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Dokumentenidentifikation DE102006024939A1 06.12.2007
Titel Spannrollensatz mit mindestens zwei Spannrollen
Anmelder Siemens AG, 80333 München, DE
Erfinder Hofbauer, Josef, 91058 Erlangen, DE
DE-Anmeldedatum 29.05.2006
DE-Aktenzeichen 102006024939
Offenlegungstag 06.12.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 06.12.2007
IPC-Hauptklasse B21B 39/08(2006.01)A, F, I, 20061009, B, H, DE
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft einen Spannrollensatz mit mindestens zwei Spannrollen (4a, 4b) zur Beeinflussung der Zugspannung in einem Metallband (3, 3a). Die Spannrollen (4a, 4b) sind dabei um ihre jeweilige Achse (6a, 6b) drehbar ausgebildet und können um die Achse (7) des Spannrollensatzes, d. h. um eine gemeinsame Achse (7), bewegt werden. Derart lässt sich der Spannrollensatz in ein Metallband (3, 3a) einschwenken. Je nach Einschwenkrichtung lassen sich die Spannrollen (4a, 4b) bis zu einem bestimmten Umschlingungswinkel einschwenken. Durch einen deratigen Spannrollensatz kann der Zug in einem Metallband (3, 3a), insbesondere in einem nicht geölten Metallband, insbesondere im Einlauf der Walzstraße deutlich erhöht werden. Der erfindungsgemäße Spannrollensatz verringert Einfädelnebenzeiten und ermöglicht eine äußerst platzsparende Anordnung. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Spannrollensatzes können insbesondere bei Modernisierungen bestehender Walzstraßen erhebliche Verbesserungen erzielt werden.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Spannrollensatz mit mindestens zwei Spannrollen zur Beeinflussung der Zugspannung in einem Metallband, wobei die Spannrollen um ihre jeweilige Achse drehbar ausgebildet sind. Die Erfindung betrifft auch eine Walzstrasse mit mehreren Walzgerüsten und ein Verfahren zur Beeinflussung der Zugspannung in einem Metallband mit Hilfe von zwei Spannrollen.

Zum Walzen von Metallband werden ein- oder mehrgerüstige Walzstrassen verwendet, wobei im Wesentlichen zwischen Kalt- und Warmwalzstrassen unterschieden wird. Das Metallband wird in der Regel von einer dem ersten Walzgerüst vorgeordneten Haspelvorrichtung abgewickelt und nach Durchlaufen der Walzstrasse auf einer Haspelvorrichtung aufgewickelt. Für den Walzprozess ist es wesentlich, dass bestimmte Vorgaben für die Zugspannung im Metallband eingehalten werden. Dies trifft nicht nur für Walzstrassen sondern auch für Behandlungslinien für Metallband zu. Um den Zug im Metallband beispielsweise zwischen einem Abhaspel, d.h. einer Haspelvorrichtung von der das Band abgewickelt wird, und einem Walzgerüst zu erhöhen, ist es bekannt, sogenannte Zugbridles zu verwenden. Zugbridles sind Sätze aus in der Regel drei oder fünf nicht angetriebenen Rolleneinheiten.

Bekannte Zugbridles benötigen viel Einbauraum und weisen zudem den Nachteil auf, dass das Metallband zunächst verhältnismäßig umständlich in sie eingefädelt werden muss.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Möglichkeit zur Beeinflussung der Zugspannung in einem Metallband bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Spannrollensatz mit mindestens zwei Spannrollen zur Beeinflussung der Zugspannung in einem Metallband, wobei die Spannrollen um ihre jeweilige Achse drehbar ausgebildet sind und wobei die mindestens zwei Spannrollen um eine gemeinsame virtuelle Achse bewegbar angeordnet sind. Derart kann der Spannrollensatz in das zwischen den mindestens zwei Spannrollen befindliche Metallband eingeschwenkt werden, wodurch die Zugspannung im Metallband erhöht wird. Dadurch dass der Spannrollensatz erfindungsgemäß schwenkbar ausgebildet ist, werden die für das Einfädeln des Metallbandes notwendigen Zeiten deutlich vermindert. Auch kann die Anzahl der für das Einfädeln notwendigen Treiberelemente deutlich vermindert werden. Der erfindungsgemäße Spannrollensatz benötigt zudem deutlich weniger Einbauplatz als bekannte Spannrollensätze bzw. Zugbridles.

