DE2723720A1 - Vorrichtung zum aufrechterhalten einer waehrend eines richtvorganges auf ein metallband ausgeuebten, bestimmten zugspannung - Google Patents

Description

Patentanwälte Dipping. Wasmeier

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Vereinigte österreichische Eisen- und Stahlwerke Alpine Montan Aktiengesellschaft, Wien (Österreich)

Vorrichtung zum Aufrechterhalten einer während eines Riehtvorganges auf ein Metallband ausgeübten, bestimmten Zugspannung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aufrechterhalten einer während eines Richtvorganges auf ein Metallband ausgeübten, bestimmten Zugspannung zwischen zwei den Richtrollen vor- und nachgeordneten Fördereinrichtungen mit beidseitig auf das Band einwirkenden, umlaufenden Mitnehmern, wobei die Zugspannung durch eine entsprechende Meßeinrichtung erfaßbar ist.

Um den Richtbereich zu kleineren Banddicken und zu höheren Streckgrenzen zu erweitern und größere Unplanheiten beseitigen zu können, wird das Metallband nicht nur einer Wechselbiegebeanspruchung durch die Richtrollen, sondern auch gleichzeitig einer Zugspannung unterworfen, die zwischen zwei den Richtrollen vor- und nachgeordneten Fördereinrichtungen aufgebaut wird, indem die den Richtrollen nachgeordnete Fördereinrichtung das Band mit einer größeren Geschwindigkeit als die den Richtrollen vorgeordnete Fördereinrichtung bewegt. Wesentlich für den Aufbau der Zugspannung im Band ist dabei natürlich, daß das Band von den Fördereinrichtungen schlupffrei mitgenommen wird. Um dies zu gewährleisten, werden üblicherweise als Fördereinrichtungen Gerüste mit zwei mit Abstand voneinander angeordneten Treiberrollen verwendet,,

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um die das Band S-förmig geschlungen wird. Die S-förmige Führung des Bandes ergibt einen entsprechenden Umschlingungswinkel, der neben dem Reibungskoeffizienten zwischen dem Band und den Treiberrollen maßgebend für die auf das Band ausübbare Zugkraft ist. Da der Umschlingungswinkel bei einer Treiberrolle aus konstruktiven Gründen nicht höher als etwa 240° gewählt werden kann, sind zur Erreichung höherer Zugspannungen in der Regel vier und mehr Treiberrollen notwendig, was aber eine vergleichsweise große Baulänge der Fördereinrichtungen bedingt. Dazu kommt noch, daß der Reibungskoeffizient nicht als konstant angesehen werden darf, weil beispielsweise geringste Feuchtigkeit bereits den Reibungskoeffizienten gebräuchlicher Werkstoffpaarungen stark vermindert. Ist auf Grund der Walz*·, Lager- und Verarbeitungsbedingungen der Metallbänder der Reibungskoeffizient' von vornherein klein, so kann unter Umständen der gewünschte Zug durch die Fördereinrichtungen gar nicht mehr erreicht werden. Außerdem 1st es kaum möglich, die zwischen den beiden Fördereinrichtungen aufgebauten Zugspannungen auf einen konstanten Wert zu regeln, wenn der Reibungskoeffizient in weiten Grenzen schwankt. Schließlich kann mit einfachen S-RoI-len-GerUsten keine Zugspannung aufgebaut werden, wenn die Eingangsspannung des Metallbandes verschwindend gering ist, was ebenfalls eine Einschränkung des Anwendungsbereiches solcher Fördereinrichtungen ergibt. Die Konstruktion der Fördereinrichtungen wird aber nicht nur von der Forderung nach einer möglichst großen ZugspannungsUbertragung auf das zu fördernde Band, sondern auch von der Förderung bestimmt, daß

