DE2906707A1

DE2906707A1 - Vorspann-vorrichtung fuer bandfoermiges gut

Info

Publication number: DE2906707A1
Application number: DE19792906707
Authority: DE
Inventors: James Richard Holmstrom
Original assignee: Wean United Inc
Current assignee: Wean United Inc
Priority date: 1978-02-21
Filing date: 1979-02-21
Publication date: 1979-08-23
Also published as: CA1084736A; FR2417461B1; IN149091B; JPS54110954A; FR2417461A1; US4215806A

Description

WEAN UNITED, INC.
Pittsburgh, V.St.A.

Vorspann-Vorrichtung für bandförmiges Gut

Vorspann-Vorrichtungen zur Anwendung in der Stahlindustrie, z. B. bei kontinuierlichen Fertigungsstraßen zum Richten und Seit ent» e säumen von unter mechanischer Spannung stehendem Gut, sind manchmal an einer Stelle der Fertigungsstraße angeordnet, an der das in die Vorrichtung einlaufende bandförmige Gut nicht oder nur gering unter äußerer mechanischer Spannung steht. Damit die Vorspann-Vorrichtung und insbesondere deren erste Walze wirksam zu der erwünschten, von der Vorrichtung in dem durchlaufenden Gut zu erzeugenden mechanischen Spannung beitragen kann, ist es bisher üblich, eine Einheit vorzusehen, die das bandförmige Gut mit einer Vorspannung beaufschlagt, und zwar besteht eine solche Einheit entweder aus Hemmbrettern, Hemm-Magneten, einer Gruppe von einen geringen Druck ausübenden Walzen oder einer Gruppe von Biegewalzen.

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Der Hauptnachteil der Hemmbretter, die normalerweise mehrere Holzbretter umfassen, die so angeordnet sind, daß sie an der Ober- und der Unterseite des vorbeilaufenden bandförmigen Guts anliegen, besteht darin, daß schwere Oberflächenbeschädigungen hervorgerufen werden. Die ebenfalls eine hemmende Wirkung ausübende Druckwalzeneinheit vermindert diesen Nachteil zwar, es ergeben sich bei ihrer Anwendung jedoch sehr nachteilige Führungs- oder Spurhaltebedingungen für das die Vorrichtung durchlaufende bandförmige Gut. Bei Anwendung von Biegewalzen erfolgt zwar eine führung des bandförmigen Guts, und es treten keine Oberflächen-Eindrücke auf, aber bei Dünnblechen können sie keine ausreichend große mechanische Spannung erzeugen. Auch bewirken die Biegewalzen eine Kalthärtung des Guts und physikalische Änderungen desselben. Hemm-Magnete erzeugen in Dünnblechen keine ausreichende mechanische Spannung. Aufgrund der Unwirksamkeit der bisherigen Torspann-Vorrichtungen und -Verfahren war es ferner meistens notwendig, die Vorspann-Vorrichtung so abzuändern, daß sie mehr als zwei Walzen umfaßt, was sowohl im Hinblick auf Investitionskosten als auch auf Betriebs- und Wartungskosten teuer ist.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vorspann-Vorrichtung, die nicht ausschließlich, aber bevorzugt für warm- und kaltgewalztes Kohlenstoff-Stahlband anwendbar ist, wobei das Vorspannen des Stahlbands ohne die Gefahr von Eindrücken erreicht und die Bandführung wesentlich verbessert wird und die Walzen ihren optimalen Wirkungsgrad erreichen; insbesondere wird in der ersten Walze der Vorspann-Vorrichtung eine größere Belastung erreicht, die ein stärkeres mechanisches Spannen des Bands zur Folge hat, so daß in manchen Fällen die Anzahl Walzen verringert werden kann; z. B. kann anstelle einer Vierwalzen-Vorspannvorrichtung eine Zweiwalzen-Vorspannvorrichtung ausreichen.

