DE1527944A1

DE1527944A1 - Vorrichtung zum fortlaufenden Gespannthalten von Metallbaendern

Info

Publication number: DE1527944A1
Application number: DE19651527944
Authority: DE
Inventors: Gay Pierre Andre
Original assignee: Compagnie des Ateliers et Forges de la Loire SA
Current assignee: Compagnie des Ateliers et Forges de la Loire SA
Priority date: 1964-07-03
Filing date: 1965-07-01
Publication date: 1971-11-11
Also published as: BE666342A; DE1527944C3; DE1527944B2; GB1113667A; US3362202A; FR1426137A

Description

Dipping. R.η. Bahr 1527944 3O.Juni1965

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Dipi.-Pnys. t. Bet ζ ι er Fr.nigr.th.tr.ee 19 po.««* 1«

Dipl.-lng. W. Herrmann-Trentepohl r-n*™**·. H»_n, 50930 _und 515«

Telex 08 229 853

PATENTANWÄLTE

_. 8 München 13, den

Alter St. Qeorgsplatz 9/Il Fernsprecher: München 352628 Telex OB 24 562

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Dr. Expl.

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Akten-N

16 365

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TJSS AISLIEES ET TOEaES SE LA LOIBE (St Ghamond, Pirminy, St Itienne, Jacob Holtzer), 12, rue de la Bochetouoauld, PARIS / Trankreich

"Vorrichtung zum fortlaufenden Gespannthaiten τon Metallbändern¹¹

Sie Erfindung bezieht eich auf Vorrichtungen sum fortlaufenden Gespanntheiten von Metallbändern, wie *.B. Bleohbändern.

Pie se Vorrichtungen bestehen bekannt-lioh grundsät slioh aus Rollen, über welche das Metallband aufeinanderfolgend in einer bestimmten Richtung läuft und die in zwei Gruppen oder Blöcke von solohen unterteilt sind, nämlioht

eine Gruppe, die in dtr weiteren Beschreibung als "Zurüokhalteblook" bezeichnet werden soll und deren Rollen Bremsen bilden, weil auf sie Momente aufgebracht werden, welohe auf

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das Band Beanspruchungen bzw ο Kräfte in zu seiner Portbewegungsrichtung entgegengesetzter Hichtung ausüben und

eine Gruppe, die im folgenden als "Mitnahmeblock" bezeichnet werden soll, und deren Rollen angetrieben sind, das heißt, auf die ^Momente aufgebracht werden, welche auf das Band Beanspruchungen bzw. Kräfte in der Sichtung seiner Portbewegung ausüben·

Diese Vorrichtungen, welche es ermöglichen, das zwischen den Bollen des Zurückhälteblockes und darauf denen des Mitnahmebloeks hindurchlaufende Band ständig gespannt zu halten, können mit besonderem Vorteil insbesondere bei dem nachstehend aufgezählten Behandlungsmaßnahmenτοη Metallblechen verwendet werden, nämlich:

um einen Planierungsvorgang lediglich unter dem Einfluß der Spannung, unter dem das Blech steht, durchzuführen,

um einen Planierungs- und Kaltverformungsvorgang des Bleches durchzuführen, wobei dann zwischen den aus Bollen bestehenden Blöcken Torrichtungen, welche das Blech in abwechselnde Biegungen versetzen, eingeschaltet werden und

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um eine sogenannte "skin pass "-Behandlung (einen leichten Walzstich zur Kaltverformung des Bleches) durchzuführen, wobei dann zwischen die Blöcke ein Walzgerüst eingeschaltet wird.

Pur den Antrieb dieser Vorrichtungen sind verschiedene Systeme bekannt.

Bei einem dieser bekannten Systeme wird mit jeder Holle, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von Vorgelegen,je nachdem, ob es sich um eine mitnehmende oder abbremsende Bolle handelt, ein Motor oder ein Generator gekuppelt.

