PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE10313107B4 26.06.2008
Titel Vorrichtung zum Steuern und Regeln des seitlichen Laufs eines kontinuierlich bewegten Bandes, Verwendung und Verfahren zum Betrieb einer solchen Vorrichtung
Anmelder Betriebsforschungsinstitut VDEh - Institut für angewandte Forschung GmbH, 40237 Düsseldorf, DE
Erfinder Stockmeyer, Rudolf, 40764 Langenfeld, DE;
Peuker, Gustav, 41066 Mönchengladbach, DE
Vertreter König Szynka Tilmann von Renesse, 40549 Düsseldorf
DE-Anmeldedatum 24.03.2003
DE-Aktenzeichen 10313107
Offenlegungstag 28.10.2004
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 26.06.2008
Veröffentlichungstag im Patentblatt 26.06.2008
IPC-Hauptklasse F27D 3/00(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F27B 9/40(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern und Regeln des seitlichen Laufs eines kontinuierlich bewegten Stahlbandes, wie beispielsweise eines Metallbandes beim vertikalen Durchlaufglühen, sowie eine Verwendung und ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Vorrichtung.

Bei kontinuierlich bewegten über Rollen laufenden Bändern besteht häufig die Neigung zu einem seitlichen Auswandern des Bandes aus der Solllinie. Das seitliche Auswandern kann zu einer Beschädigung der Bandkanten oder der Bandbehandlungsanlage führen. Bei Metallbändern kann das seitliche Auswandern beispielsweise aufgrund säbelförmiger, welliger oder schräg angeschweißter Bänder eintreten.

Um ein seitliches Auswandern des Bandes zu verhindern, ist der Einsatz von Steuerrollen bekannt, die entweder durch Veränderung der Neigung der Rollenachse oder durch Veränderung der Rollenform auf den Bandlauf einwirken und einem seitlichen Auswandern des Bandes entgegenwirken.

So ist beispielsweise aus ISIJ International Vol. 40 (2000), No. 10, Seiten 1019-1023 bekannt, den seitlichen Lauf eines Bandes durch Verwendung einer Steuerrolle mit einer Gummioberfläche dadurch zu beeinflussen, daß die Oberflächengeometrie der Rolle verändert wird. Dafür ist der Rollenmantel über ein Wälzlager mit einem exzentrischen Ring verbunden, der auf der in den Rollenmantel eingeschobenen Rollenwelle abgestützt ist.

Aus der Papierindustrie sind aus der DE 43 35 747 C1 und der GB 731 833 weitere Vorrichtungen bekannt, bei denen ein Rollenmantel über Wälzlager mit exzentrischen Ringen verbunden ist, wobei sich die exzentrischen Ringe bei der DE 43 35 747 C1 wiederum auf einer in den Rollenmantel eingeschobenen Rollenwelle abstützen, während die exzentrischen Ringe sich bei der GB 731 833 auf seitwärts in den Rollenmantel eingeschobenen Rollenzapfen abstützen.

In der Metallindustrie verbreitet ist die Verwendung von Steuerrollen, die auf einem Rahmen gelagert sind und deren Achsen sich über an dem Rahmen angeordnete Antriebe verändern lassen. Ein solches System ist in Iron and Steel Engineer, Februar 1974, Seiten 31 ff., beschrieben. Bei derartigen Anlagen wird zur Steuerung und Regelung der seitlichen Bandlage eine Winkeländerung der Rollenachse durchgeführt, so daß ein Neigungswinkel oder ein Schwenkwinkel auf den seitlichen Bandlauf einwirkt. Derartige neigbare Rollen werden auch als Rollen bezeichnet, wobei das Neigen in einer parallel zu dem Band vor der Steuerrolle liegenden Ebene erfolgt. Demgegenüber liegt der Schwenkwinkel in einer Ebene senkrecht zu dem auflaufenden Band. Rollen, die in beiden Ebenen bewegt werden können, werden als PI-Rollen (Proportional-Integral-Rollen) bezeichnet. Derartige Systeme sich aufgrund ihrer Zuverlässigkeit und Haltbarkeit bewährt, erfordern jedoch einen erheblichen Kosten- und Platzaufwand.