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Die Vorspann-Vorrichtung nach der Erfindung zum Vorspannen von kontinuierlich bewegtem bandförmigem Gut, das der Vorrichtung ohne oder nur mit geringfügiger externer mechanischer Spannung zugeführt wird, weist zwei zusammenwirkende Spannwalzen auf, die so angeordnet sind, daß sie aufeinanderfolgende Abschnitte des Guts teilweise umfassen, und die Vorrichtung ist gekennzeichnet durch Elemente zum drehbaren Lagern der Walzen und durch im Inneren wenigstens der das bandförmige Gut zuerst kontaktierenden Walze angeordnete Seile zum Befestigen einer das bandförmige Gut anziehenden Einheit, durch die das Gut die Walze kontaktiert derart, daß in dem der Vorrichtung zugeführten Gut an der einen Walze eine mechanische Spannung erzeugt wird.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die das Gut anziehende Einheit eine Magneteinheit ist, wobei das Gut ein Werkstoff auf Eisenbasis, z. B. flachstah], ist.

Durch die Erfindung wird also eine Mehrwalz en-Vor spannvorrichtung für warm- und kaltgewalztes Stahlband angegeben, bei der wenigstens die erste Walze einen in ihr angeordneten, normalerweise nicht rotierenden Elektromagnet aufweist, der das Band zum Einlaufabschnitt der Walze zieht und dadurch in dem Abschnitt des Bands unmittelbar benachbart der Einlaufseite der Vorrichtung eine Vorspannung erzeugt, so daß der Antriebsmotor der Vorspann-Vorrichtung belastet wird und einen Schlupf des Bands auf der Walze verhindert.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Iiängsansicht eines Abschnitts einer Verarbeitungsstraße für kaltgewalztes Kohlenstoffstahlband, mit einer Zweiwalζen-Vorspann-Vorrichtung nach der Erfindung;

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Fig, 2 eine teilweise Axialschnittansicht 2-2 nach Fig, 3, die eine der Walzen der Vorrichtung nach Fig. 1 zeigt;

Fig, 3 eine Schnittansicht 3-3 nach Fig, 2; und Fig, 4 eine Endansicht einer der Walzen nach den Fig. 2 und 3.

In Fig. 1, die einen Abschnitt einer Verarbeitungsstraße für kaltgewalztes KohlenstoffStahlband zeigt, läuft das Band S von links nach rechts und wird aus einer Auffanggrupe 10 hochgezogen, in der es von einem Prüf- oder Einführtisch abgestützt und nach oben geführt wird.

Am Auslaufende der G-rube 10 läuft das Band in eine Einführ-Druckrolleneinheit 14, bevor es in eine Kantenrichteinheit einlauft, aus der das seitlich zugerichtete Band auf eine Walzbahn-Walzeneinheit 18 läuft, die ebenso wie die Kantenrichteinheit 16 nur dazu benutzt wird, das Vorderende des Stahlbands vorzuschieben, und wenn das Vorderende der nachfolgenden Einheit zugeführt ist, werden die oberen Druckwalzen außer Kontakt mit dem Band gehoben, so daß die unteren Walzen das Band abstützen» Das aus der Walzbahn-Walzeneinheit 18 auslaufende Band wird zu einer Zweiwal ζ en-Vor spann-Vorrichtung 20 vorgeschoben,, wo es um etwa drei viertel des Umfangs von zwei zusammenwirkenden Vorspannwalzen 22 und 24 geführt wird, bevor es durch Ablenkwalzen 26 und 28 von der Vorrichtung 20 weggeführt wird. Das Band gelangt dann aus der Vorspann-Vorrichtung zum Auslaufende der Fertigungsstraße, die mit einer Schneidvorrichtung und Spannrolle zur Bildung von eng gewickelten Bunden endet (keine dieser Einheiten ist gezeigt).

Die vorstehend erläuterte Anlage und weitere, gezeigte aber nicht erläuterte Teile sind in der stahlverarbeitenden Industrie bekannt? ebenso ist die Arbeitsweise der einzelnen Bauteile einschließlich der Vorspann-Vorrichtung selbst bekannt. Was in

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Fig. 1 nicht zu sehen ist und durch die Erfindung in Portfall gelangt, ist eine der vier bisher verwendeten Vorrichtungen wie etwa die Hemm-Bretter oder eine Druckwalzeneinheit, durch die dem zur Spannvorrichtung laufenden Band eine Vorspannung erteilt wird. Ein solches Vorspannen erfolgt im vorliegenden Fall dadurch, daß in wenigstens der Walze 24 der Vorrichtung 20 eine innere Bandanziehkraft wirksam ist. Diese Kraft kann zwar in Abhängigkeit von dem verarbeiteten Werkstoff und anderen Faktoren verschiedene Formen annehmen und durch Luft oder Magnete erzeugt werden; zur Erläuterung der Erfindung wird auf eine elektromagnetische Kraft Bezug genommen.

