung der geometrischen Richtgutparameter.

Im Verlauf seiner Herstellung werden dem Richtgut spezifische Krümmungen aufgeprägt. Eine Klassifikation kann wie folgt vorgenommen werden:

  1. Konstante Krümmung in einer Ebene.
  2. Krümmungsbereich in nur einer Krümmungsebene.
  3. Krümmungsbereich mit Radialversatz in einer Krümmungsebene.
  4. Konstante Krümmung und/oder Krümmungsbereich in Krümmungsebenen (Helizitäten).

Gute Voraussetzungen für konstante Verarbeitungsprozesse schafft das Ergebnis I. Alle übrigen Verformungen bedingen einen aufwendigen Weiterverarbeitungsprozeß mit zum Teil wenig konstanten Resultaten. Auch mit noch so aufwendigen Korrekturmaßnahmen ergeben sich nicht konstante Prozeßergebnisse. Beispielsweise können sogenannte  Helix- und Totrichter die Fertigproduktqualität nur eingeschränkt beeinflussen.

Die Analyse des Richtgutes beinhaltet die Festlegung und die Kenntnis der Richtgutparameter.

Antriebseinheit

  • Antrieb
  • Antriebseinheit
  • Raupenabzug
  • Treiber
  • Treibergerüst
  • Vorschub
  • Vorschubeinrichtung
  • Vortreiber

Endlosmaterialien müssen nicht nur gerichtet, sondern auch transportiert, gezogen oder geschoben werden. In der Regel ist dies die Aufgabe der eigentlichen Verarbeitungsmaschine. Bei Prozeßteilungen können Antriebseinheiten dem verarbeitenden Prozeß vor- und auch nachgeschaltet werden. Neben der hierbei entstehenden Prozeßteilung wird gleichzeitig eine Prozeßentlastung geschaffen.

Antriebseinheiten sind Vorschubeinrichtungen, die ein anzutreibendes oder vorzuschiebendes Gut in zwei oder mehreren Rollenpaaren oder Raupen klemmen und mittels einer motorischen Leistung eine Transportkraft aufbringen. Hierbei können jedwede Arten geregelter oder ungeregelter Motoren je nach Aufgabenstellung Einsatz finden. Die Anpreßkraft der Antriebsrollen oder Raupen wird pneumatisch, hydraulisch, motorisch oder manuell aufgebracht. Die Größe der Anpreßkraft ergibt sich aus der notwendigen Transportkraft, die das Richtgut durch Reibschluß bewegt. Die Druckkraft muß einerseits so groß gewählt werden, daß das Richtgut schlupffrei bewegt wird. Andererseits darf sie auch nicht zu groß sein, um plastische Verformungen oder Oberflächenbeschädigungen zu vermeiden.

Standardwerkstoff von Antriebsrollen ist gehärteter Stahl. Es können ohne weiteres auch andere Werkstoffe, wie z. B. Kunststoff oder Vulkollan® verwendet werden. Die Profilierung der Rollen richtet sich nach der jeweiligen geometrischen Querschnittsform des zu transportierenden Materials.

Alternativ zu Rollen werden Antriebsriemen zum Transport eingesetzt. Die Beschichtung der Antriebsriemen variiert je nach Prozeßmaterial, Aufgabenstellung etc.

Für die verschiedenen Einsatzgebiete wurden verschiedene Antriebseinheiten entwickelt:

  • ein angetriebenes Rollenpaar, einseitig gelagert             NA
  • ein angetriebenes Rollenpaar, zweiseitig gelagert          NAB
  • zwei angetriebene Rollenpaare, einseitig gelagert          NAD, NADV
  • zwei angetriebene Rollenpaare, zweiseitig gelagert       NADB
  • zwei Antriebsriemen, einseitig gelagert.                          NAK

Antriebseinheiten lassen sich problemlos mit anderen Elementen kombinieren, so z. B. Richtapparaten, Rollenführungen, Hydraulik- und Pneumatikaggregaten, Schaltschränken etc. Die so entstehenden Maschinen unterstützen existierende Produktionslinien.

Anzahl der Richtrollen

  • Anzahl der Richtrollen
  • Mindestanzahl der Richtrollen
  • Rollenanzahl
  • Rollenzahl

Drei grundsätzliche Faktoren beeinflussen die Anzahl der Richtrollen, der Ausgangs- oder auch Eintrittskrümmungsbereich, die zulässige Restkrümmung, sprich Toleranz des Endproduktes und die Werkstoffparameter, wie z. B. Streckgrenze, Elastizitätsmodul, Eigenspannung und Verfestigung.

Hieraus lassen sich vier einfache und verständliche Faustregeln ableiten:

  • Bei großem Ausgangskrümmungsbereich muß auch die Rollenanzahl steigen.
  • Bei konstanter Ausgangskrümmung ist die Rollenanzahl niedrig.
  • Bei steigender Festigkeit muß die Rollenanzahl größer sein 
  • Bei weicher werdenden Werkstoffen ist die Rollenanzahl kleiner.

Aus diesen vier Regeln lassen sich zwei weitere ableiten: 

  • Bei größerer Rollenanzahl wird der Winkel der Richtkonizität flacher. Der Krümmungsverlauf ist weniger aggressiv. 
  • Bei kleiner Rollenanzahl wird der Winkel der Richtkonizität steiler. Der Krümmungsverlauf ist aggressiver.

Grundsätzlich erhöht sich die Endqualität des Richtgutes (Restkrümmungsbereich klein) mit größer werdender Rollenanzahl (Anzahl der Wechselbiegungen höher).

Ausgangskrümmung

  • Anfangskrümmung
  • Ausgangskrümmung
  • Ausgangskrümmungsbereich
  • Coilkrümmung
  • Eingangskrümmung
  • Einlaufkrümmung
  • Spulenkrümmung

Als Ausgangskrümmung wird die Krümmung des Richtgutes bezeichnet, die das Richtgut vor Einlauf in den Richtapparat besitzt. 

Jedes Richtgut hat nicht nur eine Ausgangskrümmung, sondern mehrere. Daraus ergibt sich ein Ausgangskrümmungsbereich. Dieser Bereich ist die Differenz zwischen minimaler und maximaler Ausgangskrümmung.

Wie entstehen die verschiedenen Ausgangskrümmungen?

Unterschiedliche Ausgangskrümmungen haben ihre Ursachen beispielsweise im Spulprozeß. So besitzen die Innenlagen eines auf einer Spule aufgewickelten Richtgutes eine größere Krümmung als die Außenlagen.

Ob das Richtgut elastisch oder plastisch gebogen wird hängt von vielen Faktoren ab, so z. B. vom Werkstoff des Richtgutes, von der Geometrie und von den Abmessungen, vom Innen- und vom Außendurchmesser der Spule, von der Temperatur beim Aufwickeln.

Unterschiedliche Ausgangskrümmungen haben ihre Ursachen auch in einer nicht korrekten Verarbeitung oder unsachgemäßer Umlenkung des Richtgutes. 

Automatischer Rollensteller

  • Aktor
  • automatischer Rollensteller
  • elektronischer Steller
  • Positionieren
  • Richtrollensteller
  • Richtsteller
  • Rollensteller
  • Stellschlüssel
  • Versteller

Als Innovation zwischen bekannter konventioneller und teilautomatisierter Richttechnik von WITELS-ALBERT wird der automatische Rollensteller zur individuellen Positionierung mindestens einer Richtrolle verwendet. Der im Vergleich zur teilautomatisierten Technik hohe Aufwand wird hier reduziert, indem zur Positionierung mehrerer Rollen ausschließlich ein Aktor und die erforderliche Sensorik verwendet werden. Dabei ist es gleichgültig, ob es sich um Rollen eines Apparates bzw. eines Richtsystems handelt oder um Rollen differenzierter Apparate oder Systeme. 

Mit der Funktionalität der Verstellung von Rollen und in der Flexibilität diese Verstellung übergreifend für viele auch unterschiedliche Systeme mit einem intelligenten Werkzeug zu realisieren, ergibt sich eine neue technische Kategorie der Drahtrichttechnik. Der automatische Rollensteller ermöglicht eine objektive, genaue, jederzeit reproduzierbare und zugleich flexible sowie kostengünstige Positionierung von Richtrollen. Für diese Positionierung werden Informationen zu mit den Rollen in Kontakt stehenden Prozeßmaterialien und zu den Rand- und Umgebungsbedingungen der Rollen berücksichtigt. Die Zustellungen sind vorzugeben und Daten zu den Positionen, der Identifikation von Rollen sowie zum jeweiligen Prozeß werden selbsttätig ermittelt, gespeichert, dokumentiert, visualisiert und übergeordneten Systemen zur Verfügung gestellt.  

Automatisierung

  • automatisierter Richtapparat
  • Automatisierung
  • definiertes Richten
  • Intelligenter Richtapparat
  • verifiziertes Richten

Richten unter Verwendung von Offline- und Online-Daten, einer Basisautomatisierung, mindestens einem Richtapparat, einem Geometrie-Operator, einem Dehngrenzen-Operator und einem Anstell-Operator verstehen wir unter Automatisierung. Der Informationsfluß verläuft in einer Schleife unter Beteiligung aller genannten Elemente mit der Zielsetzung der selbsttätigen Positionierung der Richtrollen unter Berücksichtigung der online identifizierten Produktions-, Produkt- und Prozeßdaten sowie der offline ermittelten technologischen Daten, Apparat-, Richtgut- und Qualitätsdaten. Durch das automatisierte Richten ist es möglich, unabhängig von Schwankungen der Parameter des Richtgutes Durchmesser und Dehngrenze über die Länge des Drahtes eines Coils die gewünschte Richtqualität zu produzieren.

Bauschinger-Effekt

  • Bauschingerdehnung
  • Bauschinger-Effekt
  • Bauschingermodul
  • Bauschingerparameter
  • Entfestigung
  • Hysterese
  • Primärbeanspruchung
  • Sekundärbeanspruchung
  • Wechselbeanspruchung
  • Wechselbiegen

Eine Besonderheit im Umformverhalten der Metalle stellt der Bauschinger-Effekt dar. Darunter wird eine Veränderung von Werkstoffkennwerten infolge einer Umkehr der Belastungsrichtung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Belastungen verstanden (z. B. Zug/Druck). Bei einer Belastung entgegen der Erstbelastungsrichtung ist aufgrund des Bauschinger-Effektes eine deutliche Erniedrigung des Fließbeginns (Streckgrenze, Dehngrenze) festzustellen. Es findet eine Verschiebung der Fließgrenze bei wechselnder Zug-Druck-Beanspruchung statt. Die Ursachen dafür liegen in einer mikrostrukturellen Veränderung des Gefüges. Einen Einfluß auf die Größe des Bauschinger-Effektes haben u. a. der Werkstoff, die Legierungselemente, insbesondere der Kohlenstoff, die Zahl der Lastwechsel und die äußeren Verformungsgrößen (erreichte Dehnungen).  

