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"Verfahren zum Bearbeiten von biegsamen Material in einem
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Behandlungsbehälter" Die Erfindung betrifft den Durchlauf durch ein
Bearbeitungsvolumen (Bearbeitungsbehälter) für biegsames Material großer Länge,
wie z.B. Metallband (Bandstahl), Metalldraht, Drahtspiralen oder Rohr, wobei es
im Volumen in Form von Windungen fortschreitet, die auf drehbare Wellen aufgewickelt
sind, und diese Windungen einen ausreichend großen Durchmesser haben, um eine radiale
Verformung bis zu lo t und mehr zu ermöglichen.
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Man benutzt in systematischer und wirksamer Weise sogenannte "flüchtige"
Berührungen des Materials mit den Wänden des Bearbeitungsvolumens, um eine bessere
Regulierung der Windungen zu erhalten, die sich aus der Abwechslung zwischen einem
Normalbetrieb, bei dem die Länge des in Bearbeitung befindlichen
Materials
langsam zunimmt, und einem kürzeren Regulierungsbetrieb, um periodisch die im Laufe
des Normalbetriebes auftretende Überlänge zu kompensieren, ergibt.
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Beim Normalbetrieb ist die Umfangsgeschwindigkeit der Trägerwellen
etwas höher als die des Materials am Eintritt, diese selbst etwas höher als die
des Materials am Austritt. Außerdem wird präzisiert, daß die Regulierung besonders
wirksam ist, wenn die flüchtigen Berührungen mit einer bestimmten Seitenwabd des
Volumes stattfinden, was dazu führt, diesem eine Form zu geben, die ungefähr der
eines umgekehrten Spitzbogens gleicht.
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Bisheriger Stand der Technik: Für das Beizen und andere Oberflächenbehandlungen
biegsamer Materialien großer Länge (vor allem Draht und Bandstahl)bedeutete das
Aufwickeln dieses Materials für seinen Durchlauf durch das Bearbeitungsvolumen,
zum Beispiel ein Säurebeizbad, einen wichtigen Fortschritt, der seit ungefähr dreißig
Jahren angewendet wird. Man versuchte, eine möglichst gleichmäßige Wicklung zu erreichen,
um Störungen zu vermeiden, die sich durch die zufälligen Berührungen einer Windung
der Wicklung mit einer der Wände des Bearbeitungsvolumens ergaben, Berührungen,
die fast immer das Anha.lten der Bearbeitungsanlage selbst erforderlich machten;
da diese Bearbeitung meist Teil einer kontinuierlichen Fertigungsstraße ist (zum
Beispiel Herstellung geschweißter Rohre), ergab sich dadurch, bei jeder zufälligen
Berührung,
daß die gesamte Straße angehalten werden mußte. Eine
erste vorhergehende Verbesserung wurde bei der Bearbeitung von Bändern erreicht,
indem man sie verdrallte, bevor man sie in Wicklung legte, wodurch die Windungen
eine Steifigkeit erreichen, die dazu beiträgt, die Wicklung zu regulieren. In Ausübung
dieser Verbesserung und unter Voraussetzung einer aktiven Überwachung kann man hoffen,
eine ganze Bandspule (mehrere Kilometer) in einem zu bearbeiten, und die Straße
nur zum Verschweißen des folgenden Bandanfangs an das von der Spule ablaufende Bandende
anzuhalten. Die Wiederingangsetzung ist allerdings delikat.
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Man nutzt den Stillstand, um die Windungen so gut wie möglich von
Hand auszugleichen. Die Hände müssen hierzu mit Spezialhandschuhen bekleidet sein,
da es sich im allgemeinen um ein Säurebehandlungsbad handelt. Die Eingriffe der
Aufsichtsperson müssen bei der Wiederaufnahme besonders sorgfältig sein, um eine
mögliche Kollision des Bandes mit dem Boden oder den Wänden der Wanne zu vermeiden.
Wenn dieser Zwischenfall bei einem verdrallten Band auftritt, entsteht im allgemeinen
ein Knick, welcher die Regelmäßigkeit des Biegungsradius unterbricht. Einer sehr
geschickten Person gelingt es, den Knick über alle Hindernisse während des sukzessiven
Durchlaufs über die Wellen bis zum Ende der Wicklung hinwegzubringen, aber das ist
eine Leistung, die eine enorme Erfahrung erfordert, denn die Person muß neben der
Verfolgung des Knicks immer gleichzeitig ein Auge auf das Ende der Wicklung werfen.
