CN102233368A - 带材张力施加设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带材张力施加设备包含上下配置的两个主滚轮。这些主滚轮的每一个包括多个次滚轮及多个间隔环。这些次滚轮及这些间隔环配置成，这些次滚轮相邻两个在轴向上以一个间隔环隔开，且这些次滚轮相对于主滚轮的轴为可转动的，而这些间隔环相对于主滚轮的轴为不可转动的。

Description

带材张力施加设备

技术领域

本发明涉及一种张力施加设备，尤其涉及一种对带材施加张力的设备。

背景技术

欧洲专利公开第1380359A2号公报(专利文献1)揭示一种使用环状皮带(endless belt)的张力装置。在专利文献1中，待施加张力的带材由上下配置的环状皮带夹持。张力装置以环状皮带不会相对于带材滑动的方式对带材施加张力，故可确保带材不会因摩擦而造成表面损伤。专利文献1的张力装置亦可调整在卷取带材时所产生的张力不均衡，而对带材施加均匀的张力。

专利文献1的问题之一在于，在带材卷绕过程中，全部的环状皮带随时都在压力下相对于压力赋予体滑动，以致于在带材卷绕过程的整个期间内，环状皮带的内侧表面会持续地磨损。经过一定的运转时间，必须更换已经磨损的环状皮带。这是相当耗费成本的。此外，在带材卷绕期间，因持续的摩擦而产生大量的热。专利文献1的张力装置尚需设置水冷器，以冷却张力装置。然而，水冷器的设置会造成张力装置的体积增加及装置的复杂化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带材张力施加设备，其具有简单的构造。

本发明的另一目的在于提供一种带材张力施加设备，其能以成本低廉的方式维护。

本发明的又一目的在于提供一种带材张力施加设备，其能同时对具不同线速度的带材调节张力。

上述及其它目的通过根据本发明的带材张力施加设备而实现。

根据本发明的带材张力施加设备包含：上侧主滚轮；及下侧主滚轮，其配置于该上侧主滚轮下方；其中该上侧主滚轮包括多个第1次滚轮(sub-roller)及多个第1间隔环，这些第1次滚轮及这些第1间隔环被配置成，这些第1次滚轮相邻的两个在轴向上以一个第1间隔环隔开并与该一个第1间隔环接触，这些第1次滚轮相对于该上侧主滚轮的轴为可转动的，而这些第1间隔环相对于该上侧主滚轮的轴为不可转动的；该下侧主滚轮包括多个第2次滚轮及多个第2间隔环，这些第2次滚轮及这些第2间隔环被配置成，这些第2次滚轮相邻的两个在轴向上以一个第2间隔环隔开并与该一个第2间隔环接触，且这些第2次滚轮相对于该下侧主滚轮的轴为可转动的，而这些第2间隔环相对于该下侧主滚轮的轴为不可转动的。

本发明所属技术领域中的技术人员，在阅读此说明书之后，将可理解本发明其它目的及优点。

附图说明

图1为根据本发明的带材张力施加设备的立体图；

图2为上侧主滚轮的立体图，其中部分的第1次滚轮及部分的第1间隔件未被显示；及

图3概要地显示对3个带材S1、S2及S3及施加张力的情形，其中下侧主滚轮未显示。

具体实施方式

以下将参照附图说明根据本发明的较佳实施例。尽管附图及较佳实施例显示本发明的诸多细节，本发明并不限于所示的细节。附图仅供说明之用，并未依比例绘制。

图1显示根据本发明实施例的带材张力施加设备。带材张力施加设备整体以组件符号1标示。

带材张力施加设备1可使用于对多个待卷取的带材施加张力。

带材张力施加设备1包含上侧主滚轮11及配置于上侧主滚轮11下方的下侧主滚轮12。带材(未图式)由上侧主滚轮11及下侧主滚轮12所夹持。

上侧主滚轮11及下侧主滚轮12由设置于机台20的支撑部21、22所支持。

作为移动装置的两个油压缸13分别连接至上侧主滚轮11的两端，以便在垂直方向上相对于下侧主滚轮12移动上侧主滚轮11。油压缸13亦可将上侧主滚轮11向下推压，以便对夹持于上侧主滚轮11及下侧主滚轮12之间的带材施加夹持力。