Biegerolle

  • biegewirksame Rolle
  • Biegerolle
  • Umschlingung

Als Biegerolle wird eine drehbare Rolle (Scheibe) bezeichnet, bei deren teilweiser oder vollständiger Umschlingung das Richtgut plastisch verformt wird. Wichtig dabei ist, daß das Richtgut nur in Richtung seiner Ausgangskrümmung gebogen wird. Demzufolge liegen Ausgangskrümmung, Biegung und Restkrümmung in einer Ebene. Ändert sich jedoch in diesem Krümmungsverlauf die Ebene, so entstehen Helizitäten (Drall des Richtgutes).

Besonders nachteilig wirken sich mehrfach wechselnde Krümmungsebenen aus. Sie verursachen nicht nur schwer zu beseitigende Krümmungsschwankungen, sondern auch extrem nachteilige Helizitäten mit unterschiedlicher Orientierung. 

Die Größe der plastischen Verformung des Richtgutes hängt u. a. von seinen Richtgutparametern und vom Durchmesser der Biegerolle ab.  

Biegung

  • Biegen
  • Biegung

Die Biegung ist eine durch äußere Kräfte hervorgerufene Beanspruchung von Biegeteilen, länglichen und endlosen Körpern, die zum Auftreten von inneren Biegemomenten in deren Querschnitten führen. Hierdurch wird die ursprüngliche Geradheit oder Krümmung der Körper elastisch oder plastisch geändert. Die in jedem Querschnitt als Reaktion auf äußere Biegemomente auftretenden inneren Biegemomente führen zu Zug- und Druckkräften. Sie stellen ein Kräfte- und Momentengleichgewicht her.

Die auf Biegung beanspruchten Körper erfahren auf der einen Seite eine Verkürzung durch die dort auftretenden Druckspannungen, auf der anderen Seite eine Verlängerung durch die dort auftretenden Zugspannungen. Der Übergang von der Zugspannung zur Druckspannung über den Querschnitt erfolgt stetig (nahezu linear), wobei es eine neutrale Faser gibt, die nicht gedehnt oder gestaucht wird und dementsprechend spannungslos ist.  

Coil

  • Bund
  • Coil
  • Drahtbund
  • Drahtcoil
  • Drahtring

Aus logistischen Gründen wird das Richtgut (Drähte, Bänder, Seile etc.) u. a. in Coils aufgewickelt. Dabei wird Windung für Windung in Richtung der Coilachse verlegt. Wird das Coil beim Verlegen nicht gleichzeitig gedreht, entstehen bei jeder Windung Helizitäten. Entsprechend verhält sich das Richtgut beim Abwickeln. Wird das Richtgut statisch in Richtung der Coilachse abgezogen, so verwindet es sich und zusätzliche Helizitäten beeinflussen die Richtgutqualität negativ. 

Für eine sorgsame und korrekte Weiterverarbeitung sollten Coilanfang und –ende gekennzeichnet sein. Ein nicht einschnürendes Abbinden verhindert ein Aufspringen und vermeidet Knicke.  

Eigenspannungen

  • Eigenspannungen
  • Eigenspannungszustand
  • innere Spannungen
  • Spannungsursachen
  • Spannungszustand

Bei Fertigungsverfahren wie z. B. dem Gießen, dem Walzen und dem Ziehen bleibt die äußere Form eines Werkstückes nur dann erhalten, wenn es vor Anwendung des Verfahrens justiert und eingespannt und dadurch am Verziehen gehindert wird, oder wenn es nach dem Fertigen noch einmal gerichtet wird. Nach Beenden des äußeren Eingriffs und nach Temperaturausgleich nimmt das Werkstück eine ihm eigene Form an, die ohne das Wirken äußerer Kräfte und Momente weiterbesteht. Diese Gleichgewichtslage kann nur damit erklärt werden, daß die Summe der eigenen Kräfte und Momente untereinander im Gleichgewicht stehen, d. h. daß innere Spannungen bzw. Eigenspannungen vorhanden sind.

Werden die Längseigenspannungen eines gezogenen Drahtes analysiert, ergeben sich im Kern Zugeigenspannungen und im Rand Druckeigenspannungen. Wenn sich für das Prozeßmaterial Draht Parameter wie die Krümmung oder die Helizität über die Länge ändern, variieren auch die inneren Spannungen. Durch das Richten ändern sich die Eigenspannungen, wobei nachgewiesen werden konnte, daß der im ungerichteten Prozeßmaterial vorhandene Eigenspannungszustand ausgelöscht wird. Für die Größe und Verteilung der Eigenspannungen nach einem Richtprozeß ist neben der konstruktiven Gestaltung des Richtsystems vor allem die Zustellung der Richtrollen entscheidend. Mit der Technologie von WITELS-ALBERT lassen sich die durch den Richtprozeß entstehenden Eigenspannungen bei optimalem Formzustand des Richtgutes minimieren.

Elastizitätsmodul

  • Hookesche Gerade
  • elastische Gerade
  • elastisches Verhalten
  • Elastizitätsgrenze
  • Elastizitätsmodul

Der Elastizitätsmodul ist ein charakteristischer Kennwert eines Werkstoffes, der aus den Daten eines Zugversuches ermittelt wird. Der Werkstoff Stahl verformt sich unmittelbar nach Versuchsbeginn bis zu einer spezifischen Belastung elastisch, d. h. zwischen Längenänderung und Belastung besteht Proportionalität. Diese Proportionalität ist als Hookesches Gesetz bekannt, wobei in bezug zum Spannungs-Dehnungs-Diagramm auch von der elastischen oder der Hookeschen Gerade gesprochen wird. Wird die Belastung nach rein elastischer Beanspruchung des Werkstoffes bzw. des Zugstabes zurückgenommen, nimmt der Werkstoff bzw. der Zugstab wieder seinen ursprünglichen Formzustand an.

Die Größe des Elastizitätsmoduls ist neben dem Werkstoff von seinem Verarbeitungszustand bzw. vom Herstellungsprozeß abhängig. Warmgewalzte Stähle besitzen in der Regel einen Elastizitätsmodul von
210 000 MPa. Gezogene Drähte erreichen diesen Wert nicht.

Bei Stahldrähten üben die Ziehgeschwindigkeiten, die Querschnittabnahme und andere Faktoren einen wesentlichen Einfluß auf die Größe des Elastizitätsmoduls aus. 

Geschwindigkeit

  • Abzugsgeschwindigkeit
  • Antriebseinheit
  • Geschwindigkeit
  • Richtgeschwindigkeit
  • Verarbeitungsgeschwindigkeit
  • Vorschubgeschwindigkeit

Bei Verformungsprozessen im Bereich der Draht herstellenden und verarbeitenden Industrie bewegt sich in der Regel das Prozeßmaterial bzw. das Werkstück relativ zu den Werkzeugen. Eine Größe zur Kennzeichnung eines Verformungsprozesses ist die Verformungsgeschwindigkeit. Sie entspricht der Ableitung des Verformungsgrades nach der Zeit.

Exemplarische Richtversuche bei differenzierten Geschwindigkeiten des Prozeßmaterials haben gezeigt, daß sich die Restkrümmung sowie weitere Parameter des Richtprozesses bis zu einer Geschwindigkeit von ca. 10 m/s nicht signifikant ändern. Bei Geschwindigkeiten oberhalb dieses Grenzwertes folgt bei identischer Zustellung eine sich ändernde Verformung. 

Haspel

  • Abhaspeln
  • Ablauf
  • Abwickeltechnik
  • Aufhaspeln
  • Bremsen
  • Drahthaspel
  • Haspel

Ein Haspel ist eine Einrichtung, die das Auf- bzw. Abwickeln eines Prozeßmaterials großer Länge übernimmt. 

Im direkten oder indirekten Zusammenwirken mit anderen Anlagenkomponenten wird der Haspel außerdem für die Erzeugung von Längszügen genutzt. 

Zusätzlich realisiert er auch wichtige technologische Teilfunktionen, so z. B. die der Führung des Prozeßmaterials. 

Haspel

  • Abhaspeln
  • Ablauf
  • Abwickeltechnik
  • Aufhaspeln
  • Bremsen
  • Drahthaspel
  • Haspel

Ein Haspel ist eine Einrichtung, die das Auf- bzw. Abwickeln eines Prozeßmaterials großer Länge übernimmt. 

Im direkten oder indirekten Zusammenwirken mit anderen Anlagenkomponenten wird der Haspel außerdem für die Erzeugung von Längszügen genutzt. 

Zusätzlich realisiert er auch wichtige technologische Teilfunktionen, so z. B. die der Führung des Prozeßmaterials. 

Helixrichter

  • Helixrichter
  • höhenverstellbare Richtrolle

Der zu einem Bund oder auf einer Spule gewickelte Draht sollte für einen problemlosen Weiterverarbeitungsprozeß nur über eine Krümmung, nämlich über die der Spule oder des Coils in einer Ebene verfügen. Bedingt durch wechselnde Vorprozesse mit z. T. nicht konstanten Prozeßübergängen sind sog. Helizitäten des Drahtes die Folge. Diese werden auch Verdrallungen oder Verdrillungen genannt. 

Sie gilt es, zum einen zu vermeiden oder zum anderen, unter Voraussetzung einer gleichbleibenden Helizität, mit einem Helixrichter zu beseitigen. Somit kann der Helixrichter Helizitäten beseitigen, und sie aber auch erzeugen. 

Der Helixrichter besitzt, ähnlich wie ein Richtapparat, mehrere Richtrollen, die teilweise oder auch komplett in der bekannten Art zueinander verstellbar angeordnet sind. 

Zusätzlich kann nun eine einzelne oder auch mehrere Richtrollen in der Höhe verstellt werden. Dabei drückt der Einstich der in der Höhe verstellten Richtrolle den Draht einseitig aus seiner Nullinie und biegt ihn durch die ungleiche Flankenpressung in eine zweite Krümmungsebene. Durch diese einstellbaren Zwangslagen des Drahtes bei gleichzeitiger Vorschubbewegung wird eine Helizität beseitigt oder auch erzeugt. 

