DE2235833C3 - Spannvorrichtung für kontinuierlich durchlaufende Bänder, insbesondere Metallbänder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für kontinuierlich durchlaufende Bänder, insbesondere Metallbänder, mit zumindest zwei Spannirornmeln im Einlauf und zwei Spanntrommeln im Auslauf, wobei jeder Spanntrommel ein Differentialgetriebe zugeordnet ist.

Spannvorrichtungen für kontinuierlich durchlaufende Bänder bestehen in der Regel aus zwei Spanngerüsten mit darin gelagerten Spanntrommeln, über welche das zu behandelnde Band, insbesondere Metallband, umläuft und finden regelmäßig bei Richtmaschinen, Streck- und Dressiergerüsten, Beizanlagen, Verzinkungslinien od. dgl. Verwendung. Derartige Spannvorrichtungen sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt.

Bei einer bekannten Ausführungsform zum Strecken eines Metallbandes werden die Spanntrommeln des nachgeschalteten Spanngerüstes entsprechend dem gewünschten Streckgrad mit einer höheren Umlaufgeschwindigkeit angetrieben. Dafür sind die Spanntrommeln des ersten Spanngerüstes und die des zweiten Spanngerüstes über Zahnradgetriebe starr miteinander und diese Zahnradgetriebe über ein Differentialgetriebe miteinander verbunden, welches von einem Antriebsmotor beaufschlagt wird. Diese bekannte Spannvorrichtung hat jedoch den Nachteil, daß das zu streckende Metallband innerhalb der Spanngerüste beschädigt wird. Denn die Streckung des Metallbande;, zwischen den einzelnen Spanntrommeln der Spanngerüste wird nicht hinreichend ausgeglichen, so daß ein »slipstick-Effekt« und daraus resultierende »shatter marks«, d. h.

durch kurzzeitiges Gleiten bedingte Rattermarken, auftreten können, die zu Banddeformationen, wie z.B. Querwellen, führen. Bei Spannvorrichtungen dieser Art Findet nämlich in Abhängigkeit von dem Reibungswiderstand und den Drehmomenten an den Spanntrommeln eine Bandlängendehnung statt, die von der Eingangsrolle des ersten Spanngerüstes fortlaufend zunimmt Die jeweils nachfolgende Spanntrommel muß bei gleichem Trommeldurchmesser deshalb zum Ausgleich stets schneller umlaufen. Ferner ist bei solchen Spannvorrichtungen von Nachteil, daß die Drehmomente nur unkontrolliert auf die einzelnen Spanntrommeln übertragen werden. Es besteht daher die Gefahr, daß das gesamte Drehmoment ausschließlich von einer

.15 Spanntrommel aufgenommen wird, während die übrigen Spanntrommeln keine Drehmomente erhalten. Das führt zu gegenseitiger Hemmung der Spanntrommeln, so daß schließlich die Zahnradgetriebe und das Differentialgetriebe überlastet und alsbald unbrauchbar werden.

Um die unterschiedlichen Umlaufgeschwindigkeiten der Spanntrommeln auszugleichen und eine hinreichende Drehmomentenverteilung auf die einzelnen Spanntrommeln zu erhalten, ist eine Spannvorrichtung bekanntgeworden, bei welcher alle spiegelbildlich entsprechenden Spanntromrneln beider Spanngerüste über je ein Überlagerungsgetriebe miteinander verbunden sind. Mit dieser bekannten Ausführungslorm wird allerdings ein Drehzahlausgleich und eine Drehmomentenverteilung nur in beschränktem Umfang erreicht, nämlich lediglich zwischen den spiegelbildlich zueinander angeordneten Spanntrommeln, nicht dagegen zwischen den in einem gemeinsamen Streckgerüst angeordneten benachbarten Spanntrommeln (vgl. DE-OS 20 22 380).

Bekannt ist weiterhin eine gattungsgemäße Spannvorrichtung zum kontinuierlichen Strecken von Bändern, bei welcher die einzelnen Spanntrommeln der Spanngerüste hydraulisch starr miteinander verspannt sind. Dazu ist jeder Spanntrowimel t.ii Hydraulikmotor zugeordnet, wobei alle Hydraulikmotoren von einer gemeinsamen Hochdruckleitung beaufschlagt sind. Bei dieser hydraulischen Verspannung erhalten die Spanntrommeln des ersten Spanngerüstes ein bremsendes und die des zweiten Spanngerüstes ein treibendes Drehmoment. Die Drehmomente und darüber der Bandzug können sowohl bei Bandstillstand als auch unabhängig vom Bandantrieb durch Einstellen des Druckes in der Hochdruckleitung reguliert werden. Der Bandantrieb erfolgt entweder mittels besonderer Antriebsorgane oder geeigneter Schaltvorkehrungen an dem Hydrauliksystem. Diese bekannte Ausführungsform bereitet jedoch dann Schwierigkeiten, wenn besonders große Bandzüge erzeugt werden sollen, da die umlaufenden ölmengen mehrere 1000 l/min betragen und daher umfangreiche Rohrleitungs-, Kühlungs- und Filtersysteme erforderlich sind (vgl. DD-PS 72 506).

