EP0088347B2 - Kettenzieh- und Kettenbremsvorrichtung zum Konstanthalten der Spannungen von Metallbändern - Google Patents
Kettenzieh- und Kettenbremsvorrichtung zum Konstanthalten der Spannungen von Metallbändern Download PDFInfo
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- B65H20/00—Advancing webs
- B65H20/06—Advancing webs by friction band
Definitions
- the invention relates to a device for pulling or braking metal strips, in particular narrow strips to be wound together, with band-wise separate braking action, preferably in band lines, between two sprockets that are endlessly rotating and can be pressed against one another, and are articulated from one another, in pairs above and below the metal band arranged links existing, the metal band between clamping chain systems.
- Metal strip is preferably moved in strip treatment plants with drivers or pull and brake roller systems.
- the necessary strip tension is generated in such a plant in addition to drivers and reels, especially with pull and brake roller systems.
- the rollers are driven and more or less wrapped around the belt.
- the strip hoists can only be set up or taken down from roll to roll within very specific limits.
- the belt deflections require additional drive power and are undesirable for metallurgical and technological reasons.
- the roller diameters are chosen so that parts of the belt are plastically deformed even with small belt thicknesses.
- a device of the type mentioned has become known from AT-A-295 974.
- the difficulties encountered when winding sheet metal strips, in particular sheet metal strips cut into longitudinal strips, onto a reel core are eliminated there by combining a friction brake with a brake generator.
- the inclusion of a friction brake in the braking device should make it possible to compensate for the speed differences between the individual strip strips by means of sliding friction, i.e. to apply the braking force, the force of the brake generator is supported by the frictional force caused by the sliding friction of the friction brake.
- the sliding friction occurs when it is possible to slide the brake bands, which are not driven but are carried along by the continuous sheet metal strip, relative to the sheet metal strip.
- This known braking device therefore presupposes the generation and exploitation of relative movements as functionally decisive.
- pressure rollers acting on their plate members are arranged to press against each other.
- These pressure rollers are based on the principle of a stringing together of drivers known in strip treatment plants and used for moving metal strip; apart from the distribution of the loads on a number of pressure points corresponding to the number of driver rollers arranged opposite one another, this pressure roller arrangement does not differ from the known drivers.
- this pressure roller arrangement does not differ from the known drivers.
- a device in which a metal band is clamped between two driven, endlessly rotating friction systems.
- two belts arranged opposite one another in a machine frame and deflected by guide and drive rollers are provided, which hold the metal strip between them.
- the upper belt is set against the opposite, lower belt by means of a hydraulic cylinder.
- the hydraulic cylinder engages a support frame which receives the drive rollers and is resiliently supported by springs and connected to a pressure plate which lies against the belt from above; the pressure plate supporting the opposite belt, however, is not adjustable.
- the chain pulling and braking device can be used in particular as a brake scaffold in splitting systems.
- a known retaining device (DE-PS 1804 178) consists of several rings which are rotatably arranged under friction on a shaft upstream of the reel.
- the braking torque can be adjusted to a maximum belt tension by means of an axially supplied pressure medium, the braking torque being transmitted to the flanks of the ring hubs by means of friction disks that are inserted between the rings. If higher stresses occur, the corresponding rings perform compensating rotary movements relative to the shaft and to the other rings.
- the invention has for its object to avoid the aforementioned disadvantages and to provide a simple and reliable device for keeping the tension constant for slit strips and unsplit strips, without the need for an additional preferred device.
- the elaborate control driver can be omitted, since the rectangular entry of the strip is achieved by the twisting movement of the chain pulling and braking device.
- the links have coatings, preferably an elastic covering, which can advantageously be equipped with a profile.
- the coatings the elasticity of which can be influenced by the thickness, the profiling and the degree of hardness, a high coefficient of friction can be achieved between the links and the metal strip; on the other hand, due to the support of the links via rollers or sliding surfaces, there is a low coefficient of friction with the guide strips.
- the support rollers are fed to the support area via a run-up curve, so that the respective chain segment is smoothly taken over.