Nach Fig. 1 weisen die Walzen 22 und 24 eine Serie von Elektromagneten auf; deren Aufbau und die Walze selbst sind jedoch am besten aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich, in denen die Walze 24 im einzelnen dargestellt ist. Dabei ist ein zueinander entgegengesetzt angeordnetes Paar von Wellen 32 und 34 vorgesehen, die in Lagerständern 36 gelagert sind, wobei die Welle 32 über eine Kupplung 39 in üblicher Weise mit einem Widerstands-Erzeuger (nicht gezeigt) verbunden ist. Die Innenenden beider Wellen 32 und 34 tragen Lager 37 für eine zentral angeordnete Welle 38, die in bezug auf die Wellen 32 und 34 normalerweise ortsfest ist. Auf den Wellen 32 und 34 sind starr eine Reihe von radial angeordneten Rippen 40 vorgesehen, die einen äußeren Stahlmantel 42 der Spannwalze abstützen. Für manche Anwendungszwecke kann es erwünscht sein, den Mantel aus korrosionsfreiem Stahl, Fiberglas oder Kunststoff herzustellen und mit G-ummi oder einem anderen Werkstoff zu beschichten, wodurch Oberflächeneindrücke im Stahlband vermindert werden und/ oder eine Verzerrung des Magnetfelds eingedämmt wird.

Bei dem gezeigten Aufbau erfolgt der Antrieb der Walze von der Welle 32 über die zugeordneten Rippen 40 zum anderen Ende des Mantels 42 und dessen Rippen zur frei drehbaren Welle 34. Die

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normalerweise unverdrehbare Welle 38 trägt in ihrer Mitte ein starr daran befestigtes Gestell 44, das an seinem oberen Ende (in Pig. 2) ein Gegengewicht 46 und an seinem Unterende vier gleiche Reihen von Elektromagneten 48 aufweist. Die Magnete sind so angeordnet, daß sie zur benachbarten Innenfläche des Mantels 42 einen geringen Spielraum haben. Die erforderliche elektrische Herausführung für die Elektromagnete 48 ist durch einen Durchgang 50 in der rechten Seite der Welle 38 gebildet. Das Ende der Welle weist ferner einen viereckigen Abschnitt 52 auf, der am besten aus Pig. 4 ersichtlich ist, so daß die Welle 38 und das Gestell 44 so verdrehbar sind, daß die lage der Magnete 48 relativ zu der Stelle, an der das Stahlband zuerst mit der Walze 24 in Eontakt gelangt, einstellbar ist; diese Verstellmöglichkeit ist am besten aus Pig. 3 ersichtlich. Wenn es in einem bestimmten Pail erwünscht ist, die magnetische Anziehungskraft des Bands gegen den Mantel 42 zu verzögern oder vorzuverlegen, so ist das Magnetfeld in erwünschter Weise einstellbar, und anschließend kann die Welle 38 wieder in der neu eingestellten Lage mit einer Arretiervorrichtung, z. B. einer die Welle umschließenden und mit einem Bolzen befestigten Klemme, festgelegt werden. Die tatsächliche radiale Lage der Elektromagnete (in Pig. 3) ist durch eine Meßvorrichtung 54 (vgl. Pig. 4) angezeigt. Beim Lösen der Welle wird durch das Gegengewicht eine erneute Positionierung der Magnete vorgenommen, so daß die Reihe von Magneten in den zweiten und dritten Quadranten der Walze 24 fällt.

