DE2610289A1

DE2610289A1 - Vorrichtung und verfahren zur herstellung und behandlung von metallbaendern

Info

Publication number: DE2610289A1
Application number: DE19762610289
Authority: DE
Inventors: David Patrick Hague; Dalip Tarachand Malkani; Andrew Middlemiss; Stuart Scholey
Original assignee: British Steel Corp
Current assignee: British Steel Corp
Priority date: 1975-11-28
Filing date: 1976-03-11
Publication date: 1977-06-08
Also published as: FR2332824B1; SE7613274L; NL7613281A; IT1069870B; BE848841A; JPS5289883A; GB1522507A; CA1035608A; US4075747A; IN145404B; FR2332824A1

Description

Dipl.-Ing. Curt Wallach Dipl.-Ing. Günther Koch Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 - Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d

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Unser Zeichen: 15 ^O - Κ/Αρ

British Steel Corporation, 33 Grosvenor Place, London, S.W. 1., (England)

Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung und Behandlung von Metallbändern

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung und Behandlung von Metallbändern. Einerseits befaßt sich die Erfindung mit der Herstellung eines Metallbandes durch Abschälen einer Schicht aus Metall von der Oberfläche eines sich drehenden Werkstückes. Andererseits befaßt sich die Erfindung mit der Aufspulung eines Metallbandes.

Es sind für die Erzeugung von Metallbändern Vorschläge unterbreitet worden, gemäß welchen eine Oberflächenschicht von einem sich drehenden Block abgeschält und das abgeschälte Band auf einer Spule aufgewickelt wird. Um den Arbeitsprozeß einzuleiten, wurde vorgeschlagen, daß der Vorlaufabschnitt des abgeschälten Bandes über Führungen nach dem Aufwickelkern überführt wird, und eine Bandeinschlageinrichtung den abgeschälten Streifen auf dem Kern hält. Dieser Vorschlag birgt gewisse Nachteile in sich. Erstens muß der Vorlaufabschnitt des abgeschälten Bandes relativ langsam auf den Kern geführt werden, um die Gefahr der Bandeinbeulung zu vermeiden. Außerdem erfor-

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dert es die Einschlagtechnik:, daß es eine kurze Zeit in Anspruch nimmt, bevor die auf das abgeschälte Band ausgeübte Spannung einen Wert erreicht, der in Einklang steht mit der Produktion eines abgeschälten Bandes gleichförmiger Dicke. Demgemäß ist der Anlauf des Verfahrens etwas langwierig und der Anfangsabschnitt des abgeschälten Bandes kann eine ungeeignete Dicke im Hinblick auf eine weitere Behandlung aufweisen. Außerdem sind Riemeneinschlagvorrichtungen relativ kompliziert im Aufbau und erfordern eine erhebliche Wartung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes System zur Erzeugung von Metallbändern zu schaffen.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung weist das Verfahren zur Herstellung von Metallbändern die folgenden Schritte auf: es wird ein zylindrisches Werkstück um seine Längsachse gedreht; es wird ein Schneidwerkzeug kontinuierlich in die Umfangsoberflache des Werkstückes geführt, wenn dieses sich dreht, so daß ein kontinuierliches Metallband von der Oberfläche des Werkstücks abgeschält wird; es wird das abgeschälte Band dadurch gesammelt, daß es um eine Spule gewickelt wird; dabei wird der Vorlaufabschnitt des Bandes, der vom Werkstück abgeschält ist, durch eine Klemmeinrichtung erfaßt, die über ein flexibles Zugband mit dem Aufspulkern verbunden ist, worauf der abgeschälte Streifen um die Aufwickelspule herumgewickelt wird.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung weist die Vorrichtung zur Herstellung eines Stahlbandes aus einem zylindrischen Metallwerkstück folgende Einrichtungen auf: eine Einrichtung zur Drehung des Werkstücks um dessen Längsachse; ein Schneidwerkzeug, welches kontinuierlich nach der Umfangsoberfläche des Werkstücks zugestellt wird, um ein kontinuierliches Metallband von der Oberfläche des Werkstücks abzuschälen; eine Aufspul-

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vorrichtung,um das abgeschälte Band aufzunehmen; eine Klemmeinrichtung, die über ein flexibles Zugband Mit der Aufspulvorrichtung verbunden ist, die den Vorlaufabschnitt des vom Werkstück abgeschälten Bandes erfaßt und das Band um die Aufspulvorrichtung zieht.

