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Verfahren zum Ausglühen von Metallbändern in Rollenform durch Hindurchleiten
eines im Kreislauf fließenden heißen Schutzgases Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Ausglühen von Metallbändern in Rollenform, bei welchem das Metallband bei aufrecht
stehender Bandrollenachse derart umgespult wird, daß zwischen allen Windungen der
Rolle ein gleichmäßiger Zwischenraum entsteht und die derart geöffneten Bandrollen
auf ihren Stirnflächen ruhend durch Hindurchleiten eines im Kreislauf fließenden
heißen Schutzgases erwärmt werden.
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Bei einem bekannten Verfahren dieser Art, bei dem es sich um Bänder
aus Aluminiumlegierungen handelt, werden von der oberen Stirnseite der Bandrolle
aus in die Zwischenräume den Windungen die Gänge von Schraubenfedern als Abstandsstücke
hineingedrückt, nachdem zuvor eine Schnur zwischen den Windungen der Bandrolle eingewickelt
wurde, um auf diese Weise einen gleichmäßigen Zwischenraum zwischen den Windungen
zu erzeugen. Diese Schraubenfedern ermöglichen es, die Bandrollen um 180° zu kippen
und sie dadurch umzukehren, so daß die Schraubenfedern nach unten zu liegen kommen,
worauf die Schnur herausgezogen und die Bandrolle dann in den Ofen eingebracht wird.
Bei diesem Verfahren behindern die Schraubenfedern das Hindurchleiten des Schutzgases.
und erzeugen daher Flecken an den von den Schraubenfedern gegen den Schutzgasstrom
abgeschirmten Stellen der Bandoberfläche. Denn an diesen Stellen herrschen andere
Temperaturen als an den vom Schutzgasstrom überspülten Flächen des Bandes. Diese
Flecken liegen an der Kante des Bandes. Um sie zu entfernen, muß man diese Kante
nachträglich beschneiden, was einen zusätzlichen Arbeitsgang verursacht und zu Materialverlusten
führt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Mangel durch eine
solche Ausgestaltung des Verfahrens zu vermeiden, daß das aufgespulte Metallband
über seine ganze Fläche hin gleichmäßig den Schutzgasen ausgesetzt wird.
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Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Windungszwischenräume
der Bandrollen von allen Strömungshindernissen vollständig befreit sind und die
Bandrollenachsen vom Öffnen an während der gesamten Behandlungszeit dieselbe Richtung
beibehalten. Die Bandrolle wird also nicht gekippt oder völlig umgedreht, wie es
bei dem bekannten Verfahren geschieht. .Aus diesem Grunde kann auf Abstandshalter
verzichtet werden, die im Ofen zwischen den Windungen der Bandrollen verbleiben.
Denn da die Bandrollenachsen in der aufrecht stehenden Lage verbleiben, ist eine
gegenseitige Verschiebung der Bandwindungen der Rollen nicht zu befürchten. Ein
weiterer Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß die Windungszwischenräume der
Bandrollen den gesamten Schutzgasstrom durchzulassen vermögen, im Gegensatz zum
bekannten Verfahren, bei welchem die Windungszwischenräume der Bandrollen nur einen
Teil des Gaskreislaufes aufnehmen, ein anderer Teil aber außen rings um die Bandrolle
herum tießi. Das Hindurchleiten des gesamten Kreislaufs durch die Windungszwischenräume
ergibt den höchsten Grad an Wärmeaustausch und somit höchste Gleichmäßigkeit der
Erwärmung.
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Zweckmäßig werden die Bandwindungen in einem Abstand gehalten, der
mindestens gleich der halben und höchstens gleich der dreifachen Banddicke entspricht.
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Ebenso wie bei dem bekannten Verfahren erfolgt zweckmäßig das Umpulsen
durch Zwischenwickeln: einer Litze. Diese bestimmt nach ihrer Entfernung mit ihrem
Durchmesser den Abstand der Windungen. Aufrechterhalten wird dieser Abstand lediglich
durch Reibungseingriff der unteren Kante des umgespulten Metallbandes mit seinem
Träger.
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Auch das Kühlen nach dem Ausglühen erfolgt zweckmäßig mittels Schutzgas.
