WO2001086015A2 - Vorrichtung zum führen eines metallbandes auf einem gaskissen - Google Patents

Vorrichtung zum führen eines metallbandes auf einem gaskissen Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a device for guiding a metal strip on a gas cushion with blow boxes arranged one behind the other in the strip longitudinal direction, the nozzle fields of which extend transversely to the strip longitudinal direction and have perforated nozzles distributed over the field surface and slot nozzles along the edges running transverse to the strip longitudinal direction.
  • slot nozzles parallel to the edge prevent the gas from flowing out of the perforated nozzle area in the longitudinal direction of the strip, the discharge of the gas from the air cushion transversely to the longitudinal direction of the strip cannot be prevented by such slot nozzles.
  • the invention is therefore based on the object to design a device for guiding a metal strip on a gas cushion of the type described in such a way that with a uniform distribution of the perforated nozzles across the width of the strip to be treated, an increase in load capacity is possible without increasing the gas volume flow to have to.
  • the invention solves the stated problem in that the slot nozzles along the edges consist of several nozzle slots arranged one behind the other in a row parallel to the edge, which are inclined inwards from the respective center of the edge relative to the edge.
  • the inward inclined longitudinal slots along the edges of the nozzle fields running transversely to the longitudinal direction of the band thus bring about an advantageous increase in the load-bearing capacity through the interaction of, on the one hand, the obstruction of the gas flow transversely to the longitudinal direction of the band and, on the other hand, the support of an additional outflow of gas in the longitudinal direction of the band, without sacrificing even heat transfer between them the gas flow and the metal band.
  • the choice of these parameters allows the nozzle field to be adapted to different conditions.
  • the nozzle slots starting from the respective edge center of the nozzle field edges can run parallel to one another.
  • the inclination of the nozzle slots can increase with increasing distance from the respective lige edge center increase to have increasing influence against the longitudinal edges of the metal band on the outflow behavior of the gas cushion transverse to the longitudinal direction of the band.
  • nozzle slots according to the invention in the edge region of a nozzle field in a plan view in a larger scale
  • Fig. 3 is a representation of a construction variant of the nozzle slots corresponding to FIG. 2.
  • the device for guiding a metal strip 1 consists of a frame 2 carrying 3 blow boxes 4 arranged in series in the longitudinal direction of the strip, which form nozzle fields 5. These nozzle fields 5 extend transversely to the belt longitudinal direction 3 and have perforated nozzles 6 distributed over the field surface, through which Gas, for example air, is blown against the metal strip 1 to form a gas cushion. Slit nozzles 8, which consist of individual nozzle slits 9, are provided along the edges 7 of the nozzle fields 5, which run transversely to the strip longitudinal direction 3.
  • nozzle slots 9, arranged one behind the other in a row parallel to the edge, are - starting from the respective edge center 10 - inclined inwards with respect to the edge 7, so that the nozzle slots 9 opposite one another with respect to the nozzle array 5 narrow the nozzle array against the longitudinal edges 11 of the metal strip 1.
  • the constriction of the gas cushion generated via the perforated nozzles 6 causes a hindrance to the outflow of the gas transversely to the longitudinal direction 3 of the strip, which results in a corresponding increase in the static pressure of the gas cushion and thus in an increase in the load-bearing capacity.
  • the gas backflows 12 get into backflow channels 13, which extend from the longitudinal center of the metal strip 1 against the longitudinal edges 11 with respect to the flow cross-section through roof-like sloping wall surfaces 14 to the To keep the return flow speed in these return flow channels 14 comparatively small.
  • the longitudinal slots 9 of the slot nozzles 8 run parallel to each other, so that the angle of inclination ⁇ of these nozzle slots are the same.
  • the nozzle slots 9 must not overlap. They therefore end in the area of a common straight line 15 running in the longitudinal direction of the strip, so that the nozzle slots 9 directly adjoin one another transversely to the longitudinal direction of the strip, but offset from one another in the longitudinal direction 3 of the strip.