Das abgeschälte Band, welches das Werkstück verläßt, wird vorzugsweise unter einem im wesentlichen konstanten Winkel gegenüber der Tangenten des Werkstückes an einer Stelle gehalten, wo das Schneidwerkzeug die Werkstückoberfläche berührt.

Das flexible Zugband kann einen Metallstreifen aufweisen, der bei der Benutzung um die Aufspulvorrichtung herumgeschlungen wird. Die Klemmeinrichtung besitzt vorzugsweise Backen, die elastisch gegeneinander vorgespannt sind, und die anfänglich derart in der Vorrichtung angeordnet sind, daß eine Betätigung der Aufspuleinrichtung ein Schließen der Klemmbacken und ein Erfassen des Vorlaufabschnitts des Bandes bewirkt.

Das Werkstück kann scheibenförmig gestaltet sein, d.h. seine Längsachse kann in der Länge gleich der Breite des abgeschälten Streifens sein. Stattdessen kann das Werkstück auch in Gestalt eines zylindrischen Blocks verwendet werden, dessen Länge größer ist als die Breite des abgeschälten Bandes. In diesem Fall kann der Streifen nacheinander von Abschnitten des Blockes abgeschält werden, indem ein Teilwerkzeug in Kombination mit einem Abschälwerkzeug Anwendung finden. Die Funktion des Teilwerkzeuges besteht dann darin, eine Nut in die Umfangsfläche des Blockes vor dem Abschälwerkstück zu schaffen, so daß das abgeschälte Band zwei freie Ränder besitzt, wenn es vom Block abgeschält wird.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung weist das Verfahren zur Behandlung eines Metallbandes die Aufspulung des Metallbandes nach Verlassen einer Bearbeitungsstufe auf, wobei das

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Verfahren folgende Schritte umfaßt: Ergreifen des Vorlaufabschnittes des Bandes, welches aus der Behandlungsstufe austritt, und zwar durch eine Klemmeinrichtung, die über ein flexibles Zugband mit der Aufspulvorrichtung verbunden ist; Aufwickeln des Bandes auf einem Aufspulkern.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung weist eine Vorrichtung zur Aufspulung eines Metallbandes, welches eine Behandlungsstation verläßt, eine Aufspulvorrichtung auf, um das Metallband aufzunehmen und es ist eine Klemmeinrichtung vorgesehen, die über ein flexibles Zugband mit der Aufspulvorrichtung verbunden ist, und in der Lage ist, den Vorlaufabschnitt des Bandes zu erfassen, wenn dieses aus der Behandlungsstation heraustritt und das Band um die Aufspuleinrichtung herumzuführen.,

Die Behandlungsstation kann ein Walastuhl sein, in welchem das Metallband in der Dicke vermindert wird.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Stirnansicht einer Vorrichtung zur Herstellung eines Metallbandesj

Fig. 2 u. 3 Einzelheiten der Vorrichtung gemäß Figur 1 in zwei Arbeitsstufenj

Fig. 4 eine Schnittansicht einer weiteren Einzelheit der Vorrichtung nach Figur Ij

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V gemäß Figur 4.

Gemäß Figur 1 trägt ein Maschinenbett 10 eine Horizontal-Gleitführung 11. Ein Abschälwerkzeughalter 12 und ein Trennwerkzeughalter 13 sind in der Führung 11 gleitbar und können

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aufeinander zu durch eine gemeinsame Leitspindel 14 verschoben werden, die ihrerseits mit einem nicht dargestellten hydraulischen Antriebsmotor verbunden ist. Die Leitspindel 14 besitzt einen ersten Abschnitt 15* der dem Teilungswerkzeughalter 13 zugeordnet ist, und der ein Gewinde aufweist, das im Gegensinn zu einem Gewinde auf einem zweiten Abschnitt 16 der Führungsspindel 14 verläuft, der dem Abschälwerkzeughalter 12 zugeordnet ist. Ein im Querschnitt kreisförmiger Stahlblock 17 ist um seine Längsachse drehbar zwischen dem Abschälwerkzeughalter 12 und dem Teilerwerkzeughalter IJ gelagert. Der Block I7 wird durch den gleichen nicht dargestellten Hydraulikmotor angetrieben, der auch die Führungsspindel 14 antreibt, jedoch über unterschiedliche Getriebeanordnungen.

