DE4111090C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufnehmen und Aufwickeln eines mittels einer Kühlwalze aus dem schmelzflüssigen Zustand durch rasches Abkühlen verfestigten und geformten, freiliegenden Bandes aus einem amorphen Metall.

Derartige Bänder aus amorphen Metallen und Metallegierungen werden mit einer Geschwindigkeit von 20 bis 40 m/s so geformt, daß sie eine Breite von 5 bis 25 mm und eine Dicke von 10 bis 30 µm aufweisen. Solche Bänder werden allgemein schmale Bänder genannt. Aufgrund ihrer Abmessungen und auch aufgrund der hohen Abnahmegeschwindigkeiten von der Kühlwalze sind solche Bänder außerordentlich empfindlich gegen mechanische Beanspruchungen, insbesondere Stöße, Berührung oder Torsion. Der freie Anfang des Bandes, der zuerst geformt wurde, besitzt ferner einen ungleichmäßigen Querschnitt und wird verworfen. Dieser zu verwerfende Teil bewegt sich ferner nicht auf einem gleichbleibenden Weg freifliegend von der Kühlwalze. Der sich daran anschließende normale, verwendbare Teil des Bandes weist ferner eine derart hohe Amplitude auf seinem Weg auf, auf dem er sich frei bewegt, daß Pulsationen auftreten. Dies macht es schwierig, das Band bei der Formgebung aufzunehmen und aufzuwickeln. Dementsprechend sind bereits zahlreiche Verfahren und Vorrichtungen angegeben worden, um solche Bänder unmittelbar nach der Formgebung auf einer Wickeltrommel aufzunehmen und aufzuwickeln.

In JP 56-99 054 A ist eine Vorrichtung beschrieben, die eine Saugöffnung, ein Führungsrohr sowie eine Aufnahmeeinrichtung in der angegebenen Reihenfolge aufweist, wobei das Band durch einen Gasstrom geführt werden kann, dessen Geschwindigkeit höher ist als die Geschwindigkeit der Formgebung. Diesem Stand der Technik sind allerdings keine Einzelheiten zur Ausbildung der Führung, der Position der Aufnahme des Bandes und der Kombination der Einzelkomponenten zu entnehmen. Insbesondere der zu verwerfende Anfangsteil des Bandes gerät bei diesem Stand der Technik leicht außer Kontrolle, so daß der freifliegende Bandanfang Störungen wie Zusammenknäueln, Bruch des Bandes und/oder ungeordnetes Aufwickeln verursachen kann. Maßnahmen zur Lösung dieser Probleme sind im betreffenden Stand der Technik ebenfalls nicht angegeben.

Die Maßnahmen vor und nach dem Augenblick, in dem das Band mit der Wickeltrommel in Kontakt gebracht wird, sind daher für eine zufriedenstellende Aufnahme und ein zufriedenstellendes Aufwickeln von größter Wichtigkeit. In JP 56-28 166 A ist andererseits eine Vorrichtung beschrieben, bei der die Umfangsgeschwindigkeit der Wickeltrommel um etwa 2% kleiner ist als die Umfangsgeschwindigkeit der Oberfläche der Kühlwalze, so daß keine wesentliche Zugspannung auf das Band ausgeübt wird. Im Gegensatz dazu wird bei dem oben genannten Stand der Technik gemäß JP 56-99 054 A ein Zug auf das Band ausgeübt, wobei jedoch keine konkreten Angaben zur Abnahmegeschwindigkeit des Bandes und zur entsprechenden Verarbeitungsgeschwindigkeit gemacht sind.

Das Einführen des Bandes in die Wickeltrommel durch Einsaugen ist in JP 62-1 27 145 A und JP 62-1 51 251 A beschrieben. Nach diesem Stand der Technik wird das frei ankommende Band direkt von einer Saugeinrichtung eingesaugt, bis es in der Nähe der Wickeltrommel geführt wird. Wenn das freifliegende Band in dieser Weise direkt eingesaugt und geführt wird, treten aufgrund der beim freien Bandlauf auftretenden Pulsationen sowie aufgrund der Führung zur Korrektur des Bandlaufs mechanische Schockbeanspruchungen auf. Dies kann dazu führen, daß beim direkten Einfangen des freifliegenden Bandendes und der Korrektur der Flugrichtung vielfach größere mechanische Schockbeanspruchungen auftreten können, die zu einem Bruch des Bandes führen können.

In JP 63-72 451 A ist eine entsprechende Vorrichtung angeben, bei der das Band nach dem Durchtritt durch eine Führungsnut mit einer Klemmwalze unter Zugspannung gesetzt wird, worauf die Führungsnut entfernt und das gespannte Band auf die Wickeltrommel gedrückt wird. Da die Führungsnut zum Einfangen des Bandes auf der Wickeltrommel und zum Aufdrücken darauf vorgesehen ist, treten bei dieser Verfahrensweise erhebliche Schockbeanspruchungen auf, wenn die entsprechende Druckeinrichtung mit dem Band in Kontakt kommt. Hierbei besteht ein hohes Risiko zum Bruch des Bandes, besonders, wenn die Bewegung unter Spannung ohne entsprechenden Kontakt stattfindet.

