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Bandumlenkvorrichtung Die Erfindung betirfft eine Bandumlenkvorrichtung
zum Umlenken von Metallbändern zwischen aufeinanderfolgenden Behandlungsstationen.
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In einer Bandbehandlungsanlage für Blechbänder ist die Bewegungsrichtung
des Bandes normalerweise auf einen geradlinigen Bereich zwischen der Abwicklung
für das Rohband und der Aufwicklung fUr das Fertigband beschränkt, wobei sich dieser
Bereich in einer Richtung senkrecht zwischen Aufwicklung und Abwicklung erstrecken
kann. Eine Erweiterung und Abwandlung der Bandbehandlungsanlage und insbesondere
eine Erweiterung der Bearbeitungsstationen ist nur möglich, indem der Abstand zwischen
Abwicklung und Aufwicklung vergrößert wird. Da in zunehmendem Umfang eine kontinuierliche
Bandbehandlung zur Anwendung kommt, um Arbeitszeit und Investitionskosten einzusparen
und um andererseits die Leistungsfähigkeit der Anlage zu vergrößern, ist eine Erweiterung
der Bearbeitungsstrecken unumgänglich.
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Eine Erweiterung der Bearbeitungsstrecken bedeutet eine Erweiterung
der Betriebsfläche. Damit wird eine unwirtschaftlich große Anzahl von Bedienungspersonen
und ein unwirtschaftlich großes Gebäude für die gesamte Bandbehandlungsanlage notwendig.
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Dieses bringt Schwierigkeiten mit sich und treibt die Investitionskosten
in die Höhe.
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Bei der Lösung dieser Probleme benötigt man Bandumlenkvorrichtungen,
die
eine Umlenkung der Bandlaufrichtung innerhalb einer Ebene ermöglichen, damit die
Bandbehandlungsanlage gedrängt aufgebaut werden kann, wobei die Bearbeitungsstrecken
L-förmig, U-förmig, C-förmig oder in anderer Weise ausgelegt werden.
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Für Änderung der Bewegungsrichtung eines Bandes innerhalb der Bearbeitungsstrecke
in einer Ebene kennt man eine Schleifenbildung. Diese Arbeitsweise ist jedoch für
eine Anlage mit hoher Laufgeschwindigkeit nicht geeignet, da die Schleifenform auf
eine bestimmte Gestalt beschränkt ist und daß das Band innerhalb der Schleife spannungsfrei
behandelt wird. Zur Änderung der Bandlaufrichtung innerhalb einer Ebene kennt man
auch die Anwendung einer Kegelwalze, über deren Umfang das Band geführt wird. Diese
Arbeitsweise ist bei der Herstellung von Bändern mit hochwertiger Oberfläche nicht
zulässig, weil leicht Kratzer in der Bandoberfläche infolge des Gleitens zwischen
Band und Oberfläche der.Kegelwalzeerzeugt werden.
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Ferner ist eine Umlenkung des Bandes in einer Ebene durch Anwendung
einer Schraubenbahn für das Band möglich, wobei zahlreiche Leitrollen erforderlich
sind. Auch hier können leicht Kratzer in der Bandoberfläche infolge des Gleitens
zwischen Band und Leitrollen auftreten.
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Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Bandumlenkvorrichtung,
die das Band ohne Belastung der Oberfläche umlenkt. Dabei soll eine Richtungsänderung
des Bandlaufs unter jedem gewünschten Winkel innerhalb einer Ebene möglich sein.
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Die Bandumlenkvorrichtung soll keinen Einschränkungen hinsichtlich
der Bandgeschwindigkeit unterliegen.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst,-daß eine drehbare
Trommel mit ihrer Achse geneigt zur Laufrichtung des zulaufenden Bandes ausgerichtet
ist und das Band auf eine unter einem Steigungswinkel gegenüner dem Umfangsbogen
ansteige-den, schraubenförmigen Bahn längs eines Umschlingungsbogens aurnimmt und
daß auf dem Trommelmantel in Umfangsrichtung nebeneinander
und
in Achsrichtung der Trommel verschiebbar mehrere Führungsstücke angeordnet sind,
damit das Band entsprechend dem Steigungswinkel und dem Umschlingungsbogen unter
den gewünschten Winkel abgelenkt wird.
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Die Bandumlenkvorrichtung nach der Erfindung ermöglicht eine gleitfreie
Führung des Bandes bei der Umlenkung, so daß die Bandoberfläche schonend behandelt
wird. Kratzer auf der Bandoberfläche können nicht entstehen. Es ist eine Umlenkung
der Laufrichtung des Bandes um jeden gewünschten Winkel möglich.
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Die Bandumlenkvorrichtung nach der Erfindung ermöglicht eine wesentliche
Verkürzung der Länge einer Bandbehandlungsanlage.
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Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die Erfindung wird anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme
auf die anliegenden Zeichnungen erläutert, in denen darstellen: Fig. 1 ein Schemabild
der Bandumlenkvorrichtung nach der Erfindung, Fig. 2 eine Abwicklung der schraubenförmigen
Bewegungsbahn des Bandes, Fig. 3 eine Ausführungsforin einer Bandumlenkvorrichtung,
Fig. 4 eine Zerlegung der Bandgeschwindigkeit, Fig. 5 eine schematische Darstellung
der Führung für die Führungsstücke, Fig. 6 eine Abwicklung der Führung, Fig. 7a
Darstellungen der jeweiligen Verschiebung der ...7c Führungsstücke bzw. Gleitstücke,
Fig. 8 eine teilweise aufgebrochene Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 9 einen teilweise vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 8 Fig. 10 eine Stirnansicht
zu Fig. 9, Fig. 11 eine abgewandelte Ausführungsform der Bandumlenkvorrichtung
nach
der Erfindung, Fig. 12 einen vergrößerten Schnitt nach der Linie Y-Y in Fig. 11,
Fig. 13 eine weitere Ausführungsform der Erfindung, Fig. 14- Blockdarstellungen
verschiedener Bandbehand-19 lungsanlagen mit Bandumlenkvorrichten nach der Erfindung.
