DE4213575C2 - Elastische Walze zur Ausübung eines Rückzugs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elastische Walze zur Ausübung eines Rückzugs auf mehrere parallel geförderte Bänder, insbesondere eine in Bewegungsrichtung auf­ wärts von einer Aufwickelvorrichtung angeordnete elastische Walze zur Ausübung eines Rückzugs auf mehrere Bänder, wenn eine Stahlbahn in mehrere Bänder geschlitzt wird, so daß die Bänder dann auf der Aufwickelvorrichtung aufgewickelt werden.

Die Dicke der Bänder, die durch Schlitzen einer Stahlbahn auf einer Schlitzstrecke durch eine Schlitzmaschine erhalten werden, ist nicht immer konstant. Wenn daher solche Bänder von einer einzelnen Aufwickelvorrichtung aufgewickelt werden, wer­ den die Durchmesser der durch diese Bänder gebildeten Coils unterschiedlich groß. Diese Unterschiede bewirken eine Abwei­ chung der Aufwickelgeschwindigkeit, d. h. Aufwickelspannung, der Bänder, so daß die resultierenden Coils fest oder lose werden. Daher wird, wie in Fig. 6 für einen üblichen Fall gezeigt, eine Stahlbahn 1 durch eine Schlitzvorrichtung 2 in mehrere Bänder 3a, 3b, 3c geschlitzt, die dann durch eine einen Rückzug ausübende Vorrichtung 4 auf der in Bewegungs­ richtung aufwärts liegenden Seite einer Aufwickelvorrichtung 5 geführt werden, um die Aufwickelspannung der Bänder 3a, 3b, 3c so gleichmäßig wie möglich zu machen. Diese Bänder werden dann durch die Aufwickelvorrichtung 5 zu Coils 6 geformt.

Die herkömmliche einen Rückzug ausübende Einrichtung in Form der Vorrichtung 4 hat obere und untere elastische Walzen, die die Bänder 3a, 3b, 3c herauslassen und mit Hilfe einer auf diese Walzen ausgeübten Bremskraft eine Spannung zwischen die­ sen Walzen und der Aufwickelvorrichtung erzeugen. Auf der ge­ samten Oberfläche der Walzen ist eine Vielzahl von Schlitzen ausgebildet. Wenn, wie beschrieben, auf der gesamten Länge und dem gesamten Umfang der elastischen Walzen eine Vielzahl von Schlitzen ausgebildet ist, werden die Rippenteile zwischen diesen Schlitzen auf Grund der Aufwickelspannung der sie be­ rührenden Bänder gezogen und gebogen und auf Grund der elasti­ schen Rückstellkraft in ihren Ausgangszustand in den von den Berührungspunkten entfernten Positionen zurückgeführt. Auf diese Weise nimmt die Umfangslänge jeder Walze um eine Länge zu, die der Verschiebung der auf diese Weise gebogenen Rippen­ teile entspricht, so daß der Unterschied der Aufwickelspannung jedes Bands auf Grund des Unterschieds des Aufwickeldurchmes­ sers automatisch korrigiert werden kann.

Wenn jedoch die Walzen mit hoher Drehzahl gedreht werden, springen die in ihren ursprünglichen Zustand zurückkehrenden Rippenteile zurück und erzeugen Schwingungen sowie auf Grund dessen Lärm. Wenn zusätzlich die Bänder aus einem weichen Ma­ terial hergestellt sind, bleiben auf der Oberfläche der Bänder durch solche zurückspringenden Rippenteile geformte bandförmi­ ge Spuren zurück.

Der Erfinder der vorliegenden Erfindung entwickelte auf Grund von Versuchen elastische Walzen mit gleichmäßig beabstandeten Ringnuten von gegebener Tiefe, die sich im rechten Winkel zur Achse der Walzen und parallel zueinander erstrecken, und zwar anstelle von mehreren der oben angegebenen ringförmigen Schlitze auf der gesamten Walzoberfläche der elastischen Walze und von einem Ende zum anderen. Der Erfinder führte Versuche an den auf experimenteller Basis hergestellten Produkten aus. Es konnte ein zufriedenstellendes Ergebnis erzielt werden hin­ sichtlich des Ausgleichs oder der Fehleraufnahme der Aufwic­ kelgeschwindigkeit der Bänder. Jedoch wurden die freien End­ teile der durch die Ringnuten gebildeten Rippen auf Grund der Druckkraft in die Form von "Elefantenfüßen" verformt. Diese verformten Teile schwenkten seitlich, wenn die Walzen mit ho­ her Drehzahl gedreht wurden. Folglich wurden die Seitenflächen eines aufgewickelten Bands nicht in gerader Form aufgewickelt, wobei die aufgewickelten Flächen uneben wurden mit dem Ergeb­ nis, daß nur schlecht aussehende Coils erhalten werden konn­ ten.

