EP4065295B1 - System and method for flexibly rolling metal strip material - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a device and a method for flexible rolling of metallic strip material.
- strip material with essentially uniform sheet thickness is rolled out into strip material with variable sheet thickness along the length by changing the roll gap during the process.
- the sections of different thicknesses created by flexible rolling extend transversely to the longitudinal direction or to the rolling direction of the strip material.
- the strip material can easily be wound back into a coil and sent for further processing elsewhere, or it can be further processed directly, for example by cutting the strip material to length into individual sheet metal elements.
- a method for flexible rolling of metal strip is known, with a first reel device for unwinding, from which strip with a defined strip output thickness is unwound, a rolling stand with an adjustable roll gap, and a second reel device for reeling, onto which the rolled strip with a thickness opposite to the strip output thickness is unwound reduced strip end thickness is wound up.
- the tape storage means each comprise a plurality of rollers over which the tape material is guided in the shape of an "S" with at least partially superimposed sheets.
- the S is distorted in such a way that that the length of the metal band between the inlet and the outlet into or out of the band storage means is changed.
- Such tape storage devices with multiple rolls are also referred to as a dancer system.
- the device comprises two controllable chain drive units, each with an endless chain, between which the long material is passed, two controllable pressing units, each of which exerts a contact force on the associated chain in the direction of long material, and a controllable actuating unit, which is mechanically connected to the chain drive units and this can move in the longitudinal direction of the long material.
- the actuating unit includes a length-variable linear drive in the form of a hydraulic piston-cylinder unit.
- the chain drive units By actuating the piston-cylinder unit, the chain drive units are moved relative to a stationary component in or against the feed direction of the strip material.
- the chain drive units each include a carrier, a drive roller, a deflection roller and a motor that drives the respective chain evenly.
- From the DE 299 09 850 U1 is a device for pulling or braking metal strips between two oppositely arranged, endlessly rotating chain systems driven by sprockets.
- the chain systems tension the belt with cart-like roller blocks that are guided on ledges in a straight driving area.
- the present invention is based on the object of proposing a system for the flexible rolling of metallic strip material, which is of simple construction, has a small space requirement and which, if necessary, can be integrated into a process chain with further processing devices.
- the task is also to propose a corresponding method that enables efficient production of flexibly rolled strip material or parts made from it.
- a system for processing metallic strip material comprising: a feed unit for feeding metallic tape material; a belt drive device which has at least one controllable traction device drive unit with at least one motor and an endless traction device that can be driven by the motor, as well as a pressing unit for pressing the traction device against the belt material, the drive power of the motor and the contact pressure of the pressing unit being variably adjustable during operation, so that a driving force acting on the strip material by the traction means with frictional contact can be variably adjusted; a rolling device for flexibly rolling the strip material to produce a variable sheet thickness over the length of the strip material; a measuring device, in particular a tension measuring device, which is arranged or designed to detect a physical quantity acting on the strip material, in particular an inlet tensile force; wherein the drive power of the motor of the belt drive device can be regulated based on the physical quantity determined by the measuring device.
- the traction drive unit is held stationary, in particular in the longitudinal direction, for example fixed to a support element or housing.
- the drive power or drive torque of the motor, which rotates the endless traction means By changing the drive power or drive torque of the motor, which rotates the endless traction means, the driving force acting on the strip material from the traction means can be variably adjusted as required.
- the inlet tensile force i.e. the tensile force acting on the strip material on the inlet side of the rolling device, can be regulated directly by controlling the drive power of the motor.
- the belt drive device There are no or only small displacement paths of the belt drive device necessary, which has a positive overall effect on the space required by the system. Even if there is little space available, the system can be integrated into a process chain with additional processing devices. In particular, further processing steps can be carried out upstream and/or downstream, since the train in front of the train drive unit in front of the rolling device or after the train drive unit behind the rolling device is independent of the process train in the area of the rolling device.
- a strip storage unit is used in front of the rolling device, other otherwise required units, such as a dancer unit or a loop unit, may possibly be omitted.
- the hydraulic adjustment of the work rolls is the main process, which is possible via thickness control, position control or mass flow control. This creates strong variations Process variables tensile force, speed and rolling force.
- a traction drive unit is understood to mean, in particular, a drive unit that transmits drive power (speeds and torques) with the help of flexible or flexible machine elements.
- a flexible machine element can essentially transmit tensile forces and is therefore also referred to as a traction device.
- positive traction means such as a chain or a toothed belt, are used, which always have the same peripheral speed over the circumference.
- a drive unit with a chain as traction means can be referred to as a chain drive unit; a drive unit with a toothed belt corresponding to a toothed belt drive unit.
- a second belt drive device can be arranged behind the rolling device in the direction of movement of the strip material.
- the use of a second belt drive device has the advantage that the processing or transport direction of the belt material can also be reversed.
- the second belt drive device is in front of the rolling device in the direction of movement of the strip material, and the first belt drive device is behind it.
- the second belt drive device can be supported against a stationary component by means of at least one spring unit.
- the drive power of the motor of the second belt drive device can be kept constant.
- Any elements that are suitable for absorbing, storing and releasing external forces can be used as the spring unit.
- mechanical, hydraulic, electrical or pneumatic springs or energy storage devices can be used as spring units.
- the speeds of the two devices can be adjusted accordingly the volume constancy of the strip material can be adjusted.
- a control with constant stretching is also possible, which means that the drive speed of the drive device of the strip material downstream in the transport direction of the strip material is slightly faster than the drive speed of the upstream drive device.
- the difference in speed between the two drive devices, taking into account the constant volume, can be up to 3%, for example.
- the two belt drive devices are preferably designed the same in terms of structure and functionality. It is therefore understood that all details described within the scope of the present disclosure in relation to one of the two tape drive devices or their individual components can also apply equally to the second tape drive device, unless otherwise stated.
- the second belt drive device also includes at least one controllable traction device drive unit with a motor, an endless traction device that can be driven in rotation by the motor, and a pressing unit for pressing the traction device against the belt material.
- the traction device includes in particular positive machine elements, such as a chain or a toothed belt.
- the tensile force acting on the strip material can be regulated as needed to support the rolling process to produce the desired thickness profile in the strip material.
- the measuring device can be designed as a tension measuring device, which can be arranged between the belt drive device and the rolling device in order to record the infeed tensile force acting on the strip material as a physical quantity.
- a force measuring device can be provided which can detect a signal representing the rolling force of the rolling device as a physical quantity.
- a position measuring device can be provided, which is connected to an actuating unit for a Roller can be arranged in order to detect the position of an actuating unit for a roller as a physical quantity.
- a second tension measuring device can be arranged between the rolling device and the second belt drive device in order to detect the exit tensile force acting on the strip material on the exit side.
- the drive power of the motor of the second belt drive device can be regulated in particular on the basis of the run-out tensile force determined by the second tension measuring device.
- a tape storage device can be arranged between the second tape drive device and a downstream processing device, in which the tape material can be stored as it passes between a storage inlet and a storage outlet.
- the contact force of the respective pressing unit can be regulated based on the tensile force determined by the respective tension measuring device.
- the drive power of the motor and/or the contact force of the pressing unit can be variably regulated during operation, so that a target tensile force acting on the strip material by the traction means under frictional contact can be variably adjusted.
- a tape storage device in which the tape material can be stored as it passes between a storage inlet and a storage outlet.
- a dancer unit and/or a sling unit can be dispensed with if necessary.
- the tape storage device may include a vertical storage, a horizontal storage or a loop storage.
- a vertical storage is characterized in that strip material is stored in the vertical direction, with the space requirement in the horizontal direction being correspondingly small.
- a horizontal storage device stores strip material in a horizontal direction, although the space required in a vertical direction is correspondingly small.
- the system can have two controllable traction drive units, between which the strip material can be passed through under frictional contact is, so that the band material is moved during operation of the traction drive units in the direction of movement of the traction means sections in contact with the band material.
- the two train drive units can be designed the same in terms of structure and functionality. When using two motors per drive unit, there are a total of four motors for the belt drive device.
- the two traction means drive units can each have an associated pressing unit, which each exerts a contact pressure on the respective traction means in the direction of the strip material.
- a single pressing unit can also be provided, which can press both traction drive units towards each other or move them away from each other.
- a pressing unit can, for example, have one or more linear drives, in particular a piston-cylinder unit, which can generate a force transverse to the belt direction.
- One or more further processing devices can be provided.
- a processing device can be arranged between the feed unit and the belt drive device, in particular a belt cleaning unit.
- the strip material can be driven by means of a second belt drive device, which is arranged behind the rolling device in the direction of movement of the strip material.
- the second belt drive device can have at least one controllable traction device drive unit with a motor, an endless traction device that can be driven by the motor and a pressing unit for pressing the traction device against the belt material.
- the run-out tensile force acting on the strip material can be determined by means of a second tension measuring device which is arranged between the rolling device and the second belt drive device.
- the driving power of the motor of the second tape drive device can be set to a constant value.
- the contact pressure of the pressure unit of the second belt drive device can be regulated depending on the run-out tensile force determined by the second tension measuring device.
- the Figure 1 shows a system 2 according to the invention for processing metallic strip material.
- the system 2 has a feed unit 3 for feeding metallic strip material 4, a belt drive device 5, a rolling device 6 for flexible rolling of the strip material 4 and a tension measuring device 7.
- a strip processing unit 8 and/or a strip storage unit 9 can be provided between the feed unit 3 and the rolling device 6.
- the feed unit 3 can be any unit that provides or supplies the strip material 4 for the further process steps.
- a reel in particular a lightweight reel, can be used, which can be designed to essentially carry the coil and one for the Subsequent processes require winding tension to be applied, which can in particular be smaller than 10 N/mm 2 , but does not have to apply winding tensions that go beyond this.
- An optional downstream strip processing unit 8 can be integrated into the system according to technical requirements.
- a cleaning unit and/or a welding unit for longitudinal or transverse welding of two supplied coils can be provided as an additional strip processing unit.
- a strip storage unit 9 can optionally be provided between the feed unit 3 and the rolling unit 6, which is designed to temporarily store sections of the strip material 4 as they pass between a storage inlet and a storage outlet and thus to compensate for speed fluctuations during the transport of the strip material 4.
- the tape storage unit 9 is designed here as a vertical storage, although other embodiments are also possible.
- the drive wheels 15, 15' can be driven in rotation by the associated motor 13, 13' and transmit torque introduced by the motor to the respective traction means 14, 14'.
- suitable form engagement means can be provided on the drive roller 15, 15', which engage in a form-fitting manner in opposite form engagement means of the traction means 14, 14'.
- the pressing units 11, 11' can also be mounted on the carrier 17 or supported against it.
- a carrier 17 is provided for both traction drive units 10, 10' and pressing units 11, 11', although an embodiment with separate carriers for the upper and lower units is also possible.
- the first motor 13 for driving the first traction means 14 and the second motor 13 'for driving the second traction means 14' are operated in particular synchronously, so that the two traction means 14, 14' can be moved with the same rotational speed v14, v14 ⁇ .
- the traction means 14, 14' each have a large number of interconnected traction means members.
- Each traction element can have one or more friction bodies 18, 18 ', which are designed to come into frictional contact with the band material 4 during the rotating movement of the traction means 14, 14' and to move the band material 4 clamped between the two opposing traction means arrangements in the feed direction R.
- the friction bodies 18, 18 ' are designed or coordinated with the material of the band material so that static friction is generated between the friction body and the band material 4.