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nach dem Richtvorgang in der Fördereinrichtung das Band keiner plastischen Deformation ausgesetzt werden soll. Dies ist für Bänder mit geringer Dicke und hoher Streckgrenze mit vergleichsweise kleinen Treiberrollendurchmessern zu erreichen. Für dickere Bänder mit niedriger Streckgrenze, beispielsweise für ein Band mit einer Dicke größer als 1 mm und einer Streckgrenze kleiner als 150 N/mm , ergeben sich aus der Forderung, plastische Deformationen zu vermeiden, sehr große Treiberrollendurchmesser, die 1000 mm weit übersteigen können.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, diese Mangel zu vermeiden und eine Vorrichtung der eingangs geschilderten Art so zu verbessern, daß der bisher auf Metallbänder mit geringer Dicke und hoher Streckgrenze beschränkte Anwendungsbereich von Streckbiegerichtmaschinen auch auf Bänder mit vergleichsweise großer Dicke und niedriger Streckgrenze ausgedehnt werden kann und daß der ungünstige Einfluß niedriger und sich ändernder Reibungskoeffizienten zwischen dem Richtgut und der Fördereinrichtung weitgehend ausgeschaltet wird.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß die umlaufenden Mitnehmer jeder Fördereinrichtung in an sich bekannter Weise das Band zwischen sich einer Druckbelastung unterwerfen und die Anpreßkraft der Mitnehmer an das Band in Abhängigkeit von der gemessenen Zugspannung regelbar ist. Da die Mitnehmkraft der Fördereinrichtungen nach der erfindungsgemäßen Konstruktion einerseits vom Reibungskoeffizienten zwischen den Mitnehmern und dem Richtgut und anderseits von der Anpreßkraft der Mitnehmer an das Richtgut abhängt, kann ohne weiteres eine

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konstante Mitnehmkraft und damit eine konstante Zugspannung im Band trotz eines sich ändernden Reibungskoeffizienten erzielt werden. Es braucht nämlich lediglich die Anpreßkraft der Mitnehmer an das Richtgut in Abhängigkeit von dem sich ändernden Reibungskoeffizienten geregelt werden. Da der sich ändernde Reibungskoeffizient sich unmittelbar in einer Zugspannungsänderung im Band auswirkt, kann auch die Änderung des Reibungskoeffizienten ohne Schwierigkeiten durch Messung der Zugspannung des Bandes erfaßt werden. Für diese Aufgabe ist jede Meßeinrichtung brauchbar, die die Zugspannungen im Band mit einer ausreichenden Genauigkeit bestimmt. Es sind daher Meßeinrichtungen, die auf zugspannungsbedingten Änderungen der magnetischen Eigenschaften des Werkstoffes ansprechen, genauso denkbar wie die für die Zugspannungsmessung übliche Messung der Lagerkräfte der Mitnehmer. Es ist aber auch möglich, die beiden Fördereinrichtungen relativ gegeneinander beweglich zu lagern und gegenseitig abzustützen, wobei für die Belastung dieser Abstützung eine Meßeinrichtung vorgesehen ist. Die zufolge der im Band aufgebauten Zugspannungen auf die Fördereinrichtungen wirkenden Kräfte, die als Maß für die Zugspannungen genommen werden können, sind nämlich aus der Belastung der Abstützung ablesbar.

Durch eine Regelung der Anpreßkraft der Mitnehmer an das Band in Abhängigkeit von der gemessenen Zugspannung kann somit der unangenehme Einfluß des niedrigen und sich ändernden Reibungskoeffizienten kompensiert und ausgeschaltet werden. Die Konstruktion der Fördereinrichtungen kann dabei eine geringe Baulänge aufweisen, weil jeweils nur zwei Mitnehmer erforderlich sind. Diese Mitnehmer brauchen aber auch

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keine besonders großen Durchmesser aufzuweisen, weil das Band nicht um sie geschlungen, sondern zwischen ihnen mit Anpreßdruck gefordert wird.