Mit Vorteil weist der Spannrollensatz zwei Spannrollen auf, wobei die Achsen der zwei Spannrollen um die Achse des Spannrollensatzes bewegbar ausgebildet sind.

Mit Vorteil können die Achsen der Spannrollen auf einer Kreisbahn bewegbar ausgebildet sein.

Mit Vorteil kann eine vorzugsweise als Motor ausgebildete Antriebsvorrichtung zur Drehung der mindestens zwei Spannrollen um die Achse des Spannrollensatzes vorgesehen sein.

Mit Vorteil kann die Antriebsvorrichtung Mittel zur Fixierung der Position der Spannrollen relativ zur Achse des Spannrollensatzes aufweisen. Derart können die Spannrollen in einer gewünschten Position fixiert werden, die einem bestimmten Umschlingungswinkel entspricht.

Mit Vorteil kann auf der Seite der Spannrollen, die der Antriebsvorrichtung gegenüberliegt, eine Verbindungsvorrichtung vorgesehen sein, welche die beiden Spannrollen mechanisch miteinander koppelt. Dadurch kann ein Verziehen vermieden werden.

Mit Vorteil kann die Verbindungsvorrichtung gegenüber dem Boden bzw. gegenüber einer Unterlage fixierbar sein. Der Spannrollensatz wird somit abgestützt.

Mit Vorteil kann mindestens eine zweite Antriebsvorrichtung zur Drehung der Spannrollen um ihre jeweils eigene Achse vorgesehen sein.

Mit Vorteil können die mindestens zwei Spannrollen mit der mindestens einer zweiten Antriebsvorrichtung mittels Gelenkwellen gekoppelt sein.

Mit Vorteil können die Gelenkwellen als Kardanwellen ausgebildet sein.

Mit Vorteil kann für mindestens eine Spannrolle des Spannrollensatzes mindestens eine Andruckrolle zum Andrücken des Metallbandes an die Spannrolle vorgesehen sein.

Mit Vorteil können die mindestens zwei Spannrollen zur Bandmittenregelung axial verschiebbar ausgebildet sein.

Mit Vorteil kann mindestens ein Verfahrschlitten zum Verschieben des Spannrollensatzes vorgesehen sein. Der Spannrollensatz kann mit Hilfe des Verfahrschlittens beispielsweise zur Bandmittenregelung verfahren werden. Beispielsweise kann der Spannrollensatz mittels des Verfahrschlittens auch aus einer Walzstrasse bzw. einer Behandlungslinie herausgefahren werden und durch eine andere Vorrichtung, wie beispielsweise eine Umlenkrolle mit nachfolgendem Zugbridle, ausgetauscht werden.

Mit Vorteil kann der Spannrollensatz senkrecht zur Laufrichtung des Metallbandes schwenkbar ausgebildet sein. Derart kann eine verbesserte Bandführung, beispielsweise für Spaltband erreicht werden. Zur Verbesserung der Bandführung für Spaltband reicht es aus, wenn der Spannrollensatz senkrecht zur Bandlaufrichtung geringfügig schwenkbar ausgebildet ist.

Mit Vorteil können hydraulische Mittel zum senkrechten Schwenken des Spannrollensatzes vorgesehen sein.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch gelöst durch eine Walzstrasse mit mehreren Walzgerüsten und mit mindestens einem Spannrollensatz gemäß einer oder mehreren der vorangehenden Ausführungen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zur Beeinflussung der Zugspannung in einem Metallband mit Hilfe von zwei Spannrollen, wobei die Umschlingung der Spannrollen durch das Metallband durch Bewegung der Spannrollen um eine virtuelle Achse bzw. um die Achse des Spannrollensatzes verändert wird.

Mit Vorteil können die Spannrollen beim Erreichen eines bestimmten Umschlingungswinkels mittels einer Bremsvorrichtung relativ zur virtuellen Achse fixiert werden.

Mit Vorteil können die Spannrollen zur Bandmittenregelung gezielt in Bandbreitenrichtung des Metallbandes verschoben werden.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und seiner Weiterbildungen ergeben sich analog zu den Vorteilen des erfindungsgemäßen Spannrollensatzes.