- the chain brake device is preferably adjusted in slit systems according to the lowest strip speed.
- the strip strips with the faster strip speeds have an advance in the contact area of the chain brake device.
- the associated different lengths of the slit band are compensated for by the elasticity of the covering, which is initially compressed and allows resilience in the area of the respective advance.
- the specific tension in the strip cross-section changes only insignificantly, since the pressure forces can be distributed over a relatively large area.
- the narrow-band slit strips can be wound up with uniform tension regardless of thickness differences.
- the pulling or braking forces can be regulated continuously over a wide range using the contact pressure of the chain systems.
- the transferable forces can be significantly increased by using additional chain wheels or support structures within the chain systems.
- the chain pulling and braking device can still be used wherever the so-called S-roller units are used in belt treatment lines.
- Stretch-bending straightening units are provided with up to 5 S-rolls in front of and behind the bending stand so that the necessary strip tension can be applied. It is expedient to equip each individual S-roll with egg 1 em separate GS drive positioned.- in a mechanical coupling with a GS-Ausretesanvieb. This is necessary because, due to the manufacturing tolerances and the uneven wear of the S-roll coatings, 3 relative speeds are avoided have to. This leads to a considerable expenditure of mechanical and electrical equipment as well as a large space requirement. When using the chain pulling and braking device proposed by me, only one scaffold in front of and behind the stretch-bending straightening unit is necessary. Only two GS drives are required.
- a special embodiment of the chain pulling and braking device provides that the rectangular entry of the belt into the device is achieved by means of a pivoting movement in the belt passage plane. This process can be automated.
- the chain pulling and braking device is arranged in front of the take-up reel, it is a special embodiment that the device is adjusted according to the continuously changing entry angle of the incoming strip. This arrangement has the advantage that the tape retraction is applied immediately before the take-up reel.
- the chain pulling and braking device is used in a gap line as a brake stand, the narrow belts would be fed from a splitting shear, not shown, via a loop storage device with a deflection roller and then through the chain brake device via a further deflection roller to the take-up reel.
- the actual chain brake device remains unchanged in all gap programs
- the chain system is preferably operated by a direct current motor with a comb gear connected downstream.
- the braking torques are passed on via the shaft 2 to the chain wheels 3 and to the chain segments.
- the support rollers 5 transmit the torques once and support the segments 4 in the driving area via guide strips 6a with support curves 6 in the inlet and outlet and brace the belt 1 by chain segments 4 lying opposite each other over the segment coating 7, which as an elastic covering 11 with a profile 12 can be executed.
- the lower chain system 4b is fixed, while the upper chain system 4a is adjustable.
- the contact forces are adjustable.
- the chains are pretensioned by means of cylinder 8, which displaces a guided bearing housing 9.
- the oscillating rotating brush 10 removes all possible contaminations and buildup on the contact surfaces.
- a special application provides that the fixed chain system is designed as a rocker construction 13. This ensures that the chain pulling and braking device can be tilted to a certain angle in accordance with the incoming belt.
- the control frame 14 has the task, if the band does not run at 90 ° on the segments 4, to turn the entire chain pulling and braking device in the band plane until the right-angled band entry is restored. Automatic control is state of the art.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ziehen oder Bremsen von Metallbändern, insbesondere gemeinsam aufzuwickelnden Schmalbändern mit bandweise getrennter Bremswirkung, vorzugsweise in Bandlinien, zwischen zwei über Kettenräder endlos umlaufenden und gegeneinander preßbaren, aus einzelnen miteinander gelenkig verbundenen, einander paarweise ober- und unterhalb des Metallbandes gegenüberliegend angeordneten Gliedern bestehenden, das Metallband zwischen sich einspannenden Kettensystemen.