Bei der Anwendung der Erfindung zum Vorspannen von Bandstahl kann die Gefahr auftreten, daß Eisenteilchen unbeabsichtigterweise an dem Walzenmantel 42 haften und sieh an der Bandunterseite abdrucken, wenn das Band am Mantel anliegt. TJm solche Teilchen automatisch zu entfernen, bevor dies geschehen kann, ist ein bekannter R'einigungsmagnet 56 vorgesehen. Es ist zu beachten, daß sowohl der Reinigungsmagnet 56 als auch die

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Magnete 48 entweder Dauer- oder Elektromagnete sein können. Im letzteren Fall ergibt sich insbesondere im Hinblick auf die Magnete 48 der Vorteil, daß durch Anwendung eines Regelwiderstands oder einer Spannungsregeleinheit die Feldstärke leicht und genau zwischen Hull und dem vollen Wert einstellbar ist, so daß eine Anpassung an verschiedene Betriebsbedingungen erfolgen kann.

Bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel ist zwar das Gestell 44 für die Elektromagnete normalerweise ortsfest, und der Walzenmantel dreht sich um das Gestell; erwünschtenfalls können jedoch Gestell und Walzenmantel miteinander drehbar ausgebildet sein, wobei die Erregung der Magnete durch einen Kommutator gesteuert wird, der mit dem speziellen Abschnitt des gesamten Umfangs-Kontaktbereichs, an dem das Stahlband gegen den Walzenmantel gezogen werden soll, um die erwünschte Vorspannung zu erhalten, gleichphasig ist. Anstelle einer Magnetkraft kann für bestimmte Anwendungsgebiete auch ein Vakuum- oder Saugluftverfahren angewandt werden. Dabei sind dann in der Walze löcher ausgebildet und Ablenkelemente vorgesehen, so daß die Beaufschlagung nur in dem erwünschten Quadranten der Walze erfolgt, etwa im ersten Quadranten bezogen auf die Stelle, an der das Band zuerst mit der Walze in Kontakt gelangt. Das Ausführungsbeispiel wurde zwar in Verbindung mit einer Schneid- und Richtstraße in der Stahlindustrie erläutert, es ist jedoch auch bei Warm- und Kaltwalz-Stahlband-Verarbeitungsstraßen sowie für andere Werkstoffe und in anderen Industriezweigen anwendbar.

Nach Fig. 1 weisen beide Walzen 22 und 24 Elektromagnete auf; häufig wird es jedoch ausreichen, nur die Walze 22 mit Magneten zu bestücken. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung, das zu einer verbesserten Bandführung bei der Verarbeitung von kaltgewalztem Bandstahl führt, ist die Anordnung von Magneten in der axialen Mitte der Walze (in Fig. 2 gesehen), so daß das

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axiale magnetische Kraftfeld etwa das mittlere Viertel der gesamten axialen Länge des Walzenmantels 42 umfaßt _e Die Erstreckung des mittleren Kraftfelds kann zwar auch anders vorgesehen sein, für einen so relativ unbiegsamen Werkstoff wie kaltgewalztes Kohlenstoffstahlband bei relativ hohen Verarbeitungsgeschwindigkeiten ist die gezeigte Anordnung jedoch sehr vorteilhaft»

Uachdem das Band S in üblicher Weise mit Einführgeschwindigkeit durch die Fertigungsstraße vorgeschoben wurde und die Verarbeitung des Bands beginnt, wobei die Geschwindigkeit auf die Betriebsgeschwindigkeit erhöht wird, können die Elektromagnete erregt werden und spannen das zur Vorrichtung 20 bewegte Band vor, wobei der Regelwiderstand oder die Spannungsregeleinheit als eine Funktion der Fertigungsstraßen-Geschwindigkeit verstellbar oder in erwünschter Weise voreinstellbar ist, so daß die erwünschte Gesamtspannung des Bands erzielt wird. Die durch die Elektromagnete 48 erzielte Vorspannung ermöglicht es, daß die Vorspann-Vorrichtung 20 mit größtem Wirkungsgrad und verbesserter Bandführung arbeitet und daß durch sie keine Eindrücke auf der Bandoberfläche erzeugt werden.

