DE2601392A1

DE2601392A1 - Einrichtung zur speicherung von bandfoermigem material

Info

Publication number: DE2601392A1
Application number: DE19762601392
Authority: DE
Inventors: Sylvain Tonellato
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-01-17
Filing date: 1976-01-15
Publication date: 1976-07-22
Also published as: GB1532893A; JPS51125652A; FR2297799A1; US4012004A; FR2297799B1; BE837536A

Description

Einrichtung zur Speicherung von bandförmigem Material

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen zur Speicherung von langgestrecktem Material, d. h_v- das erheblich langer als breit ist, insbesondere auf Bänder, Streifen oder Profilbänder. Die Erfindung eignet sich für sämtliche Materialien, besonders jedoch für Metallbänder, deren Speicherung oft schwierig ist, sei es wegen der Geschwindigkeitsunterschiede zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bearbeitungsstellen, sei es, weil mindestens an einer dieser Stellen nicht kontinuierlich gearbeitet wird und weil man die kontinuierlichen Arbeitsplätze nicht stillsetzen möchte oder weil man beim Auftreten einer Störung z. B. eines Bruchs, der ein Eingreifen an einer bestimmten Stelle (mit Arbeitsgeschwindigkeit gleich O oder geringer Geschwindigkeit) erfordert, die übrigen kontinuierlichen Arbeitsplätze nicht stillsetzen will.

Die zu speichernde Materialmenge hängt daher im wesentlichen von den relativen Geschwindigkeiten (bzw. bei Stillsetzung eines Arbeitsplatzes von der absoluten Geschwindigkeit) und von der Höchstdauer der Störung oder der durchzuführenden Reparatur ab.

Es kommt nicht selten vor, daß auf schnell ablaufenden Fließbändern mehrere hundert Meter Material angehäuft werden müssen. Im nachfolgenden Text wird der Einfachhheit halber und als Beispiel lediglich auf Bänder Bezug genommen, wobei es selbstverständlich ist, daß die Erfindung auch für andere Materialformen geeignet ist. Hierbei spielt eine wichtige Rolle der zulässige Mindestkrümmungsradius zur Vermeidung einer bleibenden Verformung (Erreichen der Elastizitätsgrenze) oder einer Oberflächenbeschädigung (Risse auf der gespannten Seite, Faltenbildung auf der zusammengedrückten Seite), welche bei der Bearbeitung der vorgenannten Flächen sehr störend ist. Der Fachmann kann ohne weiteres diesen zulässigen Mindestkrümmungsradius berechnen oder aus der Erfahrung bestimmen»

Es sind zahlreiche Einrichtungen auf dem Markt, die den Nachteil haben, sehr sperrig oder sehr teuer in der Herstellung zu sein.

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In diesem Zusammenhang sei zunächst die Senkrechtspeicherungseinrichtung erwähnt, die aus einem Schacht besteht, in dem das Band frei hängt. Soll die Speicherungseinrichtung z. B. 300 m fassen können, so muß der Schacht 150 m lang und sehr viel breiter als der zulässige Mindestkrümmungsdurchmesser des Bandes sein. Diese Lösung ist zwar einfach, aber sehr teuer und wirft große Probleme auf, falls sich das Band in der Speicherungseinrichtung verklemmt oder eine sonstige Störung auftritt.

Es wurde die gleiche Lösung mit einem Band in variabler Länge vorgeschlagen, wobei das Band jedoch zwischen zwei zylindrische, durch Rollen gebildete Kränze eingerollt wird und das einwärtsgerollte Bandende kreisförmig zwischen den beiden Rolfeikränzen verläuft. Dies bedingt eine ziemlich sperrige und komplizierte Vorrichtung, da der Abstand zwischen den beiden Rollenkränzen (was im großen und ganzen dem Unterschied zwischen den Durchmessern der zylindrischen Rollenkränze entspricht) größer sein muß als der Mindestkrümmungsdurchmesser des Bandmaterials. Geschieht das Einrollen in der waagerechten Ebene, so ist die Reibung sehr hoch und die notwendige Standfläche sehr groß; geschieht das Einrollen indessen in der senkrechten Ebene, so besteht die Gefahr, daß der äußere Abschnitt des um den äußeren Rollenkranz gerollten Bandes auf die Rolle des inneren Kranzes fällt und die Bandschleife zusammendrückt, was bei einem kleinen Durchmesser des äußeren Rollenkranzes geschehen kann, besonders dann, wenn das Material an sich wenig starr ist (z. B. bei

