WO1997002103A1 - Vorrichtung zum bremsen von elektrisch leitfähigen bändern - Google Patents

Vorrichtung zum bremsen von elektrisch leitfähigen bändern Download PDF

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WO1997002103A1 PCT/EP1996/002572 EP9602572W WO9702103A1 WO 1997002103 A1 WO1997002103 A1 WO 1997002103A1 EP 9602572 W EP9602572 W EP 9602572W WO 9702103 A1 WO9702103 A1 WO 9702103A1
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magnetic roller
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Klaus Janzen
Wilhelm Cassing
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Thyssen Magnettechnik Gmbh
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    • B65H2555/23—Actuating means angular magnetic, e.g. rotary solenoids

Definitions

  • the invention relates to a device having a magnetic field generating device for braking electrically conductive tape, which is arranged in front of a processing station in which the tape is further processed under tensile stress, the magnetic field generating device generating an alternating magnetic field which eddy currents in the belt induces which exert a force on the belt against the conveying direction.
  • Such a further processing station can be, for example, a winding device in which the strips of a previously slit band are wound into individual coils of small width. In such devices, tight, tight winding of the individual metal strip strips without the risk of the strips running out is only possible if the strips are kept under constant tension.
  • the belt tension is generated, for example, by means of braked rollers which rest on the belt surface and run with the belt.
  • the disadvantage of such devices is that the contact between the belt and the rollers exposes the belt surface to the risk of damage. This is true even if the reels are soft Cover are provided, since a certain frictional force between the belt and roller must always be built up to achieve the necessary braking effect. Attempts have therefore been made to use presses equipped with felt for braking. However, due to the considerable pressing forces, these have the same disadvantages as the rollers described above.
  • Devices of the type mentioned at the outset no longer have the disadvantages mentioned above.
  • Devices of this type are known, for example, from US Pat. No. 2,731,212 or the German specification DE-AS 22 46 558.
  • the known devices generate a magnetic field of alternating polarity, so that an eddy current which is essentially unaffected by the band movement is induced in the band covered by this magnetic field. Regardless of the bandwidth, this eddy current exerts a force on the belt that is opposite to the direction of movement of the belt. Because of the fact that in the known devices, the magnetic field generating device itself alternating magnetic field generated, the eddy current is effective even when the belt is stationary.
  • a disadvantage of the known braking device is that a considerable expenditure in terms of apparatus and control technology is required in order to adapt the braking force exerted on the belt by the respective magnetic field generating device to the requirements of the respective operating situation.
  • the complexity of the control and the effort required to achieve it leads to high costs in the manufacture and maintenance of the known braking device.
  • the object of the invention is, based on the device explained above, to create an effective and at the same time easy to manufacture device of the type mentioned, with which contactless braking of a belt is possible regardless of its movement.
  • the magnetic field generating device comprises at least one rotatable magnetic roller, which is aligned transversely to the conveying direction of the belt and has alternately arranged magnetic poles of different polarity on its circumferential surface, and that the direction of rotation of the magnetic roller opposite the conveying direction of the belt is.
  • a magnetic roller can be used to build up an alternating magnetic field, the alternating frequency of which depends solely on the speed of the roller. This makes it possible to easily adapt the size of the eddy currents induced in the band and the associated size of the braking force to the respective requirements.