- the friction lining can in particular contain metallic components such as copper, brass, iron, gray cast iron, each as powder or fibers, mineral fibers and / or sulfides of iron, copper, antimony, zinc, tin , molybdenum and / or components made of plastic, which can be embedded in a carrier material, in particular made of rubber.
- metallic components such as copper, brass, iron, gray cast iron, each as powder or fibers, mineral fibers and / or sulfides of iron, copper, antimony, zinc, tin , molybdenum and / or components made of plastic, which can be embedded in a carrier material, in particular made of rubber.
- the tension measuring device 7 is provided, which is designed to measure the tensile forces F4 acting on the belt material 4 between the belt drive device 5 and the rolling device 6.
- the tension measuring device 7 can also be arranged at another suitable location, for example in the belt drive device 5.
- the tensile forces F4 determined here serve as an input variable for regulating the drive power of the motors 13, 13 'of the belt drive device 5, although it is understood that other input variables are added can.
- the rolling unit 6 is provided for flexible rolling.
- the strip material 4 which has a largely constant sheet thickness over its length before flexible rolling, is rolled by means of rollers 21, 21 'in such a way that it is along the rolling direction variable sheet thickness over the length.
- the work rolls 21, 21' are supported by support rolls 22, 22'.
- the rolling device 6 exerts a rolling force F6 on the strip material 4, the work rolls 21, 21 'being supported by the support rolls with a supporting force that can correspond to the rolling force.
- the process is monitored and controlled, and the data determined by a strip thickness measurement 23 can be used as an input signal for controlling the rollers 21, 21 '.
- the strip material 4 has different thicknesses in the rolling direction.
- the strip material can be rolled out, starting from the substrate with a uniform thickness over the length, with rolling rates of 3% to over 40%, in particular in sections even over 50%.
- the initial thickness of the substrate can be, for example, between 0.7 mm and 4.0 mm, without being limited to this.
- the flexibly rolled material has correspondingly reduced thicker and thinner strip sections, which are manufactured according to a specified target thickness profile.
- An advantage of the system 2 is that by means of the belt drive device 5 with traction drive units 10, 10 'and regulated drive power M1, M2 of the motors 13, 13' or variable drive torque, a very compact arrangement for generating the variable counter-traction force required for flexible rolling is provided . This results in a relatively short overall size of the system, regardless of any downstream processes. Furthermore, the belt drive device 5 enables the setting of a constant rolling tensile force F4 on the inlet side of the rolling unit 4 by directly regulating the drive power via rapid acceleration or deceleration. This is important in flexible rolling because, due to the change in the thickness of the strip material, a cyclical one occurs in terms of process technology Belt jam results.
- a special feature of the present embodiment Figure 2 is that a belt drive device 5 with traction drive units 10, 10 'is used in the processing direction of the strip material 4 behind the flexible rolling device 6.
- the belt drive device 5 corresponds to that in terms of structure and functionality Figure 1 , so that abbreviated reference is made to the above description.
- a tension measuring device 7' can be arranged in order to detect the exit tensile force F7 acting on the strip material 4 on the exit side.
- the drive power or the drive torque M3, M4 of the motors 13, 13' of the downstream belt drive device 5' can be regulated in particular on the basis of the run-out tensile force F7 determined by the tension measuring device 7'.
- the belt drive device 5' is fixed in place on a standing component, for example on a part of a building, which is shown schematically by the bearings 33, 33'.
- a further processing unit 26 can be provided, for example a reel, a forming tool, in particular for producing pipes, and / or a cutting device for separating the strip material or a pipe made from it.
- the controlled variable can also be a rolling force F6 that is as constant as possible.
- the drive power M1, M2 or the torque of the motors 15, 15 ' is dynamically changed as a manipulated variable in order to achieve a reduction in rolling force (F6) by increasing the tension (F4, F7) or an increase in rolling force by reducing the tension.
- the speed v3 of the strip material 3 and the tensile force F4 or F7 result accordingly.
- the rolling force F6 is determined continuously by means of a rolling force measuring unit 35.
- Figure 3 Another embodiment is in Figure 3 shown schematically. According to the order Figure 3 largely corresponds to a combination of those according to Figure 1 and Figure 2 , so that reference is made to the above description with regard to the similarities. The same or corresponding details are given the same reference numbers as in Figure 1 and Figure 2 .
- the present embodiment is characterized in that a first belt drive device 5 is arranged in front of the flexible rolling device 6 and a second belt drive device 5 'is arranged behind the rolling device 6.
- the system includes 2 for processing metallic strip material according to Figure 3 in the processing direction of the band material 4, in particular the following units: a feed unit 3, a first band driver 27, a first band storage unit 9, a first roller unit 28, a first band drive device 5, a first tension measuring device 7, a first measuring unit 23 for measuring the band thickness and / or band speed , a first squeezing unit 29, a rolling device 6 for flexible rolling, a second squeezing unit 29 ', a second measuring unit 29 for measuring the strip thickness and / or strip speed, a second tension measuring device 7', a second strip drive device 5, a second roller unit 28, a second Band storage unit 9, a second band driver 27 and/or a third measuring unit 23" for measuring the band thickness and/or band speed.
- the squeezing units 29, 29' serve to squeeze out
- the first belt drive device 5 can be as in Figure 1 be carried out, the description of which is referred to in this respect.
- the second belt drive device 5 ' can be as in Figure 2 be carried out, the description of which is referred to in this respect.
- the system according to Figure 3 has a particularly short system length, which in particular can be less than 25 meters, due to the use of the belt drive devices 5, 5 'with traction drives 10, 10' and drive control via the rotary motors 13, 13'.
- Another processing unit can follow the third measuring unit 23", for example a cutting or welding unit.
- FIG. 4 shows an attachment 2 in an alternative or supplementary embodiment. Individual units according to the embodiment Figure 4 correspond to those from Figure 1 , so that reference is made to the above description with regard to the similarities. The same or corresponding details are given the same reference numbers as in Figure 1 .
- a special feature of the present embodiment Figure 4 is the use of a belt drive device 5 with traction drive units 10, 10 'in the processing direction of the strip material 4 behind the flexible rolling device 6.
- the belt drive device 5 corresponds to that in terms of structure and functionality Figure 1 , so that abbreviated reference is made to the above description.
- a tension measuring device 7' can be arranged in order to detect the exit tensile force F7 acting on the strip material 4 on the exit side.
- the drive power M3, M4 of the motors 13, 13' of the downstream belt drive device 5' can be regulated in particular on the basis of the run-out tensile force F7 determined by the tension measuring device 7'.
- the buffering of the strip jam resulting from the flexible rolling process on the outlet side of the roll gap, that is, behind the rolling unit 6, can be realized via the elasticity of the traction drive arrangement in conjunction with the spring arrangement 24, 24 '. Since the strip jam or the fluctuations in the strip tensile forces F7, F8 on the outlet side of the rolling device are significantly lower than before, dynamic control of the drive power of the motors 13, 13 'can be dispensed with. Rather, the motors can be operated here with constant drive power or constant drive torque M3, M4.
- a pressing unit 11, 11' is provided on each side of the carrier 17, which can jointly act on the traction drive units 10, 10' toward or away from each other.
- each of the two pressing units 11, 11' engages on the upper support 34 on the one hand and on the lower support 34' on the other hand in order to be able to press them against each other in the vertical direction H and thus a contact pressure F1, F2 on the between the traction drive units 10, 10'. carried out band material 4 to be able to exercise.
- the supports 34, 34 ' are each height-adjustable, that is, guided in the transverse direction H in the frame 17 and fixed in the longitudinal direction L in the frame.
- the forces F1, F2 acting between the supports 34, 34' correspond to one another.
- the pressing units 11, 11' can be used as linear drives, in particular as hydraulic piston-cylinder units.
- a strip storage unit can be dispensed with.
- the belt jam which is significantly smaller here, can optionally be achieved by using a belt drive device 5 'according to Figure 4 are buffered via the elasticity of the traction device arrangement in connection with the spring arrangement 24, 24 '.
- FIG. 7 shows a tape storage unit 9 for a system 2 according to the invention in a further embodiment.
- the tape storage unit 9 is here designed in the form of a horizontal storage and comprises a plurality of rollers 30, 30 ', of which at least one is movable in a horizontal plane.
- the horizontal movement of the roller(s) 30' changes the path that can be covered by the strip material between the inlet roller(s) 31 and the outlet roller(s) 32. In this way, a band storage is formed in which the band jam created during flexible rolling can be buffered during the machining process.
- the tape storage unit 9 or the displacement paths of the displaceable roller(s) 30' are designed in particular in such a way that a length compensation of at least 100 mm and/or up to 1000 mm is made possible.
Landscapes
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Flexiblen Walzen von metallischem Bandmaterial.The invention relates to a device and a method for flexible rolling of metallic strip material.
Beim Flexiblen Walzen wird Bandmaterial mit im Wesentlichen einheitlicher Blechdicke durch Verändern des Walzspalts während des Prozesses zu Bandmaterial mit variabler Blechdicke über der Länge ausgewalzt. Die durch das Flexible Walzen erzeugten Abschnitte unterschiedlicher Dicke erstrecken sich quer zur Längsrichtung beziehungsweise zur Walzrichtung des Bandmaterials. Das Bandmaterial kann nach dem Flexiblen Walzen auf einfache Weise wieder zum Coil aufgewickelt werden und an anderer Stelle der Weiterverarbeitung zugeführt werden, oder es kann direkt weiterverarbeitet werden, beispielsweise durch Ablängen des Bandmaterials zu einzelnen Blechelementen.In flexible rolling, strip material with essentially uniform sheet thickness is rolled out into strip material with variable sheet thickness along the length by changing the roll gap during the process. The sections of different thicknesses created by flexible rolling extend transversely to the longitudinal direction or to the rolling direction of the strip material. After flexible rolling, the strip material can easily be wound back into a coil and sent for further processing elsewhere, or it can be further processed directly, for example by cutting the strip material to length into individual sheet metal elements.
Aus der
Aus der
Aus der
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zum Flexiblen Walzen von metallischem Bandmaterial vorzuschlagen, die einfach aufgebaut ist, einen geringen Platzbedarf hat und die gegebenenfalls in eine Prozesskette mit weiteren Bearbeitungsvorrichtungen integriert werden kann. Die Aufgabe besteht weiter darin, ein entsprechendes Verfahren vorzuschlagen, das eine effiziente Herstellung von flexibel gewalztem Bandmaterial beziehungsweise daraus hergestellten Teilen ermöglicht.The present invention is based on the object of proposing a system for the flexible rolling of metallic strip material, which is of simple construction, has a small space requirement and which, if necessary, can be integrated into a process chain with further processing devices. The task is also to propose a corresponding method that enables efficient production of flexibly rolled strip material or parts made from it.
