DE2022380B2 - Spannvorrichtung fuer kontinuierlich durchlaufende baender - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für kontinuierlich durchlaufende Bänder mit zwei Spanngerüsten, deren mit unterschiedlicher Geschwindigkeit angetriebene Spannrollensätze über ein Differentialgetriebe miteinander verbunden und angetrieben sind.

'Spannvorrichtungen für kontinuierlich durchlaufende Bänder bestehen in der Regel aus zwei Spanngerüsten, über welche das zu streckende Blechband läuft. Sie finden bei Richtmaschinen, Streck- und Dressiergerüsten, Beizanlagen, Verzinkungslinien od. dgl. Verwendung. Solche Spannvorrichtungen sind zur Übertragung von Leistungen in der Größenordnung von 1000 PS und mehr ausgelegt. Zum Spannen des Bandes sind verschiedene Vorrichtungen bekannt. Bei einer bekannten Ausführung werden die Spannrollen des nachgeschalteten Spanngerüstes entsprechend dem gewünschten Streckgrad mit einer höheren Geschwindigkeit angetrieben. Hierfür sind die Spannrollen des ersten Spanngerüstes und die des zweiten Spanngerüstes durch Zahnradgetriebe starr miteinander und diese beiden Getriebeeinheiten über ein Differentialgetriebe miteinander verbunden, welches von einem Antriebsmotor beaufschlagt wird. Diese Ausführung hat jedoch den Nachteil, daß die zu streikenden Bänder innerhalb der Spanngerüste beschädigt werden, weil die Streckung des Bandes zwischen den einzelnen Spannrollen der Spanngerüste nicht ausgeglichen wird. Bei allen Spanngerüsten dieser Art findet nämlich in Abhängigkeit von dem Reibungswiderstand und den Drehmomenten an den Spannrollen eine Bandlängendehnung statt, die von der Eingangsrolle des ersten Spanngerüstes fortlaufend zunimmt. Die jeweils nachfolgende Spannrolle muß bei gleichem Rollendurchmesser zum Ausgleich deshalb immer schneller laufen. Man hat versucht, diesen Mangel durch unterschiedliche Rollendurchmesser zu vermeiden. Diese Maßnahme eignet sich jedoch nur bei immer gleichen Banddicken. Ferner sind die Rollen nicht mehr gegenseitig austauschbar und beim Nacharbeiten einer beschädigten Rolle müssen alle anderen ebenfalls nachgearbeitet werden. Ein weiterer Nachteil liegt darm, daß die Drehmomente in einer unkontrollierbaren Art und Weise auf die einzelnen Spannrollen übertragen werden. Es besteht die Gefahr, daß das gesamte Drehmoment ausschließlich von einer Spannrolle aufgenommen wird, während die anderen überhaupt keine Drehmomente erhalten. Dabei hemmen sich die Spannrollen gegenseitig und die Zahnradkupplungen sowie das Ausgleichsgetriebe werden überlastet und die ganzen Getriebeeinheiten

ίο sind schon nach sehr kurzer Betriebszeit unbrauchbar. Um das Rutschen der Bänder auf den Spannrollen zu unterbinden wurde bereits vorgeschlagen, an Stelle der starren Zahnradverbindung zwischen den Spannrollenwellen und dem Zahnradgetriebe je eine Drehmomentenrutschkupplung anzuordnen. Da diese jedoch bei Bewegung und Ruhe unterschiedliche Reibungswerte haben und auch die Temperaturen und Reibungskoeffizienten Schwankungen unterliegen, ließen sich die genannten Mangel nicht vermeiden.

Außerdem hat dieser Vorschlag den Nachteil, daß die Rutschkupplung auf einen Maximal-Leistungswert eingestellt sein muß, um beispielsweise breite und dicke Bänder zu verarbeiten. Schmalere und wesentlich dünnere Bänder lassen sich dann aber nicht mehr verarbeiten, da für diese die erforderlichen Züge und damit auch die Drehmomente geringer sind. Eine Regelmöglichkeit der Drehmomente für diese Rutschkupplungen wäre sehr umständlich, teuer und reparaturanfällig.

