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DE19852078A1 - Elastische Beschichtung in Vorrichtungen zum Ziehen und Bremsen von Metallbändern - Google Patents

Elastische Beschichtung in Vorrichtungen zum Ziehen und Bremsen von Metallbändern

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DE19852078A1
DE19852078A1 DE1998152078 DE19852078A DE19852078A1 DE 19852078 A1 DE19852078 A1 DE 19852078A1 DE 1998152078 DE1998152078 DE 1998152078 DE 19852078 A DE19852078 A DE 19852078A DE 19852078 A1 DE19852078 A1 DE 19852078A1
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DE
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permanent magnets
braking
task
strip
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DE1998152078
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Norbert Umlauf
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    • B65H23/10Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by retarding devices, e.g. acting on web-roll spindle acting on running web
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B39/08Braking or tensioning arrangements

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

Die Erfindung betrifft die elastische Beschichtung in einer Vorrichtung zum Ziehen oder Bremsen von Metallbändern bzw. Blechen, insbesondere gemeinsam auf eine Wickelwelle aufzuwickelnden Schmalbändern mit bandweise getrennter Bremswirkung, vorzugsweise in Bandlinien, zwischen zwei gegenüberliegend angeordneten und von Kettenrädern angetriebenen, endlos umlaufenden Kettensystemen, die das Band bzw. Blech mit in einem geraden Mitnahmebereich auf Leisten geführten, wagenartigen Rollenblöcken einspannen. Weiterhin finden sinnvolle Anwendungen statt in dem nur eine umlaufende Rolle als umlaufender Tisch funktioniert und dabei zusätzlich über Stromzuführungen magnetische Kräfte in das Band eingeleitet werden um Brems- oder Zugkräfte aufbringen zu können. Das Erwärmen von Metallband wird erreicht, wenn über das umlaufende System konduktiv oder induktiv die Energie zugeführt wird. Wird das umlaufende System mit Messköpfen ausgerüstet so kann zum Beispiel die Banddicke, Oberflächenbeschaffenheit, metallische Struktur und ähnliches sehr genau überprüft werden, da das Metallband und der Prülkopf über eine zu bestimmende Zeit mit identischer Geschwindigkeit und fixierter Lage überprüft werden können.
Eine optimale Wirkungsweise wird erreicht, wenn der mechanische Liniarantrieb durch einen elektrischen Liniarantrieb betrieben wird. Diese Ausführungsform belastet das Wagenkettensystem nur im linearen Mitnahmebereich und ist somit insbesondere für große Kräfte sinnvoll.
Ein derartiges Bremsgerüst für Metall- bzw. Blechbänder ist aus der EP 0088347 und dem EP 0195096 bekannt. Mit diesem Gerüst läßt sich die beim Bremsen von Metallbändern benötigte Zug- bzw. Bremskraft ohne schädigende Einwirkungen auf die Oberfläche des gespaltenen oder nicht gespaltenen Bandes aufbringen. Für hohe Ansprüche sehr oberflächenempfindliche Bänder, z. B. Kupfer oder Aluminiumband, bzw. sehr dünnes Band von 0,1 mm dicke sind besondere Effekte zu erreichen die durch nachstehend beschriebene Erfindung erreicht werden.