Helizität

  • axiale Auslenkung
  • axialer Versatz
  • Drall
  • Helix
  • Helizität
  • Schraube
  • schraubenförmig
  • Spirale
  • Torsion
  • Torsionsspannung
  • Verdrallung
  • Verdrehung
  • Verdrillung
  • Verwinden
  • wendelförmig

Unter einer Helizität, die auch umgangsprachig als Torsion oder Verdrallung bezeichnet wird, verstehen wir den Krümmungsverlauf, den der Draht bei Verlassen der Krümmungsebene nicht in der Radialen, sondern Axialen einnimmt. In der Seil- und Kabelherstellung wird dieser gewollte Krümmungsverlauf auch als Schlaglänge und in der Federnherstellung als Steigung bezeichnet. 

Ungeeignet ist dieser Zustand für jedwede Weiterverarbeitung stets dann, wenn er nicht produktspezifisch erzeugt wird, sondern fertigungstechnisch unbeabsichtigt entsteht. Ursache dieser Entstehung ist häufig
z. B. Überkopfabziehen, statisches Abwickeln und Spulen, unsachgemäßes Umlenken, häufige Richtungsänderungen und derartige, fehlerhafte Prozeßübergänge mehr, die sich nachteilig auf ein rundes, sich im Prozeßverlauf drehendes, Richtgut auswirken.

Nicht konstante und zudem wechselnde Helizitäten erschweren nicht nur eine Prozeßfolge, sondern sie schließen auch jede geplante Konstanz des Endproduktes aus. 

Hilfsmittel, wie Helixrichter, Totrichter oder auch nur zusätzliche Richtsysteme schaffen merkliche Abhilfe. Vorrangig gilt es jedoch, Vermeidbares zu vermeiden und damit eine Prozeßkonstanz zu erzeugen. 

Kaliber

  • Kaliber
  • Kaliberlehre
  • Kalibrieren
  • Meßdraht

Ein Kaliber ist ein Meßmittel, das als Lehre benutzt wird. In der Hüttentechnik bestimmt die Lehre den Abstand zwischen zwei Walzen. Beim Richtapparat hingegen wird durch ein Kaliber der Abstand der Richtrollen festgelegt. 

Wird ein Kaliber in einen Richtapparat zwischen die geöffneten Richtrollen gelegt, so können alle verstellbaren Richtrollen auf eine Linie ausgerichtet werden. Das bedeutet, daß die Richtrollen der einen Reihe parallel zur zweiten Reihe stehen. Anschließend kann die Nullinie für das entsprechende Richtgut eingestellt werden. Die verstellbaren Richtrollen werden um die Differenz zwischen Kaliberstärke und Richtgutdicke zugestellt. Dabei ist zu beachten, daß der Verstellweg auch durch die Richtgut- und die Einstichgeometrie beeinflußt wird. Diese Position ist jederzeit reproduzierbar. 

Kassetten

  • Abdichtung
  • Kassetten
  • Kassettentechnik
  • Nachschmieren
  • Richtrolle
  • WICAS

WICAS® - WITELS-CASSETTEN-RICHTSYSTEM 

Die beim Richten mit Rollenrichtapparaten überwiegend verwendeten Wälzkörper sind bei hohen Zustellkräften und ständig zunehmenden Produktionsgeschwindigkeiten einem extremen Verschleiß ausgesetzt. Da außerdem die Verschmutzung der Lager durch Metallpartikel dazu beiträgt, die Lebensdauer der Wälzkörper rapide zu verkürzen, wurde das WITELS-Kassetten-Richtsystem WICAS® entwickelt. 

Hierbei sind die folgenden Merkmale besonders hervorzuheben:

A) Durch den artgerechten Einbau der Wälzkörper in ein geschlossenes Gehäuse, mit einer zusätzlichen Labyrinthdichtung, ist eine Verschmutzung der Lagertechnik nahezu ausgeschlossen, und es wird damit eine bis zu 30-fache Lebensdauer gegenüber einer herkömmlichen Richtrolle erzielt. 

B) Die sog. Richtscheibe kann nun unabhängig vom Werkstoff der Lagertechnik in jedweder Form und Art, Güte und Festigkeit hergestellt werden. Das bisherige Ovalpressen des Wälzkörperaußenringes, an dem das Richtgut tangential läuft, ist bei dieser Konstruktion ausgeschlossen.

C) Durch den Einsatz kleinerer Wälzlager mit hohen Umdrehungsgeschwindigkeiten, erhöht sich bei einer konstruktiv größeren Richtscheibe die Umfangsgeschwindigkeit. Damit werden auch weitaus höhere Produktionsgeschwindigkeiten erzielt als bei konventionellen Richtrollen. 

D) Bei Miniaturrichtrollen verursacht der Einstich in die relativ dünnen Außenringe eine unzulässige Schwächung der Richtrolle. Dies entsteht bei WICAS® nicht, da nicht nur die Richtscheibe, sondern auch die tragende Achse mit Ringnuten in jedweder Form und Größe hergestellt werden kann. 

E) Die flexible Verwendung von Nadel- bzw. Kugellagern läßt großen gestalterischen Spielraum für die statischen und dynamischen Tragzahlen. 

F) Neben lebensdauergeschmierten Lagern können auch nachschmierbare Systeme eingesetzt werden. 

Bei einer, wie bereits erwähnt, 30-fach höheren Lebensdauer von WICAS® gegenüber herkömmlichen Richtrollen, sollte die starke Minimierung kostenintensiver Stillstandzeiten einzelner Maschinen oder ganzer Produktionslinien nicht übersehen werden.

Kohlenstoffgehalt

  • Gefügebild
  • Kohlenstoffgehalt
  • Legierungsbestandteil
  • Stahldraht

Bei Stahldrähten ist der Kohlenstoffgehalt von ausschlaggebender Bedeutung für zahlreiche Eigenschaften. Mit steigendem Kohlenstoffgehalt nimmt die Zugfestigkeit zu, sinkt aber die Bruchdehnung. Drähte mit einem sehr geringen Kohlenstoffgehalt werden als Eisendrähte bezeichnet. Sie besitzen eine geringe Zugfestigkeit. Drähte aus Federstahl besitzen in der Regel einen höheren Kohlenstoffgehalt, der zwischen 0,4 und 1,0% liegt, wobei hohe Zugfestigkeiten erreicht werden.

Krümmung

  • Abweichung
  • Abweichung von der Geraden
  • Coilkrümmung
  • Coilwindung
  • Drahtbiegung
  • Drahtkrümmung
  • freier Drahtumgang
  • Spulenkrümmung
  • Windung

Unter einer Krümmung wird die Abweichung von der Geradheit verstanden. 

Wird ein Endlosmaterial auf eine Spule gewickelt, besitzen die inneren Lagen einen kleineren Krümmungsradius und die äußeren Lagen einen größeren.

Von der Spulengeometrie, den Werkstoffeigenschaften des Endlosmaterials und der Verformung hängt es ab, ob es elastisch oder plastisch gewickelt wird. 

Die Krümmung ist der Kehrwert des Krümmungradius und besitzt die Dimension [1/mm].  

Krümmungsverlauf beim Richten

  • Aufbiegen
  • Biegung
  • Gegenbiegen
  • Gegenkrümmung
  • Gegenrichtung
  • Krümmungsabbau
  • Krümmungsverlauf beim Richten
  • Richtdreieck
  • Richtungsänderung
  • zustellbedingte Krümmung

Als Krümmungsverlauf wird die korrekte Folge der Krümmungen bezeichnet, die das Richtgut während des Richtprozesses erfährt.

Der Ausgangskrümmung, häufig auch als Eingangskrümmung benannt, folgt stets die Gegenkrümmung. Aus ihr ergibt sich nach der Rückfederung die Restkrümmung. Je nach Anzahl der Richtrollen wiederholt sich diese Krümmungsfolge.

Ziel beim Richten ist es, unabhängig von der Ausgangskrümmung schließlich die letzte zustellbedingte Krümmung zu erreichen, bei der das Richtgut nach seiner letzten Rückfederung die Restkrümmung erreicht, die wir als das gewünschte Richtergebnis bezeichnen. 

Lebensdauer für Richtrollen

  • Haltbarkeit der Richtrollen
  • Lebensdauer für Richtrollen
  • Standzeit
  • Tragzahl

Die dynamische Tragfähigkeit einer Richtrolle wird durch das Ermüdungsverhalten des Werkstoffes und durch den Verschleiß bestimmt. Dabei hängt die Lebensdauer von der Belastung, der Drehzahl, den Schmier-, Schmutz-, Einbau- und Temperaturverhältnissen der Richtrolle, der statistischen Zufälligkeit des ersten Schadeneintritts sowie weiteren Einflußfaktoren ab. Gerade die Auswirkungen der Verschmutzungen werden häufig unterschätzt! 

Tragfähigkeit und Lebensdauer der Witels-Richtrollen werden nach den in der Wälzlagerpraxis üblichen Verfahren ermittelt und bestimmt. Zusätzlich wird berücksichtigt, daß der Außenring bei der Abstützung gegen das Richtgut eine elastische Verformung erfährt. Gegenüber einem in einer Gehäusebohrung abgestützten Wälzlager resultiert bei einer Richtrolle eine veränderte Lastverteilung im Lager und eine Biegebeanspruchung im Außenring. Wir unterscheiden innere und äußere Einflußfaktoren auf den Verschleiß. 

Beim Abstützen des Außenringes gegen das zu richtende Gut wirken die folgenden äußeren Einflußfaktoren auf die Lebensdauer:

  • Werkstoff des Außenringes
  • Werkstoff und Oberflächenbeschaffenheit des Richtgutes
  • Geschwindigkeit
  • Schlupf
  • Verschmutzung und Schmierung.

Die folgenden inneren Faktoren beeinflussen den Verschleiß der Richtrolle:

  • Schmierung des Lagers
  • Lagertyp
  • dynamische und statische Lagerbelastung
  • Drehzahl
  • Abdichtung
  • elastische Verformung.

Lebensdauergleichung

  • Belastung
  • Lagerbelastung
  • Lebensdauergleichung
  • Tragzahl

Die Lebensdauer von Richtrollen kann um so exakter und zuverlässiger berechnet werden, je genauer die Betriebsverhältnisse bekannt sind oder ermittelt werden können. 

Es werden drei Gleichungen unterschieden: die der nominellen Lebensdauer nach ISO, die der modifizierten nominellen Lebensdauer nach ISO und die der erweiterten, modifizierten nominellen Lebensdauer mit einer neuen Lebensdauertheorie. 

Die einfachste Ermittlung besteht darin, die nominelle Lebensdauer nach ISO zu berechnen. 

Für herkömmliche Lagerungsfälle reicht die Berechnung der nominellen Lebensdauer aus. 

Es kann jedoch angebracht sein, auch andere Faktoren, die die Lebensdauer beeinflussen, detailliert zu berücksichtigen. Daher wurde durch ISO im Jahre 1977 die modifizierte Lebensdauergleichung eingeführt. 

