(57)【要約】      （修正有）【課題】種々の板厚のストリップ形状の材料をエラーの無い状態で巻き取ることを可能とし、且つ、エネルギー効率の良い状態で動作可能な巻き取られる長尺媒体にブレーキをかける装置を提供する。【解決手段】巻き取られる長尺媒体１０にブレーキをかける為のブレーキ装置１であって、少なくとも１つのブレーキローラ１４ａに連結されて、長尺媒体１０にブレーキをかける為に所定の制動モーメントで少なくとも１つのブレーキローラ１４ａに作用するように構成されたエネルギー回収装置１６ａを有するブレーキ装置１。また、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかける為のブレーキ装置を作動する方法である。【選択図】図１
2020063153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻き取られる長尺媒体(10)にブレーキをかける為のブレーキ装置(1)であって、
少なくとも１つのブレーキローラ(14a)及び前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)の近傍に位置する少なくとも１つの対応部材(14b; 14c)が備えられた保持装置(12)であって、前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)が軸端部(14a1, 14a2)において当該保持装置(12)に回転自在に装着されており、前記巻き取られる長尺媒体(10)が前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)及び前記少なくとも１つの対応部材(14b; 14c)の間に挿通され且つ前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)及び前記少なくとも１つの対応部材(14b; 14c)に摩擦接触するように構成された保持装置(12)と、
前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)に連結され且つ巻き取られる長尺媒体(10)にブレーキをかける為に所定の制動モーメントで前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)に作用するように構成されたエネルギー回収装置(16a; 16b; 16c; 16d)とを備えていることを特徴とするブレーキ装置(1)。
【請求項２】
前記少なくとも１つの対応部材(14b; 14c)は少なくとも１つの他のブレーキローラ(14b)又はスライドベース(14c)によって形成されており、前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)は直接又は伝動装置(34)を介して前記エネルギー回収装置(16a; 16b; 16c; 16d)に連結されていることを特徴とする請求項１に記載のブレーキ装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つの他のブレーキローラ(14b)は前記エネルギー回収装置(16a; 16b; 16c; 16d)に連結されており、前記エネルギー回収装置(16a; 16b; 16c; 16d)は、巻き取られる長尺媒体(10)にブレーキをかける為に所定の制動モーメントで前記他のブレーキローラ(14a)に作用するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載のブレーキ装置。
【請求項４】
前記エネルギー回収装置(16a; 16b; 16c; 16d)は、発電機(16a)、油圧ポンプ(16b)、空気ポンプ(16c)又は機械装置(16d)によって形成されていることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載のブレーキ装置。
【請求項５】
運動エネルギーを電気エネルギーに変換するように前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)が発電機(16a)に連結されて、前記発電機によって生成された電気エネルギーが電気使用部等の第１使用部(17a)又は配電網へ供給されることを特徴とする請求項４に記載のブレーキ装置。
【請求項６】
運動エネルギーを油圧に変換するように前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)が油圧ポンプ(16b)に連結されて、前記油圧ポンプ(16b)によって生成された油圧が第２使用部(17b)へ供給されるか、運動エネルギーを空気圧に変換するように前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)が空気ポンプ(16c)に連結されて、前記空気ポンプ(16c)によって生成された空気圧が第３使用部(17c)へ供給されるか、又は、前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)が第４使用部(17d)を駆動する為の軸(16d)に連結されていることを特徴とする請求項４に記載のブレーキ装置。