Es sind zwar bereits Fördereinrichtungen mit Treibwalzen bekannt, deren Anpreßdruck an das zu fördernde Metallband geregelt werden kann (FR-PS 2 163 949), doch soll durch diese Regelung eine Schlupfmöglichkeit für das Band geschaffen werden, was gerade im Gegensatz zur erfindungsgemäßen Lösung steht. Bei der bekannten Vorrichtung werden nämlich sowohl die Richtwalzen als auch das nachgeordnete Treibgerüst von einem gemeinsamen Motor angetrieben, so daß stets ein konstantes Drehzahlenverhältnis zwischen den Richtwalzen und den Treibwalzen vorhanden ist. Sich durch verschiedene Welligkeiten ergebende Längenänderungen des Bandes zwischen Richteinrichtung und Treibgerüst werden durch die Schlupfmöglichkeit im Bereich des Treibgerüstes berücksichtigt, was die Verwendung eines einzigen Antriebsmotors erst ermöglicht. Die bekannte Vorrichtung kann aber aus diesem Grund keine Lehre zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe geben, weil mit Hilfe der Erfindung ja ein möglicher Schlupf verhindert werden soll.

Wird nur die Zugspannung zwischen den beiden Fördereinrichtungen gemessen, so kann aus dieser Messung noch nicht abgelesen werden, bei welcher der beiden Fördereinrichtungen gegebenenfalls eine Erhöhung der Anpreßkraft erforderlich ist. Zu diesem Zweck ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß die Stelleinrichtungen für die Anpreßkraft der Mitnehmer der beiden Fördereinrichtungen in Abhängigkeit von der durch entsprechende Meßeinrichtungen erfaßten Drehmomentbelastung der zugehörigen

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Mitnehmer von der Regeleinrichtung ansteuerbar ist. Sinkt die Drehmomentbelastung eines Mitnehmers nämlich ab, so muß bei konstantem Antrieb dieses Mitnehmers eine Änderung der Reibungsverhältnisse zwischen dem Mitnehmer und dem Band eingetreten sein. Der sich ändernde Reibungskoeffizient wird also über die Drehmomentbelastung der Mitnehmer erfaßt und dazu verwendet, der Regeleinrichtung anzuzeigen, welche der beiden Fördereinrichtungen beim Absinken der Zugspannung im Sinne einer Erhöhung der Anpreßkraft angesteuert werden muß. Die Drehmomentbelastung, die der Mitnehmkraft gleichzusetzen ist, kann dabei beispielsweise über die Belastung des Antriebsmotors oder über eine Drehmomentmeßwelle erfaßt werden.

Besonders einfache Verhältnisse ergeben sich, wenn die Mitnehmer als Walzen ausgebildet sind, wobei zumindest eine Walze eines zusammenwirkenden Walzenpaares in verstellbaren Lagern gelagert ist. Die Walzen-Mitnehmer sind nämlich vergleichsweise einfach aufgebaute Konstruktionselemente, deren Lagerung keinerlei Schwierigkeiten bereitet. Mit Hilfe der Walzen lassen sich aber nur sehr schmale, streifenförmige Anpreßflächen bei einer rein elastischen Deformation des Richtgutes erreichen, was die mögliche Anpreßkraft Je nach den Materialeigenschaften beschränken könnte. Um höhere Anpreßkräfte aufbringen zu können, können die Mitnehmer nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung als endlose Druck-,Glieder- oder Raupenbänder ausgebildet sein, die entweder auf einer die Anpreßkräfte übertragenden Umlaufbahn gelagert oder um Umlenkrollen geführt und mit Hilfe von zwischen den Umlenkrollen angeordneten Druckkörpern gegen das Metallband preßbar sind. Diese Druck-, Glieder- oder Raupenbänder können im Anpreßbereich parallel zum

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Riehtgut geführt werden, so daß sich vergleichsweise große Auflageflächen ergeben und große Anpreßkräfte erzielt werden können.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aufrechterhalten einer während eines Riehtvorganges auf ein Metallband ausgeübten Zugspannung zwischen zwei den Richtrollen vor- und nachgeordneten Fördereinrichtungen in Seitenansicht,

Fig. 2 ein Blockschaltbild dieser Vorrichtung und Fig. 3 und 4 verschiedene Ausführungsformen von Mitnehmern in Seitenansicht.