Die nicht geprüfte japanische Gebrauchsmuster-Veröffentlichung No. 63-196310/1988 zeigt eine Zugwalze, die gebildet ist durch Aufbringen von Ringen aus einem Vliesstoff auf einer Welle und durch Pressen der Ringe von ihren beiden Seiten zu deren Kom­ bination als Einheit. Jedoch ist der Grad der ziehenden und der rückstellenden Verformung derartiger aus einem Vliesstoff hergestellter Ringe, die entsprechend der Änderung der Auf­ wickkelspannung der Bänder auftritt, sehr gering. Daher hat der Erfinder der vorliegenden Erfindung gefunden, daß die Auf­ wickelgeschwindigkeit der Bänder entsprechend der Nachgiebig­ keit der Ringe aus einem Vliesstoff nicht geregelt werden kann.

Die US-PS 36 85 711 offenbart eine Vorrichtung, bei der auf einer Welle abwechselnd unter­ schiedliche Ringe aufgebracht sind, von denen die einen Ringe gegen Verdrehung auf der Welle gesichert sind, während die anderen Ringe sich frei drehen können. Die Ringe sind auf dem Außenumfang mit einem elastischen Material beschichtet, in Achsrichtung verschiebbar und gegeneinander verspannt. Beim Betrieb dieser Walze üben die frei drehbaren Ringe eine Bremswirkung auf das Band zwischen den Walzen aus, in dem sich diese Ringe unter Rei­ bung relativ zu den anderen Ringen drehen, deren Drehzahl der der Welle entspricht. Dieser Bremseffekt ist einstellbar durch Ändern des Drucks der axialen Verspannung und durch die Anzahl der drehbaren Ringe, die mit dem Band in Reibeingriff stehen. Bei diesem Aufbau dienen die drehfest mit der Welle verbundenen Ringe als Bremsscheiben für die frei drehba­ ren Ringe, so daß es auf die Beschichtung der Ringe mit elastischem Material nicht ankommt, denn die Bremswirkung wird durch Relativverdrehung zwischen den Ringen erreicht und nicht durch eine Verformung der Ringe selbst.

Bei diesem bekannten Aufbau ist es schwierig, eine gleichmäßige und konstante Spannung an jedem Abschnitt der Streifen einer Stahlbahn zu erhalten, weil auch die axiale Spannkraft nicht gleichmäßig verteilt sein kann.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine elastische Walze so auszubilden, daß man eine gleichmäßige und konstante Spannung an jedem Abschnitt von Streifen bzw. Bändern erhält, mit denen die Walze in Eingriff steht.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß auf der Hauptwel­ le elastische Ringe aus gummiähnlichem Material drehfest angebracht sind, wobei die elastischen Ringe direkt anein­ anderliegen und in Achsrichtung gegeneinander verspannt sind.

Hierdurch ergibt sich ein kompakter Aufbau aus elastischem Material auf der Hauptwelle, wobei im Umfangsbereich der Walze die einzelnen Ringe durch Verformung in Umfangsrichtung eine Brems- bzw. Spannwirkung ausüben, nicht aber durch eine Gleitrei­ bung wie bei der bekannten Ausführungsform. Hierdurch wird eine gleichmäßige Spannungsverteilung erzielt, da die Walze in Achsrichtung sich entsprechend den einzelnen Ringen abschnitts­ weise verformen kann.

Wenn die auf diese Weise gebildeten elastischen Walzen in üb­ licher Weise mit einer geeigneten Bremskraft an den Hauptwel­ len verwendet werden, berühren bei der Erfindung mehrere ela­ stische Ringe aus gummiähnlichem Material ein Band, da die Dicke jedes der elastischen Ringe, die die elastische Walze bilden, klein ist. Hierbei werden die Oberflächenteile der Ringe proportional zur Aufwickelspannung der Bänder verformt. Folglich erfolgt eine automatische Regelung der Aufwickelspan­ nung jedes Bands auf ein im wesentlichen konstantes Niveau. Unter der Annahme, daß irgendein Ring gleichzeitig auf zwei Bändern mit unterschiedlicher Aufwickelspannung läuft, so han­ delt es sich nur um einen einzigen Ring. Daher wird die von den elastischen Ringen aus gummiähnlichem Material ausgeführte automatische Regelung der Aufwickelspannung der Bänder nicht verhindert. Da die elastischen Ringe unter Druck zusammenge­ spannt sind, werden sie nicht seitlich geschwenkt. Daher sind die Seitenflächen der zu einem Coil aufgewickelten Bänder eben und weniger gewellt als bei den bekannten Coils.