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Nach dem in Fig. 1 dargestellten Grundgedanken der Erfindung bewegt
sich ein Band 2 auf einer schraubenförmigen Bahn über den Mantel einer drehbaren
Trommel 1. Der Umschlingungsbogen des Bandes 2 auf dem Mantel der Trommel 1 reicht
vom Punkt A zum Punkt B, so daß in diesem Fall der Umschlingungswinkel 3600 beträgt.
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Das Band 2 bewegt sich in Pfeilrichtung 1 oder mund legt sich damit
unter Spannung am Umfang der Trommel 1 an. Wenn die Trommel 2 nicht gedreht wird,
würde das Band 2 über die Oberfläche des Mantels der Trommel 1 gleiten. Jedoch wird
die Trommel 1 um die Drehachse 3 in Richtung des Drehpfeils n gedreht und gleichzeitig
in axialer Richtung in Pfeilrichtung p verschoben. Wenn die Umfangsgeschwindigkeit
V2 des Mantels der Trommel 1 und die axiale Geschwindigkeit V1entsprechend der Bewegungsgeschwindigkeit
V des Bandes und dem Steigungswinkel a unter dem das Band 2 gegenüber der Umfangsrichtung
auf den Mantel der Trommel 1 aufläuft, festgelegt wird, kann sich das Band 2 ohne
Gleitbewegung gegenüber der Oberfläche der Trommel 1 auf der Schraubenbahn bewegen.
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Da das Band 2 die Trommel 1 unter einem Winkel von 360°auf einer Schraubenbahn
umschlingt, liegen die Endpunkte A und B des Umschlingungsbogens auf der gleichen
Erzeugenden des Mantel der Trommel 1. Die Abwicklung der Trommel 1 durch Aufschneiden
an dieser Erzeugenden ist in Fig. 2 dargestellt. In der Zeichnun gibt die die Punkte
A und B verbindende, strichpunktierte Linie die Bahn in der Mittel des Bandes 2
an, das um den Mantel der Trommel 1 gewickelt ist. Wenn die Trommel 1 aufgeschnitten
und
in eine Ebene abgewickelt ist, ist diese Abwicklung der Schraubenbahn des Bandes
2 eine Gerade A-B gemäß Fig. 2.
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Damit sich das Band 2 kontinuierlich in Pfeilrichtung 1 bzw. m ohne
Gleiten auf der Oberfläche der Trommel 1 bewegen kann, muß die Trommel 1 unendlich
in axialer Richtung ausgedehnt sein.
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Die Erfindung bringt eine Lösung dieser Forderung, die an einer ersten
Ausführungsform nach Fig. 3 erläutert wird. Auf einer Trommel 1 ist die Bahn eines
Bandes 2 angegeben. Die Trommel 1 ist um eine Drehachse 3 drehbar und trägt eine
Mehrzahl von in axialer Richtung verschiebbaren Führungsstücken 4, die hier als
Gleitstücke ausgebildet sind. Unabhängig von der Trommel 1 steht demTrommelumfang
eine fest angeordnete Führung 5 zur Steuerung der Verschiebung der Fhhrungsstücke
in axialer Richtung gegenüber. Jedes Führungsstück oder Gleitstück ist in einer
Gleitnut geführt, so daß eine entsprechende Anzahl von Gleitnuten auf dem Trommelmantel
angeordnet sind. Jeweils Führungsstifte 7 eines Führungsstücks 4 reichen mit ihren
Enden in die Führung 5 hinein so daß dadurch das Führungsstück geführt ist. Das
Band 2 läuft unter einem Steigungswinkel a in eine Schraubenbahn ein, der Steigungswinkel
a ist der Winkel, den das Band 2 am Auftreffpunkt auf den Mantel der Trommel 1 mit
der Tangente an einen Umfangsbogen einschließt. Das Band 2 liegt an dem Mantel der
Trommel 1 zwischen dem Auflaufpunkt A und dem Ablaufpunkt B an.
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Die Pfeile 1 und m gebende Bewegungsrichtung des zulaufenden bzw.
ablaufenden Bandes an. Der Pfeil angibt die Drehrichtung der Trommel 1 an. Die Pfeile
p und r geben die Verschiebungsrichtung der Gleitstücke in axialer Richtung einerseits
innerhalb des Umschlingungsbereichs des Bandes und andererseits innerhalb des nichtumschlungenen
Bereichs der Trommel an.
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Nach Fig. 4 wird die Geschwindigkeit a des Bandes 2 in eine Komponente
a2 in Umfangsrichtung der Trommel 1 und in eine Komponente a1 in Achsrichtung der
Trommel 1 zerlegt. Der Steigungswinkel a ist der Winkel, den das auf die Trommel
auSlaufende Band mit einem Umfangsbogen einschliept. Die Trommel 1 nach
Fig.
3 wird von einem Gleichstrommotor oder einem anderen Antriebsmittel angetrieben.
Wenn die Geschwindigkeit des Bandes 2 den Wert a hat, soll die Trommel 1 mit einer
Umfangsgeschwindigkeit a2= a cos a'angetrieben werden. Die Führungsstücke 4 sitzen
jeweils in Gleitnuten 6, die über den Mantel der Trommel 1 verteilt sind, so daß
die Führungsstücke 4 in axialer Richtung verschiebbar; Jedoch in Umfangsrichtung
fest mit der Trommel verbunden sind. Die Führungsstücke 4 stehen mit ihren Kopfflächen
über den Umfang des Mantels der Trommel 1 vor, so daß sie bei der Drehung der Trommel
1 eine Zylinderfläche bilden.