Die dargestellte Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einer die Richtrollen 1 aufweisenden Richtmaschine 2 und zwei dieser Richtmaschine bezüglich der Durchlaufrichtung des Metallbandes 3 vor- und nachgeordneten Fördereinrichtungen 4 und 5, zwischen denen auf das Band 3 eine Zugspannung ausgeübt wird, die sich der durch die Richtrollen bedingten Wechselbiegespannung überlagert. Die Fördereinrichtungen 4 und 5 weisen Mitnehmer 6 auf, die mit Hilfe von Antriebsmotoren 7 in Umdrehungen versetzt werden können und das zwischen sich einer Druckbelastung ausgesetzte Band 3 weiterfördern. Da die Mitnehmer 6 der der Richtmaschine 2 nachgeordneten Fördereinrichtung 5 das Band kontinuierlich mit höherer Geschwindigkeit vortreiben als die Mitnehmer der vorgeordneten Fördereinrichtung 4, entsteht zwischen den beiden Fördereinrichtungen 4 und eine elastische Materialverlängerung mit entsprechenden Zugspannungen. Durch die Überlagerung der Biegespannungen in der Richtmaschine 2 wird zusätzlich eine

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plastische Deformation erreicht, die den gewünschten Richteffekt ergibt. Wesentlich für den gewünschten Richteffekt ist dabei, daß die für ein bestimmtes Band entsprechend vorwählbare Zugspannung unabhängig von äußeren Einflüssen konstant gehalten werden kann. Die von den Mitnehmern 6 auf das Band 3 wirkende Mitnehmkraft muß folglich konstant gehalten werden können. Zu diesem Zweck kann der Anpreßdruck der Mitnehmer 6 an das Band verändert werden. Nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 ist jeweils der untere Mitnehmer eines Mitnehmerpaares fest und der obere Mitnehmer verschiebbar gelagert, wobei der verschiebbare Mitnehmer mit Hilfe von auf die Lagerkörper 8 einwirkenden Hydraulikzylindern 9 verstellt werden kann. Die Anpreßkraft der Mitnehmer 6 an das Band 3 kann somit über die Hydraulikzylinder 9 geändert werden, wenn sich der Reibungskoeffizient zwischen dem Mitnehmer 6 und dem Band 3 ändern sollte. Die Mitnehmkraft wird ja bei sinkendem Reibungskoeffizienten durch eine steigende Anpreßkraft konstant gehalten.

Um nun die Mitnehmkraft bzw. die Zugspannungen im Band auf einen konstanten Werk halten zu können, ist eine Regeleinrichtung 10 vorgesehen, über die die Hydraulikzylinder 9 entsprechend beaufschlagt werden. Die zu regelnde Zugspannung wird im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 durch auf die Lagerkräfte ansprechende Kraftmeßelemente 11 gemessen und die Meßergebnisse der Regeleinrichtung 10 zugeführt, wo sie mit einem Sollwert verglichen werden. Weicht der gemessene Istwert von dem der Regeleinrichtung vorgegebenen Sollwert ab, so werden über die Regeleinrichtung 10 Steuerventile 12 in den Hydraulikleitungen zu den Zylindern 9 entsprechend angesteuert, so daß über die Hydraulikzylinder 9 der Anpreßdruck der Mitnehmer 6 geändert

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wird, bis die Sollzugspannung wieder erreicht ist.

Damit von der Regeleinrichtung 10 klar erkannt werden kann, welche der beiden Fördereinrichtungen angesteuert werden muß, wird zusätzlich die Belastung der Antriebsmotoren 7, beispielsweise über deren Stromaufnahme, gemessen und das Meßergebnis der Regeleinrichtung 10 über Meßleitungen 13 zugeführt, über die Motorbelastung wird nämlich die Mitnehmkraft des zugeordneten Mitnehmers 6 erfaßt, so daß bei konstantem Antrieb des Mitnehmers die Belastung des Motors als Maß für die Reibungsverhältnisse im Bereich der Mitnehmer 6 genommen werden kann. Die von einem Normalwert abweichende Motorbelastung zeigt somit an, daß sich die Reibungsverhältnisse bei dem zugehörigen Mitnehmer geändert haben und daß die entsprechende Fördereinrichtung über die als Hydraulikzylinder 9 ausgebildete Stelleinrichtung angesteuert werden muß.

