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EP1278692B1 - Vorrichtung zum führen eines metallbandes auf einem gaskissen - Google Patents

Vorrichtung zum führen eines metallbandes auf einem gaskissen Download PDF

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Publication number
EP1278692B1
EP1278692B1 EP01949089A EP01949089A EP1278692B1 EP 1278692 B1 EP1278692 B1 EP 1278692B1 EP 01949089 A EP01949089 A EP 01949089A EP 01949089 A EP01949089 A EP 01949089A EP 1278692 B1 EP1278692 B1 EP 1278692B1
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EP
European Patent Office
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metal strip
nozzle fields
strip
longitudinal direction
nozzle
Prior art date
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EP01949089A
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Peter Helmut Dipl.-Ing. Ebner
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Original Assignee
Individual
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C47/00—Winding-up, coiling or winding-off metal wire, metal band or other flexible metal material characterised by features relevant to metal processing only
    • B21C47/34—Feeding or guiding devices not specially adapted to a particular type of apparatus
    • B21C47/3466—Feeding or guiding devices not specially adapted to a particular type of apparatus by using specific means
    • B21C47/3475—Fluid pressure or vacuum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
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    • B21C47/34—Feeding or guiding devices not specially adapted to a particular type of apparatus
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    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H23/00—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs
    • B65H23/04—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally
    • B65H23/24—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by fluid action, e.g. to retard the running web
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/56—Continuous furnaces for strip or wire
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    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2406/00—Means using fluid
    • B65H2406/10—Means using fluid made only for exhausting gaseous medium
    • B65H2406/11—Means using fluid made only for exhausting gaseous medium producing fluidised bed
    • B65H2406/112—Means using fluid made only for exhausting gaseous medium producing fluidised bed for handling material along preferably rectilinear path, e.g. nozzle bed for web

Definitions

  • the invention relates to a device for guiding a metal strip on a gas cushion with rows lined up in the longitudinal direction of the belt Blow boxes with the nozzle fields extending transversely to the longitudinal direction of the strip
  • Devices for guiding a tape are e.g. B. from US 5 855 672 and 5 230 165 are known.
  • the nozzle fields extend transversely to the belt longitudinal direction and have perforated nozzles distributed over the field surface. That through these perforated nozzles gas flowing against the metal strip forms a supporting air cushion that passes through a gas flow from slit nozzles is supported which is transverse to the longitudinal direction of the strip run and limit the field area forming the perforated nozzles.
  • the gas pillow is not only used for contactless guidance of the metal strip, but also for Heat transfer must also be applied to heat treat the metal strip the heat influences are taken into account, which among other things require that the metal band bulges around a central longitudinal axis.
  • the conditions be chosen for the supporting air cushion so that in the middle of the A sufficient distance from the blow boxes can be ensured can, in order to exclude contact in the longitudinal edge area.
  • This necessary Distance increase in the central area is, however, with a decrease in Load capacity, which means either the use of thinner metal strips or a Increasing the gas volume flow through the nozzle fields required.
  • the invention is therefore based on the object of a device for guiding a metal strip on an air cushion of the type described at the beginning, that a metal band arching under the influence of heat is contactless can be performed without a due to the curvature of the metal strip Having to accept loss of load capacity.
