EP0088347B1 - Kettenzieh- und Kettenbremsvorrichtung zum Konstanthalten der Spannungen von Metallbändern - Google Patents

Kettenzieh- und Kettenbremsvorrichtung zum Konstanthalten der Spannungen von Metallbändern Download PDF

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EP0088347B1 EP83102006A EP83102006A EP0088347B1 EP 0088347 B1 EP0088347 B1 EP 0088347B1 EP 83102006 A EP83102006 A EP 83102006A EP 83102006 A EP83102006 A EP 83102006A EP 0088347 B1 EP0088347 B1 EP 0088347B1
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    • B65H20/00—Advancing webs
    • B65H20/06—Advancing webs by friction band

Definitions

  • the invention relates to a device for pulling or braking metal strips, in particular narrow strips to be wound together, with strip-wise separate braking action, preferably in strip lines between two oppositely arranged, endlessly rotating and mutually compressible clamping elements.
  • Metal strip is preferably moved in strip treatment plants with drivers or pull and brake roller systems.
  • the necessary belt tension is generated in such a system in addition to drivers and reels, especially with tension and brake roller systems.
  • the rollers are driven and more or less wrapped around the belt.
  • the strip hoists can only be set up or taken down from roll to roll within very specific limits.
  • the belt deflections require additional drive power and are undesirable for metallurgical and technological reasons.
  • the roll diameters are chosen so that parts of the strip are plastically deformed even with small strip thicknesses.
  • a device in which a metal band is clamped between two driven, endlessly rotating friction systems.
  • two belts arranged opposite one another in a machine frame and deflected by guide and drive rollers are provided, which hold the metal strip between them. Tensioning occurs when one belt is turned against the other belt by means of a hydraulic cylinder.
  • the chain pulling and braking device can be used in particular as a brake scaffold in splitting systems.
  • a known retaining device (DE-PS 1 804178) consists of several rings which are rotatably arranged under friction on a shaft upstream of the reel.
  • the braking torque can be adjusted to a maximum belt tension by means of an axially supplied pressure medium, the braking torque being transmitted to the flanks of the ring hubs by means of friction disks which are inserted between the rings. If higher stresses occur, the corresponding rings perform compensating rotary movements relative to the shaft and to the other rings.
  • the invention has for its object to avoid the aforementioned disadvantages and to provide a simple and reliable device for keeping the tension constant for split strips and unsplit strips, without the need for an additional preferred device.
  • the object is achieved in that the metal strip is clamped in parallel between two circulating chain systems and each chain system circulating by means of chains and sprockets has a plurality of chain segments placed one behind the other and arranged opposite one another in pairs above and below the metal strip and which can be pressed against the metal strip. Has friction elements.
  • the support segments are guided coaxially to the belt, lie opposite one another in pairs, the contact surfaces with the metal belt receive a high coefficient of friction and with the support surface a low coefficient of friction or rolling support, and due to the profile and the degree of hardness Coating and its thickness, the elasticity can be metered.
  • the support rollers are fed to the support area via a run-up curve, so that the respective chain segment is smoothly taken over.
  • the chain brake device is in Spaltanla gene preferably adjusted according to the lowest strip speed.
  • the strip strips with the faster strip speeds have an advance in the contact area of the chain brake device.
  • the associated different lengths of the slit band are compensated for by the elasticity of the covering, which is initially compressed and allows resilience in the area of the respective advance.
  • the specific tension in the strip strip cross section changes only insignificantly, since the pressure forces can be distributed over a relatively large area.
  • the narrow-band slit strips can be wound up with uniform tension regardless of thickness differences.
  • the pulling or braking forces can be regulated continuously over a wide range using the contact pressure of the chain systems.
  • the transferable forces can be significantly increased by using additional chain wheels or support structures within the chain systems.
  • the chain pulling and braking device can still be used wherever the so-called S-roller units are used in belt treatment lines.
  • Stretch-bending straightening units are provided with up to 5 S-rolls in front of and behind the bending stand so that the necessary strip tension can be applied. It is advisable to equip each individual S-roll with a separate GS drive or, in the case of mechanical coupling, with a GS compensating drive. This is necessary because, due to the manufacturing tolerances and the uneven wear of the S-roll coatings, relative speeds have to be avoided. This leads to a considerable expenditure of mechanical and electrical equipment as well as a large space requirement. When using the chain pulling and braking device proposed by me, only one scaffold in front of and behind the stretch-bending straightening unit is necessary. Only two GS drives are required.
