DE3026129C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Metallbandreckanlage der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.

Derartige bekannte Metallbandreckanlagen dienen vorzugsweise zum Recken von Aluminiumband.

Bei ihnen sind die der Reckstrecke unmittelbar benachbarten Walzen geschwindigkeitsgeregelt, um dadurch die Laufgeschwindigkeit der Anlage sowie das Reckverhältnis festzulegen. Die weiteren Walzen sind entweder mit einem geregelten Einzelantrieb oder mit Überlagerungsgetrieben ausgestattet und werden in Abhängigkeit von den der Reckstrecke unmittelbar benachbarten Walzen geregelt. Die Antriebsmotoren für Einzelantrieb oder für Überlagerungsantrieb der Einzelwalzen haben normalerweise einen Regelbereich von 1 : 10. Die einzelnen Walzen jeder Gruppe bringen ein abgestuftes Drehmoment zum Bandzug auf. Dabei wird an jeder Walze die Zugkraft um einen konstanten Faktor in der Größe von etwa 2 herabgesetzt bzw. heraufgesetzt. Die Zugkraft innerhalb jeder Walzengruppe muß auf die Rückhaltekraft der Abwicklung bzw. auf die Zugkraft der Aufwicklung herabgesetzt werden. Auch diese Zugkräfte der Abwicklung und der Aufwicklung sind normalerweise im Verhältnis 1 : 10 regelbar. Infolgedessen kann eine solche Anlage nur innerhalb eines Leistungsbereichs von 1 : 10 geregelt und reproduzierbar betrieben werden. Dies bedeutet, daß die minimale Leistung, die in einer solchen Anlage ausgenutzt werden kann, 10% der maximalen Leistung oder Auslegungsleistung der Anlage beträgt.

Wenn also in einer Anlage auch besonders dünne, schmale und weiche Bänder gefahren werden sollen, die zur Verarbeitung weniger als 10% der Auslegungsleistung benötigen, so ist dies nicht möglich. Infolge der hohen Verlustleistungen der Antriebselemente, insbesondere der Verzweigungsbetriebe, ist es auch nicht möglich, einzelne Antriebsmotoren abzuschalten, weil dann infolge der hohen Verlustleistungen und Reibungskräfte völlig undefinierbare Verhältnisse auftreten würden.

Die DE-OS 15 27 944 beschreibt eine Metallbandreckanlage, bei der der Antrieb der Walzen über Drehmomentkupplungen erfolgt. Diese erzeugen eine zusätzliche Reibung und sind in ihrer Regelwirkung sehr beschränkt, so daß diese Drehmomentkupplungen keinen Eingang in die Praxis finden konnten.

Aufgabe der Erfindung ist eine solche Auslegung der Metallbandreckanlage der genannten Art, daß der nutzbare Leistungsbereich erweitert wird und daß insbesondere auch mit einem möglichst geringen Bruchteil der Auslegungsleistung ein reproduzierbarer Betrieb der Anlage möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung unterscheidet sich insofern vom Stand der Technik, als jeweils einzelne Walzen im Leerlauf mitlaufen können, so daß keinerlei Reibungskräfte, bzw. nur die vernachlässigbare Lagerreibung vorhanden sind. Die Erfindung ermöglicht es, den nutzbaren Leistungsbereich einer Anlage erheblich zu vergrößern. Die durch die Erfindung vorgeschlagenen Lösungsmittel sind im Hinblick auf den außerordentlichen technischen Erfolg überraschend einfach. Deshalb ist die Erfindung durch den Stand der Technik auch nicht nahegelegt; der überragende Erfolg der vorgeschlagenen Maßnahmen konnte nicht vorgesehen werden.

Die Erfindung sieht im einzelnen vor, daß die einzelnen Walzen jeweils über einen Walzenzapfen unmittelbar mit der jeweiligen Schaltkupplung verbunden sind.

Wenn die von einer Walze aufzubringende Leistung sehr hoch ist, so kann man auch vorsehen, daß die einzelnen Walzen jeweils über ein an einen Walzenzapfen angesetztes Untersetzungsgetriebe mit der jeweiligen Schaltkupplung verbunden sind.

Weiterhin sieht die Erfindung für eine Metallbandreckanlage, bei der innerhalb jeder Walzengruppe vier Walzen vorgesehen sind, deren Antriebsleistung etwa im Verhältnis 1 : 2 abgestuft ist, und bei der das Antriebsmoment der weiteren Walzen durch den überlagerten Drehmomentantrieb jeweils im Verhältnis 1 : 10 regelbar ist, vor, daß die beiden mittleren Walzen jeder Walzengruppe jeweils die Schaltkupplung aufweisen.