- Metallband wird in Bandbehandlungsanlagen vorzugsweise mit Treibern oder Zug- und Bremsrollensystemen bewegt Der notwendige Bandzug wird in einer solchen Anlage neben Treibern und Haspeln besonders mit Zug- und Bremsrollensystemen erzeugt. Dabei sind die Rollen angetrieben und von dem Band mehr oder weniger umschlungen. Die Bandzüge können von Rolle zu Rolle nur in ganz bestimmten Grenzen auf- bzw. abgebaut werden. Die Bandumlenkungen erfordern zusätzlich Antriebsleistungen und sind aus metallurgischen und technologischen Gründen unerwünscht In der Praxis werden aus Kostengründen die Rollendurchmesser so gewählt, dass schon bei geringen Banddicken Teile des Bandes plastisch verformt werden. Diese Nachteile sind insbesondere für dickere Bänder, für Edelstahlbänder, für besondere Qualitäten wie Siliziumband und oberflächenempfindliche Bänder von gravierender Bedeutung.
- Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist durch die AT-A-295 974 bekanntgeworden. Die sich beim Aufwickeln von Blechbändem, insbesondere von in Längsstreifen zerschnittenen Blechbändem, auf einen Haspelkern ergebenden Schwierigkeiten werden dort dadurch behoben, daß eine Reibungsbremse mit einem Bremsgenerator vereinigt wird. Dabei soll durch das Einbeziehen einer Reibungsbremse in die Bremsvorrichtung ein Ausgleichen der Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen den einzelnen Bandstreifen durch Gleitreibung ermöglicht werden, d.h. zum Aufbringen der Bremskraft wird die Kraft des Bremsgenerators durch die von der Gleitreibung der Reibungsbremse verursachte Reibungskraft unterstützt. Die Gleitreibung stellt sich ein, wenn ein Gleiten der nicht angetriebenen, sondern von dem durchlaufenden Blechband mitgenommenen Bremsbänder gegenüber dem Blechband ermöglicht wird. Diese bekannte Bremsvorrichtung setzt somit das Erzeugen und Ausnutzen von Relativbewegungen als funktionsentscheidend voraus. Aufgrund der Relativbewegungen lassen sich Beschädigungen der Oberfläche des Blechbandes nicht verhindern. Im Einspann- bzw. Mitnahmebereich des Blechbandes sind zum Gegeneinanderpressen der Bremsbänder auf deren Plattenglieder einwirkende Andrückrollen angeordnet. Bei diesen Druckrollen handelt es sich dem Prinzip nacu um ein Aneinanderreihen von in Bandbehandlungsanlagen bekannten, zum Bewegen von Metallband eingesetzten Treibern ; außer der Verteilung der Belastungen auf eine der Zahl der einander gegenüberliegend angeordneten Treiberrollen entsprechende Zahl von Andrückpunkten unterscheidet sich diese Druckrollenanordnung nicht von den bekannten Treibern. Es kommt somit zunächst nur eine Linienberührung zustande, die sich durch weiteres Verquetschen beim Andrücken zu einer Fläche ausbildet Diese Anflächungen führen dazu, daß unterschiedliche Wirkdurchmesser und damit Relativbewegungen auf der Metallband-Oberfläche entstehen. Aufgrund der Treiberfunktion der Druckrollen kommt es außerdem zu Knickungen der Bremsbänder. Dies insbesondere jeweils dann, wenn der Übergang zwischen zwei Plattengliedern der Bremsbänder in den Bereich der Druckrollen gelangt.
- Aus der GB-A 2 072 152 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der ein Metallband zwischen zwei angetriebenen, endlos umlaufenden Reibsystemen eingespanntwird. Dazu sind zwei in einem Maschinenrahmen gegenüberliegend angeordnete, von Führungs- und Antriebsrollen umgelenkte Riemen vorgesehen, die das Metallband zwischen sich aufnehmen. Zum Spannen wird der obere Riemen mittels eines Hydraulikzylinders gegen den gegenüberliegenden, unteren Riemen angestellt. Der Hydraulikzylinder greift dabei an einem die Antriebsrollen aufnehmenden Tragrahmen an, der über Federn nachgiegig abgestützt und mit einer Druckplatte verbunden ist, die sich von oben gegen den Riemen legt; die den gegenüberliegenden Riemen abstützende Druckplatte ist hingegen nicht anstellbar. Mit dieser bekannten Vorrichtung lassen sich allerdings keine Zugkräfte aufbringen, da diese nämlich dort eingebracht werden müßten, wo zum Zwecke des gewünscht guten Gleitens entlang der Druckplatte gerade ein besonders niedriger Reibwert vorzusehen ist.