【請求項７】
前記エネルギー回収装置(16a; 16b; 16c; 16d)によって生成される制動モーメントは、機械式コントローラ又は電気式コントローラによって形成されるコントロール装置(27)によってコントロール可能とされていることを特徴とする請求項１から６の何れかに記載のブレーキ装置。
【請求項８】
前記保持装置(12)内には、第１ブレーキローラ対(14a, 14b)、第２ブレーキローラ対(18a, 18b)及び第３ブレーキローラ対(20a, 20b)が長手方向に沿って互いに対してオフセットされ且つ作動位置から非作動位置へ高さ調整可能なように配設されていることを特徴とする請求項１から７の何れかに記載のブレーキ装置。
【請求項９】
前記ブレーキローラ(14a)及び／又は他のブレーキローラ(14b)の高さ位置は、それぞれの軸端部(14a1, 14a2, 14b1, 14b2)において前記ブレーキローラ(14a)及び前記他のブレーキローラ(14b)に連結され、且つ、前記保持装置に締結された油圧シリンダー(22a1, 22a2, 22b1, 22b2, 22c1, 22c2)によって調整可能とされていることを特徴とする請求項１から８の何れかに記載のブレーキ装置。
【請求項１０】
前記ブレーキローラ(14a)及び他のブレーキローラ(14b)は、軸端部(14a1, 14b1)にスプライン軸(24a, 24b)を有し、前記ブレーキローラ(14a)のスプライン軸(24a)は第１関節軸フランジ(28a)のスプラインハブ(26a)にポジティブロック状態で連結され、前記他のブレーキローラ(14b)のスプライン軸(24b)は第２関節軸フランジ(28b)のスプラインハブ(26b)にポジティブロック状態で連結されていることを特徴とする請求項１から９の何れかに記載のブレーキ装置。
【請求項１１】
前記第１関節軸フランジ(28a)は第１関節軸(30a)に連結され、前記第２関節軸フランジ(28b)は第２関節軸(30b)に連結されており、前記第１関節軸(30a)は前記伝動装置(34)の第１入力軸(32a)に連結され、前記第２関節軸(30b)は前記伝動装置(34)の第２入力軸(32b)に連結されていることを特徴とする請求項１０に記載のブレーキ装置。
【請求項１２】
前記伝動装置(34)は、前記ブレーキローラ(14a)及び前記他のブレーキローラ(14b)の回転速度を同期させて、それらのトルクを当該伝動装置(34)の共通出力軸(37)上で合成させるように構成されていることを特徴とする請求項１１に記載のブレーキ装置。
【請求項１３】
前記第１関節軸(30a)は前記伝動装置(34)の前記第１入力軸(32a)に対する前記ブレーキローラ(14a)の高さ変位を補償するように構成され、前記第２関節軸(30b)は前記伝動装置(34)の前記第２入力軸(32b)に対する前記他のブレーキローラ(14b)の高さ変位を補償するように構成されていることを特徴とする請求項１１又は１２に記載のブレーキ装置。
【請求項１４】
前記伝動装置(34)は矯正機トランスミッションによって形成され、前記伝動装置(34)はチェーン機構(38)を介して発電機(16)に連結されていることを特徴とする請求項４、５、及び、７から１３の何れかに記載のブレーキ装置。
【請求項１５】
長尺媒体(10)にブレーキをかける為のブレーキ装置(1)の作動方法であって、
少なくとも１つのブレーキローラ(14a)及び前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)の近傍に位置する少なくとも１つの対応部材(14b; 14c)が備えられている保持装置(12)であって、前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)を軸端部において回転自在に支持する保持装置(12)を用意する工程(S1)と、
巻き取られる前記長尺媒体(10)が前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)及び前記少なくとも１つの対応部材(14b; 14c)の間に挿通されて、前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)及び前記少なくとも１つの対応部材(14b; 14c)に摩擦接触するように、前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)及び前記少なくとも１つの対応部材(14b; 14c)を配置させる工程(S2)と、