Außerdem ist eine Spannvorrichtung für kontinuierlich durchlaufende Bänder mit mehreren Spanntrommeln im Einlauf und mehreren Spanntrommeln im Auslauf bekannt, bei welcher antriebsmäßig grundsätzlich zwischen der Spanntrommelgruppe im Einlauf und der Spanntrommelgruppe im Auslauf zu unterscheiden ist Denn beide Spanntrommelgruppen werden mit unterschiedlichen Drehzahlen angetrieben. Zwar ist lediglich ein gemeinsamer Antriebsmotor für beide Spanntrommelgruppen vorgesehen, jedoch arbeitet der Antriebsmotor auf die Spanntrommelgruppe im Einlauf unter Zwischenschaltung eines Differentialgetriebes, auf das

wiederum ein Geschwindigkeitswechselgetriebe arbeitet. Abgesehen von den unterschiedlichen Antriebsdrehzahlen sind den einzelnen Spanntrommeln Rutschkupplungen zugeordnet jeweils eine Spanntrommel in der einlaufenden Spanntrommelgruppe und der auslaufenden Spanntrommelgruppe ist direkt angetrieben, also unter Verzicht auf eine Rutschkupplung (vgl. FR-PS 14 26 137).

Ferner kennt man eine Spanntrommelgruppe für eine Spannvorrichtung, wobei es sich um eine Spanntrommelgruppe für den Einlauf oder für den Auslauf handeln kann, nämlich zur Erzeugung von entweder Bremswirkung oder Zugwirkung. Bei dieser bekannten Spanntrommelgruppe ist zwar verschiedenen Spanntrommeln ein Differentialgetriebe zugeordnet, nicht jedoch jeder Spanntrommel. Vielmehr arbeitet auf eine der Spanntrommeln ein Antriebsmotor unter Zwischenschaltung eines Getriebes, welches mit benachbarten Differentialgetrieben kämmt Soweit Differentialgetriebe verwirklicht sind, handelt es sich um Überlagerungsgetriebe, deren Überlagerungseingänge von drehmonieriietircgelbaren Überlagerungsmotoren beaufschlagt i2nd Jedoch fehlt jede Verbindung mit der korrespondierenden Spanntrommelgruppe im entweder Einlauf oder Auslauf, die bei gleicher Ausführungsform ebenfalls mit einem eigenen Antriebsmotor ausgerüstet ist Folglich arbeitet auch diese bekannte Konstruktion mit unterschiedlichen Antriebsdrehzahlen für einerseits die Spanntrommelgruppe im Einlauf und andererseits die Spanntrommelgruppe im Auslauf (vgl. FR-PS 20 64 561).

Ein älteres Recht bezieht sich auf eine Streckrichtanlage mit einem Walzen-Rückhaltegerüst, einem Reckgrad-Einstellgetriebe und einem Walzen-Zuggerüst, jeweils mit Walzen gleichen Durchmessers, die von einem gemeinsamen Antriebsmotor antreibbar sind, wobei die erforderliche Abstufung der Walzenumfangsgeschwindigkeit über Differentialgetriebe erfolgt Nach dem älteren Vorschlag ist vorgesehen, daß sowohl beim Rückhaltegerüst als auch beim Zuggerüst — jedoch mit Ausnähme der jeweils am schnellsten oder am langsamsten angetriebenen Walze des Zuggerüstes bzw. ROckhaltegerüstes — jeder Walze ein Differentialgetriebe zugeordnet ist, dessen Ausgangsdrehzahl über den Ausgleichsräderträger entsprechend der erforderlichen Drehzahlsteigerung oder -abnähme gegenüber der benachbai ten Walze durch ein Regelgetriebe veränderbar ist. Das Regelgetriebe ist stufenlos veränderbar und von der das Differentialgetriebe antreibenden Hauptwelle angetrieben. Außerdem iss. dem Regelgetriebe ein Untersetzungsgetriebe nachgeschaltet. Die Einstellung des Regelgetriebes erfolgt automatisch oder von Hand. Selbst bei einer individuellen Einstellung der Regelgetriebe lassen sich nicht an jeder Walze jene Drehmomente erzeugen, die für den jeweils verlangten Bandzug erforderlich sind, schon deshalb nicht, weil die am schnellsten und am langsamsten angetriebene Walze ohne Zwischenschaltung eines Differentialgetriebes und Regelgetriebes angetrieben ist (vgl. DE-PS 21 18 051).