Dieses Antriebssystem hat den Vorteil, daß es ermöglicht, auf die Rollen die antreibenden oder abbremsenden Momente in regelbarer Weise zu übertragen. Es ergibt damit die Möglichkeit, diese Momente am vorteilhaftesten zu verteilen und dadurch ein Gleiten des Bandes auf den Bollen zu vermeiden.

Es ist nun zwar möglich, bei Verwendung eines aolchen Antriebseyatems die durch dieses ausgeübte Zugwirkung je nach Wunsch tiaiuettllen, andererseits aber «ehr schwierig, di·

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auf die Rollen aufgebrachte Kraft unter dem Gesichtspunkt einer erwünschten Dehnung des Blechbandes einzustellen, und dies umso mehr, weil diese Dehnung, deren Maß gleich dem Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeiten der abgangsseitigen Rollen des Zurückhalteblockes und der eingangsseitigen Rollen des mitnehmenden Blockes ist, immer nur einen sehr geringen Wert ausmacht. Es ist aber für die verschiedenen oben aufgezählten Verwendungszwecke dieser Vorrichtungen besonders erwünscht, gerade diese Dehnung herbeizuführen.

Bei einem anderen bekannten Antriebssystem werden sämtliche Rollen durch Zahnradvorgelege der synchronisiert, daß die Umfangsgeschwindigkeiten der Rollen jedes der Blöcke gleich sind.

Durch diese mechanische Verbindung der Zurückhalte- und der mitnehmenden Blöcke*, kann dem Blechband in vorteilhafter Weise ein vorbestimmtes Maß an Dehnung erteilt werden.

In diesem Falle ergibt sich aber die Schwierigkeit, daß es nicht möglich ist, die Kraftmomente in regelbarer Weise auf die verschiedenen Rollen zu verteilen, was die Gefahr eines Gleitens des Bnndes auf den Rollen zur Folge hat·

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Dieser Nachteil kann dadurch ausgeglichen werden, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Rollen, die in der Richtung, in welcher die Spannung des Bandes anwächst, aufeinanderfolgen, etwas gesteigert wird, indem beispielsweise Rollen von in dieser Richtung etwas zunehmenden Durchmessern verwendet werden.

Diese Maßnahme ist aber nicht allgemeiner Anwendung fähig, denn ein solches Abstufen der Rollendurchmesser sohafft die entsprechenden Yoraussetzungen £ur für einen einzigen vorbestimmten Pail, das heißt, für ein Band, welches aus einem Werkstoff von gegebenen Eigenschaften besteht, vorgegebene Abmessungen besitzt und für welches eine bestimmte Art der Verformung zwischen den beiden Blöcken festgelegt ist ο

Durch die Erfindung werden die bekannten Vorrichtungen hinsichtlich der Steuerung und des Antriebes der Rollen, aus welchen sie bestehen, und zwar in der Richtung vervollkommnet, daß eie nunmehr gleichzeitig den beiden Hauptbedingungen, welche von Vorrichtungen der betrachteten Art, insbesondere wenn diese für die Behandlung von Metallbändern, wie Blechen, verwendet werden, erfüllt werden müssen, nämlich den folgenden genügen«

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a) Möglichkeit, dem Blechband eine Dehnung H ein*» vorbestimmtea Maß zu erteilen und

b) die auf die Rollen der verschiedenen Blöcke der Vorrichtung ausgeübten Momente in beliebiger gewünschter Weise so zu verteilen, daß die Möglichkeit eines Gleitens des Bandes auf den Rollen ausgeschlossen ist.

Die Einzelmerkmale sowie Vorteile der Erfindung werden nunmehr im einzelnen anhand der Abbildungen beschrieben, die Vorrichtungen mit den Merkmalen der Erfindung veranschaulichen, die aber nur als Beispiele anzusehen sind, auf welche die Erfindung keineswegs beschränkt ist.

Von den Abbildungen ist*

Pig. 1 eine schematische Darstellung einer Sesamtanordnung, auf welche die Merkmale der Erfindung angewendet werden sollen.

Pig. 2 zeigt in Aufsicht ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung mit den Merkmalen der Erfindung.