Als Lösung wird eine Anlage zum Bearbeiten von metallischem Bandmaterial vorgeschlagen, umfassend: eine Zuführeinheit zum Zuführen von metallischem Bandmaterial; eine Bandantriebsvorrichtung, die zumindest eine steuerbare Zugmittelantriebseinheit mit zumindest einem Motor und einem vom Motor antreibbaren endlosen Zugmittel, sowie eine Anpresseinheit zum Anpressen des Zugmittels gegen das Bandmaterial aufweist, wobei die Antriebsleistung des Motors und die Anpresskraft der Anpresseinheit bei Betrieb variabel regelbar sind, so dass eine von dem Zugmittel unter Reibkontakt auf das Bandmaterial wirkende Antriebskraft variabel einstellbar ist; eine Walzvorrichtung zum Flexiblen Walzen des Bandmaterials, um eine variable Blechdicke über der Länge des Bandmaterials zu erzeugen; eine Messvorrichtung, insbesondere eine Zugmessvorrichtung, die angeordnet beziehungsweise ausgestaltet ist, um eine auf das Bandmaterial wirkende physikalische Größe, insbesondere eine Einlauf-Zugkraft zu erfassen; wobei die Antriebsleistung des Motors der Bandantriebsvorrichtung auf Basis der von der Messvorrichtung ermittelten physikalischen Größe regelbar ist. Die Zugmittelantriebseinheit ist insbesondere in Längsrichtung ortsfest gehalten, beispielsweise an einem Trägerelement beziehungsweise Gehäuse fixiert. Durch Verändern der Antriebsleistung beziehungsweise Antriebsmoments des Motors, welcher das endlose Zugmittel drehend antreibt, ist die vom Zugmittel auf das Bandmaterial wirkende Antriebskraft nach Bedarf variabel einstellbar.A system for processing metallic strip material is proposed as a solution, comprising: a feed unit for feeding metallic tape material; a belt drive device which has at least one controllable traction device drive unit with at least one motor and an endless traction device that can be driven by the motor, as well as a pressing unit for pressing the traction device against the belt material, the drive power of the motor and the contact pressure of the pressing unit being variably adjustable during operation, so that a driving force acting on the strip material by the traction means with frictional contact can be variably adjusted; a rolling device for flexibly rolling the strip material to produce a variable sheet thickness over the length of the strip material; a measuring device, in particular a tension measuring device, which is arranged or designed to detect a physical quantity acting on the strip material, in particular an inlet tensile force; wherein the drive power of the motor of the belt drive device can be regulated based on the physical quantity determined by the measuring device. The traction drive unit is held stationary, in particular in the longitudinal direction, for example fixed to a support element or housing. By changing the drive power or drive torque of the motor, which rotates the endless traction means, the driving force acting on the strip material from the traction means can be variably adjusted as required.
Ein Vorteil dieser Anlage ist, dass diese aufgrund der Zugmittelantriebseinheiten einen einfachen und kompakten Aufbau hat. Die Einlauf-Zugkraft, das heißt die auf das Bandmaterial an der Einlaufseite der Walzvorrichtung wirksame Zugkraft, kann direkt durch die Steuerung der Antriebsleistung des Motors geregelt werden. Es sind keine beziehungsweise nur geringe Verschiebewege der Bandantriebsvorrichtung nötig, was sich insgesamt günstig auf den Platzbedarf der Anlage auswirkt. Auch bei geringem zur Verfügung stehendem Platz kann die Anlage in eine Prozesskette mit weiteren Bearbeitungsvorrichtungen integriert werden. Insbesondere können weitere Verarbeitungsschritte vor- und/oder nachgelagert werden, da der Zug vor der Zugantriebseinheit vor der Walzvorrichtung beziehungsweise nach der Zugantriebseinheit hinter der Walzvorrichtung unabhängig vom Prozesszug im Bereich der Walzvorrichtung ist. Wenn vor der Walzvorrichtung eine Bandspeichereinheit eingesetzt wird, können andere sonst erforderliche Einheiten, wie eine Tänzereinheit oder eine Schlingeneinheit, gegebenenfalls entfallen. Beim Flexiblen Walzen stellt die hydraulische Anstellung der Arbeitswalzen den Hauptprozess dar, welcher über Dickenregelung, Positionsregelung oder Massenfluss-Regelung möglich ist. Dabei entstehen starke Variationen der Prozessgrößen Zugkraft, Geschwindigkeit und Walzkraft. Mit der erfindungsgemäßen ortsfest angeordneten Antriebsketteneinheit mit den auf das Bandmaterial wirkenden Anpresskräften und der variierenden Antriebsleistung des Motors zur Änderung der Drehgeschwindigkeit des Zugmittels können diese Variationen prozesstechnisch in Einklang gebracht werden.One advantage of this system is that it has a simple and compact structure due to the traction drive units. The inlet tensile force, i.e. the tensile force acting on the strip material on the inlet side of the rolling device, can be regulated directly by controlling the drive power of the motor. There are no or only small displacement paths of the belt drive device necessary, which has a positive overall effect on the space required by the system. Even if there is little space available, the system can be integrated into a process chain with additional processing devices. In particular, further processing steps can be carried out upstream and/or downstream, since the train in front of the train drive unit in front of the rolling device or after the train drive unit behind the rolling device is independent of the process train in the area of the rolling device. If a strip storage unit is used in front of the rolling device, other otherwise required units, such as a dancer unit or a loop unit, may possibly be omitted. In flexible rolling, the hydraulic adjustment of the work rolls is the main process, which is possible via thickness control, position control or mass flow control. This creates strong variations Process variables tensile force, speed and rolling force. With the stationary drive chain unit according to the invention with the contact pressure forces acting on the strip material and the varying drive power of the motor to change the rotational speed of the traction means, these variations can be brought into harmony in terms of process technology.
Als Zugmittelantriebseinheit wird im Rahmen der vorliegenden Offenbarung insbesondere eine Antriebseinheit verstanden, die eine Antriebsleistung (Drehzahlen und Drehmomente) mit Hilfe von biegeschlaffen beziehungsweise flexiblen Maschinenelementen überträgt. Ein solches flexibles Maschinenelement kann im Wesentlichen Zugkräfte übertragen und wird insofern auch als Zugmittel bezeichnet. Vorzugsweise werden formschlüssige Zugmittel, wie beispielsweise eine Kette oder ein Zahnriemen, verwendet, welche über den Umfang stets dieselbe Umfangsgeschwindigkeit aufweisen. Eine Antriebseinheit mit einer Kette als Zugmittel kann entsprechend als Kettenantriebseinheit bezeichnet werden; eine Antriebseinheit mit einem Zahnriemen entsprechend als Zahnriemenantriebseinheit.In the context of the present disclosure, a traction drive unit is understood to mean, in particular, a drive unit that transmits drive power (speeds and torques) with the help of flexible or flexible machine elements. Such a flexible machine element can essentially transmit tensile forces and is therefore also referred to as a traction device. Preferably, positive traction means, such as a chain or a toothed belt, are used, which always have the same peripheral speed over the circumference. A drive unit with a chain as traction means can be referred to as a chain drive unit; a drive unit with a toothed belt corresponding to a toothed belt drive unit.
Nach einer möglichen Ausführungsform kann eine zweite Bandantriebsvorrichtung in Bewegungsrichtung des Bandmaterials hinter der Walzvorrichtung angeordnet sein. Die Verwendung einer zweiten Bandantriebsvorrichtung hat den Vorteil, dass die Bearbeitungs- beziehungsweise Transportrichtung des Bandmaterials auch umgekehrt werden kann. In diesem Fall liegt die zweite Bandantriebsvorrichtung in Bewegungsrichtung des Bandmaterials vor der Walzvorrichtung, und die erste Bandantriebsvorrichtung dahinter. In einer möglichen Konkretisierung kann die zweite Bandantriebsvorrichtung mittels zumindest einer Federeinheit gegen ein ortsfestes Bauteil abgestützt sein. Dabei kann die Antriebsleistung des Motors der zweiten Bandantriebsvorrichtung konstant gehalten werden. Als Federeinheit können beliebige Elemente verwendet werden, die geeignet sind, äußere Kräfte aufzunehmen, zu speichern und wieder abzugeben. Beispielsweise können als Federeinheiten mechanische, hydraulische, elektrische oder pneumatische Federn beziehungsweise Energiespeicher verwendet werden.According to a possible embodiment, a second belt drive device can be arranged behind the rolling device in the direction of movement of the strip material. The use of a second belt drive device has the advantage that the processing or transport direction of the belt material can also be reversed. In this case, the second belt drive device is in front of the rolling device in the direction of movement of the strip material, and the first belt drive device is behind it. In a possible specification, the second belt drive device can be supported against a stationary component by means of at least one spring unit. The drive power of the motor of the second belt drive device can be kept constant. Any elements that are suitable for absorbing, storing and releasing external forces can be used as the spring unit. For example, mechanical, hydraulic, electrical or pneumatic springs or energy storage devices can be used as spring units.
Bei Verwendung von zwei Bandantriebsvorrichtungen, einer vor und einer hinter der Walzeinheit, können die Geschwindigkeiten der beiden Vorrichtungen entsprechend der Volumenkonstanz des Bandmaterials eingestellt werden. Alternativ ist auch eine Steuerung mit konstanter Streckung möglich, das heißt, dass die Antriebsgeschwindigkeit der in Transportrichtung des Bandmaterials nachgelagerten Antriebsvorrichtung des Bandmaterials geringfügig schneller ist, als die Antriebsgeschwindigkeit der vorgelagerten Antriebsvorrichtung. Die Differenzgeschwindigkeit zwischen den beiden Antriebsvorrichtungen unter Berücksichtigung der Volumenkonstanz kann beispielsweise bis zu 3 % betragen.When using two belt drive devices, one in front of and one behind the roller unit, the speeds of the two devices can be adjusted accordingly the volume constancy of the strip material can be adjusted. Alternatively, a control with constant stretching is also possible, which means that the drive speed of the drive device of the strip material downstream in the transport direction of the strip material is slightly faster than the drive speed of the upstream drive device. The difference in speed between the two drive devices, taking into account the constant volume, can be up to 3%, for example.
Die beiden Bandantriebsvorrichtungen sind vorzugsweise hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise gleich gestaltet. Es versteht sich daher, dass alle im Rahmen der vorliegenden Offenbarung in Bezug auf eine der beiden Bandantriebsvorrichtungen beziehungsweise deren einzelner Komponenten beschriebenen Einzelheiten gleichermaßen auch für die zweite Bandantriebsvorrichtung gelten können, sofern nichts anderes gesagt ist. Insbesondere umfasst die zweite Bandantriebsvorrichtung auch zumindest eine steuerbare Zugmittelantriebseinheit mit einem Motor, ein vom Motor drehend antreibbares endloses Zugmittel sowie einer Anpresseinheit zum Anpressen des Zugmittels gegen das Bandmaterial. Das Zugmittel umfasst insbesondere formschlüssige Maschinenelemente, wie eine Kette oder ein Zahnriemen.The two belt drive devices are preferably designed the same in terms of structure and functionality. It is therefore understood that all details described within the scope of the present disclosure in relation to one of the two tape drive devices or their individual components can also apply equally to the second tape drive device, unless otherwise stated. In particular, the second belt drive device also includes at least one controllable traction device drive unit with a motor, an endless traction device that can be driven in rotation by the motor, and a pressing unit for pressing the traction device against the belt material. The traction device includes in particular positive machine elements, such as a chain or a toothed belt.