Eine Wickeltrommel zur Aufnahme des Bandes ist in JP 01-17 785 A angegeben. Diese Wickeltrommel ist in der Nähe der Kühlwalze pendelnd angeordnet und mit einem Magneten oder einer Saugöffnung versehen, wobei ihre Umfangsgeschwindigkeit kleiner ist als die der Kühlwalze, so daß das Band direkt von der Kühlwalze abgenommen werden kann. Die pendelnde Aufhängung der Wickeltrommel dient dabei nicht dazu, die Wickeltrommel mit dem Band in Kontakt zu bringen, sondern zur Einstellung des Wickeldurchmessers des Bandes. In JP 59-94 525 A ist ferner eine andere Ausführungsform einer Wickeltrommel beschrieben, die pendelnd gelagert ist und eine Haftschicht aufweist.

Die eigentliche Einrichtung zur Aufnahme des Bandes umfaßt eine Vielzahl von Bauteilen, wobei es sehr schwierig ist, Zweck und Aufbau der Bauteile und ihre räumliche und vom Prozeßablauf bestimmte Anordnung zu bestimmen. So sind diesem Stand der Technik keinerlei praktische Angaben bezüglich der Reihenfolge der Komponenten in bezug auf den Bandlauf und die Beziehung und zeitliche Abstimmung der einzelnen von diesen Komponenten durchgeführten Operationen zu entnehmen, insbesondere zu den Aspekten, was mit dem zu verwerfenden Anfangsteil des Bandes geschieht, wie eine feste Flugbahn des freifliegenden Bandes ohne Schockeinwirkung erzielt werden kann, sowie dazu, wie das Inkontaktbringen der Wickeltrommel mit dem Band beim Beginn der Aufnahme und des Aufwickelns erfolgen soll.

Gemäß JP 63-30 264 A wird das Band mit beweglichen Klemmwalzen geführt und auf die Wickeltrommel aufgewickelt. Bei dieser herkömmlichen Vorrichtung treten zahlreiche Faktoren in Erscheinung, aufgrund deren ein Bruch des Bandes aufgrund der Drehzahl und Bewegungsgeschwindigkeit der Klemmwalzen eintreten kann, die auf die Formgebungsgeschwindigkeit des Bandes eingestellt werden, da das Band im Kontakt geführt wird, ferner auch deshalb, weil das Band über lange Abstände unter Spannung geführt wird.

Wie oben erwähnt, erfolgt die Formgebung amorpher Bänder üblicherweise mit einer sehr hohen Geschwindigkeit, wobei die Bänder zugleich außerordentlich fragil sind und der zuerst geformte Bandanfang ungleichmäßigen Querschnitt aufweist, so daß keine feste Flugbahn vorliegt und das Band sich mit einer großen Amplitude bewegt. Dies wiederum beeinträchtigt die Führung und das Aufwickeln. Eine zuverlässige Führung und das Abschneiden des zu verwerfenden Teils des Bandes müssen ferner in zufriedenstellender Weise mit der Forderung in Einklang stehen, daß bei dem verwendbaren normalen Teil des Bandes kein unerwünschter Bruch auftreten darf. Demzufolge muß das Problem gelöst werden, einerseits ein korrektes Abschneiden des zu verwerfenden Bandanfangs zu ermöglichen und andererseits einen unerwünschten Bruch des anschließenden normalen, aufzuwickelnden Bandes unter kontinuierlicher Bewegung mit hoher Geschwindigkeit zu vermeiden. Auf der anderen Seite enthält der oben erläuterte Stand der Technik keine konkreten Angaben zur Führung des Bandes ohne Kontakt, zur Vorgehensweise bezüglich des zu verwerfenden Anfangsteils, zur Reihenfolge der Maßnahmen beim Inkontaktbringen der Wickeltrommel mit dem Band, udgl.

Die Erfindung geht von dem Problem aus, daß die Vorrichtungen zur Aufnahme und zum Aufwickeln freifliegender Bänder aus amorphen Metallen zahlreiche Bauteile aufweisen, die extrem schwierig aufeinander abzustimmen und einzustellen sind, um eine zufriedenstellende Funktion zu ermöglichen. Die herkömmlichen Verfahren und Vorrichtungen sind daher für eine industrielle Anwendung, wenn überhaupt, nur bedingt geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufnahme und zum Aufwickeln eines Bandes aus amorphem Metall auf eine Wickeltrommel anzugeben, also zur Durchführung derjenigen Schritte bei der Herstellung amorpher Bänder, die mit den größten Schwierigkeiten behaftet sind.

