DE2723720B2

DE2723720B2 - Streckbiegerichtanlage für Metallbänder

Info

Publication number: DE2723720B2
Application number: DE19772723720
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Voestalpine AG
Current assignee: Voestalpine AG
Priority date: 1976-06-25
Filing date: 1977-05-26
Publication date: 1980-03-13
Also published as: IT1080943B; AT345063B; ATA469176A; DE2723720C3; DE2723720A1; FR2355584A1; FR2355584B1; GB1550291A; CH620608A5

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Streckbiegerichtanlage für Metallbänder mit jeweils einem Paar vor und hinter einer Wechselbiegevorrichtung angeordneten, angetriebenen Förderwalzen, die beidseitig auf das Band einwirken, dieses einer Druckbelastung unterwerfen und gleichzeitig eine bestimmte, einstellbare Zugkraft auf das Band ausüben.

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, sondern auch gleichzeitig einer Zugspannung unterworfen, die zwischen zwei der Wechselbiegevorrichtung vor- und nachgeordneten Fördereinrichtungen aufgebaut wird, indem die der Wechselbiegevorrichtung nachgeordnete Fördereinrichtung das Band mit einer größeren Geschwindigkeit als die vorgeordnete Fördereinrichtung bewegt (US-PS 32 61 191). 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, 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 bereit: den Reibungskoeffizienten gebräuchlicher Werkstoffpaarungen stark vermindert Ist auf Grund der Walz-,

ίο 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 ist es kaum möglich, die zwischen den beiden Fördereinrichtungen aufgebauten Zugspannungen über die Fördergeschwindigkeiten der Fördereinrichtungen auf einen konstanten Wert zu regeln, wenn der Reibungskoeffizient in weiten Grenzen schwankt. Schließlich kann mit einfachen S-Rollen-Gerüsten 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 Zugspannungsübertragung auf das zu fördernde Band, sondern auch von der Forderung bestimmt, daß 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/mm², ergeben sich aus der Forderung, plastische Deformationen zu vermeiden, sehr große Treiberrollendurchmesser, die 1000 mm weit übersteigen können.

Werden an Stelle von S-Rollen-Gerüsten Fördereinrichtungen mit jeweils einem Paar von Förderwalzen verwendet, die beidseitig auf das Band einwirken und es einer Druckbelastung unterwerfen (US-PS 22 75 095), so kann auf das Band ebenfalls eine entsprechende Zugkraft ausgeübt werden, wobei der Walzendurchmesser von untergeordneter Bedeutung ist. Die Abhängigkeit der Zugspannung des Bandes von den sich ändernden Reibungsverhältnissen bleibt jedoch bestehen, so daß mit Hilfe solcher bekanntet Vorrichtungen zwar die Zugkraft auf das Band über die unterschiedlichen Geschwindigkeiten der der Wechselbiegevorrichtung vor- und nachgeordneten Fördereinrichtungen eingestellt, nicht aber die eingestellte Zugkraft konstant gehalten werden kann.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu vermeiden und eine Vorrichtung der eingangs geschilderten Art so zu verbessern, daß der ungünstige Einfluß niedriger und sich ändernder Reibungskoeffizienten zwischen dem Richtgut und den Fördereinrichtungen weitgehend ausgeschaltet wird.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß zur Aufrechterhaltung der in an sich bekannter Weise meßbaren Zugspannung der Anpreßdruck der Förderwalzen an das Band in Abhängigkeit von der Zugspannung regelbar ist. Da die Mitnehmkraft der Fördereinrichtungen nach der erfindungsgemäßen Konstruktion einerseits vom Reibungskoeffizienten zwischen den Förderwalzen und dem Richtgut und anderseits vom Armreßdruck der Förderwalzen an das

Richtgut abhängt, kann ohne weiteres eine konstante Mitnehmkraft und damit eine konstante Zugspannung im Band trotz eines sich ändernden Reibungskoeffizienten erzielt werden. Es braucht nämlich lediglich die Anpreßkraft der Förderwalzen an das Richtgut in Abhängigkeit von dem sich ändernder Reibungskoeffizienten geregelt zu 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 dia Zugspannungsmessung übliche Messung der Lagerkräfte der Förderwalzen. 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.

Es sind zwar bereits Fördereinrichtungen mit Treibwalzen bekannt, deren Anpreßdruck an das zu fördernde Metallband geregelt werden kann (FR-PS 21 63 949), 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 Treiberwalzen 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 den Anpreßdruck der Förderwalzen in Abhängigkeit von der durch entsprechende Meßeinrichtungen erfaßten Drehmomentbelastung der Förderwalzen von der Regeleinrichtung ansteuerbar sind. Sinkt die Drehmomentbelastung einer Förderwalze nämlich ab, so muß bei konstantem Antrieb dieser Förderwalze eine Änderung der Reibungsverhältnisse zwischen der Förderwalze und dem Band eingetreten sein. Der sich ändernde Reibungskoeffizient wird also über die Drehmomentbelastung der Förderwalzen 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.
Mit Hilfe üblicher Förderwalzen lassen sich 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 Förderwalzen nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung als endlose Druck-, Glieder- ode Raupenbänder ausgebildet sein, die entweder auf einer den Anpreßdruck übertragenden Umlaufbahn gelagert oder um Urnlenkrollen 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 Richtgut geführt werden, so daß sich vergleichsweise große Auflageflächen ergeben und große Anpreßkräfte erzielt werden können.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausfuhr, ungsbeispiel schematisch dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine erfindungsgemäße Streckbiegerichtanlage für Metallbänder in Seitenansicht.