Durch die Steuerung der Motor-Antriebsleistung auf Basis einer für den Walzprozess repräsentativen physikalischen Größe kann die auf das Bandmaterial wirkende Zugkraft nach Bedarf geregelt werden, um den Walzprozess zum Herstellen des gewünschten Dickenprofils im Bandmaterial zu unterstützen. Dabei sind generell verschiedene Regelungskonzepte der Flexiblen Walzvorrichtung möglich, so dass entsprechend auch unterschiedliche physikalische Größen von auf das Bandmaterial einwirkenden Anlagenkomponenten gemessen und zur Steuerung der Motor-Antriebsleistung verwendet werden können. Nach einer ersten Möglichkeit kann die Messvorrichtung als Zugmessvorrichtung gestaltet sein, die zwischen der Bandantriebsvorrichtung und der Walzvorrichtung angeordnet sein kann, um als physikalische Größe die auf das Bandmaterial wirkende Einlauf-Zugkraft zu erfassen. Nach einer alternativen oder ergänzenden Möglichkeit kann eine Kraftmessvorrichtung vorgesehen sein, die ein die Walzkraft der Walzvorrichtung repräsentierendes Signal als physikalische Größe erfassen kann. Nach einer weiteren alternativen oder ergänzenden Möglichkeit kann eine Lagemessvorrichtung vorgesehen sein, die an einer Stelleinheit für eine Walze angeordnet sein kann, um als physikalische Größe die Stellposition einer Stelleinheit für eine Walze zu erfassen.By controlling the motor drive power based on a physical quantity representative of the rolling process, the tensile force acting on the strip material can be regulated as needed to support the rolling process to produce the desired thickness profile in the strip material. In general, different control concepts for the flexible rolling device are possible, so that different physical variables of system components acting on the strip material can be measured and used to control the motor drive power. According to a first possibility, the measuring device can be designed as a tension measuring device, which can be arranged between the belt drive device and the rolling device in order to record the infeed tensile force acting on the strip material as a physical quantity. According to an alternative or additional possibility, a force measuring device can be provided which can detect a signal representing the rolling force of the rolling device as a physical quantity. According to a further alternative or additional possibility, a position measuring device can be provided, which is connected to an actuating unit for a Roller can be arranged in order to detect the position of an actuating unit for a roller as a physical quantity.
Nach einer Ausführungsform kann eine zweite Zugmessvorrichtung zwischen der Walzvorrichtung und der zweiten Bandantriebsvorrichtung angeordnet sein, um die auslaufseitig auf das Bandmaterial wirkende Auslauf-Zugkraft zu erfassen. Die Antriebsleistung des Motors der zweiten Bandantriebsvorrichtung kann insbesondere auf Basis der von der zweiten Zugmessvorrichtung ermittelten Auslauf-Zugkraft geregelt werden.According to one embodiment, a second tension measuring device can be arranged between the rolling device and the second belt drive device in order to detect the exit tensile force acting on the strip material on the exit side. The drive power of the motor of the second belt drive device can be regulated in particular on the basis of the run-out tensile force determined by the second tension measuring device.
Ferner kann eine Bandspeichervorrichtung zwischen der zweiten Bandantriebsvorrichtung und einer nachgelagerten Bearbeitungsvorrichtung angeordnet sein, in der das Bandmaterial beim Durchlaufen zwischen einem Speichereinlauf und einem Speicherauslauf speicherbar ist.Furthermore, a tape storage device can be arranged between the second tape drive device and a downstream processing device, in which the tape material can be stored as it passes between a storage inlet and a storage outlet.
Bei zumindest einer der Zugmessvorrichtungen, das heißt bei der ersten und/oder der zweiten Zugmessvorrichtung, kann die Anpresskraft der jeweiligen Anpresseinheit auf Basis der von der jeweiligen Zugmessvorrichtung ermittelten Zugkraft geregelt werden. Insbesondere kann die Antriebsleistung des Motors und/oder die Anpresskraft der Anpresseinheit bei Betrieb variabel geregelt werden, so dass eine vom Zugmittel unter Reibkontakt auf das Bandmaterial wirkende Soll-Zugkraft variabel einstellbar ist.In at least one of the tension measuring devices, that is to say in the first and/or the second tension measuring device, the contact force of the respective pressing unit can be regulated based on the tensile force determined by the respective tension measuring device. In particular, the drive power of the motor and/or the contact force of the pressing unit can be variably regulated during operation, so that a target tensile force acting on the strip material by the traction means under frictional contact can be variably adjusted.
Nach einer möglichen Ausführungsform ist eine Bandspeichervorrichtung vorgesehen, in der das Bandmaterial beim Durchlaufen zwischen einem Speichereinlauf und einem Speicherauslauf speicherbar ist. Bei dieser Ausführung kann gegebenenfalls auf eine Tänzereinheit und/oder eine Schlingeneinheit verzichtet werden. Die Bandspeichervorrichtung kann einen Vertikalspeicher, einen Horizontalspeicher oder einen Schlingenspeicher aufweisen. Ein Vertikalspeicher ist dadurch gekennzeichnet, dass Bandmaterial in vertikale Richtung gespeichert wird, wobei der Platzbedarf in horizontale Richtung entsprechend gering ist. Ein Horizontalspeicher speichert Bandmaterial in horizontaler Richtung, wobei der Platzbedarf in vertikaler Richtung entsprechend gering ist.According to a possible embodiment, a tape storage device is provided in which the tape material can be stored as it passes between a storage inlet and a storage outlet. With this version, a dancer unit and/or a sling unit can be dispensed with if necessary. The tape storage device may include a vertical storage, a horizontal storage or a loop storage. A vertical storage is characterized in that strip material is stored in the vertical direction, with the space requirement in the horizontal direction being correspondingly small. A horizontal storage device stores strip material in a horizontal direction, although the space required in a vertical direction is correspondingly small.
Der Motor der Zugmittelantriebseinheit erzeugt eine Drehbewegung zum drehenden Antrieb des Zugmittels. Insofern kann der Motor auch als Drehantrieb oder Rotations-Motor bezeichnet werden. Die Antriebsleistung eines Drehantriebs ergibt sich insbesondere aus dem Produkt von Drehzahl und Drehmoment. Eine Änderung der Motor-Antriebsleistung kann also durch Änderung des Antriebsmoments und/oder der Antriebsdrehzahl erfolgen. Der beziehungsweise die Motoren können als Hydromotor oder Elektromotor ausgestaltet sein, insbesondere als hydraulischer oder elektrischer Direktantrieb. Als elektrischer Direktantrieb kann beispielsweise ein Torque-Motor verwendet werden. Derartige Hydro- oder Elektromotoren ermöglichen hohe Drehmomente bei relativ niedrigen Drehzahlen und sind hochdynamisch regelbar. Vorzugsweise ist die Bandantriebsvorrichtung beziehungsweise die einzelnen Komponenten der Bandantriebsvorrichtung ausgestaltet, um das Bandmaterial mit mindestens 3 m/sec2 zu beschleunigen und/oder abzubremsen.The motor of the traction device drive unit generates a rotary movement to drive the traction device in rotation. In this respect, the motor can also be referred to as a rotary drive or rotary motor. The drive power of a rotary drive results in particular from the product of speed and torque. A change in the engine drive power can therefore occur by changing the drive torque and/or the drive speed. The motor or motors can be designed as a hydraulic motor or electric motor, in particular as a hydraulic or electric direct drive. A torque motor, for example, can be used as an electric direct drive. Such hydraulic or electric motors enable high torques at relatively low speeds and can be controlled highly dynamically. Preferably, the belt drive device or the individual components of the belt drive device is designed to accelerate and/or brake the belt material with at least 3 m/sec 2 .
Eine Bandantriebsvorrichtung kann beispielsweise ausgestaltet sein, um Zugkräfte von mindestens 1 N/mm2, vorzugsweise mindestens 10 N/mm2 und/oder von weniger als 120 N/mm2 bezogen auf die Querschnittsfläche des Bandmaterials zu erzeugen. Bei Verwendung eines relativ festen Bandmaterials, wie beispielsweise aus Stahl, kann die Bandantriebsvorrichtung ausgestaltet sein, um Zugkräfte von mindestens 50 N/mm2 und/oder von weniger als 120 N/mm2 bezogen auf die Querschnittsfläche des Bandmaterials zu erzeugen. Bei Bandmaterial mit geringerer Zugfestigkeit, wie beispielsweise Aluminium, kann die Bandantriebsvorrichtung mit geringerer erzeugbarer Zugkraft ausgelegt werden, beispielsweise bis zu 90 N/mm2.A belt drive device can, for example, be designed to generate tensile forces of at least 1 N/mm 2 , preferably at least 10 N/mm 2 and/or less than 120 N/mm 2 based on the cross-sectional area of the belt material. When using a relatively strong strip material, such as steel, the strip drive device can be designed to generate tensile forces of at least 50 N/mm 2 and/or less than 120 N/mm 2 based on the cross-sectional area of the strip material. For strip material with lower tensile strength, such as aluminum, the strip drive device can be designed with a lower tensile force that can be generated, for example up to 90 N/mm 2 .
Die Bandantriebsvorrichtung kann eine antreibbare erste Achse aufweisen, die von dem Motor drehend antreibbar ist, um ein Antriebsmoment auf das Zugmittel zu übertragen, und eine zweite Achse, die von dem Zugmittel drehend angetrieben wird. Dabei können ein oder zwei Motoren zum Antreiben der ersten Achse vorgesehen sein. Bei Verwendung von zwei Motoren können diese abhängig oder unabhängig voneinander steuerbar sein, wobei die beiden Motoren synchron zueinander angetrieben werden können, um gemeinsam die erste Achse anzutreiben.The belt drive device may have a drivable first axle, which can be rotated by the motor to transmit a drive torque to the traction means, and a second axle, which is rotationally driven by the traction means. One or two motors can be provided to drive the first axis. When using two motors, they can be controlled dependently or independently of one another, whereby the two motors can be driven synchronously with one another in order to jointly drive the first axis.
Nach einer Ausführungsform kann die Anlage zwei steuerbare Zugmittelantriebseinheiten aufweisen, zwischen denen das Bandmaterial unter Reibkontakt durchführbar ist, so dass das Bandmaterial bei Betrieb der Zugmittelantriebseinheiten in Bewegungsrichtung der mit dem Bandmaterial in Kontakt befindlichen Zugmittelabschnitte bewegt wird. Die beiden Zugantriebseinheiten können hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise gleich gestaltet sein. Bei Verwendung von zwei Motoren je Antriebseinheit ergibt sich für die Bandantriebsvorrichtung insgesamt eine Anzahl von vier Motoren. Die beiden Zugmittelantriebseinheiten können jeweils eine zugehörige Anpresseinheit aufweisen, welche jeweils eine Anpresskraft auf das jeweilige Zugmittel in Richtung zum Bandmaterial ausübt. Alternativ kann auch eine einzige Anpresseinheit vorgesehen sein, welche beide Zugmittelantriebseinheiten aufeinander zu beaufschlagen, oder voneinander weg bewegen kann. Eine Anpresseinheit kann beispielsweise einen oder mehrere Linearantriebe, insbesondere eine Kolben-Zylinder-Einheit aufweisen, welche eine Kraft quer zur Bandrichtung erzeugen kann.According to one embodiment, the system can have two controllable traction drive units, between which the strip material can be passed through under frictional contact is, so that the band material is moved during operation of the traction drive units in the direction of movement of the traction means sections in contact with the band material. The two train drive units can be designed the same in terms of structure and functionality. When using two motors per drive unit, there are a total of four motors for the belt drive device. The two traction means drive units can each have an associated pressing unit, which each exerts a contact pressure on the respective traction means in the direction of the strip material. Alternatively, a single pressing unit can also be provided, which can press both traction drive units towards each other or move them away from each other. A pressing unit can, for example, have one or more linear drives, in particular a piston-cylinder unit, which can generate a force transverse to the belt direction.