Solche Einrichtungen haben jedoch seit über 25 Jahren funktioniert.
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Eine zweite Verbesserung wurde durch das französische Patent 2.185.459
gebracht und besteht in der Verwirklichung neuer Betriebsbedingungen, bei denen
die Berührungen des Materials mit den Wänden des Bearbeitungsvolumens einen positiven
Faktor darstellen, um die Regelung der Größe der Windungen zu garantieren. Unter
diesen Bedingungen können die Windungen relativ große Verformungen aushalten, und
vor allem muß beim Band dieses nicht mehr verdrallt werden, bevor es in Wicklung'gelegt
wird: die Leitrollen zum Verdrallen werden hinfällig, und die Quetschung, die sich
hierbei für das Material ergibt, wird vermieden. Unter diesen Bedingungen ist das
Anhalten einer Windung bei einer Berührung mit den Wänden des Bearbeitungsvolumens
nur momentaner Natur (sie wird durch die unmittelbar darauffolgende Windung abgezogen);
man hat deshalb dieser Erscheinung den Namen "flüchtige Berührung" gegeben. Während
des Weiterwanderns verringert die Windung ihren Umfang. Diese flüchtige Berührung
und dieser momentane Stillstand übertragen sich auf die unmittelbar vorherlaufende
Windung, die ihrerseits reguliert wird, und so weiter. Die Ausübung des Verfahrens
flüchtiger Berührungen ist nur dann vorstellbar, wenn jede Windung der Wicklung
elastisch genug ist, um sich entweder zu vergrößern oder zusammenzuziehen, allein
unter der Wirkung einer am Anfang und am Ende dieser Windung unterschiedlichen Durchlaufgeschwindigkeit
des Materials, aus der sie besteht (zum Beispiel Stahlband oder -draht).
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Man wird somit dazu gebracht, den Betrieb der Gesamtheit beim Austritt
des Materials aus dem Volumen zu steuern; dabei ist das bearbeitete Material Gegenstand
eines mehr oder weniger zufälligen und außerdem asymmetrischen Gleitens, weil das
Band am Austritt nicht mehr dieselbe Oberflächenbeschaffenheit wie am Eintritt hat,
was ein Ergebnis der Behandlung selbst ist, der es unterzogen wurde. Dieses Verfahren
nach dem bisherigen Stand der Technik weist daher die Schwierigkeit auf, darauf
zu achten, daß eine Bedienungsperson die Wicklung überwacht und nach Gutdünken die
Eintrittsgeschwindigkeit regelt, um sie im Mittel mit der Austrittsgeschwindigkeit
gleich zu halten. Dies ist jedoch ein spürbarer Fortschritt zur vorhergehenden Situation,
da diese Bedienungsperson am zu behandelnden Material keine direkten Eingriffe von
Hand mehr machen muß und daher nebeneinander mehrere Straßen überwachen kann.
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Allgemeine Beschreibung: Diese Erfindung bringt als Neuheit einerseits
ein Verfahren, bei dem die flüchtigen Berührungen systematisch genutzt werden, um
eine vollautomatische Regelung zu erhalten, einschließlich In- und Außerbetriebsetzung,
und andererseits eine Struktur für die Ausübung des Verfahrens.
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Das Erfindungsverfahren zur Bearbeitung biegsamen Materials großer
Länge in einem Volumen, das folgende Phasen umfaßt; ein Materialende wird in Schlingen
gelegt, dem schlingenförmigen
Material wird die Form einer Wicklung
gegeben, die aus einer Vielzahl von Windungen besteht, diese Wicklung wird kontinuierlich
in dem genannten Volumen weitergeleitet, welches ein Bearbeitungsmittel enthält,
in dem die Wicklung zumindest teilweise eingetaucht ist, durch Regelung der mittleren,
linearen Geschwindigkeit des Materials innerhalb des Volumens gleich einer bestimmten
Auszugsgeschwindigkeit des Materials aus dem Volumen, ist dadurch gekennzeichnet,
daß die Regelung automatisch erfolgt durch die Abwechslung zwischen einem ersten
Normalbetrieb, bei dem die Länge des Materials im Volumen zunimmt und einem zweiten
Regulierungsbetrieb, bei dem die Länge des Materials im Volumen abnimmt.