Zur
Durchführung des Verfahrens gelangt erfindungsgemäß eine Vorrichtung mit einem Drehtisch
zur Aufnahme der umzuspulenden Bandrolle und mit einem zweiten angetriebenen, auf
der gleichen Ebene befindlichen Umspuldrehtisch zur Verwendung, wobei die Achsen
der Drehtische lotrecht stehen und dem Umspuldrehtisch eine Spule zum Abgeben und
Wiederaufnehmen der Litze oder Schnur mit einer Einrichtung zum Einführen dieser
Litze oder Schnur in waagerechter Richtung zwischen die Bandrollenwindungen zugeordnet
ist. Gekennzeichnet ist diese Vorrichtung durch eine über der offenen Bandrolle
angeordnete Führung zum Herausziehen der Litze oder Schnur aus den Zwischenräumen
der Bandrollenwindungen.
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Die Zeichnungen veranschaulichen die zur Durchführung des Verfahrens
erforderliche Einrichtung an einem Ausführungsbeispiel.
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F i g. 1 zeigt in der Draufsicht einen Umspulapparat, in dem eine
dicht gewickelte Rolle dargestellt ist, die zu einer offen gewickelten Rolle umgespult
wird; F i g. 2 zeigt in der Draufsicht denselben Apparat beim Zurückspulen einer
offenen Spule zu einer dicht gewickelten Spule nach dem Ausglühen; F i g. 3 ist
eine der F i g. 1 entsprechende Seitenansicht; F i g. 4 zeigt in einer vergrößerten
Ansicht mit Schnitt nach der Linie 4-4 der F i g. 3 die beim Umspulen auf das Band
wirkende Bremse; F i g. 5 ist ein senkrechter Schnitt durch einen Glühofen mit Schutzgasumwälzvorrichtung
für die Durchführung des neuen Verfahrens; F i g. 6 zeigt im waagerechten Schnitt
durch einen Glühofen nach der Linie 6-6 der F i g. 5 einen Tragrost für die Metallbandrolle;
F i g. 7 zeigt im waagerechten Schnitt nach der Linie 7-7 der F i g. 5 den unteren
Ofenkammerteil; F i g. 8 ist ein Teilschnitt nach der Linie 8-8 der Fig.7; F i g.
9 zeigt in einem waagerechten Schnitt nach der Linie 9-9 der F i g. 5 den Chargenträger
und den Gasverteiler des Ofens.
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Der in F i g. 1 bis 4 dargestellte Apparat, mittels dessen die vom
Walzwerk kommende dicht gewickelte, unausgeglühte Metallbandrolle zu einer offenen
Rolle umgewickelt und die ausgeglühte offene Rolle wieder zu einer dicht gewickelten
Rolle zurückgespult wird, besitzt einen frei drehbaren Ausgabedrehtisch
1 in Form einer flachen Scheibe, die durch eine lotrechte Achse 2 getragen
wird, die in einer Grundplatte 3 gelagert ist. Der Drehtisch 1 wird zusätzlich an
seinem Umfang durch eine Reihe von auf den Umfang verteilten Gleitrollen 4 geführt,
die in Lagern 5 auf dem oberen Teil der Grundplatte 3 frei drehbar gelagert sind,
so daß er sich mit einem Mindestmaß von Reibungswiderstand in waagerechter Ebene
bewegen kann und dabei die Last einwandfrei abstützt.
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Ein Tragrost R für die Bandrolle, der weiter unten näher beschrieben
ist, ist auf den Drehtisch 1 aufgesetzt und nimmt die dicht gewickelte auszuglühende
Bandrolle C mit senkrechter Achse auf. Der Drehtisch 1 trägt eine an ihm befestigte
Spindel 6, die sich nach oben durch eine Mittelöffnung des Rollentragrostes R in
das Innere der Rolle C hinein erstreckt und sowohl diese als auch den Tragrost auf
dem Drehtisch zentriert. Auf der gleichen Ebene wie der Drehtisch 1 befindet sich
ein Umspuldrehtisch 7 mit Kraftantrieb, der von der Grundplatte 8 im Abstand von
dem frei drehbaren Drehtisch 1 getragen wird. Er sitzt auf einer lotrechten mittleren
Welle 9 und wird an seinem äußeren Umfang ebenfalls durch eine Reihe von Gleitrollen
9' abgestützt. Die Welle 9 führt nach unten in einen Getriebekasten 10, von dem
sie getragen wird, und wird durch ein in dem Kasten enthaltenes Getriebe, eine Riemenscheibe
11, Riemen 12, Untersetzungsscheiben 13 und 14, Riemen 15 und
einen umsteuerbaren Elektromotor 16 angetrieben, so daß der Drehtisch 7 in beiden
Richtungen umlaufen kann.