■n- ■, \ . ■■. „ , . Systemen.. .. _ Bandern;. Aus diesem Grunde kommt man zu~"^ an deren äußerem Rollenkranz eine Vorrichtung zum VersteHai sämtlicher Rollen angebracht ist, um auf diese Weise den Durchmesser des Rollenkranzes der Art des zu speichernden Materials anzupassen. Darüber hinaus wird das Material aus dem Inneren des inneren Rollenkranzes notwendigerweise in Form einer spiralartigen Schleife abgegeben; der Durchmesser dieser Schleife muß dabei natürlich größer sein als der zulässige Mindestkrümmungsdurchmesser, was nur schwer zu bewerkstelligen ist, da vor dieser Stelle eine Zugwirkung auftritt, d. h. ein Abgabebedarf am Austritt der Speichereinrichtung, der höher ist als die Aufnahme am Eingang. Hierdurch verengen sich die

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Schleifen und erreichen bzw. unterschreiten sogar die zulässigen Durchmesser. In diesem Zusammenhang sei das französische Patent 2.149.866 (WEAN), das amerikanische Patent 3.628.742 (ARMCO) oder das englische Patent 1.220.025 (gleichfalls ARMCO) angeführt.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Speicherung von bandförmigem Material, in welcher das Band eine bestimmte Anzahl Windungen bildet, was der Einrichtung ein großes Fassungsvermögen gibt, ohne daß sie indessen die Nachteilleder bekannten Speicherungseinrichtung aufweist.

Die Speicherungseinrichtung dieser Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß sie aus einem äußeren Kranz von Rollen mit waagerechter Achse besteht, der eine erste Bandspule außen begrenzt, ferner aus einem inneren Kranz von Rollen mit waagerechter Achse, der eine zweite, mit der ersteren verbundene Bandspule innen begrenzt, weiterhin aus Aufgabe-Klemmrollen mit Motorantrieb, die außerhalb des äußeren Kranzes angebracht sind und zwischen denen das Band hindurchläuft, bevor es sich zur Bildung der ersten Spule einrollt,

ferner aus Abgabe-Klemmrollen mit Motorantrieb, die innerhalb des inneren' Rollenkranzes angeordnet sind und zwischen denen das Band beim Austritt aus der zweiten Spule hindurchläuft.

In der bevorzugten Anordnung der Erfindung haben die Abgabe-Klemmrollen eine Länge, die mindestens der doppelten Bandbreite entspricht, wobei das Band zweimal zwischen diesen Klemmrollen hindurchläuft und zwischen beiden Banddurchgängen eine Schlinge bildet. Als Variante hierzu kann jede dieser Klemmrollen durch zwei Einzelrollen ersetzt werden, welche nebeneinander angeordnet sind und jeweils einem der Banddurchgänge entsprechen.

Es können Antriebs vorrichtungen vorgesehen werden, um die unteren Rollen des äußeren Kranzes synchron mit den Aufgabe-Klemmrollen rotieren zu lassen.

Das Band verläßt die Speicherungseinrichtung nach vorliegender Erfindung in einer abrollbaren Fläche mit gleichbleibenden Ab-

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messungen, so daß also keine Verformung des Bandes eintritt. Da außerdem die durch das Band gebildeten Spulen auf Rollen

liegend ablaufen, gibt es praktisch keine Reibung, was die Verwendung der Speicherungseinrichtung mit breiten und dicken und demzufolge schweren Bändern erlaubt. Der Mindestdurchmesser entspricht dem Durchmesser der abrollbaren, spiralförmigen Schleife, welche durch die Klemmrollen gesteuert wird.

Die Speicherungseinrichtung nach dieser Erfindung benötigt eine nur verhältnismäßig schwache Antriebsspannung. Im Vergleich mit den vorhandenen Einrichtungen ermöglicht sie eine Einsparung an Platz, Herstellungskosten und Energie. Sie kann in einer schon vorhandenen Bearbeitungsanlage eingesetzt, z. B. in einefRinne anstelle einer Speicherungseinrichtung mit Naßrinne oder Schlinge aufgestellt werden.

Es ist von vornherein klar, daß diese Speicherungseirrichtung ohne weiteres umkehrbar ist. Wenn die Klemmrollen am Eingang (oder am Ausgang) zum äußeren Kranz angebracht und die langen Klemm- ' rollen (bzw. die Doppelrollen) an der inneren Schleife am Ausgang (oder am Eingang) vorgesehen werden, so kann die Speicherungseinrichtung in umgekehrter Richtung arbeiten.

Um die technischen Kennwerte und Vorteile der vorliegenden Erfindung zu veranschaulichen, sei im weiteren ein Ausführungsbeispiel beschrieben, das natürlich in bezug auf seine Ausführung und Anwendungsmöglichkeit nicht einschränkend gedacht ist.