Pig. 3 veranschaulicht in schematischer Darstellung die Ein-

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stellung der auf die Rollen aufgebrachten Momente·

Fig. 4 ist ein Schaltbild der Anordnung, die es ermöglicht, die auf die angetriebenen Hollen über Kupplungen wirkenden Momente in einem konstanten Verhältnis zu erhalten.

Fig. 5 ist ein Schaltbild der Anordnung, die angewendet wird, um die auf die Kupplungen aufgebrachten Momente τοη dem an einer nieht über eine Kupplung angetriebenen Bolle gemessenen Moment abhängig zu machen·

Gemäß Pig, 1 bewegt sich das Metallband, wie ein solches aus Blech, in der durch die Pfeile angedeuteten Eichtung und läuft hierbei aufeinanderfolgend über die (nach dem Ausführungsbeispiel fünf) Rollen a-, a₂» a,, a,, a,-·

Diese Rollen bilden Bremsen, das heißt, sie üben auf das Band Iräfte aus, die entgegengesetzt zu der Richtung seiner Tortbewegung gerichtet sind und bilden den "Zurückhalteblock".

Das den Zurückhalteblock verlassende Band läuft dann aufeinanderfolgend über die Rollen b., b₂» b,, b., br, (eben-

falls fünf Rollen).

Diese Rollen sind angetrieben, das heißt, es werden auf sie Momente aufgebracht, welche auf das Band in Richtung ■einer Vorwärtsbewegung wirkende Kräfte ausüben. Sie bilden den "Mitnahmeblock".

Die diese beiden Blöcke bildenden Rollen werden in der folgenden Weise bewegt:

Auf die Wellen c der verschiedenen Rollen des Mitnahmeblokkes sind Zahnräder e- bis e,-, auf die ebenfalls mit c bezeichneten Wellen der Rollen des Zurückhalteblockes Zahnräder d| bis de aufgekeilt.

Die Durchmesser der Zahnräder d^, d₂, d, und d. sind größer als der Durchmesser des Zahnrades d,·

Die Durchmesser der Zahnräder er, e,, e,, e« sind kleiner als der Durchmesser des Zahnrades e-j.

Dieses Zahnrad e.. wird durch ein Kegelrad f.., welches auf der Verlängerung C₁ der Welle c sitzt und mit einem von einem Motor h angetriebenen Kegelrad g- kämmt, angetrieben.

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Das auf der Abgangsrolle de des Zurückhalteblοckes sitzende Zahnrad d,- wird durch ein Kegelrad fg angetrieben, das mit einem von dem Motor h über ein Differential i angetriebenen Kegelrad g₂ kämmt. Der Käfig des Differentiale i wird über ein nicht dargestelltes Geschwindigkeitswechselgetriebe durch eine mit einem Tangentenzahnrad k kämmende Schnecke 1 angetrieben»

Auf den Wellen der Rollen a₂, a,, a. und a,- des Zurückhalteblockes und den Wellen b₂, b~, b. und b,- des Mitnahmeblockes sitzen Kupplungen m, die ein gewisses Gleiten zwischen den !Teilen der Kupplung beim Überschreiten eines vorbestimmten einstellbaren Moments zulassen, vorzugsweise Kupp-

über

lungen, die nach dem Prinzip der/Magnetpulver wirkenden Kupplungen ausgebildet sind, wie solche, die in den französischen Patentschriften 973 367 und 988 971 beschrieben sind. Diese Kupplungen besitzen die Eigenschaft, diese« Gleiten unter der Einwirkung eines Momentes zuzulassen, das proportional der Stärke des sie erregenden Stromes ist·

line in dieser Weise gemäß der Erfindung verbesserte Vorrichtung der grundsätzlich eingangs beschriebenen Art entspricht sehr gut den von ihr zu erfüllenden bedingungen, weil sie es nicht nur ermöglicht, dem Metallband, z. B.