  • the nozzle slots 9 according to FIG. 3 are not aligned parallel to one another. Rather, the inclination of the nozzle slots 9 increases with increasing distance from the center 10, so that the angle of inclination ⁇ increases from the nozzle slot to the nozzle slot 9 starting from the center 10.
  • This increase in the angle of inclination ⁇ causes an increasing constriction of the air cushion produced by the perforated nozzles 6 against the longitudinal edges 11 of the metal strip 1, with the advantage that the free outflow of the gas from the air cushion transversely to the strip longitudinal direction 3 is increasingly impeded. This means that the static pressure in the area of the air cushion and thus the load capacity of the air cushion can be increased.

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Führen eines Metallbandes (1) auf einem Gaskissen mit Bandlängsrichtung (3) mit Abstand hintereinandergereihten Blaskästen (4) beschrieben, deren sich quer zur Bandlängsrichtung (3) erstreckende Düsenfelder (5) über die Feldfläche verteilte Lochdüsen (6) und entlang der quer zur Bandlängsrichtung (3) verlaufenden Ränder (7) Schlitzdüsen (8) aufweisen. Um vorteilhafte Konstruktionsbedingungen zu schaffen, wird vorgeschlagen, daß die Schlitzdüsen (8) entlang der Ränder (7) aus mehreren in einer randparallelen Reihe hintereinander angeordneten Düsenschlitzen (9) bestehen, die ausgehend von der jeweiligen Randmitte (10) gegenüber dem Rand (7) einwärts geneigt sind.

Description

Vorrichtung zum Führen eines Metallbandes auf einem Gaskissen
Technisches Gebiet
[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Führen eines Metallbandes auf einem Gaskissen mit in Bandlängsrichtung mit Abstand hintereinanderge- reihten Blaskästen, deren sich quer zur Bandlängsrichtung erstreckende Düsenfelder über die Feldfläche verteilte Lochdüsen und entlang der quer zur Bandlangsrichtung verlaufenden Ränder Schlitzdüsen aufweisen.
Stand der Technik
[0002] Um ein Metallband auf einem Gaskissen schwebend in Bandlängsrichtung fördern zu können, ist es bekannt (DE 30 26 132 A), in Bandlängsrichtung hintereinander Blaskästen vorzusehen, deren Düsenfelder sich quer zur Bandlängsrichtung erstrecken und über die Feldfläche verteilte Lochdüsen aufweisen. Das durch diese Lochdüsen gegen das Metallband strömende Gas bildet ein tragendes Gaskissen, das durch eine Gasströmung aus parallelen Schlitzdüsen unterstützt wird, die quer zur Bandlängsrichtung verlaufen und die die Lochdüsen bildende, rechteckige Feldfläche begrenzen. Diese randparallelen Schlitzdüsen verhindern zwar ein Abströmen des Gases aus dem Lochdüsenbereich in Bandlängsrichtung, doch kann über solche Schlitzdüsen das Abströmen des Gases aus dem Luftkissen quer zur Bandlängsrichtung nicht behindert werden. Um den statischen Druck des Gaskissens zwischen den das Düsenfeld begrenzenden Düsenschlitzen zu erhöhen und damit die Tragkraft zu steigern, ist es bekannt (DE 298 13 660 U1), die Düsenfelder ausgehend von der Längsmitte des Metallbandes gegen seine Längsränder hin zu verjüngen, so daß die Gasströmung durch die Schlitzdüsen auch das Abströmen von Gas aus dem Gaskis- sen quer zur Bandlängsrichtung mit der angestrebten Wirkung einer Tragkrafterhöhung behindert. Mit den sich quer zur Bandlängsrichtung nach außen verjüngenden Düsenfeldern verbreitern sich die Rückströmkanäle zwischen den Blaskästen nach außen hin, was mit einer entsprechenden Geschwindigkeitsverminderung der durch diese Rückströmkanäle abfließenden Gasströmung verbunden ist. Dies bedeutet, daß der von der Strömungsgeschwindigkeit abhängige Druckabfall im Bereich dieser Gasrückströmung verringert und deshalb die Tragkraft entsprechend vergrößert wird. Nachteilig bei den sich gegen die Längsränder des Metallbandes hin verjüngenden Düsenfelder ist allerdings, daß aufgrund der dadurch bedingten ungleichmäßigen Verteilung der Lochdüsen über die Breite des Metallbandes zwangsläufig nur eine ungleichmäßige Wärmebehandlung des Metallbandes über die Gasströmung erreicht werden kann.