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Die Führungsstücke 4 wirken mit der Führung 5 zusammen, die fest und
unabhängig von der Trommel 1 angeordnet ist, so da die Führung 5 an der Drehung
der Trommel 1 nicht teilnimmt. Die Führung 5 kann eine beliebige Führung für die
Führungsstücke 4 an beiden Enden oder an jeweils einem Ende derselben darsten.
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Die Führung kann auch schleifenförmig aufgebaut sein.
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Unter den dargestellten Verhältnissen läuft das Band im Punkt A auf
den Mantel der Trommel 1 in der Pfeilrichtung 1 auf, umschlingt den Trommelmantel
auf einer Schraubenbahn und läuft im Punkt B von dem Trommelmantel ab. Die Auflaufgeschwindigkeit
beträgt A, so dae die Komponente in Umfangsrichtung des Trommelmantels a2 = a cos
a ausmacht. In diesem Fall wird die Trommel 1 so angetrieben, daß die Umfangsgeschwindigkeit
n dieser Geschwindigkeitskomponente a2 gleich ist. Die Geschwindigkeitskomponente
des Bandes 2 in Richtung der Drehachse 3 der Trommel 1 ist a1= a sin a. Im Bereich
des schraubenförmigen Umschlingungsbogens des Bandes 2 zwischen den Punkten Auid
B werden die Führungsstücke 4 durch die Führung 5 mit dieser Geschwindigkeit al
in Richtung der Drehachse 3 der Trommel 1 bewegt. Die Führung 5 muß im Bereich des
schraubenförmigen Umschlingungsbogens des Bandes 2 auf den' Steigungswinkel a des
Bandes 2 ausgerichtet sein. Das zum punkt A'unter dem Auflaufwinkel oder Steigungswinkel
a auf ejil Fiihmwgsstiick 4 auflaufende Band wird unter axialer Verschiebung desselben
zum Ablaufpunkt B mitgenommen, ohne dap ein Gleiten gegenüber dem Führungsstückauftritt.
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Hierdurch erhält man die gewtinsohte Umlenkung des Bandes 2. Im
Ablaufpunkt
B kommen die Führungsstücke 4 nacheinander von dem Band 2 frei und werden durch
die Führung 5 bei der weiteren Drehung der Trommel in Pfeilrichtung r nach Fig.
3 zum Ausgangspunkt zurückgeführt, wobei eine entsprechende Abbremsung und Beschleunigung
der Führungsstücke oder Gleitstücke erfolgt.
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Fig. 5 zeigt den Verlauf der Führung 5, die fest und unabhängig gegenüber
der Trommel 1 angeordnet ist. Fig. 5 stellt eine Ansicht senkrecht zur Drehachse
der Trommel 1 dar. Die Bahn 5 gibt die jeweilige Mitte der Gleitstücke 4 weder.
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Fig. 6 ist eine Abwicklung dieser Bahn, wo A den Auflaufpunkt des
Bandes, B den Ablaufpunkt des Bandes und C einen mittleren Punkt der Rückführungsstrecke
darstellt. In Fig. 6 sind auf der x-Achse der Drehwinkel und auf der y-Achse der
Verschiebungsweg eines Gleitstücks 4 in axialer Richtung der Trommel 1 angegeben.
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Der Ursprung des Koordinatensystems in Fig. 6 ist der Punkt A in Fig.
5. Die Gleitstücke 4 bewegen sich zwischen den Punkten A und B mit einer Geschwindigkeit
in axialer Richtung der Trommel, die der axialen Geschwindigkeitskomponente des
Bandes gleich ist. In diesem Bereich umschlingt das Band 2 den Mantel der Trommel
1 auf einer Schraubenbahn, die sich als gerade Linie zwischen den Punkten A und
B in Fig. 6'abbildet. Wenn man die Bewegungsgeschwindigkeit des Bandes konstant
hält, ergibt sich eine gleichförmige axiale Bewegung der Gleitstücke 4 zwischen
den Punkten A und B. Infolgedessen wird auf die Gleitstücke keine Beschleunigungskraft
von der Führung 5 übertragen.
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Der Reibungswiderstand der Gleitstücke soll zur Vereinfachung vernachlässigt
werden. Nachdem die Gleitstücke den Punkt B erreichen, kehren sie über den Punkt
C nach dem Ausgangspunkt A zurück. Da das Band in diesem Bereich zwischen B und
A nicht an dem Mantel der Trommel 1 anliegt, kann die Bewegung der Gleitstücke 4
in axialer Richtung frei ausgewählt werden. Wenn man einen durch die gestrichelte
Linie in der Zeichnung angedeuteten Rückführungsweg B-C-A bilden würde, würde auf
die Gleitstücke keine Kraft von der Führung 5 in diesen Bereich übertragen, weil
die Bewegung der Gleitstücke 4 innerhalb dieses Bereichs gleichförmig ist. Jedoch
ist dann eine nahezu momentane
Bewegungsumkehr der Gleitstücke in
den Punkten B und A erforderlich, so daß sich hieraus hohe Stoßbelastungen zwischen
der Führung 5 und den Gleitstücken 4 ergeben. Die Größe der Stoßbelastung ist umgekehrt
proportional zu der Laufgeschwindigkeit und direkt proportional zum Gewicht der
Gleitstücke 4 sowie zu der Größe der Geschwindigkeitsänderung. Im Hinblick auf die
Festigkeit der Gleitstücke 4 und der Führung 5 sollen die Stoßbelastungen so klein
wie möglich sein. Da die Geschwindigkeit und das Gewicht der Gleitstücke durch äußere
Faktoren festgelegt sind, muß die Dauer für die Bewegungsumkehr der Gleitstücke
4 vergrößert oder die Beschleunigung verkleinert werden, damit auch die Stoßbelastung
abnimmt. Deshalb soll die Anordnung so getroffen werden, daß der gesamte Bereich
von B über C nach A durch Beschleunigungs- und Verzögerungsabschnitte in positiver
und negativer y-Richtung überdeckt ist. Dabei erfolgt im 3 mach zwischen B und C
eine verzögerte Bewegung und im BereuhcC-und A eine beschleunigte Bewegung. Die
von der Führung 5 auf die Gleitstücke 4 übertragene Kraft F soll nicht stoßartig
auftreten, die Kraft F soll sich nicht unstetig ändern. Demzufolge soll sich die
Beschleunigung A der Gleitstücke 4 längs der Kurve B-C-A kontinuierlich ändern.