Bei der modifizierten nominellen Lebensdauer mit der neuen Lebensdauertheorie wird ein sog. Lebensdauerbeiwert hinzugefügt, der eine Ermüdungsgrenzbelastung berücksichtigt und verschiedene andere Einflußfaktoren beinhaltet, die die Schmierungsverhältnisse und den Grad der Verschmutzung betreffen. Unter Berücksichtigung der entsprechenden Lebensdauerberechnung wird von der Gebrauchsdauer gesprochen, unter der die tatsächlich erreichte Lebensdauer einer Richtrolle verstanden wird. In der Regel weicht diese von der berechneten nominellen Lebensdauer
geringfügig ab. 

Mechanisches Modell/Richten

  • eingespannter Träger
  • mechanisches Ersatzsystem
  • mechanisches Modell/Richten
  • Richtdreieck
  • Richtkraft

Für Betrachtungen und Berechnungen, die das Richtgut betreffen, ist es vorteilhaft, ein mechanisches Modell (ebenes Ersatzmodell) von dem realen Richtprozeß aufzustellen. Damit können dann (vereinfachte) Berechnungen und Vorhersagen getroffen werden. 

Aus der Definition des Richtens werden 3 Richtrollen als ein Richtdreieck bezeichnet. Das Richtgut kann idealisiert als beidseitig eingespannter Träger betrachtet werden. Über beide Auflager (Stützstellen) werden zusätzlich zu den Kräften Biegemomente (Einspannmomente M) übertragen. Da diese Kräfte und Momente nicht Null sind, ergibt sich ein dreifach statisch unbestimmtes System. Als mechanische Größen existieren: eine mittige Kraft (entspricht der Richtkraft), zwei vertikale Auflagerkräfte (FV), zwei horizontale Längskräfte (FH) sowie zwei Einspannmomente. Das Richtgut biegt sich infolge der aufgeprägten Richtkraft (FR) durch.

Nachformapparat

  • Nachformapparat
  • Nachformeinheit
  • Nachformer

Ein Nachformapparat weist im Vergleich zu einem Richtapparat eine weitgehend übereinstimmende konstruktive Gestaltung auf. Im Gegensatz zu ihm werden jedoch ausschließlich mehrdrahtförmige Prozeßmaterialen wie beispielsweise Litzen oder Seile verformt. Die Verformung wird deshalb als Nachformung bezeichnet, da die Apparate, die zu Nachformsystemen zusammengefaßt werden können, vorrangig in der technologischen Linie des Verseilprozesses nach dem Verseilpunkt angeordnet sind. Vor diesem erfolgt in der Regel die Vorformung über Vorformköpfe. Sowohl Vor- als auch Nachformen geschieht mit der eindeutigen Zielsetzung, daß Rückformungsbestreben einzelner Elemente einer Litzen- oder Seilkonstruktion sowie die Eigenspannungen des Fertigproduktes, die mit dem Formzustand korrelieren, zu minimieren. Das Nachformen ist auch unter dem Terminus Pawo-Verfahren bekannt.

Nullinie

  • Drahtseele
  • Nullinie
  • Nullposition
  • Nullstellung

Der Begriff der Nullinie wird in zwei Zusammenhängen verwendet. Der erste ist die Nullinie einer Verarbeitungsanlage und der zweite ist die Nullinie im Richtapparat.

Unter der Nullinie der Verarbeitungsanlage wird verstanden, daß das Richtgut ohne zusätzliches Biegen, Umlenken oder Führen durch die Verarbeitungsanlage läuft. Bei breiten Spulen ist es daher vorteilhaft, diese axial beweglich anzuordnen, um stets die gewünschte Nullinie zu erreichen.

Die der Verarbeitungsanlage schließt die Nullinie im Richtapparat ein. 

Von der Nullinie im Richtapparat wird dann gesprochen, wenn alle Richtrollen das Richtgut berühren und nicht biegen. In der Regel erfolgt die dafür erforderliche Einstellung der Richtrollen mittels eines Kalibers. Deshalb wird dieser Vorgang auch Kalibrieren genannt. Die Nullinie im Richtapparat ist von der Geometrie des Richtgutes sowie des Richtrolleneinstiches abhängig. 

Prozeßkräfte

  • Kraft
  • Prozeßkräfte
  • Richtkraft
  • Zugkraft

Relevante Prozeßkräfte des Richtens sind die Richtkräfte und die Zugkräfte. Unter den Richtkräften werden die an der Schnittstelle zwischen Richtrolle und Richtgut entstehenden Reaktionskräfte verstanden, die auf im Prozeßmaterial bei Verformung vorhandene Biegemomente zurückgehen. Richtkräfte wirken abhängig von den geometrischen Randbedingungen in unterschiedlicher Richtung und Größe. Von den vielen Vorschlägen zur Berechnung der Richtkräfte (Zelikow, Geleji u. a.) hat sich der Ansatz von Guericke als für die Praxis tauglich erwiesen. Guericke nutzt als zentrales Instrument die Biegemoment-Krümmungs-Hysterese, die alle relevanten Einflußfaktoren eines Richtprozesses beinhaltet. Die Richtkräfte korrelieren mit den Zugkräften, die beeinflußt von den Randbedingungen als Vorwärtszugkraft bzw. Abzugkraft und Rückwärtszugkraft auftreten. 

Um die zum Transport eines Prozeßmaterials relativ zum Richtsystem erforderliche Vorwärtszugkraft bzw. Abzugkraft berechnen zu können, ist die jeweils geleistete plastische Verformungsarbeit zu bestimmen. 

Sind dem Richtprozeß weitere technologische Operationen vor- und/oder nachgelagert, müssen für die Ermittlung der Gesamtabzugskraft die bei den einzelnen Operationen vorhandenen Zugkraftanteile berücksichtigt werden. Zur Erreichung einer hohen Fertigproduktqualität in einer Ver- oder Bearbeitungslinie ist es von Vorteil, eine möglichst konstante Zugkraft unmittelbar in Umgebung der Ver- oder Bearbeitung sicherzustellen. Das kann beispielsweise durch den Einsatz eines Abspulrichters unterstützt werden.

Reibung

  • Reibung
  • Reibungskraft
  • Reibwert

Die äußere Reibung ist die Hemmung der relativen Bewegung sich berührender Körper. Bei festen Körpern beruht die Reibung vorwiegend auf mikroskopischen Unebenheiten. Grundsätzlich zu beachten ist die Werkstoffpaarung. Die innere Reibung ist die der von Teilen eines Körpers gegeneinander. Sie wird bei Flüssigkeiten Viskosität (Zähigkeit) genannt. 

Beim Richten tritt Reibung in den Richtrollen auf. Sie setzt sich aus den folgenden Teilen zusammen, die auch den Laufwiderstand bedingen: Roll- und Gleitreibung der Wälzkörper und Käfige zueinander, Schmierstoff- und Dichtungsreibung. Durch eine angemessene Lagerbelastung und eine optimale Schmierung kann die Reibung gering gehalten werden. 

Reibung führt zu Verlusten, d. h. es wird Bewegungsenergie in Reibungsenergie umgewandelt. Dieser Energieanteil ist für den Produktionsprozeß nicht nutzbar.

Reproduzierbarkeit der Richtrollenpositionen

  • Dokumentation
  • Reproduzierbarkeit der Richtrollenpositionen
  • Wiederholung der Zustellungen

Da alle Richtergebnisse oder auch Restkrümmungen des zu richtenden Gutes von den Richtrollen-positionen abhängig sind, wird die ständige Reproduzierbarkeit zum wichtigen Element des Richt-prozesses.

Sie ist aber nicht nur Voraussetzung für ein konstantes Ergebnis, sondern sie minimiert darüber hinaus unnötige Stillstandszeiten der Anlagen und vergeudet weniger Richtgut während der sich wieder-holenden Einstellprozesse. Sie trägt nicht unerheblich dazu bei, durch ihre rasche und jederzeitige Verfügbarkeit, Kosten zu minimieren. 

Die derzeit existierenden Möglichkeiten zur Durchsetzung einer solchen Reproduzierbarkeit unterscheiden sich in der Nutzung von Bezugspunkten an den zu verstellenden Elementen eines Richtapparates und an den Ablesarten zur Feststellung der jeweiligen Istposition. 

Die gebräuchlichsten sind:

  1. Gravierter Nonius auf dem Körper
  2. Meßuhr
  3. Skala
  4. Schraube; Sechskantschraube, Schlitzschraube u.s.w.
  5. Rändelschraube
  6. Mikrometerschraube
  7. Nonius auf einem Drehknopf
  8. Bundmutter mit Nonius
  9. Sterngriff/Kegelgriff
  10. Handrad
  11. Getriebemotor/Schrittmotor
  12. Hydraulik-/Pneumatikzylinder
  13. Automatischer Rollensteller

Unter Berücksichtigung der örtlichen und handhabungstechnischen Kriterien wird hiervon die sinnvollste Lösung gewählt. Es kann auch zu einer Kombination zweier o. g. Möglichkeiten kommen. 

Bei allen Möglichkeiten darf jedoch nie außer Acht gelassen werden, daß die ständige Dokumentation der Einstellwerte unabdingbare Voraussetzungen der Reproduzierbarkeit ist. 

Restkrümmung

  • Abweichung
  • Abweichung von der Geraden (Geradheit)
  • achsgerader Zustand
  • Auslaufkrümmung
  • Drahtbiegung
  • Drahtkrümmung
  • ebener Zustand
  • Endkrümmung
  • Qualitätskriterium
  • Restkrümmung
  • Rückfederung
  • Ungeradheit
  • Windung
  • Zielsetzung
  • zulässige Abweichung

Das Ergebnis eines Richtprozesses drückt sich u. a. in der erreichten Restkrümmung des Richtgutes bzw. Prozeßmaterials aus. Grundsätzlich bestehen die Zielsetzungen in der Erzeugung geraden Richtgutes, d. h. die Restkrümmung ist unter Berücksichtigung der Toleranz Null, und der Produktion einer von Null verschiedenen definierten Restkrümmung. Welche dieser beiden möglichen Zielsetzungen jeweils relevant ist, bestimmt maßgeblich der dem Richtprozeß nachgeordnete Folgeprozeß.

Zur Sicherstellung einer gleichbleibend positiven Fertigproduktqualität ist darauf zu achten, daß die Restkrümmung möglichst konstant erzeugt wird. Eine wechselnde Restkrümmung impliziert die Voraussetzungen für variable Prozeßübergänge und führt in der Konsequenz zu einer nicht konstanten Fertigproduktqualität.