Das wird in erster Linie durch das gezielte Zuführen der Ketten mit den Rollenblöcken in einen relativ kurzen Einspann- und Mitnahmebereich mittels gerader Führungsleisten erreicht, die gleichzeitig das Abstützen der Einspannkräfte ermöglichen. Auf diese Weise lassen sich relativ große Andrückkräfte aufnehmen, die notwendig sind, um große Zug- oder Rückhaltekräfte ohne Relativbewegung zwischen dem Band und den umlaufenden, wagenartigen Rollenblöcken sicherzustellen. Durch Einlauf- und Auslaufschrägen am Anfang und Ende der geraden Führungsleisten des Mitnahmebereiches wird das gezielte Zuführen der Rollenblöcke unterstützt, wobei die Führungsschrägen am einlauf- und auslaufseitigen Ende des Mitnahmebereichs sowohl ein übergangsloses, weiches Übernehmen des jeweiligen Rollenblocks ermöglichen, als auch schon für ein gezieltes Andrücken der jeweils gegenüberliegenden Rollenblöcke in diesem Bereich sorgen. Bei einem derartigen Bremsgerüst, insbesondere zum oberflächenschonenden Aufbringen hoher Zug- bzw. Haltekräfte, kommt es somit auf die Einlauf und Mitnahmebedingungen an.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einerseits die Einsatzmöglichkeiten des bekannten Bremsgerüstes zu erweitern und andererseits insbesondere die Einlauf-, Auslauf- und Mitnahmebedingungen der wagenartigen Rollenblöcke in den Bandmitnahmebereich ein gezieltes, für die verschiedenen Aufgaben ein unterschiedliches Verhalten zu erreichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Formgebung erreicht die im mittleren Bereich eine stabile Bedingungen bewirken. Der Ein- und Auslauf muß anpassungsfähig gestaltet werden. Die Ausbildung muß so erfolgend, daß die widersprüchliche Funktion der hohen Elastizität in horizontaler Richtung sowie im Ein- und Auslauf eine geringe Walkarbeit erreicht wird. Weiterhin ist eine geringe Verquetschung erwünscht, da hierdurch die Walkarbeit im Ein- und Auslauf entscheidend zusätzlich reduziert werden kann. Relativbewegungen zwischen dem Metallband und der elastischen Beschichtung müssen ebenso vermieden werde. Dies wird zusätzlich dadurch erreicht, daß die Beschichtungsbreite der Kettenteilung entspricht. Die Anordnung erfolgt zwischen den Laufollen. Mit dieser Ausbildung wird erreicht, daß einerseits das gezielt parallele Zuführen der gegenüberliegenden Rollenblöcke der Kettensysteme in den Mitnahmebereich unterstützt und andererseits auch eine wesentlich höhere Geschwindigkeit - zum Beispiel bis 1.500 m/min. - erreicht werden kann. Diese Anordnung gilt für generatorischen, spiegelbildlich für motorischen Antrieb.
Vorzugsweise wird eine geringe Härte der Beschichtung bei einer relativ dicken Beschichtung gewählt. Das Metallband wird eingebettet, so daß die Formfehler des Metallbandes im Querschnitt und die Bandwelligkeiten problemlos kompensiert werden. Die geschaffenen Freiräume erlauben, daß das verquetschte Volumen der elastischen Beschichtung gezielt fließen kann.
Die Beschichtung erhält ein Füllstück, z. B. ein Flachstahl. Hierdurch wird erreicht, daß das Verquetschen mittels Formfaktor gezielt der Funktionsaufgabe angepaßt werden kann, während die gewünschte Schrägstellung der Beschichtung in Zugrichtung nahezu uneingeschränkt erfolgen kann.
Der Einsatz eines elektrischen Linearantriebs hat den Vorteil das die Belastung der schanierenden Kettenlaschen nur aus den Umlenk- und Fliehkräften erfolgt, während die Belastungen aus den aufzubringenden Bandzügen nur im Mitnahmebereich wirken. Die Dimensionierung der Schanierung kann hierdurch auf die Umlenk- und Fliehkräften beschränkt werden. Der Verschleiß wird hierdurch minimiert. Die gesamte Konstruktion des Vorrichtung zum Ziehen oder Bremsen von Metallbändern wird wesentlich kompakter.
Damit dem Band bei galvanischen Prozessen, bei induktiver und konduktiver Erwärmung des Bandes, für Messprozesse am Band und zum Aufbau von Magnetfeldern die zum Einleiten von Rückhaltekräfte vorzugsweise verwendet werden, damit für diese Prozesse Strom zugeführt werden kann, lassen sich in den Oberflächen der wagenartigen Rollenblöcke stromleitende Werkstoffe einbringen. Beispielsweise können die elastischen Beläge der Rollenblöcke sehr gering gehalten werden, da nur geringe Verquetschungskräfte benötigt werden. Der Strom läßt sich gezielt dann zuschalten, wenn die Rollenblöcke den Mitnahmebereich durchlaufen. Abgesehen von einem besseren Wirkungsgrad gegenüber herkömmlichen gas- oder ölbefeuerten Glühofenanlagen, liegt ein großer Vorteil dieser Massnahme darin, dass zu jeder Zeit die Energiezufuhr abgeschaltet werden kann. Hingegen muß ein Glühofen auch während der unvermeidlichen Betriebsunterbrechungen - wie beispielsweise an Wochenenden - ununterbrochen auf Temperatur gehalten werden.
