Vorrichtung und Verfahren zum Einbringen eines Metallbande in eine Metallband-Behandlungsanlage

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Einbringen eines Metallbandes in eine Metall- Behandlungsanlage, wobei der Bandkopf vor der Einbringung plastisch verformt wird.

Stand der Technik

Der Bandkopf eines Metallbandes, welches von einer

Abhaspelvorrichtung oder einer Abrollvorrichtung abgewickelt wird, hat eine Form, welche für das Einfädeln in eine

Metallband-Behandlungsanlage oftmals nicht geeignet ist. Eine solche Metallband-Behandlungsanlage kann beispielsweise ein Walzgerüst einer Walzstraße sein, oder eine Anlage zur

Behandlung der Bandoberfläche eines Metallbandes, wie

beispielsweise eine Beize. Wenn der Kopf des Metallbandes nicht eine geeignete Form aufweist, kann es einerseits zu Störungen im Einfädelprozess oder zu Beschädigungen von

Teilen der Anlage kommen, beispielsweise durch Anstoßen des Bandkopfes an der Mantelfläche von Arbeitswalzen eines

Gerüstes oder an Transportwalzen. Es kann sein, dass die Walzen aufgrund dieser "roll marks" oder andere beschädigte Anlagenteil gewechselt werden müssen, was die Effizienz der Anlage beeinträchtigt.

Um Beschädigungen beim Einfädeln eines Bandkopfes in einem Walzwerk zu verhindern, könnte man die Arbeitswalzen genügend weit auseinander fahren. Dies hätte aber den Nachteil, dass jeweils ein Anfangs- und ein Endstück des Metallbandes verworfen werden müsste. Bei einem Walzwerk, welches nicht im durchlaufenden Betrieb, sondern als so genannte "Batch Mill" betrieben wird, bedeutet dies eine erhebliche

Effizienzminderung . Es hat sich daher als vorteilhaft erwiesen, wenn der Bandkopf einlaufseitig, das heißt vor dem Einfädeln, plastisch so verformt wird, dass das Risiko einer Beschädigung verringert ist. Als vorteilhaft hat sich beispielsweise eine Form des Bandanfangs erwiesen, welche der Form eines "Ski" ähnlich ist. Diese Formgebung kann beispielsweise durch eine

Vorrichtung erreicht werden, bei der ein so genannter

Einfädeltisch mit einer Mulde verwendet wird, in welche der Bandkopf mittels einer Anpressrolle oder eines anderen

Anpresswerkzeuges gepresst wird. Dadurch kommt es mehr oder weniger gut zu der gewünschten Biegeform des Bandkopfes.

Eine solche Vorrichtung hat den Nachteil, dass die Form des "Ski" vom Durchmesser des Metallbundes, der Dicke des Bandes und von Materialeigenschaften abhängig ist, da der Bandkopf je Durchmesser des Blechbundes an einer unterschiedlichen

Position auf dem Einfädeltisch zu liegen kommt. Mit anderen Worten, die vorteilhafte "Ski"-Form ist kaum definierbar, da die plastische Verformung unterschiedlich ist. Auch das

Nachfedern des Einfädeltischs führt zu unterschiedlichen Aufbiegungen. Folge davon ist, dass die angestrebte "Ski- Form" oftmals nicht gelingt und das Risiko einer Beschädigung von Anlagenteilen oder Störungen bei Betrieb durch diese Art des Hochbiegens des Bandkopfes nicht ausgeschlossen werden können .

Das Einbringen eines Walzgutes in eine Behandlungsvorrichtung soll aber möglichst störungs- und verschleißfrei und

unabhängig vom Durchmesser des Metallbundes, der Form und der Banddicke des Walzgutes vonstatten gehen. Auch die

Materialeigenschaft des Walzbandes soll auf das

Einfädelverhalten einen möglichst geringen Einfluss haben. Darstellung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine

Vorrichtung und ein Verfahren zum Einbringen eines von einer Abhaspei- oder Abrollvorrichtung abgewickelten Metallbandes in eine Metallband-Behandlungsanlage so anzugeben, dass der Einfädelvorgang möglichst störungsfrei und ohne Beschädigung von Anlagenteilen vonstatten gehen kann und zudem möglichst einfach ausgebildet ist.