前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)に連結されて、巻き取られる前記長尺媒体(10)にブレーキをかける為に所定の制動モーメントで前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)に作用するエネルギー回収装置(16a; 16b; 16c; 16d)を介して、前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)の運動エネルギーを変換する工程(S3)とを備えることを特徴とするブレーキ装置の作動方法。
【請求項１６】
巻き取られる長尺媒体を長手方向に沿って分断して、鋼板ストリップ等のスリットストリップを製造する設備であって、巻き戻しリール(101)と、巻き取りリール(103)と、前記巻き戻しリール(101)及び前記巻き取りリール(103)の間に配設された請求項１から１４の何れかに記載のブレーキ装置(1)とを備えていることを特徴とするスリットストリップ製造設備(100)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかける為のブレーキ装置に関する。本発明は、また、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかける為のブレーキ装置の作動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋼板の大ロールをスリットストリップ製造設備（slit strip installation）上に展開させて、狭い幅のスリットストリップ又は鋼帯に分断することが行われている。スリットストリップは、分断工程の後に、再度、巻き取りリールに巻き取られる。しかしながら、巻き取り工程の際に、板厚に応じて、鋼板ロールの軸線方向に位置ズレが生じ得る。
【０００３】
このような位置ズレは、鋼板ロールの下流側作業における処理を困難にさせるという不都合を招く。
【０００４】
前記スリットストリップ製造設備は、板厚が比較的厚い鋼板の処理又は切断を可能とすべく長期に亘って徐々に改良されているものの、本来、板厚の薄い材料に利用されるものとして設計されている為、位置ズレ又は巻き取りエラーの発生という問題が生じる。
【０００５】
コイルの巻き取りの為に要求され且つ巻き取りリールより上流側に配置される従来のストリップブレーキは、板厚の厚い鋼板には適用されていなかった。制動力があまりにも小さい為、板厚の厚い鋼板の場合には巻き取りエラーが繰り返し生じることになる。
【０００６】
ＤＥ４００１７８７Ｃ１には、一枚の幅広金属帯を長手方向に沿って分断することにより形成される、互いに対して分離された複数の鋼板ストリップを、径方向に拡大可能な一つの共通巻き取りマンドレル上で、同時に巻き取る方法が開示されている。詳しくは、まず、同時に巻き取られべき全てのスリットストリップの始端が、巻き取りマンドレル上で互いに対して軸方向に所定間隙を存した状態で固定される。
【０００７】
次いで、前記巻き取りマンドレルを回転させることによって、複数のスリットストリップが所定テンション下において拡大巻き取りマンドレル上に一巻きを超えて巻き付けられ、各スリットストリップにおける、一の巻き付け部の上面に他の巻き付け部が径方向に積層されてなる２つの巻き付け部が接線方向の剪断に関し固定されて、各スリットストリップの巻き取り開始部から密着されたスリーブが形成される。
【０００８】
ＤＥ２０２０１５１０５０３６Ｕ１には、少なくとも一つのロールの外周を囲む面支持ベルトと、２つの回転可能ドラムとを備え、前記２つのドラムのうちの少なくとも１つが回転する際に、前記支持ベルトが少なくとも部分的にドラムに巻き取られるように、前記支持ベルトの端部が前記ドラムに固定されている、ロール保持装置が開示されている。
【０００９】
しかしながら、前記従来構成においては、前記巻き取りリール上への巻き取り中に鋼帯ロールの軸線方向に位置ズレが生じる虞がある。
【００１０】
さらに、一般的なストリップブレーキ装置は、ストリップ形状の材料に対してパッド型ブレーキを押圧することによって当該ストリップ形状の材料にブレーキをかけるように構成されている。これは、特に、ダストや、例えば、ロールにスリットを入れる作業中に生じる金属切り屑が積層されている場合において問題となる。即ち、ダスト及び／又は金属切り屑は、パッド型ブレーキによって、ストリップ形状の金属材料に押し込まれることになり、ストリップ形状の金属材料に擦りキズ及び損傷を生じさせ得る。さらに、従来のパッド型ブレーキを用いて材料にブレーキをかけることは、エネルギー消費を招く。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】ＤＥ４００１７８７Ｃ１
【特許文献２】ＤＥ２０２０１５１０５０３６Ｕ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
