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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von endlosen Stahlbändern unter Verwendung einer mit zwei im Abstand voneinander angeordneten Bandtrommeln versehenen Vorrichtung, bei der die Achsen der Bandtrommeln zueinander parallel verlaufen, eine Achse ortsfest und die andere in Querrichtung verstellbar ausgebildet ist.
Endlosstahlbänder werden vorzugsweise aus einem Coil oder aus mehreren miteinander verschweissten Tafeln hergestellt. Nach dem Abwickeln des Coils bzw. Verschweissen mehrerer Tafeln zu einem längeren Band wird mittels Massband und Winkel die Sollänge des gewünschten Endlosbandes auf dem ausgestreckten Stahlband angezeichnet und mit Hilfe von Hand- oder Maschinenschlagscheren hergestellt. Die Stahlbandlängen können bis zu 30 m und mehr betragen. Bei diesen Längen haben die Bandlängskanten Längenunterschiede von ca. 5 mm, hervorgerufen durch die unzureichende Längenmessung mit einem Stahlband, Rechtwinkligkeitsabwelchungen der Querkanten und insbesondere durch Eigenverwerfungen des ausgestreckten Bandes in einem nicht vorgespannten Zustand.
Das so abgelängte Stahlband wird mit einer Schweissvornchtung zu einem Endlosband zusammengeschweisst. Hierzu wird das Band lose über zwei Bandtrommeln geführt und die beiden Bandenden werden auf einem Schweisstisch zueinander ausgerichtet und gehalten, so dass die Querkanten je nach Schweissart einen Abstand zueinander bilden oder Kontakt besitzen. Während des Schweissvorganges bleiben die Bandenden auf dem Tisch gespannt.
Nach dem Schweissen wird das Endlosband einem erzwungenen Geradeauslauf unterworfen. Während eine Trommelachse feststeht, wird die zweite Trommelachse so weit verschoben, bis über die vorgeschalteten Hydraulikzylinder eine Bandvorspannung von ca. 50 N/mm2 erreicht ist. In diesem Spannungszustand wird das Band über die angetnebene Trommel in mehrere Umläufe gebracht. Wegen der o. g. erheblichen Längentoleranzen der Bandlängskanten im ausgestreckten Zustand des Bandes und des Zusammenschwei- ssens ohne vorhenge Aufbringung einer gleichmässigen Bandvorspannung, versucht das Band von den Trommeln zu laufen.
Um dies zu verhindern, wird die verstellbare Trommel einseitig derart vorgespannt, bis das Band einen erzwungenen Geradeauslauf erfährt. In diesem Zustand, in dem das Band ungleiche Spannungen besitzt und die Achsen der Bandtrommeln nicht parallel zueinander stehen, wird die Abweichung des Geradeauslaufes, bezogen auf einen Bandumlauf, gemessen.
Während des Einsatzes so hergestellter Endlosbänder sind Bandsteuerungen vorgesehen, die über die Abtastung einer Bandlängskante die bewegliche Bandtrommelachse in kurzen Zeitintervallen wechselseitig verstellen, damit das Band nicht von den Trommeln läuft. Der dem Band eigene ungleiche Spannungszustand wird überlagert durch zusätzliche Steuerspannungen. Besonders der unausgeglichene Spannungszustand der beiden Längskanten führt zu Reduzierungen der Dauerfestigkeit des Endlosbandes.
Die GB-1 474 818 A beschreibt ein Verfahren, mit dem eine Spielfreiheit zwischen mehreren übereinanderliegenden, endlosen Bändern erreicht werden soll. Die übereinanderliegenden Bänder werden vorgespannt und dann einer Wärmebehandlung unterzogen bis die Vorspannung aufgehoben ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so zu gestalten, dass das endlose Stahlband einen gleichmässigen Spannungszustand und die die Bandenden verbindende Schweissnaht eine hohe Festigkeit erhält.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass die Bandenden des auf die Bandtrommeln aufgelegten Bandzuschnitts m quer zu den Achsen der Bandtrommeln bewegbaren Spanneinnchtungen festgelegt und das Band, wie an sich bekannt, auf eine vorgegebene Vorspannung gespannt wird, und dass anschliessend unter Aufrechterhaltung der Vorspannung die Bandenden mittels Spanntraversen festgelegt und unter Lösen der Vorspannung durch Verstellen der beweglichen Trommelachse auf einen Barbeltungsabstand gebracht, mit einem Schermesser zugeschnitten und die Bandenden verschweisst werden.
