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Title:
COATING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/001088
Kind Code:
A2
Abstract:
Disclosed is a device (10) for coating a metal band (12) in a molten bath (14), essentially comprising a shaft (16, 18) which is rotatable in the molten bath (14) and directs the metal band (12) and a friction bearing (261, 262) for supporting the shaft (16, 18). The friction bearing (261,262) is formed by a housing (32) and a cup (34) which is mounted therein. Said bearing cup (34) is provided with several pairs of bearing surfaces (361 - 364) and is closed in the circumferential direction. The bearing cup (34) can be adjusted to several rotary positions in the circumferential direction within the bearing housing (32). The inventive coating device also comprises a removable fixing element (40), by means of which the bearing cup (34) can be fixed relative to the bearing housing (32) in the adjusted rotary position, whereby a worn pair of bearing surfaces (361 - 364) can be replaced in a simple manner by an unworn pair of bearing surfaces (361 - 364) by rotating the bearing cup.

Inventors:
PLAETZER WILFRIED (DE)
Application Number:
PCT/EP2003/006302
Publication Date:
December 31, 2003
Filing Date:
June 14, 2003
Export Citation:
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Assignee:
BAND ZINK GMBH (DE)
PLAETZER WILFRIED (DE)
International Classes:
B05C3/132; C23C2/00; F16C23/04; F16C25/02; F16C33/04; (IPC1-7): C23C/
Domestic Patent References:
WO2001077401A12001-10-18
Foreign References:
EP1197572A12002-04-17
EP0794339A11997-09-10
DE10104032A12001-08-09
DE19921191A12000-11-09
EP1096034A22001-05-02
Attorney, Agent or Firm:
Selting, Günther (Bahnhofsvorplatz 1, Köln, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Beschichtungsvorrichtung zum Beschichten eines Metallbandes (12) in einer Metallschmelze (14), mit einer in der Metallschmelze (14) mit einem Gleitlager (261, 262) drehbar gelagerten Welle (16,18) zum Führen des Metallbandes (12), wobei das Gleitlager (261, 262) von einem Lagergehäuse (32) und einer darin gehaltenen Lagerschale (34) mit einem LagerflächenPaar (361364) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschale (34) in Umfangsrichtung geschlossen ist und mindestens drei Lagerflächen (38) aufweist, die mehrere LagerflächenPaare (361364) bilden, dass die Lagerschale (34) in dem Lagergehäuse (32) in Um fangsrichtung in mehrere Drehpositionen einstellbar ist, und dass ein lösbares LagerschalenFixierelement (40) vorge sehen ist, durch das die Lagerschale (34) in der einge stellten Drehposition gegenüber dem Lagergehäuse (32) fest stellbar ist.
2. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die Lagerschale (34) mehrere Lagerflächen Paare (361364) aufweist.
3. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, dass die Lagerschale (34) vier LagerflächenPaare (361364) aufweist.
4. Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerflächen (38) gleich mäßig über den Lagerschalenumfang verteilt sind und ein gleichseitiges Vieleck bilden.
5. Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschale (34) außen seitig mindestens zwei Fixiernute (421424) aufweist, in die zur LagerschalenFeststellung das Fixierelement (40) einsteckbar ist.
6. Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 15, dadurch gekennzeichnet, dass jedem LagerflächenPaar (361 364) eine Fixiernut (421424) zugeordnet ist.
7. Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschale (34) aus Kera mik besteht.
8. Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle eine Stabili sierungswelle (18) bildet.
Description:
Beschichtungsvorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Beschichtungsvorrichtung zum Beschichten eines Metallbandes in einer Schmelze eines Metalles.