Der obere Teil des Schälwerkzeughalters 12 ist deutlicher aus den Figuren 2 und 3 erkennbar. Ein Schälstahl 18, der in einem Werkzeugblock I9 gelagert ist, wird starr vom Schälwerkzeughalter 12 derart getragen, daß die Schneidkante des Stahls 18 an der Oberfläche des Blockes I7 angreift. Eine Wandführungsplatte 20 wird durch einen Führungsplattenträger 21 gehalten, der auf dem Schälstahlhalter 12 so montiert ist, daß er in einem kleinen Abstand von der oberen Oberfläche des Werkzeugblocks 19 und parallel hierzu liegt. Die Führungsplatte 20 steht so vor, daß sie fast in Berührung mit der Oberfläche des sich drehenden Blockes I7 steht. Ein Teilerwerkzeug 32 ist in einem Teilerwerkzeughalter 13 eingesetzt und dieser Stahl sticht aus dem Block I7 eine kleine Nut etwa 10 cm vom Ende des Blocks I7 entfernt aus, wenn sich dieser Block dreht. Von dem Führungsplattenträger 21 stehen zwei Paßstifte 22 auf derjenigen Seite des Trägers 21 vor, die dem Werkzeugblock I9 entfernt liegt. Die Stifte 22 liegen voneinander um einen Abstand entfernt, der etwas größer ist als die Breite des Schälstahles 18. Vor Einleitung des SchälVorganges wird eine Klemme 23 auf den Paßstiften 22 so angeordnet, daß die Backen der Klemmvorrichtung 23 , die elastisch gegeneinander durch zwei

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Gruppen von Tellerfedern 24 vorgespannt sind, durch die Stifte 22 im Abstand zueinander gehalten werden. Ein als flexibles Zugband ausgebildeter Führungsstreifen 25 aus Beilagestahl ist an der KLeramvorrichtung 33 befestigt, und steht von dem Führungsplattenträger 21 um den unteren Abschnitt einer Führungsrolle 26 vor, die auf einem einstellbaren Arm 27 gelagert ist, der am Schärwerkzeughalter 12 befestigt ist. Der Führungsstreifen 25 ist an seinem der Klemmvorrichtung 23 gegenüberliegenden Ende am Umfang einer Aufspultrommel 28 zwischen einer Platte 29 (Figur 4) und einer Ausnehmung 30 des Umf'angs der Trommel 28 befestigt. Die Bolzen 31, die durch die Löcher des Führungsstreifens 25 hindurchstehen, fixieren die Platte 29 und den Führungsstreifen 25 an der Ausnehmung 30 des Umfangs der Trommel 28. Die Trommel 28 wird in der Richtung angetrieben, die in Figur 4 durch den Pfeil gekennzeichnet ist, und der Antrieb erfolgt durch einen Motor, der unabhängig von dem Hydraulikantrieb des sich drehenden Blockes 17 ist.

Beim Anlauf beginnt sich der Block 17 zu drehen und die Umfangsgeschwindigkeit wird graduell erhöht, während der Teilerstahl 32 und der Abschälstahl 18 gleichzeitig nach der Umfangsoberfläche des Blockes 17 zugestellt werden. Da der Teilerstahl 32 eine schmale Nut etwa l80° vor dem Schälstahl 18 einsticht, und zwar in einer Entfernung von etwa 10 cm von Ende des Blocks 17 entfernt, kann der Schälstahl, der eine Breite von 10 cm besitzt, sauber ein Stahlband 40 ausschneiden, das etwas weniger als 10 cm breit ist, wobei dieses Stahlband vom Block 17 freie Ränder besitzt. Der Vorlaufabschnitt des abgeschälten Bandes 40 läuft nach unten zwischen die untere Oberfläche der Führungsplatte 20 und die obere Oberfläche des Werkzeugblockes 12 ein und erreicht die aus Figur 2 ersichtliche Stellung. Dann wird der Antrieb der Aufwickeltrommel eingeschaltet, und zwar entweder manuell oder gemäß einem nicht dargestellten Sensor, der das Vorhandensein des Bandes 40 in der Klemmvorrichtung 23

