DE19624007A1 - Vorrichtung zum Speichern von metallischen Bändern - Google Patents

Description

In bekannten Bandbehandlungsanlagen befindet sich in einer Behandlungslinie zwischen Prozeßteil und Nachbehandlung zumeist ein horizontaler oder ein vertikaler Bandspeicher. Dieser ist nötig, da der Prozeßteil einer Bandbehandlungsanlage mit kürzeren Laufzeiten als der Nachbehandlungsteil arbeitet. Das aus dem Prozeßteil der Bandbehandlungsanlage austretende Walzband wird durch häufiges Umlenken - mittels einer Vielzahl von Umlenk- und S-Rollen - schlingenförmig im horizontalen oder vertikalen Bandspeicher bevorratet.

Durch das häufige Umlenken des metallischen Walzbandes ist dieses steigenden Belastungen ausgesetzt, die oftmals zu Bandrissen innerhalb der Behandlungslinie führen, was ein umständliches und zeitraubendes Wiedereinfädeln des Bandes in den Auslaufteil der Bandbehandlungsanlage nach sich zieht. Auch bei Reparatur­ bzw. Wartungsarbeiten am Bandspeicher selber oder an den Antrieben der diversen Umlenk- und S-Rollen ist ein Wiedereinfädeln des Bandes unumgänglich. Der Platzbedarf eines solchen horizontalen oder vertikalen Bandspeichers, mit außerdem all seinen Nebeneinrichtungen, ist sehr groß. Ein weiterer Nachteil des horizontalen bzw. vertikalen Bandspeichers ist seine genau definierte Kapazitätsobergrenze. Darüber hinaus ist es nicht möglich, mehr Band schlingenförmig zu speichern. Das kann zur Folge haben, daß z. B. bei einer Störung im Nachbehandlungsteil der kontinuierliche Betriebsablauf innerhalb der Bandbehandlungsanlage unterbrochen werden muß.

Sehr zeitintensive Wartungs- und Reparaturarbeiten - durch die der Betriebsablauf innerhalb des Behandlungslinie nachhaltig gestört wird - ergeben sich aufgrund der Störanfälligkeit der Elektromotore und Getriebe für die Umlenk- und S-Rollen. Des weiteren ist eine teure Lagerhaltung für Ersatzmotore, -getriebe und -rollen erforderlich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Bandspeicher zu schaffen, der es ermöglicht, das Walzband ohne die eingangs geschilderten Nachteile platzsparend und einfach zu speichern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Bandspeicher mindestens zwei Haspeln in der Behandlungslinie angeordnet sind. Der Erfindung liegt hierbei der Gedanke zugrunde, den einen hohen Platzbedarf erfordernden horizontalen oder vertikalen Bandspeicher durch zwei Bandspeicher-Haspeln zu ersetzen. Hierbei wurde erkannt, daß sich ein Haspel zur Bandspeicherung in einem kontinuierlichen Ablauf einer Behandlungslinie eignet, wenn er einerseits eine definierte Einfädelposition gewährleistet und andererseits ein selbsttätiges Abwickeln ermöglicht. Mit den mindestens zwei Haspeln wird sichergestellt, daß auf den einen Bandspeicher-Haspel das aus dem Prozeßteil austretende Walzband aufgewickelt wird, während sich parallel dazu von dem anderen Bandspeicher-Haspel das - dort zuvor aufgewickelte - Walzband abwickeln und dem Nachbehandlungsteil zuführen läßt.

Nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist ein zur Bandspeicherung verwendeter, vorzugsweise mit einer Wickeltrommel arbeitender Haspel innerhalb der Wickeltrommel eine als Klemmhülse ausgebildete, in Umfangsrichtung begrenzt rotierende Welle auf, die mit einer Klemmwölbung versehen ist. Bei dieser Wickeltrommel wird eine Bewegung der Klemmhülse durch die über den Außendurchmesser der Klemmhülse hervorspringende Klemmwölbung in Auf- und Abwickelrichtung der Wickeltrommel begrenzt, indem diese die Rotationsfreiheit der Klemmhülse einschränkt. Aufgrund der damit auf eine Teilrotation beschränkten Bewegung der Klemmhülse läßt sich die Wickeltrommel in eine definierte Einfädelposition für den Bandanfang des zu wickelnden Walzbandes bringen; die nämlich stets mit Sicherheit innerhalb der engen Bewegungsgrenzen liegt. Der Klemmhülse ist zur Bewegungsbegrenzung im Innenmantel der Wickeltrommel eine Ausnehmung zugeordnet. Diese die Bewegungsgrenzen definierende Ausnehmung befindet sich im Bereich des Einführungsschlitzes; sie nimmt die Klemmwölbung auf, so daß sich die Klemmhülse lediglich innerhalb der Ausnehmung in Umfangsrichtung bewegen läßt.

