DE102019132133A1

DE102019132133A1 - Anlage und verfahren zum flexiblen walzen von metallischem bandmaterial

Info

Publication number: DE102019132133A1
Application number: DE102019132133.6A
Authority: DE
Inventors: Stephan Pritz; Stefan Hörth
Original assignee: Muhr und Bender KG
Current assignee: Muhr und Bender KG
Priority date: 2019-11-27
Filing date: 2019-11-27
Publication date: 2021-05-27
Also published as: WO2021105447A1; CN114867567A; EP4065295B1; EP4065295A1; EP4065295C0; US20220410234A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Bearbeiten von metallischem Bandmaterial, umfassend: eine Zuführeinheit (3) zum Zuführen von Bandmaterial (4), eine Bandantriebsvorrichtung (5, 5') mit zumindest einer steuerbaren Zugmittelantriebseinheit (10, 10') mit einem Motor (13, 13'), einem antreibbaren endlosen Zugmittel (14, 14') sowie einer Anpresseinheit (11, 11'), wobei die Leistung des Motors (13, 13') und die Anpresskraft (F1, F2, F5, F6) der Anpresseinheit (11, 11') variabel regelbar sind; eine Walzvorrichtung (6) zum Flexiblen Walzen; eine Zugmessvorrichtung (7, 7'), die zwischen der Bandantriebsvorrichtung (5, 5') und der Walzvorrichtung (6) angeordnet ist, um eine auf das Bandmaterial (4) wirkende Einlauf-Zugkraft (F4) zu erfassen; wobei die Antriebsleistung des Motors (13, 13') auf Basis der von der Zugmessvorrichtung (7, 7') ermittelten Einlauf-Zugkraft (F4) regelbar ist. Die Erfindung betrifft ferner ein entsprechendes Verfahren zum Bearbeiten von Bandmaterial.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Flexiblen Walzen von metallischem Bandmaterial.
Beim Flexiblen Walzen wird Bandmaterial mit im Wesentlichen einheitlicher Blechdicke durch Verändern des Walzspalts während des Prozesses zu Bandmaterial mit variabler Blechdicke über der Länge ausgewalzt. Die durch das Flexible Walzen erzeugten Abschnitte unterschiedlicher Dicke erstrecken sich quer zur Längsrichtung beziehungsweise zur Walzrichtung des Bandmaterials. Das Bandmaterial kann nach dem Flexiblen Walzen auf einfache Weise wieder zum Coil aufgewickelt werden und an anderer Stelle der Weiterverarbeitung zugeführt werden, oder es kann direkt weiterverarbeitet werden, beispielsweise durch Ablängen des Bandmaterials zu einzelnen Blechelementen.
Aus der DE 103 15 357 A1 ist Verfahren zum Flexiblen Walzen von Metallband bekannt, mit einer ersten Haspelvorrichtung zum Abhaspeln, von der Band mit einer definierten Bandausgangsdicke abgewickelt wird, einem Walzgerüst mit einem regelbaren Walzspalt, und einer zweiten Haspelvorrichtung zum Aufhaspeln, auf die das gewalzte Band mit einer gegenüber der Bandausgangsdicke reduzierten Bandenddicke aufgewickelt wird. Es sind erste Bandspeichermittel zwischen der ersten Haspelvorrichtung und dem Walzgerüst, und zweite Bandspeichermittel zwischen dem Walzgerüst und der zweiten Haspelvorrichtung vorgesehen. Die Bandspeichermittel umfassen jeweils eine Mehrzahl von Rollen, über die das Bandmaterial in Form eines „S“ mit zumindest teilweise übereinanderliegenden Bögen geführt wird. Durch eine geregelte Bewegung zumindest einer der Rollen der Bandspeichermittel wird das S so verzerrt, dass die Länge des Metallbandes zwischen dem Einlauf und dem Auslauf in die beziehungsweise aus den Bandspeichermitteln verändert wird. Derartige Bandspeichermittel mit mehreren Rollen werden auch als Tänzersystem bezeichnet.
Aus der EP 3 216 537 A2 ist eine Vorrichtung zum Transportieren von metallischem Langmaterial, insbesondere Bandmaterial, Drahtmaterial, Rohrmaterial oder Profilmaterial bekannt. Die Vorrichtung umfasst zwei steuerbare Kettenantriebseinheiten mit jeweils einer endlosen Kette, zwischen denen das Langmaterial durchgeführt wird, zwei steuerbare Anpresseinheiten, die jeweils eine Anpresskraft auf die zugehörige Kette in Richtung Langmaterial auszuüben und eine steuerbare Stelleinheit, die mit den Kettenantriebseinheiten mechanisch verbunden ist und diese in Längsrichtung des Langmaterials bewegen kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zum Flexiblen Walzen von metallischem Bandmaterial vorzuschlagen, die einfach aufgebaut ist, einen geringen Platzbedarf hat und die gegebenenfalls in eine Prozesskette mit weiteren Bearbeitungsvorrichtungen integriert werden kann. Die Aufgabe besteht weiter darin, ein entsprechendes Verfahren vorzuschlagen, das eine effiziente Herstellung von flexibel gewalztem Bandmaterial beziehungsweise daraus hergestellten Teilen ermöglicht.
Als Lösung wird eine Anlage zum Bearbeiten von metallischem Bandmaterial vorgeschlagen, umfassend: eine Zuführeinheit zum Zuführen von metallischem Bandmaterial; eine Bandantriebsvorrichtung, die zumindest eine steuerbare Zugmittelantriebseinheit mit einem Motor, einem vom Motor antreibbaren endlosen Zugmittel sowie einer Anpresseinheit zum Anpressen des Zugmittels gegen das Bandmaterial aufweist, wobei die Antriebsleistung des Motors und die Anpresskraft der Anpresseinheit bei Betrieb variabel regelbar sind, so dass eine von dem Zugmittel unter Reibkontakt auf das Bandmaterial wirkende Antriebskraft variabel einstellbar ist; eine Walzvorrichtung zum Flexiblen Walzen des Bandmaterials, um eine variable Blechdicke über der Länge des Bandmaterials zu erzeugen; eine Zugmessvorrichtung, die zwischen der Bandantriebsvorrichtung und der Walzvorrichtung angeordnet ist, um eine auf das Bandmaterial wirkende Einlauf-Zugkraft zu erfassen; wobei die Antriebsleistung des Motors der Bandantriebsvorrichtung auf Basis der von der Zugmessvorrichtung ermittelten Einlauf-Zugkraft regelbar ist.
Ein Vorteil dieser Anlage ist, dass diese aufgrund der Zugmittelantriebseinheiten einen einfachen und kompakten Aufbau hat. Die Einlauf-Zugkraft, das heißt die auf das Bandmaterial an der Einlaufseite der Walzvorrichtung wirksame Zugkraft, kann direkt durch die Steuerung der Antriebsleistung des Motors geregelt werden. Es sind keine beziehungsweise nur geringe Verschiebewege der Bandantriebsvorrichtung nötig, was sich insgesamt günstig auf den Platzbedarf der Anlage auswirkt. Auch bei geringem zur Verfügung stehendem Platz kann die Anlage in eine Prozesskette mit weiteren Bearbeitungsvorrichtungen integriert werden. Insbesondere können weitere Verarbeitungsschritte vor- und/oder nachgelagert werden, da der Zug vor der Zugantriebseinheit vor der Walzvorrichtung beziehungsweise nach der Zugantriebseinheit hinter der Walzvorrichtung unabhängig vom Prozesszug im Bereich der Walzvorrichtung ist. Wenn vor der Walzvorrichtung eine Bandspeichereinheit eingesetzt wird, können andere sonst erforderliche Einheiten, wie eine Tänzereinheit oder eine Schlingeneinheit, gegebenenfalls entfallen.