  • a device according to the invention equipped with magnetic rollers of the type explained above is particularly effective when at least one such magnetic roller is assigned to the upper side and another to the lower side of the belt. In this way, the braking force is increased.
  • the arrangement of the magnetic rollers in pairs means that the strip is centered in the air gap remaining between the magnetic rollers.
  • Another possibility of regulating the effectiveness of the magnetic field or the braking force acting on the belt in a simple manner can be realized by changing the distance between the magnetic rollers and the belt.
  • the variability of the distance also makes it possible to adapt the alignment of the band in the air gap to the respective requirements.
  • the magnetic poles of the magnetic roller are formed by permanent magnets or by electromagnets.
  • the device according to the invention is particularly suitable for use in production lines in which non-ferrous strips are processed in the case that magnetic rollers of the type explained above are used.
  • the magnetic roller is covered with a jacket made of non-conductive material.
  • This jacket can prevent the tape from contacting the magnetic rollers due to its great magnetizability.
  • the jacket is elastic. When using such a jacket, the risk of damage to the respective belt surface is reduced to a minimum even if the belt surface touches the roll. This applies in particular if the casing is designed in the manner of a sleeve and rotates at a circumferential speed corresponding to the conveying speed of the belt, regardless of the rotation of the magnetic roller.
  • the invention is explained in more detail below on the basis of a drawing illustrating an exemplary embodiment.
  • the single figure shows a device for braking a belt in a schematic side view.
  • the device 1 for braking a band B is arranged in the conveying direction F in front of a winding station, not shown, in which the band B is wound into a coil, also not shown.
  • the device 1 has a magnetic field generating device 3 comprising a pair of magnetic rollers.
  • the first magnetic roller 4 of the pair of magnetic rollers is arranged above the upper band O, while the second magnetic roller 5 is positioned below the upper band U.
  • the distance A of the magnetic rollers 4, 5 from the belt B can be changed via adjusting devices, not shown, which are connected to a control device, also not shown.
  • the speed of the magnetic rollers 4, 5 can also be changed by means of this control device.
  • the magnetic rollers 4, 5 rotate in opposite directions such that their direction of rotation R in the area of the air gap L between the magnetic rollers 4, 5 is opposite to the conveying direction F.
  • Permanent magnets 6, 7 are arranged in an alternating sequence on the circumferential surface of the magnetic rollers 4, 5, of which one permanent magnet 6 has a polarity opposite to the next adjacent magnetic poles 7.
  • the magnet rollers 4, 5 are driven synchronously to one another in such a way that in the area of the air gap L there are two opposing poles 6, 7 opposite each other.
  • the braking effect can also be influenced by rotating the poles 6, 7 against one another.
  • the magnetic rollers 4, 5 are encased in a jacket 8, which is designed in the manner of a sleeve and consists of an elastic material.
  • the jacket 8 is driven independently of the magnetic rollers 4, 5 and rotates at a peripheral speed which is in the region of the air gap L in The amount and direction of the conveyor speed F of the belt B corresponds.
  • This jacket 8 makes it possible to use the device 1 without problems for braking ferromagnetic tape B by reducing the distance A between the magnetic rollers 4, 5 and the tape to such an extent that the respective jacket 8 touches the respective tape surface 0, U and one forms reliable protection against the sticking of the tape B on the circumferential surface of the magnetic rollers 4, 5.
  • the braking force exerted on the tape B is set such that the tape B is fed to the winding device (not shown) under a tape tension sufficient for tight, tight winding.