Bei einer weiteren Ausführung ist jeder Spannrolle ein eigener elektrischer Motor zugeordnet und die Motorsätze eines jeden Spanngerüstes werden gemeinsam so gesteuert, daß die des nachgeschalteten Spanngerüstes entsprechend den gewünschten Spannkräften ein größeres Drehmoment haben. Diese Ausführung ist jedoch in unwirtschaftlicher Weise aufwendig, kostspielig, reparaturanfällig und hat darüber hinaus den Nachteil, daß bei den erforderlichen Gleichstrommotoren ein Spannzug im Stillstand nur erzeugt werden kann, wenn die gesamte Leistung vernichtet wird. Weiterhin ist auch bekannt, in Walzstraßen aufeinanderfolgenden Walzgerüsten je einen Hydraulikmotor zuzuordnen. Diese werden von einer gemeinsamen Druckleitung in gleicher Drehrichtung angetrieben, deren Durchnußmenge mittels einer Pumpe regelbar ist. Mit dieser Parallelschaltung der Hydraulikmotoren läßt sich jedoch nur deren Geschwindigkeit regeln, nicht aber deren Drehmoment. Da alle Hydraulikmotoren in gleicher Drehrichtung beaufschlagt werden, wirken sie mit einem mehr oder weniger großen unbestimmten Drehmoment immer treibend. Schließlich ist auch eine hydraulische Regelung für den Biandzug bekannt. Bei dieser Ausführung werden die Treib- und Bearbeitungsmaschinen von je einem Hydraulikmotor mit einer eigenen Pumpe angetrieben. Die für den Bandzug erforderlichen Drehmomente werden über besondere hydraulische Regelkreise einer jeden Arbeitseinheit geregelt. Diese Ausführung ist im Aufbau umständlich, teuer und sehr reparaturanfällig und für Spanngerüste mit mehreren Spannrollenantrieben ungeeignet.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung für kontinuierlich durchlaufende Bänder mit zwei Spanngerüsten, deren mit unterschiedlicher Geschwindigkeit angetriebene Spannrollensätze durch Differentialgetriebe miteinander verbunden und angetrieben sind, derart auszubilden, daß auf einfache Art und Weise ein best-

möglicher Drehzahlausgleich zwischen den Rollen bei einer exakten Drehmomentenverteilung auf die einzelnen Rollen erzielt wird, wobei die Vorrichtung einen 'besonders einfachen und robusten Aufbau hat.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß alle spiegelbildlich entsprechenden Spannrollen beider Spanngerüste über je ein Differentialgetriebe miteinander verbunden sind.

Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß neben der erforderlichen Differentialwirimng der Rollen zueinander eine exakte Aufteilung der Spannkräfte zwischen den einzelnen Spannrollen erzielt wird. Die Spannvorrichtung hat einen besonders einfachen Aufbau mit einer gegenüber den herkömmlichen Ausführungen wesentlich größeren Lebensdauer. Die Differentialgetriebe sind vorzugsweise mit drehmomentenmäßig regelbaren Antriebsmotoren versehen. Hierdurch erhalten die miteinander über die Differentialgetriebe verbundenen Spannrollen ein ihnen zugeordnetes Drehmoment. Dieses Drehmoment und damit die auf das einliegende Band ausgeübte Spannkraft bleibt unabhängig von der Bandgeschwindigkeit aufrechterhalten. Der Fahrantrieb kann durch ein beliebiges drittes Antriebsorgan oder hinter dem letzten Streckgerüst angeordnete Antriebs- oder Bearbeitungsmaschinen ausgeführt werden. Durch die momentenmäßige Regelung entsteht zwischen den verbundenen Spannrollen eine Differentialwirkung, wobei das Band bzw. der Draht od. dgl. die Drehzahl der Rollen synchronisiert, während die Zugspannung konstant bleibt. Auch entsteht eine Differentialwirkung zwischen den Spannrollen des vorgeschalteten und nachgeschalteten Spanngerüstes, da diese nur durch die Differentialgetriebe momentengeregelt sind. Während des normalen Betriebes, bei dem die Spannung des Bandes oder Drahtes aufrechterhalten werden soll, gibt der Antrieb des Differentialgetriebes keine Leistung ab. Wird aber durch zwischengeschaltete Walzwerke, Streckgerüste od. dgl. zwischen den beiden Spanngerüsten das Band bzw. der Draht gelängt, so laufen die Spannrollen des nachgeschalteten Gerüstes um ein entsprechendes Maß schneller, wobei den Differentialgetrieben eine dem Streckgrad entsprechende Drehzahl durch die Antriebsmotore überlagert wird. — Die Drehzahl der Antriebsmotore kann als Meßgröße für den Grad der Bandlängung benutzt werden.