これらを踏まえて、本発明は、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかける為のブレーキ装置であって、種々の板厚のストリップ形状の材料をエラーの無い状態で巻き取ることを可能とし、且つ、エネルギー効率の良い状態で動作可能なブレーキ装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的は、本願の請求項１の構成を備えたブレーキ装置によって達成される。さらに、前記目的は、本願の請求項１５の構成を備えたブレーキ装置の作動方法によって達成される。さらに、前記目的は、本願の請求項１６の構成を備えた、巻き取られる長尺媒体を長手方向に沿って分断する為のスリットストリップ製造設備によって達成される。
【００１４】
本発明は、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかける為のブレーキ装置であって、少なくとも１つのブレーキローラ及び前記少なくとも１つのブレーキローラの近傍に位置する少なくとも１つの対応部材が備えられた保持装置であって、前記少なくとも１つのブレーキローラが軸端部において当該保持装置に回転自在に装着されており、前記巻き取られる長尺媒体が前記少なくとも１つのブレーキローラ及び前記少なくとも１つの対応部材の間に挿通され且つ前記少なくとも１つのブレーキローラ及び前記少なくとも１つの対応部材に摩擦接触するように構成された保持装置と、前記少なくとも１つのブレーキローラに連結され且つ巻き取られる長尺媒体にブレーキをかける為に所定の制動モーメントで前記少なくとも１つのブレーキローラに作用するように構成されたエネルギー回収装置とを備えたブレーキ装置を提供する。
【００１５】
さらに、本発明は、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかける為のブレーキ装置の作動方法を提供する。前記方法は、少なくとも１つのブレーキローラ及び前記少なくとも１つのブレーキローラの近傍に位置する少なくとも１つの対応部材が備えられている保持装置であって、前記少なくとも１つのブレーキローラを軸端部において回転自在に支持する保持装置を用意する工程を備えている。
【００１６】
前記方法は、さらに、巻き取られる前記長尺媒体が前記少なくとも１つのブレーキローラ及び前記少なくとも１つの対応部材の間に挿通されて、前記少なくとも１つのブレーキローラ及び前記少なくとも１つの対応部材に摩擦接触するように、前記少なくとも１つのブレーキローラ及び前記少なくとも１つの対応部材を配置させる工程を備えている。
【００１７】
前記方法は、さらに、前記少なくとも１つのブレーキローラに連結されて、巻き取られる前記長尺媒体にブレーキをかける為に所定の制動モーメントで前記少なくとも１つのブレーキローラに作用するエネルギー回収装置を介して、前記少なくとも１つのブレーキローラの運動エネルギーを変換する工程を備えている。
【００１８】
さらに、本発明は、巻き取られる長尺媒体を長手方向に沿って分断して、好ましくは鋼板ストリップ等のスリットストリップを製造する設備であって、巻き戻しリールと、巻き取りリールと、前記巻き戻しリール及び前記巻き取りリールの間に配設された本発明に係るブレーキ装置とを備えたスリットストリップ製造設備を提供する。
【００１９】
前記少なくとも１つのブレーキローラに連結されたエネルギー回収装置を介して、ストリップ形状の材料にブレーキをかける前記少なくとも１つのブレーキローラの制動力を有効に取り戻し、前記制動力を他の使用部に利用可能とすることが、本発明の要旨である。巻き取られる長尺媒体にブレーキをかける際に、従来、無駄とされていたエネルギーが再利用可能とされる。
【００２０】
さらに、従来のパッド型ブレーキにおける線接触に対して、長尺媒体に対して作用するブレーキローラの回転においては点接触のみが生じることになるから、前記少なくとも１つのブレーキローラの具備によって、巻き取られる前記長尺媒体の表面の摩耗が保護され得る。
【００２１】
有効な実施の形態及び改良形態が、従属クレーム及び添付図面を参照した詳細な説明によって得られる。
【００２２】
好ましい改良形態においては、前記保持装置に備えられる前記少なくとも１つの対応部材は少なくとも１つの他のブレーキローラ又はスライドベースによって形成され、前記少なくとも１つのブレーキローラは、直接又は伝動装置を介して、前記エネルギー回収装置に連結される。即ち、前記ブレーキ装置は、種々のシステム上及び構造上の要求に有効に対応可能である。１つのブレーキローラのみが備えられる場合には、前記ブレーキローラは前記エネルギー回収装置に直接的に連結され得る。複数のブレーキローラが備えられる場合には、前記複数のブレーキローラは例えば伝動装置に連結され、前記伝動装置が前記エネルギー回収装置に連結される。
