EP0088347B2

EP0088347B2 - Kettenzieh- und Kettenbremsvorrichtung zum Konstanthalten der Spannungen von Metallbändern

Info

Publication number: EP0088347B2
Application number: EP83102006A
Authority: EP
Inventors: Norbert Umlauf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-03-06
Filing date: 1983-03-02
Publication date: 1991-08-28
Anticipated expiration: 2003-03-02
Also published as: EP0088347B1; DE3208158C3; DE3364465D1; EP0088347A1; DE3208158A1; ATE20725T1; US4527723A; DE3208158C2

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 über Kettenräder endlos umlaufenden und gegeneinander preßbaren, aus einzelnen miteinander gelenkig verbundenen, einander paarweise ober- und unterhalb des Metallbandes gegenüberliegend angeordneten Gliedern bestehenden, das Metallband zwischen sich einspannenden Kettensystemen.
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.
Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist durch die AT-A-295 974 bekanntgeworden. Die sich beim Aufwickeln von Blechbändem, insbesondere von in Längsstreifen zerschnittenen Blechbändem, auf einen Haspelkern ergebenden Schwierigkeiten werden dort dadurch behoben, daß eine Reibungsbremse mit einem Bremsgenerator vereinigt wird. Dabei soll durch das Einbeziehen einer Reibungsbremse in die Bremsvorrichtung ein Ausgleichen der Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen den einzelnen Bandstreifen durch Gleitreibung ermöglicht werden, d.h. zum Aufbringen der Bremskraft wird die Kraft des Bremsgenerators durch die von der Gleitreibung der Reibungsbremse verursachte Reibungskraft unterstützt. Die Gleitreibung stellt sich ein, wenn ein Gleiten der nicht angetriebenen, sondern von dem durchlaufenden Blechband mitgenommenen Bremsbänder gegenüber dem Blechband ermöglicht wird. Diese bekannte Bremsvorrichtung setzt somit das Erzeugen und Ausnutzen von Relativbewegungen als funktionsentscheidend voraus. Aufgrund der Relativbewegungen lassen sich Beschädigungen der Oberfläche des Blechbandes nicht verhindern. Im Einspann- bzw. Mitnahmebereich des Blechbandes sind zum Gegeneinanderpressen der Bremsbänder auf deren Plattenglieder einwirkende Andrückrollen angeordnet. Bei diesen Druckrollen handelt es sich dem Prinzip nacu um ein Aneinanderreihen von in Bandbehandlungsanlagen bekannten, zum Bewegen von Metallband eingesetzten Treibern ; außer der Verteilung der Belastungen auf eine der Zahl der einander gegenüberliegend angeordneten Treiberrollen entsprechende Zahl von Andrückpunkten unterscheidet sich diese Druckrollenanordnung nicht von den bekannten Treibern. Es kommt somit zunächst nur eine Linienberührung zustande, die sich durch weiteres Verquetschen beim Andrücken zu einer Fläche ausbildet Diese Anflächungen führen dazu, daß unterschiedliche Wirkdurchmesser und damit Relativbewegungen auf der Metallband-Oberfläche entstehen. Aufgrund der Treiberfunktion der Druckrollen kommt es außerdem zu Knickungen der Bremsbänder. Dies insbesondere jeweils dann, wenn der Übergang zwischen zwei Plattengliedern der Bremsbänder in den Bereich der Druckrollen gelangt.
Aus der GB-A 2 072 152 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der ein Metallband zwischen zwei angetriebenen, endlos umlaufenden Reibsystemen eingespanntwird. Dazu sind zwei in einem Maschinenrahmen gegenüberliegend angeordnete, von Führungs- und Antriebsrollen umgelenkte Riemen vorgesehen, die das Metallband zwischen sich aufnehmen. Zum Spannen wird der obere Riemen mittels eines Hydraulikzylinders gegen den gegenüberliegenden, unteren Riemen angestellt. Der Hydraulikzylinder greift dabei an einem die Antriebsrollen aufnehmenden Tragrahmen an, der über Federn nachgiegig abgestützt und mit einer Druckplatte verbunden ist, die sich von oben gegen den Riemen legt; die den gegenüberliegenden Riemen abstützende Druckplatte ist hingegen nicht anstellbar. Mit dieser bekannten Vorrichtung lassen sich allerdings keine Zugkräfte aufbringen, da diese nämlich dort eingebracht werden müßten, wo zum Zwecke des gewünscht guten Gleitens entlang der Druckplatte gerade ein besonders niedriger Reibwert vorzusehen ist.
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 Kosten-rechnungen 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.
Zu 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 1804 178) 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 der 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 Banddurchlang, 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.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeweils zwei benachbarte Glieder über eine gemeinsame Gelenkachse verbunden sind und jede Gelenkachse im Mitnahmebereich über Rollen oder Gleitflächen an Führungsleisten zur Preßdruckübertragung abgestützt ist. Nach weiteren Ausgestaltungen der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Glieder Beschichtungen aufweisen, vorzugsweise einen elastischen Belag erhalten, der sich vorteilhaft mit einer Profilierung ausstatten läßt. Mittels der Beschichtungen, wobei sich deren Elastizität durch die Dicke sowie die Profilierung und den Härtegrad beeinflussen läßt, kann ein hoher Reibungskoeffizient zwischen den Gliedem und dem Metallband erreicht werden ; hingegen ergibt sich aufgrund der Abstützung der Glieder über Rollen oder Gleitflächen ein geringer Reibungskoeffizient mit den Führungsleisten.
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-Spalstreifen 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 könien. Es ist zweckmässig jede einzelne S-Rolle mit ei- ₁em separaten GS-Antrieb bzw.- bei einer mechanischen Verkopplung mit einem GS-Ausgleichsanvieb auszustatten. Dies ist notwendig, da aufgrund der Fertigungstoleranzen und des ungleichnässigen Verschleisses der S-Rollenbeschichtun- ₃en 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 siehtvor, 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 der 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 III-III 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 unveränderL
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 schräggestellt werden 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 Bandeinlauf wieder hergestellt ist. Eine automatische Regelung ist Stand der Technik.

Claims

1. Vorrichtung zum Ziehen oder Bremsen von Metallbändem (1), insbesondere gemeinsam aufzuwickelnden Schmalbändern mit bandweise getrennter Bremswirkung, vorzugsweise in Bandlinien, zwischen zwei über Kettenräder endlos umlaufenden und gegeneinander preßbaren, aus einzelnen miteinander gelenkig verbundenen, einander paarweise ober- und unterhalb des Metallbandes (1) gegenüberliegend angeordneten Gliedem bestehenden, das Metallband zwischen sich einspannenden Kettensystemen (4a, 4b), dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei benachbarte Glieder über eine gemeinsame Gelenkachse verbunden sind und jede Gelenkachse im Mitnahmebereich über Rollen (5) oder Gleitflächen an Führungsleisten (6, 6a) zur Preßdruckübertragung abgestützt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Glieder (4) Beschichtungen (7) aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Glieder (4) einen elastischen Belag (11) erhalten.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Belag (11) mit einer Profilierung ausgestattet ist.

5.Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsleiste (6a) Einlauf- und Auslaufkurven bzw. Schrägen (6) besitzt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5_; gekennzeichnet durch einen sie tragenden Steuerrahmen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine sie tragende Schwingenkonstruktion.