  • the invention solves this problem in that the nozzle fields at least in one end section on both sides transversely to the tape longitudinal direction sloping field sections have a convex basic shape.
  • the nozzle fields can be an approximately uniform distance between in a simple manner the metal strip and the nozzle fields are ensured so that the load capacity the air cushion generated by the nozzle fields can be fully used, without running the risk that the longitudinal edges of the tape touch the blow boxes.
  • the to the Curvature of the heated metal strip, the convex basic shape of the nozzle fields is aligned also provides a largely vertical flow of the Metal straps also secure in the longitudinal edge area, so that overall advantageous bearing conditions can be guaranteed.
  • the continuous curvature of the metal strip across the length of the strip can be done in the simplest case by transverse to the belt longitudinal direction on both sides sloping field sections realized in an end section of the nozzle fields become.
  • the field sections can ensure curvature of the heated metal strip of the nozzle fields increasingly decrease on both sides. This condition can be achieved by polygonal lined up longitudinal sections of the nozzle fields.
  • a constant curvature of the nozzle fields is possible, too however, is associated with a correspondingly greater manufacturing outlay.
  • blow boxes with appropriate Nozzle arrays are provided to provide even heat treatment from both Allow sides of the metal band.
  • the upper nozzle fields With such a nozzle array arrangement, and above the metal strip to be guided, it is recommended to use the upper nozzle fields with a shape adapted to the convex basic shape of the lower nozzle fields to develop a concave basic shape.
  • This concave basic shape of the upper nozzle fields naturally does not affect the load-bearing capacity, but has a significant influence to the even heat transfer, which is probably not explained in more detail are needed.
  • the device for Guide a metal strip 1 from a frame 2, which is lined up in the longitudinal direction 3 Blow boxes 4 carries, the nozzle fields 5 form.
  • These nozzle fields 5 extend transversely to the tape longitudinal direction 3 and have distributed over the field surface Perforated nozzles 6 through which gas, for example air, form a gas cushion is blown against the metal strip 1.
  • gas for example air
  • slot nozzles 8 are provided, which Limit the field of perforated nozzles 6 and with their gas jets through the perforated nozzles Support 6 gas pillows.
  • the gas flow deflected on the metal strip 1 flows on the one hand between the two rows of slot nozzles of each nozzle array 5 against the Longitudinal edges 9 of the metal strip 1 down and on the other hand gets into between the blow boxes 4 formed backflow channels 10, which extend from the longitudinal center of the Metal strip 1 against the longitudinal edges 9 out due to roof-shaped sloping frame surfaces 11 expand with regard to the flow cross-section in order to for a possible low flow velocity and thus a comparatively low one To ensure pressure drop.
  • the nozzle fields 5 detect the invention on a convex basic shape, which warms to the curvature of the Metal strip 1 is adapted to between the metal strip 1 and the nozzle surfaces 5th to ensure an approximately constant distance over the bandwidth.
  • the convex basic shape of the Blow boxes 4 through increasingly descending from a central section 12 Reached longitudinal sections 13 of the field surface, which are strung together like a polygon are to make a sufficient adjustment to the steady curvature of the arched To enable metal strip 1 with simple constructive means. Based on these Adaptation results in advantageous load ratios, without the non-contact Guide the metal strip 1 on the gas cushion of the nozzle fields 5 at risk.
  • the invention is of course not based on the illustrated embodiment because, for example, the type and arrangement of the nozzles, but only around the convex, to the curvature of the heated metal strip 1 adapted basic shape of the lower blow boxes 4 and possibly the concave basic shape the nozzle fields 5 of the upper blow boxes 14 are, on the one hand, advantageous Structural conditions and on the other hand a uniform heat treatment of the curved metal strip 1 sure.