Einzelheiten und weitere Vorteile der Erfindung werden nachfolgend beispielhaft anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1 den Spannrollensatz in ungeschwenkter Stellung, 2 den Spannrollensatz und die relevanten Achsen,

3 den Spannrollensatz nach Einschwenken gegen den Uhrzeigersinn,

4 den Spannrollensatz nach Einschwenken im Uhrzeigersinn.

1 zeigt eine Haspelvorrichtung 1 für ein Metallband 3, wobei ein alternativer Bandverlauf des Metallbands 3a in der Zeichnung ebenfalls angedeutet ist. Die Haspelvorrichtung 1 kann als Aufhaspel oder als Abhaspel ausgebildet sein. Es ist auch möglich, dass das Metallband 3, 3a auf ein und dieselbe Haspelvorrichtung 1 auf- bzw. von ihr abgewickelt wird. Des Weiteren sind in der Zeichnung zwei Spannrollen 4a, 4b dargestellt, die von dem Metallband 3, 3a im Wesentlichen horizontal durchlaufen werden. Des Weiteren sind zwei Treiberrollen 2 dargestellt, durch die das Metallband 3 geführt wird. Nicht näher dargestellt sind die Walzgerüste einer Walzstrasse, die auf der den Spannrollen 4a, 4b gegenüberliegenden Seite der Treiberrollen 2 angeordnet sind.

Im Koordinatensystem sind die Bandlängsrichtung x, die Bandbreitenrichtung y sowie die Senkrechte z zum Metallband 3, 3a dargestellt. Das Metallband durchläuft die nicht näher dargestellte Walzstrasse im Wesentlichen in Bandlängsrichtung x (vorwärts bzw. rückwärts). Metallband wird in der Regel zunächst in einer Warmwalzstrasse gewalzt, der eine Beizanlage nachgeordnet sein kann. Der Beizanlage kann eine Besäumungsanlage nachgeordnet sein, wobei das Metallband in der Regel nach der Besäumungsanlage mit Hilfe einer Haspelvorrichtung aufgewickelt wird. Nach dem Warmwalzen, nach dem Beizen bzw. nach dem Besäumen wird das Metallband zumeist kalt gewalzt. Zum Kaltwalzen von Metallband werden sowohl Einzelgerüste als auch mehrgerüstige Tandemstrassen eingesetzt.

In Kaltbandtandemstrassen wird das Band von einem Abhaspel abgewickelt. Dabei soll das Metallband am Abhaspel mit demselben Zug abgewickelt werden, mit dem es in einer Vorverarbeitungsstufe, z.B. in einer Beizanlage oder in einer Umwickelanlage, aufgewickelt wurde. Hierfür ist der Zug zwischen der Haspelvorrichtung 1 und dem ersten Walzgerüst der Walzstrasse jedoch oft zu gering. Der Zug im Metallband 1 kann erhöht werden, indem die Spannrollen 4a, 4b um eine gemeinsame Achse 7 (siehe 2, 3 und 4) geschwenkt werden, wobei die jeweils äußersten Punkte des Durchmessers der Spannrollen 4a, 4b sich vorzugsweise auf einer Kreisbahn 5 bewegen. Die gezeigte Kreisbahn 5 stellt eine mögliche Ortsraumkurve für die äußerste Begrenzung der Spannrollen 4a, 4b während des Einschwenkens dar.

2 zeigt die Achsen 6a, 6b der Spannrollen 4a, 4b. Die Spannrollen 4a, 4b sind um ihre jeweilige Achse 6a, 6b drehbar ausgebildet. Die Drehrichtung &agr;, &bgr; der Spannrollen 4b, 4a ist in 2 angedeutet. Die Drehrichtung &agr;, &bgr; der Spannrollen 4b, 4a ist von der Laufrichtung des Metallbandes 3 abhängig. Die Spannrollen 4a, 4b bilden einen Spannrollensatz. Der aus den Spannrollen 4a, 4b gebildete Spannrollensatz weist eine Achse 7 auf, die auch als gemeinsame virtuelle Achse 7 der Spannrollen 4a, 4b bezeichnet wird. In dem der Spannrollensatz schwenkbar um seine Achse, d.h. um die gemeinsame virtuelle Achse 7 der Spannrollen 4a, 4b, ausgebildet ist, lassen sich die Spannrollen 4a, 4b in das zunächst horizontal liegende Metallband 3 (vergleiche 1) in oder gegen die Drehrichtung &ggr; bzw. in oder gegen den Uhrzeigersinn einschwenken.