Richtapparat/Zubehör

  • Führungsdüse
  • Handrad
  • höhenverstellbare Richtrolle
  • Klappverschluß
  • Klemmhebel
  • Meßuhr
  • Mikrometerschraube
  • Richtapparat/Zubehör
  • Verstellschraube
  • Verstellspindel
  • Zubehör
  • Zusatzgeräte

Das Spektrum des Zubehörs eines Richtapparates bzw. Richtsystems kann hinsichtlich

  • Einsatz, Größe und Umfeld,
  • Arbeits- und Bediensicherheit,
  • Handhabung und Nutzung,
  • Design sowie
  • Wartung

gegliedert werden.

WITELS-ALBERT bietet für jede dieser Sparten eine umfassende Auswahl von Elementen und Einrichtungen an, die in den Informationsunterlagen übersichtlich dokumentiert sind.

So wird beispielsweise die Handhabung eines Richtapparates wesentlich durch die technischen Elemente zur Positionierung einer Richtrolle bestimmt. Neben der konventionellen Rollenpositionierung durch eine herkömmliche Stellschraube sind u. a. der Einsatz einer Mikrometerschraube, einer Verstellspindel mit Rändel oder auch eines Aktors (Hydraulikzylinder, Pneumatikzylinder, Schrittmotor, Servomotor) möglich.

Richtebenen

  • Ebene
  • Krümmungsebene
  • Richtebenen

Die verbreitete Auffassung, die Lage des Körpers eines Richtapparates entspricht der Richtebene, ist falsch.

Grundsätzlich wird die Richtebene aus der Achslage der Richtrollen bestimmt. Ist sie horizontal, so ist auch die Richtebene horizontal. Gleiches gilt für die Krümmungsebene, in der das Richtgut einläuft oder gebogen wird.

Steht die Achse vertikal, so wird von der vertikalen Richt- und auch Krümmungsebene gesprochen.

Am häufigsten wird ein Richtsystem verwendet, das in zwei Ebenen, horizontal/vertikal, die Ausgangskrümmungen beseitigt.

Hierbei drängt sich natürlich die Frage auf, was geschieht mit den übrigen Krümmungsebenen, die außerhalb der zwei Richtebenen liegen? Sie können natürlich nur zufallsbedingt, sporadisch oder auch gar nicht berücksichtigt werden.

Demzufolge gilt es, bei der Drahtherstellung darauf zu achten, in einem konstanten Krümmungsverlauf zu bleiben und die Krümmungsebene nicht zu verlassen.

Erst mit konstanten Krümmungen in gleicher Ebene schaffen wir mit einer gleichbleibenden Richtebene konstante Restkrümmungen.

Ist dies, aus welchem Grund auch immer, nicht zu erreichen, so erzielen Tot- und Helixrichter in Richtsystemen deutliche Abhilfe.

Richten/Definition

  • Biegen
  • Drahtrichten
  • Dressieren
  • Drücken
  • Gerademachen
  • Richten
  • Wechselbiegen

Mit dem Terminus Richten sind die Handlungen und Maßnahmen zur Beseitigung von verfahrensbedingten Krümmungen des Prozeßmaterials bzw. Richtgutes zur Herstellung des geraden oder ebenen oder definiert gekrümmten Zustandes festgelegt.

Richtgut

  • Band
  • Bandagendraht
  • Betonstahl
  • Bindedraht
  • Draht
  • Drahtgewebe
  • Drahtgitter
  • Drahtseil
  • Eisendraht
  • Federdraht
  • Feindraht
  • Flachdraht
  • Kabel
  • lackierter Draht
  • Litze
  • Maschendraht
  • Profildraht
  • Richtgut
  • Richtmaterial
  • Rohr
  • Seil
  • Spaltband
  • Stahldraht
  • Verbunddraht
  • Verpackungsdraht
  • Vierkantdraht
  • Walzdraht
  • Wickeldraht

Das Richtgut ist ein Werkstück, dessen Eigenschaften durch den Richtprozeß verändert werden. Die wichtigste und bedeutendste Eigenschaft ist die Geradheit bzw. die Restkrümmung. Neben der Geradheit wird durch das Richten u. a. auch der Eigenspannungszustand geändert.

Richtgut kann endlos oder auch endlich sein. Schienen und Bleche werden als endliches Richtgut bezeichnet, wobei Draht, Kabel und Seil als endlos gelten. 

Richtgutparameter

  • Abmessung
  • Ausgangskrümmung
  • Drahtanalyse
  • Drahtdurchmesser
  • Drahteigenschaften
  • Drahtparameter
  • Drahtquerschnitt
  • Durchmesser
  • Materialquerschnitt
  • Nenndurchmesser
  • Nennfestigkeit
  • Richtgutanalyse
  • Richtgutparameter
  • Richtgutquerschnitt
  • Werkstoff

Richtgutparameter beschreiben Eigenschaften des Richtgutes. Sie können in drei Gruppen klassifiziert werden:

  • Parameter des Werkstoffes
  • Parameter der Querschnittsgeometrie
  • Parameter der Ausgangskrümmung 

Durch die Richtgutparameter werden:

  • Richtapparate und Richtsysteme
  • Antriebseinheiten
  • Führungen
  • Vorformköpfe
  • Nachformapparate

in ihrer Art, Bauform und Baugröße bestimmt.  

Richtrolle

  • Abdichtung
  • Befettung
  • Kugellager
  • Kurvenrolle
  • Lager
  • Laufrolle
  • Lebensdauerschmierung
  • Lippendichtung
  • Miniaturlager
  • Nutrolle
  • Richtrolle
  • Richtwalzen
  • Rillenkugellager
  • Rolle
  • Staubdichtung
  • Wälzlager

Die Richtrolle, das letzte Glied der modularen Bautechnik eines Richtapparates und ein dem Verschleißprozeß am stärksten ausgesetztes Bauteil, verlangt unsere besondere Aufmerksamkeit in ihrer Gestaltung, Herstellung und Anwendung.

Die folgenden Kriterien gilt es dabei besonders zu beachten:

A) Werkstoffe
Die Laufbahn der Richtrolle erfährt beim Überrollvorgang eine lokale Belastung, die in hohen Hertz’schen Flächenpressungen zum Ausdruck kommt. Der Laufbahnwerkstoff sollte so gewählt werden, daß zumindest die notwendige Härtetiefe, nach Möglichkeit eine Durchhärtung, und dabei eine Oberflächenhärte von 670-840 HV erreicht wird. In der Regel werden hier durchhärtbare Stähle nach DIN 17230, zum Beispiel 100 Cr 6 eingesetzt.

B) Gestaltung der Lagerungen
Die Richtrolle ist ein Festlager. An dem Wellen- oder Bolzenende übernimmt sie die radiale Abstützung und gleichzeitig die Axialführung. Als Richtrolle eignen sich Radiallager, die kombinierte Belastungen aufnehmen können, z. B. Rillenkugellager, Schrägkugellager oder Laufrollen. Damit die Tragfähigkeit der Lager voll ausgenutzt werden kann, müssen die zylindrischen Auflageflächen auf ihrem ganzen Umfang und in voller Laufbahnbreite fest und gleichmäßig unterstützt werden. Eine einwandfreie radiale Befestigung ist ebenso zu leisten.

C) Dynamische/statische Tragzahl
Die dynamische Tragfähigkeit einer Richtrolle wird durch das Ermüdungsverhalten des Werkstoffes bestimmt. Dabei hängt die Lebensdauer als Ermüdungszeitraum von der Belastung und der Drehzahl der Richtrolle sowie der statistischen Zufälligkeit sowie dem zufälligen Zeitpunkt des ersten Schadeneintritts ab. Demgegenüber wird die statische Tragfähigkeit durch die bei hoher ruhender Last auf den Laufbahnen und Wälzkörpern jeweils erzeugte plastische Verformung begrenzt.

D) Tragfähigkeit und Lebensdauer
Die für einen bestimmten Richtprozeß erforderliche Lagergröße wird zunächst anhand des Richtbereiches der Richtrolle bestimmt. Mitentscheidend ist jedoch auch die auftretende Belastung. Sie wird mit der dynamischen Tragzahl C und der statischen Tragzahl Co dargestellt. Die Lebensdauer einer Richtrolle bestimmt sich aus der Anzahl der Umdrehungen, die das Lager erreicht, bis sich erste Anzeichen von Werkstoffermüdung an einer Laufbahn oder einem Wälzkörper bemerkbar machen.

E) Reibung, Drehzahlen und Temperatur
Das Reibungsmoment einer Richtrolle ist von vielen Einflußgrößen, wie Belastung, Drehzahl, Schmierungszustand und Dichtungsreibung abhängig. Die maximal mögliche Drehzahl für Richtrollen wird im wesentlichen durch die zulässige Betriebstemperatur der Wälzlagerung bestimmt. Damit ist die Drehzahl von der Art der Belastung, den Schmierungsbedingungen und den Kühlverhältnissen abhängig. Eine Richtrollentemperatur von 70° wird als normale Betriebstemperatur betrachtet.

F) Maß-, Form- und Lagertoleranzen
Die Maß-, Form- und Lagertoleranzen der Richtrollen entsprechen der Toleranzklasse PN, nach DIN 620.

G) Ein- und Ausbau
Ein störungsfreier und guter Lauf der Witels-Richtrollen ist weitgehend von der Sorgfalt beim Einbau und ihrem Austausch abhängig. Das Aufpressen der Innenringe auf Welle oder Bolzen muß so erfolgen, daß die Einpreßkraft gleichmäßig auf die Stirnseite des Innenringes verteilt wird. Die Einpreßkraft darf nicht über die Wälzkörper geleitet werden.

H) Schmierung, Wartung und Korrosionsschutz
Damit Richtrollen zuverlässig ihre Funktion erfüllen, ist eine ausreichende Schmierung erforderlich, die die unmittelbare metallische Berührung zwischen Wälzkörpern, Laufbahnen und Käfig verhindert und damit den Verschleiß verringert, gleichzeitig aber auch die Oberflächen vor Korrosion schützt. Grundsätzlich werden alle Richtrollen befettet geliefert.

J) Aufbewahrung der Richtrollen
Witels-Richtrollen, die grundsätzlich lebensdauergeschmiert geliefert werden, können nicht unbegrenzt aufbewahrt werden. Unter Umständen treten nach längerer Aufbewahrungszeit anfangs höhere Reibungsmomente als bei fabrikneuen Richtrollen auf. Auch kann nicht ausgeschlossen werden, daß die Schmierfähigkeit des aufgefüllten Fettes nach längerer Aufbewahrungszeit nachläßt oder das Fett gar verharzt.