上侧主滚轮11包含多个第1次滚轮111及多个第1间隔件112。第1次滚轮111及第1间隔件112配置成，第1次滚轮111相邻的两个在轴向上以一个第1间隔环112隔开并与此第1间隔环112接触；且第1次滚轮111及第1间隔件112配置成，第1次滚轮111相对于上侧主滚轮11的轴113为可转动的，而第1间隔环112相对于上侧主滚轮11的轴113为不可转动的。

图2概要地显示第1次滚轮111、第1间隔件112及上侧主滚轮11的轴113的构造。为了方便显示，在图2中，部分的第1次滚轮及部分的第1间隔件没有被绘出。上侧主滚轮11的轴113形成有轴向延伸的键槽114。每一个第1间隔环112形成有自内环状表面径向朝内突出的键部115。当第1间隔环112套在轴113时，由于键槽114与键部115的卡合，第1间隔环112可在轴向上移动，但不会相对于上侧主滚轮11的轴113转动。

每一个第1次滚轮111的内径大致等于或略大于上侧主滚轮11的轴113的直径。第1次滚轮111的内环表面不具有任何突出部。因此，当第1次滚轮111套在上侧主滚轮11的轴113时，第1次滚轮111可在轴向上移动且可相对于上侧主滚轮11的轴113转动。

较佳地，每一个第1次滚轮111包含金属制或合金制的内层及由聚合物或树脂形成的外层；每一个第1间隔件112以金属或合金制成。为了提高第1次滚轮与带材之间的摩擦力，每一个第1次滚轮设置有由聚合物或树脂形成的外层，使得第1次滚轮的外周面具有高的摩擦系数。较佳地，选择第1次滚轮外周面的摩擦系数及油压缸13的推力，使得带材不会相对于第1次滚轮的外周面滑动，以确保带材不会被刮伤。

应了解的是，次滚轮的内层及间隔件的材料并不限于金属或合金，也可使用耐磨材料、硬质材料、陶瓷材料、碳纤维或树脂等材料形成次滚轮的内层及间隔件。次滚轮的内层及间隔件也可为包含金属部分及非金属部分的复合体。

再次参照图1，下侧主滚轮12包含多个第2次滚轮121及多个第2间隔环122。下侧主滚轮12的组件、构造及配置与上侧主滚轮11相同，故省略其说明。

右侧支撑部22配置成可相对机台20在横向上于在工作位置P1及维护位置P2之间移动，而带材张力施加设备1又包含用移动右侧支撑部22的油压缸14。当通过油压缸14将右侧支撑部22移动至维护位置P2时，滚轮轴113及滚轮轴123的右侧端会自右侧支撑部22脱离，使得滚轮轴113及滚轮轴123会以悬臂的方式由左侧支撑部21支撑。此时，技术人员可以进行次滚轮及间隔件的检查、维修或更换。

亦可使用气压缸取代油压缸13及油压缸14。

每一个主滚轮设有侧压力机构15。可通过侧压力机构15对上侧主滚轮11及下侧主滚轮12施加轴向力F。具体言之，侧压力机构15对上侧主滚轮11的第1次滚轮111及第1间隔件112以及下侧主滚轮12的第2次滚轮121第2间隔件122施加轴向力F。

在轴向力F的作用下，分别会在第1次滚轮111及第1间隔件112之间的接触面及第2次滚轮121第2间隔件122之间的接触面产生摩擦力，使得第1次滚轮111与第1间隔件112会一起转动，第2次滚轮121与第2间隔件122会一起转动。即，第1次滚轮111没有相对于第1间隔件112转动，第2次滚轮121没有相对于第2间隔件122转动。

由侧压力机构15所施加的轴向力F与次滚轮与间隔件之间的摩擦力有关。因此，可通过改变侧压力机构15所施加的轴向力F，调整第1次滚轮111及第1间隔件112之间的摩擦力以及第2次滚轮121及第2间隔件122之间的摩擦力。