Je nach Einschwenkrichtung lässt sich der Spannrollensatz bis zu einem bestimmten Umschwingungswinkel einschwenken. 3 zeigt ein Beispiel für das Einschwenken des Spannrollensatzes gegen den Uhrzeigersinn. 4 zeigt ein Beispiel für das Einschwenken des Spannrollensatzes im Uhrzeigersinn.

Das Getriebe des Spannrollensatzes kann wie bei einem Karusselhaspel ausgeführt werden, d.h. die Antriebsvorrichtungen bzw. Motore sind fest auf der Antriebsseite verankert und über Gelenkwellen, insbesondere Kardanwellen, mit dem Getriebe verbunden.

Der Schwenkmotor zum Schwenken des Spannrollensatzes, insbesondere zum Drehen des Spannrollensatzes um die gemeinsame virtuelle Achse 7 der Spannrollen 4a, 4b – im gezeigten Beispiel also um die Achse 7 des Spannrollensatzes – weist vorzugsweise eine Bremsvorrichtung auf, um den Spannrollensatz in einer gewünschten Position, d.h. bei Erreichen eines bestimmten Umschlingungswinkels der Spannrollen 4a, 4b durch das Metallband 3, zu fixieren.

Auf der Bedienseite, d.h. auf der Seite, die der Antriebsseite gegenüberliegt, sind die beiden Spannrollen 4a, 4b über eine vorzugsweise als drehbarer Arm ausgeführte Verbindungsvorrichtung verbunden. Durch diesen Arm kann der gesamte Spannrollensatz abgestützt werden. Um ein Verziehen zu vermeiden, kann die Verbindungsvorrichtung auf der Bedienseite beispielsweise mittels einer Klemme fixiert werden. Derart kann die Verbindungssteifigkeit erhöht werden.

An Befestigungspunkten können Andruckrollen ab- und anschwenkbar angeordnet werden. Mit Hilfe der Andruckrollen kann das Metallband 3, 3a an mindestens eine Spannrolle 4a, 4b angedrückt werden.

Der Spannrollensatz mit den mindestens zwei Spannrollen 4a, 4b ist vorzugsweise in Bandbreitenrichtung y verschiebbar ausgebildet. Zum Verschieben des Spannrollensatzes kann ein nicht näher dargestellter Verfahrschlitten vorgesehen sein. Ist ein Verfahrschlitten vorgesehen, so kann der Spannrollensatz gegenüber dem Boden und/oder gegenüber dem Verfahrschlitten fixierbar ausgebildet sein. Durch die Verschiebbarkeit des Spannrollensatzes in Bandbreitenrichtung y kann eine verbesserte Bandmittenregelung erreicht werden. Mit Hilfe des Verfahrschlittens kann der Spannrollensatz auch aus der Walzstrasse herausgefahren werden. Gegebenenfalls kann dies dazu genutzt werden den Spannrollensatz durch eine andere Vorrichtung zu ersetzen.

Um eine verbesserte Bandführung für Spaltband zu erreichen, kann der Spannrollensatz senkrecht zum Metallband, d.h. in Richtung des Senkrechten z geringfügig schwenkbar ausgebildet sein.

Ein für die Erfindung wesentlicher Gedanke lässt sich wie folgt zusammenfassen:

Die Erfindung betrifft einen Spannrollensatz mit mindestens zwei Spannrollen 4a, 4b zur Beeinflussung der Zugspannung in einem Metallband 3, 3a. Die Spannrollen 4a, 4b sind dabei um ihre jeweilige Achse 6a, 6b drehbar ausgebildet und können um die Achse 7 des Spannrollensatzes, d.h. um eine gemeinsame Achse 7, bewegt werden. Derart lässt sich der Spannrollensatz in ein Metallband 3, 3a einschwenken. Je nach Einschwenkrichtung lassen sich die Spannrollen 4a, 4b bis zu einem bestimmten Umschlingungswinkel einschwenken. Durch einen derartigen Spannrollensatz kann der Zug in einem Metallband 3, 3a, insbesondere in einem nicht geölten Metallband, insbesondere im Einlauf der Walzstrasse deutlich erhöht werden. Der erfindungsgemäße Spannrollensatz verringert Einfädeln Nebenseiten und ermöglicht eine äußerst Platz sparende Anordnung. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Spannrollensatzes können insbesondere bei Modernisierungen bestehender Walzstrassen erhebliche Verbesserungen erzielt werden.