Dieses gilt für den gesamten Bereich B-C-A einschließlich der beiden Anschlußpunkte
A und B für den Bereich der gleichförmigen Bewegung. Jedenfalls muß sich die Kurve
B-C-A stetig an den geradlinigen Abschnitt A-B in den Endpunkten A und B anschließen.
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Wenn die Kurve B-C-A als Polynom y = f(x) innerhalb des Koordinatensystems
der Fig. 6 dargestellt wird, so kann man ein Polynom 2. Ordnung für die Beschleunigung
tin Abhängigkeit von dem Drehwinkel der Gleitstücke ansetzen. In diesem Fall erhält
man in den Punkten B, C und A nach Fig. 7a einen Sprung der Beschleunigung, so daß
die Gleitstücke 4 einen Stoß erfahren.
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Wenn man für die Funktion y = f(x) ein Polynom 3. Ordnung ansetzt,
ergibt sich ein Sprung der Beschleunigung t in den Punkten B und A gemäß Fig. 7b,
so daß auch in diesem Fall auf die Gleitstücke 4 Stoßkräfte einwirken.
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Wenn andererseits die Funktion y = f(x) durch ein Polynom von höherer
als 4. Ordnung dargestellt wird, ist die Anderung der Beschleunigung t stetig, so
daß keine Stoßbelastungen auf die Gleitstücke einwirken. Fig. 7c zeigt die Beschleunigung
für ein Polynom y = f(x) 4. Ordnung. Danach ändert sich die Beschleunigung t innerhalb
des gesamten Bereichs stetig.
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Die Fig. 8 bis 10 zeigen Einzelheiten einer Ausführungsform einer
Bandumlenkvorrichtung nach der Erfindung. Ein zylindrischer Trommelmantel 12 einer
Trommel 11 trägt auf seiner Aupenfläche 24 schienenartige Gleitschienen 13, die
sich in axialer Richtung der Trommel 11 erstrecken. Diese Gleitschienen 13 sind
gleichabständig in Umfangsrichtung jeweils mit einem Winkelabstand von 150 verteilt
und am Trommelmantel mit Schrauben 14 gehalten. Der sich in axialer Richtung erstreckende
Spalt zwischen zwei Gruppen von Gleitschienen 13 wird als Gleitnut 15 für ein Gleitstück
31 benutzt.
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Die Welle 18 reicht durch die Trommel 11 hindurch und ist an beiden
Enden in Lagern 20 aufgenommen, die auf einem Rahmen 19 abgestützt sind. An ein
Stirnende der Welle 18 ist über ein Untersetzungsgetriebe 22 ein Motor 23 angekoppelt.
Das Untersetzungsgetriebe 22 und der Motor 23 sind ebenfalls auf dem Rahmen 19 befestigt.
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Die Führung 24 umfaßt zwei Profilringe 25, die jeweils als Hohlzylinder
ausgebildet sind und die Umfangsfläche der Trommel 11 umschließen. Die beiden Profilringe
25 sind im Abstand voneinander angeordnet und bilden dadurch eine Führungsbahn 26,
in die die Gleitstücke 31 eingesetzt sind. Jeder Profilring 25 stützt sich über
einen Tragbock 28 an dem Rahmen 19 ab. Die Oberseiten der Profilringe 25 sind durch
eine Traverse 29 miteinander verbunden. Die Führungsbahn 26 dient zur Führung der
Gleitstücke 31 in Axialrichtung der Trommel 11. Die Lauffläche 27 der Führungsbahn
26 ist so profiliert, daß sie auf der Schleifenbahn A-B-C-A der Fig. 5 verläuft.
Im jeweiligen Endbereich der Führung 24 sind scheibenförmige Schildplatten 30
vorgesehen,
die zur Abstützung von Lagern 21 dienen, die den Mittelteil der Welle 18 abstützen.
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Das Gleitstück 31 ist schienenförmig ausgebildet und greift mit seinem
Fußteil in die Gleitnut 15 ein. 24 Gleitstücke 31 bilden mit ihren Kopfflächen 32
eine Zylindermantelfläche um die Welle 18 der Trommel 11 als Zylinderachse. An beiden
Enden jedes Gleitstücks 31 befindet sich ein senkrecht zur Kopffläche 32 ausgerichteter
Bolzen 33, auf dem frei drehbar eine Laufrolle 34 sitzt. Die Laufrolle 34 liegt
an der Lauffläche 27 der Führungsbahn 26 an, so daß sie sich bei der Drehung der
Trommel 11 längs dieser Lauffläclie 27 bewegt. Dadurch wird eine sehr geringe Reibung
für die Führung der Gleitstücke 31 an der Führungsbahn 26 sichergestellt.
