DE102018000819B4 - Vakuumbremsrollenanlage und Betriebsverfahren dafür sowie Längsteilanlage damit - Google Patents

Vakuumbremsrollenanlage und Betriebsverfahren dafür sowie Längsteilanlage damit Download PDF

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Abstract

Vakuumbremsrollenanlage (A), mit einer Vakuumbremsrolle (R), an deren Außenumfangsfläche ein luftdurchlässiger Belag (15) angeordnet ist und deren Inneres eine Kammer (K) definiert, und Bandführungseinrichtungen (F), die so ausgelegt und in Bezug auf die jeweilige Vakuumbremsrolle (R) angeordnet sind, dass ein Band (B), wie beispielsweise ein Metallband, an dem luftdurchlässigen Belag (15) in einem Umfangswinkelbereich (1) der Vakuumbremsrolle (R) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandführungseinrichtungen (F) einen von außen geführten Schwenkarm (2) mit einem außerhalb des Rollenmantels der Vakuumbremsrolle (R) angeordneten Schwenkarmantrieb (12) aufweisen, der zwischen einer Einfädelposition und einer Bremsposition verschwenkbar und so ausgelegt und in Bezug auf die Vakuumbremsrolle (R) angeordnet ist, dass das Band (B) in der Bremsposition des Schwenkarms (2) derart um die Vakuumbremsrolle (R) herumgeführt ist, dass der Umfangswinkelbereich (1), in dem das Band (B) am luftdurchlässigen Belag (15) über der Vakuumbremsrolle (R) anliegt, im Bereich von 250° bis 330°, vorzugsweise im Bereich von 260° bis 300° und insbesondere bevorzugt bei ca. 270° liegt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vakuumbremsrollenanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Betriebsverfahren für eine Vakuumbremsrollenanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 4 sowie eine Längsteilanlage damit.
  • Vakuumbremsrollen finden z.B. Anwendung in Längsteilanlagen, um beispielsweise aus einem Metallband geschnittene Streifen schonend abzubremsen, um sie in kippstabilen Ringen aufzuwickeln, und werden vorwiegend genutzt, um einen gleichmäßigen Bandzug für einen Aufhaspel in Längsteilanlagen oder Längsteilschneidanlagen zu erzeugen. Um den Bandzug zu erzeugen, wird im Innenraum der Vakuumbremsrolle ein Unterdruck angelegt, das das durchlaufende Metallband auf die mit einem luftdurchlässigen Belag bespannte Rolle zieht. Auf Grund einer unterschiedlichen Geschwindigkeit zwischen Rolle und Bandstreifen werden die Streifen gebremst und ein Bandzug in Richtung der Aufhaspel erzeugt. Die Differenz der Geschwindigkeiten, der Anpressdruck sowie die Verschmutzung auf dem luftdurchlässigen Belag bestimmen maßgeblich die Qualität des Produktes.
  • Bei aus der Praxis bekannten Vakuumbremsrollenanlagen, die z.B. die Basistechnologie der DE 2949902 A1 nutzen, sind zusätzlich zur Vakuumbremsrolle Bandführungseinrichtungen vorgesehen, die so ausgelegt und in Bezug auf die jeweilige Vakuumbremsrolle angeordnet sind, dass das Band, wie beispielsweise ein Metallband, an der Vakuumbremsrolle in einem Umfangswinkelbereich von ca. 180° anliegt. Für den Unterdruck in der Vakuumbremsrolle muss ein bestimmter Aufwand betrieben werden, da etwa die Hälfte der Oberfläche der Vakuumbremsrolle nur von dem luftdurchlässigen Belag - ohne darüber geführtes Band - abgedeckt ist, durch das Umgebungsluft ins Innere der Vakuumbremsrolle gelangt oder gesaugt wird. So werden üblicherweise nur etwa 0,75 bar absolut im Inneren der Vakuumbremsrolle mit angemessenem Aufwand erreicht und stehen für das Ansaugen des Bandes an den luftdurchlässigen Belag und damit das Abbremsen des Bandes zur Verfügung. Um über den gegebenen Umfangsbereich von ca. 180° eine erwünschte Abbremsung des Bandes erzielen zu können muss mit einem relativ hohen Anpressdruck des Bandes an die Vakuumbremsrolle gearbeitet werden, was ebenfalls den Betriebsaufwand erhöht. Die beiden genannten Effekte führen auch zu einem gewissen verschleißbedingten Wartungsaufwand.
  • Die DE 31 08 660 C2 offenbart eine Vorrichtung zum Konstanthalten der Spannung von Metallbändern, wobei die Schmalbänder vor dem Haspel über dem Spaltband zugeordnete Ringe geleitet werden, die auf einer feststehenden Achse aufgezogen sind.