Wird die Klemmhülse jetzt entgegen der Aufwickelrichtung in Rotation versetzt, legt sich die Klemmwölbung mit einer Anschlagfläche an die in Drehrichtung liegende Stirnfläche der Ausnehmung an. Dadurch wird die Wickeltrommel mitgenommen und aus der Ausfädelposition in die für die Bandspeicherung wichtige, einen problemlosen und störungsfreien Einfädelvorgang gewährleistende, definierte Einfädelposition gedreht.

Der aus dem Prozeßteil austretende Bandanfang des Walzbandes läßt sich einfach dadurch festlegen, daß er in den eine Klemmplatte - welche ein austauschbares Verschleißteil darstellt - aufweisenden Einführungsschlitz der Wickeltrommel eingeschoben wird. Wenn die Klemmhülse in Aufwickelrichtung angetrieben wird, erfaßt sie nach einer kurzen Wegstrecke den Bandanfang und legt diesen zwischen der Klemmwölbung und der Klemmplatte fest. Während dieser Bewegung verbleibt die mit radialem Spiel in der Wickeltrommel angeordnete Klemmhülse so lange in der Einfädelposition, bis der Bandanfang geklemmt ist; dadurch wird die Wickeltrommel von der angetriebenen Klemmhülse zum Aufwickeln des Walzbandes mitgenommen.

Die Klemmwölbung der Klemmhülse ist mit einer gegen die Aufwickelrichtung ansteigenden Keilfläche ausgebildet. Hierdurch wird eine allmähliche Verengung des Radialspaltes zwischen der Klemmhülse und der Klemmplatte des Einführungsschlitzes erreicht und der eingeschobene Bandanfang zur Mitnahme des Bandes schnell zwischen der Klemmwölbung und der Klemmplatte geklemmt und damit das eigentliche Aufwickeln der Bandwindungen auf den Außenmantel der Wickeltrommel eingeleitet.

Die Wickeltrommel ist an ihrem Innenmantel mit umfangsverteilt angeordneten Stützflächen ausgebildet. Diese Flächen bieten der von den zunehmenden Bandwindungen belasteten Wickeltrommel eine Abstützung an der Klemmhülse. Mit der erfindungsgemäßen Wickeltrommel ist es also möglich, ohne separat angetriebene Klemm- und Umschlingvorrichtungen das Bandende einzufangen, zu klemmen und den Wickelvorgang einzuleiten.

Der in Umfangsrichtung begrenzt innerhalb der Wickeltrommel rotierenden Klemmhülse ist ein regelbarer Antrieb zugeordnet. Dieser ermöglicht eine sanfte und ruckfreie Klemmung des Bandanfangs. Weiterhin dient der regelbare Antrieb dazu, die Umfangsgeschwindigkeit der Wickeltrommel mit der Geschwindigkeit, mit der das Walzband der Wickeltrommel zugeführt wird, zu synchronisieren. Ein in Bezug auf die Erfindung besonders wichtiges Merkmal ist die Reversierbarkeit des regelbaren Antriebs der Klemmhülse. Dadurch läßt sich bei umgekehrter Drehrichtung der Wickeltrommel das Bandmaterial abwickeln. Sobald das Band soweit abgewickelt ist, daß keine Windung mehr auf dem Außenmantel der Wickeltrommel liegt, wird das Bandende - bedingt durch den Bandzug und den Drehsinn der Welle - durch den Klemmnocken selbsttätig freigegeben. Der Klemmnocken zieht dann die Wickeltrommel in die definierte Einfädelposition, indem er - wie eingangs beschrieben - an die Stirnfläche der Trommel-Ausnehmung angreift.