Zum Längsrecken von laufenden Warenbahnen, insbesondere von Kunststoffolienbahnen, kennt man eine Vorrichtung mit mehreren Reckwalzen, die in Durchlaufrichtung der Warenbahn mit zunehmender Umlaufgeschwindigkeit antreibbar sind. Bei dieser bekannten Reckvorrichtung is: vorgesehen, daß den einzelnen Reckwalzen je ein Verzweigungsgetriebe zugeordnet ist, wobei ein vorangehendes Verzweigungsgetriebe mittels seines Sonnenrades über ein Rad den Steg des ihm nachfolgenden Verzweigungsgetriebes antreibt Hier greifen also sämtliche Verzweigungsgetriebe ineinander, so daß die Veränderung der Umlaufgeschwindigkeit einer Reckwalze zu einer Veränderung des Drehzahlverhältnisses sämtlicher übrigen Reckwalzen führt Eine individuelle Drehmomenten- bzw. Bandzügeeinstellung ist mit dieser bekannten Vorrichtung ebenfalls nicht möglich (vgl. DE-PS12 21 000).

Bei Zylindertrocknern für bahnförmig geführtes Gut ist es bekannt die einzelnen Trockenzylinder über parallelgeschaltete, verstellbare Getriebe anzutreiben. Das Verstellorgan jedes verstellbaren Getriebes ist jeweils mit: der Abtriebswelle eines zugehörigen Verstellgetriebes verbunden, wobei die Verstellgetriebe untereinander in Reihe geschaltet sind. Bei dieser bekannten Getriebeanordnung ist ein leistungsverzweigendes Getriebe für einerseits die parallelgeschalteten Getriebe, andererseits die in Reihe geschalteten Verstellgetriebe vorgeschaltet Das führt zu extremem Getriebeaufwand mit sich kreuzenden Kettentrieber, (vgl. DE-OS 14 49 683). — Ein ähnlicher getriebetecÄnischer Bauaufwand ist bei einer bekannten Spannvorrichtung für kontinuierlich durchlaufende Bänder erforderlich, bei welcher jede Spanntrommel mit der auf sie folgenden Spanntrommel über ein Differentialgetriebe gekuppelt ist und sämtliche Spanntrommeln von einem einzigen Motor angetrieben sind (vgl. DE-OS 19 58 623).

Endlich kennt man auf einem anderen Gebiet der Technik, nämlich bei einer Vorrichtung zum Antrieb von Auf- und Abwickelwellen mittels eines Differentialgetriebes die Maßnahme, die Eintriebswelle von einem drehzahlstarren Hauptantrieb anzutreiben, dessen Abtriebswelle mit der Wickelwelle gekuppelt und dessen Differenzwelle beim Aufwickeln mit einem Bremsmoment belastet ist. Diese ist zur Aufrechterhaltung einer konstanten Zugspannung im Wickelgut die Differenzwelle des Differentialgetriebes mit einem in seiner Drehzahl von der Belastung abhängigen Induktionsmotor gekuppelt, der beim Aufwickeln als Bremse und beim Abwickeln als Motor wirkt (vgl. DE-GM 17 22 277).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung für kontinuierlich durchlaufende Bänder, insbesondere Metallbänder, der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der sich mit geringem konstruktiven Aufwand an jeder Spanntrommel in individueller Weise definierte Drehmomente zur Erzielung eines prozeßgerechten Bandzuges einstellen lassen.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Durch die Verspannung mittels einer an die Überlagerungsgetriebe angeschlossenen gemeinsamen Welle wird auf einfache Weise eier Aufwand für hydraulische Einrichtungen herabgesetzt. Die Spanntrommeln sind mechanisch miteinander verspannt, wobei die jeH.er Spanntrommel zugeordneten Überlagerungsgetriebe einerseits für den erforderlichen Drehzahlausgleich Sorge tragen, andererseits über die zugeordneten Überlagerungsmotoren f.s erforderliche Drehmomenteneinstellung und damit die Einstellung des gewünschten Bandzuges ermöglichen. Denn durch die individuelle Einregulierung der Überlagerungsmotorer. lassen sich an jeder Spannrolle jene Drehmomente erzeugen, die für den verlangten Bandzug erforderlich sind. Da der auf das.Band zu über.-agende Zug sowohl vom Vorzug als auch vom Wert e/'·¹ abhängt, kann jede Spanntrommel nur einen bestimmten Zug auf das Band übertragen, d. h„ die Drehmomente der Spanntrommeln sind aufein-