Die Mitnehmer 6 können im einfachsten Fall als Walzen 14 ausgebildet sein, wie dies in Fig. 1 und 2 angedeutet ist. In Fig. 3 ist eine andere Möglichkeit einer Mitnehmerkonstruktion dargestellt. Die Mitnehmer 6 bestehen dabei aus Tragrollen 15, die paarweise verbunden sind und auf denen jeweils eine Klemmplatte 16 befestigt ist. Die so gebildeten Glieder stehen über Riemen oder Ketten 17 miteinander in Verbindung und stützen sich auf einer Umlaufbahn 18 ab, wobei ein Teil dieser Umlaufbahn 18 parallel zum Band 3 verläuft, so daß stets mehrere Druckplatten 16 auf das Band 3 einwirken können.

Nach Fig. 4 werden die Mitnehmer 6 durch ein als Zahn- oder Lochriemen ausgebildetes Druckband 19 gebildet, das endlos über Umlenkrollen 20 geführt ist und mit Hilfe von zwischen den Umlenkrollen angeordneten Druckkörpern 21 gegen das Metallband 3 gepreßt

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werden kann. Zur schonenderen Bandbeanspruchung ist es zweckmäßig, die Druckkörper 21 mit Belägen geringer Reibung zu versehen oder Gliederketten zwischenzuschalten, die sich ihrerseits auf einen Zylinderrollenumlaufschuh abstützen.

Die dargestellte Stelleinrichtung für den Anpreßdruck der Mitnehmer kann natürlich durch andere Stelleinrichtungen ersetzt werden. So könnten beispielsweise nicht auf die Lagerkörper 8 wirkende Stelltriebe, sondern auf den Mantel der Walze 14 wirkende Anstellelemente, Stützwalzen, Andrückrollen od.dgl. vorgesehen sein, über die ein entsprechender Druck auf die Walzen 14 ausgeübt werden kann. Die Mitnehmer können je nach Anwendungsfall volle oder hohle Stahl-, Stahlguß-, Aluminium-, Verbund- oder Sinterwerkstoffwalzen sein. In Sonderfällen sind auch Kunststoff- oder Gummiwalzen bzw. Luft- oder Vollgummireifen denkbar.

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Claims (5)

- Vt-Patentansprüche :

1. ) Vorrichtung zum Aufrechterhalten einfcr während eines Richtvorganges auf ein Metallband ausgeübten, bestimmten Zugspannung zwischen zwei den Richtrollen vor- und nachgeordneten Fördereinrichtungen mit beidseitig auf das Band einwirkenden, umlaufenden Mitnehmern, wobei die Zugspannung durch eine entsprechende Meßeinrichtung erfaßbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufenden Mitnehmer (6) jeder Fördereinrichtung (4,5) in an sich bekannter Weise das Band (3) zwischen sich einer Druckbelastung unterwerfen und daß die Anpreßkraft der Mitnehmer (6) an das Band (3) in Abhängigkeit von der gemessenen Zugspannung regelbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtungen (9) für die Anpreßkraft der Mitnehmer (6) der beiden Fördereinrichtungen (4,5) in Abhängigkeit von der durch entsprechende Meßeinrichtungen erfaßten Drehmomentbelastung der zugehörigen Mitnehmer (6) von der Regeleinrichtung (10) ansteuerbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmer (6) als endlose Druck-, Glieder- oder Raupenbänder ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druck-, Glieder- oder Raupenbänder auf einer die Anpreßkräfte übertragenden Umlaufbahn (14) geführt sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druck-, Glieder- oder Raupenbänder um Umlenkrollen (20) geführt und mit Hilfe von zwischen den Umlenkrollen (20) angeordneten Druckkörpern (21) gegen das Metallband (3) preßbar sind.

ORIGINAL INSPECTED