【００２３】
さらなる好ましい改良形態においては、少なくとも１つの他のブレーキローラが前記エネルギー回収装置に連結され、前記エネルギー回収装置は、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかける為に所定の制動モーメントで前記他のブレーキローラに作用するように構成される。
【００２４】
巻き取られる長尺媒体に所定の制動モーメントが作用される結果として、前記エネルギー回収装置は制動力を有効に回収でき、制動力を他の適切な使用部に対して利用可能とすることができる。
【００２５】
さらに好ましい改良形態においては、前記エネルギー回収装置が発電機、油圧ポンプ、空気ポンプ又は機械装置によって形成される。前記エネルギー回収装置が取り得る構成の多様性によって、取り戻されるエネルギーが供給される使用部のタイプに応じて、取り戻されるエネルギー形態に関し自由度を高めることができる。
【００２６】
好ましい改良形態においては、運動エネルギーを電気エネルギーに変換する為に、前記少なくとも１つのブレーキローラは発電機に連結され、前記発電機によって生成された電気エネルギーは、電気使用部等の第１使用部に提供されるか、又は、配電網に供給される。
【００２７】
生成される電気エネルギーは多様な使用部を駆動可能であり、又は、前記電気エネルギーは配電網に供給可能であるから、発電機として作動される電気装置の形態をなすエネルギー回収装置の構成は、最高の自由度を有効に提供することができる。
【００２８】
他の好ましい形態においては、運動エネルギーを油圧に変換する為に、前記少なくとも１つのブレーキローラは油圧ポンプに連結されて、前記油圧ポンプによって生成された油圧が第２使用部に供給されるか、又は、運動エネルギーを空気圧に変化する為に、前記少なくとも１つのブレーキローラは空気ポンプに連結されて、前記空気ポンプによって生成された空気圧が第３使用部に供給されるか、又は、第４使用部を駆動する為に前記少なくとも１つのブレーキローラは軸に連結される。このように、前記エネルギー回収装置は個々の要求に応じた適切な解決手段の形態で有効に実現可能である。
【００２９】
他の好ましい形態においては、前記エネルギー回収装置によって生成された制動モーメントは、機械式コントローラ又は電気式コントローラによって形成されるコントロール装置によって種々の方法でコントロールされ得る。前記エネルギー回収装置に連結された少なくとも１つのブレーキローラの制動力が巻き取られる長尺媒体の処理されるべき厚みに対して適切に設定されるように、前記制動力は前記長尺媒体の厚みに応じて個々に変更され得る。かかる構成によれば、巻き取りの際に長尺媒体の軸方向に関し位置ズレが生じることを防止でき、少なくとも１つのブレーキローラの運動エネルギーを有効に回収することができる。
【００３０】
他の好ましい形態においては、前記保持装置内に、第１ブレーキローラ対、第２ブレーキローラ対及び第３ブレーキローラ対が長手方向に沿って互いに対してオフセットされ、且つ、高さ調整可能に配設される。この場合、前記第１ブレーキローラ対、前記第２ブレーキローラ対及び前記第３ブレーキローラ対は、作動位置から非作動位置へ高さ調整可能とされる。
【００３１】
複数のブレーキローラ対を備えた構成は、単一のブレーキローラ対を備えた構成に比して、ブレーキローラ対を伝動装置に連結する軸へブレーキローラ対によって伝達されるトルクを低減することができる。さらに、複数のブレーキローラ対を備えることにより、一のブレーキローラ対の呼称を他のブレーキローラ対によって補うことができるという予備構成を提供できる。
【００３２】
各ブレーキローラ対を高さ調整可能とする構成は、使用されるブレーキローラ対の数量を制動力の大きさに関する個々の要求に応じて調整可能とし、これにより、ストリップブレーキ装置において、例えば、１つのブレーキローラ対、２つのブレーキローラ対、又は、３つのブレーキローラ対が使用される状態を現出することができる。
【００３３】
他の好ましい形態においては、前記ブレーキローラ及び／又は前記他のブレーキローラの高さ位置は、当該ブレーキローラ及び当該他のブレーキローラのそれぞれの軸端部に連結され且つ前記保持装置に締結された油圧シリンダを介して調整可能とされる。
【００３４】
各ブレーキローラ対における前記ブレーキローラ及び／又は前記他のブレーキローラが、要求に応じて前記油圧シリンダによって作動位置から非作動位置へ、及び、非作動位置から作動位置へ変更されることが可能となる。
【００３５】
他の好ましい形態においては、ブレーキローラ及び他のブレーキローラは、軸端部にスプライン軸を有するものとされ、前記ブレーキローラのスプライン軸は、第１関節軸フランジのスプラインハブに抜け止め状態又はポジティブロック状態 (in positively locking fashion) で連結され、前記他のブレーキローラのスプライン軸は、第２関節軸フランジのスプラインハブにポジティブロック状態で連結される。