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Im normalen Betriebs zustand gibt es eine abnehmende Abstufung von
drei Lineargeschwindigkeiten, und zwar in der Reihenfolge: Umfangsgeschwindigkeit
der Trägerwellen, Eintrittsgeschwindigkeit des Materials und Austrittsgeschwindigkeit
des Materials: bei diesem Betriebszustand nimmt die Gesamtlänge des Materials langsam
zu. Beim Regulierungsbetrieb, der kürzer ist als der vorhergehende, wird die Eintrittsgeschwindigkeit
geringer als die Auszugsgeschwindigkeit, die Zeit, die notwendig ist, um die Länge
des in Bearbeitung befindlichen Materials wieder zu regulieren.
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Die neue Einrichtung sieht vor: - einerseits, Antriebsaggregate zum
Herausziehen des Materials aus dem Volumen mit einer bestimmten Auszugsgeschwindigkeit
und
zum Drehen der Wellen mit einer Umfangsgeschwindigkeit, deren Verhältnis zur Auszugsgeschwindigkeit
für ein gegebenes Material fest vorgegeben ist. Das Verhältnis ist regulierbar in
Abhängigkeit von der Art des Materials, wenn das Volumen zur Bearbeitung verschiedener
Materialien bestimmt ist, wie es oft der Fall ist. Es wird allerdings immer größer
als eins sein.
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- andererseits, autonome Antriebsaggregate zum Eintritt des Materials
in das Volumen mit einer Geschwindigkeit, die: - entweder etwas höher als die Auszugsgeschwindigkeit
bei Normalbetrieb ist; - oder weit niedriger als die Auszugsgeschwindigkeit (zum
Beispiel gleich null) bei Regulierungsbetrieb; - an dritter Stelle, UmEchaltaggregate,
um die autonomen Antriebsaggregate in Abhängigkeit von der Materiallänge im Volumen,
die durch einen geeigneten Meßfühler erfaßt wird, zu steuern und damit vom Normalbetrieb
zum Regulierungsbetrieb überzugehen.
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Die Länge des Materials im Volumen wird vorzugsweise durch Einwirkung
der vorauseilenden ersten Windung auf einen Kontakt erfaßt; wenn die erste Windung
im Umfang größer als der Sollwert ist, wird der Kontakt aktiviert, der wiederum
die Umschaltaggregate in Betrieb setzt, die die autonomen Antriebsaggregate steuern.
Die Anlage geht somit vom Normalbetrieb zum Regulierungsbetrieb über; wird die erste
Windung kleiner als der gleiche Sollwert, so geht die Anlage vom Regulierungsbetrieb
zum Normalbetrieb über.
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Die Antriebsaggregate zum Auszug des Materials aus dem Volumen können,
je nachdem, fester Bestandteil der Erfindungseinrichtung sein oder nicht.
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Wenn das Material, nach Bearbeitung in der Anlage, dazu bestimmt ist,
zum Beispiel in Form von Rollen gelagert zu werden, so umfaßt die Anlage die Auszugsantriebsaggregate,
die, wie oben erwähnt, die gleichen sind wie diejenigen zum Drehen der Ttägerwellen.
Wenn hingegen das Material, nach Bearbeitung in der Anlage, unmittelbar einem Arbeitsgang
unterworfen ist, der in einer nachgeschalteten Maschine durchgeführt wird, so können
die Auszugsantriebsaggregate, die zur Erfindungsanlage gehören, weggelassen werden.
In diesem Fall sind es die Aggregate, die den Transport des Materials in der nachgeschalteten
Maschine garantieren, welche das Material herausziehen und welche durch Kupplung,
in einem bestimmten Verhältnis, mit den Trägerwellen diese letzteren mit einer angemessenen
Umfangsgeschwindigkeit antreiben. Diese letztere Situation tritt dort auf, wo sich
unmittelbar nach einer Anlage zur Bearbeitung zum Beispiel von Bandmaterial eine
Maschine befindet, die dieses flache Material in geschweißtes Rohr umwandelt.
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Die Erfahrung hat außerdem gezeigt, daß die Regulierung besonders
wirksam ist, wenn die flüchtigen Berührungen mit einer bestimmten Seitenwand des
Volumens stattfinden, und zwar mit derjenigen, vor der das Material von oben nach
unten verläuft
(Abwärtswand) und niemals am Boden der Wanne. Es
ist daher ein besonderes Merkmal der Erfindung, daß das Volumen eine solche Form
hat, die die Berührung des Materials mit dem Tiefpunkt des Wannenbodens unmöglich
macht, zum Beispiel die Form eines umgekehrten Spitzbogens oder eine diesem mehr
oder weniger ähnliche Form.