Darstellung der Erfindung
[0003] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Führen eines Metallbandes auf einem Gaskissen der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, daß bei einer gleichmäßigen Verteilung der Lochdüsen über die Breite des zu behandelnden Bandes eine Tragkraftsteigerung möglich wird, ohne den Gasvolumenstrom erhöhen zu müssen.
[0004] Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß die Schlitzdüsen entlang der Ränder aus mehreren in einer randparallelen Reihe hintereinander angeordneten Düsenschlitzen bestehen, die ausgehend von der jeweiligen Randmitte gegenüber dem Rand einwärts geneigt sind.
[0005] Da zufolge dieser Maßnahmen im Bereich der einzelnen gegenüber dem Rand einwärts geneigten Düsenschlitze eine Verjüngung des Düsenfeldes gegen die Längsränder hin wirksam wird, wird durch diese Düsenfeldverengungen dem freien Abströmen des Gases aus dem Luftkissenbereich quer zur Bandlängsrichtung ein Widerstand entgegengesetzt, der zu einer Steigerung der Tragkraft führt, weil durch die Behinderung der Abströmung des Gases zu den Längsrändern des Metallbandes hin der statische Druck im Bereich des Gaskissens vergrößert wird. Dazu kommt, daß zwischen den hintereinandergereihten Düsenschlitzen eine zusätzliche Abströmmöglichkeit in Bandlängsrichtung geschaffen wird, und zwar in einem blaskastennahen Bereich, bevor sich die Einzelströmungen durch die Düsenschlitze zu einer gemeinsamen, gegen das Metallband gerichteten Strömung vereinigen. Dies bedeutet, daß ein Teil des Gases aus dem Gaskissenbereich zwischen den geneigten Düsenschlitzen zu den Rückströmkanälen zwischen den Blaskästen mit der Wirkung abströmen kann, daß die Strömungsgeschwindigkeit der im Bereich des Metallbandes umgelenkten Gasströmung verringert und damit der Druckabfall im Bereich dieser Gasströmung im Bereich des Metallbandes vergleichsweise klein gehalten werden kann, was mit einer Stützung der Tragkraft einhergeht. Trotz dieser zusätzlichen Abströmmöglichkeit des Gases in Bandlängsrichtung bleibt die Stützwirkung der durch die Düsenschlitze bedingten Gasströmung auf das Gaskissen des Düsenfeldes aufrecht, weil sich ja die einzelnen Gasströmungen durch die Längsschlitze gegen das Metallband hin vereinigen. Die einwärts geneigten Längsschlitze entlang der quer zur Bandlängsrichtung verlaufenden Ränder der Düsenfelder bringen somit durch das Zusammenwirken einerseits der Behinderung der Gasabströmung quer zur Bandlängsrichtung und anderseits der Unterstützung einer zusätzlichen Gasabströmung in Bandlängsrichtung eine vorteilhafte Steigerung der Tragfähigkeit mit sich, ohne Abstriche hinsichtlich einer gleichmäßigen Wärmeübertragung zwischen der Gasströmung und dem Metallband machen zu müssen.