  • a special embodiment of the chain pulling and braking device provides that the rectangular entry of the band into the device is achieved by means of a pivoting movement in the band pass plane. This process can be automated.
  • the chain pulling and braking device is arranged in front of the take-up reel, it is a special embodiment that the device is adjusted according to the continuously changing entry angle of the incoming strip. This arrangement has the advantage that the tape retraction is applied immediately before the take-up reel.
  • the chain pulling and braking device is used in a gap line as a brake stand, the narrow belts would be fed from a splitting shear, not shown, via a loop storage device with a deflection roller and then through the chain brake device via a further deflection roller to the take-up reel.
  • the actual chain brake device remains unchanged in all gap programs.
  • the chain system is preferably operated by a direct current motor with a comb gear connected downstream.
  • the braking torques are passed on via the shaft 2 to the chain wheels 3 and to the chain segments.
  • the support rollers 5 transmit the torques once and support the segments 4 in the driving area via guide strips 6a with support curves 6 in the inlet and outlet and brace the belt 1 by chain segments 4 lying opposite each other over the segment coating 7, which as an elastic covering 11 with a profile 12 can be executed.
  • the lower chain system 4b is fixed, while the upper chain system 4a is adjustable.
  • the contact forces are adjustable.
  • the chains are pretensioned by means of cylinder 8, which displaces a guided bearing housing 9.
  • the oscillating rotating brush 10 removes all possible contamination and buildup on the contact surfaces.
  • a special application form provides that the fixed chain system is designed as a swing arm construction 13. This ensures that the chain pulling and braking device can be inclined to a certain angle in accordance with the incoming belt.
  • the control frame 14 has the task, if the tape does not run at 90 ° on the segments 4, to rotate the entire chain pulling and braking device in the tape plane until the right-angled tape inlet is restored. Automatic control is state of the art.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ziehen oder Bremsen von Metallbändern, insbesondere gemeinsam aufzuwickelnden Schmalbändern mit bandweise getrennter Bremswirkung, vorzugsweise in Bandlinien zwischen zwei gegenüberliegend angeordneten, endlos umlaufenden und gegeneinander pressbaren Spannelementen.
  • Metallband wird in Bandbehandlungsanlagen vorzugsweise mit Treibern oder Zug- und Bremsrollensystemen bewegt. Der notwendige Bandzug wird in einer solchen Anlage neben Treibern und Haspeln besonders mit Zug- und Bremsrollensystemen erzeugt. Dabei sind die Rollen angetrieben und von dem Band mehr oder weniger umschlungen. Die Bandzüge können von Rolle zu Rolle nur in ganz bestimmten Grenzen auf- bzw. abgebaut werden. Die Bandumlenkungen erfordern zusätzlich Antriebsleistungen und sind aus metallurgischen und technologischen Gründen unerwünscht. In der Praxis werden aus Kostengründen die Rollendurchmesser so gewählt, dass schon bei geringen Banddicken Teile des Bandes plastisch verformt werden. Diese Nachteile sind insbesondere für dickere Bänder, für Edelstahlbänder, für besondere Qualitäten wie Siliziumband und oberflächenempfindliche Bänder von gravierender Bedeutung.
  • Aus der GB-A 2 072152 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der ein Metallband zwischen zwei angetriebenen, endlos umlaufenden Reibsystemen eingespannt wird. Dazu sind zwei in einem Maschinenrahmen gegenüberliegend angeordnete, von Führungs- und Antriebsrollen umgelenkte Riemen vorgesehen, die das Metallband zwischen sich aufnehmen. Das Spannen erfolgt beim Anstellen des einen Riemens mittels eines Hydraulikzylinders gegen den anderen Riemen.
  • Die hier aufgeführten Nachteile werden durch die nachstehend beschriebene Kettenziehmaschine eliminiert. Weitere Vorteile dieser Vorrichtung sind, dass der Vortrieb oberflächenschonend erfolgt, da keine Relativbewegungen stattfinden und die spezifische Belastung sehr gering gehalten werden kann, der Platzbedarf insbesondere bei grosser Zugdifferenz und bei grösseren Banddicken geringer ist und auch die Kostenrechnungen wesentlich günstiger ausfallen.