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Der Spitzbogenwinkel muß umso niedriger sein, je größer die radiale
Verformbarkeit der Windungen ist, das heißt je biegsamer das Material ist.
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Die Wände sind natürlich mit korrosionsbeständigen Ziegelsteinen verkleidet,
wenn es sich um eine Säurebehandlung handelt. An 6den Wänden, wo die flüchtigen
Berührungen entstehen, war nach dem bisherigen Stand der Technik vorgesehen, die
Ziegelsteinverkleidung durch eine zusätzliche Verkleidung aus Vulkanlava zu VervOllStändigeIl
r die durch ihre Adhäsionskraft mit dem hearbeiteten Material die flüchtigen Berührungen
gewährleistet.
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Die Lava weist zwei erhebliche Nachteile auf: es ist ein natürliches
Material, dessen physikalische Eigenschaften nicht konstant sind, es ist also kein
zuverlässiges Material; ferner nutzt sich die Lava schnell ab und erzeugt beim Abnutzen
einen Staub, der in das Behandlungsbad geht und der unheilvoll ist, denn er kann
die Rohrleitungen verstopfen. Die Erfindung sieht anstelle von Lava die Verwendung
von Kacheln aus elektrokeramischen Material vor. Dieses Material ist zuverlässig,
denn durch seine industrielle Herstellung sind ihm konstante physikalische Eigenschaften
zugesichert; außerdem ist es praktisch
verschleißfest und weist
daher keine Abfälle auf. Es ist somit möglich, die Kacheln in das Ziegelmauerwerk
fest einzubauen. Diese Kacheln haben eine größere Adhäsionskraft mit dem bearbeiteten
Material als die Verkleidung der Trägerwellen, die im allgemeinen aus Polyvinylharz
ist, und sie gewährleisten folglich bessere flüchtige Berührungen als die Lava.
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In einer Anlage, wie sie vorstehend beschrieben ist, bildet die Abwechslung
zwischen einem Normalbetrieb und einem Regulierungsbetrieb einen automatischen Regelungszyklus,
der das Verfahren der Erfindung kennzeichnet; der Ablauf ist wie folgt: - Normalbetrieb:
am Anfang dieses Betriebszustandes sind die Windungen auf nahezu gleichen Umfang
ausgeregelt, denn sie waren es bereits am Ende des vorhergehenden Regulierungsbetriebes;
die Länge des Materials zwischen Eintritt und Austritt ist minimal, reicht aber
aus, damit das Volumen normal beschickt ist. Die Antriebsgeschwindigkeit der Wellen
ist höher als die Eintrittsgeschwindigkeit, und daher geht die Geschwindigkeit der
Wellen über die Kompensierung des unvermeidlichen und normalen Schlupfes des angetriebenen
Materials hinaus.
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Aus diesem Grunde neigen die Windungen beim Austritt dazu, sich auf
Kosten der Windungen beim Eintritt dzu vergrößern.
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Aber dieses Vergrößern ist zufällig, und die Wicklung wird unregelmäßig.
Eine Windung, die größer ist als ihre benachbarten Windungen, berührt die Abwärtswand.
Es entsteht eine flüchtige Berührung, die eine Wellenbewegung erzeugt, (welche sich
rückläufig
fortpflanzt zum Eintritt hin) und die Windungen, die
sie durchläuft, reguliert, dabei aber im allgemeinen abnimmt und den Eintritt nicht
erreicht. Da sich mehrere abnehmende, rückläufige Wellenbewegungen gleichzeitig
bilden können, erweckt die Wicklung den Anschein permanenter Bewegung, die aus zwei
gegenläufigen Wirkungen resultiert: das Vorantreiben des Materials in Richtung Austritt
(hierbei ist die Geschwindigkeit der Wellen größer als die Eintrittsgeschwindigkeit
des Materials) und die rückläufigen Wellenbewegungen der Regulierung, die durch
jede flüchtige Berührung ausgelöst werden. Hierbei nimmt die Länge des Materials
im Volumen langsam aber regelmäßig zu (die Eintrittsgeschwindigkeit ist etwas größer
als die Austrittsgeschwindigkeit). Am Anfang des Normalbetriebes erreicht der Vergrößerungsprozess
der Windungen, gegen den dierückläufigen Wellenbewegungen anlaufen, die das Vergrößern
zum Eintritt zurücktreiben, den Austritt nicht; nach einer gewissen Zeit (zum Beispiel
zehn Minuten) geschieht dies allerdings, und es löst sich dann eine komplette rückläufige
Wellenbewegung aus, die das ganze Volumen durchläuft: und die Eintrittswindung erreicht,
die dadurch plötzlich größer wird. Dies hat den Übergang vom Normalbetrieb zum Regulierungsbetrieb
zur Folge.