  • Aus der EP 2 955 136 B1 geht eine Saugwalzenvorrichtung, umfassend einen rotierenden Körper, einen Steuerungsabschnitt sowie einen äußeren Schichtabschnitt, hervor.
  • Die DE 10 2012 106 902 A1 offenbart einen Drucker mit einer Vorrichtung zum Erzeugen einer vorbestimmten Gegenkraft für einen bahnförmigen Aufzeichnungsträger.
  • Aus der DE 29 49 902 C2 geht eine Vorrichtung zum gemeinsamen einseitigen Abbremsen mehrerer paralleler laufender Bänder hervor.
  • Die Erfindung hat zum Ziel, Vakuumbremsrollenanlagen und Längsteilanlagen damit gegenüber dem Stand der Technik weiter zu verbessern.
  • Dieses Ziel wird mit einer Vakuumbremsrollenanlage nach dem Anspruch 1 und einem Betriebsverfahren für eine Vakuumbremsrollenanlage nach dem Anspruch 4 sowie einer Längsteilanlage nach dem Anspruch 9 erreicht.
  • Eine erfindungsgemäße Vakuumbremsrollenanlage enthält eine Vakuumbremsrolle, an deren Außenumfangsfläche ein luftdurchlässiger Belag, wie beispielsweise ein Vlies, angeordnet ist und deren Inneres eine Kammer definiert, und Bandführungseinrichtungen, die so ausgelegt und in Bezug auf die jeweilige Vakuumbremsrolle angeordnet sind, dass das Band, wie beispielsweise ein Metallband, an dem luftdurchlässigen Belag, insbesondere Vlies, in einem Umfangswinkelbereich der Vakuumbremsrolle von 250° bis 330°, vorzugsweise von 260° bis 300° und insbesondere bevorzugt von ca. 270° anliegt.
  • Mit Vorzug besteht in der Vakuumbremsrolle ein Unterdruck im Bereich von 0,800 bar absolut bis 0,900 bar absolut, vorzugsweise im Bereich von 0,850 absolut bar bis 0,880 bar absolut und insbesondere bevorzugt von ca. 0,875 bar absolut.
  • Insbesondere handelt es sich bei dem luftdurchlässigen Belag um ein Vlies.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren für eine Vakuumbremsrollenanlage, mit einer Vakuumbremsrolle, an deren Außenumfangsfläche ein luftdurchlässiger Belag angeordnet ist und deren Inneres eine Kammer definiert, und Bandführungseinrichtungen, die so ausgelegt und in Bezug auf die jeweilige Vakuumbremsrolle angeordnet sind, dass ein Band, wie beispielsweise ein Metallband, an dem luftdurchlässigen Belag in einem Umfangswinkelbereich der Vakuumbremsrolle anliegt, ist zur Erreichung des obigen Ziels weiter vorgesehen, dass der Umfangswinkelbereich, in dem das Band am luftdurchlässigen Belag über der Vakuumbremsrolle anliegt, mittels Bandführungseinrichtungen im Bereich von 250° bis 330°, vorzugsweise im Bereich von 260° bis 300° und insbesondere bevorzugt bei ca. 270° eingestellt wird.
  • Mit Vorzug wird in der Vakuumbremsrolle ein Unterdruck im Bereich von 0,800 bar absolut bis 0,900 bar absolut, vorzugsweise im Bereich von 0,850 absolut bar bis 0,880 bar absolut und insbesondere bevorzugt von ca. 0,875 bar absolut erzeugt.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren für eine Vakuumbremsrollenanlage kann weiterhin mit Vorteil und vorzugsweise vorgesehen sein, dass folgende Schritte ausgeführt werden:
    • - der Prozess beginnt mit dem Einfädeln eines neuen Bandes, insbesondere in Form von neuen Bandstreifen;
    • - dazu schwenkt ein Schwenkarm angetrieben durch einen Schwenkarmantrieb in eine Einfädelposition, wobei der Schwenkarm einen Separierrollenträger gegen einen einstellbaren Anschlag in Einfädelposition drückt;
    • - das Band bzw. die Bandstreifen wird/werden nun eingefädelt;
    • - anschließend schwenkt der Schwenkarm in eine Bremsposition und führt dabei das Band bzw. die Bandstreifen um einen Rollenmantel der Vakuumbremsrolle herum, wobei der Schwenkarm den Separierrollenträger gegen einen einstellbaren Anschlag in Bremsposition drückt;
    • - eine Kammerseitenwand einer durch das Innere der Vakuumbremsrolle definierten Kammer wird durch eine motorisch angetriebene Spindel entsprechend der Lage des Bandes bzw. der äußersten Bandstreifen positioniert; und
    • - über ein Absaugrohr wird die Luft in der abgeteilten Kammer des Rollenmantels der Vakuumbremsrolle abgesaugt, wodurch der für den Bremsbetrieb erforderliche Unterdruck eingestellt wird.