Nach einer möglichen Konkretisierung kann eine Zugmittelantriebseinheit eine Vielzahl von miteinander verbundenen Zugmittelgliedern umfassen, die ein endloses Zugmittel bilden. Ferner können die beiden Zugmittelantriebseinheiten jeweils einen Träger, ein Antriebsrad und ein Umlenkrad beziehungsweise Umlenkrolle aufweisen, um welche das endlose Zugmittel umlaufend angeordnet ist. Das Antriebsrad und das Umlenkrad sind mit Abstand zu einander an dem ersten Träger drehbar gelagert. Das Antriebsrad, welches vom Motor drehend antreibbar ist, ist mit dem Zugmittel vorzugsweise formschlüssig in Eingriff, um Drehmoment von dem Motor auf das Zugmittel zu übertragen. Das Zugmittel kann eine Mehrzahl von umfangsverteilten Reibkörpern aufweisen. Die Reibkörper sind insbesondere so gestaltet, dass sie bei umlaufender Bewegung des Zugmittels mit dem Bandmaterial in Reibkontakt kommen und das so zwischen den beiden gegenüberliegenden Zugmittelanordnungen eingespannte Bandmaterial in Vorschubrichtung bewegen. Ein oder mehrere Reibkörper können jeweils an einem der Zugmittelglieder angeordnet sein. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Reibkörper jeweils einen Reibbelag aufweisen, der so auf das Material des Bandmaterials abgestimmt ist, dass zwischen dem Reibbelag und dem Bandmaterial Haftreibung erzeugt wird. Durch eine Abstimmung der Kräfte und Werkstoffe der an der Bewegung beteiligten Bauteile derart, dass im Wesentlichen nur Haftreibung am Bandmaterial entsteht, wird der Verschleiß gering gehalten und die Oberfläche des Bandmaterials geschont.According to a possible specification, a traction device drive unit can comprise a large number of interconnected traction device members, which form an endless traction device. Furthermore, the two traction drive units can each have a carrier, a drive wheel and a deflection wheel or deflection roller, around which the endless traction means is arranged circumferentially. The drive wheel and the deflection wheel are rotatably mounted on the first carrier at a distance from one another. The drive wheel, which can be driven in rotation by the motor, is preferably positively engaged with the traction means in order to transmit torque from the motor to the traction means. The traction means can have a plurality of circumferentially distributed friction bodies. The friction bodies are designed in particular in such a way that they come into frictional contact with the band material during the rotating movement of the traction means and move the band material clamped between the two opposing traction means arrangements in the feed direction. One or more friction bodies can each be arranged on one of the traction elements. In particular, it is provided that the friction bodies each have a friction lining which is matched to the material of the band material in such a way that static friction is generated between the friction lining and the band material. By matching the forces and materials of the components involved in the movement in such a way that essentially only static friction occurs on the strip material, wear is kept to a minimum and the surface of the strip material is protected.
Es können ein oder mehrere weitere Bearbeitungsvorrichtungen vorgesehen sein. Beispielsweise kann eine Bearbeitungsvorrichtung zwischen der Zuführeinheit und der Bandantriebsvorrichtung angeordnet sein, insbesondere eine Bandreinigungseinheit.One or more further processing devices can be provided. For example, a processing device can be arranged between the feed unit and the belt drive device, in particular a belt cleaning unit.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist eine Steuereinheit zum Steuern der Vorschubgeschwindigkeit und/oder der Zugkraft des Bandmaterials vorgesehen. Hierfür kann die Steuereinheit ein oder mehrere Komponenten von ein oder mehreren Bandantriebsvorrichtungen steuern. Insbesondere kann die Steuereinheit zumindest den Antriebsmotor sowie die Anpresseinheit steuern und ist für diese Zwecke mit den genannten Einheiten steuerungstechnisch verbunden ist. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass jede einzelne Steuerungsgröße von der Steuereinheit individuell eingestellt werden kann. Ferner sind die einzelnen Steuerungsgrößen vorzugsweise stufenlos zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert einstellbar.According to a preferred embodiment, a control unit is provided for controlling the feed speed and/or the tensile force of the strip material. For this purpose, the control unit can control one or more components of one or more tape drive devices. In particular, the control unit can control at least the drive motor and the pressing unit and is connected to the units mentioned for these purposes in terms of control technology. In particular, it is provided that each individual control variable can be set individually by the control unit. Furthermore, the individual control variables are preferably continuously adjustable between a maximum value and a minimum value.
Die Aufgabe wird weiter gelöst durch ein Verfahren zum Bearbeiten von metallischem Bandmaterial, umfassend die Schritte: Antreiben des Bandmaterials mittels einer Bandantriebsvorrichtung, wobei das Bandmaterial von einer Zuführeinheit abgewickelt und einer nachgelagerten Vorrichtung zum Flexiblen Walzen zugeführt wird, wobei die Bandantriebsvorrichtung zumindest eine steuerbare Zugmittelantriebseinheit mit einem Motor, einem vom Motor antreibbaren endlosen Zugmittel sowie einer Anpresseinheit zum Anpressen des Zugmittels gegen das Bandmaterial aufweist; Sensieren einer auf das Bandmaterial wirkenden Einlauf-Zugkraft mittels einer Zugmessvorrichtung, die zwischen der Bandantriebsvorrichtung und der Vorrichtung zum Flexiblen Walzen angeordnet ist; Regeln der Leistung des Motors der Bandantriebsvorrichtung in Abhängigkeit der von der Zugmessvorrichtung ermittelten Einlauf-Zugkraft.The object is further solved by a method for processing metallic strip material, comprising the steps: driving the strip material by means of a belt drive device, the strip material being unwound from a feed unit and fed to a downstream device for flexible rolling, the belt drive device having at least one controllable traction drive unit a motor, an endless traction means that can be driven by the motor and a pressing unit for pressing the traction means against the strip material; Sensing an infeed tensile force acting on the strip material by means of a tension measuring device arranged between the belt drive device and the flexible rolling device; Controlling the performance of the motor of the belt drive device depending on the inlet tensile force determined by the tension measuring device.
Das Verfahren bietet analog dieselben Vorteile, die oben bereits im Zusammenhang mit der Anlage beschrieben worden sind und auf die hier abkürzend verwiesen wird. Das Verfahren ermöglicht es, Geschwindigkeits- beziehungsweise Wegunterschiede zwischen unterschiedlichen Anlagenteilen, beispielsweise zwischen einem vor und einem hinter der Walzeinheit angeordneten Anlagenteil, auszugleichen, beziehungsweise die auf das Bandmaterial wirkende Zugkraft im Wesentlichen konstant zu halten.The process offers the same advantages that have already been described above in connection with the system and to which reference is made here in abbreviation. The method makes it possible to compensate for differences in speed or path between different parts of the system, for example between a part of the system arranged in front of and behind the rolling unit, or to keep the tensile force acting on the strip material essentially constant.
Nach einer bevorzugten Verfahrensführung wird die Anpresskraft der Anpresseinheit in Abhängigkeit der von der Zugmessvorrichtung ermittelten Einlauf-Zugkraft geregelt. Dabei können die Antriebsleistung des Motors und die Anpresskraft der Anpresseinheit insbesondere so geregelt werden, dass die von der Bandantriebsvorrichtung auf das Bandmaterial einwirkende Antriebskraft dynamisch zwischen 1 und 120 N/mm2 bezogen auf den Querschnitt des Bandmaterials gesteuert wird.According to a preferred procedure, the contact pressure of the pressure unit is regulated depending on the inlet tensile force determined by the tension measuring device. The driving power of the motor and the contact pressure of the pressing unit can be regulated in particular in such a way that the driving force acting on the strip material by the belt drive device is dynamically controlled between 1 and 120 N/mm 2 based on the cross section of the belt material.
Nach einer möglichen Verfahrensführung kann das Bandmaterial mittels einer zweiten Bandantriebsvorrichtung angetrieben werden, die in Bewegungsrichtung des Bandmaterials hinter der Walzvorrichtung angeordnet ist. Dabei kann die zweite Bandantriebsvorrichtung zumindest eine steuerbare Zugmittelantriebseinheit mit einem Motor, einem vom Motor antreibbaren endlosen Zugmittel sowie einer Anpresseinheit zum Anpressen des Zugmittels gegen das Bandmaterial aufweisen. Entsprechend kann die auf das Bandmaterial wirkende Auslauf-Zugkraft mittels einer zweiten Zugmessvorrichtung ermittelt werden, die zwischen der Walzvorrichtung und der zweiten Bandantriebsvorrichtung angeordnet ist. Die Antriebsleistung des Motors der zweiten Bandantriebsvorrichtung kann auf einen konstanten Wert eingestellt werden. Alternativ oder ergänzend kann die Anpresskraft der Anpresseinheit der zweiten Bandantriebsvorrichtung in Abhängigkeit der von der zweiten Zugmessvorrichtung ermittelten Auslauf-Zugkraft geregelt werden.According to one possible procedure, the strip material can be driven by means of a second belt drive device, which is arranged behind the rolling device in the direction of movement of the strip material. The second belt drive device can have at least one controllable traction device drive unit with a motor, an endless traction device that can be driven by the motor and a pressing unit for pressing the traction device against the belt material. Accordingly, the run-out tensile force acting on the strip material can be determined by means of a second tension measuring device which is arranged between the rolling device and the second belt drive device. The driving power of the motor of the second tape drive device can be set to a constant value. Alternatively or additionally, the contact pressure of the pressure unit of the second belt drive device can be regulated depending on the run-out tensile force determined by the second tension measuring device.
Insgesamt kann die Anlage mit dem Verfahren so gesteuert werden, dass die Geschwindigkeit und/oder Kraft des Bandmaterials an die Erfordernisse der vor und/oder nachgelagerten Prozesse in geeigneter Weise angepasst ist. Beispielsweise kann die zumindest eine Bandantriebsvorrichtung so gesteuert werden, dass auf einer Seite, das heißt der Ein- oder Auslaufseite, die auf das Bandmaterial wirkende Längskraft null beträgt, und auf der anderen Seite die für den jeweiligen Prozess erforderliche Sollzugkraft anliegt. Die Einstellung einer Zugkraft null hat den Vorteil, dass keine weitere Vorrichtung zum Aufbringen eines Grundzugs nötig ist. Es versteht sich, dass sich auch andere zwischen null und der Sollkraft liegende Zugkräfte einstellen lassen.Overall, the system can be controlled using the method in such a way that the speed and/or force of the strip material is suitably adapted to the requirements of the upstream and/or downstream processes. For example, the at least one belt drive device can be controlled in such a way that on one side, i.e. the inlet or outlet side, the longitudinal force acting on the belt material is zero, and on the other side the target tensile force required for the respective process is present. Setting a tensile force to zero has the advantage that no additional device is required to apply a basic tensile force. It goes without saying that other tensile forces lying between zero and the target force can also be set.
Eine bevorzugte Ausführungsform wird nachstehend anhand der Zeichnungsfiguren erläutert. Hierin zeigt
Figur 1- eine erfindungsgemäße Anlage zum Bearbeiten von metallischem Bandmaterial in einer Ausführungsform;
Figur 2- eine erfindungsgemäße Anlage zum Bearbeiten von metallischem Bandmaterial in einer weiteren Ausführungsform;
Figur 3- eine erfindungsgemäße Anlage zum Bearbeiten von metallischem Bandmaterial in einer weiteren Ausführungsform;
Figur 4- eine nicht erfindungsgemäße Anlage zum Bearbeiten von metallischem Bandmaterial in einer Ausführungsform;
Figur 5- schematisch eine Bandantriebsvorrichtung für eine Anlage gemäß
und/ 1, 2Figur oder 3 in einer abgewandelten Ausführungsform A) in dreidimensionaler Darstellung; B) in Seitenansicht; Figur 6- eine Speichereinheit für eine erfindungsgemäße Anlage in einer ersten Ausführungsform; und
Figur 7- eine Speichereinheit für eine erfindungsgemäße Anlage in einer weiteren Ausführungsform.