Nach einem Vorschlag der Erfindung ist den Bandspeicherhaspeln eine Weiche vorgeschaltet. Der aus dem Prozeßteil austretende Bandanfang wird über die Weiche in den Einführungsschlitz der Wickeltrommel des ersten Bandspeicherhaspels gelenkt. Ist auf der Wickeltrommel des ersten Bandspeicherhaspels das Walzband aufgewickelt, d. h. der gewünschte Füllgrad erreicht, wird das Band nach einem Vorschlag der Erfindung durch eine Bandschere quergeteilt und der neue Bandanfang über die Weiche in den Einführungsschlitz der Wickeltrommel des zweiten Bandspeicherhaspels gelenkt und das Walzband nun dort bis zum gewünschten Füllgrad aufgewickelt.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist den Bandspeicher-Haspeln ein Treiber vor- und nachgeschaltet. Der den Bandspeicher-Haspeln vorgeschaltete Treiber transportiert den aus dem Prozeßteil kommenden Bandanfang mit einer Geschwindigkeit, die gleich der Prozeßgeschwindigkeit ist, über die Weiche zu einem der Bandspeicherhaspeln. Der regelbare Antrieb der Klemmhülse ermöglicht es, die Aufwickelgeschwindigkeit an die der Prozeß- bzw. Treibergeschwindigkeit anzupassen.

Um das metallische Band von der Wickeltrommel des Bandspeicherhaspels abzuwickeln, wird der regelbare Antrieb reversiert und die Abwickelgeschwindigkeit über die Regelung des Antriebes erhöht. Das metallische Band kann dann mit einer Geschwindigkeit größer als die Prozeßgeschwindigkeit über den nachgeschalteten Treiber dem Nachbehandlungsteil zugeführt werden. Nach dem z. B. Besäumen, Dressieren, usw. des metallischen Bandes im Nachbehandlungsteil, wird es dem Fertighaspel zugeführt und von diesem aufgewickelt. Durch die höhere Bandgeschwindigkeit zwischen Bandspeicherhaspeln und dem Fertighaspel wird Zeit gewonnen, durch die es möglich ist, Zeiten für Wartungs- und Justierarbeiten zu überbrücken, ohne den kontinuierlichen Ablauf im Prozeßteil der Bandbehandlungsanlage zu stören.

Dadurch, daß zwei Wickeltrommeln abwechselnd als Bandspeicherhaspeln eingesetzt werden, wird bei der Erfindung, im Gegensatz zu einem herkömmlichen Speicher einer Bandbehandlungsanlage, nur ein Fertighaspel benötigt. Bei bekannten Anlagen, die mit einem horizontalen oder vertikalen Bandspeicher ausgerüstet sind, müssen hingegen zwei teure Fertighaspeln eingesetzt werden, um bei einem Wechsel von dem einen auf den anderen Fertighaspel nicht den kontinuierlichen Ablauf im Prozeßteil unter brechen zu müssen. Weiterhin bieten die Bandspeicherhaspeln den Vorteil einer "weichen" Kapazitätsobergrenze. Das bedeutet, daß sich eine gewisse Anzahl Windungen mehr als vorgesehen auf die Wickeltrommeln aufwickeln läßt. Es liegt damit im Notfall ein Puffer vor.

Weitere Vorteile der Erfindung sind zum einen der erheblich verringerte Platzbedarf der Bandbehandlungsanlage, bedingt durch den Wegfall eines komplexen horizontalen oder vertikalen Bandspeichers, und zum andern die Einsparung vieler Umlenk- und S-Rollen sowie deren Antriebe. Das metallische Band wird nicht wie im Schlingenspeicher des horizontalen oder vertikalen Bandspeichers durch häufiges Umlenken großen Belastungen ausgesetzt. Dadurch wird das Risiko eines Bandrisses auf ein Minimum reduziert und entsprechende Störungen des Betriebsablaufes oder gar Stillstände der ganzen Bandbehandlungsanlage vermieden.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert sind. Es zeigen:

Fig. 1 die funktionswesentlichen Elemente einer Bandbehandlungsanlage mit zwei Bandspeicherhaspeln zum Auf- und Abwickeln von relativ dünnem Walzband, schematisch dargestellt und von der Seite her gesehen;

Fig. 2a bis 2c in verschiedenen Phasenbildern das Aufwickeln von bandförmigem Material auf eine Wickeltrommel, und

Fig. 3 ein das Abwickeln des aufgehaspelten Walzbandes schematisch darstellendes Phasenbild.