  • Weitere bevorgte Maßnahmen bei dem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren für eine Vakuumbremsrollenanlage sind je einzeln oder in beliebigen Kombinationen: -
    • dass das Band bzw. die Bandstreifen durch einen Aufhaspel über den Rollenmantel, der mit dem luftdurchlässigen Belag bespannt ist, gezogen werden, und/oder
    • - dass der Rollenmantel über einen generatorisch betriebenen Antrieb gebremst wird, und/oder
    • - dass die Umfangsgeschwindigkeit des Rollenmantels stets kleiner als die Bandgeschwindigkeit ist, so dass immer eine Relativbewegung zwischen Band bzw. Bandstreifen und Belag gewährleistet ist und sich dadurch das System kontinuierlich im Bereich der Gleitreibung befindet.
  • Ferner kann mit Vorteil und vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Bremskraft abhängig vom Unterdruck in der Kammer des Rollenmantels der Vakuumbremsrolle, vom Durchmesser des Rollenmantels, vom Umfangswinkelbereich, vom Reibungskoeffizienten zwischen Band bzw. Bandstreifen und luftdurchlässigem Belag und der Summe der Bandstreifenbreiten erzeugt oder eingestellt wird.
  • Weitere vorteilhafte und/oder bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vakuumbremsrollenanlage sowie eine Längsteilanlage für Bandmaterial mit einer erfindungsgemäßen Vakuumbremsrollenanlage ergeben sich aus den Ansprüchen und deren Kombinationen sowie der Gesamtheit der vorliegenden Unterlagen.
  • Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung lediglich exemplarisch näher erläutert, in der
    • 1 in einer schematischen Schnittdarstellung ein Ausführungsbeispiel einer Vakuumbremsrollenanlage mit einer Unterdruckrolle mit Bandstreifen in Bremsposition zeigt,
    • 2 in einer schematischen isometrischen Schnittdarstellung die Unterdruckrolle des Ausführungsbeispiels einer Vakuumbremsrollenanlage aus der 1 mit Bandstreifen in Bremsposition zeigt, und
    • 3 in einer schematischen isometrischen Schnittdarstellung die Unterdruckrolle des Ausführungsbeispiels einer Vakuumbremsrollenanlage aus den 1 und 2 mit Bandstreifen in Einfädelposition zeigt.
  • Anhand des nachfolgend beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Ausführungs- und Anwendungsbeispiels wird die Erfindung lediglich exemplarisch näher erläutert, d.h. sie ist nicht auf dieses Ausführungs- und Anwendungsbeispiel oder auf die Merkmalskombinationen innerhalb dieses Ausführungs- und Anwendungsbeispiels beschränkt. Verfahrens- und Vorrichtungsmerkmale ergeben sich jeweils analog auch aus Vorrichtungs- bzw. Verfahrensbeschreibungen.
  • Einzelne Merkmale, die im Zusammenhang mit einem konkreten Ausführungsbeispiel angeben und/oder dargestellt sind, sind nicht auf dieses Ausführungsbeispiel oder die Kombination mit den übrigen Merkmalen dieses Ausführungsbeispiels beschränkt, sondern können im Rahmen des technisch Möglichen, mit jeglichen anderen Varianten, auch wenn sie in den vorliegenden Unterlagen nicht gesondert behandelt sind, kombiniert werden.
  • Gleiche Bezugszeichen in den einzelnen Figuren und Abbildungen der Zeichnung bezeichnen gleiche oder ähnliche oder gleich oder ähnlich wirkende Komponenten. Anhand der Darstellungen in der Zeichnung werden auch solche Merkmale deutlich, die nicht mit Bezugszeichen versehen sind, unabhängig davon, ob solche Merkmale nachfolgend beschrieben sind oder nicht. Andererseits sind auch Merkmale, die in der vorliegenden Beschreibung enthalten, aber nicht in der Zeichnung sichtbar oder dargestellt sind, ohne weiteres für einen Fachmann verständlich.
  • Das in den 1, 2 und 3 der Zeichnung gezeigte Ausführungsbeispiel einer Vakuumbremsrollenanlage A enthält eine Vakuumbremsrolle R, an deren Außenumfangsfläche ein luftdurchlässiger Belag 15, wie beispielsweise ein Vlies, angeordnet ist und deren Inneres eine Kammer K definiert, Bandführungseinrichtungen F, die so ausgelegt und in Bezug auf die jeweilige Vakuumbremsrolle R angeordnet sind, dass ein Band B, wie beispielsweise ein Metallband, insbesondere in Form von Bandstreifen 14 an dem luftdurchlässigen Belag 15, insbesondere Vlies, in einem Umfangswinkelbereich 1 der Vakuumbremsrolle R von einem Umschlingungswinkel φ von 250° bis 330°, vorzugsweise von 260° bis 300° und insbesondere bevorzugt von ca. 270° anliegt.