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Controlling Rewinding, Feeding, Winding, Or Abnormalities Of Webs (AREA)
  • Dynamo-Electric Clutches, Dynamo-Electric Brakes (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

Vorrichtung zum Bremsen von elektrisch leitfähigem Band (B), welche vor einer Verarbeitungsstation angeordnet ist, in der das Band (B) unter Zugspannung weiterverarbeitet wird und welche eine Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung (3) aufweist. Die Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung (3) erzeugt ein wechselndes Magnetfeld, das Wirbelströme in das Band (B) induziert, welche eine gegen die Förderrichtung (F) des Bandes (B) gerichtete Kraft auf dieses ausüben, daß die Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung (3) mindestens eine drehbare Magnetrolle (4, 5) umfaßt, welche quer zur Förderrichtung des Bandes (B) ausgerichtet ist und auf ihrer Umfangsfläche in abwechselnder Folge angeordnete Magnetpole (6, 7) unterschiedlicher Polarität aufweist, und daß die Drehrichtung (R) der Magnetrolle (4, 5) der Förderrichtung (F) des Bandes (B) entgegengesetzt ist.

Description

Vorrichtung zum Bremsen von elektrisch leitfähigen Bändern
Die Erfindung betrifft eine eine Magnetfeld-Erzeugungsein¬ richtung aufweisende Vorrichtung zum Bremsen von elektrisch leitfähigem Band, welche vor einer Verarbeitungsstation angeordnet ist, in der das Band unter Zugspannung weiter¬ verarbeitet wird, wobei die Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung ein wechselndes Magnetfeld erzeugt, das Wirbelströme in das Band induziert, welche eine gegen die Förderrichtung des Bandes gerichtete Kraft auf dieses ausüben.
Vorrichtungen der voranstehend genannten Art werden eingesetzt, um Bänder unter einer konstanten Zugspannung zu halten, während sie einer Weiterverabreitungsstation zugeführt werden. Bei solch einer Weiterverabeitungsstation kann es sich beispielsweise um eine Aufwickelvorrichtung handeln, in der die Streifen eines zuvor längsgeteilten Bandes zu Einzelcoils von geringer Breite aufgewickelt werden. In derartigen Vorrichtungen ist ein kantengenaues, straffes Wickeln der einzelnen Metallbandstreifen ohne die Gefahr des Verlaufene der Streifen nur möglich, wenn die Streifen unter konstanter Zugspannung gehalten werden.
Bei herkömmlichen, aus der Praxis bekannten Bremsvorrichtungen wird der Bandzug beispielsweise mittels gebremster Rollen erzeugt, welche auf der Bandoberfläche aufliegen und mit dem Band mitlaufen. Der Nachteil derartiger Vorrichtungen besteht darin, daß durch den Kontakt zwischen dem Band und den Rollen die Bandoberfläche der Gefahr einer Beschädigung ausgesetzt wird. Dies gilt selbst dann, wenn die Rollen mit einem weichen Überzug versehen sind, da stets eine gewisse Reibkraft zwischen Band und Rolle aufgebaut werden muß, um die notwendige Bremswirkung zu erzielen. Es ist daher versucht worden, mit Filz bestückte Pressen zum Bremsen einzusetzen. Diese weisen jedoch wegen der erheblichen Presskräfte dieselben Nachteile auf wie die voranstehend beschriebenen Rollen.
Bei ebenfalls aus der Praxis bekannten, von der Anmelderin druckschriftlich nicht näher belegbaren Vorrichtungen zum Abbremsen elektrisch leitfähiger Bänder bestehen die voranstehend erwähnten Nachteile nur noch in vermindertem Maße. Bei den bekannten Vorrichtungen wird mittels der Magnetfeld- Erzeugungseinrichtung ein statisches Magnetfeld erzeugt, welches in das sich relativ zu dem Magnetfeld bewegenden Band Wirbelströme induziert. Durch diese Wirbelströme wird das Band abgebremst. Der Vorteil derartiger Vorrichtungen besteht darin, daß das Abbremsen und der Zugspannungsaufbau berührungslos erfolgt. Nachteilig ist jedoch, daß die Bremswirkung unmittelbar abhängig ist von der Geschwindigkeit des Bandes. Aus diesem Grund ist es auch bei diesen bekannten Vorrichtungen erforderlich, beim Bandstillstand, beispielsweise vor dem Anfahren der nachgeordneten Verarbeitungsstation, das Band mechanisch zu bremsen.