Die Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst. Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindungskonzeption.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt sich Aufnehmen und Aufwickeln amorpher Bänder in sehr zufriedenstellender, reproduzierbarer Weise durchführen, wobei die erfindungsgemäße Vorrichtung durch eine spezielle Verbindung und Aneinanderreihung besonders angepaßter Bauteile gekennzeichnet ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Aufnahme und zum Aufwickeln eines mittels einer Kühlwalze verfestigten, freifliegenden Bandes aus amorphem Metall auf einer sich drehenden Wickeltrommel, die auf ihrem Außenumfang eine Haftschicht aufweist, ist durch folgende Schritte gekennzeichnet:

• (A) Hindurchleiten des Bandes durch ein Führungsrohr, das in der Nähe der Kühlwalze und in tangentialer Richtung dazu angeordnet ist, sowie durch ein Saugrohr, das mit einer Saugeinrichtung verbunden ist, bei mit dem Führungsrohr verbundenem Saugrohr,
• (B) Freilegen des Bandes durch axiales Wegbewegen des Saugrohrs vom Führungsrohr,
• (C) Inkontaktbringen der Wickeltrommel mit dem freigelegten Band und
• (D) Bewegen des Saugrohrs in der Weise, daß sich das Band auf die Wickeltrommel aufwickelt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Aufnahme und zum Aufwickeln eines mittels einer Kühlwalze verfestigten und geformten, freifliegenden Bandes aus amorphem Material auf eine sich drehende Wickeltrommel ist insbesondere zur Durchführung des obigen Verfahrens geeignet und ist gekennzeichnet durch

• (I) ein Führungsrohr, das in der Nähe der Kühlwalze und in tangentialer Richtung dazu angeordnet ist,
• (II) ein Saugrohr, das in einer Richtung senkrecht zur Achse der Kühlwalze derart bewegbar angeordnet ist, daß es mit dem Führungsrohr verbunden und von ihm gelöst und wegbewegt werden kann,
• (III) eine Saugeinrichtung, die mit dem Saugrohr verbunden ist, und
• (IV) eine mit einem Drehantrieb verbundene Wickeltrommel, die auf ihrem Außenumfang eine Haftschicht aufweist und in der Nähe der Verbindung des Führungsrohrs mit dem Saugrohr derart bewegbar angeordnet ist, daß sie in einer zu ihrer Achse senkrechten Richtung bewegt werden kann.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Wickeltrommel derart bewegbar angeordnet, daß sie zwischen einer Position unterhalb der Achse des Führungsrohrs bzw. Saugrohrs und unterhalb des bei wegbewegtem Saugrohr aus dem Führungsrohr austretenden freifliegenden Bandes und einer Position bewegt werden kann, in der das freifliegende Band tangential mit der Haftschicht der Wickeltrommel in Kontakt kommt und das Band eingefangen und aufgewickelt werden kann.

Nach einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist das Saugrohr derart bewegbar angeordnet, daß das aus dem Führungsrohr austretende freifliegende und dann durch das Saugrohr laufende Band, das tangential mit der Wickeltrommel in Kontakt steht, um einen Teil ihres Außenumfangs herumgelegt und aufgewickelt wird. Nach einer Ausführungsform kann hierzu das Saugrohr achsparallel in zu seiner Achse sowie zur Achse der Wickeltrommel senkrechter Richtung bewegt werden. Nach einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist das Saugrohr derart bogenförmig bewegbar angeordnet, daß seine Achse gegenüber der Achse des Führungsrohrs um einen sich in Flugrichtung des Bandes öffnenden Winkel verkippbar ist, daß das tangential mit dem Außenumfang der Wickeltrommel in Kontakt stehende Band um einen Teil ihres Außenumfangs herumgelegt und aufgewickelt werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des prinzipiellen Aufbaus einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch das hintere Ende des Führungsrohrs;

Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie 3-3 von Fig. 2;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch den Anschlußteil des Saugrohrs;

Fig. 5 eine Seitenansicht längs der Linie 5-5 von Fig. 1 zur Erläuterung der Aufwickeleinrichtung;

Fig. 6(a), 6(b), 6(c) und 6(d) Seitenansichten längs der Linie 6-6 von Fig. 1, aus denen die verschiedenen Bewegungszustände des Saugrohrs und der Wickeltrommel hervorgehen;

Fig. 7 ein Diagramm zur Erläuterung der Beziehung zwischen der Länge des Saugrohrs und der Relativgeschwindigkeit und

Fig. 8 eine Detailansicht des Querschnitts einer Wickeltrommel mit einer Haftschicht.

Die perspektivische Darstellung von Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung amorpher Bänder. Die Vorrichtung umfaßt eine Banderzeugungseinrichtung 10 zur Herstellung des amorphen Bandes, die eine Düse 10 zum Aufspritzen von geschmolzenem Metall auf eine Kühlwalze 12 umfaßt, die sich unter Antrieb durch eine Antriebseinrichtung 13 mit hoher Geschwindigkeit dreht. Die Banderzeugungseinrichtung 10 erlaubt eine sehr rasche Abkühlung und Verfestigung des geschmolzenen Metalls, das auf den Außenumfang der Kühlwalze 12 aufgespritzt wird, wobei Formgebung zu einem Band 14 erfolgt. Das so geformte Band 14 läuft mit einer Geschwindigkeit von 20 bis 40 m/s vom Außenumfang der Kühlwalze 12 ab. Das Band 14 besitzt eine Breite von 5 bis 25 mm und eine Dicke von 10 bis 30 µm. Derartige Bänder werden allgemein als schmale Bänder bezeichnet.