Werden die Beschichtungsträger des Wagenkettensystems mit Messsonden ausgerüstet so wird durch den umlaufenden Tisch ideale Auswertungsvoraussetzungen geschaffen. Das umlaufende Wagenkettensystem hat nur die Aufgabe das Band zu tragen und einen fixen Bandabstand zu den zum Beispiel Messköpfen oder Magnetspulen sicherzustellen. Die Verweilzeit für den Prüfvorgang kann durch die Festlegung der Kontaktstrecke festgelegt werden, da in diesem Bereich das Metallband und das Wagenkettensystem die gleiche Geschwindigkeit einnehmen. Die Anwendung bietet sich an für Banddickenmessungen, Spannungsmessungen im Band, Oberflächenabtastungen und andere Prüfsystem. Die Zuführung der Ströme kann wahlweise von innen oder seitlich von aussen erfolgen. Das Zu- und Abschalten erfolgt nach dem der Kettenwagen die Parallelstrecke erreicht hat, bzw. bevor dieser die Parallelstrecke verlässt.
Nach dem gleichen System können Einzelmagnete oder Magnete, die über den gesamten Segmentbereich gehen mit Energie versorgt werden. Über die magnetischen Anziehungskräfte wird das Band auf die Kettenwagen gezogen. In Abhängigkeit von diesen Kräften und dem µ-Wert können Bandzüge über das Kettenwagensystem aufgebracht werden. Dies ist auch mittels Permanentmagneten möglich. Diese Anwendung bietet sich besonders für Aluminiumband und Aluminiumlegieungen an.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Spaltbandbremsgerüst
Die aufgezeigte Anordnung hat den grossen Vorteil, dass das die einzelnen Bandstreifen ohne Umlenkrolle dem Aufwickelhaspel tangential zugeführt wird. Die im Bremsgerüst aufgebauten Rückzüge werden ohne weiteren negativen Einfluss Verminderung zum Auflaufpunkt gebracht. Hierdurch werden zusätzlich die Voraussetzungen für eine gleichmässige spezifische Bandzugverteilung geschaffen. Der tangentiale Zulauf wird stetig nachgeregelt. Die 1 zeigt den Aufwickeldorn des Aufwickelhaspels, die 2 das aufgewickelte Coil, 3 Separierung Nr. 3 für die Bandstreifen, 4 das Metallband, 5 die obere Umlauf-Rolle, 6 die untere Umlauf-Rolle, 7 Separierung Nr. 2 und 8 Separierung Nr. 1 um das Metallhand aus der Schlinge 9 rechtwinkelig dem Bremsgerüst zuzuführen. 10 ist die Spaltschere.
Fig. 2 Vorderansicht eines Bremsgerüstes, teilweise geschnitten
Die Besonderheit dieser Lösung liegt darin, dass der mechanische Linear - Antrieb durch einen elektrischen Linear - Antrieb 20 bewegt wird. Durch diese Lösung ist es möglich grosse Bandzüge auf kürzestem Wege in das Metallband einzuleiten. Während der Umlenkungen fallen für die Wagenkette nur die Kräfte aus den Fliehkräften und Schanierbewegungen an. Die Kette 11 kann einfacher gestaltet werden. Es entfallen die Wellen mit den Kettenrädern. Das Bremsgerüst wird wesentlich kompakter, da die Getriebe und üblichen E-Motore entfallen. Es werden wesentlich höhere Geschwindigkeiten bei gleichzeitig hohem Bandzug problemlos beherrscht. 12 zeigt die elastische Segmentbeschichtung, 13 den Beschichtungsträger, 14 die Laufschiene.
Fig. 3 ein Bremsgerüst mit Bandzugmesssystem
Das Bremsgerüst 21, hängt mittels Blattfedern 24 im Messrahmen 22. Der Bandzug kann mittels Wägezellen 23 ohne Verfälschungen durch Umlenkungen mit einer sehr geringen Hysteresis und sehr genauen Wiederholgenauigkeit gemessen werden. Das Brems- und Zuggerüst 21 besteht aus zwei Ständern, gegenüberliegend angeordneten Kettensystemen 26 + 27, die in Führungen 18 der Ständer 21 eingebaut sind und von denen sich das obere Kettensystem 26 mittels zylinderbeaufschlagten Kolbenstangen 18 gegen das untere Kettensystem 16 anstellen läßt.