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- Regulierungsbetrieb: zweckmäßige Meßfühlaggregate erfassen das Vergrößern
der Eintrittswindung und lösen den Übergang zum Regulierungsbetrieb aus, durch Einwirken
auf die autonomen Antriebsaggregate am Eintritt, wobei diese angehalten oder stark
verlangsamt werden, während die anderen Antriebsaggregate
Auszug
und Wellen nicht betroffen sind. Somit nimmt die Eintrittswindung, deren Ende angehalten
oder stark verlangsamt ist; schnell ihren ursprünglichen Umfang wieder an, und man
befindet sich wieder in den Ausgangsbedingungen des Normalbetriebes, der wieder
beginnt.
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Figurenbeschreibung: Fig. 1 stellt schematisch in Perspektive ein
Bearbeitungsvolumen dar und erfindungsgemäße Antriebsaggregate, die vor allem zur
Bearbeitung von Bandmaterial vorgesehen sind.
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Fig. 2 stellt schematisch im Schnitt ein Bearbeitungsvolumen dar,
die dazugehörigen Antriebsaggregate, um das Band in das Volumen einzuführen und
darin vorwärtszubewegen (Trägerwelien>.
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Fig. 3 entsprechen den Fig. 1 und 2, wenn das zu bearbeitende und
4 Material aus Draht besteht.
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Fig. 5A sind erläuternde Schemen eines Regelungszyklus der 5 5D Windungen
und Fig. 6 stellt die Veränderung im Laufe der Zeit der Länge des Materials im Bearbeitungsvolumen
dar.
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Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen: Man findet in Fig.
1 eine gewisse Anzahl von Teilen, die auf dem Gebiet der Bandbearbeitung in Wicklungsform
klassisch sind: Organe 3 zur Einführung des Materials und deren Antriebsmotore 70,
Biegerolle 4, drehbare Trägerwellen 5 und 6, die durch
einen Kuppler
73 mit einem Motor 72 verbunden sind, der auch die Materialauszugsorgane 74 antreibt.
Als Besonderheit ist zu bemerken, daß das Bearbeitungsvolumen durch eine Wanne I
in umgekehrter Spitzbogenform mit einem Winkel an der Spitze, der in etwa rechtwinklig
ist, begrenzt ist. Die Seitenwände oder Flanken der Wanne sind Zylinderelemente,
die nahezu rund sind.
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Wie in Fig. 2 sichtbar, ist diese Wanne ist 1l mit korrosionsbeständigen
Ziegelsteinen 2 verkleidet, die bei einem Säurebehandlungsbad unerläßlich sind;
die Höhe des Bades ist bei N dargestellt. Außerdem ist eine ihrer Seitenwände oder
Flanke 15, die auf der gleichen Seite wie die Biegerolle 4 ist, teilweise bei 16,
fast auf halber Höhe der Wand, mit Platten aus Vulkanlava oder Kacheln aus elektrokeramischem
Produkt verkleidet, die mit den korrosionsbeständigen Ziegelsteinen fest verbunden
sind.
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Die in Fig. 2 dargestellten Antriebsaggregate sind die zur Einführung
des Materials loo (hier handelt es sich um Band), Rollenzüge 3a und 3b, die das
Band praktisch ohne Schlupf antreiben, danach folgt eine Biegerolle 4, um ihm eine
geeignete Biegung zu geben. Diese Rollen haben eine zylindrische Oberfläche, und
das Band wird nicht verdrallt. Aus diesem Grunde behält es seine eigene Elastizität.
Das Band geht anschließend über die drehbaren Trägerwellen vorlaufend 5 und nachlaufend
6,
wobei es die erste Windung 9 bildet, deren normale Form fast
rund ist, denn die umfangsgeschwindigkeit der Wellen ist größer als die von 3a und
3b auferlegte Einfiihrungsgeschwindigkeit. Es besteht also ein permanentes Gleiten
des Bandes auf den Wellen. Die anderen Windungen, wie lo, sind normalerweise größer
als die erste, mit mehr oder weniger nach unten zum Boden der Wanne verlängerten
Formen.