Die Aufnahmeeinrichtung umfaßt eine Führung 20, eine Saugeinrichtung 25 und eine Aufwickeleinrichtung 60 zur Aufnahme des Bandes 14, das in der Führung 20 geführt und dann auf eine Wickeltrommel 61 der Aufwickeleinrichtung 60 aufläuft. Die Führung 20 besteht aus einem Führungsrohr 30 mit einer Auffangöffnung 31 an ihrem Vorderende, einem Saugrohr 40 mit einem Anschlußteil 41 und einem flexiblen Rohr 21, mit dem das Saugrohr 40 mit einem Behälter 26 in Verbindung steht, der als Saugeinrichtung dient, wobei eine entsprechende Absaugeinrichtung vorgesehen ist. Die Aufwickeleinrichtung 60 umfaßt die Wickeltrommel 61 und einen Motor 62, die über eine Hysteresekupplung 63 miteinander verbunden sind. Die Aufwickeleinrichtung ist auf einem beweglichen Träger 64 montiert.

Das Führungsrohr 30 ist an seinem Vorderende mit der Auffangöffnung 31 versehen, die konisch ausgebildet und schräg geschnitten ist; sie befindet sich in der Nähe der Kühlwalze 12 und ist abwärtsgerichtet in einer unter Bezug auf den Außenumfang der Kühlwalze 12 tangentialen Richtung angeordnet.

In Fig. 2 ist das hintere Ende des Führungsrohrs 30 dargestellt, das eine Anschlußfläche 32 aufweist, die sich vom Innendurchmesser 30D nach außen konisch erweitert.

In Fig. 3 ist ein Querschnitt längs der Linie 3-3 von Fig. 2 dargestellt. Er zeigt die Größenrelation zwischen dem Führungsrohr 30 und dem Band 14, das durch das Führungsrohr 30 hindurchläuft. Das Führungsrohr 30 kann kreisförmigen, quadratischen oder rechteckigen Innenquerschnitt 33 aufweisen. Der Innendurchmesser 30D, der in Fig. 2 angegeben ist, ist so festgelegt, daß er 1,5- bis 8,0-fach größer ist als die Breite des Bandes 14, während seine Länge so festgelegt ist, daß sie 5- bis 25-fach größer ist als der Innendurchmesser 30D. Bei einem derartigen Innendurchmesser und einer derartigen Länge des Führungsrohrs 30 kann die Amplitude des Bandes 14 durch den Luftstrom kontrolliert werden, so daß das Band ohne mechanischen Kontakt mit der Wandung im Führungsrohr läuft.

Das Saugrohr 40 besitzt einen Innendurchmesser 40D, der 1,1- bis 6,0-fach größer ist als die Breite des Bandes 14, während seine Länge so festgelegt wird, daß sie 10- bis 50-fach größer als der Innendurchmesser 40D ist.

Fig. 4 zeigt das Anschlußteil 41 des Saugrohrs 40. Das Anschlußteil 41 besitzt an seiner engsten Stelle einen Innendurchmesser, der dem Innendurchmesser 40D des Saugrohrs 40 entspricht; es besitzt ferner eine Stirnfläche 42, die sich vom Innendurchmesser nach außen konisch erweitert. Das Anschlußteil 41 weist an seinem Außenumfang eine Anschlußfläche 43 auf, die in die Anschlußfläche 32 des Führungsrohrs 30 hineinpaßt, so daß das Saugrohr 40 hierdurch in einen dichten Kontakt mit dem Führungsrohr 30 gebracht werden und auch wieder daraus herausgezogen werden kann. Das Band 14 verläuft im Führungsrohr 30 allgemein in der Nähe seiner Mitte längs der Achse, es kann jedoch in Abhängigkeit von der Wegbewegung des Saugrohrs 40 vom Führungsrohr 30 mit der Stirnfläche 42 des Anschlußteils 41 in Kontakt kommen, wie mit 14f angedeutet ist. Die Stirnfläche 42 besteht daher wünschenswerterweise aus einem harten Metall, Keramik oder Glas. Zur weiteren Kühlung des Bandes 14 ist das Anschlußteil 41 von einem Kühlbereich umgeben, der eine Einrichtung zur Wasser- oder Luftkühlung aufweist.

In Fig. 5 ist eine Ausführungsform der Aufwickeleinrichtung 60 dargestellt. Sie weist einen beweglichen Träger 64 auf, auf dem die Aufwickeleinrichtung 60 angeordnet ist. Der Träger 64 ist mit einem Ende über einen Bolzen 71 mit einem Rahmen 70 verbunden. An diesem Rahmen 70 ist andererseits über einen Bolzen 72 ein Zylinder 73 mit einem Kolben 74 angelenkt, mit dem das andere Ende des Trägers 64 über einen Bolzen 75 verbunden ist. Die Wickeltrommel 61 kann so mit dem Band 14 in Kontakt kommen, das in ihrer Nähe verläuft, wobei sie in eine mit 61a angedeutete Position gebracht werden kann. Die Bewegung der Wickeltrommel 61 kann dabei pendelnd oder geradlinig sein, wobei lediglich die Bedingung erfüllt werden muß, daß die Wickeltrommel 61 mit dem Band 14 in Kontakt gebracht werden kann.