Anspruch[de]
Spannrollensatz mit mindestens zwei Spannrollen (4a, 4b) zur Beeinflussung der Zugspannung in einem Metallband (3, 3a), wobei die Spannrollen (4a, 4b) um ihre jeweilige Achse (6a, 6b) drehbar ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Spannrollen (4a, 4b) um eine gemeinsame virtuelle Achse (7) bewegbar angeordnet sind. Spannrollensatz nach Patentanspruch 1 mit zwei Spannrollen (4a, 4b) und derart ausgebildet, dass die Achsen (6a, 6b) der zwei Spannrollen (4a, 4b) um die Achse (7) des Spannrolleneinsatzes bewegbar sind. Spannrollsatz nach Patentanspruch 2, wobei die Achsen (6a, 6b) der Spannrollen (4a, 4b) auf einer Kreisbahn bewegbar ausgebildet sind. Spannrollensatz nach Patentanspruch 2 oder 3, wobei eine Antriebsvorrichtung zur Drehung der mindestens zwei Spannrollen (4a, 4b) um die Achse (7) des Spannrollensatzes vorgesehen ist. Spannrollensatz nach Patentanspruch 4, wobei die Antriebsvorrichtung Mittel zur Fixierung der Position der Spannrollen (4a, 4b) relativ zur Achse (7) des Spannrollensatzes aufweist. Spannrollensatz nach Patentanspruch 4 oder 5, wobei auf der Seite der Spannrollen (4a, 4b), die der Antriebsvorrichtung gegenüber liegt, eine Verbindungsvorrichtung vorgesehen ist, welche die beiden Spannrollen (4a, 4b) mechanisch miteinander koppelt. Spannrollensatz nach Patentanspruch 6, wobei die Verbindungsvorrichtung gegenüber dem Boden fixierbar ist. Spannrollensatz nach einem der Patentansprüche 4 bis 7, wobei mindestens eine zweite Antriebsvorrichtung zur Drehung der Spannrollen (4a, 4b) um ihre eigene Achse (6a, 6b) vorgesehen ist. Spannrollensatz nach Patentanspruch 8, wobei die mindestens zwei Spannrollen (4a, 4b) mit der mindestens einen zweiten Antriebsvorrichtung mittels Gelenkwellen gekoppelt sind. Spannrollensatz nach Patentanspruch 9, wobei als Gelenkwellen Kardanwellen vorgesehen sind. Spannrollensatz nach einem der vorangehenden Patentansprüche mit mindestens einer Andruckrolle zum Andrücken des Metallbandes an mindestens eine der Spannrollen (4a, 4b). Spannrollensatz nach einem der vorangehenden Patentansprüche, wobei die mindestens zwei Spannrollen (4a, 4b) zur Bandmittenregelung axial verschiebbar ausgebildet sind. Spannrollensatz nach einem der vorangehenden Patentansprüche mit einem Verfahrschlitten zum Verschieben des Spannrollensatzes. Spannrollensatz nach einem der vorangehenden Patentansprüche, wobei der Spannrollensatz senkrecht zur Laufrichtung des Metallbandes (3) schwenkbar ausgebildet ist. Spannrollensatz nach Patentanspruch 14, wobei hydraulische Mittel zum senkrechten Schwenken des Spannrollensatzes vorgesehen sind. Walzstrasse mit mehreren Walzgerüsten und mit mindestens einem Spannrollensatz nach einem der vorangehenden Patentansprüche. Verfahren zur Beeinflussung der Zugspannung in einem Metallband (3) mit Hilfe von zwei Spannrollen (4a, 4b), dadurch gekennzeichnet, dass die Umschlingung der Spannrollen (4a, 4b) durch das Metallband (3) durch Bewegung der Spannrollen (4a, 4b) um eine virtuelle Achse (7) geändert wird. Verfahren nach Patentanspruch 17, wobei die Spannrollen (4a, 4b) bei Erreichen eines bestimmten Umschlingungswinkels mittels einer Bremsvorrichtung relativ zur virtuellen Achse (7) fixiert werden. Verfahren nach Patentanspruch 18, wobei die die Spannrollen (4a, 4b) zur Bandmittenregelung gezielt in Bandbreitenrichtung (y) des Metallbandes (3) verschoben werden.






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