In der in Fig. 1 dargestellten Bandbehandlungsanlage 1 sind zwischen einem Prozeßteil 2 und einem Nachbehandlungsteil 3 zwei jeweils eine Wickeltrommel 6 bzw. 7 umfassende Band-Haspeln 4a, 4b als Bandspeicher 5 angeordnet. Ein aus dem Prozeßteil 2 austretendes Walzband 8 wird über Umlenkrollen 9 von einem Treiber 10 und über eine Weiche 11 abwechselnd auf die Wickeltrommeln 6 und 7 gegeben. Zum Durchtrennen des Walzbandes, um es abwechselnd auf die Bandspeicherhaspeln 4a und 4b verteilen zu können, ist zwischen dem Treiber 10 und der Weiche 11 eine Bandschere 12 angeordnet. Das Walzband 8 ist im Ausführungsbeispiel über die Weiche 11 auf die Wickeltrommel 7 gelenkt und dort zur Speicherung aufgewickelt worden. Mit dem Aufwickelvorgang einhergehend ist von der Wickeltrommel 6 der Bandspeicherhaspel 4a das Walzband mit einer Geschwindigkeit größer der Prozeßgeschwindigkeit abgewickelt und über eine schwenkbare Bandleitvorrichtung 13 sowie den Treiber 14 dem Nachbehandlungsteil 3 zugeführt worden. Nach der Behandlung des Walzbandes 8 und einem sich gegebenenfalls anschließenden Dressieren und Besäumen, wird das Band 8 dem Fertighaspel 15 zugeführt und auf dessen Wickeltrommel 16 aufgewickelt. Der Bandspeicherhaspel 4a ist dann wieder frei für einen neuen Speichervorgang, wie dargestellt.

Nachfolgend wird der Aufwickelvorgang des Walzbandes 8 auf die Wickeltrommel 6 anhand der in den Fig. 2a bis 2c dargestellten Phasenbilder näher erläutert.

Bei der in den Fig. 2a bis 2c dargestellten Wickeltrommel 6 ist im Innern der Wickeltrommel 6 eine mit einer Klemmhülse 17 ausgebildete, in Umfangsrichtung begrenzt rotierende Welle 18 mit radialem Spiel angeordnet. Die Welle 18 weist eine als Keil ausgebildete Klemmwölbung 19 auf, die an ihrem zu der Aufwickelrichtung 20 entgegengesetzten Ende 21 eine Anschlagfläche 22 und eine gegen die Aufwickelrichtung 20 ansteigende Keilfläche 23 besitzt. Der Klemmwölbung 19 ist im Innenmantel 24 der Wickeltrommel 6 eine Ausnehmung 25 zugeordnet. Die Ausnehmung 25 liegt im Bereich des Einführungsschlitzes 26, der mit einer Klemmplatte 27 bestückt ist. Des weiteren ist der Innenmantel 24 mit umfangsverteilt angeordneten Stützflächen 28a bis 28d ausgebildet.

In der in Fig. 2a gezeigten Einfädelposition befindet sich die Wickeltrommel 6 der Bandspeicherhaspel 4a in Ruhelage und ist mit ihrem Einführungsschlitz 26 dem Bandanfang 29 des aufzuwickelnden Walzbandes 8 zugewandt. Der Bandanfang 29 ist mittels des Treibers 10 (vgl. Pfeilrichtung 30) in den Einführungsschlitz 26 bis zum Ende der Klemmplatte 31 eingeschoben worden. Die von einem als gestrichelte Blackbox schematisch gekennzeichneten Antrieb 32 antreibbare Klemmhülse 17 befindet sich in ihrer Grundstellung. Die Klemmwölbung 19 liegt über ihre Anschlagfläche 22 an der ihr zugewandten Stirnseite 33 der Ausnehmung 32 an.