F i g. 2 ein Blockschaltbild dieser Anlage und die
Fig.3 und 4 verschiedene Ausführungsformen von rörderwalzen in Seitenansicht.

jo Die dargestellte Streckbiegerichtanlage besteht im wesentlichen aus einer Richtrollen 1 aufweisenden Wechselbiegevorrichtung 2 und zwei dieser Wechselbiegevorrichtung 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 Förderwalzen 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 Förderwalzen 6 der der Wechselbiegevorrichtung 2 nachgeordneten Fördereinrichtung 5 das Band 3 kontinuierlich mit höherer Geschwindigkeit vortreiben als die Förderwalzen der vorgeordneten Fördereinrichtung 4, entsteht zwischen den beiden Fördereinrichtungen 4 und 5 eine elastische Materialverlängerung mit entsprechenden Zugspannungen. Durch die Überlagerung der Biegespannungen in

so der Wechselbiegevorrichtung 2 wird zusätzlich eine 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 Förderwalzen 6 auf das Band 3 wirkende Mitnehmkraft muß folglich konstant gehalten werden können. Zu diesem Zweck kann der Anpreßdruck der Förderwalzen 6 an das Band verändert werden. Nach dem Ausführungsbeispiel der F i g. 1 und 2 ist jeweils die untere Förderwalze eines Paares fest und die obere Förderwalze verschiebbar gelagert, wobei die verschiebbare Förderwalze mit Hilfe vor. auf die Lagerkörper 8 einwirkenden Hydraulikzylindern 9

h5 verstellt werden kann. Die Anpreßkraft der Förderwalzen 6 an das Band 3 kann somit über die Hydraulikzylinder 9 geändert werden, wenn sich der Reibungskoeffizient zwischen den Förderwalzen 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 Wert halten zu können, ist eine Regeleinrichtung 10 vorgesehen, über die die Hydraulikzylinder 9 entsprechend beaufschlagt werden. Die zu regelnde Zugspannung wird im Ausführungsbeispiel nach F i g. 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 Förderwalzen 6 geändert 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. Ober die Motorbelastung wird nämlich die Mitnehmkraft der zugeordneten Förderwalze 6 erfaßt, so daß bei konstantem Antrieb der Förderwalze die Belastung des Motors als Maß für die Reibungsverhältnisse im Bereich der Förderwalzen 6 genommen werden kann. Die von einem Normalwert abweichende Motorbelastung zeigt somit an, daß sich die Reibungsverhältnisse bei der zugehörigen Förderwalze geändert haben und daß die entsprechende Fördereinrichtung über die als Hydraulikzylinder 9 ausgebildete Stelleinrichtung angesteuert werden muß.

Die Förderwalzen 6 können im einfachsten Fall als zylindrische Walzen 14 ausgebildet sein, wie dies in F i g. 1 und 2 angedeutet ist. In Fig. 3 ist eine andere Möglichkeit dargestellt. Die Förderwalzen 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 ίο Umlaufbahn 18 parallel zum Band 3 verläuft, so daß stets mehrere Druckplatten 16 auf das Band 3 einwirken können.

Nach F i g. 4 werden die Förderwalzen 6 durch ein als Zahn- oder Lochriemen ausgebildetes Druckband 19

ι -> £\.l_fllliw V, IJU.1 VMUluä ULfl.1 VJ I I 11 V, I IIV I \J t I V I I *.Vf g^lUllI t IJl und mit Hilfe von zwischen den Umlenkrollen angeordneten Druckkörpern 21 gegen das Metallband 3 gepreßt 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 Förderwalzen 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 Förderwalzen 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.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Streckbiegerichtanlage für Metallbänder mit jeweils einem Paar vor und hinter einer Wechselbiegevorrichtung angeordneten, angetriebenen Förderwalzen, die beidseitig auf das Band einwirken, dieses einer Druckbelastung unterwerfen und gleichzeitig eine bestimmte, einstellbare Zugkraft auf das Band ausüben, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufrechterhaltung der in an sich bekannter Weise meßbaren Zugspannung der Anpreßdruck der Förderwagen (6) an das Band (3) in Abhängigkeit von der Zugspannung regelbar ist.

2. Streckbiegerichtanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtungen (9) für den Anpreßdruck der Förderwalzen (6) in Abhängigkeit von der durch entsprechende Meßeinrichtungen erfaßten Drehmomentbelastung der Förderwalzen (6) von der Regeleinrichtung (10) ansteuerbar sind.

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

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

5. Streckbiegerichtanlage 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.