- Figure 1
- a system according to the invention for processing metallic strip material in one embodiment;
- Figure 2
- a system according to the invention for processing metallic strip material in a further embodiment;
- Figure 3
- a system according to the invention for processing metallic strip material in a further embodiment;
- Figure 4
- a system not according to the invention for processing metallic strip material in one embodiment;
- Figure 5
- schematically a belt drive device for a system according to
Figure 1, 2 and/or 3 in a modified embodiment A) in a three-dimensional representation; B) in side view; - Figure 6
- a storage unit for a system according to the invention in a first embodiment; and
- Figure 7
- a storage unit for a system according to the invention in a further embodiment.
Die
Die Zuführeinheit 3 kann jede beliebige Einheit sein, welche das Bandmaterial 4 für die weiteren Prozessschritte zur Verfügung stellt beziehungsweise zuführt. Beispielsweise kann eine Haspel, insbesondere eine Leichtbauhaspel verwendet werden, welche so ausgelegt sein kann, im Wesentlichen den Coil zu tragen und einen für die Folgeprozesse erforderlichen Wickelzug aufzubringen, der insbesondere kleiner als 10 N/mm2 sein kann, nicht jedoch darüber hinaus gehende Wickelzüge aufbringen muss.The
Eine optional nachgelagerte Bandbearbeitungseinheit 8 kann nach technischem Bedarf in die Anlage integriert werden. Beispielsweise kann eine Reinigungseinheit und/oder eine Schweißeinheit zum Längs- oder Querschweißen von zwei zugeführten Coils als zusätzliche Bandbearbeitungseinheit vorgesehen sein.An optional downstream
Ferner kann optional eine Bandspeichereinheit 9 zwischen der Zuführeinheit 3 und der Walzeinheit 6 vorgesehen sein, die ausgestaltet ist, um Abschnitte des Bandmaterials 4 beim Durchlaufen zwischen einem Speichereinlauf und einem Speicherauslauf temporär zu speichern und so Geschwindigkeitsschwankungen beim Transport des Bandmaterials 4 auszugleichen. Die Bandspeichereinheit 9 ist vorliegend als Vertikalspeicher gestaltet, wobei andere Ausführungsformen ebenso möglich sind.Furthermore, a
Die Bandantriebsvorrichtung 5 umfasst vorliegend mehrere funktionale Einheiten, die insbesondere jeweils paarweise zusammenwirken, nämlich eine erste und zweite Zugmittelantriebseinheit 10, 10', sowie eine erste und zweite Anpresseinheit 11, 11'. Die beiden Anpresseinheiten 11, 11' können ausgestaltet sein, um jeweils auf eine zugehörige oder gemeinschaftlich auf beide Zugmittelantriebseinheiten 10, 10' einzuwirken. Es ist ferner eine Steuerungseinheit 12 zur Steuerung von den Transport beeinflussenden Prozessparametern, insbesondere der Vorschubgeschwindigkeit v3 und/oder der Zugkraft F3, F4 des Bandmaterials 4 vorgesehen. Es versteht sich, dass auch nur eine Zugmittelantriebseinheit beziehungsweise Anpresseinheit vorgesehen sein kann.The
Die Zugmittelantriebseinheiten 10, 10' weisen jeweils einen Motor 13, 13' und ein vom Motor antreibbares endloses Zugmittel 14, 14' auf. Der Motor 13, 13' kann antriebsmäßig mit einem Antriebsrad 15, 15' verbunden sein, welche eine Antriebsleistung des Motors auf das Zugmittel 14, 14' überträgt. Das Zugmittel kann als Kette oder als Zahnriemen gestaltet sein. Die Zugmittelantriebseinheit 10, 10' kann am entgegengesetzten Ende zum Antriebsrad 15, 15' ein Umlenkrad 16, 16' aufweisen. Mittels der jeweiligen Anpresseinheit 11, 11' wird die jeweilige Zugmittelantriebseinheit 10, 10' beziehungsweise das zugehörige Zugmittel 14, 14' gegen das Bandmaterial 4 beaufschlagt. Bei Verwendung einer gemeinschaftlich auf das Bandmaterial wirkenden Anspresseinheit können die beiden Zugmittelantriebseinheit 10, 10' gegeneinander in Querrichtung des Bandmaterials 4 bewegt werden. Die Antriebsleistung des Motors 13, 13' und/oder die Anpresskraft der Anpresseinheit 11, 11' ist bei Betrieb variabel regelbar, so dass eine von dem Zugmittel 14, 14' unter Reibkontakt auf das Bandmaterial 4 wirkende Antriebskraft variabel einstellbar ist. Die Antriebsleistung des Motors 13, 13' wird insbesondere auf Basis der ermittelten Zugkraft F4 am Einlauf der Walzeinheit 6 verwendet, wobei es sich versteht, dass weitere Eingangsgrößen, wie die Bandgeschwindigkeit und/oder die Walzspaltanstellung verwendet werden können.The
Die Zugmittelantriebseinheiten 10, 10' sind in Längsrichtung des Bandmaterials 4 ortsfest gehalten. Es ist ein Träger 17 vorgesehen, an dem ein Antriebsrad 15, 15' und ein Umlenkrad 16, 16' der Zugmittelantriebseinheit mit Abstand zu einander um Drehachsen A15, A16 jeweils drehbar gelagert sind. Alternativ können auch die Zugmittelantriebseinheiten 10, 10' jeweils als Gesamtheit an dem Träger 17 in Längsrichtung ortsfest und in Querrichtung höhenverstellbar angeordnet sein. Der Träger 17 kann beispielsweise ein Gerüst sein. Der Träger 17 kann ortsfest an einem Gebäudeteil aufgestellt beziehungsweise fixiert sein, insbesondere mittels entsprechender Auflager 33, 33'. Die Antriebsräder 15, 15' sind vom zugehörigen Motor 13, 13' drehend antreibbar ist und übertragen vom Motor eingeleitetes Drehmoment auf das jeweilige Zugmittel 14, 14'. Hierfür können an der Antriebsrolle 15, 15' geeignete Formeingriffsmittel vorgesehen sein, welche in gegengleiche Formeingriffsmittel des Zugmittels 14, 14' formschlüssig eingreifen. Die Anpresseinheiten 11, 11' können ebenfalls an dem Träger 17 montiert beziehungsweise gegen diesen abgestützt sein. Vorliegend ist ein Träger 17 für beide Zugmittelantriebseinheiten 10, 10' und Anpresseinheiten 11, 11' vorgesehen, wobei auch eine Ausführung mit separaten Trägern für die oberen und unteren Einheiten möglich ist.The
Der beziehungsweise die Motoren 13, 13' können beispielsweise als Hydromotor oder Elektromotor ausgestaltet sein, insbesondere als Torque-Motor. Die Motoren 13, 13' sind vorzugsweise zur Erzeugung von hohen Drehmomenten ausgelegt und hochdynamisch regelbar. Insbesondere sind die Motoren 13, 13', aber auch die im Leistungspfad nachgelagerten Antriebskomponenten so ausgelegt beziehungsweise gestaltet, dass das Bandmaterial 4 mit mindestens 3 m/sec2 beschleunigt oder abgebremst werden kann. Für einen gleichmäßigen Vorschub beziehungsweise eine gleichmäßige Krafteinleitung an der oberen und unteren Seite des Bandmaterials 4 werden der erste Motor 13 zum Antreiben des ersten Zugmittels 14 und der zweite Motor 13' zum Antreiben des zweiten Zugmittels 14' insbesondere synchron betrieben, so dass die beiden Zugmittel 14, 14' mit gleicher Umlaufgeschwindigkeit v14, v14` bewegt werden.The motor or
Die Bandantriebsvorrichtung 5 beziehungsweise deren Komponenten sind insbesondere so ausgestaltet, dass Zugkräfte von mindestens 1 N/mm2, vorzugsweise mindestens 10 N/mm2 und/oder von weniger als 120 N/mm2 bezogen auf die Querschnittsfläche des Bandmaterials 4 erzeugt beziehungsweise auf das Bandmaterial übertragen werden können. Dabei können ein oder zwei Motoren 13, 13' zum Antreiben des ersten Antriebsrads beziehungsweise der ersten Achse vorgesehen sein. Bei Verwendung von zwei Motoren können diese unabhängig voneinander steuerbar sein, so dass einer der beiden Motoren permanent angetrieben und der andere bei Bedarf zugeschaltet werden kann.The
Die Zugmittel 14, 14' weisen jeweils eine Vielzahl von miteinander verbundenen Zugmittelgliedern auf. Jedes Zugmittelglied kann ein oder mehrere Reibkörper 18, 18' aufweisen, die ausgestaltet sind, um bei umlaufender Bewegung der Zugmittel 14, 14' mit dem Bandmaterial 4 in Reibkontakt kommen und das so zwischen den beiden gegenüberliegenden Zugmittelanordnungen eingespannte Bandmaterial 4 in Vorschubrichtung R bewegen. Die Reibkörper 18, 18' sind so gestaltet beziehungsweise auf das Material des Bandmaterials abgestimmt, dass zwischen dem Reibkörper und dem Bandmaterial 4 Haftreibung erzeugt wird. Zum Transportieren eines Bandmaterials 4 aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus Stahl, kann der Reibbelag insbesondere metallische Bestandteile wie Kupfer, Messing, Eisen, Grauguss, jeweils als Pulver oder Fasern, Mineralfasern und/oder Sulfide von Eisen, Kupfer, Antimon, Zink, Zinn, Molybdän und/oder Bestandteile aus Kunststoff enthalten, die in ein Trägermaterial, insbesondere aus Gummi, eingebettet sein können.The traction means 14, 14' each have a large number of interconnected traction means members. Each traction element can have one or
Die mit dem Bandmaterial 4 jeweils in Reibkontakt befindlichen Zugmittelabschnitte 19, 19' werden jeweils von einer zugehörigen Anpresseinheit 11, 11' mit einer Anpresskraft F11, F11' in Richtung zum Bandmaterial 4, das heißt in Normalrichtung des Bandmaterials, beaufschlagt. Es ist erkennbar, dass die beiden Anpresseinheiten 11, 11' derart angeordnet sind, dass die Anpresskräfte F11, F11' aufeinander zu gerichtet sind. Die Stärke der Anpresskraft kann variabel eingestellt werden, so dass auch die Reibungskräfte zwischen den Reibkörpern 18, 18' und dem Bandmaterial 4, welche von der Normalkraft abhängen, entsprechend verändert werden können.The traction means
Die Anpresseinheiten 11, 11' können jeweils mehrere Rollenkörper 20, 20' aufweisen, die an einer Trägerplatte 18, 18' drehbar gelagert sind. Die Rollenkörper 20, 20' wirken auf eine dem Bandmaterial 4 abgewandte Seite der Zugmittelglieder ein und beaufschlagen diese in Richtung zum Bandmaterial 4. Die Anpresskräfte F11, F11' werden durch einen Stellantrieb (nicht dargestellt), beispielsweise durch eine hydraulische Maschine, erzeugt. Der Stellantrieb ist mit der elektronischen Steuerungseinheit steuerungstechnisch verbunden, mit der der Transportprozess gesteuert wird. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Größe der Anpresskräfte F11, F11' mittels der Steuerungseinheit zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert nach Bedarf variabel einstellbar ist. Die beiden Anpresseinheiten 11, 11' können mittels einem oder mehreren Stellantrieben, welche jeweils an beiden Anpresseinheiten abgestützt sind, direkt gegeneinander beaufschlagt werden. Alternativ kann auch je Anpresseinheit ein separater Stellantrieb vorgesehen sein, der an einem ortsfesten Bauteil abgestützt ist.The
Hinter der Bandantriebsvorrichtung 5 ist die Zugmessvorrichtung 7 vorgesehen, die ausgestaltet ist, um die auf das Bandmaterial 4 zwischen der Bandantriebsvorrichtung 5 und der Walzvorrichtung 6 einwirkenden Zugkräfte F4 zu messen. Die Zugmessvorrichtung 7 kann auch an anderer geeigneter Stelle angeordnet sein, beispielsweise in der Bandantriebsvorrichtung 5. Die hier ermittelten Zugkräfte F4 dienen als eine Eingangsgröße zur Regelung der Antriebsleistung der Motoren 13, 13' der Bandantriebsvorrichtung 5, wobei es sich versteht, dass andere Eingangsgrößen hinzutreten können.Behind the