Der Ausdruck "gummiähnliches Material" wird hier in seiner eigentlichen Bedeutung verwendet, so daß er ein Material wie synthetischer Gummi oder Kunststoff meint und umfaßt, das bei Raumtemperatur unter Spannung auf wenigstens seine doppelte ursprüngliche Länge gestreckt werden kann und bei plötzlicher Freigabe der Spannung kräftig in seine ungefähre Ursprungslän­ ge zurückkehrt.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine auseinandergezogene Schrägansicht einer einen Rückzug ausübenden elastischen Walze nach einer Ausfüh­ rungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine Draufsicht eines elastischen Rings zur Bildung der in Fig. 1 gezeigten Walze durch Kleben;

Fig. 3 eine Draufsicht eines elastischen Rings mit einem Eisenkern in seiner Mitte einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 4 eine Darstellung einer automatischen Regelfunktion der Aufwickelspannung der elastischen Ringe;

Fig. 5 eine Schrägansicht der einen Rückzug ausübenden elasti­ schen Walzen im Gebrauch nach der Erfindung;

Fig. 6 eine Darstellung einer in einer gegebenen Stellung angeordneten Schlitzmaschine für die Zufuhr der Bänder auf einer Produktionsstrecke.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird in Verbin­ dung mit Fig. 1 beschrieben. Mehrere elastische Ringe 10 aus Gummi oder gummiähnlichem Material haben zum Beispiel einen Außendurchmesser von etwa 400 mm und eine Dicke von etwa 4,0 mm. Der Ring 10 hat ein zentrales Loch 11, dessen Form mit dem Querschnitt einer Hauptwelle 12 übereinstimmt. Bei der Aus­ führungsform von Fig. 1 hat die Hauptwelle 12 Keile oder Vor­ sprünge 13 an ihrem Außenumfang. Die Hauptwelle kann zum Bei­ spiel auch einen quadratischen Querschnitt haben. In diesem Fall haben die zentralen Löcher 11 in den elastischen Ringen 10 ebenfalls diese Form, um mit der Form der zentralen Löcher 11 übereinzustimmen. An einem Ende der Hauptwelle 12 ist eine Halteplatte 14 einstückig mit der Hauptwelle ausgebildet zur Anlage einer Vielzahl von elastischen Ringen 10, die vom ande­ ren Ende der Hauptwelle längs deren gesamter Länge aufeinan­ derfolgend auf die Hauptwelle aufgebracht werden. Wenn alle elastischen Ringe 10 auf diese Weise vollständig aufgebracht sind, wird auf den zuletzt aufgebrachten Ring eine Halteplatte 15 aufgesetzt und mit einer Mutter 16 festgezogen, so daß die elastischen Ringe von beiden Seiten her unter Druck festge­ spannt sind. Der Außendurchmeser dieser Halteplatten 14, 15 ist geringfügig kleiner als derjenige der elastischen Ringe 10.

Anstelle einer einstückigen Ausbildung der Halteplatte 14 mit dem einen Ende der Hauptwelle 12 kann diese Halteplatte auch von der Hauptwelle 12 getrennt ausgebildet sein (nicht ge­ zeigt) ähnlich der Halteplatte 15 am anderen Ende der Haupt­ welle, so daß von der anderen Seite der Hauptwelle 12 her mit einer Mutter, wie der Mutter 16, auf die Halteplatte 14 ge­ drückt werden kann.

Die elastischen Ringe 10 können an ihren inneren Umfangsteilen 17 aneinandergeklebt sein, was in Fig. 2 durch Punkte gezeigt ist. Wenn die Ringe 10 auf diese Weise verklebt sind, wird der Ringspannvorgang leicht ausgeführt. Wenn auch ein komplizier­ terer Herstellungsvorgang erforderlich ist, kann der mittlere Teil jedes elastischen Rings 10 mit einem Eisenkern 18 verse­ hen sein, vgl. Fig. 3.

