DE1959590A1

DE1959590A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Antreiben endloser Metallbaender

Info

Publication number: DE1959590A1
Application number: DE19691959590
Authority: DE
Inventors: Hasenwinkle Earl D
Original assignee: Weyerhaeuser Co
Current assignee: Weyerhaeuser Co
Priority date: 1968-11-29
Filing date: 1969-11-27
Publication date: 1970-06-11
Also published as: FR2024957B1; US3507161A; GB1221388A; FR2024957A1; JPS4827832B1

Description

Anmelderin: The Weyerhaeuser Company, Tacoma Building Tacoma, Washington 98401, USA

Verfahren und Vorrichtung zum Antreiben endloser Metallbänder

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Antreiben endloser Metallbänder, insbesondere in kontinuierlich arbeitenden Pressen, die beispielsweise zur Bearbeitung von Schichtholz dienen. Andere Anwendungsbeispiele sind endlose Metallbänder in Sägen und Backöfen, sowie mechanische Förderbänder.

Endlose Metallbänder haben selten einen perfekten zylindrischen Umriß. Bei der Herstellung können sich oft kleine Längendifferenzen zwischen den Kantenlängen des Bands ergeben. Auch während der Benutzung können innere Spannungen in dem Band dazu führen, daß unterschiedliche Kantenlängen auftreten. Deshalb kann das Band selbst beim Fehlen äußerer Kräfte mitunter in seitlicher Richtung verschoben werden, je nachdem, welche Kante länger ist und wie das Antreiben erfolgt. Selbst ein funktionell stabiles Band kann zu der einen oder anderen Seite ausgelenkt werden, wenn äußere Kräfte auftreten, beispielsweise bei großen Bandsägen, bei welchen das Werkstück einen beträchtlichen Druck gegen das Band ausübt.

Es sind zahlreiche Verfahren und Vorrichtungen bekannt, um seitliche Verschiebungen endloser Metallbänder zu kompensieren. Beispielsweise wurden schwenkbare und einstellbare

009824/1506

Leitrollen als Lager für die Bänder zusammen mit einer Nachweiseinrichtung verwandt, welche die Lage mindest einer der Leitrollen ändert, bis die Kompensation durchgeführt ist. Ferner wurde vorgeschlagen, den Kanten eines Bands durch eine Wärmebehandlung oder Kaltverformung eine Vorspannung zu verleihen, bevor das Band Verwendung findet, oder Hemmkräfte in einem Band aufzubauen, um dieses während der Benutzung in einer geeigneten Lage zu halten. Bisher waren jedoch nur die einstellbaren Leitrollen so zuverlässig, daß entsprechende Einrichtungen in der Praxis häufiger Verwendung fanden, obwohl auch dabei die Schwierigkeit besteht, daß das Band unter Spannung angeordnet und durch die Stützeinrichtungen angetrieben wird.

Durch die Erfindung soll deshalb ein Verfahren und eine Vorrichtung angegeben werden, wodurch endlose Metallbänder entlang gesteuerter Bahnen angetrieben werden können. Insbesondere sollen die Metallbänder entlang stabilen geschlossenen Bahnen praktisch ohne seitliche Verschiebung angetrieben werden können, oder entlang geschlossener Bahnen mit einer gesteuerten Verschiebung in jeder der beiden seitlichen Richtungen . Die Metallbänder sollen entweder unter Spannung oder ohne Spannung angetrieben werden können. Die Notwendigkeit der Ausübung von Hemmkräften auf die Bänder soll vermieden werden, ebenso eine spezielle Stützeinrichtung oder ein komplizierter Mechanismus zur Einstellung der Lage der Stützeinrichtung, oder die Ausbildung einer Vorspannung vor der Benutzung. Die Bänder sollen so angetrieben werden, daß keine Schrumpfung oder zu starke Streckung erfolgt, und daß sie nicht von der vorhandenen Einrichtung abgenommen werden müssen, um eine Änderung vorzunehmen, bevor sie erneut verwendbar sind.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß jedes Band in einer Umfangsrichtung davon rotiert wird, und daß ein Temperaturgefälle zwischen den Kanten des Bands derart erzeugt wird, daß die