Aus der Drucktechnologie ist aus US 5,947,617 eine Vorrichtung bekannt, bei der die die Rollenwelle aufnehmende Ausnehmung durch die Rolle exzentrisch angeordnet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Steuern und/oder Regeln des seitlichen Bandlaufs von kontinuierlich bewegten Bändern, sowie eine Verwendung und Verfahren zum Betrieb einer solchen Vorrichtung zu schaffen, bei der die beschriebenen Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise vermieden werden.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der Ansprüche 1, 6 und 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Achse einer Steuerrolle durch einen Exzenter zu manipulieren und dazu den Rollenzapfen der Steuerrolle in einem rotierbaren Exzenter zu lagern, wobei der Exzenter als Scheibe ausgebildet ist, die in dem Lagergehäuse der Steuerrolle gelagert ist. Vorzugsweise ist ein Rollenlager exzentrisch gelagert, so daß sich durch Verstellen des Exzenters ein Neigungs- und/oder Schwenkwinkel an der Rollenachse einstellt. Dies kann durch Verwendung der Scheibe erreicht werden, in der das Rollenlager exzentrisch angeordnet ist.

Die erfindungsgemäße Verwendung von Exzentern zur Lagerung einer Rolle erlaubt es, eine Ausrichtung der Rollenachse auf besonders einfache Weise vorzunehmen. Bevorzugt sind beidseitig der Rolle Exzenter vorgesehen. Dies ermöglicht es, den Neigungswinkel und den Schwenkwinkel unabhängig voneinander einzustellen. Durch eine Anordnung der Exzenter im Lagergehäuse der Steuerrolle kann die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders platzsparend ausgebildet werden.

Die Exzenter sind vorzugsweise als Rundscheibe ausgebildet und können in einem Gleit- oder Nadellager angeordnet sein. Die Exzenter können einen winkelgesteuerten Antrieb aufweisen. Dieser ist bevorzugt so ausgebildet, daß bei Verwendung von zwei Exzentern eine Abstimmung der Winkelpositionen der Exzenter und damit eine optimale Ausrichtung der Rollenachse möglich ist.

Bevorzugt wird die erfindungsgemäße Vorrichtung bei Ofenrollen für die Bandlaufsteuerung und -regelung beim Durchlaufglühen für Stahlband eingesetzt. Besonders vorteilhaft ist es dabei, bestehende Ofenrollen umzubauen. Dies kann unter minimaler Veränderung der bestehenden Ofenrolle erfolgen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann einen Sensor zum Erfassen der Bandlage aufweisen, der vorzugsweise punktförmig und nach dem Wirbelstromprinzip mißt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

1a, b eine Rollenlagerung mit Exzenter in der Draufsicht und im Schnitt;

2a eine schematische Darstellung einer Steuerrolle mit 180° Umlenkung

2b einen Schnitt entlang der Linie A-A der 2a zur Darstellung des erfindungsgemäßen Sensors und

3a, b eine schematische Darstellung verschiedener Ausrichtungen der Rollenachse.

Die Erfindung wird im folgenden am Beispiel einer Ofenrolle dargestellt. Die in 1 dargestellte Vorrichtung weist ein Gehäuse 1 mit einer in einem Nadellager 3 gelagerten Rundscheibe 5 auf. Ein Ofenrollenlager 7 ist in der Rundscheibe 5 exzentrisch angeordnet. In diesem Lager befindet sich ein Rollenzapfen 9. Das Gehäuse ist mit einer Antriebsscheibe 11 verschlossen, die über einen Antriebszapfen 13 mit einem winkelgesteuerten Antrieb (nicht gezeigt) verbunden ist. Mit dem Antrieb läßt sich eine Veränderung der Lage der Rollenachse über eine Rotation der Rundscheibe 5 bei Veränderung der Lage des Rollenzapfens 9 bewirken.