Die Fig. 6(a) bis 6(d) zeigen verschiedene Bewegungszustände des Saugrohrs 40 und der Wickeltrommel 61, die im folgenden näher erläutert werden. Fig. 6(a) zeigt den Anfangszustand bei Betriebsaufnahme. Die Drehrichtung R1 der Kühlwalze 12 und die Drehrichtung R2 der Wickeltrommel 61 sind gleichsinnig. Das Führungsrohr 30 und das Saugrohr 40 sind in dichtem Kontakt miteinander, so daß die Luft von der Auffangöffnung 31 über das Rohr 21 in den Behälter 26 eingesaugt wird. Das Führungsrohr 30, das am Rahmen 70 befestigt ist, ist so ausgerichtet, daß es unter einem Winkel α von 20 bis 90° unter Bezug auf die Waagerechte nach unten gerichtet ist, wodurch der freie Bandanfang 14a des Bandes 14, das freifliegend von der Kühlwalze 2 in die Auffangöffnung gelangt, die auf die Kühlwalze 12 gerichtet ist, eingefangen wird. Der Winkel α ist günstigerweise variabel, da Zustand und Bewegungsrichtung des freifliegenden Bandendes von den Dimensionen des Bandes 14 und der Drehzahl und dem Zustand des Außenumfangs der Kühlwalze 12 abhängig sind.

Das durch das Führungsrohr 30 hindurchlaufende Band 14 steht aufgrund des Hindurchsaugens der Luft in den Behälter 26 hinein unter einer Zugspannung F, wobei Schwingungen auftreten können. Diese Zugspannung F ist der Reibungskraft, die durch die Relativgeschwindigkeit (V2-V1) zwischen der Geschwindigkeit V1 des Bandes 14 und der Strömungsgeschwindigkeit V2 der Luft im Rohr hervorgerufen wird, und der Länge L der Leitung proportional, welche die Reibungskraft beeinflußt, wobei folgende Beziehung vorliegt:

F = K × (V2 - V1) × L,

worin K eine von der Breite und der Dicke des Bandes abhängige Konstante darstellt.

Die Erfindung ist insbesondere für schmale Bänder geeignet. In diesem Fall beträgt die optimale Zugspannung F 9,8 bis 39 N/mm² (1-4 kg/mm²). Die Beziehung zwischen der Relativgeschwindigkeit V und der Länge L des Saugrohrs 40 ist in Fig 7 dargestellt. Der Bereich, in dem die Zugspannung F für die Länge L des Saugrohrs 40 und die Relativgeschwindigkeit V = V2 - V1 9,8 N/mm² ( 1 kg/mm²) ist, ist durch Schraffierung angedeutet, wie durch A bezeichnet ist. In diesem Bereich wirkt bei einem Band 14 einer Breite von 5 mm und einer Dicke von 20 µm eine Zugspannung von nicht weniger als 0,98 N/mm² auf das Band 14:
9,81 × 20 · 10^-3 × 5 N/mm² = 0,981 N/mm² (1 × 20 · 10^-3 × 5 = 100 g).

Bei dieser Ausführungsform liegt der Punkt B in dem betreffenden Bereich A, der einer Länge L des Saugrohrs 40 von 1000 mm und einer Relativgeschwindigkeit V von 65 m/s entspricht. Aufgrund dieser Beziehungen werden die Durchmesser 30D und 40D sowie die Länge der Führung in dieser Weise eingestellt; die Strömungsgeschwindigkeit der Luft in der Führung wird jedoch wie folgt festgelegt. Wenn die Strömungsgeschwindigkeit der Luft im Saugrohr 40 1,2- bis 2,0-fach höher festgesetzt wird als die Umfangsgeschwindigkeit der Kühlwalze 12, wenn das Führungsrohr 30 und das Saugrohr 40 miteinander verbunden sind, werden Torsionen, Schwingungen und Pulsationen des Bandes 14 so drastisch verringert, daß kein Bruch mehr auftritt.

Die in Fig. 6(a) dargestellte Bewegungsrichtung 50 für das Saugrohr 40 umfaßt einen Zylinder 51, der am Rahmen 70 befestigt ist, ferner eine beweglich an der Kolbenstange des Zylinders 51 angebrachte Klammer (52) und einen an der Klammer (52) über einen Zylinder 53 angebrachten Schlitten 54. Das Saugrohr 40 ist am Schlitten 54 befestigt.

Fig. 6(b) zeigt den Zustand, in dem das Saugrohr 40 durch den Zylinder 51 um die Länge La vom Führungsrohr 30 weg nach außen bewegt ist, wobei das Band 14 in Richtung 14a verläuft. Die Länge La, längs deren das Band 14 frei verläuft, liegt innerhalb eines Bereichs, dessen Untergrenze größer ist als der Außendurchmesser 61D der Wickeltrommel 61, jedoch kleiner ist als der doppelte Außendurchmesser 61D. Die Strömungsgeschwindigkeit der Luft im Saugrohr 40 ist in diesem Zustand 1,5- bis 3,5-fach höher als die Umfangsgeschwindigkeit der Kühlwalze 12.

