DE2012742A1 - Verfahren zur Behandlung eines Metallbandes und Vorrichtung zur Auführung des Verfahrens - Google Patents

Description

6 f'iaiikiuri a. M. 1 .

Parksiraße 13

6216 BETHLEHEM STEEL CORPORA.TlOH, Bethlehem, Pennsylvania, V.St.A

Verfahren zur Behandlung eines Metairbandes und Vorrichtung zur Auführung des Verfahrens.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Behandlung eines Metallbandes, sowie auf eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Ausbildung von' Vorsprüngen entlang den Rändern eines Stahlbandes. Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zur Behandlung eines Metallbandes, bei dem das Metallband um eine vertikale Achse so aufgespult wird, daß benachbarte Windungen durch die Vorsprünge voneinander getrennt sind. ä

Es" gibt viele Verfahren zur Behandlung eines Stahlbandes, die voraussetzen, daß das Band offen gewickelt wird-, d.h., daß das Band in einer solchen Art und Weise gewickelt wird, daß benachbarte Windungen voneinander getrennt sind, damit die gesamte Oberfläche des Bandes Gasen ausgesetzt werden kann, die eine Veränderung der Eigenschaften des Metallbandes bewirken. Ein typisches solches Verfahren ist das Verohromungsverfahren, bei dem Ferrochrom-Pulver auf der Oberfläche des Bandes verdichtet wird, das anschließend in einem Ofen auf eine so hohe Temperatur erwärmt wird,, daß das Pulver in das Stahlband hineindiffundiert, um auf diesem einen Überzug aus einer Eioen-Chrom-Legierung auszubilden. Das offene

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Aufspulen oder Aufwickeln verhindert ein Verschweißen der Windungen der Wicklung und ermöglicht außerdem eine innige Kontaktierung zwischen der Ofenatmosphäre und der Oberfläche des überzogenen .Bandes.

Es ist bekannt, im allgemeinen dadurch offen zu v/ickeln, daß man zwei Zick-Zack-Stahldrähte oder dergleichen zwischen den Windungen der Wicklung während ihrer Herstellung einfügt, wobei jeder Draht in einem Abstand von etwa 25,4 mm (1 Zoll) vom oberen und unteren Rand des Bandes angeordnet wird. Diese ■^rähte werden von dem Band während des Abwickeins der Wicklung im Anschluß an die Verchromungs-Wärmebehandlung entfernt. Die Drähte werden jedoch häufig brüchig und sitzen außerdem infolge der Wärmebehandlung an der Oberfläche des Bandes fest. Die Folge ist, daß diese Drähte während des Abwickelvorganges brechen. Außerdem sind für die Entfernung des Drahtes wenigstens zwei Mann erforderlich.

Es ist auch schon vorgeschlagen worden, die Windungen einer Wicklung aus einem Band dadurch voneinander zu trennen, daß man entlang den Rändern des Bandes Vertiefungen und entsprechende Vorsprünge ausbildet. Dieses Verfahren zur Trennung erweist sich jedoch als unpraktisch, da die Vorsprünge entlang den Rändern einer Windung sich häufig in die Vertiefungen entlang den Rändern einer benachbarten Windung einsetzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die die Ränder des Stahlbandes so einprägt oder erhaben ausbildet, daß das Band offen aufgewickelt werden kann, ohne das ein Verschachteln oder ineinandergreifen auftritt. Es soll ferner ein Verfahren zur Behandlung des Stahlbandes angegeben werden, das vonjeiner solchen Vorrichtung ■ (Jtbrauoh maoht.