In Bearbeitungsrichtung hinter der Zugmessvorrichtung 7 ist die Walzeinheit 6 zum Flexiblen Walzen vorgesehen. Beim Flexiblen Walzen wird das Bandmaterial 4, das vor dem Flexiblen Walzen eine weitestgehend konstante Blechdicke über der Länge aufweist, mittels Walzen 21, 21' derart gewalzt, das es längs der Walzrichtung eine variable Blechdicke über der Länge erhält. Die Arbeitswalzen 21, 21' werden mittels Stützwalzen 22, 22' abgestützt. Dabei wird von der Walzvorrichtung 6 eine Walzkraft F6 auf das Bandmaterial 4 ausgeübt, wobei die Arbeitswalzen 21, 21' von den Stützwalzen mit einer Stützkraft abgestützt werden, die der Walzkraft entsprechen kann. Während des Walzens wird der Prozess überwacht und gesteuert, wobei die von einer Banddickenmessung 23 ermittelten Daten als ein Eingangssignal zur Steuerung der Walzen 21, 21' verwendet werden können. Nach dem Flexiblen Walzen hat das Bandmaterial 4 in Walzrichtung unterschiedliche Dicken. Dabei kann das Bandmaterial, ausgehend vom Substrat mit gleichmäßiger Dicke über der Länge, mit Abwalzgraden von 3% bis über 40%, insbesondere in Teilabschnitten auch über 50%, ausgewalzt werden. Die Ausgangsdicke des Substrats kann beispielsweise zwischen 0,7 mm und 4,0 mm liegen, ohne hierauf eingeschränkt zu sein. Das flexibel gewalzte Material hat entsprechend dickenreduzierte dickere und dünnere Bandabschnitte, die nach einem vorgegebenen Solldickenprofil hergestellt werden.In the processing direction behind the
Ein Vorteil der Anlage 2 ist, dass mittels der Bandantriebsvorrichtung 5 mit Zugmittelantriebseinheiten 10, 10' und geregelter Antriebsleistung M1, M2 der Motoren 13, 13' beziehungsweise variables Antriebsmoment, eine sehr kompakte Anordnung zur Erzeugung der für das Flexible Walzen benötigten variablen Gegenzugkraft bereitgestellt wird. Hierdurch ergibt sich insgesamt eine relativ kurze Baugröße der Anlage, unabhängig von möglicherweise nachgelagerten Prozessen. Des Weiteren ermöglicht die Bandantriebsvorrichtung 5 durch die direkte Regelung der Antriebsleistung über schnelles Beschleunigen beziehungsweise Verzögern die Einstellung einer konstanten Walz-Zugkraft F4 an der Einlaufseite der Walzeinheit 4. Dies ist beim Flexiblen Walzen insofern wichtig, da sich aufgrund der Dickenänderung des Bandmaterials prozesstechnisch ein zyklischer Bandstau ergibt. Ohne weitere Gegenmaßnahmen würde ein solcher Bandstau an der Einlaufseite der Flexiblen Walzvorrichtung 6 zu einer Reduktion der Bandzüge führen. Durch laufende Messung der Zugkräfte F4 und entsprechende Regelung der Antriebsleistung der Motoren 13, 13', das heißt bedarfsgemäßes Beschleunigen oder Bremsen, wird die auf das Bandmaterial 4 wirkende Zugkraft jedoch konstant gehalten.An advantage of the
Mit der Anlage 2 kann das erfindungsgemäße Verfahren zum Bearbeiten von metallischem Bandmaterial durchgeführt werden mit den Schritten: Antreiben des Bandmaterials mittels der Bandantriebsvorrichtung 5, wobei das Bandmaterial 4 von der Zuführeinheit 3 abgewickelt und der nachgelagerten Walzvorrichtung 6 zum Flexiblen Walzen zugeführt wird; Sensieren einer physikalischen Größe F4, F6 einer auf das Bandmaterial 4 wirkenden Anlagenkomponente mittels einer geeigneten Messvorrichtung 7; und Regeln der Antriebsleistung des beziehungsweise der Motoren 13, 13' der Bandantriebsvorrichtung 5 in Abhängigkeit von der ermittelten physikalischen Größe F4, F6.With the
Die
Eine Besonderheit der vorliegenden Ausführungsform nach
Hinter der Flexiblen Walzvorrichtung 6, das heißt zwischen der Walzvorrichtung und der Bandantriebsvorrichtung 5', kann eine Zugmessvorrichtung 7' angeordnet sein, um die auslaufseitig auf das Bandmaterial 4 wirkende Auslauf-Zugkraft F7 zu erfassen. Die Antriebsleistung beziehungsweise das Antriebsmoment M3, M4 der Motoren 13, 13' der nachgelagerten Bandantriebsvorrichtung 5' kann insbesondere auf Basis der von der Zugmessvorrichtung 7' ermittelten Auslauf-Zugkraft F7 geregelt werden.Behind the
Die Bandantriebsvorrichtung 5' ist wie bei der obigen Ausführungsform ortsfest an einem stehenden Bauteil fixiert, beispielsweise an einem Gebäudeteil, was durch die Lager 33, 33' schematisch dargestellt ist.As in the above embodiment, the belt drive device 5' is fixed in place on a standing component, for example on a part of a building, which is shown schematically by the
Hinter der Bandantriebsvorrichtung 5' kann optional eine Bandspeichereinheit 9' vorgesehen sein, in der das Bandmaterial 4 beim Durchlaufen zwischengespeichert werden kann.A tape storage unit 9' can optionally be provided behind the tape drive device 5', in which the
Hinter der Bandspeichereinheit 9' kann eine weitere Bearbeitungseinheit 26 vorgesehen sein, beispielsweise eine Aufhaspel, ein Umformwerkzeug, insbesondere zur Herstellung von Rohren, und/oder eine Schneidvorrichtung zum Vereinzeln des Bandmaterials beziehungsweise eines hieraus hergestellten Rohres.Behind the strip storage unit 9 ', a
Bei den Ausführungsformen gemäß
Alternativ zu den gemäß den
Eine weitere Ausführungsform ist in
Die vorliegende Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Bandantriebsvorrichtung 5 vor der Flexiblen Walzvorrichtung 6 und eine zweite Bandantriebsvorrichtung 5' hinter der Walzvorrichtung 6 angeordnet ist. Im Einzelnen umfasst die Anlage 2 zum Bearbeiten von metallischem Bandmaterial gemäß
Die erste Bandantriebsvorrichtung 5 kann wie in
Die
Eine Besonderheit der vorliegenden Ausführungsform nach
Hinter der Flexiblen Walzvorrichtung 6, das heißt zwischen der Walzvorrichtung und der Bandantriebsvorrichtung 5', kann eine Zugmessvorrichtung 7' angeordnet sein, um die auslaufseitig auf das Bandmaterial 4 wirkende Auslauf-Zugkraft F7 zu erfassen. Die Antriebsleistung M3, M4 der Motoren 13, 13' der nachgelagerten Bandantriebsvorrichtung 5' kann insbesondere auf Basis der von der Zugmessvorrichtung 7' ermittelten Auslauf-Zugkraft F7 geregelt werden.Behind the
Die Bandantriebsvorrichtung 5' ist bei der vorliegenden Ausführungsform entlang des Bandmaterials 4 in begrenztem Umfang bewegbar. Hierfür ist die Bandantriebsvorrichtung 5' über Federanordnungen 24, 24' gegenüber einem ortsfesten Bauteil 25, 25' abgestützt. Die Federanordnungen 24, 24' ermöglichen eine elastische Beweglichkeit der Bandantriebsvorrichtung 5' in beziehungsweise entgegen der Bandrichtung R, was schematisch durch die Pfeile P, P' dargestellt ist. Vorliegend ist je Zugmittelantriebseinheit 10, 10' eine separate Federanordnung 24, 24' vorgesehen, die mit einem Ende an einem Träger 17, 17' der Antriebseinheit 10, 10' und mit dem anderen Ende an dem ortsfesten Bauteil abgestützt sind. Alternativ hierzu kann auch nur ein Federsystem vorgesehen sein, welches beispielsweise an einem Träger der Bandantriebsvorrichtung 5' abgestützt sein kann.In the present embodiment, the belt drive device 5 'can be moved to a limited extent along the
Bei der Anordnung gemäß
Hinter der Bandantriebsvorrichtung 5' mit gefederter Lagerung kann optional eine Bandspeichereinheit 9' vorgesehen sein, in der das Bandmaterial 4 beim Durchlaufen zwischengespeichert werden kann.Behind the belt drive device 5 'with spring-loaded mounting, a belt storage unit 9' can optionally be provided, in which the
Hinter der Bandspeichereinheit 9' kann eine weitere Bearbeitungseinheit 26 vorgesehen sein, beispielsweise eine Aufhaspel, ein Umformwerkzeug, insbesondere zur Herstellung von Rohren, und/oder eine Schneidvorrichtung zum Vereinzeln des Bandmaterials beziehungsweise eines hieraus hergestellten Rohres.Behind the strip storage unit 9 ', a
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform können die Anlage gemäß Figur 1 und die Anlage gemäß
In den
Die Zugmittelantriebseinheiten 10, 10' sind in Längsrichtung R des Bandmaterials 4 ortsfest und in Querrichtung H zum Bandmaterial beweglich an dem Träger 17 gehalten. Der Träger 17 ist als Gerüst beziehungsweise Rahmen gestaltet, der ortsfest an einem Gebäudeteil aufgestellt wird. Die Zugmittelantriebseinheiten 10, 10' weisen jeweils einen Träger 34, 34' auf, an dem das jeweilige Antriebsrad 15, 15', Umlenkrad 16, 16', Zugmittel 14, 14' und Motor 15, 15' montiert sind und entsprechend eine Einheit bilden. Die Antriebsräder 15, 15' sind vom zugehörigen Motor 13, 13' drehend antreibbar ist und übertragen vom Motor eingeleitetes Drehmoment auf das jeweilige Zugmittel 14, 14'. Die Anpresseinheiten 11, 11' sind ebenfalls am Träger 17 montiert beziehungsweise gegen diesen abgestützt. Dabei ist bei der vorliegenden Ausführungsform auf jeder Seite des Trägers 17 eine Anpresseinheit 11, 11' vorgesehen, welche gemeinsam die Zugmittelantriebseinheiten 10, 10' aufeinander zu oder voneinander weg beaufschlagen können. Jede der beiden Anpresseinheiten 11, 11' greift hierfür am oberen Träger 34 einerseits und am unteren Träger 34' andererseits an, um diese gegeneinander in vertikale Richtung H beaufschlagen zu können und so eine Anpresskraft F1, F2 auf das zwischen den Zugmittelantriebseinheiten 10, 10' durchgeführte Bandmaterial 4 ausüben zu können. Die Träger 34, 34' sind jeweils höhenverstellbar, das heißt in Querrichtung H, im Rahmen 17 geführt und in Längsrichtung L im Rahmen fixiert. Die zwischen den Trägern 34, 34' wirksamen Kräfte F1, F2 entsprechen einander. Die Anpresseinheiten 11, 11' können als Linearantriebe, insbesondere als hydraulische Kolben-Zylinder-Einheiten.The
Die in den
- 22
- AnlageAttachment
- 33
- ZuführeinheitFeeding unit
- 44
- BandmaterialBand material
- 55
- BandantriebsvorrichtungBelt drive device
- 66
- Walzvorrichtungrolling device
- 7, 7'7, 7'
- ZugmessvorrichtungTension measuring device
- 88th
- BandbearbeitungseinheitTape processing unit
- 99
- BandspeichereinheitTape storage unit
- 10, 10'10, 10'
- ZugmittelantriebseinheitTraction drive unit
- 11, 11'11, 11'
- AnpresseinheitPressing unit
- 1212
- SteuerungseinheitControl unit
- 13, 13'13, 13'
- Motorengine
- 14, 14'14, 14'
- Zugmitteltraction means
- 15, 1515, 15
- Antriebsraddrive wheel
- 16, 16'16, 16'
- Umlenkrollepulley
- 1717
- Trägercarrier
- 18, 18'18, 18'
- ReibkörperFriction body
- 19, 19'19, 19'
- ZugmittelabschnittTraction section
- 20, 20'20, 20'
- RollenkörperRoller body
- 21,21'21.21'
- Arbeitswalzework roll
- 22, 22'22, 22'
- StützwalzeSupport roller
- 23, 23'23, 23'
- DickenmesseinheitThickness measurement unit
- 24, 24'24, 24'