  • Der gegenüber aus der Praxis bekannten Vakuumbremsrollenanlagen höhere Umschlingungswinkel φ wird bevorzugt und mit Vorteil mit Hilfe von bautechnischen Veränderungen gegenüber aus der Praxis bekannten Vakuumbremsrollenanlagen erreicht. Dazu sind bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den 1, 2 und 3 der Vakuumbremsrollenanlage A jeweils einzeln oder in beliebigen und insbesondere zweckmäßigen Kombinationen folgende weiteren Ausgestaltungen insbesondere aber nicht ausschließlich der Vakuumbremsrolle R, die auch als Unterdruckrolle bezeichnet werden kann, vorgesehen.
  • Der Prozess beginnt mit dem Einfädeln eines neuen Bandes B in Form von neuen Bandstreifen 14. Dazu schwenkt ein Schwenkarm 2 angetrieben durch einen Schwenkarmantrieb 12 in eine Einfädelposition (vergleiche 3). Dabei drückt der Schwenkarm 2 einen Separierrollenträger 9 gegen einen einstellbaren Anschlag 7 in Einfädelposition. Die Bandstreifen 14 werden nun eingefädelt. Anschließend schwenkt der Schwenkarm 2 in eine Bremsposition und führt dabei die Bandstreifen 14 um einen Rollenmantel 6 der Vakuumbremsrolle R herum. Dabei drückt der Schwenkarm 2 den Separierrollenträger 9 gegen einen einstellbaren Anschlag 8 in Bremsposition. Eine Kammerseitenwand 3 einer durch das Innere der Vakuumbremsrolle R definierten Kammer K wird durch eine motorisch angetriebene Spindel 13 entsprechend der Lage der äußersten Bandstreifen 14 positioniert. Über ein Absaugrohr 16 wird die Luft in der abgeteilten Kammer K des Rollenmantels 6 der Vakuumbremsrolle R abgesaugt, so dass sich der für den Bremsbetrieb erforderliche Unterdruck einstellt. Die Bandstreifen 14 werden im Allgemeinen durch einen Aufhaspel (nicht gezeigt) über den Rollenmantel 6, der mit dem luftdurchlässigen Belag 15 bespannt ist, gezogen. Der Rollenmantel 6 wird über einen generatorisch betriebenen Antrieb 11 gebremst. Durch den Unterdruck in der Kammer K des Rollenmantels 6 der Vakuumbremsrolle R werden die Bandstreifen 14 des Bandmaterials B fest auf den Belag 15 des Rollenmantels 6 gedrückt und über die Reibung zwischen Bandstreifen 14 und Belag 15 gebremst. Die Umfangsgeschwindigkeit des Rollenmantels 6 ist stets kleiner als die Bandgeschwindigkeit, so dass immer eine Relativbewegung zwischen Bandstreifen 14 und Belag 15 gewährleistet ist und sich dadurch das System kontinuierlich im Bereich der Gleitreibung befindet. Die so erzeugte Bremskraft ist abhängig vom Unterdruck in der Kammer K des Rollenmantels 6 der Vakuumbremsrolle R, vom Durchmesser des Rollenmantels 6, vom Umschlingungswinkel φ oder anders ausgedrückt dem Umfangswinkelbereich 1, vom Reibungskoeffizienten zwischen Bandstreifen 14 und luftdurchlässigem Belag 15 und der Summe der Bandstreifenbreiten.
  • Durch die bautechnischen Veränderungen gegenüber aus der Praxis bekannten Vakuumbremsrollenanlagen jeweils einzeln oder in beliebigen und insbesondere zweckmäßigen Kombinationen sind weitere Vorteile erreichbar und/oder ergeben sich weitere Vebesserungsmöglichkeiten und Aspekte, die mit Vorzug und Vorteil kombiniert werden können:
    1. 1. Wesentliche Vergrößerung des Umschlingungswinkels φ von 180° auf 250° bis 330°, vorzugsweise von 260° bis 300° und insbesondere bevorzugt von ca. 270°:
      • Die Bauweisen nach dem Stand der Technik erlauben nur einen Umschlingungswinkel φ von maximal ca. 180°. Durch die Vergrößerung des Umschlingungswinkels (p auf 250° bis 330°, vorzugsweise von 260° bis 300° und insbesondere bevorzugt von ca. 270° kann die für den erforderlichen Bandzug aufzubringende Luftleistung wesentlich verringert werden. Dies hat eine erhebliche Energieeinsparung zur Folge. Die Stromkosten, nur zur Erzeugung der Luftleistung, für eine durchschnittliche herkömmliche Unterdruckrolle ach dem Stand der Technik liegen bei ca. 100.000 € pro Jahr. Das Einsparpotential das sich durch die Vergrößerung des Umschlingungswinkels ergibt, liegt bei ca. 50%.