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einem Blechband, eine vorbestiamte Dehnung zu erteilen, deren Wert durch Einwirkung auf die Umfangsgeschwindigkeiten der Abgangsrollen des Zurückhältebleckes und der eingangsseltigen Rollen des mitnehmenden Blockes geregelt werden kann, sondern darüber hinaus auch durch Einwirkung auf die magnetischen Kupplungen die Momente, welche auf die verschiedenen Rollen der beiden Blöcke wirken, in jeder gewünschten regelbaren Weise so zu verteilen, daß jedes Gleiten des Bandes bzw. Bleches auf den Rollen, das sonst auftreten könnte, vermieden wird»

Die Möglichkeit, eine vorbestimmte Dehnung des Bandes herbeizuführen, ergibt die folgenden sehr wichtigen Vorteilet

Falls beispielsweise die Aufgabe vorliegt, ein Band aus einer Leichtmetallegierung durch bloße Zugeinwirkung zu planieren, dessen Elastizitätsgrenze und Bruchlast nahe aneinander liegen, kann die möglichst hohe Dehnung des Bandes erfolgen, die denkbar ist, ohne daß die Bruohlastgrenze erreicht wird, indem das Maß der Dehnung auf unterhalb des Wertes eingestellt wird, bei welchem der Bruch eintreten könnte· Wenn andererseits unter einer vorbestimmten Spannung gearbeitet würde, so würde jede Änderung der meehanischen Festigkeit des Bandes (z.B. seiner Dicke)

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zum Bruch führen·

Ein weiteres Beispiel der nunmehr gegebenen Möglichkeiten ist das folgendet

Wenn durch eine Behandlung der als "skin pass" bezeichneten Art eine Kaltverformung eines Bandes erfolgen soll, so ist es, da das Maß dieser Kaltverformung unmittelbar an das der Dehnung gebunden ist, von Vorteil, das Maß der Dehnung vorzubestimmen«

Einen für sich erheblichen technischen Fortschritt stellt die Tatsache dar, daß nunmehr kein Gleiten des Bandes auf den Hollen erfolgen kann.

Das ergibt sich aus der Überlegung, daß vom Verkaufstechnischen Gesichtspunkt aus das Aussehen der Bänder eine grosse S₀He spielt. Dieses Aussehen wird aber, falls ein Gleiten auf den Hollen erfolgt ist, durch die hierdurch hervorgerufenen Schrammen und Kratzer beeinträchtigt. Diese Beschädigungen führen häufig dazu, daß das Band zu unverkäuflichem Ausschuß wird·

Alle diene Vorteile oder Maßnahmen, die gonüiß der E

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vorgesehen werden, beruhen auf der hierdurch geschaffenen Möglichkeit des planmäßigen Vorgehens der Dehnung ^^es Bandes und der Vermeidung seines Gleitens auf den Rollen, die sich daraus ergibt, daß einerseits die Sollen a,- und b^ synchron laufen und andererseits durch den einstellbaren Unterschied zwischen den Tangentialgeschwindigkeiten der Hollen a,- und b* die Dehnung bestimmt wird.

Die Erfindung ermöglicht es ferner, die "Blöcke" bis zu ihrer äußerfet denkbaren Mitnahmewirkung auszunutzen, ohne daß ein Gleiten erfolgt, indem die auf jede der Rollen zur Einwirkung gebrachten Momente zweckentsprechend bemessen werden.

Die Einstellung dieser Momente kann zum Beispiel in der schematisch in Pig. 3 veranschaulichen Weise erfolgen.

In dieser Figur sind mit I bis V die Rollen, mit ümschlingungswinkel, mit t die Spannungen und mit f der Reibungskoeffizient zwischen Band und Rollen bezeichnet. ^\,ist ein Koeffizient, der kleiner als 1 ist, C sind die auf die Rollen aufgebrachten Momente und R der Radius einer Rolle.