- Die hier aufgeführten Nachteile werden durch die nachstehend beschriebene Kettenziehmaschine eliminiert. Weitere Vorteile dieser Vorrichtung sind, dass der Vortrieb oberflächenschonend erfolgt, da keine Relativbewegungen stattfinden und die spezifische Belastung sehr gering gehalten werden kann, der Platzbedarf insbesondere bei grosser Zugdifferenz und bei grösseren Banddicken geringer ist und auch die Kosten-rechnungen wesentlich günstiger ausfallen.
- Die Kettenzieh- und Bremsvorrichtung kann insbesondere als Bremsgerüst in Spaltanlagen eingesetzt werden.
- Beim Aufwickeln von Schmalband-Spaltstreifen auf einen Haspel entstehen aufgrund von Dickenabweichungen, die auf die Geometrie eines gewalzten Breitbandes zurückzuführen sind, der nebeneinander aufgewickelten Bandstreifen auf den Haspel unterschiedliche Wickeldurchmesser und damit unterschiedliche Aufwickelgeschwindigkeiten und -spannungen. Die dicken Bandstreifen werden daher zu stramm und die dünnen Bandstreifen zu lose gewickelt.
- Zu Erzielung einheitlicher Schmalbunde sind daher bereits Rückhalte- bzw. Bremsvorrichtungen bekannt, die auch ohne direkte Einwirkung auf die Oberflächen der Spaltbänder mittels Bandbremsen unterschiedliche Bandzüge beim Aufwickeln von Schmalbändern ausgleichen. Eine bekannte Rückhaltevorrichtung (DE-PS 1804 178) besteht aus mehreren Ringen, welche unter Reibung drehbar auf einer dem Haspel vorgeschalteten Welle angeordnet sind. Das Bremsmoment ist durch ein axial zugeführtes Druckmittel auf eine maximale Bandspannung einstellbar, wobei das Bremsmoment über zwischen der Ringen eingesetzte aufblasbare Kammern mittels Reibscheiben auf die Flanken der Ringnaben übertragen wird. Beim Auftreten von höheren Spannungen führen die entsprechenden Ringe relativ zur Welle und zu den übrigen Ringen ausgleichende Drehbewegungen aus. Die Bauart dieser Rückhaltevorrichtungen mit einer Vielzahl von genau zu bearbeitenden Bremsscheiben und an den Ringnaben vorgesehenen Bremsflächen ist sehr aufwendig. Ausserdem ist von Nachteil, dass eine Einrichtung erforderlich ist, welche den Vorzug aufbringen muss, um anschliessend eine Zugverstärkung vornehmen zu können.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden und eine einfache und betriebssichere Vorrichtung zum Konstanthalten der Spannung für Spaltbänder und ungespaltene Bänder vorzusehen, ohne dass eine zusätzliche Vorzugseinrichtung erforderlich ist. Beim Herausziehen von breitem Bandmaterial aus einem spannungslosen Banddurchlang, wobei das Band zum seitlichen Verlaufen neigt, kann der aufwendige Steuertreiber entfallen, da der rechtwinkelige Einlauf des Bandes durch die Verdrehbewegung der Kettenzieh- und - bremsvorrichtung erreicht wird.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeweils zwei benachbarte Glieder über eine gemeinsame Gelenkachse verbunden sind und jede Gelenkachse im Mitnahmebereich über Rollen oder Gleitflächen an Führungsleisten zur Preßdruckübertragung abgestützt ist. Nach weiteren Ausgestaltungen der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Glieder Beschichtungen aufweisen, vorzugsweise einen elastischen Belag erhalten, der sich vorteilhaft mit einer Profilierung ausstatten läßt. Mittels der Beschichtungen, wobei sich deren Elastizität durch die Dicke sowie die Profilierung und den Härtegrad beeinflussen läßt, kann ein hoher Reibungskoeffizient zwischen den Gliedem und dem Metallband erreicht werden ; hingegen ergibt sich aufgrund der Abstützung der Glieder über Rollen oder Gleitflächen ein geringer Reibungskoeffizient mit den Führungsleisten.