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Außerdem trägt das Gleitstück 31 senkrecht zur Kopffläche 32 ausgerichtete
Bolzen 35, auf denen jeweils eine Laufrolle 36 etwa in halber Höhe des Gleitstücks
31 frei drehbar gelagert ist. Die Laufrolle 36 ist in Anlage an den Laufflächen
von zwei einander benachbarten, in axialer Richtung der Trommel ausgerichteten Gleitschienen
13. In Längsrichtung jedes Gleitstücks 31 sind jeweils zwei Gruppen aus einem Bolzen
35 und einer Laufrolle 36 vorgesehen. Im Fußbereich trägt das Gleitstück 31 Bolzen
37, die jeweils senkrecht zu den Seitenflächen vorstehen und eine frei drehbare
Laufrolle 38 aufnehmen. Diese Laufrolle 38 befindet sich in Eingriff mit einer oberen
und unteren inneren Lauffläche 17 in einer Seite einer Gleitschiene 13. Es sind
jeweils vier Gruppen aus Bolzen 37 und Laufrolle 38 auf verschiedenen Seiten des
Gleitstücks 31 in Längsrichtung verteilt. Die verschiedenen Rollen 36 und 38 sind
jeweils an den Laufflächen 16 und an der oberen und inneren Lauffläche 17 der Gleitschiene
13 in Anlage, so daS das Gleitstück bei der Drehung der Trommel 11 in axialer Richtung
derselben frei verschiebbar ist.
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Mit dieser Anordnung läuft das Band schraubenlinienförmig über die
Gleitstücke 31 der Trommel 11. Die Trommel 11 wird durch den
Motor
23 mit der erforderlichen Drehzahl angetrieben. Die Gleit stücke 31 drehen sich
zusammen mit der Trommel 11 und verschieben sich unter der Einwirkung der Führungsbahn
26 in axialer Richtung der Trommel 11 hin und her. Die Anzahl der Gleitstücke 31
beträgt 24; die Anzahl der Gleitstücke ist jedoch nicht Gegenstand der Erfindung.
Auch Anzahl und Anordnung der Laufrollen 36 und 38 können gegenüber der obigen Beschreibung
abgewandelt werden.
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Die Bandumlenkvorrichtung nach der Erfindung erlaubt einen maximalen
Umschlingungsbogen von 3600. Im praktischen Betrieb kommen Umschlingungsbogen zwischen
OO und 2700 zur Anwendung.
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Nach Fig. 1 bedeutet ein Umschlingungsbogen von 3600, daß das ablaufende
Band 2 in gleicher Richtung wie das zulaufende Band weiterläuft, jedoch mit seitlicher
Versetzung. Für einen Umschlingungsbogen von 180° verläßt das Band 2 die Trommel
1 in einer Ebene parallel zu der Auflaufebene und unter einem Winkel von 2 a zwischen
dem auflaufenden Band und dem ablaufenden Band. Wenn im Allgemeinfall der Umschlingungsbogen
die Größe P hat, bewegen sich das auflaufende und das ablaufende Band in Ebenen,
die einander unter dem Winkel ß schneiden.
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Infolgedessen kann man die Richtung des ablaufenden Bandes durch einstellung
des Steigungswinkels a bzw. des Auflaufwinkels und des Umschlingungsbogens ß einstellen.
Das Band 2 kann von der Trommel in einer beliebigen Richtung ablaufen, die innerhalb
eines weiten Bereiches auswählbar ist, indem man mehr als zwei Gruppen von Umlenktrommeln
zum Einsatz bringt. Damit die Auflaufrichtung parallel zur Ablaufrichtung ist, muß
man zwei Trommeln einsetzen, deren Achsen unter einem Winkel von 1800 angeordnet
sind, um Schwierigkeiten zu entgehen.
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Nach Fig. 3 hat die Trommel 1 eine Mantelfläche aus einer grobenAnzahl
von in axialer Richtung verschiebbaren Gleitstücken 4. Bei der Drehung der Trommel
1 werden die Gleitstücke in axialer Richtung der Trommel hin- und herbewegt, damit
das Band 2 auf den Gleitschienen 4 in einer schraubenförmigen Umschlingungsbahn
geführt wird. Man kann auch andere
Einrichtungen anstelle der Trommel
mit einer Führung 5 verwenden, um die Gleitstücke hin- und herzubewegen.
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Die Fig. 11 und 12 zeigen eine weitere Bandumlenkvorrichtung nach
der Erfindung, wo auf dem Mantel einer drehbaren Trommel 41 in Axialrichtung der
Trommel 41 bewegbare Ketten 43 angeordnet sind, die innerhalb des Trommelmantels
zurücklaufen.
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Diese Ketten erstrecken sich über den gesamten Mantel der Trommel
41 und laufen über Kettenränder 44. Der Antrieb erfolgt durch ein Kettenrad 45 oder
eine Spannrolle.
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Bei dieser Ausführungsform hat die Bewegungsgeschwindigkeit der endlosen
Kette 43 in axialer Richtung der Trommel 41 den Wert a1 nach Fig. 4. Die Umfangsgeschwindigkeit
der Trommel ist der Geschwindigkeitskomponente a2 des Bandes in Umfangsrichtung
gleich, also a2 = a cos a. Die Geschwindigkeitskomponente a1 des Bandes in Axialrichtung
der Trommel und die Bewegungsgeschwindigkeit der Kette haben beide den Wert al a
sin a.
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Infolgedessen bewegen sich das Band 2 und die Kette in Axialrichtung
der Trommel 41 bei der schraubenförmigen Bewegung des Bandes 2 um die Trommel 41.
Da die Kette 43 mit dieser Geschwindigkeit a1 in Axialrichtung der Trommel 41 angetrieben
werden muß, wird das Kettenrad 45 durch einen Motor entsprechend der Geschwindigkeit
a1 angetrieben. Wenn der Bandquerschnitt so groß ist, daß er eine ausreichende Spannungsbelastung
aufnehmen kann, kann die Kette 43 auch durch die zwischen dem Band 2 und der Kette
43 wirksame Reibung in Axialrichtung der Trommel mitgenommen werden, so dap ein
Antrieb des Kettenrades 45 nicht erforderlich ist. Die Kette 43 kann auch als Band
ausgebildet sein.