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Aufgrunddessen, daß die Antriebsgeschwindigkeit der Wellen die Eintrittsgeschwindigkeit
des Materials überschreitet, neigen die Windungen dazu, sich auf der Austrittsseite
der Wanne zu vergrößern, und es kornmt deshalb vor, daß eine Windung II die Verkleidung
16 berührt, die einen größeren Reibungskoeffizienten hat als die Verkleidung der
Wellen. Es ist eine auf Erfahrung beruhende Tatsache, daß jede Windung gleichsam
zum eingetauchten Teil der Wannenflanke hingezogen wird, vor der das zu bearbeitende
Material von oben nach unten verläuft ("AbwArts"-flanke). Daraus ergibt sich, daß
mit den Wannen, wo die vertikale Symmetrieebene des Wannenschnitts mit der vertikalen
Symmetrieebene des Drehwellenpaares zusammenfällt, die flüchtigen Berührungen damit
beginnen, sich auf diesem Teil der "Abwärts"-flanke der Wanne zu bilden. Dieser
Umstand begünstigt, daß die Windung in vertikaler Lage gehalten wird, denn eine
solche Berührung, die seitlich ist, führt dazu, die Windung lediglich über die "Aufwärts"Drehwelle
hinwegheben zu lassen, keineswegs aber über die "Abwärts"Drehwelle hinweg. Im Gegenteil,
wenn
sich die flüchtige Berührung am tiefsten Punkt des Wannenbodens ereignen würde,
daß heißt gleich weit entfernt von den drehbaren Wellen, so hätte die Windung die
Tendenz, sich gleichzeitig über diese beiden Wellen zu heben und sich auf der Seite
niederzulegen, auf die Gefahr hin, in die Ebene einer benachbarten Windung einzudringen.
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Die Berührung einer Windung II, bei 16, dauert nur einen Moment, und
diese Windung läuft weiter, angetrieben durch die unmittelbar nacheilende Windung.
Beim Weiterlaufen hat sie wieder einen normalen Umfang angenommen. Die Überlänge,
die sie verloren hat (da eines ihrer Enden auf den Wellen gerutscht ist), wird auf
die unmittelbar vorauseilende Windung übertragen, die ihrerseits anhält oder nicht
anhält, je nachdem, ob dieser Überschuß sie die Verkleidung 16 berühren läßt oder
nicht, und so weiter. So ist der Grundvorgang -der Regelung, und die Vereinigung
dieser Prozesse ergibt einen kompletten Regelungszyklus, der nun in Verbindung mit
den Fig. 5A bis 5D" erläutert wird.
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Diese Figuren zeigen schematisch im Riß und als Draufsicht die Wanne
I, die Einführungsantriebsaggregate 3 mit ihrem autonomen Motor 70, die drehbaren
Trägerwellen 5 und 6, die vom selben Motor 72 angetrieben werden, und die Auszugsaggregate,
die vom selben Motor 72 wie die Wellen angetrieben werden. Die Fig. 5A und 5D" sind
die gleichen: Anfang und Ende eines
kompletten Regelungazyklus.
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In Fig. 5A haben alle Windungen nahezu das gleiche Na. Bei 5B hat
sich die Geschwindigkeitsüberschreitung der Wellen in ungleichmäßiger Art auf die
Größe der Windungen ausgewirkt und eine Windung SI kommt in Berührung mit der Flanke
der Wanne I; die flüchtige Berührung, die sie betrifft, überträgt sich auf dann
noch aufwärts, und es entsteht eine rückläufige Wellenbewegung, die Sn erreicht,
ohne weiter nach oben zu steigen.
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Zu diesem Zeitpunkt (Fig. fB) waren alle Windungen zwischen und Sn
reguliert. Die rückläufige Wellenbewegung ist abnehmend, da sich der Längenüberschuß
von SI bei 5B verteilt hat zwischen SI und Sn. Es vergeht sehr wenig Zeit zwischen
SB und 5B' (einige Sekunden).
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Nach einer gewissen Zeit (Fig. 5Cl löst eine andere Windung 53, durch
flüchtige Berührung mit der Wanne, eine weitere abnehmende, rückläufige Wellenbewegung
aus, die von S3 bis Sp reguliert (Fig. 5C').