- Hierdurch ist es möglich, das Band ohne Relativbewegung zwischen Band und Kontaktfläche des Belages zurückzuhalten und bei empfindlichen Bändern die Oberfläche frei von allen Veränderungen zu halten. Die Stützrollen werden über eine Anlaufkurve dem Stützbereich zugeführt, so dass ein weiches Übernehmen des jeweiligen Kettensegmentes erreicht wird.
- Die Kettenbremsvorrichtung wird in Spaltanlagen vorzugsweise entsprechend der geringsten Streifengeschwindigkeit eingeregelt. Die Bandstreifen mit den schnelleren Streifengeschwindigkeiten haben eine Voreilung im Kontaktbereich der Kettenbremsvorrichtung. Die damit verbundenen unterschiedlichen Längen des Spaltbandes werden durch die Elastizität des Belages ausgeglichen, der zunächst gestaucht wird und im Bereich der jeweiligen Voreilung ein Nachfedern ermöglicht. Die spezifische Spannung im Bandstreifenquerschnitt verändert sich dabei nur unwesentlich, da die Andruckkräfte auf eine relativ grosse Fläche verteilt werden können. In den Fig. 5-5b sind diese Verhältnisse schematisch dargestellt, wobei nach Fig. 5 die Streifengeschwindigkeit = Umfangsgeschwindigkeit ist ; nach Fig. 5a ist die Streifengeschwindigkeit > Umfangsgeschwindigkeit und nach Fig. 5b ist die Streifengeschwindigkeit » Umfangsgeschwindigkeit. Weiterhin ist ein wichtiger Effekt, dass durch die Gestaltung der Anlaufkurven eine Vorspannung auf den Belag, der zweckmässigerweise als Stollen ausgebildet wird, gebracht werden kann.
- Mit der so geschaffenen Zieh- und Rückhaltevorrichtung können die Schmalband-Spalstreifen unabhängig von Dickenunterschieden mit gleichmässiger Spannung aufgewickelt werden. Über die Anpresskräfte der Kettensysteme können die Zieh- bzw. Bremskräfte in weiten Bereichen stufenlos geregelt werden. Durch die Verwendung zusätzlicher Kettenräder bzw. Stützkonstruktionen innerhalb der Kettensysteme können die übertragbaren Kräfte wesentlich gesteigert werden.
- Die Kettenzieh- und -bremsvorrichtung ist weiterhin überall da sinnvoll einzusetzen, wo in Bandbehandlungslinien die sogenannten S-Rollen-Einheiten verwendet werden. Ein besonderer Vorteil besteht darin, dass der notwendige Bandzug auch bei Vorzug = 0 auf in der Praxis benötigte maximale Bandzüge gebracht werden kann.
- Streckbiege-Richteinheiten erhalten vor und hinter dem Biegegerüst bis zu 5 Stück S-Rollen, damit die notwendigen Bandzüge aufgebracht werden könien. Es ist zweckmässig jede einzelne S-Rolle mit ei- 1em separaten GS-Antrieb bzw.- bei einer mechanischen Verkopplung mit einem GS-Ausgleichsanvieb auszustatten. Dies ist notwendig, da aufgrund der Fertigungstoleranzen und des ungleichnässigen Verschleisses der S-Rollenbeschichtun- 3en Relativgeschwindigkeiten vermieden werden müssen. Dies führt zu einem erheblichen Aufwand der mechanischen und elektrischen Ausrüstung sowie zu einem grossen Platzbedarf. Bei der Verwendung der von mir vorgeschlagenen Kettenzieh- und - bremsvorrichtung wird nur jeweils ein Gerüst vor und hinter der Streckbiege-Richteinheit notwendig. Es werden nur zwei GS-Antriebe benötigt.