Fig. 6(c) zeigt die Bewegung der Wickeltrommel 61 und die anschließende Bewegung des Saugrohrs 40. Die Wickeltrommel 61 wird mit dem freigelegten Band 14, das in der Richtung 14a verläuft, so in Kontakt gebracht, daß sich die Wickeltrommel 61 in der Position 61a befindet, während das Band 14 die Richtung 14b einnimmt. Zugleich mit diesen Bewegungen wird das Saugrohr 40 durch den Zylinder 53 so bewegt, daß sich das Band 14 um die Wickeltrommel 61 herumlegt und aufwickelt. Das Band 14 legt sich aufgrund der Parallelbewegung des Saugrohrs 40 um den Abstand h von der vorhergehenden Position um die Wickeltrommel 61 herum. Alternativ dazu kann das Saugrohr 40 selbst auch bei dieser anschließenden Bewegung auf einer bogenförmigen Bahn geführt werden, um das Band 14 auf der Wickeltrommel 61 aufzuwickeln.

Fig. 6(d) zeigt den Zustand, in dem der eigentliche Aufwickelvorgang beginnt. Zu diesem Zeitpunkt dreht sich die Wickeltrommel 61 in der Position 61a mit einer Umfangsgeschwindigkeit, die um 0,1 bis 1,5% höher ist als die der Kühlwalze 12. Diese erhöhte Umfangsgeschwindigkeit führt zu einer leichten Zugspannung auf das Band 14, das durch das Führungsrohr 30 hindurchläuft und darin geführt wird, wobei die Amplitude der Pulsationen oder Schwingungen hierdurch so verringert wird, daß ein stabiler Lauf des Bandes 14 in der Führung erzielt wird. Das in der Richtung 14b gemäß Fig. 6(c) verlaufende Band 14 wird dann abgeschnitten, wenn es mit der Wickeltrommel 61 in der Position 61a in Kontakt kommt, wobei es dann in der Richtung 14b verläuft. In der Richtung 14c wird es von der Wickeltrommel 61 in der Position 61a aufgenommen. Der Abschnitt des Bands in der Richtung 14a, der zuerst gemäß Fig. 6b freigelegt wurde, wird abgeschnitten und als zu verwerfendes Material 14d im Behälter 26 der Saugeinrichtung 25 gesammelt.

Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform der Haftschicht 80, die auf dem Außenumfang der Wickeltrommel 61 vorgesehen ist. Die Haftschicht 18 kann entweder aus einer Schicht oder aus mehreren Schichten aufgebaut sein, wobei die Haftung durch Adhäsion wie auch durch Klebewirkung erzielt werden kann. Die in Fig. 8 dargestellte Haftschicht 80 besteht aus drei Schichten, einer Haftschicht 81, welche die innerste Schicht darstellt und auf der Wickeltrommel 61 haftet, einer Grundschicht 82, die eine Zwischenschicht darstellt, und einer Haftschicht 83, welche die äußerste Schicht bildet. Das Band 14 haftet an dieser Haftschicht 83 und wird gewissermaßen auf ihr auflaminiert, wie mit 14e angedeutet ist. Die Haftschichten 81 und 83 bestehen vorteilhaft aus einem Acrylharz, Kautschuk oder Gummi und sind so gewählt, daß sie auch im Bereich hoher Temperaturen hohe Haftkräfte ergeben. Dementsprechend werden vorzugsweise geeignete Elastomere ausgewählt. Die Haftschichten besitzen beispielsweise vorteilhaft ein Haftungsvermögen von mindestens 0,5 N/mm (50 g/mm) bei 20°C und mindestens 0,25 N/mm (25 g/mm) bei 80°C. Die Grundschicht 82 besteht vorteilhaft z. B. aus einem Faservlies, aus Japanpapier oder einem Polyesterfilm und vermittelt die Adhäsion der beiden Haftschichten 81 und 83.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren unter Bezug auf die in der Zeichnung dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung erläutert. Der zu verwerfende freie Bandanfang des Bands 14, der von der Kühlwalze 12 frei abfliegt, wird von der Auffangöffnung 31 aufgefangen und gelangt durch das Führungsrohr 30, das Saugrohr 40 und das Rohr 21 und erreicht den Behälter 26 der Saugeinrichtung 25. Diese Rohre können aus Acrylharzen oder Vinylchlorid oder anderen geeigneten Materialien bestehen, wobei es vorteilhaft ist, sehr glatte bzw. polierte Oberflächen zu verwenden, da dies zu einem verringerten Strömungswiderstand der Luftströmung führt. In der nächsten Stufe wird das Saugrohr 40 in der Durchtrittsöffnung des Bandes 14 vom Führungsrohr 30 wegbewegt, wodurch das Band 14 freigelegt wird. Anschließend wird die Wickeltrommel 61 so bewegt, daß sie mit dem freigelegten Band 14 in Kontakt kommt. Gleichzeitig damit wird das Saugrohr 40 so bewegt, daß sich das freigelegte Band 14 auf seinem Weg um die Wickeltrommel 61 herumlegt. Das Band 14 gelangt so als Ergebnis der Bewegung des Saugrohrs 40 und der Wickeltrommel 61 mit der Haftschicht 80 der Wickeltrommel 61 in Kontakt, so daß es an seiner vorgegebenen Position abgeschnitten bzw. abgerissen wird. Das so abgeschnittene, zu verwerfende Band 14d wird im Behälter 26 gesammelt, während das verwendbare Band 14 von der Wickeltrommel 61 aufgenommen und aufgewickelt wird, wobei sich eine Art Laminat bildet, wie durch 14e in Fig. 8 angedeutet ist.