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Der angetriebene Drehtisch 7 trägt einen in seiner Achse liegenden,
sich nach oben erstreckenden, zusammenziehbaren hohlzylindrischen Kern
17 mit einer Zusammenzieh- und Bandenendklemmvorrichtung 18. Beim
Umspulen wird das Bandende in der Klemmvorrichtung 18 festgelegt und dann
der Drehtisch in Umlauf gesetzt, um das Band auf den Kern 17 aufzuwickeln.
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Zwischen dem Ausgabedrehtisch 1 und dem .Umspuldrehtisch 7 ist eine
Bremse B angebracht, die das Band beim Aufwickeln unter Spannung setzt. F i g. 1,
3 und 4 zeigen die Einstellung dieser Bremse für das Umspulen von dichter zu offener
Rolle. F i g. 2 zeigt ihre Einstellung für das dichte Zurückspulen des ausgeglühten
Bandes.
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Gemäß F i g. 4 weist die Bremsvorrichtung eine mit senkrechter Achse
angeordnete frei drehbare Führungswalze 19 auf, die in Lager 20 eines
Bremsrahmens 21 geführt ist. An einem der senkrechten Stäbe des Rahmens
21 sind drei Winkelhebel 22 auf Bolzen 23 gelagert. An jeden der drei
Winkelhebel 22 ist mittels eines Lageransatzes 24 ein Bremsklotz
25
angelenkt. Die Bremsklötze bestehen aus Holz und sind vorzugsweise in ihren
Anlageflächen der Bogenform der Walze 19 angepaßt.
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An das freie Ende eines jeden Winkelhebels 22 ist ein Gewicht
26 angehängt, durch das die Bremsbacke 25 gegen die Walze 19 gedrückt wird.
Wenn das Blechband von der dicht gewickelten Rolle C über die Walze 19 läuft, üben
die Bremsbacken 25 eine Bremswirkung auf das Band aus, so daß eine Spannung entsteht,
die sich beim Aufwickeln des Bandes auf den Kern 17 des Drehtischs 7 so geltend
macht, daß das Aufwickeln des Bandes hier in der gewünschten Dichte stattfindet.
Die Spannung kann durch Änderung der Bremsgewichte 26 verändert werden.
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Beim Zurückspulen der offenen Rolle C zu einer dicht gewickelten
Rolle C" gemäß F i g. 2 wird das Band über die entgegengesetzte Seite der Walze
19 geführt. Zu diesem Zweck sind für die Winkelhebel Lagerbolzen 27 ähnlich den
Bolzen 23 auf der entgegengesetzten Seite des Rahmens 21 vorgesehen. Vor
Beginn des Rückspulens werden die Winkelhebel 22 samt ihren Bremsbacken 25 und den
Gewichten 26 von den Bolzen 23 abgenommen und auf die Bolzen 27 aufgesetzt, wie
aus F i g. 2 ersichtlich ist.
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Selbstverständlich können auf Wunsch zwei vollständige Sätze von durch
Winkelhebel getragenen Bremsbacken auf dem Rahmen 21 angeordnet werden, um das Umsetzen
der Bremsvorrichtung von einer Seite der Walze 19 auf die andere beim Umspulen und
beim Zurückspulen unnötig zu machen. Die Bremsvorrichtung kann natürlich auch irgendwie
anders gestaltet werden.
Der Vorgang des obenerwähnten Einrollens
einer Abstandslitze oder -schnur zwischen die einzelnen Windungen der auf dem Drehtisch
entstehenden offenen Rolle ergibt sich aus F i g. 1 und 4. Der Drehtisch 7 mit dem
Kern 17 wird im Uhrzeigersinn (F i g. 1) durch den Motor 16 angetrieben.