Diese Aufgabe wird für eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und für ein Verfahren mit den Merkmalen des

Anspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der

Erfindung sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen

definiert.

Die Erfindung geht davon aus, bei der plastischen Formgebung des Bandanfangs eine Klemm- und Biegevorrichtung zu

verwenden, mittels derer der Bandkopf in einem eingeklemmten Zustand zwischen einem feststehenden und einem beweglichen Gesenk plastisch verformbar ist. Indem nicht ein frei

aufliegender, sondern ein fixierter Bandkopf in einem Gesenk gebogen wird, wird erreicht, dass die plastische Formgebung nicht nur unabhängig vom Durchmesser des Bandwickels, sondern auch weitgehend unabhängig vom Werkstoff und der Dicke des Metallbandes ist und darüber hinaus gut reproduzierbar ist. erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst in einem Aspekt

- einen Einfädeltisch,

- einen ersten Teil einer Klemmvorrichtung, welcher mittels einer Antriebsvorrichtung um eine erste Achse schwenkbar ist und in einer auf dem Einfädeltisch aufliegenden Position eine Auflaufschräge für das abgehaspelte Metallband bildet, wobei die Position des Bandkopfes festlegbar ist,

- einen zweiten Teil der Klemmvorrichtung, welcher am ersten Teil mittels eines Gelenks verbunden ist und mittels eines zweiten Aktuators schwenkbar ist, um den auf der Auflaufschräge aufgelaufenen Bandkopf in einer Klemmposition zu klemmen,

- ein zweiteiliges Biegewerkzeug mittels dessen der in den Spalt ragende Teil des Bandkopfes plastisch verformbar ist.

Der mit der Erfindung erzielbare Vorteil ist in erster Linie darin zu sehen, dass die plastische Verformung an einer definierten Stelle des Bandkopfes und in einer definierten Form durchführbar ist. Die so ausgebildete Form am

Bandanfang ist unabhängig vom Durchmesser des Metallbundes, der Dicke des Bandes, der Materialgüte und hat stets die durch das Biegewerkzeug vorgegebene Form, da bei der

plastischen Verformung der Bandanfang stets in einer

definierten Position der Biegevorrichtung zu liegen kommt und in dieser Position durch Klemmung fixiert ist. Dadurch kann auf einfache Weise der Bandanfang reproduzierbar ähnlich einem "Ski" oder einer Kufe, mit einem aufwärts gekrümmten vorderen Ende geformt werden, so dass die Einbringung des Metallbandes in eine Metall-Behandlungsanlage weitgehend ohne Risiko einer Beschädigung oder Störung erfolgen kann.

Beispielsweise kann dadurch die Effizienz einer Walzstraße erhöht werden, da das Risiko des Anstoßes an Arbeitswalzen verringert ist und dadurch Verschleißerscheinungen vermieden werden. Analoges gilt für eine Anlage zur Behandlung der Bandoberfläche, wie beispielsweise einer Beize; auch hier ist das Risiko geringer, beim Einfädeln Transportrollen oder andere Maschinenteile zu beschädigen oder Betriebsstörungen zu verursachen.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung, werden die die Klemmung bewirkenden Teile nicht durch einen Drehantrieb sondern durch eine lineare Verschiebebewegung in die

Klemmposition gebracht. Auch hier wird der auf der

Auflaufschräge aufgelaufene Bandkopf in einer festgeklemmten Position plastisch verformt.

Konstruktiv günstig kann eine Ausführung sein, bei der ein Teil eines zweiteiligen Biegewerkzeug bezüglich eines Teils der Klemmvorrichtung gestellfest angeordnet ist und der andere Teil des Biegewerkzeugs an dem anderen Teil der

Klemmvorrichtung mittels eines Aktuators auf die gestellfest angeordnete Biegeformen zu bewegt werden kann. Damit kommt es kaum zum Nachfedern und die plastische Formgebung des

Bandkopfes ist stets ausreichend. Die Gesenke können

auswechselbar sei, so dass die Biegeform anlagenspezifisch vorgegeben werden kann.