Vorrichtungen der eingangs genannten Art weisen die voranstehend erwähnten Nachteile nicht mehr auf. Solche Vorrichtungen sind beispielsweise aus der US-Patentschrift US-PS 2 731 212 oder der deutschen Auslegeschrift DE-AS 22 46 558 bekannt. Die bekannten Vorrichtungen erzeugen ein Magnetfeld wechselnder Polarität, so daß in das von diesem Magnetfeld erfaßte Band ein im wesentlichen von der Bandbewegung unbeeinflußter Wirbelstrom induziert wird. Dieser Wirbelstrom übt unabhängig von der Bandbreite eine Kraft auf das Band aus, die der Bewegungsrichtung des Bandes entgegengerichtet ist. Aufgrund dessen, daß bei den bekannten Vorrichtungen die Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung selbst ein wechselndes Magnetfeld erzeugt, ist der Wirbelstrom auch dann wirksam, wenn das Band stillsteht. Ein Nachteil der bekannten Bremsvorrichtung besteht darin, daß es jeweils eines erheblichen apparativen und steuerungstechnischen Aufwandes bedarf, um die von der jeweiligen Magnetfeld- Erzeugungseinrichtung auf das Band ausgeübte Bremskraft an die Erfordernisse der jeweiligen Betriebssituation anzupassen. Die Komplexität der Steuerung und der zu ihrer Verwirklichung notwendige Aufwand führt zu hohen Kosten bei der Herstellung und dem Unterhalt der bekannten Bremsvorrichtung.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ausgehend von der voranstehend erläuterten Vorrichtung eine wirksame und zugleich einfach herzustellende Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der ein berührungsloses Bremsen eines Bandes unabhängig von dessen Bewegung möglich ist .
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung mindestens eine drehbare Magnetrolle umfaßt, welche quer zur Förderrichtung des Bandes ausgerichtet ist und auf ihrer Umfangsflache in abwechselnder Folge angeordnete Magnetpole unterschiedlicher Polarität aufweist, und daß die Drehrichtung der Magnetrolle der Förderrichtung des Bandes entgegengesetzt ist. Mittels einer derartigen Magnetrolle läßt sich ein wechselndes Magnetfeld aufbauen, dessen Wechselfrequenz alleine von der Drehzahl der Rolle abhängt. Dies ermöglicht es, die Größe der in das Band induzierten Wirbelströme und damit einhergehend die Größe der Bremskraft auf einfache Weise an die jeweiligen Erfordernisse anzupassen.
Besonders wirksam ist eine mit Magnetrollen der voranstehend erläuterten Art ausgestattete erfindungsgemäße Vorrichtung dann, wenn jeweils mindestens eine solche Magnetrolle der Oberseite und eine weitere der Unterseite des Bandes zugeordnet ist. Auf diese Weise wird zum einen die Bremskraft verstärkt. Zum anderen wird durch die paarweise Anordnung der Magnetrollen eine Zentrierung des Bandes in dem zwischen den Magnetrollen verbleibenden Luftspalt erreicht.
Eine weitere Möglichkeit, die Wirksamkeit des Magnetfeldes bzw. die auf das Band wirkende Bremskraft auf einfache Weise zu regeln, läßt sich dadurch verwirklichen, daß der Abstand der Magnetrollen zum Band veränderbar ist. Die Veränderbarkeit des Abstandes ermöglicht es darüber hinaus, die Ausrichtung des Bandes im Luftspalt an die jeweiligen Erfordernisse anzupassen.
Je nach Anwendungsfall kann es günstig sein, wenn die Magnetpole der Magnetrolle durch Dauermagneten oder durch Elektromagneten gebildet sind.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere in dem Fall, daß Magnetrollen der voranstehend erläuterten Art verwendet werden, zum Einsatz in Fertigungslinien geeignet, in denen Nichteisenbänder verarbeitet werden. Für den Fall, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung auch bei der Verarbeitung von ferromagnetischen Bändern eingesetzt wird, ist es günstig, wenn die Magnetrolle mit einem Mantel aus nicht leitfähigem Material umhüllt ist. Durch diesen Mantel kann verhindert werden, daß sich das Band aufgrund seiner großen Magnetisierbarkeit an die Magnetrollen anlegt. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn der Mantel elastisch ist. Bei Verwendung eines solchen Mantels ist die Gefahr einer Beschädigung der jeweiligen Bandoberfläche auch dann auf ein Minimum reduziert, wenn die Bandoberfläche die Rolle berührt. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Mantel nach Art einer Hülse ausgebildet ist und mit einer der Fördergeschwindigkeit des Bandes entsprechenden Umfangsgeschwindigkeit unabhängig von der Rotation der Magnetrolle rotiert.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine Vorrichtung zum Bremsen eines Bandes in schematischer seitlicher Ansicht.