- FedermittelSpring means
- 25, 25'25, 25'
- BauteilComponent
- 2626
- BearbeitungseinheitProcessing unit
- 27, 27'27, 27'
- BandtreiberTape driver
- 28, 28'28, 28'
- RolleneinheitRoller unit
- 29, 29'29, 29'
- AbquetscheinheitSqueezing unit
- 30, 30'30, 30'
- Rollenroll
- 3131
- EinlaufrolleEntry roller
- 3232
- Auslaufrolleexit roller
- 3333
- AuflagerIn stock
- 34, 34'34, 34'
- TrägerelementSupport element
- 3535
- KraftmessvorrichtungForce measuring device
- 3636
- PositionsmessvorrichtungPosition measuring device
- AA
- Achseaxis
- FF
- KraftPower
- HH
- QuerrichtungTransverse direction
- LL
- LängsrichtungLongitudinal direction
- MM
- AntriebsmomentDrive torque
- PP
- PfeilArrow
- RR
- Vorschubrichtungfeed direction
- ss
- Positionposition
Claims (15)
- Apparatus for processing metal strip material, comprising:a feed unit (3) for feeding metallic strip material (4),a strip drive device (5, 5') which has at least one controllable traction drive unit (10, 10') with at least one motor (13, 13') and an endless traction mechanism (14, 14') rotatably drivable by the motor (13, 13'), and a pressure unit (11, 11') for pressing the traction mechanism (14, 14') against the strip material (4),wherein a driving force is transmittable from the traction mechanism (14, 14'), under frictional contact with the strip material (4), to the strip material (4);a rolling device (6) for flexibly rolling the strip material, with the rolling device configured to produce a variable sheet thickness in the strip material over the length of the strip material by varying the roll gap,a measuring device (7, 7'; 35; 36) arranged to measure a physical variable (F4, F6) acting on the strip material (4),characterised inthat the at least one traction drive unit (10, 10') is stationarily fixed in longitudinal direction of the strip material (4) to a stationary part (17), andthat a drive torque of the motor (13, 13') is controllable on the basis of the physical variable (F4, F6, s) measured by the measuring device (7, 7'; 35; 36), wherein, by changing the drive torque of the motor (13, 13'), the driving force acting from the traction mechanism (14, 14') on the strip material (4) is variably adjustable.
- Apparatus according to claim 1,
characterised inthat at least one ofa) a tension measuring device (7, 7') which is arranged between the strip drive device (5, 5') and the rolling device (6) in order to measure, as a physical variable, an infeed tensile force (F4) acting on the strip material (4),b) a force measuring device (35) which is arranged at a roll (21, 22) of the rolling device (6) in order to measure, as a physical variable, a rolling force (F6) of the rolling device (6) acting on the strip material (4),c) a position measuring device (36) which is arranged on a setting unit of the rolling device (6) in order to measure, as a physical variable, a setting position (s) of a roll (21, 22; 21', 22') acting on the strip material (4),is provided as measuring device. - Apparatus according to one of claims 1 or 2,
characterised inthat a second strip drive device (5') is arranged downstream of the rolling device (6) in the direction of movement (R) of the strip material (4), with the second strip drive device having at least one controllable traction drive unit (10, 10') with a motor (13, 13'), an endless traction mechanism (14, 14') which is rotatably drivable by the motor (13, 13'), and a pressing unit (11, 11') for pressing the traction mechanism (14, 14') against the strip material (4);wherein a second tension measuring device (7') is arranged between the rolling device (6) and the second strip drive device (5') in order to measure the outfeed tensile force (F7) acting on the strip material (4) on the outfeed side, wherein the drive power of the motor (13, 13') of the second strip drive device (5') is variably controlled on the basis of the outfeed tensile force (F7) measured by the second tension measuring device (7'),wherein, for at least one of the first and second tension measuring devices (7, 7'), the pressure force (F1, F2, F5, F6) of the respective pressure unit (11, 11') is variably controlled on the basis of the tensile force (F4, F7) measured by the respective tension measuring device (7, 7'). - Apparatus according to any one of claims 1 to 3,
characterised inthat a strip buffer device (9, 9') is provided in which the strip material is storable as it passes between a buffer inlet (31) and a buffer outlet (32),wherein the strip buffer device (9, 9') includes a vertical buffer device, a horizontal buffer device or a loop buffer device. - Apparatus according to any one of claims 1 to 4,
characterised in
that the motor (13, 13') is configured as a hydraulic motor or electric motor, in particular as a direct drive. - Apparatus according to any one of claims 1 to 5,
characterised inthat the strip drive device (5, 5') is configured to generate tensile forces of at least 1 N/mm2 and/or of less than 120 N/mm2 with respect to the cross-sectional area of the strip material (4),wherein, when a strip material (4) made of steel is used, the strip drive device (5, 5') is configured in particular to generate tensile forces of at least 50 N/mm2 with respect to the cross-sectional area of the strip material (4). - Apparatus according to any one of claims 1 to 6,
characterised in
that the strip drive device (5, 5') is configured to accelerate and/or decelerate the strip material (4) with at least 3 m/sec2. - Apparatus according to any one of claims 1 to 7,
characterised in
that the strip drive device (5, 5') comprises two traction drive units (10, 10'), with the traction drive units (10, 10') each having a drivable first axle which is rotatably drivable by the motor (13, 13') to transmit a drive torque to the traction mechanism (14, 14') and a second axle which is rotatably driven by the traction mechanism (14, 14'). - Apparatus according to any one of claims 1 to 8,
characterised in
that two controllable traction drive units (10, 10') are provided, between which the strip material (4) is passed through with frictional contact, so that the strip material during operation of the traction drive units (10, 10') is moved in direction of movement of traction mechanism sections (19, 19') in contact with the strip material (4), wherein at least one pressing unit (11, 11') is provided which exerts a pressing force (F1, F2, F5, F6) on the respective traction mechanism (14, 14') in the direction towards the strip material (4). - Apparatus according to any one of claims 1 to 9,
characterised in
that a processing device (8) is arranged between the feed unit (3) and the strip drive device (5, 5'), in particular a strip cleaning unit. - Apparatus according to any one of claims 3 to 10,
characterised in
that the second strip drive device (5, 5') is supported against a stationary component (25, 25') at least by a spring unit (24, 24'), wherein the power of the motor (13, 13') of the second strip drive device (5, 5') can be kept constant. - A method of processing metallic strip material comprising:driving the strip material (4) by a strip drive device (5, 5'), wherein the strip material (4) is uncoiled from a feed unit (3) and fed to a downstream rolling device (6) for flexible rolling, wherein the strip drive device (5, 5') includes at least one controllable traction drive unit (10, 10') with a motor (13, 13') and an endless traction mechanism (14, 14') which is rotatably drivable by the motor (13, 13'), and a pressing unit (11, 11') for pressing the traction mechanism (14, 14') against the strip material (4);sensing a physical value (F4, F6, s) acting on the strip material (4) by means of a measuring device (7, 7'; 35; 36) arranged on the rolling device (6) for flexible rolling or its periphery;characterised inthat the at least one traction drive unit (10, 10') is fixed stationarily in the longitudinal direction (L) of the strip material (4) to a stationary part (17), andthat the drive torque of the motor (13, 13') is controlled as a function of the physical value (F4, F6, s) measured by the measuring device (7, 7; 35; 36), with the drive force acting on the strip material (4) by the traction mechanism (14, 14') being varied by changing the drive torque of the motor (13, 13').
- Method according to claim 12,
characterised inthat at least one ofa tension measuring device to measure, as a physical value, an infeed tensile force (F4) acting on the strip material (4),a force measuring device (35) to measure, as a physical value, a rolling force (F6) of the rolling device (6) acting on the strip material (4),a position measuring device (36) to measure, as a physical value, a setting position (s) of a roll (21, 22; 21', 22') acting on the strip material (4),is used as the measuring device (7, 7'). - Method according to any one of claims 12 to 13,
characterised in
that a pressing force (F1, F2, F5, F6) of the pressing unit (11, 11') is controlled in dependence on the physical value (F4) determined by the measuring device (7, 7'), wherein the drive power of the motor (13, 13') and the pressing force (F1, F2, F5, F6) of the pressing unit (11, 11') are controlled in particular in such a way that the driving force acting on the strip material (4) by the strip drive device (5, 5') is controlled dynamically between 1 and 120 N/mm2 with respect to the cross-section of the strip material. - Method according to any one of claims 12 to 14,
characterised by the steps:driving the strip material (4) by a second strip drive device (5') which is arranged downstream of the rolling device (6) in the direction of movement of the strip material (4), with the second strip drive device (5') comprising at least one controllable traction drive unit (10, 10') with a motor (13, 13'), an endless traction mechanism (14, 14') which are drivable by the motor (13, 13'), and a pressing unit (11, 11') for pressing the traction mechanism (14, 14') against the strip material (4);sensing a run-out tensile force (F7) acting on the strip material (4) by a second tension measuring device (7') arranged between the rolling device (6) and the second strip drive device (5'); andsetting the drive power of the motor (13, 13') of the second strip drive device (5') to a constant value and/or controlling the pressing force (F5, F6) of the pressing unit (11, 11') of the second strip drive device (5') depending on the run-out tensile force (F7) measured by the second tension measuring device (7').
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