一旦待施加张力的带材具有不同的线速度，则对应线速度较快的带材的次滚轮将相对于相邻的间隔环摩擦转动。

举例而言，钢带从钢带卷放出并经过分条机裁切成多个带材，带材然后通过卷取滚轮卷取。通常在卷取带材之前，会对带材施加张力。然而，在钢带的压延过程中，由于压延滚轮的曲挠(deflection)，经压延的钢带在宽度方向上的厚度分布并非均匀的。钢带中间部可能会比钢带侧部稍微厚。结果，对应钢带中间部的带材卷取后的外径可能会大于对应钢带侧部的带材卷取后的外径。在相同的卷取角速度(即卷取滚轮(未图式)的转动速度)下，因为外径的差异，对应钢带中间部的带材的线速度会大于对应钢带侧部的带材的线速度。

为了顺应线速度较快的带材，对应此线速度较快的带材的次滚轮会被带材以更快的转动速度牵引或转动，因而此次滚轮会相对于相邻的间隔环摩擦转动。

以下将以图3说明上述因带材线速度差异造成次滚轮与相邻间隔环相对转动的情形。为了方便说明，图3仅概要地显示对3个带材S1、S2及S3施加张力的情形，且下侧主滚轮未被绘出。

实际上，随着带材的卷取，上侧主滚轮11及下侧主滚轮分别以带材S1、S2及S3与第1次滚轮111a、111b及111c之间的静摩擦力以及带材S1、S2及S3与第2次滚轮之间的静摩擦力牵引或转动。

因为厚度的不均匀，造成带材线速度的差异。具体而言，位于中间的带材S2具有较快的线速度V2，而位于两侧带材S1及S3分别具有较慢的线速度V1及V3。因为带材S1及S3具有相同的厚度，所以线速度V1会等于线速度V3。

因为第1次滚轮111a、111b及111c具有相同的外径，所以对应带材S2的第1次滚轮111b的转动速度W2会大于对应位于侧边的带材S1及S3的第1次滚轮111a、111c的转动速度W1及W3。因为线速度V1等于线速度V3，所以转动速度W1会等于转动速度W3。

在此情况下，第1次滚轮111a及111c不会相对于第1间隔环112转动，即转动速度W1及W3等于轴13的转动速度W0；第1次滚轮111b会以相对转动速度(W2-W0)相对于第1间隔环112转动。

在次滚轮没有相对于相邻间隔件转动的情形下，次滚轮、间隔件及主滚轮的轴可视为一体的单件，可透过上侧及下侧主滚轮的转动阻抗，对带材施加张力。

对于相对于相邻间隔件转动的次滚轮，由此次滚轮对带材施加的张力与此次滚轮及相邻间隔件之间的摩擦力(动摩擦)有关。因此，可透过改变轴向力而调整此次滚轮及相邻间隔件之间的摩擦力。

关于上侧及下侧主滚轮的转动阻抗，可通过在主滚轮上配置飞轮或煞车装置，而被动地产生转动阻抗。或者，可通过配置与上侧及下侧主滚轮有效连接的电动机，而主动地产生转动阻抗。

在配置有电动机的情形下，上侧及下侧主滚轮可共享一个电动机，此电动机可经由诸如皮带轮、皮带或齿轮等传动机构与上侧及下侧主滚轮有效连接。举例而言，设置一个电动机，以驱动下侧主滚轮，而上侧主滚轮及下侧主滚轮透过多个齿轮有效连接且可分离地连接。这些齿轮包含关节式齿轮。

也可配置两个分别有效连接至上侧及下侧主滚轮的电动机。例如，通过控制电动机将上侧及下侧主滚轮的转动速度设定成，上侧及下侧主滚轮的外周的线速度与卷取滚轮的卷取线速度不同或小于卷取滚轮的卷取线速度。对卷取滚轮而言，连接至上侧及下侧主滚轮的电动机对上侧及下侧主滚轮主动地施加转动阻抗。以此方式，可对待卷取的带材施加张力。