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Das Verfahren zur Behandlung des Metallstreifens ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch Ausbilden einer.Reihe von in Abstand voneinander angeordneten Vorsprüngen entlang jedem Rand des Bandes, wobei wenigstens einige' der Abstände zwischen benachbarten Vorsprüngen nicht gleich sind, Aufwickeln des Bandes., wobei im wesentlichen alle Vorsprünge in Anlage mit nichtdeformierten Teilen benachbarter Bandwindungen kommen, so daß benachbarte Windungen um einen Abstand voneinander getrennt sind, der gleich der Höhe der Vorsprünge ist und Unterwerfen des aufgewickelten Bandes einem Behandlungsvorgang, um die Eigenschaften des Metallbandes zu verhindern.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine -Welle auf, die in einem Rahmen drehbar gelagert ist und auf der koaxial erste und zweite Radkörper befestigt sind. Entlang dem Umfang eines jeden Radkörpers ist eine Vielzahl von b eabstandeteh Vorsprüngen vorgesehen, wobei wenigstens einige Abstände zwischen benachbarten Vorsprüngen ungleich sind. In dem Rahmen ist ferner eine Gegendruck-Walze drehbar gelagert, die zahlreiche Nuten in ihrer Umfangsflache aufweist. Diese Nuten sollen während der Drehung der Welle in Deckung bzw. Eingriff mit den Vorsprüngen gebracht werden.

Ein durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung hindurchgeführtes Stahlband ist gekennzeichnet durch eine Vielzahl von in Abstand voneinander angeordneten Vorsprüngen entlang seinen beiden Rändern. Das Band kann um eine vertikale Achse aufgewickelt werden,- wobei praktisch alle Vorsprünge in Anlage mit nicht deformierten Teilen von benachbarten Bandwindungen kommen, und das aufgewickelte oder aufgespulte Band kann dann der Behandlung unterworfen werden, um die Eigenschaften des Metallbandes zu verändern. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung können die Vorsprünge anschließend von den Rändern des Bandes beseitigt werden.

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Die Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Abbildungen ausführlich beschrieben, wobei alle aus der Beschreibung und den Abbildungen hervorgehenden Einzelheiten oder Merkmale zur Lösung der Aufgabe im Sinne der Erfindung beitragen können mit dem Willen zur Patentierung in die Anmeldung aufgenommen wurden. Es zeigen:

Figur 1 eine Teil-Vorderansicht, die die wesentlichen Merkmale der Vorrichtung gemäß der Erfindung veranschaulicht .

Figur 2 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie .-.: - 2-2 der Figur 1 , teilweise ausgeschnitten, um Einzelheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu zeigen.

Figur 3 eine schematische Ansicht der Vorrichtung die in einem Wärmebehandlungsvorgang zum Verchromen verwendet wird.

Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

Wie in Figur 1 gezeigt ist, weist die vorliegende Vorrichtung ein Gestell 10 auf, das zwei vertikale Schienen 12 enthält, deren oberen Enden durch eine horizontale Schiene H verbunden sind. Das Gestell ist mit einem herkömmlichen tragenden Grundteil (nicht dargestellt) versehen und weist ierner eine horizontale Lagerplatte 16 auf, die zwischen den vertikalen Schienen 12 eingeschaltet ist. An der Schiene 14 und der Lagerpaltte 16 sind fixierte Lager 18 befestigt, in· denen die Welle 20 einer vertikal angeordneten Gegen-Prägewalze 22 gelagert ist. Neben diesen fixierten Lagern sind an der Schiene 14 und der Lagerplatte 16 ferner horizontal verateilbare Lager 24 angeordnet, in denen die Welle 26 eines vertikal angeordneten eingreifenden Prägekörpers 28 gelagert ist. Jedes einstellbare

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Lager 24 ist mit einer Gewindemuffe (nicht gezeigt) versehen, die in Eingriff mit" einer Gewindespindel 30 steht, die mit einem Handrad 32 verbunden ist, bei dessen Drehung das betreffende Lager horizontal bewegt wird. Der Spalt zwischen der Gegenwalze 22 und des eingreifenden Körpers 28 kann somit verateilt werden, um Bänder unterschiedlicher Stärke

aufzunehmen. Die Wellen 20 und 26 sind mit hemmenden Zahn- ι.