ander abgestimmt und kontrollierbar. Außerdem ermöglichen die Überlagerungsgetriebe jene Drehzahlabweichungen der Spanntrommeln, die z. B. auf unterschiedliche Trommeldurchmesser und mit zunehmendem Bandzug auftretende Bandlängendehnung zurückzuführen sind. Die erfindungsgemäße Verspannung der Spanntrommeln ermöglicht die Einstellung eines vorgegebenen Bandzuges sowohl bei Bandstillstand als auch bei durchlaufendem Band, wobei der Bandantrieb z. B. mitteis eines Rollenantriebs an einer beliebigen Stelle des durchlaufenden Bandes vor, hinter oder zwischen den Spanngerüsten erfolgen kann. Im Ergebnis wird jedenfalls eine Spannvorrichtung für durchlaufende Bänder, insbesondere Metallbänder, verwirklicht, mit der sich unter Berücksichtigung einer besonders einfachen und funktionsgerechten Bauweise an jeder Spanntrommel ein definiertes Drehmoment und dadurch ein prozeßgerechter Bandzug einstellen läßt. Prozeßgerecht

dungsgemäßen Spannvorrichtung bei z. B. Richtmaschinen, Streck- und Dressiergerüsten, Beizanlagen, Verzinkungslinien od. dgl.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind im folgenden aufgeführt. So können die Überlagerungsmotoren drehmomentenregelbare Hydraulikmotoren oder Gleichstrommotoren sein. Stets wirken die Überlagerungsmotoren auf die Überlagerungsgetriebe auf der einen Seite wie ein Motor und auf der anderen Seite wie eine Bremse. Bei Verwendung von Hydraulikmotoren sind diese ;m eine gemeinsame Hochdruckleitung angeschlossen und in ihren Drehmomenten gestaffelt. Hierdurch wird erreicht, daß die Überlagerungsmotoren bei gleicher Druckbeaufschlagung entsprechend ihrer Position in der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung die dort erforderlichen Drehmomente gestaffelt erzeugen und durch den verstellbaren Druck in der gemeinsamen Hochdruckleitung der gewünschte Bandzug in weiten Grenzen einstellbar ist. Die Druckregelung erfolgt dazu vorzugsweise mittels einer in die Hochdruckleitung eingebauten druckregelbaren Pumpe. Die im Auslauf befindlichen Spanntrommeln besitzen im Hinblick auf die Bandlängung eine entsprechend höhere Drehzahl, die üblicherweise zwischen 2% und 10% liegt Die zugeordneten Überlagerungsgetriebe ermöglichen diese zusätzliche Drehzahl, da sie unabhängig von der Geschwindigkeit drehmomentengeregelt sind. Die zusätzlich erforderliche ölmenge wird von der druckregelbaren Pumpe erbracht. Folglich werden lediglich 2% bis 10% der Leistung hydraulisch übertragen, so daß ein aufwendiges Hydrauliksystem entfällt Eine exakte Drehmomentenvert.-ilung und Differentialwirkung sämtlicher Spanntrommeln untereinander bleibt dabei gewährleistet Die einfache Regelung des Bandzuges mit Hilfe der drehmomentenregelbaren Überlagerungsmotoren ist besonders vorteilhaft Die drehmomentenregelbaren Überlagerangsmotoren an den Überlagerungsgetrieben können drehmomentenmäßig so übersetzt sein, daß nur noch ein geringes Drehmoment für den Überlagerungsantrieb verbleibt Die Überlagerungsmotoren können deshalb verhältnismäßig klein dimensioniert werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellender Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Spannvorrichtung in schematischer Seitenansicht,

Fig.2 den Gegenstand nach Fig. 1 in Ansicht von oben und

F i g. 3 einen Hydraiilikplan für den Gegenstand nach Fig. 1 bei Verwendung von Hydraulikmoloren als Überlagerungsmotoren.