Durch die Vorspannung des auf die Bandtrommeln aufgelegten, an den Enden noch nicht verbundenen Bandes erhält das Band einen gleichmässigen Spannungszustand.
Es ist vorteilhaft, nach dem Zuschnitt der Bandenden den deformierten Zuschnittquerschnitt abzufräsen und erst dann die Bandenden zusammenzuschweissen, so dass die Bandenden frei von Mikrorissen sind und eine hohe Schweissnahtfestigkeit erreichbar ist.
Zur konstruktiv einfachen Durchführung des Verfahrens wird eine Vomchtung vorgesehen, die für jedes Bandende mindestens eine Spannklaue aufweist, wobei die Spannklauen der Bandenden zur Aufbringung einer Vorspannung mit einer Spanneinrichtung miteinander verbunden sind.
Es ist zweckmässig, als im Spannmaul angeordnete Spannmittel auf der einen Seite des Bandendes einen Spannkolben und auf der gegenüberliegenden Seite eine Spannscheibe vorzusehen. Die Spannscheibe weist vorteilhaft den gleichen Durchmesser wie der Spannkolben auf und ist In der Spannklaue drehbar gelagert.
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Da der Spannkolben und die Spannscheibe um eine gemeinsame Achse drehbar sind. werden bei
Nichteinhaltung gleicher Abstände zwischen der Mittelebene zweier gegenüberliegender Spannklauen und der Randkante des Bandes Verspannungen im Band vermieden.
Zur einfachen Ausrichtung der Spannklauen gegenüber den Bandenden können die Spannklauen auf einem Schlitten angeordnet sein, der quer zur Längsachse der Vorrichtung bzw. parallel zu den Achsen der
Bandtrommeln verfahrbar ist.
Eine konstruktiv einfache Lösung besteht darin, die Spanneinrichtung zur Aufbringung einer Bandvorspannung als Zugspindel auszubilden, die an den Enden mit einem Links- und einem Rechtsgewinde ausgestattet und mit den Gewindeenden in Gewindebohrungen der Spannklauen eingeschraubt ist.
Um eine gleichmässige Einbringung der Spannkräfte zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn bei der Verwendung von mehreren Spannklauenpaaren die Achsen der Zugspindeln die gleiche Höhenlage aufweisen und in der Mittelebene der Bandenden liegen.
Zur Erzielung einer aus wenigen Einzelteilen bestehenden Ausführung ist der Schlitten mit in Nuten der Spannklauen eingreifenden Flachführungen ausgerüstet.
Zur konstruktiv einfachen, mechanischen Festlegung eines Bandendes ist auf der Grundplatte eine Spanntraverse vorgesehen, die aus einem sich über die Bandbreite und darüber hinaus erstreckenden Bügel und Spanneinrichtungen für die Bügelenden sowie einem Sockel besteht, der an den Enden Gewindebohrungen aufweist, durch die sich in Längsrichtung der Vorrichtung verlaufende Stellspindeln erstrecken. Hierbei ist im Sockel im Bereich eines jeden Bügelendes ein Spannzyliner vorgesehen, in dem zum intensiven Aufpressen der Spanntraverse auf das unter Spannung stehende Bandende ein Kolben gleitbar gelagert ist, dessen Kolbenstange einen mit einem Spannkopf ausgerüsteten, durch eine Bohrung des Bügels geführten Spannbolzen bildet.
In Abwandlung der beschriebenen Konstruktion der Vorrichtung können anstelle der Bandtrommeln im Durchmesser übereinstirnende Scheiben vorgesehen werden, die auf einer Achse unabhängig voneinander drehbar gelagert sind. Hierdurch wird das Gesamtgewicht der Vorrichtung herabgesetzt.
Einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden beschrieben.
Es zeigen
Fig. 1 die Vorrichtung mit einem aufgelegten Bandzuschnitt, dessen Bandenden eingespannt sind, im
Grundriss,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 11-11 in Fig. 1,
Fig. 3 die Vorrichtung ausgerüstet mit einer Schneideinrichtung beim Zuschnitt der Bandenden,
Fig. 4 ein Bandende mit einem deformierten Schnittquerschnitt und
Fig. 5 eine Teilansicht der Vorrichtung, die anstelle der Schneideinrichtung mit einer Fräseinrichtung ausgestattet ist.