In der schematischen Darstellung der 2a ist ein Band 21, welches eine als Umlenkrolle ausgebildete Steuerrolle 23 umläuft, dargestellt. Wie in 2a erkennbar, beschreibt die Rollenachse 25 eine Kreisbahn 27 um die Achse 29 des Exzenters 33. Dem Radius der Kreisbahn 27 entspricht die Exzentrizität 35 der Rollenachse 25. Ein Sensor 36 mit einem Messfleckdurchmesser im Millimeterbereich ist an einem Gestänge 37 angeordnet, welches durch den außerhalb des Ofens 38 befindlichen Nachstellantriebs 39 in Bandbreitenrichtung gefahren werden kann. Der Sensor 36 (2b) mißt gegen das auf die Steuerrolle auflaufende Band 21 und berührt das Band 21 dabei nicht. Der Sensor 36 liefert eine Signaländerung, wenn das Band 21 den Sensorbereich verlässt. Diese Signaländerung wird zum Nachfahren des Sensors 36 genutzt. Der Nachtstellantrieb 39 weist einen Positionsgeber auf, der die Bandkantenposition liefert.

Bei dem Ausführungsbeispiel einer Steuerrolle beim Durchlaufglühen für Stahlband liegt die Exzentrizität bevorzugt in einem Bereich von bis zu 1% des Rollendurchmessers. So wäre bei einem typischen Ofenrollendurchmesser von 800 mm eine Exzentrizität von bis zu 8 mm gegeben.

In 3a, b ist die erfindungsgemäße Verlagerung der Rollenachse bei Verwendung von beidseitig der Steuerrolle angeordneten Exzentern dargestellt.

Die Rollenachse 40 oder 41 weist die Neigung null auf, solange die exzentrischen Lagerpunkte 40a, 40b und 41a, 41b auf einer Linie liegen, die parallel zur Exzenterachse 43 liegt. Die Rollenachse 40, 41 verläßt die parallele Lage, sobald nur ein Exzenter gedreht oder beide Exzenter gegenläufig gedreht werden. In 3b ist die Lage der Rollenachse 40 oder 41 nach einer Drehung eines Exzenters um 180° oder einer gegenläufigen Drehung beider Exzenter um 90° dargestellt. Dieser Zustand beschreibt gleichzeitig die maximale Lagerveränderung der Rollenachse. Die Ausrichtung der Rollenachse in Bezug auf das Band läßt sich ebenfalls beliebig einstellen, so daß sowohl der Neigungswinkel als auch der Schwenkwinkel frei eingestellt werden können.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der maximale Neigungswinkel < 0,5°, was in Bezug auf die Beeinflussung der Funktion des Lagers bevorzugt ist.

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Steuerrolle als Ofenrolle beim vertikalen Durchlaufglühen ausgebildet, weist einen Abstand von 20 m zu den Nachbarrollen auf und wurde mit einem Neigungswinkel von bis zu 0,5° kombiniert.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist somit eine besonders platzsparende und kostengünstige Verwirklichung der seitlichen Bandführung von kontinuierlich bewegten Bändern möglich.


Anspruch[de]
Vorrichtung zum Steuern und Regeln des Laufs eines kontinuierlich bewegten Bands, insbesondere Metallband, bezüglich des seitlichen Auswanderns aus einer Solllage mit einer teilweise von dem Band umschlungenen verlagerbaren Steuerrolle, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollenzapfen (9) der Steuerrolle in mindestens einem rotierbaren Exzenter (33) gelagert und der Exzenter als Scheibe ausgebildet ist, die in dem Lagergehäuse der Steuerrolle gelagert ist. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollenzapfen (9) der Steuerrolle beidseitig in rotierbaren Exzentern (33) gelagert sind. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenter (33)/die Extenter als rotierbare Rundscheibe(n) (5) ausgebildet ist (sind). Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rundscheibe(n) (5) in (einem) Gleit- oder Nadellager (3) angeordnet ist (sind). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen winkelgesteuerten Exzenterantrieb. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem Ofen, insbesondere beim Durchlaufglühen für Stahlband, wobei die von dem Band teilweise umschlungene, verlagerbare Steuerrolle eine Ofenrolle ist und in dem Ofen ein Sensor (36) zum Erfassen der Bandlage angeordnet ist. Verwendung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Wirbelstromsensor (36) als Sensor. Verwendung nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch einen punktförmig messenden Sensor (36) zum Erfassen der Bandlage. Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, soweit auf Anspruch 2 zurückbezogen, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Exzenter (33) aufeinander abgestimmt betrieben werden, in dem eine Abstimmung der Winkelpositionen der Exzenter erfolgt, um die Ausrichtung der Achse der Steuerrolle einzustellen.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

  Patente PDF

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com