    2. 2. Der von außen geführte Schwenkarm 2 ermöglicht es, innen Platz für die Erhöhung des Umschlingungswinkels φ oder Umfangswinkelbereich 1 zu schaffen (siehe insbesondere 2): Beim bekannten Stand der Technik wurde der Schwenkarm 2 mit dem System der inneren Abdichtungen fest verbunden und gemeinsam um die Längsachse der Unterdruckrolle oder Vakuumbremsrolle R gedreht.
    3. 3. Die Kammerseitenwand 3 ist ausgeführt als axialer kreissegmentförmiger Schieber mit einem insbesondere dichtungslos integriertem Absaugrohr zur Einstellung der Kammergröße auf die Bandbreite (siehe insbesondere 2):
      • Beim bekannten Stand der Technik wurde die Kammerseitenwand relativ zum innenliegenden Absaugrohr verschoben. Dadurch war eine Dichtung zwischen der Kammerseitenwand und dem Absaugrohr erforderlich. Diese Dichtung verursacht zusätzliche Falschluft. Desweiteren muss die ganze, durch den Bremsrollenmantel kommende, Falschluft den engen Spalt zwischen Rollenmantel und Absaugrohr durchströmen, um zur mittig liegenden Öffnung des Absaugrohres zu gelangen. Dieser enge Spalt und mehrere scharfe Umlenkungen des Falschluftstromes führen zu hohen Druckverlusten und damit zu einer Vergrößerung der erforderlichen Luftleistung. Durch die neuen Ausgestaltung wird sowohl eine Verkürzung der Gesamtdichtungslänge als auch die Verringerung der Dichtungsanzahl möglich, wodurch der Falschluftvolumenstrom und damit die Luftleistung, verringert wird. Außerdem entfallen die scharfen Umlenkungen des Falschluftstroms.
    4. 4. Alle Dichtungen 4 zwischen Rollenmantelinnenseite 6 und Querträger 7 bzw. der Kammerseitenwand 3 werden mit selbsttätiger Konturanpassung an die sich relativ zueinander bewegenden Dichtflächen ausgeführt (siehe insbesondere 1):
      • Die Dichtungselemente 4 werden durch eine Kraft, bevorzugt ausgeführt als Federkraft, gegen die Rollenmantelinnenseite gedrückt. Die Drehung des Rollenmantels 6 führt zu einem geplanten stetigen Verschleiß der Dichtelemente 4. Der geplante Verschleiß der Dichtelemente 4 führt seinerseits zu einer radialen Verschiebung der Dichtelemente 4 durch die Andruckkraft. Bei einem konstruktiv festgelegten Verschleißmaß erreichen die Dichtelemente 4 einen radialen Anschlag und der radiale Abtrag durch Verschleiß wird gestoppt. Es stellt sich ein minimaler Dichtspalt ein, der dem Rundlauffehler des Rollenmantels 6 entspricht.
      • Beim bekannten Stand der Technik werden diese Dichtungen gemäß Zeichnungsmaß gefertigt. Sowohl der Rollenmantel als auch die Dichtungen und alle in der Maßkette beteiligten Bauteile unterliegen einer Fertigungstoleranz. Die Zeichnungstoleranzen werden unter Berücksichtigung wirtschaftlicher Gesichtspunkten so gelegt, dass ein Klemmen der Rolle sicher ausgeschlossen wird und eine Montierbarkeit gegeben ist. Durch die Aufsummierung der unvermeidbaren Toleranzen aller an der Maßkette beteiligter Bauteile ergibt sich ein Dichtspalt, der deutlich größer ist als der Rundlauffehler des Rollenmantels. Dieser große Dichtspalt hat entsprechend große Falschluftvolumenströme zur Folge, die durch das vorgestellte neue Dichtungsprinzip deutlich vermindert werden.