Die Vorrichtung weist eine Grundplatte 1 auf, auf der Bandtrommeln 2,3 gelagert sind, deren Achsen 4, 5 zueinander parallel verlaufen und die gleiche Höhenlage besitzen. Während die Achse 4 ortsfest auf der Grundplatte gelagert ist. ist die Achse 5 parallel zu der Achse 4 verschiebbar Zu diesem Zweck sind die Lager 6 auf Führungsbahnen 7 verschiebbar angeordnet und können in der gewünschten Lage arretiert werden
Die Lager 8 der Bandtrommel 2 und die Lager 6 der Bandtrommel 3 stützen sich auf der Innenseite gegen Kraftmessdosen 9 ab, die die zur Mitte der Vorrichtung gerichteten Lagerkräfte aufzeichnen.
Die Bandtrommeln 2 und 3 stimmen in ihren Durchmessern überein.
Alternativ können die Bandtrommeln 2, 3 durch mehrere, im Durchmesser identische Scheiben ersetzt werden, die auf den Achsen 4 und 5 unabhängig voneinander drehbar gelagert sind.
Nach dem Auflegen des Bandzuschnittes 10 auf die Bandtrommeln 2 und 3 werden die Bandenden 11, 12 von Spannklauen 13 erfasst, von denen jeweils zwei einander gegenrnberliegende, zur Aufbringung einer Vorspannung auf das Band mit einer Spanneinrichtung 14 miteinander verbunden sind.
Jede Spannklaue 13 ist mit einem Spannmaul 15 zur Aufnahme des Bandendes ausgerüstet. Die im Spannmaul vorgesehenen Spannmittel bestehen aus einem Spannkolben 16, der in einer Zylinderkammer 17 gleitbar gelagert ist und mit einem Druckmedium in dieser Kammer beaufschlagt wird und aus einer Spannscheibe 18, die den gleichen Durchmesser wie der Spannkolben aufweist und in einer zylindrischen Aufnahme 19 der Spannklaue drehbar gelagert ist
Da der Spannkolben 16 und die Spannscheibe 18 um eine gemeinsame Achse drehbar sind, werden bei einer Nichteinhaltung gleicher Abstände c zwischen der Mittelebene zweier gegenüberliegender Spannklauen und der Randkante des Bandes Verspannungen im Band vermieden.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die zwischen zwei Spannklauen 13 vorgesehene Spanneinrichtung 14 als Zugspindel ausgebildet, die an den Enden 20 mit einem Links-bzw. einem Rechtsgewinde
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ausgestattet und mit den Gewindeenden in Gewindebohrungen 21 der Spannklaue eingeschraubt ist.
Die Achse 22 der Zugspindel liegt auf der gleichen Höhenlage wie die Mittelebene der Bandenden 11, 12.
Die Spannklauen 13 sind auf einem Schlitten 23 angeordnet, der quer zur Längsachse der Vorrichtung bzw. parallel zu den Achsen 4, 5 der Bandtrommeln 2, 3 verfahrbar ist.
Der Schlitten 23 ist auf einem Quersupport 24 geführt. Der Schlitten 23 weist im Randbereich Flachführungen 25 auf, die in Nuten 26 der Spannklauen 13 eingreifen.
Aus der Fig. 2 ist zu entnehmen, dass die Nuten 26 eine ausreichende Querbewegung der Spannklauen gegenüber dem Schitten zulassen.
Je nach der Breite b des Bandes können den Bandenden zwei oder weitere Spannklauenpaare zugeordnet werden.
Der Quersupport 24 kann parallel zu den Trommelachse oder In einem beliebigen Winkel zu den Bandtrommein eingestellt werden.
Auf der Grundplatte 1 sind ferner zur Festlegung der Bandenden Spanntraversen 27 vorgesehen, die aus einem sich über die Breite des Bandes und darüber hinaus erstreckenden Bügel 28, einen Sockel 29 und Spanneinrichtungen für die Bügelenden bestehen.
Der Sockel 29 weist an den Enden Gewindebohrungen auf, durch die sich in Längsrichtung der Vorrichtung verlaufende Stellspindeln erstrecken, die als Kugelrollspindeln 30 ausgebildet sein können. Die
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30 sind zwischenrechtwinklig zu den Achsen.