Wir verweisen an dieser Stelle gern auf unsere WICAS-Kassettentechnik, die vorrangig in problematischen Bereichen des Richtrolleneinsatzes Anwendung findet.

Richtrolleneinstich

  • Einstichgeometrie
  • Kerbe
  • Nut
  • Nute
  • Prisma
  • Profilierung
  • Richtrolleneinstich
  • Rille
  • Winkeleinstich
  • wirksamer Durchmesser

Der Richtrolleneinstich ist die Profilierung des Außenringes einer Richtrolle. Er dient zur Aufnahme und Führung des Richtgutes.

Für rundes, massives Richtgut erhält die Richtrolle in der Regel einen 90°, 100° oder 110° Winkeleinstich. Diese sind bei sog. Richtbereichen, also wechselnden Drahtdurchmessern, als besonders vorteilhaft.

Profiliertes, weiches oder rohrförmiges Richtgut wird hingegen mit formschlüssigen, dem Richtgut angepaßten Einstichen, gerichtet. Ähnlich wird bei hochkant zu richtenden Bändern verfahren. Das Flachrichten von Bändern wird weitestgehend mit glatten, nicht profilierten Richtrollen realisiert wird.

Richtsystem

  • Drahtrichtsystem
  • Helixrichter
  • Kombination von Richtapparaten
  • Richtsystem

Unter einem Richtsystem wird eine Kombination von Richtapparaten verstanden, die richtgutorientiert schwierige und z. T. wechselnde Richtgutausgangsparameter in konstante überführt.

Ein so erreichter, gleichbleibender Prozeßübergang ist zur Gestaltung definierter Folgeprozesse notwendig.

Das einfachste Richtsystem besteht in der Regel aus zwei Einzelrichtapparaten, die in ungleichen Ebenen zueinander angeordnet und mittels eines Verbindungswinkels montiert sind. In vielen Einsatzfällen wird mit einem solchen, einfachen Richtsystem ein akzeptables, konstantes Ergebnis erreicht.

Wechseln jedoch während des Prozesses die Ausgangsparameter des Richtgutes und treten z. B. Krümmungsschwankungen oder Helizitäten auf, so fordert dies den Einsatz problemorientierter Werkzeuge und Vorrichtungen, wie Helixrichter, Totrichter usw.

Der Aufbau eines Richtsystems setzt sich demnach aus einer klar gegliederten Richtprozeßfolge zusammen. Schwankende Ausgangsparameter bei einer definierten und konstanten Restkrümmung erfordern stärkere Richtprozeßgliederungen. Eine simple Zunahme von Richtrollen wäre hierbei wenig effektiv.

Zunächst müssen die wechselnden Krümmungen in sich ändernden Ebenen abgebaut und in eine konstante Krümmung mit konstanter Ebene umgeformt werden. Hieraus wird ein erfolgreicher Richtprozeß mit gleichbleibenden Restkrümmungen abgeleitet.

Das wird auch "Prozeß im Prozeß" genannt. 

Rollenkreuze/Rollenführungen

  • Führen
  • Rollenkreuze/Rollenführungen
  • Rollenwerkstoff

Rollenkreuze/Rollenführungen werden bei der Verarbeitung von Endlosmaterial zwischen Spule/Bund/Coil, Richtapparat, Abzugseinrichtung oder Verarbeitungsmaschine eingesetzt. Sie übernehmen dabei die Aufgabe, das Material zu führen und zu stützen.

Die Anzahl und die Anordnung der Rollenkreuze/Rollenführungen im Materialfluß werden so gewählt,
daß:

  • ein Durchhängen des Materials vermieden wird,
  • scharfe Kanten und Umlenkungen mit kleinen Radien die Oberfläche nicht beschädigen,
  • das Endlosmaterial zentrisch in den nächsten Apparat/die nächste Maschine einläuft.

Durch die Vielfalt der Rollenführungen ergeben sich breite Anwendungsmöglichkeiten. Die Auswahl wird durch die gestellten Aufgaben bestimmt. Es werden starre und verstellbare Rollenführungen gefertigt. Letztere werden bei wechselnden Abmessungen und bei einer genauen Positionierung des Materials verwendet.

Zentrisch verstellbare Rollenführungen sind für einen Abmessungsbereich geeignet. Bei unterschiedlichen Abmessungen wird der Materialmittelpunkt beibehalten. Es sind keine Verschiebungen erforderlich, damit das Material zentrisch in die Anlage läuft.

Einige Rollenführungen sind konstruktiv so gestaltet, daß sie das Material führen und dabei vollständig umschließen. Andere sind zum besseren Einlegen des Materials einseitig offen.

Rollendurchmesser, Rollenmaterial und lichte Weiten sind von den Abmessungen und von der Geometrie des Materials abhängig. Brünierte und gehärtete Stahlrollen werden z. B. bei festen Werkstoffen eingesetzt. Für empfindliche Oberflächen können weichere Rollen aus PETP benutzt werden. Grundsätzlich sind folgende Rollentypen lieferbar:

  • verchromt
  • gehärtet (bis 64 HRC)
  • mit Gummi beschichtet
  • mit Keramik beschichtet
  • Rollen aus PETP, PVC oder Polyamid.

Rollenrichtapparat

  • Bandrichtapparat
  • Doppelrichtapparat
  • Drahtbiegeapparat
  • Drahtrichtapparat
  • Drahtrichtgerät
  • Einfachrichtapparat
  • Richtapparat
  • Richtgerät
  • Richtmaschine
  • Richtschwinge
  • Richtwerk
  • Rollenaggregat
  • Rollenrichtapparat
  • Rollenrichtgerät
  • Säbelrichter
  • Schlepprichter
  • Schlepprichtsatz
  • Schleppzangenbank
  • Seilrichtapparat
  • Vorrichtgerät
  • Zustellung

Mittels eines Rollenrichtapparates ist es möglich, eindimensionale Ausgangskrümmungen eines Prozeß-materials, d. h. Ausgangskrümmungen in einer Ebene zu verändern, so daß nach dem Richtprozeß definierte Restkrümmungen vorliegen. Biegewerkzeuge eines solchen Richtapparates sind Richtrollen, die parallel zueinander in zwei Reihen versetzt angeordnet sind. Durch die Zustellung der Rollen erfährt das Prozeßmaterial während seines Durchlaufs durch den Richtapparat wechselnde Biegungen. Die Wechselbiegungen müssen von einer Anzahl und Größe sein, so daß die Ausgangskrümmungen über die gesamte Länge des Richtgutes definiert verändert werden.

Zum Richten eines Gutes über seiner gesamten Länge, muß es relativ zum Richtapparat transportiert werden. Zu diesem Zweck verfügen Richtmaschinen über angetriebene Rollen. Bei einem Richtapparat hingegen, sind die Rollen nicht angetrieben, so daß zum Transport des Richtgutes zusätzliche Einrichtungen, wie beispielsweise Antriebseinheiten, Einzüge, Treiber o. ä. erforderlich sind.

Eine Richtmaschine enthält demgemäß technische Elemente zum Transport und zum Richten, wohingegen ein Richtapparat ausschließlich Elemente zum Richten aufweist. Gemäß dieser Begriffsbestimmungen ist es möglich, Richtapparate in Richtmaschinen zu verwenden.

Eine Klassifizierung von Richtapparaten kann unter dem Gesichtspunkt des Automatisierungsgrades vorgenommen werden. WITELS-ALBERT bietet Produkte für das konventionelle Richten, das teilautomatisierte Richten und das Richten mit dem automatischen Rollensteller an. Das automatisierte Richten ist gegenwärtig Gegenstand intensiver Forschungsarbeiten. Für jede Sparte gilt, daß ein entsprechender Richtapparat über spezifische Eigenschaften in Anpassung an den zu richtenden Querschnitt sowie die Eigenschaften (Werkstoffeigenschaften) des Prozeßmaterials verfügt.

Rotierendes Richten

  • Drahtrichten
  • Richten
  • Rotierendes Richten
  • Wechselbiegen

Im Gegensatz zum Rollenrichten prägt das rotierende Richten dem Prozeßmaterial Wechselbiegungen mit umlaufender Biegeachse auf.

Die Anzahl der Wechselbiegungen folgt aus der Geschwindigkeit des Richtgutes und der Drehzahl des Richtflügels. Zum Einsatz kommende Richtwerkzeuge sind z. B. Richtsteine, Richtbacken oder Richtrollen.

Rotierendes Richten wird vorrangig bei der Herstellung von Stangen oder Stäben durchgeführt, die infolge des Ablängens eine Rückfederung des jeweiligen Richtgutes aus der Biegung und Torsion zulassen.

Mitunter wird auch die nicht zutreffende Auffassung vertreten, zwei in ungleicher Drehrichtung gegeneinander rotierende Richtflügel neutralisieren die zum Nachteil durch Torsion eingeprägten Spannungen.

Die nicht gewünschte Beschädigung der Oberfläche des Richtgutes und die mitunter starke Beeinflussung der Werkstoffparameter durch eine aggressivere Verformung als beim Rollenrichten, lassen den Einsatz die das Richtgut schonenden Rollenrichtapparate zunehmend in den Vordergrund rücken. 

Simulation

  • bezogene Krümmung
  • Identifikation
  • Modell
  • offline
  • online
  • Prozeßdaten
  • Prozeßsimulation
  • Simulation
  • Simulationsprogramm
  • Simulationsrechnung
  • Vorausberechnung
  • Vorausbestimmung
  • Vorhersagen

Die Simulation ist die Darstellung von bestimmten interessierenden Eigenschaften eines Systems durch Handlungen eines anderen Systems. Durch modellhafte Nachbildung des Verhaltens eines Systems in einem Simulationsprogramm ist es möglich, Verhaltenseigenschaften zu studieren oder Varianten zu betrachten. Mittels Simulation läßt sich die Verhaltensweise in zeitraubenden, kostspieligen oder im Ausgang ungewissen und gefährlichen Prozessen mit geringerem Aufwand und Risiko erkennen.

Mit der Simulation des Drahtrichtprozesses können die Rollenpositionen zur Erzeugung einer definierten Restkrümmung unter Berücksichtigung der Parameter des Richtapparates (Rollenanzahl, Rollenaußen-durchmesser, Rollenteilung, Einstichbreite, Einstichwinkel) und des Drahtes (Querschnittsgeometrie, Dehngrenze, Elastizitätsmodul, Verfestigungsmodul, Ausgangskrümmungsbereich etc.) vorausberechnet werden. Die Simulation basiert auf der Modellierung des elastisch-plastischen Werkstoffverhaltens bei Wechselbiegung und dem Zusammenhang zwischen Biegemoment und Krümmung. Gleichzeitig liefert die Simulation des Drahtrichtprozesses Informationen, mit denen die Prozeßkräfte ermittelt werden können.

