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Grundlagenwissen Bandrichtmaschinen: Anforderungen, Einsatzbereiche und Automation
Walzenrichtmaschinen für Bänder kommen an Pressen, Stanzautomaten, Profilieranlagen und in Zuschneideanlagen zum Einsatz. Die Anforderungen an das Richten sind zum Teil sehr spezifisch. Wir zeigen, was es zu beachten gilt.
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Wo früher einfache Bandrichtmaschinen mit großen Richtwalzen ohne Abstützung und ohne Einzelzustellung verwendet wurden, ist heute eine flexible Maschinenausstattung gefragt. Steigende Anforderungen durch engere Toleranzgrenzen und den Einsatz hochfester Materialien setzen neue Standards für moderne Walzenrichtmaschinen.
Moderne Walzenrichtmaschinen weisen folgende Merkmale auf:
- Blockbauweise
- Gute Abstützung der Richtwalzen
- Viele Richtwalzen
- Kleine Abstände zwischen den Richtwalzen
- Schnellwechselsystem zur Verkürzung der Reinigungszeit
- Bedienerfreundliche Steuerung mit Wertespeicher
- Leistungsfähiger Antrieb der Richtwalzen
Richtmaschinen für Bänder werden in den verschiedensten Fertigungsbereichen eingesetzt. Sie müssen spezifischen Anforderungen gerecht werden, wie die folgenden Beispiele zeigen.
Beispiel 1: Walzenrichtmaschinen für Pressen und Stanzautomaten
Pressen und Stanzautomaten werden hauptsächlich für die Fertigungsverfahren Umformen und Trennen eingesetzt. Das heißt, sie schneiden, biegen, lochen, rollen, prägen und führen Tiefziehvorgänge aus. Dafür sind mehr oder minder komplizierte und teure Werkzeuge erforderlich. Findet in der Presse ein hoher Umformgrad statt, so werden meist Richtmaschinen mit 7 bis 9 Richtwalzen eingesetzt. Das ist zum Beispiel bei der Herstellung von Tiefziehteilen oder der Fertigung einfacher Stanzteile der Fall. Diese Richtmaschinen besitzen Richtwalzen mit relativ großen Walzendurchmessern und sind in erster Linie darauf ausgelegt, die Coilkrümmung aus dem Blech zu entfernen. In anderen Fertigungsbereichen kommen Richtmaschinen mit bis zu 21 Walzen zum Einsatz. Die sorgfältige Auswahl einer geeigneten Richtmaschine für die jeweilige Anwendung ist von großer Bedeutung und entscheidend für die Qualität der Endprodukte.
Walzenrichtmaschinen sind das Herzstück der Pressenvorschubanlage
Walzenrichtmaschinen für Pressen und Stanzautomaten sind elementarer Bestandteil der Pressenvorschubanlage. Zwar macht die Pressenvorschubanlage nur einen kleinen Anteil der Gesamtinvestition in die Pressenstraße aus, doch ist sie für die Verfügbarkeit der Gesamtanlage besonders wichtig. Eine effiziente Produktion mit wenigen und kurzen Stillstandszeiten lässt sich nur mit einem zuverlässigen Anlagenkopf realisieren. Moderne Automatisierungskonzepte steigern hier die Prozesssicherheit und senken die Rüstzeiten. So können beispielsweise Coilwechselzeiten von weniger als 5 Minuten die Produktivität der gesamten Pressenstraße um bis zu 25 Prozent steigern.
Die Richtmaschine bestimmt die Verfügbarkeit der Anlagen in großem Maße. Ein Beispiel dafür ist die aufklappbare Präzisionsrichtmaschine Compactfeed von Arku. Das aufklappbare Richtaggregat vereinfacht das Einfädeln des Blechbandes und ermöglicht eine schnelle Reinigung der Richtwalzen. Der Compactfeed vereint die Funktionen Richten und Vorschieben in einer Maschine. Voraussetzung für den zuverlässigen Betrieb ist die dynamische Taktlüftung – auch bei hohen Hubzahlen. Die Präzisionsrichtmaschine kann zudem mit Zickzackbetrieb ausgeführt werden. Durch die Querverfahrung des Richtaggregats wird die Bandausnutzung optimiert. Bei runden Teilen kann so eine Materialersparnis von bis zu 14 Prozent erzielt werden.
Einsatz von Richtmaschinen mit 9 bis 21 Richtwalzen
Sind die Anforderungen an die Ebenheit des Werkstückes, die Werkzeugsicherheit oder auch die Prozesssicherheit besonders hoch, werden Richtmaschinen mit 9 bis 21 Richtwalzen eingesetzt. Diese Richtmaschinen entfernen nicht nur die Coilkrümmung aus dem Band, sondern richten auch Querwölbungen zuverlässig. Sie werden zum Beispiel beim Arbeiten mit Folgeverbundwerkzeugen eingesetzt.
Zwischenwalzen verhindern Verschleißmarkierungen an den Richtwalzen
Sind die zu verarbeitenden Bänder oberflächenempfindlich, so sollte eine Richtmaschine mit Zwischenwalzen eingesetzt werden. Die Zwischenwalzen sind zwischen den Stützrollen und den Richtwalzen angeordnet. Sie verhindern Verschleißmarkierungen der Richtwalzen infolge direkter Berührung mit den Stützrollen. Diese Markierungen können sich sonst auf weiches oder oberflächenempfindliches Material übertragen.