Die Spanntraversen lassen sich über Schnttmotore 31 unabhängig voneinander auf den Kugelrollspindein 30 bewegen. Die Kugelrollspindeln sind ortsfest mit der Grundplatte 1 verbunden.
Im Sockel 29 der Spanntraversen ist im Bereich eines jeden Bügelendes ein Spannzylinder 32 vorgesehen, in dem ein Kolben 33 gleitbar gelagert ist. dessen Kolbenstange 34 einen mit einem Spannkopf 35 ausgerüsteten, durch eine Bohrung des Bügels 28 geführten Spannbolzen 34 bildet.
An einer Seite der Vorrichtung können die Lager 6 und 8 von den Trommeizapfen 36 abgezogen werden. Ferner können an dieser Seite die Spannbolzen 34 der Spanntraversen 27 herausgezogen werden, damit ein an den Bandenden zusammengeschweisstes Band aus der Vornchtung herausgenommen werden kann.
Nachdem durch die Spanneinrichtungen 14 dem Band 10 die gewünschte Vorspannung aufgegeben wurde, werden die Bandenden mittels der Spanntraversen 27 festgelegt. Die Spannklauen 13 können dann vom Schitten 23 entfernt und durch eine Schneideinrichtung 37 ersetzt werden.
Die In der Fig. 3 aufgezeigte Schneideinrichtung 37 weist ein Schermesser 38. eine Matrize 39 und einen Niederhalter 40 auf, der mit Federn 41a an die Bandenden 11, 12 gepresst wird. Vor dem Einfahren der Bandenden in die Schneideinrichtung 37 wird die dem Band aufgegebene Vorspannung dadurch gelöst, dass die Achse 5 der Bandtrommel 3 In Richtung der ortsfesten Achse 4 der Bandtrommel 2 bewegt wird.
Die Spanntraversen, die die Bandenden 11 und 12 halten, können dann in Richtung auf den Schlitten bewegt werden, so dass die Bandenden In die Schneideinrichtung eingefahren werden können.
Nach dem Zuschnitt der Bandenden mittels des Schermessers 38 ergibt sich ein Schnittquerschnitt, wie
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Dieser Schnittquerschnitt 41 setzt sich aus dem Einzug 42 der Schnittfläche 43 der Restbruchfläche 44 und dem Grat 45 zusammen.
Innerhalb des Schnittquerschnitts ist die Walztextur des Bandes umgeklappt, was zu Mikrorissen In der welchen Eisenmatrix führen kann. Diese Risse beeinträchtigen die Bandnahtfestigkeit.
Der Schnittquerschnitt 41 wird mittels einer Fräseinrichtung 46 entfernt und zwar werden die Bandenden bis zu der Fräskante 47 abgearbeitet. Zu diesem Zweck wird die Schneidelnnchtung 37 durch eine Fräselnnchtung 46 ersetzt. In die auf dem Schlitten aufgesetzte Fräseinrichtung werden mit Hilfe der Spanntraversen 27 die Bandenden so weit aufeinanderzu bewegt, bis das Fräswerkzeug die Kanten 47 der Bandenden erfassen kann.
Zum Verschweissen der Bandenden 11, 12 werden die Bandquerkanten je nach Schweissart mittels der Spanntraversen auf einen definierten Spalt oder kraftschlüssig zusammengeführt. Nach dem Schweissen lässt sich die Schweissnaht durch geeignete Hilfsmittel bzw Werkzeuge, die auf den Schlitten aufgesetzt werden, weiter bearbeiten, wie z.