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feststellt, und die Umfangsgeschwindigkeit der Aufwickeltrommel wird auf einen Wert eingestellt, der auf einen konstanten Anteil der Umfangsgeschwindigkeit des drehbaren Blockes eingestellt wird (zwischen 0,85 und 0,28). Der Führungsstreifen 25 wird dadurch auf die Aufwickeltrommel 28 gezogen und zieht seinerseits die Klemmvorrichtung 23 von den Paßstiften 22 ab, wodurch die Tellerfedern 24 bewirken, daß die Backen der Klemmvorrichtung 23 den Vorlaufendabschnitt des abgeschälten Bandes 40 erfassen. Dann wird das abgeschälte Band 40 um die Aufwickeltrommel 28 mit einem konstanten Zug aufgespult, der durch das Verhältnis zwischen der Umfangsgeschwindigkeit des sich drehender Blockes und der Bandgeschwindigkeit erzeugt wird, wodurch gewährleistet wird, daß eine konstante Dicke sogar während der Perioden der Beschleunigung aufrecht erhalten wird. Aus den Figuren 4 und 5 ist ersichtlich, daß die Klemmvorrichtung 23 nach einer vollständigen Drehung der Aufwickeltrommel 28 in die Ausnehmung 30 am Umfang der Aufwickeltrommel 28 eingezogen wird, und daß die Tellerfedern 24 dann auf beiden Seiten der Aufwickeltrommel 28 liegen (Figur 5)· Die obere Oberfläche der Klemmvorrichtung 23 ist so gestaltet, daß die nächste Windung des abgeschälten Bandes 40 eine kreisförmige Überlappung auf der Aufwickeltrommel 28 bildet. Die Führungsrolle 26 gewährleistet, daß das abgeschälte Band 40 von dem Block VJ mit einem konstanten Winkel abgezogen wird, und zwar unabhängig von dem sich ändernden Durchmesser der Spule des abgeschälten Streifens, der auf der Aufwickeltrommel 28 aufgewickelt wird.

Die Vorrichtung läuft nun weiter, bis der Abschnitt des Blockes VJ der abgeschält wird, auf einen kleinen Durchmesser reduziert ist, und es wird dann das abgeschälte Band auf der Aufwickeltrommel 28 gesammelt. Dann wird die Vorrichtung angehalten, und die volle Aufwickeltrommel 28 entfernt und durch eine leere Trommel ersetzt, die mit einem Führungsstreifen 25 und einer Klemmvorrichtung 23 ausgerüstet ist. Gleichzeitig werden Schälstahlhalter 12 und Teilstahlhalter 13 in ihre Anfangsstellung

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zurückgeführt, und der Block I7 wird derart vorgeschoben, daß der nächste Abschnitt des Blockes I7 dem Schälstahl 18 dargeboten wird. Dann beginnt die Arbeitsweise wie oben erläutert von neuem. Das auf der Aufwickeltrommel 28 aufgewickelte und abgeschälte Band 40 wird auf einen nicht dargestellten, getrennten Kern abgewickelt, so daß die Aufwickeltrommel und die Klemmvorrichtung erneut für einen weiteren Arbeitsgang zur Verfügung stehen.

Um das von dem Block I7 abgeschälte Stahlband 40 zu kühlen, sind mehrere Kühleinlässe 50 vorgesehen, die durch die Führungsplatte 20 hindurchverlaufen und ein Kühlströmungsmittel auf das abgeschälte Band 40 richten. Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung kann komprimierte Luft oder ein anderes geeignetes Strömungsmittel durch die Einlasse in der Führungsplatte 20 und/oder im Werkzeugblock I9 nach der Führung geleitet werden, durch die das Band 40 hindurchläuft. Hierdurch wird ein Strömungsmittellager geschaffen, was bewirkt, daß der Vorlaufabschnitt des Bandes 40 weniger Neigung zeigt, an seiner Führung einem Reibungswiderstand unterworfen zu werden oder festzuklemmen. Ein anderer Weg zur Verminderung der Gefahr des Festklemmens besteht darin, die Oberflächen der Führungen mit einem reibungsvermindernden Material zu überziehen.