Es hat sich gezeigt, daß mit einer solchen Anordnung der Arbeitsbereich bzw. der Regelbereich einer solchen Anlage auf 1 : 40, d. h. 1/40 der Auslegungsleistung erweitert werden kann.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, die schematisch eine Metallbandreckanlage für Aluminiumband mit den zugehörigen Antriebselementen darstellt. In der Zeichnung sind die Walzen 1, 2, 3, 4 einer ersten rückhaltenden Walzengruppe und 1′, 2′, 3′, 4′ einer zweiten ziehenden Walzengruppe schematisch dargestellt. Jeweils die Walzen 1 und 1′ sind einer Reckstrecke 10 benachbart. In der Zeichnung ist auch die Durchlaufrichtung der Bandes dargestellt. Das Band kommt von einer nicht dargestellten Abwicklung und wird auf eine Aufwicklung aufgewickelt.

Die Walze 1 der rückhaltenden Walzengruppe ist unmittelbar an einen Hauptantriebsmotor M 1 angekoppelt und gibt die Laufgeschwindigkeit der gesamten Anlage vor. Von der Welle 11 des Motors M 1 wird über ein Kegelradgetriebe 12 die Hauptantriebswelle bzw. Antriebswelle 13 angetrieben. Die weiteren Walzen 2, 3, 4 der rückhaltenden Walzengruppe werden jeweils einerseits von der Hauptantriebswelle 13 und andererseits von Überlagerungsmotoren M 2, M 3, M 4 angetrieben. Der Drehmomentantrieb erfolgt über Überlagerungsgetriebe G 2, G 3, G 4. Der Überlagerungsmotor treibt jeweils das Innenrad des betreffenden Überlagerungsgetriebes an, während das Außenrad über ein Kegelradgetriebe von der Hauptantriebswelle 13 angetrieben wird. Die jeweilige Antriebswelle 21 für die betreffende Walze ist mit dem Steg des Getriebes verbunden. Die Kegelradgetriebe sind so ausgebildet, daß die Hauptantriebswelle 13 und die Antriebswellen der Motoren M 1, M 2, M 3, M 4 einander kreuzen. Einzelheiten der entsprechenden Verzahnung sind bekannt und werden hier nicht erläutert. Die Antriebswellen 21 der Walzen 2 und 3 sind über Schaltkupplungen 20, z. B. elektromagnetische Kupplungen, mit den Walzenzapfen 22 der Walzen 2 und 3 gekoppelt. Infolgedessen kann mittels der Schaltkupplungen 20 der Kraftfluß zu den Walzen 2 und 3 vollständig unterbrochen werden, so daß diese Walzen 2 und 3 im Leerlauf laufen können.

Die erste Walze 1′ der ziehenden Walzengruppe ist ebenfalls geschwindigkeitsgeregelt. Der Antrieb erfolgt über ein Kegelradgetriebe 24 sowie einen Überlagerungsmotor M 1′ und ein Überlagerungsgetriebe G 1′. Die Drehzahl dieser Walze 1′ bestimmt das Reckverhältnis der Reckstrecke 10. Die weiteren Walzen 2′, 3′, 4′ dieser Walzengruppe der ziehenden Walzengruppe sind entsprechend wie die Walzen 2, 3, 4 der rückhaltenden Walzengruppe ausgelegt und miteinander gekoppelt. Ihnen sind die Motoren M 2′, M 3′, M 4′ und die Getriebe G 2′, G 3′, G 4′ zugeordnet. Für die Walzen 2′ und 3′ ist ebenfalls eine Schaltkupplung 20 vorgesehen.

Die nicht dargestellten Abwicklungen und Aufwicklungen sind an die Zugkräfte der Walzen 4 bzw. 4′ angepaßt. Jede Walzengruppe muß zwischen der Reckstrecke und dem Einlauf bzw. dem Auslauf der Reckanlage die Zugkraft auf den Wert der jeweiligen Abwicklung bzw. Aufwicklung umwandeln.

Ein Ausführungsbeispiel wird im folgenden mit einem Zahlenbeispiel erläutert. Eine Bandreckanlage wird für eine maximale Zugkraft innerhalb der Reckstrecke von 200 000 N ausgelegt. In jeder Gruppe sind vier Walzen vorhanden, die die Zugkraft jeweils um einen Faktor 2 heraufsetzen bzw. herabsetzen, damit die restliche Zugkraft bis zu maximal 12 500 N vom Wickelzug bzw. Bremszug übernommen werden kann. Jede Walze und auch der Wickelzug und Bremszug sind in einem Verhältnis 1 : 10 regelbar. Die Anlage soll mit einer Arbeitsgeschwindigkeit von 500 m/min arbeiten. Unter diesen Voraussetzungen errechnen sich die Zugkräfte und damit auch die Antriebsleistungen für die einzelnen Walzen wie folgt:

Die Zugkraftverstärkung der vier Walzen beläuft sich insgesamt auf einen Faktor 16. Da die Anlage innerhalb eines Bereichs von 1 : 10 regelbar ist, beträgt die minimale Reckkraft 20 000 N. Dünnere, schmalere oder weichere Bänder, die nur eine geringere Reckkraft vertragen, können auf der so ausgelegten Anlage nicht gefahren werden. Dabei ist auch berücksichtigt, daß die der Reckstrecke benachbarten Walzen geschwindigkeitsgeregelt sind. Wenn man nämlich die Gesamtleistung unter den obigen Minimalwert herabsetzen wollte, würden die Reibungskräfte die Antriebs- und Regelkräfte übersteigen, so daß ein reproduzierbarer Betrieb nicht mehr möglich ist.

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß der Arbeitsbereich einer solchen Anlage nach unten wesentlich erweitert werden kann, indem nämlich einzelne Walzen abgeschaltet werden. Man kann z. B. mit zwei Walzen innerhalb jeder Walzengruppe arbeiten und erreicht dann einen Zugkraftbereich von 5000 N bis 50000 N. In diesem Fall ergibt die Rechnung für die Zugkraftverstärkung an der ersten in Betrieb befindlichen Walze

Für die zweite Walze gilt entsprechend

Dieses sind die Werte der Maximalleistung für die beiden einzuschaltenden Walzen. Da die jeweils der Reckstrecke benachbarte Walze geschwindigkeitsgeregelt ist, muß diese Walze ohne weiteres in Betrieb sein. Der Leistungsbedarf von 102 kW entspricht genau dem Leistungsbedarf der Walze 4 bzw. 4′. Dieses bedeutet, daß beim Einsatz von zwei Walzen für einen Zugkraftbereich von 5000 bis 50000 N die Walzen 1 und 4 in Betrieb sind. Die Walzen 2 und 3 werden ausgekuppelt.

Schließlich steht beim Einsatz von drei Walzen ein Arbeitsbereich von 10000 bis 100000 N zur Verfügung. Für den maximalen Leistungsbedarf der drei Walzen gilt

Durch Vergleich dieser Werte mit den obengenannten maximalen Antriebsleistungen erkennt man, daß die Walzen 1, 3 und 4 bzw. 1′, 3′ und 4′ in Betrieb sein müssen. Die Walze 2 bzw. 2′ wird abgekuppelt.

Dieses Beispiel läßt deutlich erkennen, daß durch eine einfache Maßnahme eine überraschende Erweiterung des Einsatzbereiches einer solchen Anlage erzielbar ist. Dadurch wird die Wirtschaftlichkeit einer solchen Anlage außerordentlich verbessert. Auch energiemäßig ist die Maßnahme vorteilhaft, weil der Energiebedarf der Reckanlage den jeweils auftretenden Belastungsverhältnissen angepaßt werden kann.

Claims (4)

1. Metallbandreckanlage, bei der einer Reckstrecke benachbart, eine ziehende und eine rückhaltende Walzengruppe aus jeweils mindestens zwei umschlungenen Walzen vorgesehen sind, wobei jeweils die der Reckstrecke unmittelbar benachbarte Walze der ziehenden und rückhaltenden Walzengruppe geschwindingkeitsgeregelt sowie mit den weiteren Walzen über eine gemeinsame Antriebswelle verbunden ist und wobei die weiteren Walzen jeweils einen überlagerten Drehmomentantrieb mit entsprechend dem Walzenabstand von der Reckstrecke stufenweise abnehmender Antriebsleistung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß von den weiteren Walzen (2, 3, 4, 2′, 3′, 4′) einzelne Walzen (2, 3, 2′, 3′) jeweils über eine Schaltkupplung (20) von der gemeinsamen Antriebswelle (13) abkoppelbar sind.

2. Metallbandreckanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Walzen (2, 3, 2′, 3′) jeweils über einen Walzenzapfen (22) unmittelbar mit der jeweiligen Schaltkupplung (20) verbunden sind.

3. Metallbandreckanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Walzen (2, 3, 2′, 3′) jeweils über ein an einen Walzenzapfen angesetztes Untersetzungsgetriebe mit der jeweiligen Schaltkupplung verbunden sind.

4. Metallbandreckanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei innerhalb jeder Walzengruppe vier Walzen vorgesehen sind, deren Antriebsleistung etwa im Verhältnis 1 : 2 abgestuft ist, und wobei das Antriebsmoment der weiteren Walzen durch den überlagerten Drehmomentantrieb jeweils im Verhältnis 1 : 10 regelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden mittleren Walzen (2, 3 bzw. 2′, 3′) jeder Walzengruppe jeweils die Schaltkupplung (20) aufweisen.