Spannungsursachen

  • Biegespannung
  • Eigenspannungen
  • Spannungsanalysen
  • Spannungsherkunft
  • Spannungsursachen
  • Torsionsspannung
  • Zugspannung

Als Reaktion eines Werkstoffes/Werkstückes gegen eine äußere Belastung entsteht als innere Wider-standskraft bezogen auf eine Fläche eine Spannung. Grundsätzlich besteht zwischen dem Spannungs- und Verformungszustand eines Werkstückes eine Korrelation. Infolge einer plastischen Verformung resultieren in einem Werkstück auch nach Wegnahme der Last Eigenspannungen, die sich im Belastungsfall mit entstehenden Spannungen überlagern. Die Art der unter Last entstehenden Spannung wird nach der Art der Belastung charakterisiert. So folgen aus Zugkräften (Ziehen, Haspeln) Zugspannungen und aus Biegekräften (Umlenken, Richten) Biegespannungen. 

Spule

  • Spule
  • Spulendurchmesser
  • Transport

Spulen dienen zum sicheren Transport von Endlosmaterialien. Das Material ist geschützt gelagert. Einzelne Windungen können nur schwer verrutschen. Das Material wird beim Aufspulen Lage für Lage aufgelegt. Spulen besitzen einen minimalen (innen) und einen maximalen (außen) Durchmesser. Daraus ergeben sich wichtige Gesichtspunkte: erstens eine Geschwindigkeitsdifferenz und zweitens eine Differenz der Biegekrümmungen.  

Standort des Richtapparates

  • Abstand zum Richtapparat
  • Anordnung von Richtapparaten
  • Plazieren von Richtapparaten
  • Standortbestimmung
  • Standort des Richtapparates

Einen wesentlichen Einfluß auf das Richtergebnis hat der Abstand zwischen Richtapparat und Abspuler oder einer letzten Umlenkung des Richtgutes. Wird ein Abstand von A £ d p realisiert, wobei d das Zweifache des Ausgangskrümmungsradius oder den Durchmesser der letzten Umlenkrolle repräsentiert, ist sichergestellt, daß die Ausgangskrümmungen wirkungsvoll durch den Richtprozeß verändert werden und das Richtgut mit der gewünschten Restkrümmung aus dem Richtsystem ausläuft bzw. definiert in eine nachgeordnete Einrichtung einläuft.

Bei Überschreitung dieses Abstandes besteht die nicht zu unterschätzende Gefahr, daß sich das Richtgut, noch nicht von seiner Ausgangskrümmung befreit, vor dem Eintritt in den Richtapparat dreht und windet und somit weder konstant noch in seiner zu richtenden Krümmungsebene verformt wird. 

Status quo

  • Kaliber
  • Meßmittel
  • Prüfen
  • Status quo
  • Zustellung

Aus dem Lateinischen stammend, kennzeichnet der Status quo den gegenwärtigen Zustand.

Um einen Richtprozeß definiert zu gestalten, ist es von hoher Bedeutung, den gegenwärtigen Zustand bzw. den Staus quo zu identifizieren und davon ausgehend mit den zur Verfügung stehenden Bedienoperationen bzw. Instrumenten gegebenenfalls eine Veränderung dieses Zustandes zu bewirken. So ist es für einen reproduzierbaren Richtprozeß unerläßlich, die Positionen der Richtrollen des Systems zugeordnet zu einem Prozeßmaterial und/oder einem Produkt zu dokumentieren. Mit Hilfe dieser Informationen können spezifische Richtergebnisse bei übereinstimmenden Randbedingungen jederzeit wieder erreicht werden.

Streckbiegerichten

  • Richten
  • Streckbiegerichten

Unter dem Begriff Streckbiegerichten wird das Biegen eines Richtgutes um Rollen mit kleinem Durchmesser bei gleichzeitiger Überlagerung durch Zugspannungen verstanden. In den Bereichen, wo sich Biegezugspannungen und Zugspannungen addieren, tritt eine örtliche plastische Dehnung auf. Überlagern sich die Biegedruckspannungen mit den Zugspannungen, so kann es zu einer Entlastung oder zum Stauchen kommen. Der größte Teil des Richtgutquerschnittes wird jedoch auf Zug beansprucht. Findet ein solcher Vorgang durch Wechselbiegung statt, wird das Richtgut stufenweise ausgestreckt und eine Restkrümmung bei drahtförmigem Richtgut oder ein Planheitsbild beispielsweise bei Bändern erzeugt.

Ein System zum Streckbiegerichten besteht in der Regel aus einem Einlaufaggregat zur Erzeugung eines Rückwärtszuges, einer Richteinheit für die Biegung bzw. Wechselbiegung und einem Auslaufaggregat zum Aufbringen des Vorwärtszuges. Bei einer Orientierung auf das Drahtrichten kann als Einlaufaggregat z. B. ein Totrichter und als Auslaufaggregat eine Antriebseinheit verwendet werden. Als Richteinheit kommt ein konventionelles Richtsystem, ein teilautomatisiertes Richtsystem oder auch ein Richtsystem mit automatischem Rollensteller zur Anwendung. 

Streckgrenze

  • Dehngrenze
  • Festigkeit
  • Fließbeginn
  • Fließgrenze
  • Proportionalitätsgrenze
  • Streckgrenze
  • technische Streckgrenze

Die Streckgrenze ist ein charakteristischer Kennwert eines Werkstoffes, der aus der Durchführung eines Zugversuches folgt. Als Reaktion eines Werkstoffes gegen eine äußere Zugbelastung spezifischer Größe entsteht als innere Widerstandskraft bezogen auf die Fläche senkrecht zur Kraftwirkungsrichtung die Spannung Streckgrenze. Infolge der äußeren Zugbelastung nimmt bei ihr die Verformung des Werk-stoffes bzw. die Verlängerung des Zugstabes weiterhin zu, obgleich der innere Widerstand konstant bleibt oder sogar zurückgeht.

Für Prozeßmaterialien der Drahtindustrie, die vorzugsweise mit gezogenen Drähten arbeitet, ist charakteristisch, daß der Widerstand gegenüber der Belastung bei der Streckgrenze nicht zurückgeht. Demzufolge ist die Streckgrenze im Spannungs-Dehnungs-Diagramm nicht zu identifizieren.
Die DIN EN 10 002 als Richtlinie des Zugversuches für metallische Werkstoffe empfiehlt aus diesem Grund die Ermittlung einer Dehngrenze bei nichtproportionaler Dehnung, die auch verbal den Terminus Streckgrenze ersetzt. So wird für gezogene Werkstoffe der Drahtindustrie nicht die Streckgrenze sondern die Dehngrenze bei einer nichtproportionalen Dehnung von 0,2% bestimmt, die auch als technische Dehngrenze benannt werden kann.

Die Streckgrenze bzw. die Dehngrenze bei nichtproportionaler Dehnung ist ein Eingabewert für die Simulation des Drahtrichtprozesses von WITELS-ALBERT, deren Ziel es ist, die zur Erzeugung einer definierten Restkrümmung erforderlichen Zustellungen zu berechnen.

Streckrichten

  • Recken
  • Richten
  • Strecken
  • Streckrichten
  • Zugrichten

Beim Streckrichten wird das Richtgut durch eine Zugkraft beansprucht. Diese Kraft ruft im Werkstück eine Zugspannung hervor, die sich mit den vorhandenen Eigenspannungen überlagert.

Die Zugkraft wird abschnittsweise aufgebracht und in ihrer Größe so gewählt, daß plastische Verformungen im Richtgut auftreten. 

Teilautomatisiertes Richten

  • Basisautomatisierung
  • Positionieren
  • Positioniersteuerung
  • Steuerung
  • teilautomatisierter Richtapparat
  • teilautomatisiertes Richten
  • Teilautomatisierung
  • SPS

Teilautomatisiertes Richten ist das Richten unter Verwendung von Offline- und Online-Daten, einer Basisautomatisierung sowie mindestens einem Richtapparat. Der Informationsfluß verläuft von den Offline- und Online-Daten über die Basisautomatisierung hin zum Richtapparat mit der Zielsetzung, eine definierte und sehr genaue Zustellung der Richtrollen zu erreichen. Durch das teilautomatisierte Richten ist es jederzeit möglich, eine reproduzierbare Einstellung der Rollenpositionen zu realisieren.

Mit einem teilautomatisierten Richtapparat ergeben sich Vorteile gegenüber dem konventionellen Zustellen der Richtrollen:

  • definierte Feineinstellung der einzelnen Richtrollen,
  • Reproduzierbarkeit der Richtrollenpositionen in engen Toleranzen,
  • Aufbringen hoher Verstellkräfte,
  • nicht ortsgebundene Bedienung der Rollenverstellung,
  • Zugriff auf Prozeßdaten (Datenbanken),
  • Einbindung in ein zentrales Steuerungsfeld.

Totrichten

  • Töten
  • Totrichten
  • Totrichter

Beim Richten werden durch schwankende Ausgangsparameter des Drahtes, wie z. B. schwankende Werkstoffparameter, Ausgangskrümmung und wechselnde Eigenspannungen, unterschiedliche Restkrümmungen erzeugt. Deshalb wird der Draht in mindestens einer Ebene bei starken Biegungen durch Richtrollen so „getötet“, daß eine Restkrümmung in einer Ebene entsteht.

Zum „Töten“ werden Spezialrichtapparate der Typen TR und TRV verwendet. Die aufgeprägten starken Wechselbiegungen mit kleinen Biegeradien reduzieren die Krümmungsschwankungen und verändern die Eigenspannungen des Drahtes.

Werden die Typen TR und TRV in Kombination mit einem konventionellen/teilautomatisierten oder einem Richtsystem mit automatischen Rollensteller betrieben, beeinflußt der entstehende Rückwärtszug das Richtergebnis mit.

Überhöhung

  • Abweichung von der Geradheit
  • Bogenhöhe
  • Drahtüberhöhung
  • Durchbiegung
  • Pfeilhöhe
  • Krümmung
  • Überhöhung

Die Überhöhung f oder h des Richtgutes ist der maximale Abstand zwischen der Sehne a und dem Richtgutbogen. Die Überhöhung hat die Dimension [mm/Bezugslänge].

In der DIN EN 10 218-2 sind die Anforderungen an die zulässigen Überhöhungen für Stäbe und Drähte spezifiziert.