rädern 34 versehen, wodurch die Wellen synchron gedreht · ;

werden können. Der eingreifende Prägekörper 28 weist zwei ;

vertikal verstellbare Naben 36 auf, die mit der Welle 26 *

verkeilt sind. Eine dieser Naben ist an dem unteren Ende der '^

Welle 26 befestigt, während die andere Nabe an irgendveinem jj

Punkt entlang der oberen Hälfte der Welle befestigt werden '

kann. Der exakte Befestigungspunkt hängt von der Breite des I

zu prägenden Bandes ab. An beiden Naben 36 ist -ein Präge- ''i rad 38 befestigt, das zahlreiche in Abstand voneinander angeordnete Vorsprünge 40 entlang seinem Umfang aufweist.. Um die

Wahrscheinlichkeit wesentlich zu verringern, das Vorsprünge -··'

entlang den Rändern eines Bandes sieh in entsprechende Ver- ;

tiefungen in benachbarten Windungen während des Aufwickeins , | des Bandes einsetzen, sind wenigstens einige der Abstände

zwischen benachbarten Vorsprüngen· nicht gleich. Vorzugs- '■

weise unterscheidet sich der Abstand zwischen jedem Paar " !

von benachbarten Vorsprüngen, wie diesüin Figur 2 gezeigt ist. ^

Um die gleichzeitige Ausfluehtung eines VorSprungs und einer ι

Vertiefung an den beiden oberen und unteren Rändern des Bandes '.

zu verhindern, sind die Vorsprünge 40 des oberen und unteren ·

Rades 38 axial fehlausgerichtet bzw. voneinander versetzt. ■ j

Die Vorsprünge 40 bestehen aus einem Vierkantmaterial, dessen eines Ende maschinell bearbeitet ist, um eine abgestumpfte Spitze zu bilden, die einen Vorsprung darstellt. Jeder Vier-! ; kantstift ist in eine Hülse 42 eingesetzt, die in einer axialen Bohrung in dem· Rad 38 mit einem Preßsitz eingepasst ist. Des innere Ende der Hülse 42 weist ein Gewinde auf und ist mit einer Schraube 44 versehen, wodurch d.ie axiale Stellung \

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des Vierkantstiftes und damit das Ausmaß eingestellt werden kann, um das der Vorsprung 40 über dem Umfang des Rades 38 hervorsteht. Der Vierkantstift ist vermittels einer Stellschraube 46 in Einbaulage gesichert.

Die Gegenprägewalze 32 ist mit einer Anzahl von Nuten 48 in ihrer Umfangsfläche versehen. Diese Nuten können in Deckung bzw. Eingriff mit den Vorsprüngen 40 gebracht werden und sind vorzugsweise axial so angeordnet, wie dies in den Zeichnungen dargestellt ist. Die Nuten können jedoch auch in Umfangsrichtung angeordnet werden, wobei jede Nut zur Verwendung mit einem Band bestimmter Breite vorgesehen ist,und in diesem Pail eine Synchronisation der Drehung der eingreifenden und aufnehmenden Teile nicht erforderlich ist. Figur 2 zeigt die Vorsprünge 49 in einem Band 50, das zwischen einem eingreifenden Prägevrad 38 und einer Gegenwalze 22 hindurchläuft, die mit axialen Nuten versehen ist.

Figur 3 zeigt eine typische Anwendung der Vorrichtung gemäß der Erfindung, nämlich als Teil des Gerätes, das für eine Verchromungs-Wärmebehandlung benutzt wird. Bezüglich der Einzelheiten des Verchromungsverfahrens wird auf die USA- . Patentschrift 3/312 546 verwiesen, die für E.H. Kayer et al am 4. April 1967 ausgegeben wurde und der Anmelderin gehört. Das Verfahren wird nachstehend nur allgemein beschrieben.