Beschichtungsvorrichtungen werden zur Beschichtung von Metall- bändern und-blechen mit Zink, Aluminium, Zinn, Blei, Galvalum oder Galfan eingesetzt. Das Metallband bzw. -blech wird dabei durch eine mehrere Hundert Grad Celsius heiße Metallschmelze des Beschichtungsmetalls hindurchgezogen : Das Metallband taucht fortlaufend nach unten in die Metallschmelze ein, wird durch eine rotierende Umlenkwelle in der Metallschmelze nach oben um- gelenkt, durch eine Stabilisierungswelle beruhigt und läuft nach oben wieder aus der Metallschmelze heraus. Die Lagerung der Umlenkwelle und/oder der Stabilisierungswelle in der Schmelze erfolgt in offenen Gleitlagern, die als Verschleiß- lager ausgelegt sind. Wegen der großen auftretenden Radial- 'kräfte, der hohen Schmelzentemperatur und der ggf. hohen chemischen Aggressivität der Metallschmelze unterliegen die Gleitlager starkem Verschleiß. Bei einer pausenlos laufenden Beschichtungsanlage sind die Gleitlager bereits nach wenigen Tagen so stark verschlissen, dass sie ausgetauscht werden müs- sen. Die Gleitlager werden jeweils von einem Lagergehäuse und einer darin gehaltenen nicht-geschlossenen Lagerschale mit einem Lagerflächen-Paar gebildet. Wenn das Lagerflächen-Paar verschlissen ist, d. h. sich der betreffende Wellenzapfen in die beiden Lagerflächen tief eingefressen hat, muss die kom- plette Lagerschale gegen eine neue Lagerschale ausgetauscht werden. Hierzu müssen bei aus der Metallschmelze herausge- hobener Welle die Wellenzapfen aus dem Lagergehäuse herausge- zogen werden. Erst dann können die verschlissenen Lagerschalen gegen neue Lagerschalen ausgetauscht werden. Für den Austausch der beiden Lager werden auf diese Weise mehrere Stunden be- nötigt, was bei Beschichtungsanlagen mit einem Wert von bis zu 200 Millionen DM einen großen Kostenfaktor darstellt.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Standzeit einer Lagerschale zu vergrößern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des An- spruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung ist die Lagerschale in Umfangsrichtung geschlossen ausgebildet und weist mindestens drei Lagerflächen auf, die mehrere Lager- flächen-Paare bilden. Die Lagerschale in dem Lagergehäuse ist in Umfangsrichtung in mehrere Drehpositionen drehbar und ein- stellbar. Zum Feststellen der Lagerschale in der eingestellten Drehposition ist ein lösbares Lagerschalen-Fixierelement vorge- sehen. Jedes Gleitlager weist nunmehr mindestens drei Lager- flächen auf, die miteinander mindestens zwei verschiedene Lagerflächen-Paare bilden. Die Lagerschale ist drehbar und fixierbar in dem Lagergehäuse angeordnet, so dass nach Ver- schleiß eines Lagerflächen-Paares die Lagerschale soweit ver- dreht werden kann, dass ein anderes teilweise oder vollständig unverschlissenes Lagerflächen-Paar zum Einsatz kommt. Auf diese Weise wird nach Verschleiß eines Lagerflächen-Paares ein Aus- tauschen der gesamten Lagerschale ein-bis mehrmals vermieden.

Hierdurch wird die Standzeit einer Lagerschale, d. h. das Zei- tintervall zwischen einem Komplettaustausch und dem folgenden Komplettaustausch der Lagerschale, erheblich verlängert. Zum Wechseln eines verschlissenen Lagerflächen-Paares gegen ein un- verschlissenes Lagerflächen-Paar derselben Lagerschale wird nur kurze Zeit benötigt. Hierdurch werden die Wartungskosten redu- ziert und die Betriebszeiten der Beschichtungsanlage ver- längert.

Durch die in Umfangsrichtung vollständig geschlossene Ausbil- dung der Lagerschale wird ferner die bei nicht-geschlossenen Lagerschalen bei hoher Radialbelastung unvermeidbare Spreizung der beiden Lagerflächen weitgehend vermieden. Hierdurch wiederum wird die Bruchgefahr in der Zone zwischen den beiden Lagerflächen auf ein Minimum reduziert. Durch die geschlossene Ausbildung wird die Lagerschale also gegen die bei hohen Radialbelastungen durch die Wellen verursachten Spreizkräfte stabilisiert und ein Bruch vermieden.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Lagerschale mehrere separate Lagerflächen-Paare auf, d. h. mehrere sich nicht überlappende Lagerflächen-Paare. Insbesondere weist die Lagerschale vier Lagerflächen-Paare auf, so dass sie über ins- gesamt acht Lagerflächen verfügt. Die Lagerflächen sind vor- zugsweise gleichmäßig über den gesamten Umfang in Form eines gleichseitigen Vielecke verteilt. Bei vier Lagerflächen-Paaren ergibt sich daher ein von zwei benachbarten Lagerflächen einge- schlossener Winkel von jeweils 135 °.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Lagerschale außenseitig mindestens zwei Fixiernute auf, in die zur Lager- schalen-Feststellung das Fixierelement einsteckbar ist. Das Fixierelement kann in Form einer Passfeder ausgebildet sein und stellt die formschlüssige Verbindung zwischen dem Lagergehäuse und der Lagerschale in Umfangsrichtung her. Zur Einstellung eines neuen unverschlissenen Lagerflächen-Paares wird das Fixierelement aus der ersten Fixiernut herausgezogen, die Lagerschale so verdreht, dass ein unverschlissenes Lager- flächen-Paar in Arbeitsposition steht, und das Fixierelement nunmehr in die entsprechend angeordnete zweite Fixiernut einge- steckt, um die Lagerschale in dieser Drehposition zu fixieren.