    5. 5. Einsparung eines Schwenkantriebs für die beiden Separierrollen 5:
      • Die Separierrollen 5 haben in der Bremsposition (siehe insbesondere 1) einen anderen Winkel zum Schwenkarm 2 als in der Einfädelposition (siehe insbesondere 3). Der Separierrollenträger 9 ist mit einem rotatorischen Freiheitsgrad im Schwenkarm 2 gelagert. Der Schwenkarm 2 wird motorisch um die Achse des Rollenmantels 6 geschwenkt. Um die Separierrollen 5 in Bremsposition zu bringen, schwenkt der Schwenkarm 2 in Bremsposition. Dabei wird der Separierrollenträger 9 gegen den einstellbaren Anschlag 8 gedrückt und die Separierrollen 5 dadurch korrekt positioniert. Um die Separierrollen 5 in Einfädelposition zu bringen, schwenkt der Schwenkarm 2 in Einfädelposition. Dabei wird der Separierrollenträger 9 gegen den einstellbaren Anschlag 7 gedrückt und die Separierrollen 5 dadurch korrekt positioniert.
      • Beim bekannten Stand der Technik wird zur Positionierung des Separierrollenträgers (9) und den damit verbundenen Separierrollen (5) ein zusätzlicher Schwenkantrieb eingesetzt.
  • Der gegenüber dem Stand der Technik größere Umschlingungswinkel φ des Bandes B um die Unterdruckbremsrolle oder Vakuumbremsrolle R sorgt für eine wesentliche Verringerung der Luftleistung. Der Haupteffekt für den Anwender ist die erhebliche Verringerung des Energieverbrauchs bei der Erzeugung des Unterdrucks. Die Luftleistung ist das Produkt aus Unterdruck in der Unterdruckrolle R und dem in die Unterdruckkammer oder Kammer K der Rolle R eintretenden Luftvolumenstrom, auch Falschluft genannt. Durch die Vergrößerung des Umschlingungswinkels φ vergrößert sich die Fläche, durch die Falschluft eintritt, d.h. die Luftleistung steigt scheinbar. Durch Vergrößerung des Umschlingungswinkels φ steigt die Bremskraft offensichtlich, folglich kann der Unterdruck zur Erzeugung einer benötigten Bremskraft gesenkt werden, d.h. die Luftleistung sinkt. Es handelt sich hier um zwei gegenteilige Effekte auf die Luftleistung, die nicht vom Fachmann gegeneinander abgeschätzt werden können. Sowohl für die Berechnung der Bremskraft als auch für die Berechnung der Falschluft wurden schwierige und umfangreiche Berechnungsmodelle aufgestellt. Diese Berechnungsmodelle zeigen, dass die erforderliche Luftleistung mit steigendem Umschlingungswinkel φ wesentlich kleiner wird.
  • Ein weiterer Vorteil durch den geringeren Unterdruck ist die Reduzierung der Schallemission. Vorteilhaft ist ebenso die Verminderung von Oberflächenbeschädigungen der Bandstreifen 14 durch die geringere Flächenpressung zwischen luftdurchlässigen Belag 15 und den Bandstreifen 14.
  • Durch eine vorzugweise Ausführung der Kammerseitenwand 3 nach dem oben erläuterten Aspekt 3. verringert sich die Gesamtlänge der inneren Dichtung 4, wodurch sich die Leckage verringert. Ebenso führt die Ausführung nach diesem Aspekt 3. zu einer strömungstechnisch viel günstigeren Gestaltung des Inneren der Unterdruckrolle R, so dass sich die Druckverluste in der Unterdruckrolle R deutlich verkleinern, was zusätzlich den Energieverbrauch bei der Erzeugung des Unterdrucks verringert. Desweiteren gibt die strömungsgünstigere Gestaltung die Möglichkeit mit einer einseitigen Luftabsaugung auszukommen.
  • Durch eine vorzugsweise Ausführung der Dichtungen nach dem Aspekt 4. verringert sich die Leckage nochmals wesentlich. Auch dies trägt weiter dazu bei, den Energieverbrauch bei der Erzeugung des Unterdrucks zu verkleinern.
  • Ferner kann vorzugsweise bei einer erfindungsgemäßen Vakuumbremsrollenanlage A für die Steifigkeit ein Stahlträger oder Querträger vorgesehen sein. Bei der Darstellung der Unterdruckrolle R wurde eine Schnittdarstellung gewählt. Der Schnitt erfolgte längs einer vertikalen Ebene durch die Anlagenmitte. Alle dargestellten Bauteile, bis auf die Antriebe, sind an der Mittelebene zu spiegeln. Ein solcher Stahlträger oder Querträger verbindet die dargestellte Antriebsseite starr mit der nicht dargestellten Bedienseite.
  • Ferner kann mit Vorzug vorgesehen sein, dass sich der Schwenkarm 2 sich um den Ständer oder das Grundgestell 10 herum bewegt, an dem alle beweglichen Komponenten befestigt sind.