Als Zugmittelantriebseinheit wird im Rahmen der vorliegenden Offenbarung insbesondere eine Antriebseinheit verstanden, die eine Antriebsleistung (Drehzahlen und Drehmomente) mit Hilfe von biegeschlaffen beziehungsweise flexiblen Maschinenelementen überträgt. Ein solches flexibles Maschinenelement kann im Wesentlichen Zugkräfte übertragen und wird insofern auch als Zugmittel bezeichnet. Vorzugsweise werden formschlüssige Zugmittel, wie beispielsweise eine Kette oder ein Zahnriemen, verwendet, welche über den Umfang stets dieselbe Umfangsgeschwindigkeit aufweisen. Eine Antriebseinheit mit einer Kette als Zugmittel kann entsprechend als Kettenantriebseinheit bezeichnet werden; eine Antriebseinheit mit einem Zahnriemen entsprechend als Zahnriemenantriebseinheit.
Nach einer möglichen Ausführungsform kann eine zweite Bandantriebsvorrichtung in Bewegungsrichtung des Bandmaterials hinter der Walzvorrichtung angeordnet sein. Die Verwendung einer zweiten Bandantriebsvorrichtung hat den Vorteil, dass die Bearbeitungs- beziehungsweise Transportrichtung des Bandmaterials auch umgekehrt werden kann. In diesem Fall liegt die zweite Bandantriebsvorrichtung in Bewegungsrichtung des Bandmaterials vor der Walzvorrichtung, und die erste Bandantriebsvorrichtung dahinter. In einer möglichen Konkretisierung kann die zweite Bandantriebsvorrichtung mittels zumindest einer Federeinheit gegen ein ortsfestes Bauteil abgestützt sein. Dabei kann die Antriebsleistung des Motors der zweiten Bandantriebsvorrichtung konstant gehalten werden. Als Federeinheit können beliebige Elemente verwendet werden, die geeignet sind, äußere Kräfte aufzunehmen, zu speichern und wieder abzugeben. Beispielsweise können als Federeinheiten mechanische, hydraulische, elektrische oder pneumatische Federn beziehungsweise Energiespeicher verwendet werden.
Bei Verwendung von zwei Bandantriebsvorrichtungen, einer vor und einer hinter der Walzeinheit, können die Geschwindigkeiten der beiden Vorrichtungen gleich eingestellt werden. Alternativ ist auch eine Steuerung mit konstanter Streckung möglich, das heißt, dass die Antriebsgeschwindigkeit der in Transportrichtung des Bandmaterials nachgelagerten Antriebsvorrichtung geringfügig schneller ist, als die Antriebsgeschwindigkeit der vorgelagerten Antriebsvorrichtung. Die Differenzgeschwindigkeit zwischen den beiden Antriebsvorrichtungen kann beispielsweise bis zu 3 % betragen.
Die beiden Bandantriebsvorrichtungen sind vorzugsweise hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise gleich gestaltet. Es versteht sich daher, dass alle im Rahmen der vorliegenden Offenbarung in Bezug auf eine der beiden Bandantriebsvorrichtungen beziehungsweise deren einzelner Komponenten beschriebenen Einzelheiten gleichermaßen auch für die zweite Bandantriebsvorrichtung gelten können, sofern nichts anderes gesagt ist. Insbesondere umfasst die zweite Bandantriebsvorrichtung auch zumindest eine steuerbare Zugmittelantriebseinheit mit einem Motor, ein vom Motor antreibbares endloses Zugmittel sowie einer Anpresseinheit zum Anpressen des Zugmittels gegen das Bandmaterial. Das Zugmittel umfasst insbesondere formschlüssige Maschinenelemente, wie eine Kette oder ein Zahnriemen.
Eine zweite Zugmessvorrichtung kann zwischen der Walzvorrichtung und der zweiten Bandantriebsvorrichtung angeordnet sein, um die auslaufseitig auf das Bandmaterial wirkende Auslauf-Zugkraft zu erfassen. Die Antriebsleistung des Motors der zweiten Bandantriebsvorrichtung kann insbesondere auf Basis der von der zweiten Zugmessvorrichtung ermittelten Auslauf-Zugkraft geregelt werden.
Ferner kann eine Bandspeichervorrichtung zwischen der zweiten Bandantriebsvorrichtung und einer nachgelagerten Bearbeitungsvorrichtung angeordnet sein, in der das Bandmaterial beim Durchlaufen zwischen einem Speichereinlauf und einem Speicherauslauf speicherbar ist.
Bei zumindest einer der Zugmessvorrichtungen, das heißt bei der ersten und/oder der zweiten Zugmessvorrichtung, kann die Anpresskraft der jeweiligen Anpresseinheit auf Basis der von der jeweiligen Zugmessvorrichtung ermittelten Zugkraft geregelt werden. Insbesondere kann die Antriebsleistung des Motors und/oder die Anpresskraft der Anpresseinheit bei Betrieb variabel geregelt werden, so dass ein von vom Zugmittel unter Reibkontakt auf das Bandmaterial wirkende Soll-Zugkraft variabel einstellbar ist.
Nach einer möglichen Ausführungsform ist eine Bandspeichervorrichtung vorgesehen, in der das Bandmaterial beim Durchlaufen zwischen einem Speichereinlauf und einem Speicherauslauf speicherbar ist. Bei dieser Ausführung kann gegebenenfalls auf eine Tänzereinheit und/oder eine Schlingeneinheit verzichtet werden. Die Bandspeichervorrichtung kann einen Vertikalspeicher, einen Horizontalspeicher oder einen Schlingenspeicher aufweisen. Ein Vertikalspeicher ist dadurch gekennzeichnet, dass Bandmaterial in vertikale Richtung gespeichert wird, wobei der Platzbedarf in horizontale Richtung entsprechend gering ist. Ein Horizontalspeicher speichert Bandmaterial in horizontaler Richtung, wobei der Platzbedarf in vertikaler Richtung entsprechend gering ist.
Der beziehungsweise die Motoren können als Hydromotor oder Elektromotor ausgestaltet sein, insbesondere als hydraulischer oder elektrischer Direktantrieb. Als elektrischer Direktantrieb kann beispielsweise ein Torque-Motor verwendet werden. Derartige Hydro- oder Elektromotoren ermöglichen hohe Drehmomente bei relativ niedrigen Drehzahlen und sind hochdynamisch regelbar. Vorzugsweise ist die Bandantriebsvorrichtung beziehungsweise die einzelnen Komponenten der Bandantriebsvorrichtung ausgestaltet, um das Bandmaterial mit mindestens 3 m/sec² beschleunigen und/oder abzubremsen.
Eine Bandantriebsvorrichtung kann beispielsweise ausgestaltet sein, um Zugkräfte von mindestens 1 N/mm², vorzugsweise mindestens 10 N/mm² und/oder von weniger als 120 N/mm² bezogen auf die Querschnittsfläche des Bandmaterials zu erzeugen. Bei Verwendung eines relativ festen Bandmaterials, wie beispielsweise aus Stahl, kann die Bandantriebsvorrichtung ausgestaltet sein, um Zugkräfte von mindestens 50 N/mm² und/oder von weniger als 120 N/mm² bezogen auf die Querschnittsfläche des Bandmaterials zu erzeugen. Bei Bandmaterial mit geringerer Zugfestigkeit, wie beispielsweise Aluminium, kann die Bandantriebsvorrichtung mit geringerer erzeugbarer Zugkraft ausgelegt werden, beispielsweise bis zu 90 N/mm².