009824/1506

relativen Längen der Kanten während der Rotation des Bands geändert werden. In dieser Weise wird eine seitliche Verschiebung des Bands gesteuert, um es in einer seitlichen Richtung davon zu verschieben, oder um die seitlichai Verschiebungen des Bands zu kompensieren. Normalerweise wird das Temperaturgefälle erzeugt, nachdem das Band in Bewegung gesetzt wurde. Nach dem Beginn der Rotation kann das Band in seitlicher Richtung entweder arbeitsmäßig stabil oder instabil sein. Wenn eine Instabilität auftritt, kann diese neutralisiert werden, bevor eine Verschiebung auftritt, oder nachdem diese auftritt.

Das Band kann durch eine Antriebswalze rotiert werden, an welcher das Band angreift. Es kann auch durch eine Antriebsoderfläche rotiert werden, welche sich daran anliegend bewegt. Das Temperaturgefälle hat jedoch eine entgegengesetzt gerichtete Wirkung bei verschiedenen Fällen, bezogen auf die Richtung der Verschiebung.

Das Temperaturgefälle kann durch Wärmezufuhr und/oder Wärmeabfuhr erzeugt werden. Beispielsweise kann ein Kantenbereich des Bands gegenüber dem anderen auf eine höhere Temperatur erhitzt werden. Es kann auch im Vergleich zu dem anderen Kantenbereich eine Kühlung erfolgen, oder der eine Bereich kann erhitzt werden, während der andere gekühlt wird. Das Temperaturgefälle kann durch Erhitzen eines Kantenteils erzeugt werden, während gleichzeitig beide Teile gekühlt werden, oder durch Kühlung eines Teils, während gleichzeitig beide Teile erhitzt werden. Das Erhitzen oder Kühlen kann an nur einer Stelle entlang dem Umfang eines Kantenteils erfolgen, oder an einer Anzahl derartiger Stellen, oder entlang des gesamten Umfangs des Bands.

Vorzugsweise hat die Einrichtung zur Erzeugung des Temperaturgefälles eine Einrichtung, mit welcher Wärme einem Kantenteil des Bands während dessen Rotation zugeführt werden kann. Bei Systemen zum Stabilisieren des Bands ist die Einrichtung zur Wärmezufuhr normalerweise mit einer Nachweiseinrichtung

009824/1506

versehen, um Abweichungendes Bands aus seiner normalen Lage nachzuweisen. Das von dieser Nachweiseinrichtung gelieferte Signal kann von einer Bedienungsperson festgestellt werden, welche die Einrichtung zur Wärmezufuhr manuell steuert. Es kann auch eine zusätzliche Einrichtung vorgesehen sein, die auf dieses Signal anspricht, damit durch die Einrichtung zur Wärmezufuhr ein Kantenteil des Bands erhitzt wird, bis kompensiert ist. Vorzugsweise zeigt die Nachweiseinrichtung bereits sich anbahnende Verschiebungen an, so daß dem Kantenteil so ^ rechtzeitig Wärme zugeführt werden kann, daß nennenswerte Verschiebungen erst garnicht auftreten. Derartige Nachweiseinrichtungen sind an sich bekannt.

Es kann ferner eine Einrichtung vorgesehen werden, um beide Kanten des Bands während der Rotation gleichmäßig zu kühlen, damit eine zulässige Temperatur des Bands während.der gesamten Benutzung gewährleistet ist.

Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht einer automatisch gesteuerten Einrichtung zum Erhitzen einer Kante;

Fig. 2 eine Vorderansicht des Bands in Fig. 1, zur Er- ψ läuterung der Ursache von Verschiebungen;

Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Band, das durch zwei Antriebswalzen angetrieben wird;

Fig. 4 eine Draufsicht auf das Band in Fig. 3 mit einer Kompensationseinrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 5 ein Band mit einer manuell zu betätigenden Einrichtung zur Stabilisierung des Bands.