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Es ist zu wählen:

to Ce^f0C1 - 1)
to (

to

Wie ersichtlich, ist es im Falle einer solchen Bemessung der Momente möglich, eine Mitnähmewirkung ohne Gefahr eines Gleitens des Bandes auf den Rollen zu erzielen und die gesamte maximale Leistungsfähigkeit äines mitnehmenden Blokkes auszunutzen»

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ergibt derart die Möglichkeit, die auf 4 der 5 Rollen eines spannenden Blockes ausgeübten Momente so zu regeln, daß kein Gleiten des Bandes auf den Rollen erfolgt»

Mit dem Ziele, die Ausnutzung einer mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung ausgerüsteten Anlage zu erleichtern, kann es von Vorteil Bein, die Anordnung so zu (treffen, daß es nicht erforderlich ist, jedes der Gleitmomente der Kupplungen m unabhängig voneinander einzustellen»

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In diesem Falle ermöglicht es die Verwendung yon Magnetpulverkupplungen m gemäß der Erfindung, bei denen das durch sie übertragene Moment proportional der Stärke ihres Erregerstroaes ist, diese Einstellung mittels einer Steuerung vorzunehmen, welche zwischen den verschiedenen Erregungsstromstärken der Kupplungen zueinander proportionale Werte aufrechterhält, eo daß auch die Gleitmomente hierzu propprtional· Werte beibehalten.

In Fig· 4 ist als Beispiel das Schaltschema einer Steuerung veranschaulicht, welche es ermöglicht, die Momente, welche auf die mitnehmenden !tollen über die Kupplungen m eines Zurückhai teblockes und/oder eines mitnehmenden Blockes wirken, in einem konstanten Verhältnis zueinander zu halten.

Von einer Stromquelle 11 aus, die eine konstante elektromotorische Kraft liefert, werden über ein Potentiometer 12 die parallel zueinander geschalteten Wicklungen 13» 14» 15 und 16 der Kupplungen m» zum Beispiel die der Hollen b₂ bis bc des mitnehmenden Blockes, gespeist·

In Reihe mit den Wicklungen 13» 14, 15 und 16 sind Potentiometer 17, 18, 19 und 20 geschaltet.

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Diese Anordnung ermöglicht es, die Verhältnisse der Stärken der durch jede der Wicklungen fließenden Ströme durch Verstellung des Potentiometers 12 konstant zu halten, wobei die Potentiometer 17, 18, 19, 20 die Einstellung der Vorrichtung so, daß diese Verhältnisse den gewünschten Wert erhalten, ermöglichen.

Es kann ferner von Vorteil sein, dann, wenn die Spannung, unter welche das Band gesetzt werden soll, nicht leicht schätzbar ist, was zum Beispiel der Pail» ist, wenn zwischen die die Spannung aufrechterhaltenden Blöcke ein Walzgerüst oder eine Vorrichtung, die das Band in abwechselnden Eichtungen biegt (wobei dann die Spannung von dem Walzdruck bzw. der örtlichen Anordnung der Hollen, welche diese abwechselnden Biegungen bewirken, abhängt) eingeschaltet ist, die verschiedenen G-leitaomente so einzustellen, daß sie proportional zu dem an derjenigen der Rollen, welche nicht über eine Kupplung angetrieben wird, gemessenen Moment sind β

Eine solche Einstellung kann unter Anwendung beliebiger für diesen Zweck geeigneter bekannter Mittel erfolgen.

So kann beispielsweise fortlaufend das Moment an der nicht

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durch eine Kupplung angetriebenen Rolle gemessen und das Ergebnis dieser Messung in einen elektrischen Impuls übertragen werden, welcher proportional asu dem Erregerstrom der Kupplungen erhalten wird»

Pas kann beispielsweise mittels der in Pig. 5 der Abbildungen dargestellten Schaltung erfolgen<>

Auf der Antriebswelle c der Holle b.. (oder aj zwischen dem Zahnrad e- (oder d,-) und der Holle sind vier Spannungsmesser η in zu den Druck- und Zugachsen der Welle c entsprechender Anordnung angebracht« Biese Spannungsmesser sind miteinander elektrisch durch eine Wheatstonesche Brücke verbunden. Die elektrische Stromversorgung der Brücke, wie die Abnahme des Abgangsimpulses, erfolgt über Schleifringe und Bürsten o, 0.J. Dieser Abgangsimpuls wird durch einen Differenzialverstärker η., verstärkt und über diesen den verschiedenen Potentiometern p₂, v-z zugeleitet (von denen lediglich das Potentiometer p₂ dargestellt ist).