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Wenn das Band schraubenförmig über den Mantel der Trommel 41 unter
dem Steigungswinkel am Auflaufpunkt und auf dem jeweiligen Umschlingungsbogen läuft,
wird die Trommel 41 durch die Bandspannung aufgrund von Reibung zwischen den Berührungsflächen
zwischen Kette 43 und Band mitgenommen. Die Trommel 41 kann bei Bedarf durch einen
Gleichstrommotor oder in anderer
Weise in Beziehung zur Bewegungsgeschwindigkeit
des Bandes angetrieben werden.
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Fig. 13 zeigt eine weitere Ausführungsform der Bandumlenkvorrichtung
nach der Erfindung. Außerhalb des Mantels der Trommel 51 befinden sich Gleitstücke
54, die sich in axialer Richtung der Trommel erstrecken. Dabei sind jeweils satzweise
zwei Hydraulikzylinder 56 an je einem Steg 53 befestigt, der an der Trommel 51 gehalten
ist. Die Stellstange57 eines jeden Hydraulikzylinders 56 ist über ein Koppelstück
55 mit einem Ende des Gleitstücks 54 verbunden; das Koppelstück 55 reicht durch
einen Spalt 52 der Trommel 51 hindurch. Es sind zahlreiche Sätze aus einem Gleitstück
54 und Hydraulikzylindern 56 in gleichem Abstand zueinander über den Umfang der
Trommel 51 verteilt. Die Drehung der Trommel 51 und die Hin- und Herbewegung der
Gleitstücke 54 werden in der zuvor beschriebenen Weise auf die Bewegungsgeschwindigkeit
des Bandes und den Steigungswinkel im Auflaufpunkt abgestimmt, damit zwischen der
Oberfläche der Gleitstücke 54 und dem Band 2 kein Gleiten auftritt.
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In diesem Fall muß man die Stellung eines jeden Gleitstücks in axialer
Richtung der Trommel 51 in Abhängigkeit von dem Drehwinkel des Gleitstücks um die
Trommelachse steuern. Da die Stellung des Gleitstücks 54 in axialer Richtung der
Trommel durch den Drehwinkel des Gleitstücks 54 bestimmt ist, kann man eine Profilkurvensteuerung
zur Steuerung der Stellung eines jeden Gleitstücks 54 anwenden.
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Die Trommel stellt einen Träger zur Drehung der Gleitstücke dar, die
auf dem Trommelmantel befestigt sind. Infolgedessen kann die Trommel auch durch
eine andere Einrichtung, die eine Drehung der Gleitstücke bewirkt, ersetzt werden.
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Es wurde darauf hingewiesen, daß die Trommel durch einen Gleichstrommotor
oder in anderer Weise synchron mit dem Antrieb der gesamten Bandbehandlungsanlage
angetrieben werden
kann. Wenn jedoch der Bandquerschnitt zur Aufnahme
großer Zugbelastungen ausreicht, kann man die Drehung der Trommel durch die Reibung
zwischen Band und Gleitstücken erzeugen. Wenn diese Reibung zur Hin- und Herbewegung
der Gleitstücke in Axialrichtung der Trommel ausgenutzt wird, ist die feststehende
Führung zur Verschiebung der Gleitstücke im Bereich des Umschlingungsbogens nicht
erforderlich. Man benötigt jedoch dann eine Rückführeinrichtung für die Gleitstücke
zum Auflauf.
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Hierfür kann eine feststehende Führung oder eine andere Einrichtung
eingesetzt werden.
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Da sich die Gleitstücke gleichzeitig mit der Drehung um die Trommel
in Axialrichtung der Trommel hin- und herbewegen, wirken auf die Gleitstücke die
Zentrifugalkraft infolge der Drehung und außerdem eine Schubkraft vonseiten der
feststehenden Führung entsprechend der hin- und hergehenden Bewegung; außerdem bewirkt
das Band eine Verwindungsbelastung der Gleitstücke. Je höher die Laufgeschwindigkeit
des Bandes ist, um so größer ist die auf die jeweiligen Gleitstücke einwirkende
Belastung im Verhältnis zu deren Gewicht.
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Wenn man die Bandumlenkvorrichtung in einer mit hoher Laufgeschwindigkeit
arbeitenden Bandbehandlungsanlage einsetzt, muß man das Gewicht der Gleitstücke
so gering wie möglich machen.
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Für diesen Zweck müssen Gleitstücke in möglichst großer Anzahl vorgesehen
werden. Als Werkstoff sind Legierungen von Leichtmetallen, wie Aluminium oder Magnesium,
zu empfehlen. Jedoch kommen auch andere Werkstoffe mit entsprechenden Eigenschaften
in Betracht.
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Die Bandumlenkvorrichtung nach der Erfindung ermöglicht eine Änderung
der Bewegungsrichtung eines Bandes in einer Ebene unter einem beliebigen Winkel,
ohne daß ein Gleiten innerhalb der Vorrichtung auftritt. Deshalb kann die Bandumlenkvorrichtung
in einer Bandbehandlungsanlage mit L-förmigem, U-förmigem oder C-förmigem Grundriß
eingesetzt werden. Die Konstruktion der Bandbehandlungsanlage kann freizügiger gehandhabt
werden,
so daß dadurch die Wirtschaftlichkeit der Anlage gesteigert
wird. Die Anlage selbst kann räumlich konzentriert werden, so daß ein wirtschaftlicher
Einsatz von Hallenkranen oder anderen Werkzeugen möglich ist. Es wird möglich, Bedienungspersonal
einzusparen. Man kann unter Anwendung der Bandumlenkvorrichtung nach der Erfindung
eine Bandbehandlungsanlage in verschiedener Weise auslegen. Die Länge der Bandbehandlungsanlage
kann durch entsprechende Auswahl des Grundrißplanes vergleichsweise kurz gehalten
werden.