  • Insgesamt ermöglicht die Erfindung Vakuumbremsrollenanlagen A mit weniger bewegten Teilen als nach dem Stand der Technik, was den Aufwand für Herstellung, Betrieb und Wartung vorteilhaft reduziert.
  • Weitere vorteilhafte und bevorzugte Konstruktionen die mit Vorteil und Vorzug einzeln oder in Kombinationen realisiert sein können, im Detail:
    • - Der Querschnitt der Vakuumbremsrolle R von der Seite lässt sich durch die verstellbare Kammerseitenwand 3 ändern, d.h. in der Praxis insbesondere verschieben, und an die benötigte Breite anpassen, um Fehlgas zu minimieren.
    • - Eine Ausführungsform ist, das die Kammerseitenwand 3 und das daran anschließende Absaugrohr 16 starr miteinander verbunden sind, wie z.B. verschraubt oder verschweißt sind. Diese Kammerseitenwand 3 wird entsprechend der Bandbreite positioniert. Das Absaugrohr 16 wird dabei entsprechend axial mitverschoben. Das Absaugrohr 16 ist im Gestell 10 durch zwei Buchsen (nicht sichtbar) gleitend gelagert. Das Absaugrohr 16 trägt und lagert somit die Kammerseitenwand 3. Die Kammerseitenwand 3 in Verbindung mit der Dichtung nach dem Aspekt 4. dichtet den Innenraum, d.h. die Kammer K, ab.
    • - Der Schwenkarm 2 wird mit Hilfe von Pneumatikpumpen um die Rolle R rotiert
    • - Vorzugsweise wird bei der erfindungsgemäßen Vakuumbremsrollenanlage im Inneren der Vakuumbremsrolle ein Unterdruck von 0,875 bar absolut erreicht.
  • Die Erfindung ist anhand des Ausführungsbeispiels in der Beschreibung und in der Zeichnung lediglich exemplarisch dargestellt und nicht darauf beschränkt, sondern umfasst alle Variationen, Modifikationen, Substitutionen und Kombinationen, die der Fachmann den vorliegenden Unterlagen insbesondere im Rahmen der Ansprüche und der allgemeinen Darstellungen in der Einleitung dieser Beschreibung sowie der Beschreibung und Zeichnung des Ausführungsbeispiels entnehmen und mit seinem fachmännischen Wissen sowie dem Stand der Technik kombinieren kann. Insbesondere sind alle einzelnen Merkmale und Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung kombinierbar.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Umfangswinkelbereich
    2
    Schwenkarm
    3
    Kammerseitenwand
    4
    Dichtungen, Dichtelemente
    5
    Separierrollen
    6
    Rollenmantel
    7
    Querträger
    8
    einstellbarer Anschlag
    9
    Separierrollenträger
    10
    Ständer oder Grundgestell
    11
    generatorisch betriebener Antrieb
    12
    Schwenkarmantrieb
    13
    motorisch angetriebene Spindel
    14
    Bandstreifen
    15
    luftdurchlässiger Belag
    16
    Absaugrohr
    A
    Vakuumbremsrollenanlage
    B
    Band
    F
    Bandführungseinrichtungen
    K
    Kammer
    R
    Vakuumbremsrolle
    φ
    Umschlingungswinkel

Claims (9)

  1. Vakuumbremsrollenanlage (A), mit einer Vakuumbremsrolle (R), an deren Außenumfangsfläche ein luftdurchlässiger Belag (15) angeordnet ist und deren Inneres eine Kammer (K) definiert, und Bandführungseinrichtungen (F), die so ausgelegt und in Bezug auf die jeweilige Vakuumbremsrolle (R) angeordnet sind, dass ein Band (B), wie beispielsweise ein Metallband, an dem luftdurchlässigen Belag (15) in einem Umfangswinkelbereich (1) der Vakuumbremsrolle (R) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandführungseinrichtungen (F) einen von außen geführten Schwenkarm (2) mit einem außerhalb des Rollenmantels der Vakuumbremsrolle (R) angeordneten Schwenkarmantrieb (12) aufweisen, der zwischen einer Einfädelposition und einer Bremsposition verschwenkbar und so ausgelegt und in Bezug auf die Vakuumbremsrolle (R) angeordnet ist, dass das Band (B) in der Bremsposition des Schwenkarms (2) derart um die Vakuumbremsrolle (R) herumgeführt ist, dass der Umfangswinkelbereich (1), in dem das Band (B) am luftdurchlässigen Belag (15) über der Vakuumbremsrolle (R) anliegt, im Bereich von 250° bis 330°, vorzugsweise im Bereich von 260° bis 300° und insbesondere bevorzugt bei ca. 270° liegt.