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Führen eines Metallbandes (1) auf einem Gaskissen mit in Bandlängsrichtung (3) mit Abstand hintereinandergereihten Blaskästen (4) beschrieben, die sich quer zur Bandlängsrichtung (3) erstreckende Düsenfelder (5) mit über die Feldfläche verteilten Lochdüsen (6) aufweisen. Um vorteilhafte Konstruktionsbedingungen zu schaffen, wird vorgeschlagen, dass die Düsenfelder (5) durch zumindest in einem Endabschnitt nach beiden Seiten hin quer zur Bandlängsrichtung abfallende Feldabschnitte (1, 3) eine konvexe Grundform aufweisen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Führen eines Metallbandes auf einem Gaskissen mit in Bandlängsrichtung mit Abstand hintereinandergereihten Blaskästen, die sich quer zur Bandlängsrichtung erstreckende Düsenfelder mit über die Feldfläche verteilten Lochdüsen aufweisen Vorrichtungen zum Führen eines Band sind z. B. aus US 5 855 672 und 5 230 165 bekannt.
Um ein Metallband auf einem Gaskissen schwebend in Bandlängsrichtung fördem zu können, ist es bekannt (DE 30 26 132 A), in Bandlängsrichtung hintereinander Blaskästen vorzusehen, deren Düsenfelder sich quer zur Bandlängsrichtung erstrekken und über die Feldfläche verteilte Lochdüsen aufweisen. Das durch diese Lochdüsen gegen das Metallband strömende Gas bildet ein tragendes Luftkissen, das durch eine Gasströmung aus Schlitzdüsen unterstützt wird, die quer zur Bandlängsrichtung verlaufen und die die Lochdüsen bildende Feldfläche begrenzen. Da das Gaskissen nicht nur zur berührungslosen Führung des Metallbandes dient, sondern auch zur Wärmeübertragung muß für eine Wärmebehandlung des Metallbandes zusätzlich auf die Wärmeeinflüsse Rücksicht genommen werden, die unter anderem bedingen, daß sich das Metallband um eine mittige Längsachse wölbt. Dies bedeutet, daß der Abstand des Metallbandes vom Düsenfeld im Mittenbereich größer als im Bereich der Längsränder des Metallbandes ist. Aufgrund dieser Bandwölbung müssen die Bedingungen für das tragende Luftkissen so gewählt werden, daß im Mittenbereich des Metallbandes ein ausreichender Abstand von den Blaskästen sichergestellt werden kann, um Berührungen im Längsrandbereich ausschließen zu können. Diese notwendige Abstandsvergrößerung im Mittenbereich ist jedoch mit einer Verminderung der Tragkraft verbunden, was entweder den Einsatz dünnerer Metallbänder oder eine Vergrößerung des Gasvolumenstromes durch die Düsenfelder erfordert.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Führen eines Metallbandes auf einem Luftkissen der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, daß ein sich unter Wärmeeinwirkung wölbendes Metallband berührungslos geführt werden kann, ohne einen durch die Wölbung des Metallbandes bedingten Tragkraftverlust in Kauf nehmen zu müssen.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß die Düsenfelder durch zumindest in einem Endabschnitt nach beiden Seiten hin quer zur Bandlängsrichtung abfallende Feldabschnitte eine konvexe Grundform aufweisen.
Durch eine an die Wölbung des Metallbandes angepaßte, konvexe Grundform der Düsenfelder kann in einfacher Weise ein angenähert gleichmäßiger Abstand zwischen dem Metallband und den Düsenfeldern sichergestellt werden, so daß die Tragkraft der durch die Düsenfelder erzeugten Luftkissen voll ausgenützt werden kann, ohne Gefahr zu laufen, daß die Bandlängsränder die Blaskästen berühren. Die an die Krümmung des erwärmten Metallbandes angeglichene, konvexe Grundform der Düsenfelder stellt außerdem eine weitgehend senkrechte Strömungsbeaufschlagung der Metallbänder auch im Längsrandbereich sicher, so daß insgesamt vorteilhafte Tragverhältnisse gewährleistet werden können.
Der kontinuierliche Krümmungsverlauf des Metallbandes quer zur Bandlängsribhtung kann im einfachsten Fall durch nach beiden Seiten hin quer zur Bandlängsrichtung abfallende Feldabschnitte in einem Endabschnitt der Düsenfelder verwirklicht werden. Um eine weitergehende Anpassung der Feldfläche der Düsenfelder an die Krümmung des erwärmten Metallbandes sicherzustellen, können die Feldabschnitte der Düsenfelder nach beiden Seiten hin zunehmend abfallen. Diese Bedingung kann durch polygonartig aneinandergereihte Längsabschnitte der Düsenfelder erreicht werden. Selbstverständlich ist auch eine stetige Krümmung der Düsenfelder möglich, was allerdings mit einem entsprechend größeren Herstellungsaufwand verbunden ist.