  • Die Kettenzieh- und Bremsvorrichtung kann insbesondere als Bremsgerüst in Spaltanlagen eingesetzt werden.
  • Beim Aufwickeln von Schmalband-Spaltstreifen auf einen Haspel entstehen aufgrund von Dickenabweichungen, die auf die Geometrie eines gewalzten Breitbandes zurückzuführen sind, der nebeneinander aufgewickelten Bandstreifen auf den Haspel unterschiedliche Wickeldurchmesser und damit unterschiedliche Aufwickelgeschwindigkeiten und -spannungen. Die dicken Bandstreifen werden daher zu stramm und die dünnen Bandstreifen zu lose gewickelt.
  • Zur Erzielung einheitlicher Schmalbunde sind daher bereits Rückhalte- bzw. Bremsvorrichtungen bekannt, die auch ohne direkte Einwirkung auf die Oberflächen der Spaltbänder mittels Bandbremsen unterschiedliche Bandzüge beim Aufwickeln von Schmalbändern ausgleichen. Eine bekannte Rückhaltevorrichtung (DE-PS 1 804178) besteht aus mehreren Ringen, welche unter Reibung drehbar auf einer dem Haspel vorgeschalteten Welle angeordnet sind. Das Bremsmoment ist durch ein axial zugeführtes Druckmittel auf eine maximale Bandspannung einstellbar, wobei das Bremsmoment über zwischen den Ringen eingesetzte aufblasbare Kammern mittels Reibscheiben auf die Flanken der Ringnaben übertragen wird. Beim Auftreten von höheren Spannungen führen die entsprechenden Ringe relativ zur Welle und zu den übrigen Ringen ausgleichende Drehbewegungen aus. Die Bauart dieser Rückhaltevorrichtungen mit einer Vielzahl von genau zu bearbeitenden Bremsscheiben und an den Ringnaben vorgesehenen Bremsflächen ist sehr aufwendig. Ausserdem ist von Nachteil, dass eine Einrichtung erforderlich ist, welche den Vorzug aufbringen muss, um anschliessend eine Zugverstärkung vornehmen zu können.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden und eine einfache und betriebssichere Vorrichtung zum Konstanthalten der Spannung für Spaltbänder und ungespaltene Bänder vorzusehen, ohne dass eine zusätzliche Vorzugseinrichtung erforderlich ist. Beim Herausziehen von breitem Bandmaterial aus einem spannungslosen Banddurchhang, wobei das Band zum seitlichen Verlaufen neigt, kann der aufwendige Steuertreiber entfallen, da der rechtwinkelige Einlauf des Bandes durch die Verdrehbewegung der Kettenzieh- und -bremsvorrichtung erreicht wird.
  • Nach der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Metallband zwischen zwei umlaufenden Kettensystemen parallel eingespannt wird und jedes mittels Ketten und Kettenrädern umlaufende Kettensystem eine Vielzahl hintereinander gelegter, einander paarweise ober- und unterhalb des Metallbandes gegenüberliegend angeordneter, gegen das Metallband pressbarer Kettensegmente bzw. Reibelemente aufweist. Nach weiteren Ausgestaltungen der Erfindung ist vorgesehen, dass die Stützsegmente koaxial zum Band geführt werden, sich paarweise gegenüberliegen, die Berührungsflächen mit dem Metallband einen hohen Reibungskoeffizienten und mit der Stützfläche einen geringen Reibkoeffizienten bzw. eine rollende Abstützung erhalten und durch die Profilierung und den Härtegrad der Beschichtung sowie deren Dicke die Elastizität dosiertwerden kann.
  • Hierdurch ist es möglich, das Band ohne Relativbewegung zwischen Band und Kontaktfläche des Belages zurückzuhalten und bei empfindlichen Bändern die Oberfläche frei von allen Veränderungen zu halten. Die Stützrollen werden über eine Anlaufkurve dem Stützbereich zugeführt, so dass ein weiches Übernehmen des jeweiligen Kettensegmentes erreicht wird.