In einer bevorzugten Aus führungs form besteht das

Biegewerkzeug aus zwei Teilen, aus einem als Biegestempel fungierenden konvexen Teil und einem als Gesenk fungierenden konkaven Teil, wobei die axiale Erstreckung dieser beiden Teile zumindest so groß ist, wie die Breite des zu

verarbeitenden Metallbandes. Der konvexe Teil kann

beispielsweise eine Rolle sein, der konkave Teil das

entsprechende Rollen-Gegenstück.

Bevorzugt wird dabei eine Krümmung, die am konvexen und konkaven Teil gleich groß ist, so dass am Bandanfang eine in Richtung der Bandoberseite weisende Form ähnlich einem "Ski" entsteht. Durch diese Ausbildung einer "Ski"-Form wird erreicht, dass der Bandkopf weitgehend ohne die Gefahr einer Beschädigung oder Störung in eine Metall-Behandlungsanlage eingebracht werden kann.

Es kann günstig sein, wenn die Krümmung der "Ski"-Form stetig ausgebildet ist, beispielsweise die Form eines Kreisbogens aufweist .

Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Höhe der

Krümmung am Bandkopf kleiner als die freie Durchgangshöhe der Folgemaschine ist. Dadurch wird in der Praxis sowohl beim Einfädeln in ein Walzgerüst mit gebräuchlichem Walzspalt, beziehungsweise Höhenunterschieden zwischen Führungstischen und Rollen eines Rollgangs in einer Oberflächen- Behandlungsanlage oder anderen Anlagenteilen, gleichermaßen ein sehr gutes Einfädelverhalten erreicht.

In einer bevorzugten Aus führungs form ist jeder Aktuator aus zumindest einem Hydraulikzylinder gebildet. Dadurch kann auch ein vergleichsweise dickes Metallband mit den entsprechenden Biegekräfte beaufschlagt werden.

Bei Kaltwalzstraßen werden üblicher Weise Metallbänder mit einer verglichen zu Warmwalzstraße geringeren Dicke

bearbeitet. Bei der Verarbeitung von Kaltbändern kann es günstig sein, wenn ein Aktuator aus einem oder mehreren elektrischen Antrieben, beispielsweise in Verbindung mit Wälzkörper-Umlaufspindein, gebildet ist. Dadurch entfällt der Aufwand für die Hydraulikzuführung.

Der verfahrensgemäße Teil der Aufgabe wird gelöst durch ein Betriebsverfahren zum Einbringen eines Walzgutes,

insbesondere eines Metallbandes, in eine Walzgut- Behandlungsanlage, wobei die plastische Verformung zwischen einem konkaven Teil und einem konvexen Teil durchgeführt wird, wobei der konvexe Teil am zweiten Teil der

Klemmvorrichtung befestigt ist und der konkave Teil mit dem ersten Teil der Klemmvorrichtung gelenkig oder verschiebbar verbunden ist und wobei der Spalt zwischen den beiden Teilen zum Zwecke der plastische Formgebung mittels eines Aktuators verändert wird.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im nachfolgenden Teil der Beschreibung auf die Zeichnungen Bezug genommen, aus denen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung anhand eines nicht

einschränkenden Ausführungsbeispiels zu entnehmen sind.

Es zeigen: Figur 1 eine Aus führungs form der erfindungsgemäßen

Vorrichtung, in einer Seitenansicht, wobei die Vorrichtung in einer Aufnahmestellung gezeigt ist, bei der der über einen Einfädeltisch der Vorrichtung zugeleitete Bandkopf an der

Anlaufschräge der Vorrichtung hoch läuft;

Figur 2 eine Position der erfindungsgemäßen Vorrichtung, in welcher der an der Anlaufschräge hoch gelaufene Bandkopf zwischen zwei Klemmteilen der

Klemmvorrichtung eingeklemmt ist und zwischen zwei Gesenk-Hälften gebogen wird;

Figur 3 eine geöffnete Position der beiden Teile der

Klemmvorrichtung, bei der der Bandkopf aus dem

Werkzeug durch Drehung des Metallbundes heraus bewegt wird;

Figur 4 eine vom Einfädeltisch weg geschwenkte Position der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Figur 5 eine vergrößerte Ansicht der Klemm- und

Biegevorrichtung in einer Stellung vor dem

Biegevorgang;

Figur 6 die Ansicht gemäß Figur 5 in einer Stellung nach dem Biegevorgang.

