DE1958623B2

DE1958623B2 - Vorrichtung zum laengsstrecken von band- und drahtmaterial

Info

Publication number: DE1958623B2
Application number: DE19691958623
Authority: DE
Inventors: Paul Bourg-La-Reine Defontenay (Frankreich)
Original assignee: Societe Redex, Ivry-sur-Seine; Wean-Damiron S.A., Paris; (Frankreich)
Priority date: 1968-12-27
Filing date: 1969-11-21
Publication date: 1977-05-12
Also published as: BE740939A; DE1958623C3; ES373679A1; US3626737A; FR1599475A; DE1958623A1; NL6917273A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Längsstrecken von Band- und Drahtmaterial, insbesondere zum Streckrichten von Metallband, das mittels Zugwalzen über Bremswalzen gezogen wird, wobei die einzelnen Walzen mit unterschiedlicher Drehzahl von einem gemeinsamen Motor antreibbar sind.

Die Notwendigkeit, ein Gleiten des Materials zu verhindern und ein gleichmäßiges Strecken zu erreichen, hat bei bekannten Vorrichtungen der erwähnten Gattung zur Regelung der Umfangsgeschwindigkeit der einzelnen Walzen mittels besonders ausgebildeter mechanischer Getriebe geführt. Diese Lösungen setzen 4s eine genaue Berechnung der notwendigen Drehzahlen für jede Walze voraus. Außerdem muß der Durchmesser jeder Walze genau überwacht werden. Es war aber bisher nicht möglich, ein Gleiten des Materials völlig auszuschließen. Das führte dann weiter zu besonderen so Spannvorrichtungen, die jeweils für ein Material und einen vorgegebenen Querschnitt dieses Materials ausgelegt werden mußten.

Bei einer Vorrichtung zum Längsrecken von Kunststoffbahnen (DT-AS 12 21 000) ist es zwar bekannt, den s einzelnen Reckwalzen je ein Verzweigungsgetriebe zuzuordnen, dem dann je ein Verstellgetriebe vorgeschaltet ist, wobei alle Triebe zu einem Block zusammengefaßt sein können. Der Antrieb erfolgt dabei über die Welle der ersten Walze und wird dann von do Walze zu Walze weitergegeben. Die Drehzahlen der einzelnen Walzen sollen aufeinander abgestimmt werden, um ein bestimmtes Reckverhältnis der Kunststoffolienbahnen zu erzielen. Ein wesentliches Strecken ist mit einer derartigen Vorrichtung nicht möglich. ds

Der IMmdung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Gattung so weiterzubilden, daß beliebiges Band- und Drahtmaterial auch in Form von mehreren Bändern oder Drahten nebeneinander längsgestreckt werden kann, daß ein Gleiten des Materials vermieden wird, daß unterschiedliche Querschnitte verwendbar sind und eine genau bestimmte Längsstreckung unter ständiger Kontrolle der .Spannkraftmomente ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß innerhalb der Brems- und Zugwalzen jeweils zwei benachbarte Walzen mittels eines Gruppendifferentials miteinander gekoppelt sind, daß je zwei dieser benachbarten Gruppen durch ein weiteres Seriendifferentia' miteinander gekoppelt sind und daß die beiden Seriendifferentiale durch den gemeinsamen Motor antreibbar sind.

Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen festgelegt.

Ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Seitenansicht des Laufes des zu spannenden Materials um mehrere in Gruppen angeordnete Brems- und Zugwalzen,

Fig. 2 eine vereinfachte Prinzipskizze einer Vorrichtung gemäß der Erfindung.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wie sie in Fig. 1 skizziert ist, wird das Material, insbesondere ein Blechband, mit der Geschwindigkeit ν unter einer Zugspannung t von der Walze 1 aufgenommen, von der das Band nach einem Umschließungswinkel α abläuft, um auf die Walze 2 aufzulaufen; in entsprechender Weise läuft das Band nacheinander über sämtliche Walzen bis zur letzten Walze 8, hinter der es in eine nicht dargestellte Vorrichtung einläuft.

Die Gruppe der vier ersten Walzen 1,2,3 und 4 bildet die Bremsvorrichtung. Die Zugvorrichtung umfaßt die vier letzten Walzen 5,6,7 und 8. Die Anzahl der Walzen, wie sie hier mit vier je Brems· oder Zugvorrichtung angegeben wurde, ist keinesfalls begrenzt; ihre Anzahl kann beliebig sein und ihre Durchmesser müssen nicht unbedingt gleich sein.

Zwischen den beide ' Vorrichtungen mit den Walzen 1 bis 4 und 5 bis 7 sind zwei Walzen gestrichelt eingezeichnet, die eine Blechrichtmaschine P oder irgendeine andere Maschine zum Plattieren, Prägen, Prüfen oder andere Arbeitsgänge darstellen.