  • Die Kettenbremsvorrichtung wird in Spaltanlagen vorzugsweise entsprechend der geringsten Streifengeschwindigkeit eingeregelt. Die Bandstreifen mit den schnelleren Streifengeschwindigkeiten haben eine Voreilung im Kontaktbereich der Kettenbremsvorrichtung. Die damit verbundenen unterschiedlichen Längen des Spaltbandes werden durch die Elastizität des Belages ausgeglichen, der zunächst gestaucht wird und im Bereich der jeweiligen Voreilung ein Nachfedern ermöglicht. Die spezifische Spannung im Bandstreifenquerschnitt verändert sich dabei nur unwesentlich, da die Andruckkräfte auf eine relativ grosse Fläche verteilt werden können. In den Fig. 5-5b sind diese Verhältnisse schematisch dargestellt, wobei nach Fig. 5 die Streifengeschwindigkeit = Umfangsgeschwindigkeit ist; nach Fig. 5a ist die Streifengeschwindigkeit > Umfangsgeschwindigkeit und nach Fig. 5b ist die Streifengeschwindigkeit » Umfangsgeschwindigkeit. Weiterhin ist ein wichtiger Effekt, dass durch die Gestaltung der Anlaufkurven eine Vorspannung auf den Belag, der zweckmässigerweise als Stollen ausgebildet wird, gebracht werden kann.
  • Mit der so geschaffenen Zieh- und Rückhaltevorrichtung können die Schmalband-Spaltstreifen unabhängig von Dickenunterschieden mit gleichmässiger Spannung aufgewickelt werden. Über die Anpresskräfte der Kettensysteme können die Zieh- bzw. Bremskräfte in weiten Bereichen stufenlos geregelt werden. Durch die Verwendung zusätzlicher Kettenräder bzw. Stützkonstruktionen innerhalb der Kettensysteme können die übertragbaren Kräfte wesentlich gesteigert werden.
  • Die Kettenzieh- und -bremsvorrichtung ist weiterhin überall da sinnvoll einzusetzen, wo in Bandbehandlungslinien die sogenannten S-Rollen-Einheiten verwendet werden. Ein besonderer Vorteil besteht darin, dass der notwendige Bandzug auch bei Vorzug = 0 auf in der Praxis benötigte maximale Bandzüge gebracht werden kann.
  • Streckbiege-Richteinheiten erhalten vor und hinter dem Biegegerüst bis zu 5 Stück S-Rollen, damit die notwendigen Bandzüge aufgebracht werden können. Es ist zweckmässig jede einzelne S-Rolle mit einem separaten GS-Antrieb bzw. bei einer mechanischen Verkopplung mit einem GS-Ausgleichsantrieb auszustatten. Dies ist notwendig, da aufgrund der Fertigungstoleranzen und des ungleichmässigen Verschleisses der S-Rollenbeschichtungen Relativgeschwindigkeiten vermieden werden müssen. Dies führt zu einem erheblichen Aufwand der mechanischen und elektrischen Ausrüstung sowie zu einem grossen Platzbedarf. Bei der Verwendung der von mir vorgeschlagenen Kettenzieh- und -bremsvorrichtung wird nur jeweils ein Gerüst vor und hinter der Streckbiege-Richteinheit notwendig. Es werden nur zwei GS-Antriebe benötigt.
  • In modernen Bandbehandlungsanlagen ist es zweckmässig, vor jeder S-Rolleneinheit eine Bandmitten-Steuereinheit anzuordnen, damit das Band anlagenmittig der S-Rolleneinheit zugeführt wird. Eine besondere Ausführungsform der Kettenzieh- und -bremsvorrichtung sieht vor, dass mittels Schwenkbewegung in der Banddurchlaufebene der rechtwinklige Einlauf des Bandes in die Vorrichtung erreicht wird. Dieser Vorgang kann automatisiert werden.
  • Wird die Kettenzieh- und -bremsvorrichtung vor dem Aufwickelhaspel angeordnet, so ist eine besondere Ausführungsform, dass die Vorrichtung entsprechend dem sich stetig ändernden Einlaufwinkel des einlaufenden Bandes angestellt wird. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass der Bandrückzug unmittelbar vor dem Aufwickelhaspel aufgebracht wird.
  • In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel einer Spannvorrichtung gemäss der Erfindung dargestellt und zwar zeigen
    • Fig. 1 die schematische Darstellung der Seitenansicht und eines Schnittes entlang der Linie 111-111 der Fig. 2 einer Kettenzieh- und Bremsvorrichtung mit den erfindungsgemässen Kettensystemen,
    • Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie I-I der Fig.1,
    • Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig.1,
    • Fig. 4 einen Teilabschnitt der Ketten mit Beschichtung
    • Fig. 4a einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 4 und
    • Fig. 5, 5a, 5b eine schematische Darstellung der Fasern in der Beschichtung an verschiedenen Positionen.