Vorzugsweise sind die Antriebsmotoren als Hydromotoren ausgebildet, welche von einer gemeinsamen druckgeregelten Pumpe beaufschlagt werden. Durch die Auswahl der Hydromotoren läßt sich in den Spanngerüsten eine bestimmte Staffelung der Spannkräfte vornehmen.

Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung an Hand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert, und zwar zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Spannvorrichtung,

F i g. 2 eine schematische Seitenansicht des Gegenstandes der Fig. 1,

F i g. 3 eine andere Anwendungsform und

F i g. 4 ein hydraulisches Schaltschema für die Spannvorrichtung !gemäß Fig. 1.

Die Spannvorrichtung besteht im wesentlichen aus zwei Spanngerüsten 1 und 2, denen beim Ausführungsbeispiel je zwei Spannrollen 3, 4 bzw. 5, 6 zugeordnet sind.

Es sind alle spiegelbildlich einander entsprechenden Spannrollen beider Spanngerüste über je ein Differentialgetriebe miteinander verbunden. Beim Ausführungsbeispiel sind also die Spannrolle 3 und die Spannrolle 6 einerseits und die beiden Spannn rollen 4 bzw. 5 andererseits über ein Differentialgetriebe miteinander verbunden. Die Spannrollen 3 und 6 sind über ein Kegelgetriebe 7, 8 an ein Differentialgetriebe 9 angeschlossen und die Spannrollen 4, 5 über Kegelräder 11,12 an ein Differentialgetriebe 13. Die Differentialgetriebe 9,13 werden über Zahnräder 23, 24

ίο von Antriebsmotoren 10, 14 beaufschlagt, die als drehmomentenmäßig regelbare Hydromotoren ausgebildet sind. Wie F i g. 4 zeigt, werden beide Hydromotoren 10,14 von einer gemeinsamen druckgeregelten Pumpe 15 beaufschlagt, die unter Aufrechterhaltung des Druckes Flüssigkeit zuführen ( + ) oder abführen {—) kann. An Stelle der druckgeregelten Pumpe kann natürlich auch eine konstant fördernde Pumpe und ein regelbares Druckventil verwendet werden. Die Hydromotoren 10,14 halten das

zo bei der Leistungsübertragung von einer Spannrolle auf die andere entstehende Drehmoment an den innen und außen verzahnten Hohlrädern 21, 22 der Differentialgetriebe im Gleichgewicht. Die Motoren drehen nur vorwärts oder rückwärts, wenn eine Differentialwirkung — z. B. durch ungleiche Trommeldurchmesser —· erforderlich ist. Da das Differentialgetriebe eine Untersetzung der Sonnenraddrehzahl zur PIanetenstegdrehzahl besitzt, muß eine entsprechende Übersetzung des Winkelgetriebes 8 bzw. 12 die Gesamtübersetzung wieder auf i = 1 zurückführen.