Fig. 4 zeigt den Betrieb eines Paars von elastischen Ringen 10 aus gummiähnlichem Material. Wenn die auf diese Ringe ausgeüb­ te Aufwickelspannung der Bänder in tangentialer Richtung gemäß einem Pfeil X groß wird, werden die Teile der elastischen Rin­ ge 10, die deren Außenflächen naheliegen, gegen die elastische Kraft der Ringe verformt. Ein Bezugszeichen δ bezeichnet die Größe der Verschiebung auf jeder Außenfläche. Wenn die Aufwic­ kelspannung klein wird, kehren die elastischen Ringe 10 auf Grund ihrer elastischen Rückstellkraft in ihren ursprünglichen Zustand zurück. Die Ringe 10 werden somit proportional zur Aufwickelspannung der Bänder verformt. Folglich wird eine automatische Regelung erzielt zur Aufrechterhaltung der Auf­ wickelspannung der Bänder auf einem im wesentlichen konstanten Niveau.

Fig. 5 zeigt die Verwendung von zwei elastischen Walzen 19, die in der oben erwähnten Art hergestellt sind. Zwei Bremsen 20 dienen zur Ausübung von Bremskräften auf die elastischen Walzen 19. Da die Dicke eines elastischen Rings 10 aus gummi­ ähnlichem Material zum Beispiel etwa 4 mm beträgt, stehen wenigstens zwei Ringe 10 mit jedem der Bänder 3a, 3b, . . . in Berührung, wobei jeder dieser elastischen Ringe seine eigene automatische Regelfunktion der Aufwickelspannung aufweist. Diese Funktion wird durch einen elastischen Ring 10 nicht behindert, der sich in Berührung mit zwei benachbarten Bändern, etwa den Bändern 3a, 3b, dreht und sich über diese beide erstreckt.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform gemäß Fig. 4 und 5 liegen die elastischen, einen Rückzug ausübenden Walzen einan­ der senkrecht gegenüber. Bei einer gewissen Art von Bandauf­ wickelvorrichtung liegen die elastischen Walzen einander waag­ recht gegenüber und lassen die Bänder in einem S-förmigen Ver­ lauf hindurchtreten. Selbst bei dieser Vorrichtung arbeiten die elastischen Walzen in derselben Weise wie die in Verbin­ dung mit Fig. 4 beschriebenen, wobei dieselbe automatische Re­ gelung der Aufwickelspannung der Bänder erzielt wird.

Gemäß der Erfindung wird eine Vielzahl von dünnen elastischen Ringen aus gummiähnlichem Material unter Druck zusammenge­ spannt, wobei die resultierenden Produkte als elastische, einen Rückzug ausübende Walzen verwendet werden. Daher wird trotz dieser einfachen Konstruktion eine der Aufwickeldreh­ zahldifferenz proportionale Verschiebung auf den die Bänder berührenden Oberflächenteilen der hochelastischen Ringe er­ zeugt. Die Verschiebungsdifferenz beträgt im allgemeinen etwa 0,5-1,0%, so daß ein auf dieser Basis auftretender Spannungs­ fehler im wesentlichen von derselben Größenordnung ist. Daher werden die Bänder mit einer im wesentlichen gleichmäßigen Spannung aufgewickelt.

Da ferner die elastischen Ringe aus gummiähnlichem Material zusammengepreßt sind, werden sie nicht seitlich geschwenkt und werden die Seitenflächen der aufgewickelten Bänder eben und schön gewickelt, so daß gut aussehende Bänder erhalten werden. Da keine Teile der elastischen Ringe während ihrer Drehung auf den Bändern springen oder darauf schlagen, treten keine unan­ genehmen Geräusche und kein Springen der Ringe auf, wodurch bandförmige Spuren auf den Bändern erzeugt werden, während die elastischen Ringe mit hoher Drehzahl gedreht werden.

Claims (2)

1. Elastische Walze zur Ausübung eines Rückzugs auf mehrere parallel geförderte Bänder mit einer mit einer Bremskraft beaufschlagten Hauptwelle (12), auf der elastische Ringe (10) aus gummiähnlichem Material drehfest angebracht sind, wobei die elastischen Ringe (10) direkt aneinanderliegen und gegeneinander in Achsrichtung verspannt sind.

2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptwelle (12) Keile (13) aufweist, die sich an ihrem Außenumfang radial nach außen erstrecken, wobei je­ der Ring (10) ein mit der Form der Keile (13) übereinstim­ mendes zentrales Loch (11) aufweist.