Zum Aufwickeln des Bandes auf den Kern 17 mit Zwischenräumen zwischen den einzelnen
Windungen ist eine Spule 28 vorgesehen, auf die eine Litze oder Schnur 29 aufgewickelt
ist. Diese kann runden oder flachen Querschnitt haben, und ihre Dicke kann in radialer
Richtung zur Spule C, wie bereits angegeben, vorzugsweise zwischen der halben und
dreifachen Dicke des Metallbandes liegen. Die Schnur kann aus Metall oder anderem
geeigneten Material bestehen und gesponnen, geflochten oder einfaserig sein. Es
kann sich z. B. um einen Nylonfaden von passendem Durchmesser handeln. Ein solcher
hat sich als Zwischenlage besonders bewährt, da er von hoher Lebensdauer und großer
Festigkeit ist und sich nach dem Wickeln der Metallbandrolle leicht aus dieser herausziehen
läßt.
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Die Spule 28 ist fest auf der waagerechten Welle 30 eines Schnurrückwicklers
A angebracht. Bei der Bildung der offenen Metallbandrolle kann die Welle 30 frei
umlaufen, so daß die Schnur 29 von der Spule abgezogen werden kann. Eine Führungsöse
31 für die Schnur kann parallel zur Welle 30 und der Spule 28 durch ein Doppelschraubengetriebe
31 hin und her bewegt werden, das synchron mit der Welle 30 durch ein Zwischengetriebe
angetrieben wird, das einen Riemen 33 und einen Getriebekasten 34 aufweist. Wenn
die Abstandsschnur 29 aus der offenen Metallbandrolle herausgezogen werden soll,
wird die Schnurspule 28 in umgekehrter Richtung durch den Motor 35 angetrieben.
Zwischen dem Motor und der Spulenwelle 30 ist eine Kupplung angebracht (nicht dargestellt),
die bei dem Wickeln der offenen Spule ausgerückt wird, so daß der Motor und die
Spule 28 sich unabhängig voneinander drehen können. Wird die Schnur 29 aus der offenen
Bandrolle herausgezogen, so wird die Kupplung eingerückt und der Motor in Gang gesetzt,
so daß er die Welle 30 mit der Spule 28 antreibt.
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In F i g. 1 und 3 ist die Schnur 29 beim Einrollen in die offene Bandrolle
in vollen Linien dargestellt, während ihre Bahn beim Herausziehen aus der offenen
Rolle strichpunktiert angedeutet ist. Bei Beginn des offenen Wickelns wird die Schnur
29 aufwärts durch die Führungsöse 36 geleitet, die einstellbar von einem senkrechten
Ständer 37 in der richtigen Höhe entsprechend der Breite des Bandes getragen wird,
und sodann quer im wesentlichen in waagerechter Richtung bewegt und zwischen die
anfänglichen inneren Bandwindungen eingeführt. Wie aus F i g. 3 ersichtlich, geschieht
dies so, daß sie in einem Abstand von z. B. 2,5 bis 5 cm von der oberen Kante des
aufgewickelten Bandes verläuft. Während der Motor 16 den Drehtisch 7 mit dem Tragrost
R und dem Kern 17 im Uhrzeigersinn dreht, wird das Band auf diesen aufgewickelt
und die Abstandsschnur 29 von der Spule 28 abgezogen und zwischen die aufeinanderfolgenden
Bandwindungen eingeführt. Auf das Metallband wird während des Aufwickelns durch
die Bremsvorrichtung B ein Widerstand ausgeübt mit dem Ergebnis, daß die einzelnen
Windungen im wesentlichen in gleichmäßigem Abstand voneinander gehalten werden,
der der radialen Abmessung der Abstandschnur 29 entspricht. Nach dem vollständigen
Umspulen wird der Motor 16 stillgesetzt. Zwecks Entfernens der Abstandsschnur 29
zwischen den einzelnen Windungen der Rolle C wird ein Teil von ihr zwischen der
Führungsöse 36 und der Metallbandrolle C angehoben und in eine obere Führung 39
eingehängt, die von einem senkrechten Ständer 40 sitzenden waagerechten Schwenkarm
39 getragen wird. Der Arm 39 kann um die Achse des Ständers 40 aus der Stellung
für das Entfernen der Schnur gemäß F i g. 1 und 3 in eine abseitige Stellung gemäß
F i g. 2 geschwenkt werden, um das Laden und Entladen des Drehtisches 7 zu ermöglichen.