- In modernen Bandbehandlungsanlagen ist es zweckmässig, vor jeder S-Rolleneinheit eine Bandmitten-Steuereinheit anzuordnen, damit das Band anlagenmittig der S-Rolleneinheit zugeführt wird. Eine besondere Ausführungsform der Kettenzieh- und - bremsvorrichtung siehtvor, dass mittels Schwenkbewegung in der Banddurchlaufebene der rechtwinklige Einlauf des Bandes in die Vorrichtung erreicht wird. Dieser Vorgang kann automatisiert werden.
- Wird die Kettenzieh- und -bremsvorrichtung vor dem Aufwickelhaspel angeordnet, so ist eine besondere Ausführungsform, dass die Vorrichtung entsprechend dem sich stetig ändernden Einlaufwinkel des einlaufenden Bandes angestellt wird. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass der Bandrückzug unmittelbar vor dem Aufwickelhaspel aufgebracht wird.
- In der Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel einer Spannvorrichtung gemäss der Erfindung dargestellt und zwar zeigen Fig. 1 die schematische Darstellung der Seitenansicht und eines Schnittes entlang der Linie III-III der
- Fig. 2 einer Kettenzieh- und Bremsvorrichtung mit den erfindungsgemässen Kettensystemen,
- Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie I-I der Fig. 1,
- Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1,
- Fig. 4 einen Teilabschnitt der Ketten mit Beschichtung
- Fig. 4a einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 4 und
- Fig. 5, 5a, 5b eine schematische Darstellung der Fasern in der Beschichtung an verschiedenen Positionen.
- Wird die Kettenzieh- und -bremsvorrichtung in einer Spaltlinie als Bremsgerüst eingesetzt, so würden von einer nicht weiter dargestellten Spaltschere die Schmalbänder über einen Schlingenspeicher mit Umlenkrolle und dann durch die Kettenbremsvorrichtung über eine weitere Umlenkrolle dem Aufwickelhaspel zugeführt werden. Die eigentliche Kettenbremsvorrichtung bleibt bei allen Spaltprogrammen unveränderL
- Das Kettensystem wird vorzugsweise durch einen Gleichstrommotor mit nachgeschaltetem Kammgetriebe betrieben. Die Bremsmomente werden über die Welle 2 an die Kettenräder 3 und an die Kettensegmente weitergegeben. Die Stützrollen 5 übertragen einmal die Drehmomente und stützen die Segmente 4 im Mitnahmebereich über Führungsleisten 6a mit Stützkurven 6 in Ein- und Auslauf ab und verspannen das Band 1 durch jeweils gegenüberliegende Kettensegmente 4 über die Segmentbeschichtung 7, die als elastischer Belag 11 mit einer Profilierung 12 ausgeführt sein kann.
- Das untere Kettensystem 4b ist feststehend, während das obere Kettensystem 4a anstellbar ist. Die Anpresskräfte sind regelbar. Die Vorspannung der Ketten erfolgt mittels Zylinder 8, der ein geführtes Lagergehäuse 9 verschiebt. Die oszillierend drehende Bürste 10 entfernt alle möglichen Verunreinigungen und Anhaftungen der Kontaktflächen.
- Eine besondere Anwendungsform sieht vor, dass das feststehende Kettensystem als Schwingenkonstruktion 13 ausgebildet wird. Hiermit wird erreicht, dass die Kettenzieh- und -bremsvorrichtung entsprechend dem einlaufenden Band auf einen bestimmten Winkel schräggestellt werden kann.
- Der Steuerrahmen 14 hat die Aufgabe, falls das Band nicht unter 90° auf die Segmente 4 aufläuft, die gesamte Kettenzieh- und -bremsvorrichtung in Bandebene zu verdrehen, bis der rechtwinklige Bandeinlauf wieder hergestellt ist. Eine automatische Regelung ist Stand der Technik.
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