Umlenken

  • Biegeradius
  • definiertes Umlenken
  • Richtungswechsel
  • Umlenken
  • Umlenkrolle
  • Umlenkrollenradius
  • Umspulen

Bei der Drahtherstellung und Weiterverarbeitung muß das Prozeßmaterial häufig umgelenkt werden. Um für das Richten nachteilige Veränderungen der Ausgangskrümmung und der Werkstoffparameter zu vermeiden, ist das Prozeßmaterial elastisch in Richtung seiner Ausgangskrümmung umzulenken. Eine elastische Umlenkung wird vom Durchmesser der Umlenkrolle bestimmt, der von den geometrischen Abmessungen des Prozeßmaterials, seinem Elastizitätsmodul, der Dehngrenze sowie von der Ausgangs-krümmung abhängt. Die Ermittlung des zulässigen minimalen Wertes des Umlenkrollendurchmessers gelingt über eine Berechnungsgleichung.

Der Abspulrichter aus der Produktpalette von WITELS-ALBERT berücksichtigt für den Prozeß Abspulen die elastische Umlenkung in Richtung der Ausgangskrümmung des Prozeßmaterials. Auf Kundenwunsch können Abspulrichter für spezifische Prozeßmaterialien mit angepaßten Umlenkrollen hergestellt werden.
 

Für gerades Richtgut gilt für den minimalen Umlenkrollendurchmesser:

D minimaler Umlenkrollendurchmesser [mm]
d Drahtdurchmesser bzw. Richtgutdicke [mm]
E Elastizitätsmodul [N/mm2]
Rp0,2 Streckgrenze [N/mm2]

Werkstoffeigenschaften

  • Drahteigenschaften
  • Eigenschaften des Richtgutes
  • Werkstoffeigenschaften
  • Werkstoffgüte
  • Werkstoffparameter

Die mechanischen Werkstoffeigenschaften charakterisieren ein Prozeßmaterial und bestimmen maßgeblich sein Verformungsverhalten. Bei der elastisch-plastischen Kaltverformung haben insbesondere der Elastizitätsmodul, die Dehngrenze bzw. Streckgrenze, der Verfestigungsmodul, der Kohlenstoffgehalt sowie Parameter der Wechselverformung, über die der Bauschinger-Effekt abbildbar ist, Bedeutung. 

Werkstoffmodell/Werkstoffverhalten

  • Werkstoffmodell/Werkstoffverhalten

Mittels eines Werkstoffmodells ist es möglich, das Verhalten eines Prozeßmaterials virtuell abzubilden. Es basiert auf mathematisch-physikalischen Grundgesetzen und wird während der Erarbeitung und Entwicklung von Versuchen mit der Zielsetzung der Verifikation begleitet. Durch ein Werkstoffmodell können beispielsweise Spannungen im Prozeßmaterial als Reaktion des Werkstoffes gegen eine aufgeprägte Verformung spezifischer Größe prognostiziert werden. Ein Werkstoffmodell ist Grundbedingung für die Simulation von Prozessen, wie beispielsweise auch für die Simulation des Richtprozesses.

Ziehprozeß

  • Herstellung von Endlosmaterial
  • Umformprozeß
  • Verformungsprozeß
  • Ziehprozeß

Die Umformung eines Prozeßmaterials durch einen Ziehprozeß beruht auf dem Wirkprinzip des Keiles. Die für die Umformung erforderliche Querkraft wird durch das Aufprägen der äußeren Ziehkraft erzeugt und greift infolge der Neigung der Ziehholwandung und der Reibung zwischen Prozeßmaterial- und Ziehholoberfläche unter einem spezifischen Winkel zur Normalrichtung an der Berührungsfläche Prozeßmaterial/Ziehhol an. Auf Grund der Keilübersetzung, die sich aus dem Zieh- und dem Reibung-swinkel ergibt, beträgt die Normalkraft das vier- bis siebenfache der Ziehkraft. Danach erfolgt die Umformung beim Ziehen überwiegend durch die über die Normalkraft im Werkstoff hervorgerufenen radialen und tangentialen Druckspannungen und weniger durch die von der Ziehkraft generierten axialen Zugspannung.

Ziehrichtung im Richtprozeß

  • Durchzugsrichtung
  • Gefügebild
  • Produktionsrichtung
  • Stahldraht
  • Ziehrichtung im Richtprozeß

Draht wird auf Ziehmaschinen bis auf den gewünschten Enddurchmesser umgeformt. Die Gefügestruktur des Urdrahtes wird durch den Umformprozeß verändert. Das so entstehende Gefügebild wird auch als Ziehtextur bezeichnet. Aus dem Quotienten der Querschnittsabnahme und dem Ausgangsquerschnitt wird der Ziehgrad bestimmt. Mit zunehmendem Ziehgrad wird die Kornstreckung in Richtung der Drahtachse größer. Plastisch formbare Gefügebestandteile (z. B. zähe Ferritkristalle bei Eisen- bzw. Stahldrähten) folgen den Kräften in Umformrichtung. Spröde Bestandteile (z. B. Perlitkristalle) werden unter der Wirkung der Umformkraft zertrümmert und dann in Ziehrichtung ausgerichtet.

Richtversuche haben gezeigt, daß Restkrümmungen sich unterscheiden, wenn das Richtgut in unterschiedlichen Durchzugsrichtungen durch den Richtapparat gezogen wird. Bei besonders schwierig zu richtenden Drähten bringt es Vorteile, wenn die Drähte in Ziehrichtung gerichtet werden.

Zugfestigkeit

  • Festigkeit
  • maximal ertragbare Spannung
  • Zugfestigkeit

Die Zugfestigkeit ist ein charakteristischer Kennwert eines Werkstoffes, der aus der Durchführung eines Zugversuches folgt. Als Reaktion eines Werkstoffes gegen eine äußere Zugbelastung spezifischer Größe entsteht als innere Widerstandskraft bezogen auf die Fläche senkrecht zur Kraftwirkungsrichtung die Spannung Zugfestigkeit. Infolge der äußeren Zugbelastung nimmt bei ihr die Verformung des Werk-stoffes bzw. die Verlängerung des Zugstabes weiterhin zu, wobei bei Bezug auf die Querschnittsfläche vor der Belastung der innere Widerstand ausschließlich zurückgeht. Beobachtungsergebnis des Zugversuches ist, daß bei der Spannung Zugfestigkeit der sich bis dahin über die gesamte Länge gedehnte Zugstab lokal einschnürt. Diese Einschnürung stellt die Ursache für das sich bei weiterer Belastung anschließende Versagen durch Bruch dar.

Die Zugfestigkeit folgt aus dem Quotienten der höchsten Belastung und der Querschnittsfläche vor Beginn der Belastung. Mit der Zugfestigkeit ist demgemäß die maximal ertragbare Spannung eines Werkstoffes gekennzeichnet.

Zugversuch

  • Bruchdehnung
  • Drahtprobe
  • Drahtprüfmaschine
  • Festigkeit
  • Werkstoffprüfung
  • Zerreißversuch
  • Zugbeanspruchung
  • Zugfestigkeit
  • Zugkraft
  • Zugprobe
  • Zugprüfmaschine
  • Zugspannung
  • Zugversuch

Der Zugversuch nach DIN EN 10 002 ist ein statisches Prüfverfahren. Er ist der wichtigste Versuch zur Bestimmung der mechanischen Kenngrößen. Ein genormter Probestab wird einer steigenden Zugbelastung in Richtung seiner Stabachse unterworfen. Die Zugprobe besitzt eine bestimmte Versuchslänge. Diese ist größer als die Meßlänge. An beiden Enden wird die Zugprobe in passenden Spannvorrichtungen gespannt.

Die Prüfung erfolgt in einer Prüfmaschine und wird oft bis zum Versagen des Probekörpers vorgenommen. Zugkraft und Längenänderung werden aufgezeichnet und in einem Diagramm dargestellt. Unter Nutzung der Ausgangsgrößen Materialquerschnitt und Versuchslänge erfolgt die Darstellung in einem Spannungs-Dehnungs-Diagramm. Dem Spannungs-Dehnungs-Diagramm können Kennwerte entnommen werden, die das Verhalten gegenüber äußeren Beanspruchungen ausdrücken. Die dabei am häufigsten bestimmten Größen sind:

  • Elastizitätsmodul
  • Streckgrenze
  • Zugfestigkeit
  • Bruchdehnung

Zustellung

  • Abstand der Richtrollen
  • Anstellart
  • Anstellung
  • Anstellwinkel
  • definiertes Richten
  • Einstellung der Richtrollen
  • Einzelzustellung
  • Exponentialzustellung
  • Keilzustellung
  • Positionieren
  • Richtkonizität
  • Richtrollenpositionen
  • Richtspalt
  • Richtwinkel
  • Rollenanstellung
  • Rollenzustellung
  • Rolleneinstellung
  • Zustellart
  • Zustellphilosophie
  • Zustellung
  • Zustellwinkel

Um eine Veränderung der Richtguteigenschaften durch Wechselverformung innerhalb eines Richtapparates zu ermöglichen, müssen die Richtrollen relativ zueinander zugestellt werden. Unter der Zustellung wird die absolute Position einer Richtrolle in bezug zur spezifischen Nullinie verstanden. Dabei bestehen technologisch gesehen verschiedene Möglichkeiten der Zustellung. Relevante Ausführungsformen sind die Leisten- und die Einzelzustellung. Bei der Leistenzustellung sind die Rollen mindestens einer Reihe in Linie fest auf einer Leiste appliziert, die durch Rotation und Translation positionierbar ist. Bedingt durch die mögliche Rotation der Leiste ergeben sich in Abhängigkeit des Drehwinkels unterschiedliche Teilungen zwischen den Rollen eines Richtapparates. Bei der Einzelzustellung können einzelne Rollen positioniert werden. Verbreitet sind Apparate, bei denen die Rollen einer Reihe fix, die der anderen Reihe einzeln zustellbar sind, sowie Apparate, die über Rollen verfügen, die alle positioniert werden können. Mit der Einzelzustellung aller Rollen eines Richtapparates wird der höchste Freiheitsgrad in bezug auf die Einstellmöglichkeiten erreicht. So ist es beispielsweise möglich, die Ausgangskrümmung exponentiell zur Restkrümmung zu verändern.

Zur wirkungsvollen Veränderung der Ausgangskrümmungen im Ausgangskrümmungsbereich ist es empfehlenswert, im vorderen Bereich eines Richtapparates, dem sogenannten Vorbiegebereich, größere Zustellungen zu wählen. Damit wird eine maximale Krümmung erzeugt, die durch die Wechselverformungen im sich anschließenden Richtbereich, der durch kleinere Zustellungen gekennzeichnet ist, zur gewünschten Restkrümmung abgebaut wird.