Ausführung der Erfindung

Die Figur 1 zeigt in einer Seitenansicht ein

Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, welche im Wesentlichen aus einem Einfädeltisch 2, einer Klemmvorrichtung 3 und einer Biegevorrichtung 14 besteht. In der Figur 1 ist die Vorrichtung 1 in einer Stellung gezeigt, in welcher sie einen von einem Metallbund 5 abgewickelten Bandanfang beziehungsweise Bandkopf 4 aufnimmt, um diesen im weiteren Verlauf so zu formen, dass er leicht in eine am linken Ende des Einlauftisches 2 sich anschließende, - in der Figur 1 aber nicht näher dargestellte - , Metallband- Behandlungsanlage eingefädelt werden kann. Eine solche

Metallband-Behandlungsanlage kann beispielsweise ein

Walzgerüst einer Walzstraße sein, oder aber auch eine

Behandlungsvorrichtung zum Behandeln der Bandoberfläche, wie beispielsweise einer Bandbeize. In beiden Fällen geht es darum, möglichst keine Anlagenteile beim Einbringen des

Metallbandes zu beschädigen sowie Betriebsstörungen zu vermeiden .

Die Klemmvorrichtung 3 besteht im Wesentlichen aus einem ersten Teil 7 und aus einem zweiten Teil 8. In der Figur 1 ist die Vorrichtung 1 in einer Position dargestellt, in welcher der erste Teil 7 auf dem Einfädeltisch 2 aufliegt. Diese Position wird durch eine Schwenkbewegung mittels eines Antriebs 10 um eine Achse 11 eingenommen. Sie konnte aber auch durch eine Linearbewegung bewirkt werden. Wie der

Zeichnung der Figur 1 leicht zu entnehmen ist, hat der erste Teil 7 die Form eines Keils, der in dieser Position als

Auflaufschräge 6 für den einlaufenden Bandkopf 4 fungiert. Das Zuführen des Bandkopfes 4 erfolgt durch eine Drehbewegung des Metallbundes 5 gemäß dem Pfeil 9. Das Zuführen endet in einer vorgegebenen Position des Bandkopfes 4 auf der

Auflaufschräge 6. Diese Position kann beispielsweise durch nicht näher dargestellte Sensoren erfasst werden und/oder durch eine die Drehbewegung des Metallbundes steuernde

Antriebs- und Steuereinrichtung vorgegeben werden.

Der auf der Auflaufschräge 6 positionierte Bandanfang 4 wird nun in weiterer Folge fixiert. Diese Klemmung erfolgt bei Stillstand des Bundes 5 durch das Absenken des zweiten Teils 8 der Klemmvorrichtung 3 mittels des Aktuators 13, was in der Figur 2 dargestellt ist. Hierzu wird der Teil 8 um das Gelenk 12 nach unten geschwenkt. Auch hier könnte in einer anderen konstruktiven Ausführung die Schwenkbewegung durch eine

Linearbewegung ersetzt sein. Der auf diese Weise fixierte Bandkopf 4 wird nun in weiterer Folge plastisch verformt, indem der in den Spalt 17 eines zweiteiligen Biegewerkzeugs 14 hinein ragende Teil des

Bandkopfes 4 zwischen den beiden Teilen 15, 16 des Werkzeuges 14 gepresst wird. Dabei fungiert der eine Teil des

Biegewerkzeugs als Biegestempel, der andere als Gesenk.

Die Figur 2 zeigt das Biegewerkzeug 14 in einer Position, in welcher die beiden Teile 15 und 16 zusammen gefahren sind, die Biegkraft erzeugt der Aktuator 18, der das Gesenk 16 um die Achse des Gelenks 19 gegen den Biegestempel 15 drückt.

Nach der plastische Formgebung des Bandkopfes 4 wird die Klemmung der beiden Teile 7 und 8 wieder gelöst, das heißt der zweite Teil 8 der Klemmvorrichtung 3 wird mittels des Aktuators 13 angehoben, was in der Figur 3 dargestellt ist. Damit ist der Bandkopf 4 wieder freigegeben und kann durch eine Drehung des Metallbundes 5 gemäß dem Pfeil 20 aus der Klemm- und Biegevorrichtung 3, 14 herausgefahren werden.