Diese Potentiometer ermöglichen die Einstellung des Proportionalitätskoeffizienten zwischen dem Mitnahmeaoment der Rolle b.. (oder a,-) und dem E_rregerstrom der in Betracht kommenden der Magnetpulverkupplungen.

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Die Abgangsapannung dieses Potentiometers wird der ^ingengsseite eines Differenzialverstärkers q^ zugeleitet, dessen zweiter Eintrittsklemme die Spannung von den Klemmen des Nebenschlußwiderstandes Sp zugeleitet wird.

Die Abgangsspannung des Verstärkers q₂ steuert eine Gleichstromquelle mit variabler Spannung, die z.B. durch gesteuerte Gleichrichter r und einen zweckentsprechenden Erreger t gebildet sein kann. Die aus den Elementen q, r, s und t bestehende .Gesamtanordnung bildet eine hinsichtlich der Stromstärke regelbare als solche allgemein bekannte Gleichstromquelle, die hier nur zwecks besseren Verständnisses der Gesamtbeschreibung erläutert wurde. Der von dieser Gleichstromquelle abgegebene Strom wird der Kupplung über die Schleifringe ο oder Bürsten O₁ in üblicher Weise zugeleitet.

Die Potentiometer p¹ und p¹' sowie die Stromquellen, wie Akkumulatoren oder damit äquivalent arbeitende Vorrichtungen u¹ und u¹' liefern die für die Versorgung und das Erhalten der Spannungsmesserbrücke im Gleichgewichtszustand erforderlichen Hilfeapannungen.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die vorste-

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hend im Einzelnen anhand der Abbildungen beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern es sind demgegenüber zahlreiche Änderungen möglich, ohne ihren Grundgedanken zu verlassen.

Patentansprüche :

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Claims

Patentansprüche:

ο Aus in zwei Gruppen unterteilten Rollenanordnungen, von denen die eine für die Mitnahme und die andere für das Abbremsen des zwischen diesen Rollenanordnungen laufenden Bandes dient, wobei die Rollenanordnungen so gz angetrieben werden, .daß sie dem Band eine Dehnung um ein vorbestimmtes Maß erteilen, bestehende Vorrichtung zum fortlaufenden Gespannthalten von Metallbändern, wie Blechbändern, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Rollen der abbremsend wirkenden und der mitnehmenden Gruppen von solchen mit Ausnahme nur einer Rolle der abbremsenden und einer Rolle der mitnehmenden Gruppe über eine Kupplung bewegt bzw« angetrieben wird, die so ausgebildet ist, daß sie unter der Einwirkung eines einstellbaren vorbestimmten Moments gleitet, wobei die nicht über eine Kupplung angetriebene Rolle der zurückhaltend wirkenden Gruppe von solchen mit der zugeordneten Rolle der mitnehmenden Gruppe über eine Verbindung gekuppelt ist, welche die Umfangsgeschwindigkeiten dieser Rollen in einem vorbestimmten konstanten Verhältnis erhält,
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungen nach dem Prinzip der Kupplungen mit magnetischem Pulver ausgebildet sind,
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Vor-

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richtungen, welche die Einstellung der das Gleiten der Kupplungen zulassenden Momente derart ermöglichen, daß der Wert dieser Momente bzw· deren Verhältnis zueinander proportional bleibt·
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert, auf welchen die Gleitmomente der Kupplungen einer Gruppe von Rollen eingestellt werden, abhängig von dem Wert des auf diejenige Rolle dieser Gruppe, welche nicht über eine Kupplung angetrieben wird, ausgeübten Moments ist.

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