Eine Präzisionsrichtmaschine mit Zwischenwalzen wird als 6-HI-Maschine (6-HI = Six-High) bezeichnet. Der englische Begriff bringt zum Ausdruck, dass die Maschine 6 Rollen in der Höhe hat, hier also mit Zwischenwalzen im oberen und unteren Richtwalzenblock ausgerüstet ist. Analog wird eine Richtmaschine mit Stützrollen, aber ohne Zwischenwalzen, 4-HI-Maschine genannt. Bei einem einseitig oberflächenempfindlichen Band kann eine 5-HI-Maschine eingesetzt werden.
Um die Oberfläche des Materials zu schonen, können Präzisionsrichtmaschinen mit Wechselkassetten für Richtwalzen ausgestattet werden. Die Wechselkassetten vereinfachen die Reinigung deutlich und verringern zudem die Stillstandszeiten der Gesamtanlage.
Ein leistungsstarkes Antriebssystem ist gefragt
Es ist zunehmend anspruchsvoll, die erforderliche Richtkraft auf das Material zu übertragen. Damit steigt auch die Bedeutung des Antriebs der Richtwalzen. Ein Beispiel ist das patentierte Antriebssystem Ecoplan von Arku. Präzisionsrichtmaschinen mit diesem Antriebssystem haben bis zu 30 Prozent mehr Richtleistung bei gleichem Energiebedarf. Ecoplan verhindert zudem das Durchrutschen der Richtwalzen auf der Oberfläche des Richtgutes. Beschädigungen der Werkstoffoberfläche und das Verschleißen der Richtwalzen werden auf diese Weise minimiert. Nicht nur bei der Produktion von Sichtteilen wirkt sich das positiv auf die Qualität der Endprodukte aus.
Beispiel 2: Walzenrichtmaschinen für Profilieranlagen
Auf Profilieranlagen wird das gewünschte Profil im Durchlauf durch schrittweises Umformen mittels Profilierrollen erzeugt und anschließend abgelängt. Solche Profile finden in den verschiedensten Bereichen Verwendung – beispielsweise in der Bauindustrie und der Lager- und Regaltechnik. Meist liegen die Coildicken im Bereich von 1 bis 5 mm. Es kommen Richtmaschinen mit 7 bis 21 Richtwalzen zum Einsatz.
Automatisierung in der Profilherstellung
Bandvorbereitungsanlagen für Profilierer besitzen meist einen hohen Automatisierungsgrad, um die Coilwechselzeiten zu minimieren. Richtmaschinen tragen in diesem Anwendungsgebiet wesentlich zur Betriebssicherheit der Anlage bei und beeinflussen den Profilierprozess positiv.
In vielen Fällen wird hinter der Richtmaschine eine Bandendeschweißmaschine eingesetzt. Die automatische Verschweißung der Bandenden während des Coilwechsels senkt die Stillstandszeiten. Gerade bei komplexen Anlagen mit Vorstanzoperationen können bis zu 20 Minuten Rüstzeit eingespart werden. Auch der Materialausschuss wird vermindert, da das Anstanzen des neuen Bandes entfällt.
In der Profilherstellung werden hohe Verfügbarkeiten der Fertigungslinien vorausgesetzt. Es werden Doppelwendehaspeln eingesetzt, die Coilwechselzeiten senken. Während produziert wird, kann auf der Beladeseite schon der folgende Coil vorbereitet werden. Mit Automatisierungskonzepten, wie der automatischen Einführhilfe Twinshuttle von Arku, werden alle Vorgänge beim Coileinfädeln automatisch durchgeführt. So können Coilwechselzeiten von unter 2 Minuten erreicht werden. Durch ein Zusammenspiel aus Bandvorbereitungsanlagen mit Einführhilfe, Präzisionsrichtmaschine, Bandendeschweißmaschine und Bandspeicher können noch kürzere Stillstandszeiten von nahezu Null erreicht werden.
Beispiel 3: Walzenrichtmaschinen für Querteilanlagen
Querteilanlagen werden zur Herstellung von Platinen unterschiedlicher Zuschnittformen eingesetzt. Das Blechband wird dabei mittels fester, fliegender oder rotierender Scheren zerteilt. In Stahl-Service-Centern, im Heizungs- und Lüftungsbau und in der Lochblechindustrie werden sehr häufig breite Bleche (1500...2000 mm) mit geringen Dicken (0,5...3,0 mm) verarbeitet. Nicht selten bestehen die Bänder aus oberflächenempfindlichen Materialien wie Edelstahl oder Aluminium. Das abschließende Abscheren auf Maß mit meist geringen Winkligkeits- und Längentoleranzen kann bereits die Fertigungsendstufe darstellen.
Hochleistungsrichtmaschinen für besonders flache Bleche
Sind die Anforderungen an die Planheit des Blechs besonders hoch, werden Hochleistungsrichtmaschinen eingesetzt. Diese Maschinen zeichnen sich durch eine bestmögliche Abstützung der Richtwalzen und Blockzustellung sowie durch leichte Reinigungsmöglichkeiten aus. Hinzu kommt die Forderung nach kleinen Walzendurchmessern wegen der meist geringen Banddicke.
Verstellbarkeit der unteren Abstützungen
Die unteren Abstützungen sind nach oben und nach unten verstellbar. Dadurch lassen sich die Richtwalzen in Querrichtung gezielt biegen, um Ebenheitsfehler, wie z.B. Rand- und Mittenwellen, ausrichten zu können. Meist ist der Einsatz von 6-HI-Maschinen mit Zwischenwalzen unumgänglich.