Gemäß Fig. 2b wird die Klemmhülse 17 über den Antrieb 32 in Aufwickelrichtung 20 in Rotation versetzt. Durch die gegen die Aufwickelrichtung 20 ansteigende Keilfläche 23 verringert sich der Radialspalt 34 zwischen der Klemmhülse 17 und der Klemmplatte 27 des Einführungsschlitzes 26; der Bandanfang 29 wird zwischen der Klemmwölbung 19 und der Klemmplatte 27 geklemmt. Nach erfolgter Klemmung stellt sich ein Formschluß zwischen der Keilfläche 23, der Klemmwölbung 19, dem Bandanfang 29 und der Klemmplatte 27 ein; dieser bewirkt, daß die Wickeltrommel 6 in Aufwickelrichtung 20 in Rotation versetzt und das eigentliche Aufwickeln eingeleitet wird.

Durch die gemäß Fig. 2c gemeinsame Rotation von Wickeltrommel 6 und Klemmhülse 17 in Aufwickelrichtung 20 wickeln sich die Bandwindungen 35 auf den Außenmantel 36 der Wickeltrommel 6 auf. Dabei wird durch die zunehmenden Bandwindungen 35 von dem Wickelbund eine gewisse Kraft auf die Wickeltrommel 6 ausgeübt; die Wickeltrommel 6 kann sich dann über ihre Stützflächen 28a bis 28d an die Klemmhülse 17 anlegen. Die umfangsverteilten, die Stützflächen 28a bis 28d zwischen sich einschließenden Ausnehmungen 37a bis 37c am Innenmantel 24 der Wickeltrommel 6 begünstigen eine gleichmäßige radiale Abstützung der Wickeltrommel 6 an der Klemmhülse 17.

Sobald der gewünschte Füllgrad der Wickeltrommel 6 erreicht ist, wird der Antrieb 32 der Klemmhülse 17 abgeschaltet und das Walzband 8 mittels der Bandschere 12 geteilt. Der neue Bandanfang wird von dem Treiber 10 und über die vorher umgeschwenkte Weiche 11 der Wickeltrommel 7 der in diesem Fall freien Bandspeicherhaspel 4b zugeleitet. Dazu ist das auf der Wickeltrommel 7 gespeicherte Walzband 8 zuvor einhergehend mit dem Aufwickeln des Walzbandes 8 auf die Wickeltrommel 6 abgewickelt worden.

Zum Abwickeln des Walzbandes 8 wird die Drehrichtung des Antriebes 32 umgekehrt; die Wickeltrommel 7 sowie die Klemmhülse 17 rotieren folglich gemeinsam in gemäß Pfeil 38 nach Fig. 3 umgekehrter Richtung, bis das Walzband 8 - wie gezeigt - vollständig von dem Außenmantel 36 der Wickeltrommel abgewickelt ist. Der jetzt das Bandende darstellende Bandanfang 29 wird selbsttätig von der Klemmwölbung 19 freigegeben, und da die Wickeltrommel 7 von der an der Stirnfläche 39 der Ausnehmung 25 anliegenden Anschlagfläche 22 der Klemmwölbung 19 der Klemmhülse 17 beaufschlagt wird, läßt sich die Wickeltrommel 7 in die definierte Einfädelposition gemäß Fig. 2a einen neuerlichen Wickelvorgang drehen. Das freie Bandende wird im übrigen durch einen auf das Walzband 8 einwirkenden Bandzug (vgl. Fig. 1, Treiber 14) in Pfeilrichtung 39 aus dem Bandspeicherhaspel 43 herausgezogen.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Speichern von metallischen Bändern in Bandbehandlungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß als Bandspeicher (5) mindestens zwei Haspeln (4a, 4b) in der Behandlungslinie angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haspeln (4a, 4b) Wickeltrommeln (6, 7) aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine den Haspeln (4a, 4b) vorgeschaltete Weiche (11).

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine den Haspeln (4a, 4b) vorgeschaltete Bandschere (12).

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß den Haspeln (4a, 4b) ein Treiber (10 bzw. 14) vor- und nachgeschaltet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Wickeltrommeln (6, 7) eine mit einer Klemmhülse (17) ausgebildete, in Umfangsrichtung nur begrenzt rotierende Welle (18) angeordnet und mit mindestens einer Klemmwölbung (19) versehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmwölbung (19) im Innenmantel (24) der Wickeltrommeln (6, 7) eine Ausnehmung (25) zugeordnet ist.