Wie bereits erwähnt, ist hierbei von Bändern die Rede, obgleich die Erfindung auch auf Profile anwendbar ist unter Berücksichtigun des für Profile im allgemeinen erfordert"größeren Mindestkrümmungsdurchmessers.

Es wird auf folgende Abbildungen Bezug genommen.

Abbildung 1 ist eine perspektivische und schematische Darstellung der Speicherungseinrichtung;

Abbildung 2 ist eine perspektivische schematische Darstellung des

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Inneren der Einrichtung;

Abbildung 3 ist die Rückansicht;

Abbildung 4 ist ein Senkrechtschnitt durch die inneren Klemmrollen.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, besteht die Speicherungseinrichtung aus zwei Platten oder aus zwei gleichen Senkrechtstützen (1 a und 1 b), die durch Distanzstücke (2) in einem bestimmten Abstand zueinanda* gehalten und mit Schrauben (3) aneinandergeschraubt werden. Der Abstand zwischen beiden Platten kann je nach der Breite des zu speichernden Materials eingestellt werden.

Zwischen den beiden Platten (1a und 1 b) sind zwei Gruppen von Rollen (4 und 5) angeordnet, deren Achsen waagerecht sind. Außerhalb des durch die Rollen (4) begrenzten Kreises sind zwei Aufnahme-Klemmrollen (6) montiert. Innerhalb des durch die Rollen (5) begrenzten Kreises sind zwei Abgabe-Klemmrollen (7) angeordnet. Diese Rollen (7) sind im wesentlichen doppelt so breit wie die übrigen Rollen und ragen durch die Öffnung (8) von Platte (1 b). Die Achsen dieser Rollen sind auf der Platte (1a) und auf einer dritten senkrechten Platte (1 c) befestigt; der Abstand zwischen Platte (1 c;) und Platte (1b) wird durch die Distanzstücke (9) bestimmt.

Die Rollen (5) sind beweglich um ihre Achse montiert. Das gleich' gilt für die Rollen (4), nicht jedoch für die unteren Rolen (4 a und 4 b). Auf den Achsen (10) der Rollen (4 a und 4 b) sitzen zwei Kettenwirbel (11), welche untereinander durch eine Kette (12) verbunden sind; auf der Achse der Rolle (4 a) sitzt außerdem ein zweiter Kettenwirbel (13). Eine Kette (14) läuft über den Mitnehmer (13), über einen auf der Achse (16) von einer der beiden Aufnahme-Klemmrollen (6) sitzenden Mitnehmer (15) sowie über einen Mitnehmer (17), der auf der Abtriebswelle (18) eines E-Motors (19) sitzt. Auf den Achsen (16) der beiden Klemmrollen (6) sind außerdem zwei ineinandergreifende Zahnräder (20) montiert. Schließlich sitzen auf den Achsen (21) der beiden Abgabe-Klemmrollen (7) noch zwei ineinandergreifende Zahnräder (22), und außerdem ist eine dieser Achsen mit der Welle eines E-Motors (23) verbunden. Hieraus wird ersichtlich,

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daß mit dem Motor (19) die beiden Aufnahme-Klemmrollen (6) und die beiden Rollen (4 a und 4 b) synchron angetrieben werden können. Mit Motor (23) wiederum können die beiden Abgabe-Klemmrollen (7) synchron angetrieben werden. Wie bereits erwähnt wurde, sind alle diese Abläufe umkehrbar.

Ein Walzblechband (24) läuft zwischen den beiden Klemmrollen (6) hindurch, über die Rollen (4a und 4 b) sowie über die verschiedenen Rollen (4), rollt sich dann innen an diesen Rollen entlang ein und bildet eine Spule (25), welche durch die Rollen (4a und 4 b) synchron mit den Rollen (6) gedreht wird. Die innere Windung dieser Spule läuft dann über die Rollen (5) und bildet eine zweite Spule (26). Die innere Windung dieser Spule läuft zwischen den Klemmrollen (7) hindurch und bildet somit eine Spirale (27), deren Steigung mindestens der Breite des Bandes entspricht; danach läuft die Windung noch einmal zwischen den Klemmrollen (7) hindurch und verläßt die Speieherungseinrichtung.

Wenn die Abgabegeschwindigkeit der Rollen (7) höher ist als die- · jenige der Rollen (6), erhöht sich die Anzahl der Windungen von Spule (26)_f während ihre Anzahl auf Spule (25) abnimmt. Wenn hingegen die Geschwindigkeit der Rollen (7) niedriger ist als die der Rollen (6), so nimmt die Anzahl Windungen von Spule (26) ab, während sie sich bei Spule (25) erhöht.