Das Band 2 in Fig. 1 ist entlang seiner Krümmung 2' an einem Auflager 4 angeordnet. Jeder der beiden Auflager 4 hat zwei gegenüberliegende Tragplatten 6, an denen eine Reihe von Walzen 8 entlang dem Rand des bogenförmigen Auflagers gelagert sind. Die Walzen bilden eine sich frei drehende Stützeinrichtung

009824/1506

für das Band, während dieses in einer Umfang'srichtung davon rotiert wird. Die Antriebskraft wird durch die Oberfläche eines Werkstücks 10 geliefert, welches mit Reibungsangriff ■ unter dem ebenen Bandteil 2" vorgeschoben wird. Bei der Rotation kann das Band eine aktive oder eine passive Aufgabe erfüllen. Es kann beispielsweise als ein sich bewegender elektrischer Kontakt für die Oberfläche des Werkstücks 10 dienen, oder es kann als Gleitband für das Werkstück 10 dienen, wie beispielsweise bei einer Presse zur Herstellung von Schichtholz (USA-Patentschrift 3 044 111).

Wie bereits angedeutet wurde, hat ein Band der in Fig. dargestellten Art nicht immer eine gleichförmige Ausbildung. Beispielsweise kann während der Herstellung eine kleine Differenz der Kantenlängen auftreten. Während der Benutzung des Bands kann ebenfalls eine kleine Differenz der Kantenlängen verursacht werden. In jedem Falle hat das Band eine leichte Krümmung zwischen den beiden Auflagern. Als Folge davon wird es nicht ausgerichtet zur Oberfläche des Werkstücks 10 verlaufen, sondern sich zu seiner kürzeren Kante verschieben, entsprechend der Rotation eines abgestumpften Kegels um seinen projizierten Punkt. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß das Band nach links verschoben wird, weil dort eine kürzere Kantenlänge vorhanden ist. Zum Zwecke der Verdeutlichung ist jedoch die Krümmung des Bands stark übertrieben dargestellt. Dieser Effekt kann jedoch selbst bei sehr geringen Krümmungen auftreten. Praktische Erfahrungen haben gezeigt, daß ein Band aus Kohlenstoffstahl bei einer Gesamtlänge von 17 m auf der einen Seite um nahezu 4 mm kürzer sein kann und so stark verschoben wird, daß ein Einschneiden in die Kantenführung der erwähnten bekannten Presse auftritt. Durch die Erfindung kann jedoch eine Kompensation erfolgen, wenn ein Temperaturgefälle entlang der Breite des Bands erzeugt wird, um die relativen Kantenlängen zu ändern. Wenn beispielsweise eine Propanflamme auf die kürzere Kante des erwähnten Stahlbands mit 17 m Länge gehalten wird, würde es schnell wieder zu dem Werkstück ausgerichtet, sobald ein Temperaturgefälle von etwa + 18°C entlang der Breite des

009 8 24/ 1606

BAD ORIGINAL

Bands erzeugt wurde (der lineare Ausdehnungskoeffizient von Kohlenstoffstahl beträgt 6.33 χ 1O~⁶ in/in °F).

Fig. 1 zeigt eine automatische Steuereinrichtung. Ein Sparbrenner 12 ist angrenzend an die Umlenkstelle des Bands angeordnet, so daß die Flamme des Brenners im Bereich der linken Kante auftrifft. Der Brennstoff wird durch ein Magnetventil zugeführt, dessen Spule über einen Mikroschalter 16 gesteuert wird, der durch einen einstellbaren Grenzwertgeber 8 geöffnet oder geschlossen wird, welcher in der aus der Figur ersicht- _ liehen Weise angeordnet ist. Der Grenzwertgeber hat einen Ge-™ windestift 18 mit je einem Abgriff 22 an seinen Enden. Der Gewindestift ist an einem Hebel 24 angelenkt, welcher den Mikroschalter betätigt. Wenn das sich bewegende Band sich seitlich verschiebt und an einem der Abgriffe 22 anstößt, wird der Mikroschalter 16 geöffnet oder geschlossen, um den Sparbrenner 12 zu zünden oder zu löschen.