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Im folgenden werden Pläne für Bandbehandlungsanlagen im Rahmen der
Erfindung erläutert. In Fig. 14 sind Abwickler 101, 101' für das Band dargestellt,
an die sich eine Bandeinführung 102 und eine Schere 103 sowie eine Schweißvorrichtung
104 anschließen. Man erkennt verschiedene Bandbehandlungsvonichtungen 105, 109,
113 und 114 sowie Leit- und Spannvorrichtungen 106, 108, 110, 112, 115 und 117.
Ferner sind Bandspeicher 107 und 11 vorhanden. Zur Umlenkung des Bandes in einer
Ebene sind Umlenkvorrichtungen 111 und 111' vorgesehen. Am Ende der Anlage befinden
sich eine fliegende Schere 118, eine Bandausführung 119 sowie Aufwickler 120, 120'.
Zur Behandlung der Bunde sind Förderstrecken 121 und 121t vorgesehen. In den Fig.
14 bis 17 ind jeweils die Bewegungsbahn des Bandes durch strichpunktiert Linien
eingetragen.
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In der Bandbehandlungsanlage nach Fig. 14 befinden sich die Umlenkvorrichtungen
111 und 111' in unmittelbarer Nachbarschaft jeweils an den Enden der Bandbehandlungsstrecken
D und E der gesamten Anlage. Jede Umlenkvorrichtung 111 und 111' bewirkt eine Umlenkung
um 900, so daß sich insgesamt eine Umlenkung um 180° ergibt.
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Die Bandbehandlungsanlage nach Fig. 15 5 hat einen C-förmigen Grundriß.
Dort stehen die Umlenkvorrichtungen 122 und 122' einander gegenüber, wobei die Achsen
der Trommeln entgegengesetzt zueinander ausgerichtet sind. Im Anschluß an die Umlenkvorrichtung
ist eine Umlenkrolle 123 vorgesehen. Im übrigen sind in
Fig. 15
die gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 14 verwendet.
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Auf einer Seite dieser Anlage befindet sich die Bandbehandlungsstrecke
G, der parallel die beiden Bandbehandlungsstrecken F und H gegenüberstehen. Es sind
zwei Paare von Umlenkvorrichtungen 111, 111' und 122, 122' vorgesehen, die jeweils
an den Enden der Bandbehandlungsstrecken eine Umlenkung des Bandes bewirken. Die
Umlenkvorrichtungen 122 und 122 wirken mit einer Umlenkrolle 123 zusammen.
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Sowohl die Bandbehandlungsanlage mit U-förmigem als auch mit C-förmigem
Grundriß bringt eine Verkürzung der Anlagenlänge auf die Hälfte, so da dadurch auch
der erforderliche Raumbedarf verkürzt wird. Dieses bedeutet, daP die Werkhalle nur
die halbe Länge benötigt. Die Ausdehnung der Werkhalle in die Breite fällt demgegenüber
wenig ins Gewicht. Vielmehr lassen sich insgesamt im wesentlichen Umfang Baukosten
e=;paren.
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Da die Zubringung und Wegbringung der Bunde innerhalb begrenzter und
einander benachbarter Bereiche erfolgt, läPt sich der hierfür notwendige Platzbedarf
herabsetzen. Man kann auch Bedienungspersonen einsparen. Da die Hallenkrane vielseitig
eingesetzt werden können, kann die notwendige Anzahl verringert werden. Die gedrängte
Auslegung der Bandbehandlungsanlage bedeutet eine wirksame Ausnutzung des verfügbaren
Raumes der Werkhalle.
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Die in Fig. 16 dargestellte kontinuierliche Bandbeizanlage verteilt
sich über zwei Werkhallen. An Abwickler 131, 131' schließen sich eine Bandeinführung
132, eine Schopfschere 133 zum Schopfen minderwertiger Bandteile, weitere Bandführungen
134, 136, 155 und eine Schweißvorrichtung 135 an. Man erkennt jeweils Umlenkvorrichtungen
137, 137, 150, 150' zum Umlenken des Bandes innerhalb einer Ebene. An der Eintrittsseite
des Beizbehälters befindet sich ein Bandspeicher 139. Es sind verschiedene Beizbehälter
141, 142, 143, 144, 145 vorhanden sowie ein Spülbehälter 146. Ferner ist eine Umlenkrolle
151 sowie ein Bandspeicher 148 auf der Eintrittsseite einer weiteren Beizstrecke
vorhanden.
Man erkennt Leit- und Spannvorrichtungen 138 140, 147, 149. Im Endteil der Anlage
befinden sich eine Besäumschere 152, Aufwickler 156, 156', eine Ölvorrichtung 153
und eine Schere 154. Förderstrecken 157 und 157' dienen zum Zubringen und Wegbringen
der Bunde. In dieser Anlage erstreckt sich die Behandlungsstrecke J in gleicher
Richtung wie die Behandlungsstrecke I, ist jedoch seitlich versetzt. Die Behandlungsstrecken
J und K haben die gleiche gegenseitige Beziehung wie die Behandlungsstrecken G und
H in Fig. 15. Die Randumlenkvorrichtung 137 befindet sich am Ende der Behandlungsstrecke
I und die Umlenkvorrichtung 137' auf der Eintrittsseite der Behandlungsstrecke J.
Jede Bandumlenkvorrichtung 137, 137' bewirkt eine Richtungsänderung von 900.