Auf diese Weise wird mit einfachen Mitteln eine Drehbarkeit und zuverlässige Fixierbarkeit der Lagerschale realisiert.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist jedem Lagerflächen- Paar eine Fixiernut zugeordnet.

Vorzugsweise besteht die Lagerschale aus Keramik, beispiels- weise aus Zirkonoxid.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Welle eine Stabi- lisierungswelle in der Metallschmelze, kann jedoch auch die Um- lenkwelle bilden.

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Aus- führungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen : Fig. 1 eine erfindungsgemäße Beschichtungsvorrichtung mit einer Umlenkwelle und einer Stabilisierungswelle in einer Metallschmelze in Seitenansicht, Fig. 2 die Beschichtungsvorrichtung der Fig. 1 in Vorder- ansicht, Fig. 3 einen Längsschnitt eines Gleitlagers der Beschich- tungsvorrichtung der Fig. 1 und Fig. 4 einen Querschnitt eines Gleitlagers der Beschich- tungsvorrichtung der Fig. 1.

In Fig. 1 ist in Seitenansicht eine Beschichtungsvorrichtung 10 vereinfacht dargestellt. Ein Metallband 12 wird durch eine Me- tallschmelze 14 geleitet, um die Oberfläche des Metallbandes 12 mit einer dünnen Metallbeschichtung zu versehen. Die Metall- schmelze kann aus flüssigem Zink, Blei, Zinn, Aluminium, Gal- valum, Galfan oder anderen zur Metallbeschichtung geeigneten Metallen bestehen. Die Metallschmelze 14 hat, je nach Art des geschmolzenen Metalles, eine Temperatur von 400-1000 °C.

Das Metallband 12 wird unter einem Winkel von 30-45 ° zur Ho- rizontalen in die Metallschmelze 14 eingeführt und in der Schmelze 14 durch eine drehbare Umlenkwelle 16 nach oben umge- lenkt, so dass das Metallband 12'senkrecht nach oben aus der Metallschmelze 14 wieder herausgeführt wird. Der Umschlingungs- winkel des Metallbandes 12, 12'um die Umlenkwelle 16 beträgt ungefähr 130 °. Die Zugkraft des Metallbandes 12 beträgt zwischen 1,0-5, 0 Tonnen.

Zur Stabilisierung des Metallbandes 12, 12'liegt an dem senk- recht aus der Metallschmelze 14 herauslaufendem Metallband 12' eine Stabilisierungswelle 18 an, um das horizontale Flattern des Metallbandes 12'zu dämpfen und zu reduzieren. Die Stabili- sierungswelle 18 ist an einem beweglichen Führungsarm 20 aufge- hängt, der schwenkbar gelagert und in horizontaler Richtung auf das Metallband 12'vorgespannt ist. Ferner ist der Stabili- sierungswellen-Führungsarm 20 durch ein entsprechendes Dämpfungselement in seiner horizontalen Bewegung gedämpft. So- wohl die Umlenkwelle 16 als auch die Stabilisierungswelle 18 sind im Betrieb ständig in die Metallschmelze 14 eingetaucht.

Zu beiden Seiten des aus der Metallschmelze 14 heraustretenden senkrecht verlaufenden Metallbandes 12'sind Gasdüsen 22,24 angeordnet, durch die ein Gasstrom auf beide Seiten des Metall- bandes 12'aufgebracht wird. Durch den Gasstrom wird die flüs- sige Metallschicht auf dem Metallband 12'auf eine bestimmte gleichbleibende Schichtdicke reduziert.

Die Umlenkwelle 16 wird durch zwei Schwenkarme 171, 172 in der Metallschmelze 14 gehalten. Die Umlenkwelle 16 ist zu Wartungs- und Reparaturzwecken aus der Metallschmelze 14 heraushebbar.

Auch der Schwenkarm 20 mit der Stabilisierungswelle 18 ist zu diesem Zweck aus der Metallschmelze 14 heraushebbar. Die Arme 171, 172,20 werden mittels einer nicht dargestellten Wechsel- traverse, an der sie befestigt sind, aus der Metallschmelze 14 herausgehoben. In Fig. 1 sind die Umlenkwelle 16 und das Me- tallband 12, 12'im Querschnitt dargestellt.