如果上侧主滚轮及下侧主滚轮中的一个设有次滚轮及间隔环，而另一者设有多个可自由转动的滚轮，也能实现本发明的功效。

根据本发明的带材张力施加设备的优点在于：

并非所有的次滚轮随时都处于摩擦转动的状态，故可大幅减少组件的磨耗及延长组件的使用寿命；

次滚轮上被摩擦的部分能以金属制成，且间隔件亦能以金属制成，故不容易对次滚轮及间隔环产生损耗，可延长组件的使用寿命；

可透过改变上侧及下侧主滚轮的转动阻抗或施加在上侧及下侧主滚轮的轴向力，即可调整施加在带材的张力。

虽然本发明参照较佳实施例而进行说明示范，应了解的是在不脱离本发明的精神及范畴内，对于本发明所属技术领域技术人员而言，仍得有许多变化及修改。因此，本发明并不限制于所揭露的实施例，即不偏离本发明范围所做的均等变化与修饰，应仍属本发明的涵盖范围。

Claims (13)

1.一种带材张力施加设备，其包含：

上侧主滚轮；及

下侧主滚轮，其配置于该上侧主滚轮下方；

其中该上侧主滚轮包括多个第1次滚轮及多个第1间隔环，这些第1次滚轮及这些第1间隔环被配置成，这些第1次滚轮的相邻两个在轴向上以一个第1间隔环隔开并与该一个第1间隔环接触，这些第1次滚轮相对于该上侧主滚轮的轴为可转动的，而这些第1间隔环相对于该上侧主滚轮的轴为不可转动的；

该下侧主滚轮包括多个第2次滚轮及多个第2间隔环，这些第2次滚轮及这些第2间隔环被配置成，这些第2次滚轮的相邻两个在轴向上以一个第2间隔环隔开并与该一个第2间隔环接触，且这些第2次滚轮相对于该下侧主滚轮的轴为可转动的，而这些第2间隔环相对于该下侧主滚轮的轴为不可转动的。

2.如权利要求1所述的设备，其中该上侧主滚轮及该下侧主滚轮中的每一个的轴形成有轴向延伸的键槽，而这些第1间隔环及这些第2间隔环的每一个设置有径向朝内突出的键部。

3.如权利要求1所述的设备，其更包含一移动装置，其使该上侧主滚轮及该下侧主滚轮中的一个相对于另一个移动。

4.如权利要求3所述的设备，其中该移动装置能够对夹持于这些第1次滚轮及这些第2次滚轮之间的多个带材施加夹持力。

5.如权利要求1所述的设备，其更包含一轴向力施加装置，用于对该上侧主滚轮的第1次滚轮及第1间隔环及/或该下侧主滚轮的第2次滚轮及第2间隔环施加轴向力。

6.如权利要求1所述的设备，其更包含一个电动机，用于对该上侧主滚轮及该下侧主滚轮中的一个或两个施加转动阻抗。

7.如权利要求6所述的设备，其中该上侧主滚轮及该下侧主滚轮经过多个齿轮而耦接。

8.如权利要求1所述的设备，其更包含两个电动机，用于分别对该上侧主滚轮及该下侧主滚轮施加转动阻抗。

9.如权利要求1所述的设备，其更包含一煞车装置，用于对该上侧主滚轮及该下侧主滚轮中的一个或两个施加转动阻抗。

10.如权利要求1所述的设备，其中这些第1次滚轮及这些第2次滚轮的每一个的每一个具有聚合物外层。

11.如权利要求1所述的设备，其中这些第1次滚轮及这些第2次滚轮的每一个具有金属内层。

12.如权利要求1所述的设备，其中这些第1间隔环及这些第2间隔环的每一个以金属制成。

13.一种带材张力施加设备，其包含：

上侧主滚轮；及

下侧主滚轮，其配置于该上侧主滚轮下方；

其中该上侧主滚轮及该下侧主滚轮中的一个包括多个次滚轮及多个间隔环，这些次滚轮及这些间隔环被配置成，这些次滚轮相邻的两个在轴向上以一个间隔环隔开并与该一个间隔环接触，这些次滚轮相对于该配置有次滚轮及间隔环的主滚轮的轴为可转动的，而这些间隔环相对于该配置有次滚轮及间隔环的主滚轮的轴为不可转动的。

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