Die Ketten 19, 20 setzen sich aus einer Vielzahl miteinander gekoppelter, wagenartiger Rollenblöcken zusammen, die sich über die gesamte Breite eines in Pfeilrichtung 25 einlaufenden Bandes 4 erstrecken und mit zumindest beidseitigen Stützrädern 26 sowie Seitenführungsrollen 27 auf einer Laufbahn abrollen bzw. sich seitlich an diese legen. Die Laufbahn wird zu einem Mitnahmebereich 28 geführt, in dem die gegenüberliegendem Rollenblöcke 11 das Band 4 beidseitig erfassen und zwischen sich einspannen.
Fig. 4 + 5 die elastische Beschichtung
Die Oberflächen der Rollenblöcke 11 sind mit einer elastischen Beschichtung 12 versehen. Die Ober- bzw. Mitnahmeflächen der Rollenblöcke sind von einer der Kettenteilung T entsprechenden Breite und erstrecken sich innerhalb der Achsen der Stützräder 26 zweier benachbarter, d. h. aufeinanderfolgender Blöcke definierten Drehpunkten. Die Beschichtung 12 wird durch Freiräumen 30 so gestaltet, dass ein und auslaufseitig ein besonders elastisches Anpassen der verquetschten Beschichtung möglich wird. Die Verquetschungshöhe der Beschichtung sollte so gering wie möglich sein um die Walkarbeit ebenso so gering wie möglich zu halten. Gleichzeitig muss die Beschichtung eine sehr hohe Elastizität in Bandzugrichtung erhalten um über die unterschiedliche Schrägstellung der Beschichtung unterschiedliche Bandgeschwindigkeiten für die einzelnen Spaltbandstreifen zu ermöglichen, wie in Fig. 5 gezeigt. Dieser Funktionswiderspruch wurde durch die erfindungsgemässe Ausbildung erreicht, dass mittels Stützblech 31 + 31a über den Formfaktor die Verquetschungshöhe der Aufgabe angepasst werden kann, die Schrägstellung der Beschichtung jedoch nur unwesentlich eingeschränkt wird. Die Fig. 4 zeigt die Stellung der Beschichtung bei geringem Bandzug, die Fig. 5 bei hohen Bandzug.
Fig. 6 Vor- und Rückzüge durch Magnetfelder
Werden die Segmentträger 13a mit Permamentmagneten 32 oder Spulen bestückt die Magnetfelder aufbauen, so können insbesondere Bänder aus Aluminium, Kupfer so wie ihre Legierungen zum Einleiten von Bandzügen verwendet werden. Die Wagenkette wird dabei in aller Regel gegen die Bandlaufrichtung bewegt. Die Länge der Kontaktstrecke kann den Bedarfsfall angepasst werden. Dies ist für Metallbänder mit höchstem Oberflächenanspruch von grossem Interesse, da kein Kontakt zum Bremssystem vorhanden ist. Der Abstand zwischen Band 4 und Magnetkörper 32 kann dadurch konstant gehalten werden, dass die Abstützung der Rollen durch die elastischen Blöcke 34 eingestellt werden. Hierdurch wird erreicht, dass der Abstand zu Band ebenso konstant wird. Werden die Zylinder 16 durch Spindelantriebe ersetzt, so kann der Abstand eingestellt werden und die Maschine erhält hiermit ein zusätzliches Regelglied.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Ziehen oder Bremsen von Metallbändern bzw. Blechen, insbesondere für mehrere gemeinsam aufzuwickelnde Schmalbänder mit bandweise getrennter Bremswirkung, vorzugsweise in Bandlinien zwischen zwei gegenüberliegend angeordneten und von Kettenrädern oder von einem Linearantrieb 20 angetriebenen, endlos umlaufenden Kettensystemen (26, 27), die das Band bzw. Blech (4) mit in einem geraden Mitnahmebereich auf Schienen (14) geführten, wagenartigen Rollenblöcken (11) einspannen, gekennzeichnet durch eine elastische Beschichtung die durch Formgebung und Füllstücke gezielt der Aufgabe angepaßt wird, das Anbringen von Permanentmagneten auf den Rollenblöcken.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das die Maschine so geschwenkt wird, dass das Band tangential dem Coil zugeführt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Antrieb mittels Elektro-Linearmotor.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das die Maschine in Blattfedern schwimmt und die Reaktionskräfte mittels Wägezellen ermittelt werden.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Anbringen von Magnetspulen auf den Rollenblöcken.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Anbringen von Permanentmagneten auf den Rollenblöcken.
DE1998152078 1998-11-11 1998-11-11 Elastische Beschichtung in Vorrichtungen zum Ziehen und Bremsen von Metallbändern Withdrawn DE19852078A1 (de)

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