Befindet sich der Arm 39 in der Stellung für das Entfernen der Schnur,
so befindet sich die Führung 38 vorzugsweise unmittelbar über der Mitte der Rolle
C. Der Motor 35 wird nun angelassen und die Schnur. 29 aufwärts aus den Windungszwischenräumen
ohne übermäßigen Widerstand und ohne übermäßige Spannung über die oberen Kanten
des Metallbandes gezogen. Dieses Herausziehen in der Abstandsschnur kann mit großer
Geschwindigkeit und ohne Verdrillen der Schnur erfolgen.
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Ist der beschriebene Umspulvorgang vollendet und die Abstandsschnur
aus der offenen Metallbandrolle herausgezogen, so bleibt die Rolle mit dem Tragrost
R auf dem Drehtisch 7 zurück. Die einzelnen Windungen des aufgerollten. Metallbandes
befinden sich im wesentlichen in gleichmäßigem Abstand voneinander, entsprechend
der Dicke der verwendeten Abstandsschnur. Lediglich infolge des Reibungseingriffes
der unteren Kante des Metallbandes mit der Oberfläche des Rostes R verharren die
einzelnen Windungen in diesen im wesentlichen gleichmäßigen Abständen. Die offene
Rolle C wird sodann auf dem Rost R mittels eines Kranes oder eines anderen Beförderungsmittels
in den Glühofen befördert, wobei die obere Fläche des Rostes R im wesentlichen waagerecht
und die Achse der Rolle im wesentlichen senkrecht gehalten wird. Die Achsen der
Bandrollen behalten also ihre lotrechte Richtung bei.
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Der Rost R besteht aus konzentrischen Ringen 70,
71 und Speichen
72, 72', 72", 72"' und 74. Dieser Rost wird zusammen mit der auf ihm stehenden Bandrolle
C in den in F i g. 5 im Längsschnitt veranschaulichten Ofen eingebracht. Er steht
dort auf einer Unterlage E, die in F i g. 7 gezeigt ist und aus einer Bodenplatte
52, einem Mantel 54, radialen aufrechten Blechen 55, einer mittleren Deckplatte
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und geneigten Platten 58 besteht. Unter dem Einsatz E befindet sich
ein Gebläse 42, dessen lotrechte Welle 43 bei 44 gelagert und über
Riemen 45 angetrieben ist. Unterhalb dieses Gebläses hat der Ofen einen Boden
D, der den Ofenmantel G unter Zwischenschaltung einer Labyrinthdichtung 63 bis 67
trägt.
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Das Gebläse fördert das im Ofen befindliche Schutzgas im Kreislauf,
wie es die Pfeile in F i g. 5 zeigen. Dabei fließt der außen aus dem Gebläseläufer
austretende Strom zwischen dem oberen Blech 46 des Bodens D und der Bodenplatte
52 des Trägers E nach außen, dann an einer schrägen Wand 48 aufwärts zwischen zylindrischen
Mantelwänden 60 und 62 hindurch aufwärts unter einer Haube 61, um von dort abwärts
in den Zwischenräumen P der Bandrolle zu fließen. Die unten aus der Bandrolle austretenden
Gase werden durch Leitwände 70, 71 und durch die Leitwände 58 der mittleren Öffnung
53 des Trägers E zugeleitet, die sich unmittelbar über dem Gebläse befindet und
den Gasstrom von oben in den Gebläse-
Läufer eintreten läßt. Durch
den mittleren Kanal 77
kann kein Schutzgas fließen, da dieser unten durch
das Blech 57 verschlossen ist. Mithin fließt der gesamte Schutzgasstrom durch die
Zwischenräume P im wiederholten Kreislauf. Die Beheizung erfolgt durch Brenngasrohre
68 und die Zuführung des Schutzgases durch ein Rohr 75.