Ein Stahlband 50, das mit einem Überzug aus einem Ferrochrom-· Pulver versehen ist, wird auf den Tisch 52 für die dichte Wicklung einer herkömmlichen Maschine zum offenen Wickeln aufgesetzt. Das Band 50 wird durch die Prägemaschine 54 gemaß der'Erfindung hindurchgezogen und auf dem Tisch 56 für die lose Wicklung der Maschine zum offenen Wickeln offen aufgewickelt, wobei im wesentlichen alle Voraprünge 49 ent-· lang &n Rändern des Bandes 50 sich gQgQn nicht deformierte Teile von benachbarten Bandwindungen legen. Die offene Wicklung wird dann in einen Vergütungaofen 58 eingesetzt und in

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einer kontrollierten Atmosphäre erwärmt, die vorzugsweise ein Halogengas enthält, um die Diffusion des Chroms -in die Oberfläche des Stahlbandes 50 zu bewirken.

Nach der Wärmebehandlung in dem Vergütungsofen 58 wird das Band 50 auf den Tisch 60 für eine offene Wicklung einer zweiten herkömmlichen Maschine zum offenen Wickeln aufge- -. setzt und durch einen Satz von-Quetschwalzen/62 hindurchgeleitet, die die Vorsprünge 49 von den Rändern des Bandes 50 entfernen. Das Band kann aber auch durch eine herkömmliche Rand-Abtrennmaschine hindurchgeführt werden. Das M Band wird dann in einem Bad 64 aus verdünnter Salpeter- ^J säure gewaschen, um Spuren von irgendwelchen Haloidsälzen zu beseitigen, die sich auf dem Band abgelagert haben, und daraufhin wirdjlas Band auf dem Tisch 66 für eine Dichtewicklung der zweiten Maschine zum offenen Wickeln dicht aufgewickelt. Anschließend kann das Band in üblicher , Weise behandelt, z.B. dichtgewalzt, geschlitzt und abge- ; trennt werden.

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Claims (7)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Behandlung eines Metallbandes, gekennzeichnet durch Ausbilden einer Reihe von in Abstand voneinander angeordneten Vorsprüngen entlang jedem Rand des Bandes, wobei wenigstens einige der Abstände zwischen benachbarten Vorsprüngen nicht gleich sind, Aufwickeln des Bandes, wobei im wesentlichen alle Vorsprünge in Anlage mit nichtdeformierten Teilen benachbarter Bandwindungen kommen, so daß benachbarte Windungen um einen Abstand voneinander getrennt sind, der gleich der Höhe der Vor-

s prünge ist und Unterwerfen des aufgewickelten Bandes einem Behandlungsvorgang, um die Eigenschaften des Metallbandes zu verhindern.

2. Verfahren nach ^Anspruch 1,

gekennzeichnet, durch Entfernen der

Vorsprünge von den Rändern.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,

gekennzeichnet durch Hindurchführen des Bandes durch Waisen, die die Vorsprünge einebnen.■

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,

gekennzeichnet durch Abtrennen der Ränder des Bandes innerhalb der Vorsprünge.

5. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

gekennzeichnet durch erstο und zweite

Radkörper, die koaxial auf einer Welle befestigt sind, welche in einem Rahmen drehbar gelagert ist; -ine Vielzahl von be~ abstandeten Vorsprungen entlang -'.ΰ,η Umfang eines jöd^n Reäkörpers, wobei wenigstens aiuige άατ Abstände witschen be,iö<;,i> barten Vorsprün. *_n r::h; &'*±ca dirr^ und du.rc'i υίν-^ in ά'^ Rahmen -.r.ya- ^;--n Radkörper* drehbar gelagerte C«,,^-,--»!^.

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in deren Umfangsfläche zahlreiche Nuten vorgesehen sind, die ■ während der Drehung der Welle in Eingriff mit den Vorsprüngen, kommen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Nuten axial und in einem Abstand -voneinander angeordnet sind, der dem Abstand zwischen den Vorsprüngen entspricht und daß eine Vorrichtung die Welle und Walze so verbindet, daß deren Bewegungen synchronisiert sind.. ·

7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Vorsprünge auf dem ersten Radkörper in bezug auf die Vorsprünge auf dem zweiten Radkörper axial versetzt sind.

ReFu/Lo

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