Die Bandantriebsvorrichtung kann eine antreibbare erste Achse aufweisen, die von dem Motor drehend antreibbar ist, um ein Antriebsmoment auf das Zugmittel zu übertragen, und eine zweite Achse, die von dem Zugmittel drehend angetrieben wird. Dabei können ein oder zwei Motoren zum Antreiben der ersten Achse vorgesehen sein. Bei Verwendung von zwei Motoren können diese abhängig oder unabhängig voneinander steuerbar sein, wobei die beiden Motoren synchron zueinander angetrieben werden können, um gemeinsam die erste Achse anzutreiben. Alternativ ist es auch möglich, dass ein Motor in dem ersten Umkehrbereich des Zugmittels und der zweite Motor in dem gegenüberliegenden zweiten Umkehrbereich des Zugmittels angeordnet ist.
Nach einer Ausführungsform kann die Anlage zwei steuerbare Zugmittelantriebseinheiten aufweisen, zwischen denen das Bandmaterial unter Reibkontakt durchführbar ist, so dass das Bandmaterial bei Betrieb der Zugmittelantriebseinheiten in Bewegungsrichtung der mit dem Bandmaterial in Kontakt befindlichen Zugmittelabschnitte bewegt wird. Die beiden Zugantriebseinheiten können hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise gleich gestaltet sein. Bei Verwendung von zwei Motoren je Antriebseinheit ergibt sich für die Bandantriebsvorrichtung insgesamt eine Anzahl von vier Motoren. Die beiden Zugmittelantriebseinheiten können jeweils eine zugehörige Anpresseinheit aufweisen, welche jeweils eine Anpresskraft (F) auf das jeweilige Zugmittel in Richtung zum Bandmaterial ausübt. Alternativ kann auch eine einzige Anpresseinheit vorgesehen sein, welche beide Zugmittelantriebseinheiten aufeinander zu beaufschlagen, oder voneinander weg bewegen kann.
Nach einer möglichen Konkretisierung kann eine Zugmittelantriebseinheit eine Vielzahl von miteinander verbundenen Zugmittelgliedern umfassen, die ein endloses Zugmittel bilden. Ferner können die beiden Zugmittelantriebseinheiten jeweils einen Träger, ein Antriebsrad und ein Umlenkrad beziehungsweise Umlenkrolle aufweisen, um welche das endlose Zugmittel umlaufend angeordnet ist. Das Antriebsrad und das Umlenkrad sind mit Abstand zu einander an dem ersten Träger drehbar gelagert. Das Antriebsrad, welches vom Motor drehend antreibbar ist, ist mit dem Zugmittel vorzugsweise formschlüssig in Eingriff, um Drehmoment von dem Motor auf das Zugmittel zu übertragen. Das Zugmittel kann eine Mehrzahl von umfangsverteilten Reibkörpern aufweisen. Die Reibkörper sind insbesondere so gestaltet, dass sie bei umlaufender Bewegung des Zugmittels mit dem Bandmaterial in Reibkontakt kommen und das so zwischen den beiden gegenüberliegenden Zugmittelanordnungen eingespannte Bandmaterial in Vorschubrichtung bewegen. Ein oder mehrere Reibkörper können jeweils an einem der Zugmittelglieder angeordnet sein. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Reibkörper jeweils einen Reibbelag aufweisen, der so auf das Material des Bandmaterials abgestimmt ist, dass zwischen dem Reibbelag und dem Bandmaterial Haftreibung erzeugt wird. Durch eine Abstimmung der Kräfte und Werkstoffe der an der Bewegung beteiligten Bauteile derart, dass im Wesentlichen nur Haftreibung am Bandmaterial entsteht, wird der Verschleiß gering gehalten und die Oberfläche des Bandmaterials geschont.
Es können ein oder mehrere weitere Bearbeitungsvorrichtungen vorgesehen sein. Beispielsweise kann eine Bearbeitungsvorrichtung zwischen der Zuführeinheit und der Bandantriebsvorrichtung angeordnet sein, insbesondere eine Bandreinigungseinheit.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist eine Steuereinheit zum Steuern der Vorschubgeschwindigkeit und/oder der Zugkraft des Bandmaterials vorgesehen. Hierfür kann die Steuereinheit ein oder mehrere Komponenten von ein oder mehreren Bandantriebsvorrichtungen steuern. Insbesondere kann die Steuereinheit zumindest den Antriebsmotor sowie die Anpresseinheit steuern und ist für diese Zwecke mit den genannten Einheiten steuerungstechnisch verbunden ist. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass jede einzelne Steuerungsgröße von der Steuereinheit individuell eingestellt werden kann. Ferner sind die einzelnen Steuerungsgrößen vorzugsweise stufenlos zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert einstellbar.
Die Aufgabe wird weiter gelöst durch ein Verfahren zum Bearbeiten von metallischem Bandmaterial, umfassend die Schritte: Antreiben des Bandmaterials mittels einer Bandantriebsvorrichtung, wobei das Bandmaterial von einer Zuführeinheit abgewickelt und einer nachgelagerten Vorrichtung zum Flexiblen Walzen zugeführt wird, wobei die Bandantriebsvorrichtung zumindest eine steuerbare Zugmittelantriebseinheit mit einem Motor, einem vom Motor antreibbaren endlosen Zugmittel sowie einer Anpresseinheit zum Anpressen des Zugmittels gegen das Bandmaterial aufweist; Sensieren einer auf das Bandmaterial wirkenden Einlauf-Zugkraft mittels einer Zugmessvorrichtung, die zwischen der Bandantriebsvorrichtung und der Vorrichtung zum Flexiblen Walzen angeordnet ist; Regeln der Leistung des Motors der Bandantriebsvorrichtung in Abhängigkeit der von der Zugmessvorrichtung ermittelten Einlauf-Zugkraft.
Das Verfahren bietet analog dieselben Vorteile, die oben bereits im Zusammenhang mit der Anlage beschrieben worden sind und auf die hier abkürzend verwiesen wird. Das Verfahren ermöglicht es, Geschwindigkeits- beziehungsweise Wegunterschiede zwischen unterschiedlichen Anlagenteilen, beispielsweise zwischen einem vor und einem hinter der Walzeinheit angeordneten Anlagenteil, auszugleichen, beziehungsweise die auf das Bandmaterial wirkende Zugkraft im Wesentlichen konstant zu halten.
Nach einer bevorzugten Verfahrensführung wird die Anpresskraft der Anpresseinheit in Abhängigkeit der von der Zugmessvorrichtung ermittelten Einlauf-Zugkraft geregelt. Dabei können die Antriebsleistung des Motors und die Anpresskraft der Anpresseinheit insbesondere so geregelt werden, dass die von der Bandantriebsvorrichtung auf das Bandmaterial einwirkende Antriebskraft dynamisch zwischen 1 und 120 N/mm² bezogen auf den Querschnitt des Bandmaterials gesteuert wird.