Bezeichnet man den Durchmesser des innen an den Rollen (4) anliegenden Kreises mit D, den Durchmesser des außen an den Rollen (5) anliegenden Kreises mit d und die Stärke des Bandes (24) mit _e, und geht man weiterhin davon aus, daß die beiden Spulen (26 und 20) nur eine einzige Windung aufweisen, so beträgt der Längenunterschied, welcher die Aufnahmefähigkeit der Einrichtung darstellt und den man erhält, wenn diese einzige Windung von Spule (25) auf Spule (26) überläuft:

L = ir (D - d - 2e)

Weisen die beiden Spulen (25 und 26) η Windungen auf, so kann die Aufnahmefähigkeit der Einrichtung allgemein wie folgt beschrieben werden:

L = η n*(L - d - 2ne).

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Hierbei müssen die Durchschnittsgeschwindigkeiten "bei der Aufnahme und bei der Abgabe des Bandes (24) natürlich gleich hoch sein. Das Band (24) kann jedoch eine momentane Aufnahmegeschwindigkeit V^ haben, welche höher ist als die momentane, konstante Abgabegeschwindigkeit Vp. Hierbei wird das Band (24) während der Zeitspanne T^ aufgenommen, worauf die Stillstandszeit T₂ folgt. Es muß also sein:

V₂ χ T₂ < L,

worausTMindestanzahl η der Windungen bestimmt wird, welche die Speicherungseinrichtung aufnehmen können muß.

Die Einrichtung kann natürlich auch dann verwendet werden, wenn die Aufnahmegeschwindigkeit des Bandes (24) gleichmäßig und kontinuierlich ist, während seine Abgabegeschwindigkeit schwankt.

Es wurde eine Berechung über die Speicherungslänge vorgelegt; diese Länge bestimmt insbesDndere den Durchmesser des' äußeren Rollenkranzes, die Standfläche und die Höhe der Einrichtung. Die Standfläche ist klein, da sie nur wenig mehr als die doppelte Breite des breitesten Materials übersteigt. Man hat also die Möglichkeit, zu große Durchmesser zu vermeiden und mehrere Speicherungseinichtungen mit kleinerem Außendurchmesser hintereinander anzuordnen. Stellt man z. B. zwei Speicherungseinrichtungen hintereinander auf, so gibt es mehrere Lösungen:

1. In die erste Einrichtung läuft das Band von außen ein, die innere Schlinge an der Abgabe der ersten Einrichtung führt direkt von innen in die zweite Einrichtung und die Abgabe liegt außen. Hierdurch können die beiden Speicherungseinrichtungen gegen-

einandergesetzt werden mit einer gemeinsamen, festen Senkrechtplatte und einer Platte an jeder Seite, welche beweglich montiert sein kann, um Material verschiedener Breiten aufnehmen zu können. Es ist zu empfehlen, daß die Geschwindigkeit der Klemmrollen der inneren Schleife der Durchschnittsgeschwindigkeit der Klemmrollen für die Aufnahme und die Abgabe entspricht, damit eine gleich große Materialmenge in beiden Speicherungseinrichtunge aufgenommen wird. Dies ist leicht mit Hilfe eines Differentials zu verwirklichen.

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2. Umgekehrt wie im vorhergehenden Fall wird bei diesen beiden gegn einandermontierten Speicherungseinrichtungen die erste über

eine innere Schleife eingespeist; der Übergang von einem zum anderen Gerät erfolgt über eine große, spiralförmige äußere Schleife, und die Abgabe geschieht in der zweiten Einrichtung wieder über eine innere Schleife.

3. Die beiden Speicherungseinrichtungen können in der gleichen Weise betrieben und entweder von innen oder von außen her eingespeist werden, wobei der Übergang durch eine spiralförmige Zwischenschleife vom inneren Abschnitt des einen Geräts zum

AjQscijnitt des zweiten
äußerenTGerätf- oder umgekehrt - erfolgen kann. Hierbei müssen die beiden Speicherungseinrichtungen in einem gewissen Abstand

der .übergang der voneinander aufgestellt werden, damit -τ Verbindungsschleife zwischen beiden möglich ist.