Patentansprüche

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Leerseite

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

Vorrichtung zur Herstellung eines Metallbandes aus einem zylindrischen metallischen Werkstück, mit einer Einrichtung zur Drehung des Werkstückes um dessen Längsachse, mit einem Schneidstahl und einer Vorrichtung zum kontinuierlichen Zustellen des Schneidstahles nach der Umfangsoberfläche des Werkstücks, derart daß ein kontinuierliches Metallband von der Oberfläche des Werkstücks abgeschält wird, und mit einer Aufspulvorrichtung zum Aufnehmen des abgeschälten Bandes,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Klemmvorrichtung (23) über ein flexibles Zugband (25) mit der Aufwickeltrommel (28) verbunden ist, und daß die Klemmvorrichtung (23) den Vorlaufabschnitt des vom Werkstück (17) abgeschälten Bandes (40) erfaßt und das Band (40) auf die Aufwickeltrommel (28) aufwickelt.

Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß eine einstellbare Führungseinrichtung (26, 27) vorgesehen ist, um das abgeschälte Band (40), welches vom Werkstück (I7) abgezogen wird, mit einem konstanten Winkel gegenüber der Tangente am Werkstück (17) an einer Stelle abzuziehen, wo der Schneidstahl (18) am Werkstück (I7) angreift.

Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible Zugband (25) aus einem Metallstreifen besteht, der um die Aufwickeltrommel (28) herumgewickelt wird.

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ORIGINAL INSPECTED

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmvorrichtung (23) Backen aufweist, die elastisch durch Federn (24) gegeneinander vorgespannt sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Lageranordnung (22) für die Klemmeinrichtung (23) vorgesehen ist, die die Backen gespreizt hält bis die Aufwickeltrommel (28) die Backen veranlagt, den Vorlaufabschnitt des abgeschälten Streifens (40) zu erfassen.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5* dadurch gekennz ei chnet, daß ein Teilerwerkzeug (32) vorgesehen ist, welches eine Nut in die Ümfangsoberflache des Werkstücks (17) vor dem Schneidstahl (18) derart einsticht, dai3 das Band (40) vom Werkstück (17) mit zv/ei freien Rändern abgeschnitten wird.

7. Verfahren zur Herstellung eines Metallbandes, bei welchem ein zylindrisches metallisches Werkstück um seine Längsachse gedreht wird und ein Schneidstahl kontinuierlich in die ÜmfangsoberfIache des Werkstücks bei dessen Drehung so einsticht, daß ein kontinuierliches Metallband von der Oberfläche des Werkstücks abgeschält und auf einer Aufwickeltrommel aufgewickelt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß der Vorlaufabschnitt des Bandes (40) der vom Werkstück (17) abgeschält ist, durch eine Klemmeinrichtung (23) erfaßt wird, die über einen flexiblen

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ORIGINAL INSPECTED

Zugstreifen (25) mit der Aufspulvorrichtung (28) verbunden ist, so daß das abgeschälte Band (4o) dadurch auf die Aufspultrommel (28) aufgespult wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, da3 das Werkstück (17) scheibenförmig gestaltet ist, und daß seine Erstreckung in Achsrichtung gleich der Breite des abgeschälten Bandes (40) ist.

9» Verfahren nach Anspruch "J,

dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (17) Blockform besitzt und daß die Erstreckung des Blockes in Achsrichtung größer ist als die Breite des abgeschälten Bandes (4o), und daß das Band (40) nacheinander von Abschnitten des Blockes abgeschält wird, indem ein Teilerstahl (42) in Kombination mit dem Schneidstahl (18) benutzt wird, wobei das Teilerwerkzeug (32) eine Nut in die Umfangsoberfläche des Blockes vor dem Schneidwerkzeug (18) derart einsticht, daß das abgeschälte Band (40) zwei freie Ränder hat, wenn es vom Block abgeschält ist.

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