Nach einer möglichen Verfahrensführung kann das Bandmaterial mittels einer zweiten Bandantriebsvorrichtung angetrieben werden, die in Bewegungsrichtung des Bandmaterials hinter der Walzvorrichtung angeordnet ist. Dabei kann die zweite Bandantriebsvorrichtung zumindest eine steuerbare Zugmittelantriebseinheit mit einem Motor, einem vom Motor antreibbaren endlosen Zugmittel sowie einer Anpresseinheit zum Anpressen des Zugmittels gegen das Bandmaterial aufweisen. Entsprechend kann die auf das Bandmaterial wirkende Auslauf-Zugkraft mittels einer zweiten Zugmessvorrichtung ermittelt werden, die zwischen der Walzvorrichtung und der zweiten Bandantriebsvorrichtung angeordnet ist. Die Antriebsleistung des Motors der zweiten Bandantriebsvorrichtung kann auf einen konstanten Wert eingestellt werden. Alternativ oder ergänzend kann die Anpresskraft der Anpresseinheit der zweiten Bandantriebsvorrichtung in Abhängigkeit der von der zweiten Zugmessvorrichtung ermittelten Auslauf-Zugkraft geregelt werden.
Insgesamt kann die Anlage mit dem Verfahren so gesteuert werden, dass die Geschwindigkeit und/oder Kraft des Bandmaterials an die Erfordernisse der vor und/oder nachgelagerten Prozesse in geeigneter Weise angepasst ist. Beispielsweise kann die zumindest eine Bandantriebsvorrichtung so gesteuert werden, dass auf einer Seite, das heißt der Ein- oder Auslaufseite, die auf das Bandmaterial wirkende Längskraft null beträgt, und auf der anderen Seite die für den jeweiligen Prozess erforderliche Sollzugkraft anliegt. Die Einstellung einer Zugkraft null hat den Vorteil, dass keine weitere Vorrichtung zum Aufbringen eines Grundzugs nötig ist. Es versteht sich, dass sich auch andere zwischen null und der Sollkraft liegende Zugkräfte einstellen lassen.
Eine bevorzugte Ausführungsform wird nachstehend anhand der Zeichnungsfiguren erläutert. Hierin zeigt

1 eine erfindungsgemäße Anlage zum Bearbeiten von metallischem Bandmaterial in einer Ausführungsform;
2 eine erfindungsgemäße Anlage zum Bearbeiten von metallischem Bandmaterial in einer weiteren Ausführungsform;
3 eine erfindungsgemäße Anlage zum Bearbeiten von metallischem Bandmaterial in einer weiteren Ausführungsform;
4 eine Speichereinheit für eine erfindungsgemäße Anlage in einer ersten Ausführungsform; und
5 eine Speichereinheit für eine erfindungsgemäße Anlage in einer weiteren Ausführungsform.

Die 1 zeigt eine erfindungsgemäße Anlage 2 zum Bearbeiten von metallischem Bandmaterial. Die Anlage 2 weist eine Zuführeinheit 3 zum Zuführen von metallischem Bandmaterial 4, eine Bandantriebsvorrichtung 5, eine Walzvorrichtung 6 zum Flexiblen Walzen des Bandmaterials 4 und eine Zugmessvorrichtung 7 auf. Optional können eine Bandbearbeitungseinheit 8 und/oder eine Bandspeichereinheit 9 zwischen der Zuführeinheit 3 und der Walzvorrichtung 6 vorgesehen sein.
Die Zuführeinheit 3 kann jede beliebige Einheit sein, welche das Bandmaterial 4 für die weiteren Prozessschritte zur Verfügung stellt beziehungsweise zuführt. Beispielsweise kann eine Haspel, insbesondere eine Leichtbauhaspel verwendet werden, welche so ausgelegt sein kann, im Wesentlichen den Coil zu tragen und einen für die Folgeprozesse erforderlichen Wickelzug aufzubringen, der insbesondere kleiner als 10 N/mm² sein kann, nicht jedoch darüber hinaus gehende Wickelzüge aufbringen muss.
Eine optional nachgelagerte Bandbearbeitungseinheit 8 kann nach technischem Bedarf in die Anlage integriert werden. Beispielsweise kann eine Reinigungseinheit und/oder eine Schweißeinheit zum Längs- oder Querschweißen von zwei zugeführten Coils als zusätzliche Bandbearbeitungseinheit vorgesehen sein.
Ferner kann optional eine Bandspeichereinheit 9 zwischen der Zuführeinheit 3 und der Walzeinheit 6 vorgesehen sein, die ausgestaltet ist, um Abschnitte des Bandmaterials 4 beim Durchlaufen zwischen einem Speichereinlauf und einem Speicherauslauf temporär zu speichern und so Geschwindigkeitsschwankungen beim Transport des Bandmaterials 4 auszugleichen. Die Bandspeichereinheit 9 ist vorliegend als Vertikalspeicher gestaltet, wobei andere Ausführungsformen ebenso möglich sind.
Die Bandantriebsvorrichtung 5 umfasst vorliegend mehrere funktionale Einheiten, die insbesondere jeweils paarweise zusammenwirken, nämlich eine erste und zweite Zugmittelantriebseinheit 10, 10', sowie eine erste und zweite Anpresseinheit 11, 11'. Es ist ferner eine Steuerungseinheit 12 zur Steuerung von den Transport beeinflussenden Prozessparametern, insbesondere der Vorschubgeschwindigkeit v3 und/oder der Zugkraft F3, F4 des Bandmaterials 4 vorgesehen. Es versteht sich, dass auch nur eine Zugmittelantriebseinheit beziehungsweise Anpresseinheit vorgesehen sein kann.
Die Zugmittelantriebseinheiten 10, 10' weisen jeweils einen Motor 13, 13' und ein vom Motor antreibbares endloses Zugmittel 14, 14' auf. Der Motor 13, 13' kann antriebsmäßig mit einem Antriebsrad 15, 15' verbunden sein, welche eine Antriebsleistung des Motors auf das Zugmittel 14, 14' überträgt. Das Zugmittel kann als Kette oder als Zahnriemen gestaltet sein. Die Zugmittelantriebseinheit 10, 10' kann am entgegengesetzten Ende zum Antriebsrad 15, 15' ein Umlenkrad 16, 16' aufweisen. Mittels der jeweiligen Anpresseinheit 11, 11' wird das zugehörige Zugmittel 14, 14' gegen das Bandmaterial 4 beaufschlagt. Dabei ist vorgesehen, dass die Antriebsleistung des Motors 13, 13' und/oder die Anpresskraft der Anpresseinheit 11, 11' bei Betrieb variabel regelbar sind, so dass eine von dem Zugmittel 14, 14' unter Reibkontakt auf das Bandmaterial 4 wirkende Antriebskraft variabel einstellbar ist. Die Antriebsleistung des Motors 13, 13' wird insbesondere auf Basis der ermittelten Zugkraft F4 am Einlauf der Walzeinheit 6 verwendet, wobei es sich versteht, dass weitere Eingangsgrößen, wie die Bandgeschwindigkeit und/oder die Walzspaltanstellung verwendet werden können.
Ein Antriebsrad 15, 15' und ein Umlenkrad 16, 16' sind jeweils mit Abstand zu einander an einem Träger 17 um Drehachsen A15, A16 drehbar gelagert. Der Träger 17 kann beispielsweise ein Gerüst sein, der ortsfest an einem Gebäudeteil aufgestellt beziehungsweise fixiert sein kann. Die Antriebsräder 15, 15' sind vom zugehörigen Motor 13, 13' drehend antreibbar ist und übertragen vom Motor eingeleitetes Drehmoment auf das jeweilige Zugmittel 14, 14'. Hierfür können an der Antriebsrolle 15, 15' geeignete Formeingriffsmittel vorgesehen sein, welche in gegengleiche Formeingriffsmittel des Zugmittels 14, 14' formschlüssig eingreifen. Die Anpresseinheiten 11, 11' können ebenfalls an dem Träger 17 montiert beziehungsweise gegen diesen abgestützt sein. Vorliegend ist ein Träger 17 für beide Zugmittelantriebseinheiten 10, 10' und Anpresseinheiten 11, 11' vorgesehen, wobei auch eine Ausführung mit separaten Trägern für die oberen und unteren Einheiten möglich ist.