Gemäß der Erfindung ist jede Gruppe von zwei Walzen — wie in F i g. 2 dargestellt — an ein Gruppendifferential 9 angeschlossen, das einen frei um eine Welle 11 drehbaren Käfig 10 aufweist, der miteinander verbundene Umlauf- oder Planetenräder 12 und 13 trägt, die in dem Käfig frei drehbar sind und mit den Mittel- oder Sonnenrädern 14 und 15 im Eingriff stehen. Die Walze 1 ist über ein Getriebe mit dem Sonnenrad 15 gekuppelt, das seinerseits frei auf der Welle 11 der Walze 2 drehbar gelagert ist, die zusammen mit dem Sonnenrad 14 fest auf der Welle 11 sitzt.

Die beiden Gruppendifferentiale 9 erhalten ihren Antrieb von einem weiteren Seriendifferential 16, das seinerseits von einem gemeinsamen Motor 17 über einen Trieb 18 und eine Welle 19 angetrieben wird, wobei dieser Trieb veränderbare Untersetzungsverhält nisse aufweisen kann.

Auf der Welle 19 befinden sich einerseits ein Zentraldifferential 20, dessen Käfig mit einem stufenlos steuerbaren Drehzahlwandler 21 in Verbindung steht, der von der Welle 19 angetrieben wird und bei dem ein Hilfsmotor 22 die Änderung der Drehzahlübersetzung steuert, und andererseits zwei Zwischendifferentiale 23

und 24, deren Käfige unter bestimmten Bedingungen fest abgebremst bzw. freigegeben werden können; eine Bremse 25 und ein Anschlag 26 hierfür sind bei jedem Differential vorgesehen.

Aus der F i g. 1, bei der das Blechband auf die Walze 1 mit einer Spannung r aufläuft, ist zu ersehen, daß man dem Band beim Ablaufen von dieser Walze eine Spannung Taufzwingen kann, die dun h den Ausdruck 7"—ie·-· gegeben ist. Dies bedeutet, daß man die Spannung t bis auf einen Wen T steigern kann, der durch das Gleiten begrenzt und durch den Wert des Reibungskoeffizienten μ einerseits und den Umschlingungsbogen a andererseits berechenbar ist; der Bogen a

ist =■ _]x(j , wobei λ der Umschlingungswinkel in Grad

ist. In entsprechender Weise ergeben sich für die Walzen 2, 3 und 4 im ablaufenden Blechband die Spannungen 7Ί, T₂ und T_s.

Die beiden Spannkräfte t und T, oder 7 und Ti. die zwei unterschiedliche Drehmomente an jeder der beiden Walzen ergeben, führen zu folgend :n Momenten: an der Rolfe I (T- ί)γ und an der Rolle 2 (Ti - T)γ, worin r der Halbmesser der Walzen ist. Bei gleichen Werten für die Bogenlängen a sind auch die resultierenden Lastmomente an den Walzen gleich. Diese Gleichheit der Lastmomente ist aber keinesfalls notwendig.

Hinsichtlich des Wertes für den Reibungsbeiwert μ, der von der Art des zu spannenden Materials einerseits und von dem Baustoff der Rollen andererseits abhängt, ist zu beachten, daß dieser Reibungsbeiwert durch geometrische Ungenauigkeiten an dem zu spannenucn Material verringert werden kann, wenn diese Ungenauigkeiten das satte Anlegen des Materials an die Oberfläche der Walzen beeinträchtigen.

Ein Gleiten des Metallbandes wird verhindert, da der Käfig 10 des Gruppendifferentials 9 auf jede der beiden Walzen über die Planeten- und Sonnenräder eine derartige Drehung überträgt, daß die Walze 1 das Blechband mit der Geschwindigkeit ν unter einer Spannung f aufnehmen und die Walze 2 das Band mit der Spannung T und einer Geschwindigkeit ν 1 übernehmen kann, die wegen der Streckung des Bandes ein klein wenig größer als die Geschwindigkeit ν ist.

Die Wirkung, durch die diese unterschiedlichen Geschwindigkeiten als Folge einer Längung oder Streckung, d. h. einer Spannung, erzeugt werden, ergibt sich aus der Kinematik eines Differentials, da zwei umlaufende Elemente, die Sonnenräder, jeweils entsprechend den äußeren Bedingungen die Winkelgeschwindigkeiten ändern können, die dem Differentialgetriebe durch das dritte umlaufende Element, den Käfig, aufgeprägt werden.

Es ist weiterhin bekannt, daß das System der wirkenden Kräfte und Gegenkräfte sich im Gleichgewicht befindet, da diese Kräfte über einen geschlossenen Kreis aus Walze 1 und Walze 2 gehen.