B. durch Glühen, Warm- oder Kaltnachverdichten, Schleifen oder andere Verfahren Bezugszeichen
1 Grundplatte
2 Bandtrommel
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3 Bandtrommel
4 Achse
5 Achse
6 Lager
7 Führungsbahn
8 Lager
9 Kraftmessdose
10 Bandzuschnitt
11 Bandende
12 Bandende
13 Spannklaue
14 Spanneinrichtung
15 Spannmaul
16 Spannkolben
17 Zylinderkammer
18 Spannscheibe
19 Aufnahme
20 Ende
21 Gewindebohrung
22 Achse
23 Schlitten
24 Quersupport
25 Flachführung
26 Nut
27 Spanntraverse
28 Bügel
29 Sockel
30 Kugelrollspindel
31 Schrittmotor
32 Spannzylinder
33 Kolben
34 Spannbolzen
35 Spannkopf
36 Trommelzapfen
37 Schneideinrichtung
38 Schermesser
39 Matrize
40 Niederhalter
41 Schnittquerschnitt
41a Feder
42 Einzug
43 Schnittfläche
44 Restbruchfläche
45 Grat
46 Fräseinrichtung
47 Fräskante Patentansprüche 1.
Verfahren zum Herstellen von endlosen Stahlbändern unter Verwendung einer mit zwei in Abstand voneinander angeordneten Bandtrommeln versehenen Vorrichtung, bei der die Achsen der Bandtrom- meln zueinander praltel verlaufen, eine Achse ortsfest und die andere in Querrichtung verstellbar ausgebildet ist. dadurch gekennzeichnet, dass die Bandenden (11, 12) des auf die Bandtrommeln (2, 3) aufgelegten Bandzuschnitts In quer zu den Achsen (4, 5) der Bandtrommeln (2, 3) bewegbaren Spann- einrichtungen (13, 14) festgelegt werden und das Band, wie an sich bekannt, auf eine vorgegebene
Vorspannung gespannt wird.
und dass anschliessend unter Aufrechterhaltung der Vorspannung die
Bandenden (11, 12) mittels Spanntraversen (27) festgelegt und unter Lösen der Vorspannung durch
Verstellen der beweglichen Trommelachse auf einen Bearbeitungsabstand gebracht. mit einem Scher-
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messer (38) zugeschnitten und die Bandenden verschweisst werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden grob zugeschnittenen Banden- den (11, 12) vor dem Verschweissen parallel gefräst werden.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit einer Grundplatte. auf der zwei Bandtrommeln gleichen Durchmessers, deren Achsen zueinander parallel verlaufen, im Abstand voneinander gelagert und eine Achse ortsfest und die andere Achse in Querrichtung verstellbar ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass für jedes Bandende (11, 12) mindestens eine Spann- klaue (13) vorgesehen ist und die Spannklauen (13) der Bandenden zur Aufbringung einer Vorspannung mit einer Spanneinrichtung (14) miteinander verbunden sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Spannklaue (13) ein Spannmaul (15) zur Aufnahme des Bandendes (11, 12) und auf der einen Seite des Bandendes einen Spannkolben (16) und auf der gegenüberliegenden Seite eine Spannscheibe (18) aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannscheibe (18) den gleichen
Durchmesser aufweist wie der Spannkolben (16) und in der Spannklaue (13) drehbar gelagert ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannklauen (13) auf einem Schlitten (23) angeordnet sind, der quer zur Längsachse der Vorrichtung bzw. parallel zu den
Achsen (4, 5) der Bandtrommeln (2, 3) verfahrbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung (14) zur Aufbrin- gung einer Bandvorspannung als Zugspindel ausgebildet ist, die an den Enden (20) mit einem Links- und einem Rechtsgewinde ausgestattet und mit den Gewindeenden in Gewindebohrungen der Spann- klauen eingeschraubt ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung von mehreren Spann- klauenpaaren die Achsen der Zugspindeln die gleiche Höhenlage aufweisen und in der Mittelebene der
Bandenden liegen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (23) mit In Nuten der
Spannklauen (13) etngre ! fenden Hachführungen (25) versehen ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Grundplatte (1) zur Festlegung eines Bandendes (11, 12) eine Spanntraverse (27) vorgesehen ist, die aus einem sich über die
Bandbreite und darüber hinaus erstreckenden Bügel (28) und Spanneinnchtungen für die Bügelenden sowie einem Sockel (29) besteht, der an den Enden Gewindebohrungen aufweist, durch die sich In
Längsrichtung der Vorrichtung verlaufende Stellspindeln erstrecken.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass Im Sockel (29) im Bereich eines jeden
Bügelendes ein Spannzylinder (32) vorgesehen ist, In dem ein Kolben (33) gleitbar gelagert 1St. dessen
Kolbenstange (34) einen mit einem Spannkopf (35) ausgerüsteten, durch eine Bohrung des Bügels (28) geführten Spannbolzen (34) bildet.
12. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle der Bandtrommeln eine Reihe von Im Durchmesser übereinstimmenden Scheiben, die auf einer Achse unabhängig voneinander drehbar gelagert sind, vorgesehen sind.