Der beziehungsweise die Motoren 13, 13' können beispielsweise als Hydromotor oder Elektromotor ausgestaltet sein, insbesondere als Torque-Motor. Die Motoren 13, 13' sind vorzugsweise zur Erzeugung von hohen Drehmomenten ausgelegt und hochdynamisch regelbar. Insbesondere sind die Motoren 13, 13', aber auch die im Leistungspfad nachgelagerten Antriebskomponenten so ausgelegt beziehungsweise gestaltet, dass das Bandmaterial 4 mit mindestens 3 m/sec² beschleunigt oder abgebremst werden kann. Für einen gleichmäßigen Vorschub beziehungsweise eine gleichmäßige Krafteinleitung an der oberen und unteren Seite des Bandmaterials 4 werden der erste Motor 13 zum Antreiben des ersten Zugmittels 14 und der zweite Motor 13' zum Antreiben des zweiten Zugmittels 14' insbesondere synchron betrieben, so dass die beiden Zugmittel 14, 14' mit gleicher Umlaufgeschwindigkeit v14, v14' bewegt werden.
Die Bandantriebsvorrichtung 5 beziehungsweise deren Komponenten sind insbesondere so ausgestaltet, dass Zugkräfte von mindestens 1 N/mm², vorzugsweise mindestens 10 N/mm² und/oder von weniger als 120 N/mm² bezogen auf die Querschnittsfläche des Bandmaterials 4 erzeugt beziehungsweise auf das Bandmaterial übertragen werden können. Dabei können ein oder zwei Motoren 13, 13' zum Antreiben des ersten Antriebsrads beziehungsweise der ersten Achse vorgesehen sein. Bei Verwendung von zwei Motoren können diese unabhängig voneinander steuerbar sein, so dass einer der beiden Motoren permanent angetrieben und der andere bei Bedarf zugeschaltet werden kann.
Die Zugmittel 14, 14' weisen jeweils eine Vielzahl von miteinander verbundenen Zugmittelgliedern auf. Jedes Zugmittelglied kann ein oder mehrere Reibkörper 18, 18' aufweisen, die ausgestaltet sind, um bei umlaufender Bewegung der Zugmittel 14, 14' mit dem Bandmaterial 4 in Reibkontakt kommen und das so zwischen den beiden gegenüberliegenden Zugmittelanordnungen eingespannte Bandmaterial 4 in Vorschubrichtung R bewegen. Die Reibkörper 18, 18' sind so gestaltet beziehungsweise auf das Material des Bandmaterials abgestimmt, dass zwischen dem Reibkörper und dem Bandmaterial 4 Haftreibung erzeugt wird. Zum Transportieren eines Bandmaterials 4 aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus Stahl, kann der Reibbelag insbesondere metallische Bestandteile wie Kupfer, Messing, Eisen, Grauguss, jeweils als Pulver oder Fasern, Mineralfasern und/oder Sulfide von Eisen, Kupfer, Antimon, Zink, Zinn, Molybdän und/oder Bestandteile aus Kunststoff enthalten, die in ein Trägermaterial, insbesondere aus Gummi, eingebettet sein können.
Die mit dem Bandmaterial 4 jeweils in Reibkontakt befindlichen Zugmittelabschnitte 19, 19' werden jeweils von einer zugehörigen Anpresseinheit 11, 11' mit einer Anpresskraft F11, F11' in Richtung zum Bandmaterial 4, das heißt in Normalrichtung des Bandmaterials, beaufschlagt. Es ist erkennbar, dass die beiden Anpresseinheiten 11, 11' derart angeordnet sind, dass die Anpresskräfte F11, F11' aufeinander zu gerichtet sind. Die Stärke der Anpresskraft kann variabel eingestellt werden, so dass auch die Reibungskräfte zwischen den Reibkörpern 18, 18' und dem Bandmaterial 4, welche von der Normalkraft abhängen, entsprechend verändert werden können.
Die Anpresseinheiten 11, 11' weisen jeweils mehrere Rollenkörper 20, 20' auf, die an einer Trägerplatte 18, 18' drehbar gelagert sind. Die Rollenkörper 20, 20' wirken auf eine dem Bandmaterial 4 abgewandte Seite der Zugmittelglieder ein und beaufschlagen diese in Richtung zum Bandmaterial 4. Die Anpresskräfte F11, F11' werden durch einen Stellantrieb (nicht dargestellt), beispielsweise durch eine hydraulische Maschine, erzeugt. Der Stellantrieb ist mit der elektronischen Steuerungseinheit steuerungstechnisch verbunden, mit der der Transportprozess gesteuert wird. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Größe der Anpresskräfte F11, F11' mittels der Steuerungseinheit zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert nach Bedarf variabel einstellbar ist. Die beiden Anpresseinheiten 11, 11' können mittels einem oder mehreren Stellantrieben, welche jeweils an beiden Anpresseinheiten abgestützt sind, direkt gegeneinander beaufschlagt werden. Alternativ kann auch je Anpresseinheit ein separater Stellantrieb vorgesehen sein, der an einem ortsfesten Bauteil abgestützt ist.
Hinter der Bandantriebsvorrichtung 5 ist die Zugmessvorrichtung 7 vorgesehen, die ausgestaltet ist, um die auf das Bandmaterial 4 zwischen der Bandantriebsvorrichtung 5 und der Walzvorrichtung 6 einwirkenden Zugkräfte F4 zu messen. Die hier ermittelten Zugkräfte F4 dienen als eine Eingangsgröße zur Regelung der Antriebsleistung der Motoren 13, 13' der Bandantriebsvorrichtung 5, wobei es sich versteht, dass andere Eingangsgrößen hinzutreten können.
In Bearbeitungsrichtung hinter der Zugmessvorrichtung 7 ist die Walzeinheit 6 zum Flexiblen Walzen vorgesehen. Beim Flexiblen Walzen wird das Bandmaterial 4, das vor dem Flexiblen Walzen eine weitestgehend konstante Blechdicke über der Länge aufweist, mittels Walzen 21, 21' derart gewalzt, das es längs der Walzrichtung eine variable Blechdicke über der Länge erhält. Die Arbeitswalzen 21, 21' werden mittels Stützwalzen 22, 22' abgestützt. Während des Walzens wird der Prozess überwacht und gesteuert, wobei die von einer Banddickenmessung 23 ermittelten Daten als ein Eingangssignal zur Steuerung der Walzen 21, 21' verwendet werden können. Nach dem Flexiblen Walzen hat das Bandmaterial 4 in Walzrichtung unterschiedliche Dicken. Dabei kann das Bandmaterial, ausgehend vom Substrat mit gleichmäßiger Dicke über der Länge, mit Abwalzgraden von 3% bis über 40%, insbesondere in Teilabschnitten auch über 50%, ausgewalzt werden. Die Ausgangsdicke des Substrats kann beispielsweise zwischen 0,7 mm und 4,0 mm liegen, ohne hierauf eingeschränkt zu sein. Das flexibel gewalzte Material hat entsprechend dickenreduzierte dickere und dünnere Bandabschnitte, die nach einem vorgegebenen Solldickenprofil hergestellt werden.