In allen drei Fällen können mehr als zwei Speicherungseinrichtunger je nach der gewählten Lösung aneinandergesetzt werden. Dabei ist für die verschiedenen Verbindungsschleifen - Innen-, Außen- oder Zwischen-Schleifen - eine Steuerung der Schleifenkrümmung durch Klemmen (lan^oder mehrere Klömmen) vorzusehen, wie dies bei dem Einzelgerät beschrieben wurde. Außerdem ist es empfehlenswert, die Menge des gespeicherten Materials gleichmäßig auf die Einrichtungen zu verteilen, da die Schleifengeschwindigkeiten sich in rechnerischer Progression zwischen Aufnahme und Abgabe der Geräteanordnung entwickeln.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Einrichtung zur Speicherung von bandförmigem Material großer Länge; sie besteht aus einem äußeren und einem inneren Kranz, wobei die beiden Kränze im wesentlichen zylindrisch sind, eine horizontal verlaufende Achse haben, aus waagerechten Rollen gebildet und durchzv/ei parallel laufende, im wesentlichen senkrechte Platten begrenzt werden. Diese Platten grenzen den Raum ab, in dem das Material in einer einzigen Spirale von mindestens zwei Windungen gespeichert wird, wobei sowohl die äußere als auch die innere Windung mit dem außerhalb dieser Begrenzung liegenden Raum durch Klemmrollen verbunden ist; dieser außerhalb liegende Raum wird dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen drehbar auf feststehenden Achsen montiert sind und daß die neben der inneren Windung befindlichen Klemmrollen die beiden Enden einer spiralförmigen Windung erfassen, welche innerhalb des inneren Rollenkranzes gebildet wird und deren Krümmungsradius größer ist als der für das betreffende Material zulässige Mindestkrümmungsradius .
2. Einrichtung nach Anspruch 1, die sich dadurch auszeichnet, daß die Klemmrollen neben der Innenwindung mindestens doppelt so lang wie die Breite des Materials sind, damit sie gleichzeitig beide Enden der spiralförmigen Windung erfassen können.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, die sich dadurch auszeichnet, daß zwei Paar im wesentlichen koaxial und paarweise neben der Innenwindung angeordnete Klemmrollen beide Enden der spiralförmigen Windung gleichzeitig und mit der gleichen Geschwindigkeit erfassen.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3> die sich dadurch auszeichnet, daß die unteren Rollen des äußeren Kranzes mit der gMchen Geschwindigkeit angetrieben werden wie die Klemmrollen der äußeren Windung.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die sich dadurch auszeichnet, daß das Material nach Belieben in beiden Richtungen durchlaufen kann.

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6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die sich dadurch auszeichnet, daß die Klemmrollen elastisch montiert sind, damit übermäßig dicke Materialstellen, z. B. Schweißnähte, durchlaufen können.
7. Mehrfachanordnung aus den Einrichtungen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die sich dadurch auszeichnet, daß die Einrichtungen hintereinander angeordnet sind.
8. Mehrfachanordnung nach Anspruch 7, die sich dadurch auszeichnet, daß zwei aneinandermontierte Einrichtungen eine gemeinsame Wandung haben.
9. Mehrfachanordnung nach Anspruch 7, die sich dadurch auszeichnet, daß das Material aus einer Einrichtung über eine spiralförmige Windung in die nächste Einrichtung läuft, wobei die spiralförmige Windung durch mindestens ein Paar Klemmrollen gesteuert wird.
10. Mehrfachanordnung nach Anspruch 9, die sich dadurch auszeichnet, daß die Windung innerhalb der beiden inneren Kränze verläuft.
11. Mehrfachanordnung nach Anspruch 9, die sich dadurch auszeichnet, daß die Windung außerhalb der beiden äußeren Kränze verläuft.
12. Mehrfachanordnung nach Anspruch 9, die sich dadurch auszeichnet, daß die Windung Spiralform hat und den Innenabschnitt des inneren Kranzes einer Einrichtung mit dem Außenabschnitt des äußeren Kranzes der nächstfolgenden Einrichtung verbindet.
13. Verfahren zur Speicherung eines abrollbaren Bandmaterials in einem begrenzten Raum, wobei die Länge des in diesem Raum innerhalb einer gegebenen Zeitspanne aufgenommenen Bandes eine andere sein kann als die in der gleichen Zeit abgegebene Bandlänge; das Verfahren wird dadurch gekennzeichnet, daß eine Bandspule mit mehreren Windungen gebiüet wird, deren Durchmesser zwischen dem Höchstdurchmesser der äußeren Windung und dem Mindest-

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durchmesser für die innere Windung liegen können und daß das innere Ende der Bandspule spiralförmig aus der Spule austritt, und zwar so. daß die Achse des abgegebenen Bandes gegen die Achse des aufgenommenen Bandes um mehr als die Bandbreite versetzt ist, d. h. in Richtung der Breite des Bandes.

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