Die Erhitzung kann diskontinuierlich oder proportional der Größe der Verschiebung erfolgen. Auch andere Einrichtungen wie ein heißer Kontaktschuh, eine elektrische oder durch Gas beheizte leitende Platte, oder eine Infrarotlampe können zum Erhitzen des Bands Verwendung finden. Die Wärme braucht nicht nur an einem Punkt zugeführt werden. Beispielsweise kann eine W bandförmige Heizeinrichtung entlang des gesamten Bands Verwendung finden.

Die Einrichtung zur Temperatursteuerung mit dem Sparbrenner 12 kann auch auf der gegenüberliegenden Seite des Bands vorgesehen sein. Der Brenner kann auch auf einem nicht dargestellten Schwenkgerüst angeordnet sein, um wahlweise eine der beiden Kanten erhitzen zu können. Ferner kann ein gekühlter ^l Schuh oder eine andere Einrichtung zum Kühlen einer Kante des Bands anstelle der Heizeinrichtung vorgesehen sein.

Fig. 5 zeigt eine von Hand steuerbare Einrichtung für eine Presse mit einer Einrichtung 26 zum Versprühen von Wasser, um

00982 A/1506

BAO ORIGINAL

das gesamte Band auf einer zulässigen Temperatur zu halten. Die Sprüheinrichtung ist mindestens über einen der ebenen Teile des Bands gespreizt, welche zwischen den nicht dargestellten Führungseinrichtungen verläuft. Die Nachweiseinrichtung 28 für die Lage des Bands gibt ein Signal an ein Relais 30 ab, das durch die Steuereinrichtung der Presse gesteuert wird, so daß der Brenner 12 von-Hand betätigt werden kann, um das Band 2 gegebenenfalls zu erhitzen.

Wenn das Band 2 wie in Fig. 3 auf zwei parallelen Walzen angeordnet ist, tritt eine Auslenkung des Bands aufgrund einer Differenz der Kantenlängen in entgegengesetzter Richtung auf. In diesem Falle wird das Band zu seiner längeren Seite ausgelenkt. Bekanntlich muß' ein Band die Führungswalze in einer Richtung senkrecht zu deren Achse anlaufen, wenn das Band auf der Führungswalze bleiben soll. Das gekrümmte Band hat links in Fig. 3 eine kürzere Kantenlänge. Wenn die Stelle T des Bands die untere Walze 32 berührt, wird eine Verschiebung in Richtung auf den Punkt C bewirkt, also nicht zu der Stelle T¹. Obwohl alle Stellen T auf dem Band nach links zu verlaufen scheinen, wird trotzdem das Band nach rechts verschoben.

Durch Erzeugung eines Temperaturgefälles entlang der Breite des Bands kann ein stabiler Zustand erreicht werden.Es sei angenommen, daß der linken Kantenzone des Bands Wärme zugeführt wird, oder daß die rechte Kante gekühlt wird. Bei einer Wärmezufuhr wi^rd der Umriß des Bands an eine zylindrische Form angenähert, so daß es die Walze senkrecht zu deren Achse anläuft. Bei einer geeigneten Erwärmung kann deshalb ein stabiler Zustand erreicht werden. Durch eine noch stärkere Erwärmung kann das Band nach links verschoben werden.

Es ist bekannt, daß ein rotierendes Band wie das Band 2 in Fig. 3 seitlich durch Verkanten der Achse jeder Walze 32 gesteuert werden kann, wie in Fig. 4 dargestellt ist. Dabei ist jedoch das Band nicht stabil in dem Sinne, daß es seitlich verschiebbar bleibt, insbesondere in Richtung der längeren Seite.