Wie in den Fig. 1-4 erkennbar ist, sind an den beiden einge- tauchten Enden der Schwenkarme 171, 172 jeweils Gleitlager 261, 262 vorgesehen, in denen die Umlenkwelle 16 drehbar gelagert ist. Bei den beiden Gleitlagern 261, 262 handelt es sich um Verschleißlager, die im Wesentlichen von einem Lagergehäuse 32 und einer darin eingesteckten Lagerschale 34 gebildet werden.

In den Lagerschalen 34 sind die beiden Wellenzapfen 28 der Um- lenkwelle 16 eingesteckt und gelagert. Die Lagerschale ist eine zylinderartig in Umfangsrichtung vollständig geschlossene Buchse, die insgesamt vier Lagerflächen-Paare 361-364 auf- weist. Jedes Lagerflächen-Paar 361-364 wird von. zwei benach- barten Lagerflächen 38 gebildet. Alle Lagerflächen 38 sind gleichmäßig über den Umfang verteilt, so dass sie zusammen ein gleichseitiges Achteck bilden, mit einem Winkel von 135 ° zwischen zwei benachbarten Lagerflächen 38. Jede Lagerschale 34 ist einstückig ausgebildet und besteht aus Zirkonoxid, kann je- doch auch aus einem anderen Keramikmaterial bestehen.

Der Außenumfang der Lagerschalen 34 und der Innenumfang des aus Metall bestehenden Lagergehäuses 32 sind jeweils kreisring- förmig, wobei zwischen der Lagerschalenaußenseite und der Lagergehäuseinnenseite ein Spiel von ca. 0,5 mm verbleibt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Lagerschale 34 prak- tisch widerstandslos in dem Lagergehäuse 32 gedreht werden kann.

Jede Lagerfläche 38 ist im Querschnitt gerade und im Längs- schnitt leicht konvex ausgebildet, so dass sich mit dem Wellen- zapfen 28 praktisch nur eine punktförmige Berührungsfläche er- gibt.

Im Bereich des geschlossenen Bodens des Lagergehäuses 32 ist jeweils eine axiale Anschlagplatte 44 aus Keramik eingelassen.

Wie sich insbesondere aus Fig. 1 ergibt, wirkt die sich aus den beiden unter Spannung stehenden Metallbandschenkeln bewirkte Resultierende R der auf die beiden Gleitlager 26 : L, 262 wirken- den Radialkräfte ungefähr in Richtung der Winkel-halbierenden der beiden Schenkel des Metallbandes 12,12'. Die beiden Lager- flächen 38 eines Lagerflächen-Paares, das in seiner Gebrauchs- stellung steht, sind ungefähr zu beiden Seiten der Radial- kraftresultierenden R angeordnet, d. h. die Radialkraft-resul- tierende R liegt ungefähr in der Mitte zwischen den beiden Lagerflächen 38 des betreffenden Lagerflächen-Paares 361. So- bald die beiden Lagerflächen 38 eines Lagerflächen-Paares 361 verschlissen sind, werden die betreffenden Schwenkarme 171, 172, 20 aus der Metallschmelze 14 herausgeschwenkt. In heraus- geschwenktem Zustand wird das Fixierelement 40 aus der Fixierelement-Öffnung des Lagergehäuses 32 und der ersten Fixiernut 421 der Lagerschale 34 herausgezogen und um 90 ° ver- dreht. Hierdurch wird das verschlissene Lagerflächen-Paar 361 aus der Gebrauchsstellung herausgedreht und ein verschlissenes Lagerflächen-Paar 362 in die Gebrauchsposition gedreht. In dieser neuen Drehposition der Lagerschale 34 wird das Fixierelement 40 in die zugeordnete Fixiernut 422 eingesetzt und die Lagerschale 34 auf diese Weise in Umfangsrichtung gegen Verdrehung gesichert. Anschließend werden die entsprechenden Schwenkarme 171, 172,20 wieder in ihre Arbeitsposition in die Metallschmelze 14 abgesenkt.

Auch die Stabilisierungswelle 18 ist mit ihren Wellenzapfen in umfangsmäßig geschlossenen Lagerschalen mit vier Lagerflächen- Paaren gelagert. Auch hierbei ist durch Verdrehen der Lager- schale ein verschlissenes Lagerflächen-Paar durch ein unver- schlissenes Lagerflächen-Paar ersetzbar.

Durch Vorsehen mehrerer Lagerflächen-Paare in der Lagerschale und durch die Drehbarkeit und Fixierbarkeit der Lagerschale in dem Lagergehäuse kann ein verschlissenes Lagerflächen-Paar auf einfache Weise durch Verdrehen ersetzt werden. Erst wenn alle Lagerflächen-Paare verschlissen sind, muss die Lagerschale aus- getauscht werden.