[0006] Da die Länge und Neigung der Düsenschlitze Einfluß auf das Strömungsverhalten in und quer zur Bandlängsrichtung nehmen, kann durch die Wahl dieser Parameter das Düsenfeld an unterschiedliche Verhältnisse angepaßt werden. Die von der jeweiligen Randmitte der Düsenfeldränder ausgehenden Düsenschlitze können zueinander parallel verlaufen. Um weitere Anpassungsmöglichkeiten zu schaffen, kann jedoch die Neigung der Düsenschlitze mit wachsendem Abstand von der jewei- ligen Randmitte zunehmen, um gegen die Längsränder des Metallbandes hin wachsenden Einfluß auf das Abströmverhalten des Gaskissens quer zur Bandlängsrichtung zu nehmen.
[0007] Damit aufgrund eines Überlappungsbereiches unmittelbar hintereinanderge- reihter Düsenschlitze keine ungleichmäßige Wärmebehandlung des Bandes über die Gasströmung durch die Düsenschlitze in Kauf genommen werden muß, können unmittelbar benachbarte Düsenschlitze einer Schlitzreihe im Bereich einer gemeinsamen, in Bandlängsrichtung verlaufenden Geraden enden, so daß quer zur Bandlängsrichtung die benachbarten Düsenschlitze ohne gegenseitige Überlappung unmittelbar aneinanderschließen, allerdings in Bandlängsrichtung gegeneinander versetzt.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
[0008] In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Führen eines Metallbandes auf einem Gaskissen ausschnittsweise in einem vereinfachten Schaubild,
Fig. 2 die erfindungsgemäßen Düsenschlitze im Randbereich eines Düsenfeldes ausschnittsweise in einer Draufsicht in einem größeren Maßstab und
Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung einer Konstruktionsvariante der Düsenschlitze.
Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
[0009] Gemäß der Fig. 1 besteht die Vorrichtung zum Führen eines Metallbandes 1 aus einem Gestell 2, das in Bandlängsrichtung 3 hintereinandergereihte Blaskästen 4 trägt, die Düsenfelder 5 bilden. Diese Düsenfelder 5 erstrecken sich quer zur Bandlängsrichtung 3 und weisen über die Feldfläche verteilte Lochdüsen 6 auf, durch die Gas, beispielsweise Luft, zur Bildung eines Gaskissens gegen das Metallband 1 geblasen wird. Entlang der quer zur Bandlängsrichtung 3 verlaufenden Ränder 7 der Düsenfelder 5 sind Schlitzdüsen 8 vorgesehen, die aus einzelnen Düsenschlitzen 9 bestehen. Diese in einer randparallelen Reihe hintereinander angeordneten Düsenschlitze 9 sind - ausgehend von der jeweiligen Randmitte 10 - gegenüber dem Rand 7 einwärts geneigt, so daß die einander bezüglich des Düsenfeldes 5 gegenüberliegenden Düsenschlitze 9 das Düsenfeld gegen die Längsränder 11 des Metallbandes 1 hin einengen. Die damit verbundene Einschnürung des über die Lochdüsen 6 erzeugten Gaskissens bedingt eine Behinderung des Abströmens des Gases quer zur Bandlängsrichtung 3, was sich in einer entsprechenden Erhöhung des statischen Druckes des Gaskissens und damit in einer Steigerung der Tragkraft auswirkt.