【００３６】
ブレーキローラ及び他のブレーキローラの軸端部をスプラインハブ形状とする構成は、滑りが生じることなく、下流側の軸への効率的なトルク伝達を可能とする。前記ブレーキローラのスプライン軸を第１関節軸フランジのスプラインハブにポジティブロック状態で連結させること、及び、前記他のブレーキローラのスプライン軸を第２関節軸フランジのスプラインハブにポジティブロック状態で連結させることによって、スプライン軸から各関節軸フランジにおけるスプラインハブへの効率的な力の伝達が可能となる。
【００３７】
他の好ましい形態においては、前記第１関節軸フランジは第１関節軸に連結され、前記第２関節軸フランジは第２関節軸に連結される。この構成においては、前記第１関節軸は前記伝動装置の第１入力軸に連結され、前記第２関節軸は前記伝動装置の第２入力軸に連結される。
【００３８】
かかる構成によれば、前記ブレーキローラの個々の運動エネルギーが関節軸によって直接的に前記伝動装置に伝達される。
【００３９】
他の好ましい形態においては、前記伝動装置は、少なくとも１つのブレーキローラ対における第１ブレーキローラ及び第２ブレーキローラの回転速度を同期させて、それらのトルクを前記伝動装置における共通出力軸上で合成するように構成される。
【００４０】
かかる構成によれば、各ブレーキローラ対における一のブレーキローラ及び他のブレーキローラの回転速度を常時、同期させることができ、前記ブレーキローラ対を介した長尺媒体へのブレーキ作用の均一化を図ることができる。
【００４１】
他の好ましい形態においては、前記第１関節軸は前記伝動装置における第１入力軸に対する一のブレーキローラの高さ方向に関する変位を補償し、前記第２関節軸は前記伝動装置における第２入力軸に対する他のブレーキローラの高さ方向に関する変位を補償するように構成される。前記関節軸を備えることにより、対応するブレーキローラが作動位置に位置しているか又は非作動位置に位置しているかに拘わらず、当該対応するブレーキローラを常時、前記伝動装置における共働する入力軸に連結させることができる。
【００４２】
他の好ましい形態においては、前記伝動装置は矯正機トランスミッション（straightening machine transmission）によって形成され、前記伝動装置はチェーン機構を介して発電機に連結される。前記矯正機トランスミッションは、前記伝動装置における複数の入力軸から共通出力軸への効率的なトルク伝達を可能とし、前記チェーン機構は、前記伝動装置から前記発電機への伝動構造の簡略化及び信頼性向上を図ることができる。
【００４３】
下記において説明する実施の形態及び改良形態は、種々の所望組み合わせで互いに対して結合され得る。
【００４４】
本発明の他の可能な実施の形態、改良形態及び実施形態は、前記又は下記において例示の実施の形態に関し説明される本発明の特徴の、明示されていない組み合わせを含む。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
添付図面は、本発明の実施の形態の理解を深める為のものである。添付図面は、実施の形態を表しており、本実施の形態との共働下に、本発明の本質及び概念を説明するものである。
添付図面に関し、他の実施の形態及び効果が派生される。添付図面に図示されている構成部材は、必ずしも、互いに対して正しいスケールでは表示されていない。
【図１】図１は、本発明の好ましい実施の形態に係る、巻き取られる長尺媒体にブレーキを掛ける為のブレーキ装置の模式図である。
【図２】図２は、本発明の他の好ましい改良形態に係る、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかける為のブレーキ装置の模式図である。
【図３】図３は、本発明のさらに他の好ましい改良形態に係る、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかける為のブレーキ装置の模式図である。
【図４】図４は、本発明のさらに他の好ましい改良形態に係る、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかける為のブレーキ装置の模式図である。
【図５】図５は、本発明のさらに他の好ましい改良形態に係る、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかける為のブレーキ装置の模式図である。
【図６】図６は、本発明のさらに他の好ましい改良形態に係る、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかける為のブレーキ装置の模式図である。