Die Vorrichtung 1 zum Bremsen eines Bandes B ist in Förderrichtung F vor einer nicht gezeigten Aufwickelstation angeordnet, in der das Band B zu einem ebenfalls nicht gezeigten Coil gewickelt wird. Die Vorrichtung 1 weist eine ein Magnetrollenpaar umfassende Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung 3 auf. Die erste Magnetrolle 4 des Magnetrollenpaares ist oberhalb der Bandoberseite O angeordnet, während die zweite Magnetrolle 5 unterhalb der Bandoberseite U positioniert ist.
Der Abstand A der Magnetrollen 4,5 vom Band B ist über nicht gezeigte Stellvorrichtungen veränderbar, welche mit einer ebenfalls nicht gezeigten Steuereinrichtung verbunden sind. Mittels dieser Steuereinrichtung lassen sich darüber hinaus die Drehzahlen der Magnetrollen 4,5 verändern. Die Magnetrollen 4,5 rotieren dabei gegenläufig derart, daß ihre Drehrichtung R im Bereich des Luftspalts L zwischen den Magnetrollen 4,5 der Förderrichtung F jeweils entgegengerichtet ist.
Auf der Umfangsflache der Magnetrollen 4,5 sind in abwechselnder Folge Dauermagneten 6,7 angeordnet, von denen die einen Dauermagneten 6 eine den jeweils nächst benachbarten Magnetpolen 7 entgegengesetzte Polarität aufweisen. Die Magnetrollen 4,5 sind synchron zueinander in der Weise angetrieben, daß im Bereich des Luftspalts L sich jeweils zwei entgegengerichtete Pole 6,7 gegenüberstehen. Durch Verdrehen der Pole 6,7 gegeneinander läßt sich ebenfalls die Bremswirkung beeinflussen.
Die Magnetrollen 4,5 sind von einem Mantel 8 umhüllt, der nach Art einer Hülse ausgebildet ist und aus einem elastischen Material besteht . Der Mantel 8 ist unabhängig von den Magnetrollen 4,5 angetrieben und rotiert mit einer Umfangsgeschwindigkeit, die im Bereich des Luftspalts L in Betrag und Richtung der Fördergeschwindigkeit F des Bandes B entspricht. Dieser Mantel 8 ermöglicht es, die Vorrichtung 1 auch problemlos zum Bremsen von ferromagnetischem Band B einzusetzen, indem der Abstand A zwischen den Magnetrollen 4,5 und dem Band soweit vermindert wird, daß der jeweilige Mantel 8 die jeweilige Bandoberfläche 0,U berührt und einen sicheren Schutz gegen das Haftenbleiben des Bandes B an der Umfangsflache der Magnetrollen 4,5 bildet.
Durch Einstellen des Abstands A und der Drehzahl der Magnetrollen 4,5 wird die auf das Band B ausgeübte Bremskraft derart eingestellt, daß das Band B unter einem für ein kantengenaues, straffes Wickeln ausreichendem Bandzug der nicht gezeigten Wickelvorrichtung zugeführt wird.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
Vorrichtung zum Bremsen von elektrisch leitfähigem Band (B) , welche vor einer Verarbeitungsstation angeordnet ist, in der das Band (B) unter Zugspannung weiterverarbeitet wird und welche eine Magnetfeld- Erzeugungseinrichtung (3) aufweist, wobei die Magnetfeld- Erzeugungseinrichtung (3) ein wechselndes Magnetfeld erzeugt, das Wirbelströme in das Band (B) induziert, welche eine gegen die Förderrichtung (F) des Bandes (B) gerichtete Kraft auf dieses ausüben, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
- daß die Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung (3) mindestens eine drehbare Magnetrolle (4,5) umfaßt, welche quer zur Förderrichtung des Bandes (B) ausgerichtet ist und auf ihrer Umfangsflache in abwechselnder Folge angeordnete Magnetpole (6,7) unterschiedlicher Polarität aufweist, und
- daß die Drehrichtung (R) der Magnetrolle (4,5) der Förderrichtung (F) des Bandes (B) entgegengesetzt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß jeweils mindestens eine Magnetrolle (4) der Oberseite (0) und mindestens eine weitere Magnetrolle der Unterseite (U) des Bandes (B) zugeordnet ist .
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß der Abstand (A) der Magnetrollen (4,5) zum Band (B) veränderbar ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Magnetpole (6,7) der Magnetrolle (4,5) durch Dauermagneten gebildet sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Magnetpole (6,7) der Magnetrolle (4,5) durch Elektromagneten gebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Magnetrolle (4,5) von einem Mantel (8) aus nicht leitfähigem Material umhüllt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß der Mantel (8) elastisch ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß der Mantel (8) nach Art einer Hülse ausgebildet ist und unabhängig von der Magnetrolle (4,5) angetrieben ist.
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DE19524289.0 1995-07-06

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