Ein Vorteil der Anlage 2 ist, dass mittels der Bandantriebsvorrichtung 5 mit Zugmittelantriebseinheiten 10, 10' und geregelter Antriebsleistung M1, M2 der Motoren 13, 13' eine sehr kompakte Anordnung zur Erzeugung der für das Flexible Walzen benötigten variablen Gegenzugkraft bereitgestellt wird. Hierdurch ergibt sich insgesamt eine relativ kurze Baugröße der Anlage, unabhängig von möglicherweise nachgelagerten Prozessen. Des Weiteren ermöglicht die Bandantriebsvorrichtung 5 durch die direkte Regelung der Antriebsleistung über schnelles Beschleunigen beziehungsweise Verzögern die Einstellung einer konstanten Walz-Zugkraft F4 an der Einlaufseite der Walzeinheit 4. Dies ist beim Flexiblen Walzen insofern wichtig, da sich aufgrund der Dickenänderung des Bandmaterials prozesstechnisch ein zyklischer Bandstau ergibt. Ohne weitere Gegenmaßnahmen würde ein solcher Bandstau an der Einlaufseite der Flexiblen Walzvorrichtung 6 zu einer Reduktion der Bandzüge führen. Durch laufende Messung der Zugkräfte F4 und entsprechende Regelung der Antriebsleistung der Motoren 13, 13', das heißt bedarfsgemäßes Beschleunigen oder Bremsen, wird die auf das Bandmaterial 4 wirkende Zugkraft jedoch konstant gehalten.
Mit der Anlage 2 kann das erfindungsgemäße Verfahren zum Bearbeiten von metallischem Bandmaterial durchgeführt werden mit den Schritten: Antreiben des Bandmaterials mittels der Bandantriebsvorrichtung 5, wobei das Bandmaterial 4 von der Zuführeinheit 3 abgewickelt und der nachgelagerten Walzvorrichtung 6 zum Flexiblen Walzen zugeführt wird; Sensieren der auf das Bandmaterial 4 wirkenden Einlauf-Zugkraft F4 mittels der Zugmessvorrichtung 7, die zwischen der Bandantriebsvorrichtung 5 und der Walzvorrichtung 6 angeordnet ist; und Regeln der Antriebsleistung des beziehungsweise der Motoren 13, 13' der Bandantriebsvorrichtung 5 in Abhängigkeit von der ermittelten Einlauf-Zugkraft F4.
Die 2 zeigt eine erfindungsgemäße Anlage 2 in einer alternativen oder ergänzenden Ausführungsform. Einzelne Einheiten der Ausführungsform nach 2 entsprechen denen aus 1, so dass hinsichtlich der Gemeinsamkeiten auf die obige Beschreibung Bezug genommen wird. Dabei sind gleiche beziehungsweise einander entsprechende Einzelheiten mit gleichen Bezugszeichen versehen wie in 1.
Eine Besonderheit der vorliegenden Ausführungsform nach 2 ist die Verwendung einer Bandantriebsvorrichtung 5 mit Zugmittelantriebseinheiten 10, 10' in Bearbeitungsrichtung des Bandmaterials 4 hinter der Flexiblen Walzvorrichtung 6. Die Bandantriebsvorrichtung 5 entspricht hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise derjenigen aus 1, so dass abkürzend auf obige Beschreibung Bezug genommen wird.
Hinter der Flexiblen Walzvorrichtung 6, das heißt zwischen der Walzvorrichtung und der Bandantriebsvorrichtung 5', kann eine Zugmessvorrichtung 7' angeordnet sein, um die auslaufseitig auf das Bandmaterial 4 wirkende Auslauf-Zugkraft F7 zu erfassen.
Die Antriebsleistung M3, M4 der Motoren 13, 13' der nachgelagerten Bandantriebsvorrichtung 5' kann insbesondere auf Basis der von der Zugmessvorrichtung 7' ermittelten Auslauf-Zugkraft F7 geregelt werden.
Die Bandantriebsvorrichtung 5' ist bei der vorliegenden Ausführungsform entlang des Bandmaterials 4 in begrenztem Umfang bewegbar. Hierfür ist die Bandantriebsvorrichtung 5' über Federanordnungen 24, 24' gegenüber einem ortsfesten Bauteil 25, 25' abgestützt. Die Federanordnungen 24, 24' ermöglichen eine elastische Beweglichkeit der Bandantriebsvorrichtung 5' in beziehungsweise entgegen der Bandrichtung R, was schematisch durch die Pfeile P, P' dargestellt ist. Vorliegend ist je Zugmittelantriebseinheit 10, 10' eine separate Federanordnung 24, 24' vorgesehen, die mit einem Ende an einem Träger 17, 17' derAntriebseinheit 10, 10' und mit dem anderen Ende an dem ortsfesten Bauteil abgestützt sind. Alternativ hierzu kann auch nur ein Federsystem vorgesehen sein, welches beispielsweise an einem Träger der Bandantriebsvorrichtung 5' abgestützt sein kann.
Bei der Anordnung gemäß 2 kann die Pufferung des sich durch das Flexible Walzen prozessbedingt ergebenden Bandstaus an der Auslaufseite des Walzspaltes, das heißt hinter der Walzeinheit 6, über die Elastizität der Zugmittelantriebsanordnung in Verbindung mit der Federanordnung 24, 24' realisiert werden. Da der Bandstau beziehungsweise die Schwankungen der Bandzugkräfte F7, F8 an der Auslaufseite der Walzvorrichtung wesentlich geringer ausfallen, als davor, kann auf eine dynamische Regelung der Antriebsleistung der Motoren 13, 13' verzichtet werden. Vielmehr können die Motoren hier mit konstanter Antriebsleistung beziehungsweise konstantem Antriebsmoment M3, M4 betrieben werden.
Hinter der Bandantriebsvorrichtung 5' mit gefederter Lagerung kann optional eine Bandspeichereinheit 9' vorgesehen sein, in der das Bandmaterial 4 beim Durchlaufen zwischengespeichert werden kann.
Hinter der Bandspeichereinheit 9' kann eine weitere Bearbeitungseinheit 26 vorgesehen sein, beispielsweise eine Aufhaspel, ein Umformwerkzeug, insbesondere zur Herstellung von Rohren, und/oder eine Schneidvorrichtung zum Vereinzeln des Bandmaterials beziehungsweise eines hieraus hergestellten Rohres.
In einer weiteren Ausführungsform können die Anlage gemäß 1 und die Anlage gemäß 2 hintereinander angeordnet sein, und gemeinsam eine Gesamtanlage bilden.
Eine ähnliche Ausführungsform ist in 3 schematisch gezeigt. Die Anordnung gemäß 3 entspricht weitestgehend einer Kombination derjenigen gemäß 1 und 2, so dass hinsichtlich der Gemeinsamkeiten auf die obige Beschreibung Bezug genommen wird. Dabei sind gleiche beziehungsweise einander entsprechende Einzelheiten mit gleichen Bezugszeichen versehen wie in 1 und 2.