Erfindungsgemäß wird das Band vom stationären Führungsrohr geführt, wobei das Saugrohr so angeordnet ist, daß es mit dem Führungsrohr in dichte Verbindung gebracht und auch wieder von ihm wegbewegt werden kann, so daß die Wickeltrommel dann mit dem so freigelegten Band in Kontakt gebracht werden kann, das sich zwischen dem Ende des Führungsrohrs und dem vorderen Teil des Saugrohrs frei bewegt, wodurch das freigelegte Band auf der Wickeltrommel aufgewickelt wird. Als Ergebnis kann das Band an seiner vorgegebenen Position geschnitten und in Laminatform von der Wickeltrommel aufgenommen werden. Im einzelnen wird das Band in einem geraden Zustand, jedoch ohne irgendeinen mechanischen Kontakt mit Wandungen, geführt, wodurch die Pulsationen so verringert werden, daß kein Bruch mehr auftritt. Darüber hinaus wird erfindungsgemäß der zu verwerfende Anfangsteil des Bandes vorteilhaft durch den Kontakt mit der Haftschicht der Wickeltrommel mit dem Band abgeschnitten bzw. abgerissen, so daß dann ein vollkommen regelmäßiges Aufwickeln auf der Wickeltrommel erzielt wird.

Die Erfindung ist nicht auf die oben erläuterten Ausführungsformen beschränkt, da die Erfindungskonzeption zahlreiche Modifizierungen im Rahmen des Erfindungsgedankens umfaßt.

Claims (26)

1. Verfahren zur Aufnahme und zum Aufwickeln eines mittels einer Kühlwalze (12) verfestigten, freifliegenden Bandes (14) aus amorphem Metall auf eine sich drehende Wickeltrommel (61), die auf ihrem Außenumfang eine Haftschicht (80) aufweist, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• (A) Hindurchleiten des Bandes (14) durch ein Führungsrohr (30), das in der Nähe der Kühlwalze (12) und in tangentialer Richtung dazu angeordnet ist, sowie durch ein Saugrohr (40), das mit einer Saugeinrichtung (25) verbunden ist, bei mit dem Führungsrohr (30) verbundenem Saugrohr (40),
• (B) Freilegen des Bandes (14) durch axiales Wegbewegen des Saugrohrs (40) vom Führungsrohr (30),
• (C) Inkontaktbringen der Wickeltrommel (61) mit dem freigelegten Band (14) und
• (D) Bewegen des Saugrohrs (40) in der Weise, daß sich das Band (14) auf die Wickeltrommel (61) aufwickelt (Fig. 1, 6(a)-6(d)).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgeschwindigkeit der Luft im Saugrohr (40) bei mit dem Führungsrohr (30) verbundenem Saugrohr (40) 1,2- bis 2,0-fach höher ist als die Umfangsgeschwindigkeit der Kühlwalze (12).

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgeschwindigkeit der Luft im Saugrohr (40) bei vom Führungsrohr (30) wegbewegtem Saugrohr (40) 1,5- bis 3,5-fach höher ist als die Umfangsgeschwindigkeit der Kühlwalze (12).

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Wickeltrommel (61) um 0,1 bis 1,5% höher ist als die der Kühlwalze (12).

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (14) derart hergestellt wird, daß die Abnahmegeschwindigkeit des freifliegenden Bandes (14) von der Kühlwalze (12) 20 bis 40 m/s beträgt.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (14) in einer Breite von 5 bis 25 mm und in einer Dicke von 10 bis 30 µm hergestellt wird.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wickeltrommel (61) mit einer Haftschicht (80) auf ihrem Außenumfang verwendet wird, deren äußerste Schicht (83) und/oder deren am Außenumfang der Wickeltrommel (61) anliegende innerste Schicht (81) aus einem Acrylharz und/oder aus einem Elastomer, insbesondere aus einem Kautschuk oder aus Gummi, bestehen.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wickeltrommel (61) mit einer Haftschicht (80) auf ihrem Außenumfang verwendet wird, deren äußerste Schicht (83) und/oder deren innerste Schicht (81) ein Haftvermögen von mindestens 0,5 N/mm (50 g/mm) bei 20°C und von mindestens 0,25 N/mm (25 g/mm) bei 80°C aufweisen.