Die vorstehend beschriebene Spannvorrichtung kann auf verschiedene Art und Weise benutzt werden: Es besteht einmal die Möglichkeit, zwischen den Streckgerüsten 1, 2 ein Band 16 auf ein vorbestimmtes Maß zu spannen. Der Bandeinlaufsteil 17 ist beispielsweise einem Vorzug von 2 t ausgesetzt. Er umläuft die Spannrolle 3. Das Band läuft dann weiter um die Spannrolle 4. Zwischen beiden Spannrollen 3 und 4 soll der Bandabschnitt 18 beispielsweise auf 6 t erhöht werden. Die Spannrolle 3 muß deshalb ein einem Zug von 4 t entsprechendes Drehmoment aufbringen. Soll das Band 16 zwischen den Spannrollen 4 und 5 beispielsweise auf 18 t Zugspannung gebracht werden, so müssen diese Rollen ein Drehmoment, das 12 t Zug entspricht, aufbringen. Bei dem Spanngerüst 2 wird zwischen den Spannrollen 5 und 6 der Bandzug im Bandabschnitt 19 wieder auf 6 t verringert und das auslaufende Bandexide 20 hat dann wieder eine Spannung von 2 t. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Drehmomente der beiden Überlagerungsgetriebe wie 1: 3 gestaffelt. Bei entsprechender Staffelung der Überlagerungsantriebe können beide Hydromotoren an eine gemeinsame Druckleitung angeschlossen werden, so daß der Verspannzug in einfacher Weise durch die Regelung des hydraulischen Druckes erfolgen kann.

Jede Spannrolle überträgt in vorteilhafter Weise das ihr zugeordnete Drehmoment genau. Auch hat jede Spannrolle zu allen anderen Spannrollen eine Differentialwirkung. Alle Spannrollen werden durch das Band, den Draht oder ein anderes durchlaufendes Element miteinander synchronisiert.

Sofern zwischen den Spanngerüsten 1, 2 eine Bearbeitungsmaschine angeordnet ist, welche eine Längung des Bandes herbeiführt, wird im Spanngerüst 2 das einwirkende Drehmoment des Differentialgetriebes für einen entsprechend schnelleren Rollenlauf Sorge tragen. Hierbei bleibt aber die eingestellte

Spannkraft immer erhalten. Der Bandantrieb kann entweder durch eine Bearbeitungsmaschine oder durch eine Aufwickelvorrichtung vorgenommen werden.

Die neuartige Spannvorrichtung ist aber auch geeignet, ein vorgespanntes Band zwischen den beiden Spanngerüsten auf einen niedrigeren Spannungszustand oder spannungslos einzustellen. Diese Ausführungsform ist schematisch in F i g. 3 dargestellt. Die jeweils spiegelbildlich entsprechenden iSpannrollen 3, 6 und 4, 5 verringern in umgekehrter Weise die Spannkräfte des einlaufenden Bandes 17 und der Zwischenbandbereiche 18,19, so daß das Band 16 selbst ,spannungslos ist. Eine solche Anwendung bietet sich beispielsweise dort an, wo das Band spannungslos durch eine Bearbeitungsvorrichtung, beispielsweise einen Ofen, durch Bäder, od. dgl. durchgezogen werden soll. Auch läßt sich eine solche Anwendung dort vornehmen, wo besondere Meß-, Prüfungs- oder Bearbeitungsvorgänge notwendig sind.

Der technische Aufbau dieser Ausführung ist aber der gleiche, lediglich daß die Momentenrichtungen umgekehrt sind.

Es besteht die Möglichkeit, die einzelnen Spanngerüste mit drei, vier oder mehr Spannrollen auszurüsten. In diesem Fall werden aber ebenfalls sämtliche spiegelbildlich einander entsprechenden Spannrollen beider Spanngerüste über je ein Differentialgetriebe miteinander verbunden. Auch besteht die Möglichkeit, diese Vorrichtung für alle bandartig durchlaufenden Werkstoffe, wie Drähte, Textilien od. dgl. zu verwenden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Spannvorrichtung für kontinuierlich durchlaufende Bänder mit zwei ,Spanngerüsten, deren mit unterschiedlicher Geschwindigkeit angetriebene Spannrollensätze über ein Differentialgetriebe miteinander verbunden und angetrieben sind, dadurch ge kenn !zeichnet, daß alle spiegelbildlich entsprechenden Spannrollen (3, 6; 4, 5) beider Spanngerüste (1, 2) über je ein Differentialgetriebe (9; 13) miteinander verbunden sind.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Differentialgetriebe (9; 13) mit drehmomentenmäßig regelbaren Antriebsmotoren (10,14) versehen sind.

3. Spannvorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmotoren (10, 14) als Hydromotoren ausgebildet sind, welche von einer gemeinsamen druckgeregelten Pumpe (15) beaufschlagt werden.