[0010] Zugleich ergeben sich zwischen den Gasströmungen durch die Düsenschlitze 9 Strömungskanäle für eine Gasrückströmung 12, wie sie in den Fig. 2 und 3 strichliert angedeutet ist. Diese Gasrückströmung 12 in Bandlängsrichtung 3 im Bereich der Blaskästen 4 verringert den rückströmenden Gasanteil, der im Bereich des Metallbandes 1 umgelenkt wird, was mit einer entsprechenden Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit des am Metallband 1 umgelenkten, verringerten Gasstromes verbunden ist. Der mit der kleineren Strömungsgeschwindigkeit verbundene, verminderte Druckabfall im Bereich des Metallbandes 1 stützt die Tragfähigkeit der Vorrichtung. Trotz der zusätzlichen Abströmmöglichkeit des Gases aus dem Gaskissen in Bandlängsrichtung 3 bleibt die Stützwirkung der Gasströmung durch die Düsenschlitze 9 auf das Gaskissen der Lochdüsen 6 aufrecht, weil sich ja die Gasstrahlen durch die Düsenschlitze 9 vor dem Metallband 1 zu einem geschlossenen Gasvorhang vereinigen.
[0011] Die Gasrückströme 12 gelangen in Rückströmkanäle 13, die sich von der Längsmitte des Metallbandes 1 gegen die Längsränder 11 hin bezüglich des Strömungsquerschnittes durch dachartig abfallende Wandflächen 14 erweitern, um die Rückströmgeschwindigkeit in diesen Rückströmkanälen 14 vergleichsweise klein zu halten.
[0012] Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 2 verlaufen die Längsschlitze 9 der Schlitzdüsen 8 parallel zueinander, so daß auch die Neigungswinkel α dieser Düsenschlitze gleich sind. Um eine gleichmäßige Wärmebehandlung des Metallbandes über die Gasströmung durch die Düsenschlitze 9 sicherzustellen, dürfen sich die Düsenschlitze 9 nicht überlappen. Sie enden daher im Bereich einer gemeinsamen, in Bandlängsrichtung verlaufenden Geraden 15, so daß die Düsenschlitze 9 quer zur Bandlängsrichtung unmittelbar aneinander anschließen, allerdings in Bandlängsrichtung 3 gegeneinander versetzt.
[0013] Zum Unterschied zur Ausführungsform nach der Fig. 2 sind die Düsenschlitze 9 nach der Fig. 3 nicht zueinander parallel ausgerichtet. Es nimmt vielmehr die Neigung der Düsenschlitze 9 mit zunehmendem Abstand von der Randmitte 10 zu, so daß der Neigungswinkel α von Düsenschlitz zu Düsenschlitz 9 ausgehend von der Randmitte 10 größer wird. Diese Vergrößerung des Neigungswinkels α bedingt eine gegen die Längsränder 11 des Metallbandes 1 zunehmende Einschnürung des durch die Lochdüsen 6 erzeugten Luftkissens, und zwar mit dem Vorteil, daß das freie Abströmen des Gases aus dem Luftkissen quer zur Bandlängsrichtung 3 zunehmend behindert wird. Dies bedeutet, daß der statische Druck im Bereich des Luftkissens und damit die Tragkraft des Luftkissens vergrößert werden können.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e :
1. Vorrichtung zum Führen eines Metallbandes (1) auf einem Gaskissen mit in Bandlängsrichtung (3) mit Abstand hintereinandergereihten Blaskästen (4), deren sich quer zur Bandlängsrichtung (3) erstreckende Düsenfelder (5) über die Feldfläche verteilte Lochdüsen (6) und entlang der quer zur Bandlängsrichtung (3) verlaufenden Ränder (7) Schlitzdüsen (8) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzdüsen (8) entlang der Ränder (7) aus mehreren in einer randparallelen Reihe hintereinander angeordneten Düsenschlitzen (9) bestehen, die ausgehend von der jeweiligen Randmitte (10) gegenüber dem Rand (7) einwärts geneigt sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die von der jeweiligen Randmitte (10) eines Randes (7) der Düsenfelder (5) ausgehenden Düsenschlitze (9) parallel verlaufen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Düsenschlitze (9) mit wachsendem Abstand von der jeweiligen Randmitte (10) zunimmt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar benachbarte Düsenschlitze (9) einer Schlitzreihe im Bereich einer gemeinsamen, in Bandlängsrichtung verlaufenden Geraden (15) enden.
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