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.

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.

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.

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).

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.  

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).  

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.  

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.

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. 

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. 

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. 

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.

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].  

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.

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.

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. 

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.

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.

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.

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. 

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.

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. 

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.

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.

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.  

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.

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.

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.

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.

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. 

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.

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.