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Mehrere rückläufige Wellenbewegungen können gleichzeitig entstehen,
und die Wirkung dieser aufwärtssteigenden Wellenbewegungen zusammen mit dem allgemeinen
Abwärtsverlauf, der sich aus dem Geschwindigkeitsüberschuß der Wellen ergibt, erzeugt
eine Art ständigen Zitterns der Wicklung, was einen Gegensatz zur Regelmäßigkeit
einer Wicklung nach dem bisherigen Stand der Technik bildet, bei der sich die Steifigkeit
der Wicklungen aus der Verdrallung des Bandes ergab.
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Im Anschluß daran ergibt sich ein Moment, bei dem die Austrittswindung
S4 die Wand der Wanne berührt (Fig. 5D). Die rückläufige Wellenbewegung pflanzt
sich dann durch die ganze Wanne hindurch aufwärts bis zur Eintrittswindung 9 fort.
Diese wächst plötzlich in 9' (Fig. 5D) und führt das Ausschalten der Eintrittsantriebsaggregate
herbei durch Aktivieren eines Kontaktes 12 (Fig. 2), der den Regulierungsbetriebszustand
auslöst, bei dem das Material von der Situation von Fig. 5D' zur Situation 5D",
die mit 5A identisch ist, übergeht - und der normale Betriebszustand wird wieder
aufgenommen.
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Die Abwechslung zwischen Normalbetrieb und Regulierungsbetrieb, aus
der sich die automatische Regelung der Länge der Wicklung ergibt, ist schematisch
in Fig. 6 dargestellt.
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Beim Normalbetrieb ist die Eintritts geschwindigkeit höher als die
Austrittsgeschwindigkeit. Die Länge des bearbeiteten Bandes nimmt zu, und diese
Zunahmen L ist als Ordinate auf dem Diagramm der Fig. 6 dargestellt, in dem die
Zeit als Abzisse aufgetragen ist. Die Durchschnittsgröße der Windungen nimmt zu,
und die Windungen nahe des Austritts beginnen zu wachsen; es ergibt sich die Situation,
bei der (Fig. 5D) die Windung S4 eine flüchtige Berührung mit der Flanke der Wanne
hat; es entsteht dann eine nicht abnehmende, rückläufige Wellenbewegung, die e Eintritt
erreicht und den ganzen ÜberschußnL der Länge auf dìe erste Windung 9 überträgt.
Die Windung 9 vergrößert sich plöt@-lich
zu 9 (Fig. 5 Dl und 2).
Sie wirkt auf die mit einem Kontakt 12 verbundenen Umschaltaggregate ein, die die
Eintrittsaggregate in der Zeit anhalten, die erforderlich ist, damit sich die zusätzliche
LängeL resorbiert (Fig. 5 D"); das ist der Regulierungsbetrieb. Wenn die Windung
9 ihren normalen Umfang wieder angenommen hat, befindet man sich in den Bedingungen
von Fig. 5 A. Ein neuer Zyklus beginnt im Normalbetrieb, und so weiter.
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In Fig. 6 stellt der Winkelkoaffizient der Spur, das heißt AL/AT,
zwischen 5 A und 5 D' die Zunahmegeschwindigkeit der Länge des Materials im Normalbetrieb
dar, während er zwischen 5 D' und 5 D" die Abnahmegeschwindigkeit der Länge des
Materials beim Regulierungsbetrieb darstellt. Das Verhältnis der zweiten zur ersten
beträgt einige Hundert.
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Wenn aus irgendeinem Grund die Auszugsantriebsaggregate langsamer
werden oder sogar anhalten, so halten auch die Wellen an, und der Kontakt 12 hält
die Einführungsaggregate des Materials an. Die Wiederingangsetzung weist keine Schwierigkeit
auf.
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Die einzige Bedingung ist, daß die Auszugsgeschwindigkeit niemals
die Eintrittsgeschwindigkeit überschreitet.
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Zurückkommend auf Fig. I, trelbt der Motor 72 direkt die Auszugsaggregate
74 an und treibt die Wellen 5 und 6 über einen
Kuppler 73 an, der
ein Geschwindigkeitsregler ist.
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In der Tat ist es absolut erforderlich, daß der Antrieb der drehbaren
Wellen mit dem der Auszugsaggregate zusammenwirkt, aber es ist ebenfalls wahr, daß
diese beiden Antriebe in einem regelbaren Geschwindigkeitsverhältnis zueinander
erfolgen können, denn wenn beim Auszug der Antrieb des bearbeiteten Materials auf
jeden Fall positiv sein muß (das heißt ohne Schlupf>, so ist es nicht dasselbe
beim Antrieb dieses durch die drehbaren Wellen; da die Geschwindigkeit des Materials
niedriger ist als die Umfangsgeschwindigkeit der Wellen, schlupft das behandelte
Material tatsächlich auf den irehharen Wellen, denn die Haftung dieses Materials
auf diesen zellen ist gering (in der Tat ergibt sich diese Haftung einzig aus dem
Gewicht der Windung, das auf den Wellen tUht} r und weil die Bedeutung dieses Schlupfes
von mehreren Faktoren abhängt, die sich je nach den Muster des Bearbeitungsmaterials
ändern, muß das vorgenannte Geschwindigkeitsverhältnis reguliert werden können.