  • Wird die Kettenzieh- und -bremsvorrichtung in einer Spaltlinie als Bremsgerüst eingesetzt, so würden von einer nicht weiter dargestellten Spaltschere die Schmalbänder über einen Schlingenspeicher mit Umlenkrolle und dann durch die Kettenbremsvorrichtung über eine weitere Umlenkrolle dem Aufwickelhaspel zugeführt werden. Die eigentliche Kettenbremsvorrichtung bleibt bei allen Spaltprogrammen unverändert.
  • Das Kettensystem wird vorzugsweise durch einen Gleichstrommotor mit nachgeschaltetem Kammgetriebe betrieben. Die Bremsmomente werden über die Welle 2 an die Kettenräder 3 und an die Kettensegmente weitergegeben. Die Stützrollen 5 übertragen einmal die Drehmomente und stützen die Segmente 4 im Mitnahmebereich über Führungsleisten 6a mit Stützkurven 6 in Ein- und Auslauf ab und verspannen das Band 1 durch jeweils gegenüberliegende Kettensegmente 4 über die Segmentbeschichtung 7, die als elastischer Belag 11 mit einer Profilierung 12 ausgeführt sein kann.
  • Das untere Kettensystem 4b ist feststehend, während das obere Kettensystem 4a anstellbar ist. Die Anpresskräfte sind regelbar. Die Vorspannung der Ketten erfolgt mittels Zylinder 8, der ein geführtes Lagergehäuse 9 verschiebt. Die oszillierend drehende Bürste 10 entfernt alle möglichen Verunreinigungen und Anhaftungen_ der Kontaktflächen.
  • Eine besondere Anwendungsform sieht vor, dass das feststehende Kettensystem als Schwingenkonstruktion 13 ausgebildet wird. Hiermit wird erreicht, dass die Kettenzieh- und -bremsvorrichtung entsprechend dem einlaufenden Band auf einen bestimmten Winkel schräggestelltwerden kann.
  • Der Steuerrahmen 14 hat die Aufgabe, falls das Band nicht unter 90° auf die Segmente 4 aufläuft, die gesamte Kettenzieh- und -bremsvorrichtung in Bandebene zu verdrehen, bis der rechtwinklige Bandeinlaufwieder hergestellt ist. Eine automatische Regelung ist Stand der Technik.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Ziehen oder Bremsen von Metallbändern (1), insbesondere gemeinsam aufzuwickelnden Schmalbändern mit bandweise getrennter Bremswirkung, vorzugsweise in Bandlinien, zwischen zwei gegenüberliegend angeordneten, endlos umlaufenden und gegeneinanderpressbaren Spannelementen, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallband (1) zwischen zwei Kettensysteme (4a, 4b) parallel eingespannt wird und jedes mittels Ketten und Kettenrädern umlaufende Kettensystem (4a, 4b) eine Vielzahl hintereinander gelegter, einander paarweise ober-und unterhalb des Metallbandes (1) gegenüberliegend angeordneter, gegen das Metallband pressbarer Kettensegmente bzw. Reibelemente (4) aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kettensegmente (4) der Kettensysteme (4a, 4b) Segmentbeschichtungen (7) aufweisen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine unveränderte Lage der sich gegenüberliegenden Segmentbeschichtungen (7) durch eine formschlüssige Antriebsverbindung über Rollen (5) und Führungsleisten (6a) erreicht wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kettensegmente (4) einen elastischen Belag (11) erhalten.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Belag (11) mit einer Profilierung ausgestattet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kettensegmente (4) mittels Rolle (5) abgestützt werden.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kettensegmente (4) wahlweise mittels Gleitflächen abgestützt werden.
8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsleiste (6a) Einlauf- und Auslaufkurven bzw. Schrägen (6) erhält.
. 9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kettenzieh- und -bremsvorrichtung auf einem Steuerrahmen steht.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kettenzieh- und -bremsvorrichtung auf einer Schwingenkonstruktion steht.
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EP0088347A1 EP0088347A1 (de) 1983-09-14
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