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Claims

Ansprüche

1. Vorspann-Vorrichtung für kontinuierlich bewegtes ■bandförmiges G-ut, das der Vorrichtung ohne oder mit nur geringer externer Spannungsbeaufschlagung zugeführt wird, mit zwei zusammenwirkenden Vorspann-Walzen, die aufeinanderfolgende Abschnitte des bandförmigen Guts teilweise umschließen,

gekennzeichnet durch

Elemente (32, 34) zum drehbaren Lagern der Walzen (22, 24)» und

im Inneren wenigstens der das bandförmige Gut (S) zuerst kontaktierenden Walze (24) angeordnete Teile (38, 40) zum Befestigen einer das Gut (S) anziehenden Einheit (44, 46, 48), durch die das Gut (S) die Walze (24) kontaktiert, so daß in dem der Vorrichtung (20) zugeführten Gut (S) an der einen Walze (24) eine mechanische Spannung erzeugt wird,

2» Vorspann-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die das G-ut anziehende Einheit (44, 46, 48) ein Mittel zum Verstellen der Anziehungskraft zwischen dem Gut (S) und der einen Walze (24) aufweist,

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3. Vorspann-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die das Gut (S) anziehende Einheit (44, 46, 48) Mittel zum Befestigen derselben in dem allgemeinen Bereich, in dem das Gut (S) die eine Walze (24) zuerst kontaktiert, aufweist.

4. Vorspann-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß eine Reinigungseinheit (56) zum Entfernen von an der einen Walze (24) haftenden Fremdkörpern an der in bezug auf den Kontaktbereich zwischen Gut (S) und einer Walze (24) offenen Seite der Walze (24) und dieser benachbart angeordnet ist.

5. Vorspann-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß für die zweite Walze (22) der Vorrichtung (20) eine zweite das bandförmige Gut (S) anziehende Einheit vorgesehen ist, und daß Elemente zum Befestigen der das Gut anziehenden zweiten Einheit im Inneren der zweiten Walze (22) vorgesehen sind derart, daß das von der ersten Walze (24) zur zweiten Walze (22) bewegte Gut (S) an dem Abschnitt der zweiten Walze (22), mit dem das Gut (S) zuerst in Kontakt gelangt, haftet, so daß in dem zur zweiten Walze (22) gelangenden Gut (S) eine mechanische Spannung erzeugt wird.

6. Vorspann-Vorrichtung nach Anspruch 1,

wobei die das Gut anziehende Einheit magnetisch ist und das Gut ein Werkstoff auf Eisenbasis, z. B. Flachstahl, ist, gekennz eichnet durch Elemente (38, 44) zum Befestigen der Magneteinheit (48) allgemein in dem Bereich, in dem das Gut (S) zuerst mit der einen Walze (24) in Kontakt gelangt, derart, daß die Anziehungskräfte in bezug auf die Längskanten der einen Walze (24) innen liegen.

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7. Vorspann-Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

daß ein Reinigungsmagnet (56) zum Entfernen -von Eremdkörpern, die an der einen Walze (24) haften, an der in bezug auf den Kontakfbereieh zwischen dem Gut und der einen Walze (24) offenen Seite der Walze (24) dieser benachbart angeordnet ist.

8. Vorspann-Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

daß die eine Walze (24) aufweist:

einen äußeren drehbaren Mantel (42) zur Anlage an dem Gut (S), zwei jeweils einem anderen Ende der einen Walze (24) zugeordnete Wellen (32, 34) zum Haltern des Mantels (42), Drehmittel innerhalb der einen Walze (24) zum Haltern der magnetischen Einheit (48) derart, daß diese sich relativ zu dem umlaufenden Mantel (42) bewegt, und

Elemente (46, 52) zum Verstellen der Magneteinheit (48), so daß der Einfluß der Anziehungskraft relativ zu der Stelle, an der das Gut (S) die eine Walze (24) zuerst kontaktiert, änderbar ist.

9. Vorspann-Vorrichtung nach Anspruch 6 und 8, dadurch gekennzeichnet,

daß die Magneteinheit eine Reihe von Elektromagneten (48) umfaßt, die in parallelen Reihen angeordnet sind und ungefähr im mittleren Viertel der längsdimension des Walzenmantels (42) liegen.

10. Vorspann-Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

daß die Verstellelemente ein Gegengewicht (46) umfassen, das die drehbare Magneteinheit (48) zu einem vorbestimmten Bezugspunkt zurück beaufschlagt, und daß eine Einheit (54) zur Anzeige der Radiallage der Magneteinheit (48) relativ zur Rotationsachse der einen Walze (24) vorgesehen ist.

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