In den Figuren ist eine Spannvorrichtung für kontinuierlich durchlaufende Bänder 5, insbesondere Metallbänder, mit zumindest zwei Spanntrommeln 4,3 im Einlauf 1 und zwei Spanntrommeln 3,4 im Auslauf 2 dargestellt, wobei jeder Spanntrommel ein Differentialgetriebe zugeordnet ist. Grundsätzlich besieht die Möglichkeit, in jedem Spanngerüst auch drei und mehr Spanntrommeln 3, 4 anzuordnen. Das Band 5 umschlingt die Spanntrommeln 3, 4 und ist beim Ausführungsbeispiel durch ein zwischen Einlauf 1 und Auslauf 2 angeordnetes Streckgerüst 6 hindurchgeführt. Der Bandantrieb besteht beispielsweise aus Antriebsrollen 7, die an beliebiger Stelle zwischen Einlauf 1 und Auslauf 2 oder vor bzw. hinter der gesamten Spannvorrichtung angeordnet sein können. Sie haben lediglich die Aufgabe, für den Durchlauf des Bandes 5 SOr¹⁷C zu irsgen, während die Spanntrommeln 3,4 für den erforderlichen Bandzug im Einlauf 1 und Auslauf 2 verantwortlich sind. Die Differentialgetriebe sind als Überlagerungsgetriebe 10 ausgebildet und parallel geschaltet an eine gemeinsame Welle 8 angeschlossen, und zwar unter

Zwischenschaltung von Kegelrädern 9. Die Überlagerungseingänge der Überlagerungsgetriebe 10 sind von drehmomentenregelbaren Überlagerungsmotoren 11 beaufschlagt Vorzugsweise sind die Überlagerungsmotoren 11 als Hydraulikmotoren 12,13 ausgeführt. Diese Hydraulikmotoren sind an eine gemeinsame Hochdruckleitung 14 angeschlossen, die von einer druckregelbaren Pumpe 15 beaufschlagt v,ird. Im übrigen ist eine Rücklaufleitung 16 vorgesehen. Bei dieser Ausführung wird der erforderliche Bandzug lediglich durch die Einstellung der Pumpe 15 ermöglicht Hierbei kann sowohl bei Bandstillstand als auch bei jeder Durchlaufgeschwindigkeit des Bandes 5 der Bandzug variiert werden.
Die Hydraulikmotoren 12, 13 können durch Gleich-Strommotoren ersetzt werden. Es ist auch möglich, durch Regulierung der drehmomentenregelbaren Überlagerungsmotoren 11 den Bandantrieb ohne Hilfe einer zusätzlichen Antriebsvorrichtung vorzunehmen. Das ist beispielsweise dadurch möglich, daß an einer der Spanntrommeln 3, 4 im Auslauf 2 ein zusätzliches antreibendes Drehmoment eingestellt wird, so daß die Summe aus negativen Drehmomenten der Spanntrommeln 4, 3 im Einlauf 1 und positiven Drehmomenten der Spanntrommeln 3, 4 im Auslauf 2 einen positiven Wert erhält Umgekehrt kann auch durch Verringerung der negativen Drehmomente der Summenwert positiv und h.-.T-durch ein Bandantrieb geschaffen werden. Schließlich besteht die Möglichkeit durch entsprechende Einstellung das Band 5 rückwärts laufen zu lassen. Anstelle des Streckgerüstes 6 können beliebige andere Bearbeitungsmaschinen in der Bandlinie angeordnet sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Spannvorrichtung für kontinuierlich durchlaufende Bänder, insbesondere Metallbänder, mit zumindest zwei Spanntrommeln im Einlauf und zwei Spanntrommeln im Auslauf, wobei jeder Spanntrommel ein drehmomentenregelbarer Motor zugeordnet ist und die Spanntrommeln des Einlaufs gegenüber den Spanntrommeln des Auslaufs starr verspannt sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Spanntrommel (3,4) ein als Differentialgetriebe ausgebildetes Oberlagerungsgetriebe (10) zugeordnet ist, daß zur Verspannung die zueinander parallelgeschalteten Überlagerungsgetriebe (10) an eine gemeinsame Welle (8) angeschlossen sind und daß die Überlagerungseingänge der Überlagerungsgetriebe (10) von den drehmomentenregelbaren Motoren ate Überlagerungsmotore (11 bzw. 12, 13) beaufschlagt sind.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlagerungsmotoren (U) drehmomentenregelbare Hydraulikmotoren (12,13) oder Gleichstrommotoren sind.

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die als Hydraulikmotoren (12, 13) ausgeführten Überlagerungsmotoren (11) an eine gemeinsame Hochdruckleitung (14) angeschlossen und in ihren Drehmomenten gestaffelt sind.

4. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennreichne' daß die Hochdruckleitung (14) mit einer druckregelbaren Pumpe (15) versehen ist.