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Diese Bandbehandlungsanlage ermöglicht einen wirtschaftlichen Einsatz
des Bedienungspersonals in einer kleinen Gruppe und eine Verringerung der Anzahl
der notwendigen Bedienungspersonen. Denn die Einrichtungen, die eine geringere Beaufsichtigung
und Überwachung erfordern, wie die Beizbehälter 141, 142, 143, 144, 145 und der
Spülbehälter 146 sowie die Bandsammler 139, 148, sind aus der Hauptbehandlungsstrecke
herausgesetzt.
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Dagegen sind die Abwickler und die Aufwickler, deren Bedienung und
Beaufsichtigung arbeitsaufwendig ist, in einer Reihe angeordnet. Deshalb ist es
möglich, die Beizbehälter 141, 142, 143, 144, 145 und die Bandspeicher 139, 148
in einer gesonderten Werkhalle unterzubringen, die leichter, also für geringere
Belastungen, und gesondert von der übrigen Werkhalle gebaut sein kann.
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Eine abgewandelte Bandbehandlungsanlage ist in Fig. 17 dargestellt
mit einem Eintrittsabschnitt L und einem Austrittsabschnitt M, die jeweils in gesonderten
Werkhallen untergebracht sein können. Dieses ist für solche Bandbehandlungsanlagen
von Bedeutung, deren Behandlungsstrecke zwar innerhalb einer Werkhalle untergebracht
werden kann, die jedoch aus arbeitstechnischen Gründen in einzelne Abschnitte unterteilt
werden sollte.
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Dann dient die Bandumlenkvorrichtung nach der Erfindung zur gegenseitigen
Trennung der Behandlungsstrecke in einzelne Abschnitte, die innerhalb der gesamten
Werkhalle nach den betrieblichen Erfordernissen verteilt werden können. In Fig.
17 erkennt man Abwickler 161, 161', eine Bandeinführung 162, eine Schopfschere 173,
eine Bandschweißvorrichtung 164, eine weitere Führung 165, einen Bandspeicher 166,
eine Behandlungseinrichtung 170, eine Schere 174, Aufwickler 175, 175' sowie Bandumlenkvorrichtungen
176, 176', die eine Umlenkung der Bandlaufrichtung innerhalb einer Ebene ermöglichen
und die in der oben beschriebenen Weise ausgebildet sind. Die Bandbehandlungsanlage
nach dieser Ausführungsform der Erfindung hat die oben bereits beschriebene Auslegung
und ermöglicht eine wirtschaftliche Ausnutzung des Raumes der Werkhalle.
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Fig. 18 zeigt einen Grundrißplan einer Anordnung zur verbesserten
Nutzung eines Teils der Behandlungsstrecke, etwa einer Reihe von Beizbehältern oder
anderer Einrichtungen wie Bandspeicher. Da die Bearbeitungsgeschwindigkeit immer
mehr ansteigt, wird eine Behandlungsstrecke, die aus einer Mehrzahl von Einrichtungen
besteht, zwangsläufig immer länger. Dieses gilt auch für einen Bandspeicher. Wenn
ein solcher Bandspeicher in Längsrichtung in eine Anzahl von Abschnitten unterteilt
wird und wenn diese Abschnitte so nebeneinander angeordnet werden, daP die Austrittsseite
jedes Abschnitts über eine Umlenkvorrichtung für das Band in einer Ebene mit der
Eintrittsseite des nachfolgenden Abschnitts verbunden wird, kann die Gesamtlänge
der Behandlungsstrecke wesentlich verkürzt werden.
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In Fig. 18 erkennt man die Einrichtungen 200 und 201, etwa Bandspeicher,
die in zwei Abschnitte unterteilt und innerhalb einer Ebene nebeneinander angeordnet
sind. Für die Bahnführung sind zwei Umlenkvorrichtungen 203 und 204 vorgesehen,
die in der beschriebenen Weise aufgebaut sind. Die Pfeile s und t geben die Laufrichtung
des Bandes an.
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In anderer Weise kann man einen kontinuierlichen Walzbetrieb derart
einrichten, daß die Beizstrecke über einen Bandspeicher
mit dem
vorhandenen Xaltwalzwerk verbunden wird.
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Eine Bandbehandlungsanlage unter Verwendung einer Bandumlenkvorrichtung
nach der Erfindung bietet die weiteren zusätzlichen Vorteile: Die Bandumlenkvorrichtung
wirkt neben der Umlenkung auch als Leit- und Spannvorrichtung innerhalb der Bearbeitungsstrecke.
Wenn die Bandumlenkvorrichtung unmittelbar vor oder hinter der Leit- und Spannwalze
angeordnet wird, kann man verschiedene weitere Walzen innerhalb der Leit- und Spannvorrichtung
einsparen.
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Fig. 19 zeigt eine Anordnung zur Bandumlenkung um 90O wo die Behandlungsstrecke
N und P der Bandbehandlungsanlage im rechten Winkel zueinander angeordnet sind.
Eine Bandumlenkvorrichtung 205 ist zwischen dem Austrittsende der Behandlungsstrecke
N und dem Eintrittsende der Behandlungsstrecke P mit einer Neigung der Trommelachse
unter 450 gegenüber der jeweiligen Behandlungsstrecke angeordnet. Infolgedessen
bewegt sich das Band kontinuierlich durch die beiden Behandlungsstrecken, die L-förmig
zueinander angeordnet sind.
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Die Erfindung ist ausführlich anhand von Blechbehandlungsanlage erläutert,
Die Bandumlenkvorrichtung nach der Erfindung ist jedoch innerhalb eines weiten Anwendungsgebietes
bei Bändern anwendbar, etwa bei der Behandlung von Papierbändern, Bändern aus Nichteisenmetallen
oder Kunststoffbändern.