009824/1506

Durch die Erfindung kann diese seitliche Instabilität vorteilhaft ausgenutzt werden·, beispielsweise um einen seitlichen Druck auf das Band bei großen Bandsägen auszugleichen, oder um eine zwangsläufige Verschiebung des Bands zum Sägen zu bewirken. Während des Sägens wird die Sägekante des Bands zwischen dem Holz und der Antriebswalze gestreckt, so daß das Band die Walze nicht mehr senkrecht anläuft. Dies führt zu einem Druck gegen das Holz, entweder als Gegendruck zu der Zuführung des Holzes, oder als die Antriebskraft für die Führung des Sägebands durch das Holz.

Fig. 4 zeigt koordinierte Steuereinrichtungen 34, die zum Erhitzen und/oder Kühlen der Kanten des Bands dienen können. Die Steuereinrichtungen sind an eine Einrichtung 36 angeschlossen, die auf einen Kantendetektor 28 anspricht.

In allen Fällen, in denen eine Stabilisierung eines Bands erreicht werden soll, ist darauf zu achten, daß die Temperatur des Bands unterhalb der Streckgrenze bleibt, weil bei einer Überschreitung einer derartigen Temperatur das Band beim Kühlen schrumpft, wodurch die Verschiebungstendenz verstärkt würde.

Patentansprüche

009824/1506

Claims

27. November 1969 E/St Meine Akte: W-2496

Patentansprüche

/ 1. ^/erfahren zur Steuerung der Bandführung eines endlosen V_^metallischen Bands, dadurch g e k; e η η ζ e i c h net , daß das Band (2) in einer Umfangsrichtung davon rotiert wird, und daß- ein Temperaturgefälle zwischen den Kanten des Bands erzeugt wird, um die relativen Kantenlängen während der Rotation des Bands zu ändern.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die relativen Kantenlängen so geändert werden, daß eine Verschiebungstendenz des Bands in eine seitliche Richtung davon neutralisiert wird. ...
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die relativen Kantenlängen so geändert werden, daß das Band in einer seitlichen Richtung ausgelenkt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Temperaturgefälle während des Betriebs des Bands erzeugt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß das Band durch Antriebswalzen angetrieben wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Band durch eine sich in Berührung damit bewegende Antriebsfläche rotiert wird.

009824/1506

- 10 -
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Temperaturgefälle durch Erhitzung einer Kante des Bands relativ zu der anderen Kante erzeugt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Temperaturgefälle durch Kühlung einer Kante des Bands relativ zu der anderen Kante erzeugt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Temperaturgefälle durch Erhitzen der einen Kante und durch Kühlen der anderen Kante erzeugt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch geke η η zeichnet , daß das Temperaturgefälle durch Erhitzen der einen Kante des Bands und durch gleichzeitiges Kühlen beider Kanten erzeugt wird.
11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e k e ηη ζ e i c h net durch eine Einrichtung (12) zur Erzeugung eines Temperaturgefälles zwischen den Kanten des Bands, um deren relative Länge beim Betrieb des Bands zu ändern.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung des Temperaturgefälles eine Einrichtung zur Wärmezufuhr zu einer Kante des Bands aufweist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch g e k e η η zeich η e t , daß eine Nachweiseinrichtung (18) zum Nachweis einer seitlichen Verschiebungstendenz des Bands aus der Normallage des Bands vorgesehen ist.

009824/1506
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß eine auf ein Signal von der Nachweisänrichtung ansprechende Einrichtung (14, 16) vorgesehen ist, welche die Einrichtung zur Wärmezufuhr betätigt, um eine Kante des Bands zu Kompensationszwecken zu erhitzen.
15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß eine Kühleinrichtung zum gleichmäßigen Kühlen beider Kanten des rotierenden Bands vorgesehen ist.
16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn z-eichnet , daß eine Einrichtung (12, 14, 16, 18) vorgesehen ist, die auf eine seitliche Verschiebung des Bands aus der Normallage anspricht, um zu Kompensationszwecken ein Temperaturgefälle zwischen den Kanten des Bands zu erzeugen.

009824/1506