In weiterer Folge wird die Klemmvorrichtung 3 samt

Biegevorrichtung 14 bezüglich des Einfädeltischs 2 nach oben weg geschwenkt, was in der Figur 4 dargestellt ist. Diese Schwenkbewegung erfolgt wieder mittels des Antriebs 10 um die Achse 11. Der Einfädeltisch 2 ist damit freigegeben.

Der auf dem Einfädeltisch aufliegende Bandkopf 4 (Figur 4) weist nun anfangsseitig die gewünschte "Ski"-Form 22 auf, wodurch das Risiko einer Beschädigung beim Einfädeln des

Bandkopfes 4 in eine Metall-Behandlungsanlage verringert ist. Wie bereits gesagt, ist die Metallband-Behandlungsanlage in den Figuren 1 bis 4 auf der linken Seite des Einfädeltischs 2 angeordnet, aber nicht näher zeichnerisch dargestellt.

Wie am besten aus der vergrößerten Darstellung der Figur 5 und 6 zu erkennen ist, weist der Einfädeltisch 2 eine

Eintiefung 21 auf. Diese Eintiefung 21 ist so ausgebildet, dass der auf den Einfädeltisch 2 abgesenkte Teil 7 der

Klemmvorrichtung 3 in dieser Eintiefung 21 aufgenommen werden kann. Dadurch wird die Zuführung des Bandkopfes 4 in die Klemm- und Biegevorrichtung 3, 14 erleichtert.

Im Folgenden werden nun die einzelnen Teile der

Biegevorrichtung 14 anhand der Figuren 5 und 6 näher

erläutert . Wie bereits oben dargestellt, besteht die Biegevorrichtung 14 aus zwei Teilen, von denen der eine als Biegestempel 15, der andere als Biegegesenk 16 beziehungsweise Matrize fungiert. Die plastische Verformung erfolgt dann, wenn sich die beiden Teile 7 und 8 der Klemmvorrichtung 3 in einer Klemmposition befinden. In dieser Klemmposition wird der konkaven Teil 16, das heißt das Biegegesenk, in Richtung des konvexen Teils 15 bewegt. Diese Schwenkbewegung erzeugt der Aktuator 18 über eine entsprechend ausgebildete Gelenksverbindung 19. Auch bei der plastischen Formgebung könnte die hier im

Ausführungsbeispiel durchgeführte Schwenkbewegung durch eine Linearbewegung ersetzt sein. Am Bandkopf 4 wird durch das Zusammentreffen der beiden Teile 15 und 16 eine Krümmung 22 geprägt, welche in Richtung zur Oberseite des Metallbandes weist. Dadurch wird der Bandkopf 4 zu einer Form geprägt, die nach Art einer "Ski-Spitze" oder "Kufe" aufwärts gekrümmt ist. Mit dieser "Ski-Form" oder "Kufen-Form" geht der

Einfädelvorgang in eine Metall-Behandlungsanlage weitgehend störungsfrei und ohne Risiko der Beschädigung von

Anlagenteile vonstatten. Der Bandanfang 4 gleitet sehr gut auf dem Transportweg und gleicht Unebenheiten ohne daran anzustoßen besser aus.

Die beiden Teile 15, 16 des Biegewerkzeugs sind jeweils durch eine - in den Figuren nicht näher dargestellte - lösbare Verbindung mit den Teilen 7 bzw. 8 verbunden, so dass die

Teile 14, 16 leicht gewechselt werden können und die Krümmung je nach Produkt unterschiedlich gestaltet werden kann. ^

Liste der verwendeten Bezugszeichen

1 Vorrichtung

2 Einfädeltisch

3 Klemmvorrichtung

4 Bandkopf, Walzgutkopf

5 Metallbund

6 Auflaufschräge

7 erster Teil des Klemmwerkzeugs

8 zweiter Teil des Klemmwerkzeugs

9 Pfeil

10 AntriebsVorrichtung

11 erste Achse

12 Gelenk

13 erster Aktuator

14 BiegeVorrichtung

15 konvexer Teil des Biegewerkzeugs

16 konkaver Teil des Biegewerkzeugs

17 Spalt

18 Aktuator

19 Gelenk

20 Pfeil

21 Eintiefung

22 Krümmung