Bei der Wärmebehandlung von Metallbändern werden sowohl unter- als auch oberhalb des berührungslos zu führenden Metallbandes Blaskästen mit entsprechenden Düsenfeldern vorgesehen, um eine gleichmäßige Wärmebehandlung von beiden Seiten des Metallbandes zu ermöglichen. Bei einer solchen Düsenfeldanordnung unter- und oberhalb des zu führenden Metallbandes empfiehlt es sich, die oberen Düsenfelder mit einer an die konvexe Grundform der unteren Düsenfelder angepaßten konkaven Grundform auszubilden. Diese konkave Grundform der oberen Düsenfelder wirkt sich naturgemäß nicht auf die Tragfähigkeit aus, nimmt jedoch erheblichen Einfluß auf den gleichmäßigen Wärmeübergang, was wohl nicht näher ausgeführt zu werden braucht.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt, und zwar wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Führen eines Metallbandes auf einem Gaskissen ausschnittsweise in einem vereinfachten Schaubild gezeigt.
Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Vorrichtung zum Führen eines Metallbandes 1 aus einem Gestell 2, das in Bandlängsrichtung 3 hintereinandergereihte Blaskästen 4 trägt, die Düsenfelder 5 bilden. Diese Düsenfelder 5 erstrecken sich quer zur Bandlängsrichtung 3 und weisen über die Feldfläche verteilte Lochdüsen 6 auf, durch die Gas, beispielsweise Luft, zur Bildung eines Gaskissens gegen das Metallband 1 geblasen wird. Entlang der quer zur Bandlängsrichtung 3 verlaufenden Ränder 7 der Düsenfelder 5 sind Schlitzdüsen 8 vorgesehen, die das Feld der Lochdüsen 6 begrenzen und mit ihren Gasstrahlen das durch die Lochdüsen 6 aufgebaute Gaskissen stützen. Die am Metallband 1 umgelenkte Gasströmung fließt einerseits zwischen den beiden Schlitzdüsenreihen jedes Düsenfeldes 5 gegen die Längsränder 9 des Metallbandes 1 hin ab und gelangt anderseits in die sich zwischen den Blaskästen 4 gebildeten Rückströmkanäle 10, die sich von der Längsmitte des Metallbandes 1 gegen die Längsränder 9 hin aufgrund dachförmig abfallender Gestellflächen 11 hinsichtlich des Strömungsquerschnittes erweitern, um für eine möglichst geringe Strömungsgeschwindigkeit und damit einen vergleichsweise geringen Druckabfall zu sorgen.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Düsenfeldern weisen die Düsenfelder 5 nach der Erfindung eine konvexe Grundform auf, die an die Krümmung des erwärmten Metallbandes 1 angepaßt ist, um zwischen dem Metallband 1 und den Düsenflächen 5 einen über die Bandbreite annähernd gleichbleibenden Abstand sicherzustellen. Wie das dargestellte Ausführungsbeispiel erkennen läßt, wird die konvexe Grundform der Blaskästen 4 durch von einem mittleren Abschnitt 12 ausgehenden, zunehmend abfallenden Längsabschnitten 13 der Feldfläche erreicht, die polygonartig aneinandergereiht sind, um eine ausreichende Anpassung an die stetige Krümmung des gewölbten Metallbandes 1 mit einfachen konstruktiven Mitteln zu ermöglichen. Aufgrund dieser Anpassung stellen sich vorteilhafte Tragverhältnisse ein, ohne die berührungslose Führung des Metallbandes 1 auf den Gaskissen der Düsenfelder 5 zu gefährden.
Da eine gleichmäßige Wärmebehandlung eines Metallbandes 1 von beiden Seiten her Düsenfelder sowohl auf der Unter- als auch auf der Oberseite des Metallbandes erfordert, können die oberhalb des Metallbandes 1 angeordneten, strichpunktiert angedeuteten Blaskästen 14 ebenfalls mit an die Krümmung des Metallbandes 1 angepaßten Düsenfeldern 5 versehen werden, die dann eine entsprechend konkave Grundform aufweisen, damit wiederum der Abstand zum Metallband 1 über die Bandbreite annähernd gleich gehalten werden kann.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, weil es beispielsweise nicht um die Art und Anordnung der Düsen, sondern lediglich um die konvexe, an die Krümmung des erwärmten Metallbandes 1 angepaßte Grundform der unteren Blaskästen 4 und allenfalls der konkaven Grundform der Düsenfelder 5 der oberen Blaskästen 14 geht, um einerseits vorteilhafte Tragverhältnisse und anderseits eine gleichmäßige Wärmebehandlung des gewölbten Metallbandes 1 sicherzustellen.

Claims (3)

  1. Vorrichtung zum Führen eines Metallbandes (1) auf einem Gaskissen mit in Bandlängsrichtung (3) mit Abstand hintereinandergereihten Blaskästen (4), die sich quer zur Bandlängsrichtung (3) erstreckende Düsenfelder (5) mit über die Feldfläche verteilten Lochdüsen (6) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenfelder (5) durch zumindest in einem Endabschnitt nach beiden Seiten hin quer zur Bandlängsrichtung abfallende Feldabschnitte (1, 3) eine konvexe Grundform aufweisen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldabschnitte (13) der Düsenfelder (5) nach beiden Seiten hin zunehmend abfallen.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Vorsehen von Düsenfeldern (5) unter- und oberhalb des zu führenden Metallbandes (1) die oberen Düsenfelder (5) eine an die konvexe Grundform der unteren Düsenfelder (5) angepaßte konkave Grundform aufweisen.
EP01949089A 2000-05-05 2001-04-25 Vorrichtung zum führen eines metallbandes auf einem gaskissen Expired - Lifetime EP1278692B1 (de)

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