Die Auswahl der inneren Verzahnung in jedem Differential, dessen Übersetzungsverhältnis einen Wert oberhalb oder unterhalb 1 haben kann, und die Auswahl

eines bestimmten Drehzahl-Übersetzungsverhältnisses für die äußere Antriebskette machen es möglich, in dem Material Spannungen zu erzielen, die beispielsweise von der Walze 1 bis zur Walze 5 zunehmen und von der Walze 5 bis zur Walze 8 abnehmen

Das Einschalten des Zentraldifferentials 20, das durch den Drehzahlwandler 21 mit seinem Hilfsanstriebsmotor 22 gesteuert wird, in den Hauptantriebskreis ermöglicht in einfacher Weise ein genau bestimmtes Längsstrecken.

Die Welle 19 teilt der Welle 27 eint Winkelgeschwindigkeit mit. deren Wert gleichzeitig von der der Welle 19 und der des Käfigs des Zentraldifferentials 20 abhängt. Wenn man annimmt, daß dieser Käfig festgehalten wird, so ist die Beziehung der Drehzahlen der beiden Wellen durch die Räderübersetzungen im Differential gegeben; dreht er sich jedoch, so hängt das Drehzahlverhältnis zwischen den beiden Wellen 19 und 27 tatsächlich auch von dieser zusätzlichen Käfigdrehung ab.

Da der Käfig des Zcitraldifferentials 20 von der Ausgangsseite des Drehzahlwandlers 21 angetrieben wird, dessen Eingangsseite von der Welle 19 angetrieben ist, kann man also gewisse, nicht zu große Änderungen der Drehzahl der Welle 27 relativ zu der der Welle 19 einstellen. Dies bedeutet, daß man an der letzten W'.lze 4 der Bremsvorrichtung eine leichte Verringerung der Drehzahl oder Umfangsgeschwindigkeiten im Verhältnis zu der der Walze 5 der Zugvorrichtung herstellen und so eine gewisse Strekkung oder Längung des Materials zwischen der Bremsend der Zugvorrichtung erzwingen kann. Der Drehzahlwandler 21 gestattet nun eine genaue Einstellung dieser Längung.

Oie dauernde Überwachung der Spann-Drehmomente wird durch das Einschalten von zwei Zwischendifferentialen 23 und 24 gefördert, deren Käfige unter bestimmten Bedingungen festgehalten werden.

Der Käfig jedes der beiden Zwischendifferentiale 23 und 24 ist mit je einer Bremse 25 gekuppelt, die frei auf der Welle 19 bzw. 27 gelagert und an einem Mitdrehen durch einen Anschlag 26 gehindert ist, dessen Haltekraft eingestellt werden kann. Die Übertragung der Drehmomente der Wellen 19 und 27 auf die Wellen 28 und 29 erfolgt über die Sonnen- und Planetenrädcr der Zwischendifferentialc. Die von dem Käfig aufzunehmende Gegenkraft wird durch die Bremse auf den Momentbegrenzungs-Anschlag 26 übertragen. Das normalerweise vorhandene Gleichgewicht wird gestört, sobald das Drehmoment an den Arbeitswellen 25 oder 29 den eingestellten Wert des Grenz- oder Haltedrehmoments des Anschlages 26 überschreitet, weil sich dann der Käfig dreht und gegenüber der Bremse gleitet.

Man kann dann mit Hilfe eines geeigneten elektrischen Kontaktes den Motor 17 stillsetzen.

Die Bremse eines oder jedes der beiden Zwischendifferentiale 23 und 24 kann durch einen Hilfsantrieb freigegeben werden, der so ein Entkuppeln der obengenannten Wellen 27 und 28 und damit der Brems- und Zugvorrichtung möglich macht.

Hierzu 1 H!au Zeiclintinizen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Längsstrecken von Band- und Drahtmaterial, insbesondere zum Streckrichten von Metallband, das mittels Zugwalzen über Bremswalzen gezogen wird, wobei die einzelnen Walzen mit unterschiedlicher Drehzahl von einem gemeinsamen Motor antreibbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Brems- und Zugwal- ₁₍ zen (1, 2, 3, 4; 5, 6, 7, 8) jeweils zwei benachbarte Walzen (1, 2; 3, 4; 5, 6; 7, 8) mittels eines Gruppendifferentials (9) miteinander gekoppelt sind, daß je zwei dieser benachbarten Gruppen durch ein weiteres Seriendifferential (16) miteinander gekop- is pelt sind und daß die beiden Seriendifferentiale (16) durch den gemeinsamen Motor (17) angetrieben werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Antrieb zwischen dem Motor (17) und den beiden Seriendifferentialen (16) ein mittels eines DrehzahJwandlers (21) steuerbares Zentraldifferential (20) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Antrieb den beiden Serien- :s differentialen (16) je ein Zwischendifferential (23 bzw. 24) vorgeschaltet ist, dessen Käfig mittels einer Bremse (25 bzw. 26) bis zum Stillstand abbremsbar ist.