(Wenn übrigens der Antrieb des bearbeiteten Materials durch die drehbaren Wellen
ebenfalls positiv wäre, so wurde sich das Problem der Regelung der Wicklung natürlich
nicht stellen).
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In Anbetracht dessen und daß das bearbeitete Material auf den drehbaren
Wellen schlupft, ist es klar, daß zum Ausgleich dieses Schlupfes die drehbaren Wellen
entsprechend schneller
gedreht werden müssen; andernfalls würde
die Menge des Einführungsaggregats (oder Eintrittsaggregats) nicht vollständig auf
die Menge des Auszugsaggregats übertragen, und die Wicklung würde dazu neigen, sich
radial und progressiv von der Einführung bis zum Auszug zu verengen. Ganz im Gegenteil,
wenn die drehbaren Wellen eine Umfanggeschwindigkeit aufweisen, die über den Ausgleich
des Schlupfes hinausgeht, so neigt die Wicklung dazu, sich radial und progressiv
von der Einführung bis zum Auszug zu vergrößern; dieser Umstand ist durchaus vorteilhaft
zur Auslösung, von der letzten Windung vor dem Auszug ab, der Erscheinung flüchtiger
Berührungen, die sich in einigen Sekunden von dieser letzten Windung bis zur ersten
Windung nach der Einführung verbreitet.
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Die Fig. 3 und 4 sind analog zu den Fig. 1 und 2, bis auf die Tatsache,
daß das Profil der Wanne 1 der Bearbeitung von Draht angepaßt ist, anstatt Band.
Da der Draht steifer ist als das Band, ist die materielle Form der Windungen näher
dem Kreis: daher sollte dieser Winkel, anstatt eines Winkels an der Spitze von 900,
vorzugsweise etwa 120° betragen. Das Bearbeitungsvolumen ist somit besser genutzt,
und die Windungen laufen dennoch keine Gefahr, den Boden der Wanne zu berühren.
Natürloch sind die Einführungs- und Auszugsaggregate des Drahtes dem Profil des
Materials angepaßt: es sind Rollen mit runder Rille. Ansonsten sind die Vorrichtung,
und die Arbeitsweise gleich wie beim Band: ein Normalbetrieb, bei dem eine abnehmende
Abstufung von drei Lineargeschwindigkeiten besteht: Trägerwellen, Material am Eintritt
und Material am Austritt, und
ein Betrieb zur Regulierung der Länge
des Materials im Volumen, bei dem die Geschwindigkeit des Materials am Eintritt
gleich null wird oder zumindest weit geringer als die Geschwindigkeit am Austritt.
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Beim ìvormalbetrieD ist es erforderlich, wie man weiter oben gesehen
hat, daß das Verhältnis der Eintritts- und Auszugsgeschwindigkeiten des Materials,
um einen guten Betrieb der Anlage zu gewährleisten, höher als eins ist. nie Erfahrung
hat gezeigt, daß dieses Verhältnis jedoch bei eins liegen sollte und daß die Eintrittsgeschwindigkeit
nur mit einer Menge unterhalb 1% höher als die Auszugsgeschwindigkeit sein sollte.
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Ein gutes Geschwindigkeitsverhältnis ist erreicht, wenn dieses 604/600
beträgt; in diesem Fall ist die Eintrittsgeschwindigkeit um etwa o,lt höher als
die Auszugsgeschwindigkeit. Hingegen muß die Umfanggeschwindigkeit der drehbaren
Wellen, die das Material tragen, um 1 bis 2E höher als die Auszugsgeschwindigkeit
sein.
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Aus diesen oben genannten nurqerischen Daten ergibt sich, daß bei
einer Dauer cies Normalbetriebes von 5 bis 1o Minuten die Dauer des Regulierungsbetriebes,
der Zustand bei dem der Eintritt des Materials gestoppt ist, etlia 2 bis 4 Sekunden
beträgt.
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Patentansprüche