Die vorliegende Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Bandantriebsvorrichtung 5 vor der Flexiblen Walzvorrichtung 6 und eine zweite Bandantriebsvorrichtung 5' hinter der Walzvorrichtung 6 angeordnet ist. Im Einzelnen umfasst die Anlage 2 zum Bearbeiten von metallischem Bandmaterial gemäß 3 in Bearbeitungsrichtung des Bandmaterials 4 insbesondere folgende Einheiten: eine Zuführeinheit 3, einen ersten Bandtreiber 27, eine erste Bandspeichereinheit 9, eine erste Rolleneinheit 28, eine erste Bandantriebsvorrichtung 5, eine erste Zugmessvorrichtung 7, eine erste Messeinheit 23 zur Messung der Banddicke und/oder Bandgeschwindigkeit, eine erste Abquetscheinheit 29, eine Walzvorrichtung 6 zum Flexiblen Walzen, eine zweite Abquetscheinheit 29', eine zweite Messeinheit 29 zur Messung der Banddicke und/oder Bandgeschwindigkeit, eine zweite Zugmessvorrichtung 7', eine zweite Bandantriebsvorrichtung 5, eine zweite Rolleneinheit 28, eine zweite Bandspeichereinheit 9, einen zweiten Bandtreiber 27 und/oder eine dritte Messeinheit 23" zur Messung der Banddicke und/oder Bandgeschwindigkeit. Die Abquetscheinheiten 29, 29' dienen zum Abquetschen von Schmierflüssigkeit, die beim Walzen verwendet wird.
Die erste Bandantriebsvorrichtung 5 kann wie in 1 ausgeführt sein, auf deren Beschreibung insofern Bezug genommen wird. Die zweite Bandantriebsvorrichtung 5' kann wie in 1 oder wie in 2 ausgeführt sein, auf deren Beschreibung insofern Bezug genommen wird. Die Anlage gemäß 3 hat durch die Verwendung der Bandantriebsvorrichtungen 5, 5' mit Zugmittelantrieben 10, 10' und Antriebsregelung über die Motoren 13, 13' eine besonders kurze Anlagenlänge, die insbesondere weniger als 25 Meter betragen kann. Hinter der dritten Messeinheit 23" kann eine weitere Bearbeitungseinheit folgen, beispielsweise eine Schneid- oder Schweißeinheit.
4 zeigt eine Bandspeichereinheit 9 für eine erfindungsgemäße Anlage 2 in einer Ausführungsform. Die vorliegende Bandspeichereinheit 9 ist in Form eines Vertikalspeichers gestaltet und umfasst mehrere Rollen 30, 30', von denen mindestens eine vertikal bewegbar ist. Durch vertikale Bewegung der Rolle 30' wird der vom Bandmaterial zwischen der Einlaufrolle 31 und der Auslaufrolle 32 zurücklegbare Weg verändert. Auf diese Weise ist ein Bandspeicher gebildet, in dem der beim Flexiblen Walzen erzeugte Bandstau während des Bearbeitungsprozesses gepuffert werden kann. Dabei ist die Bandspeichereinheit 9 beziehungsweise die Verschiebewege der verschiebbaren Rolle(n) 30' insbesondere so ausgelegt, dass ein Längenausgleich von mindestens 100 mm und/oder bis zu 1000 mm ermöglicht wird. An der Auslaufseite, das heißt hinter der Flexiblen Walzeinheit 6 kann auf eine Bandspeichereinheit verzichtet werden. Der Bandstau, welcher hier deutlich geringer ausfällt, kann hier durch Verwendung einer Bandantriebsvorrichtung 5' gemäß 2 über die Elastizität der Zugmittelanordnung in Verbindung mit der Federanordnung 24, 24' gepuffert werden.
5 zeigt eine Bandspeichereinheit 9 für eine erfindungsgemäße Anlage 2 in einer weiteren Ausführungsform. Die Bandspeichereinheit 9 ist vorliegend in Form eines Horizontalspeichers gestaltet und umfasst mehrere Rollen 30, 30', von denen mindestens eine in einer Horizontalebene bewegbar ist. Durch die horizontale Bewegung der Rolle(n) 30' wird der vom Bandmaterial zwischen der Einlaufrolle(n) 31 und Auslaufrolle(n) 32 zurücklegbare Weg verändert. Auf diese Weise ist ein Bandspeicher gebildet, in dem der beim Flexiblen Walzen erzeugte Bandstau während des Bearbeitungsprozesses gepuffert werden kann. Dabei ist die Bandspeichereinheit 9 beziehungsweise die Verschiebewege der verschiebbaren Rolle(n) 30' insbesondere so ausgelegt, dass ein Längenausgleich von mindestens 100 mm und/oder bis zu 1000 mm ermöglicht wird. An der Auslaufseite, das heißt hinter der Flexiblen Walzeinheit 6 kann auf eine Bandspeichereinheit verzichtet werden. Der Bandstau, welcher hier deutlich geringer ausfällt, kann hier durch Verwendung einer Bandantriebsvorrichtung 5' gemäß 2 über die Elastizität der Zugmittelanordnung in Verbindung mit der Federanordnung 24, 24' gepuffert werden.
Die in den 4 und 5 gezeigten Bandspeichereinheiten 9 können jeweils in den Anlagen gemäß den 1 bis 3 eingesetzt werden.
Bezugszeichenliste

2: Anlage
3: Zuführeinheit
4: Bandmaterial
5: Bandantriebsvorrichtung
6: Walzvorrichtung
7, 7': Zugmessvorrichtung
8: Bandbearbeitungseinheit
9: Bandspeichereinheit
10, 10': Zugmittelantriebseinheit
11, 11': Anpresseinheit
12: Steuerungseinheit
13, 13': Motor
14, 14': Zugmittel
15, 15: Antriebsrad
16, 16': Umlenkrolle
17: Träger
18, 18': Reibkörper
19, 19': Zugmittelabschnitt
20, 20': Rollenkörper
21, 21': Arbeitswalze
22, 22': Stützwalze
23, 23': Dickenmesseinheit
24, 24': Federmittel
25, 25': Bauteil
26: Bearbeitungseinheit
27, 27': Bandtreiber
28, 28': Rolleneinheit
29, 29': Abquetscheinheit
30, 30': Rollen
31: Einlaufrolle
32: Auslaufrolle
A: Achse
F: Kraft
L: Längsrichtung
M: Antriebsmoment
P: Pfeil
R: Vorschubrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10315357 A1 [0003]
EP 3216537 A2 [0004]

Claims

Anlage zum Bearbeiten von metallischem Bandmaterial, umfassend: eine Zuführeinheit (3) zum Zuführen von metallischem Bandmaterial (4), eine Bandantriebsvorrichtung (5, 5'), die zumindest eine steuerbare Zugmittelantriebseinheit (10, 10') mit einem Motor (13, 13'), ein vom Motor (13, 13') antreibbares endloses Zugmittel (14, 14') sowie einer Anpresseinheit (11, 11') zum Anpressen des Zugmittels (14, 14') gegen das Bandmaterial (4) aufweist, wobei die Leistung des Motors (13, 13') und die Anpresskraft (F1, F2, F5, F6) der Anpresseinheit (11, 11') bei Betrieb variabel regelbar sind, so dass eine von dem Zugmittel (14, 14') unter Reibkontakt auf das Bandmaterial (4) wirkende Antriebskraft variabel einstellbar ist, eine Walzvorrichtung (6) zum Flexiblen Walzen des Bandmaterials, um eine variable Blechdicke über der Länge des Bandmaterials zu erzeugen, eine Zugmessvorrichtung (7, 7'), die zwischen der Bandantriebsvorrichtung (5, 5') und der Walzvorrichtung (6) angeordnet ist, um eine auf das Bandmaterial (4) wirkende Einlauf-Zugkraft (F4) zu erfassen, wobei die Antriebsleistung des Motors (13, 13') der Bandantriebsvorrichtung (5, 5') auf Basis der von der Zugmessvorrichtung (7, 7') ermittelten Einlauf-Zugkraft (F4) regelbar ist.
Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Bandantriebsvorrichtung (5') in Bewegungsrichtung (R) des Bandmaterials (4) hinter der Walzvorrichtung (6) angeordnet ist, wobei die zweite Bandantriebsvorrichtung zumindest eine steuerbare Zugmittelantriebseinheit (10, 10') mit einem Motor (13, 13'), einem vom Motor (13, 13') antreibbaren endlosen Zugmittel (14, 14') sowie einer Anpresseinheit (11, 11') zum Anpressen des Zugmittels (14, 14') gegen das Bandmaterial (4) aufweist; wobei eine zweite Zugmessvorrichtung (7') zwischen der Walzvorrichtung (6) und der zweiten Bandantriebsvorrichtung (5') angeordnet ist, um die auslaufseitig auf das Bandmaterial (4) wirkende Auslauf-Zugkraft (F7) zu erfassen, wobei die Antriebsleistung des Motors (13, 13') der zweiten Bandantriebsvorrichtung (5') auf Basis der von der zweiten Zugmessvorrichtung (7') ermittelten Auslauf-Zugkraft (F7) variabel geregelt wird.
Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei zumindest einer von der ersten und der zweiten Zugmessvorrichtung (7, 7') die Anpresskraft (F1, F2, F5, F6) der jeweiligen Anpresseinheit (11, 11') auf Basis der von der jeweiligen Zugmessvorrichtung (7, 7') ermittelten Zugkraft (F4, F7) variabel geregelt wird.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bandspeichervorrichtung (9, 9') vorgesehen ist, in der das Bandmaterial beim Durchlaufen zwischen einem Speichereinlauf (31) und einem Speicherauslauf (32) speicherbar ist.
Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandspeichervorrichtung (9, 9') einen Vertikalspeicher, einen Horizontalspeicher oder einen Schlingenspeicher aufweist.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (13, 13') als Hydromotor oder Elektromotor gestaltet ist, insbesondere als Direktantrieb.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandantriebsvorrichtung (5, 5') ausgestaltet ist, um Zugkräfte von mindestens 1 N/mm² und/oder von weniger als 120 N/mm² bezogen auf die Querschnittsfläche des Bandmaterials (4) zu erzeugen, wobei bei Verwendung eines Bandmaterials (4) aus Stahl die Bandantriebsvorrichtung (5, 5') insbesondere ausgestaltet ist, um Zugkräfte von mindestens 50 N/mm² bezogen auf die Querschnittsfläche des Bandmaterials (4) zu erzeugen.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandantriebsvorrichtung (5, 5') ausgestaltet ist, um das Bandmaterial (4) mit mindestens 3 m/sec² zu beschleunigen und/oder abzubremsen.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandantriebsvorrichtung (5, 5') zwei Zugmittelantriebseinheiten (10, 10') umfasst, wobei die Zugmittelantriebseinheiten (10, 10') jeweils eine antreibbare erste Achse aufweist, die von dem Motor (13, 13') drehend antreibbar ist, um ein Antriebsmoment auf das Zugmittel (14, 14') zu übertragen, und eine zweite Achse aufweist, die von dem Zugmittel (14, 14') drehend angetrieben wird.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwei steuerbare Zugmittelantriebseinheiten (10, 10') vorgesehen sind, zwischen denen das Bandmaterial (4) unter Reibkontakt durchführbar ist, so dass das Bandmaterial bei Betrieb der Zugmittelantriebseinheiten (10, 10') in Bewegungsrichtung der mit dem Bandmaterial (4) in Kontakt befindlichen Zugmittelabschnitte (19, 19') bewegt wird, wobei zumindest eine Anpresseinheit (11, 11') vorgesehen ist, welche eine Anpresskraft (F1, F2, F5, F6) auf das jeweilige Zugmittel (14, 14') in Richtung zum Bandmaterial (4) ausübt.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bearbeitungsvorrichtung (8) zwischen der Zuführeinheit (3) und der Bandantriebsvorrichtung (5, 5') angeordnet ist, insbesondere eine Bandreinigungseinheit.
Anlage nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Bandantriebsvorrichtung (5, 5') zumindest mittels einer Federeinheit (24, 24') gegen ein ortsfestes Bauteil (25, 25') abgestützt ist, wobei die Leistung des Motors (13, 13') der zweiten Bandantriebsvorrichtung (5, 5') konstant gehalten werden kann.
Verfahren zum Bearbeiten von metallischem Bandmaterial, umfassend die Schritte: Antreiben des Bandmaterials (4) mittels einer Bandantriebsvorrichtung (5, 5'), wobei das Bandmaterial (4) von einer Zuführeinheit (3) abgewickelt und einer nachgelagerten Walzvorrichtung (6) zum Flexiblen Walzen zugeführt wird, wobei die Bandantriebsvorrichtung (5, 5') zumindest eine steuerbare Zugmittelantriebseinheit (10, 10') mit einem Motor (13, 13'), einem vom Motor (13, 13') antreibbaren endlosen Zugmittel (14, 14') sowie einer Anpresseinheit (11, 11') zum Anpressen des Zugmittels (14, 14') gegen das Bandmaterial (4) aufweist; Sensieren einer auf das Bandmaterial (4) wirkenden Einlauf-Zugkraft (F4) mittels einer Zugmessvorrichtung (7, 7'), die zwischen der Bandantriebsvorrichtung (5, 5') und der Walzvorrichtung (6) zum Flexiblen Walzen angeordnet ist; und Regeln der Antriebsleistung des Motors (13, 13') der Bandantriebsvorrichtung (5, 5') in Abhängigkeit der von der Zugmessvorrichtung (7, 7') ermittelten Einlauf-Zugkraft (F4).
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpresskraft (F1, F2, F5, F6) der Anpresseinheit (11, 11') in Abhängigkeit der von der Zugmessvorrichtung (7, 7') ermittelten Einlauf-Zugkraft (F4) geregelt wird, wobei die Antriebsleistung des Motors (13, 13') und die Anpresskraft (F1, F2, F5, F6) der Anpresseinheit (11, 11') insbesondere so geregelt werden, dass die von der Bandantriebsvorrichtung (5, 5') auf das Bandmaterial (4) einwirkende Antriebskraft dynamisch zwischen 1 und 120 N/mm² bezogen auf den Querschnitt des Bandmaterials gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, gekennzeichnet durch die Schritte: Antreiben des Bandmaterials (4) mittels einer zweiten Bandantriebsvorrichtung (5'), die in Bewegungsrichtung des Bandmaterials (4) hinter der Walzvorrichtung (6) angeordnet ist, wobei die zweite Bandantriebsvorrichtung (5') zumindest eine steuerbare Zugmittelantriebseinheit (10, 10') mit einem Motor (13, 13'), einem vom Motor (13, 13') antreibbaren endlosen Zugmittel (14, 14') sowie einer Anpresseinheit (11, 11') zum Anpressen des Zugmittels (14, 14') gegen das Bandmaterial (4) aufweist; Sensieren einer auf das Bandmaterial (4) wirkenden Auslauf-Zugkraft (F7) mittels einer zweiten Zugmessvorrichtung (7'), die zwischen der Walzvorrichtung (6) und der zweiten Bandantriebsvorrichtung (5') angeordnet ist; und Einstellen der Antriebsleistung des Motors (13, 13') der zweiten Bandantriebsvorrichtung (5') auf einen konstanten Wert und/oder Regeln der Anpresskraft (F5, F6) der Anpresseinheit (11, 11') der zweiten Bandantriebsvorrichtung (5') in Abhängigkeit der von der zweiten Zugmessvorrichtung (7') ermittelten Auslauf-Zugkraft (F7).