9. Vorrichtung zur Aufnahme und zum Aufwickeln eines mittels einer Kühlwalze (12) verfestigten, freifliegenden Bandes (14) aus amorphem Metall auf eine sich drehende Wickeltrommel (61), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 8, gekennzeichnet durch

• (I) ein Führungsrohr (30), das in der Nähe der Kühlwalze (12) und in tangentialer Richtung dazu angeordnet ist,
• (II) ein Saugrohr (40), das in einer Richtung senkrecht zur Achse der Kühlwalze (12) derart bewegbar angeordnet ist, daß es mit dem Führungsrohr (30) verbunden und von ihm gelöst und wegbewegt werden kann,
• (III) eine Saugeinrichtung (25), die mit dem Saugrohr (40) verbunden ist, und
• (IV) eine mit einem Drehantrieb (62, 63) verbundene Wickeltrommel (61), die auf ihrem Außenumfang eine Haftschicht (80) aufweist und in der Nähe der Verbindung des Führungsrohrs (30) mit dem Saugrohr (40) derart bewegbar angeordnet ist, daß sie in einer zu ihrer Achse senkrechten Richtung bewegt werden kann (Fig. 6(a)-6(d)).

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wickeltrommel (61) derart bewegbar angeordnet ist, daß sie zwischen ihrer Position unterhalb der Achse des Führungsrohrs (30) bzw. des Saugrohrs (40) und unterhalb des bei wegbewegtem Saugrohr (40) aus dem Führungsrohr (30) austretenden freifliegenden Bandes (14) und einer Position (61a) bewegt werden kann, in der das freifliegende Band (14) tangential mit der Haftschicht (80) der Wickeltrommel (61) in Kontakt kommt und das Band (14) eingefangen und aufgewickelt werden kann.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugrohr (40) ferner derart bewegbar angeordnet ist, daß das aus dem Führungsrohr (30) austretende freifliegende und dann durch das Saugrohr (40) laufende Band (14), das tangential mit der Haftschicht (80) auf dem Außenumfang der Wickeltrommel (61) in Kontakt steht, um einen Teil ihres Außenumfangs herumgelegt und aufgewickelt wird.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugrohr (40) achsparallel in zu seiner Achse sowie zur Achse der Wickeltrommel (61) senkrechter Richtung bewegbar ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugrohr (40) derart bogenförmig bewegbar angeordnet ist, daß seine Achse gegenüber der Achse des Führungsrohrs (30) um einen sich in Flugrichtung des Bandes (14) öffnenden Winkel so verkippbar ist, daß das tangential mit der Haftschicht (80) auf dem Außenumfang der Wickeltrommel (61) in Kontakt stehende Band (14) um einen Teil ihres Außenumfangs herumgelegt und aufgewickelt wird.

14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 10 bis 13, gekennzeichnet durch eine Schneideinrichtung, mit welcher der freie Bandanfang (14d) bei mit der Haftschicht (80) auf dem Außenumfang der Wickeltrommel (61) tangential in Kontakt gekommenem Band (14) abgeschnitten oder abgetrennt werden kann.

15. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß sie so ausgelegt ist, daß die Abnahmegeschwindigkeit des freifliegenden Bandes (14) von der Kühlwalze (12) 20 bis 40 m/s beträgt.

16. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß sie so ausgelegt ist, daß ein Band (14) in einer Breite von 5 bis 25 mm und in einer Dicke von 10 bis 30 µm herstellbar ist.

17. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsrohr (30) und das Saugrohr (40) so ausgebildet sind, daß sie mit einer Verbindungseinrichtung (32, 41, 43) geradlinig ineinandergesteckt und miteinander verbunden werden können.

18. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Tangentialrichtung, in der das Führungsrohr (30) auf die Kühlwalze (12) ausgerichtet ist, unter einem Winkel α von 20 bis 90°, bezogen auf die horizontale Tangentenrichtung, nach unten orientiert ist.

19. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsrohr (30) einen Innendurchmesser 30D, der 1,5- bis 8,0-fach größer ist als die Breite des herzustellenden Bandes (14) und eine Länge aufweist, die 5- bis 25-fach größer ist als der Innendurchmesser 30D.

20. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugrohr (40) einen Innendurchmesser 40D, der 1,1- bis 6,0-fach größer ist als die Breite des herzustellenden Bandes (14), und eine Länge aufweist, die 10- bis 50-fach größer ist als der Innendurchmesser 40D.

21. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugrohr (40) über ein flexibles Rohr (21) mit der Saugeinrichtung (25) verbunden ist.

22. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehantrieb (62, 63) der Wickeltrommel (61) eine Hysteresekupplung (63) aufweist.

23. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Außenumfang der Wickeltrommel (61) vorgesehene Haftschicht (80) aus einem Acrylharz und/oder aus einem Elastomer, insbesondere aus einem Kautschuk oder aus Gummi, besteht.

24. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftschicht (80) eine äußerste Schicht (83) und eine am Außenumfang der Wickeltrommel (61) anliegende innerste Schicht (81) aufweist und die äußerste Schicht (83) und/oder die innerste Schicht (81) aus einem Acrylharz und/oder aus einem Elastomer, insbesondere aus einem Kautschuk oder aus Gummi, bestehen.

25. Vorrichtung nach den Ansprüchen 23 und 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftschicht (80) bzw. die äußerste Schicht (83) und/oder die innerste Schicht (81) ein Haftvermögen von mindestens 0,5 N/mm (50 g/mm) bei 20°C und von mindestens 0,25 N/mm (25 g/mm) bei 80°C aufweisen.

26. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 25 zur Herstellung von Bändern aus amorphen Magnetlegierungen.