  2. Vakuumbremsrollenanlage (A) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Vakuumbremsrolle (R) ein Unterdruck im Bereich von 0,800 bar absolut bis 0,900 bar absolut, vorzugsweise im Bereich von 0,850 absolut bar bis 0,880 bar absolut und insbesondere bevorzugt bei ca. 0,875 bar absolut liegt.
  3. Vakuumbremsrollenanlage (A) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der luftdurchlässige Belag (15) ein Vlies ist.
  4. Betriebsverfahren für eine nach einem der Ansprüche 1 bis 3 ausgebildete Vakuumbremsrollenanlage (A), mit einer Vakuumbremsrolle (R), an deren Außenumfangsfläche ein luftdurchlässiger Belag (15) angeordnet ist und deren Inneres eine Kammer (K) definiert, und Bandführungseinrichtungen (F), die so ausgelegt und in Bezug auf die jeweilige Vakuumbremsrolle (R) angeordnet sind, dass ein Band (B), wie beispielsweise ein Metallband, an dem luftdurchlässigen Belag (15) in einem Umfangswinkelbereich (1) der Vakuumbremsrolle (R) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfangswinkelbereich (1), in dem das Band (B) am luftdurchlässigen Belag (15) über der Vakuumbremsrolle (R) anliegt, mittels Bandführungseinrichtungen (F) im Bereich von 250° bis 330°, vorzugsweise im Bereich von 260° bis 300° und insbesondere bevorzugt bei ca. 270° eingestellt wird.
  5. Betriebsverfahren für eine Vakuumbremsrollenanlage (A) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Vakuumbremsrolle (R) ein Unterdruck im Bereich von 0,800 bar absolut bis 0,900 bar absolut, vorzugsweise im Bereich von 0,850 absolut bar bis 0,880 bar absolut und insbesondere bevorzugt von ca. 0,875 bar absolut erzeugt wird.
  6. Betriebsverfahren für eine Vakuumbremsrollenanlage (A) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass folgende Schritte ausgeführt werden: - der Prozess beginnt mit dem Einfädeln eines neuen Bandes (B), insbesondere in Form von neuen Bandstreifen (14); - dazu schwenkt ein Schwenkarm (2) angetrieben durch einen Schwenkarmantrieb (12) in eine Einfädelposition, wobei der Schwenkarm (2) einen Separierrollenträger (9) gegen einen einstellbaren Anschlag (7) in Einfädelposition drückt; - das Band (B) bzw. die Bandstreifen (14) wird/werden nun eingefädelt; - anschließend schwenkt der Schwenkarm (2) in eine Bremsposition und führt dabei das Band (B) bzw. die Bandstreifen (14) um einen Rollenmantel (6) der Vakuumbremsrolle (R) herum, wobei der Schwenkarm (2) den Separierrollenträger (9) gegen einen einstellbaren Anschlag (8) in Bremsposition drückt; - eine Kammerseitenwand (3) einer durch das Innere der Vakuumbremsrolle (R) definierten Kammer (K) wird durch eine motorisch angetriebene Spindel (13) entsprechend der Lage des Bandes (B) bzw. der äußersten Bandstreifen (14) positioniert; und - über ein Absaugrohr (16) wird die Luft in der abgeteilten Kammer (K) des Rollenmantels (6) der Vakuumbremsrolle (R) abgesaugt, wodurch der für den Bremsbetrieb erforderliche Unterdruck eingestellt wird.
  7. Betriebsverfahren für eine Vakuumbremsrollenanlage (A) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (B) bzw. die Bandstreifen (14) durch einen Aufhaspel über den Rollenmantel (6), der mit dem luftdurchlässigen Belag (15) bespannt ist, gezogen werden, und/oder dass der Rollenmantel (6) über einen generatorisch betriebenen Antrieb (11) gebremst wird, und/oder dass die Umfangsgeschwindigkeit des Rollenmantels (6) stets kleiner als die Bandgeschwindigkeit ist, so dass immer eine Relativbewegung zwischen Band (B) bzw. Bandstreifen (14) und Belag (15) gewährleistet ist und sich dadurch das System kontinuierlich im Bereich der Gleitreibung befindet.
  8. Betriebsverfahren für eine Vakuumbremsrollenanlage (A) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremskraft abhängig vom Unterdruck in der Kammer (K) des Rollenmantels (6) der Vakuumbremsrolle (R), vom Durchmesser des Rollenmantels (6), vom Umfangswinkelbereich (1), vom Reibungskoeffizienten zwischen Band (B) bzw. Bandstreifen (14) und luftdurchlässigem Belag (15) und der Summe der Bandstreifenbreiten erzeugt oder eingestellt wird.
  9. Längsteilanlage für Bandmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vakuumbremsrollenanlage (A) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder gemäß dem Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8 enthalten ist.
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