【図７】図７は、図６に示された本発明の好ましい改良形態に係る、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかけるブレーキ装置の側面図である。
【図８】図８は、図６に示された本発明の好ましい改良形態に係る、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかけるブレーキ装置の正面図である。
【図９】図９は、図６に示された本発明の好ましい改良形態に係る、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかけるブレーキ装置の平面図である。
【図１０】図１０は、本発明の好ましい実施の形態に係る、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかけるブレーキ装置の作動方法のフロー図である。
【図１１】図１１は、本発明の好ましい実施の形態に係る、巻き取られる長尺媒体を長手方向に沿って分断する為のスリットストリップ製造設備（slit strip installation）の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
図面中、同一又は機能的に同等の構成部材、部位又は部品については、特段の記載が無い限り、同一符号を付している。
【００４７】
図１は、本発明の好ましい実施の形態に係る、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかける為のブレーキ装置の模式図である。
【００４８】
巻き取られる長尺媒体１０にブレーキをかける為のブレーキ装置１は、保持装置１２を有している。
【００４９】
一のブレーキローラ１４ａ及び他のブレーキローラ１４ｂが前記保持装置１２内に配置されている。前記一のブレーキローラ１４ａは、軸端部１４ａ１、１４ａ２において前記保持装置１２に回転可能に装着されている。前記他のブレーキローラ１４ｂも同様に、軸端部１４ｂ１、１４ｂ２において前記保持装置１２に回転可能に装着されている。
【００５０】
巻き取られる長尺媒体１０は、前記一のブレーキローラ１４ａ及び前記他のブレーキローラ１４ｂの間を通過可能とされており、前記一のブレーキローラ１４ａ及び前記他のブレーキローラ１４ｂに対して摩擦接触している。
【００５１】
前記ブレーキ装置１は、さらに、伝動装置３４を介して前記一のブレーキローラ１４ａ及び前記他のブレーキローラ１４ｂに連結され、且つ、巻き取られる長尺媒体１０にブレーキをかける為に所定の制動トルクを前記一のブレーキローラ１４ａ及び前記他のブレーキローラ１４ｂに作用させるように構成されたエネルギー回収装置１６ａを有している。
【００５２】
巻き取られる長尺媒体１０は、好ましくは、鋼板ロール等の金属薄板ロールによって形成され、より好ましくは、精製金属薄板ロールによって形成される。これに代えて、巻き取られる長尺媒体は、例えば、ワイヤ、巻き取り紙又は他のウェブ状材料によって形成され得る。
【００５３】
本実施の形態においては、前記エネルギー回収装置１６ａは発電機によって形成されている。運動エネルギーを電気エネルギーに変換する為に、前記一のブレーキローラ１４ａ及び前記他のブレーキローラ１４ｂは前記発電機１６ａに連結されている。
【００５４】
前記発電機によって生成されたエネルギーは、特に電気使用部等の第１使用部１７ａで利用可能とされ、又は、配電網へ供給され得る。さらに、前記発電機１６ａによって生成される制動モーメントの種々のコントロールを可能とするコントロール装置２７が備えられている。
【００５５】
前記コントロール装置２７は、好ましくは、機械式コントローラによって形成される。これに代えて、前記コントロール装置２７は、例えば、電気式コントローラによって形成され得る。
【００５６】
図２は、本発明の他の好ましい改良形態に係る、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかける為のブレーキ装置の模式図である。
【００５７】
この形態においては、前記保持装置１２に配設される対応部材１４ｃは、スライドベース１４ｃによって形成されている。従って、前記一のブレーキローラ１４ａだけが、発電機として形成されたエネルギー回収装置１６ａに連結されている。この形態においては、前記一のブレーキローラ１４ａだけが備えられている為、前記発電機１６ａは、前記伝動装置を備えることなく、前記一のブレーキローラ１４ａに直接的に連結可能とされる。この形態においては、前記発電機１６ａ及び前記コントローラ２７は、共通ハウジング３５内に配設されている。
【００５８】
図３は、本発明のさらに他の好ましい改良形態に係る、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかける為のブレーキ装置の模式図である。
【００５９】
この形態においては、前記保持装置１２内に前記一のブレーキローラ１４ａ及び前記他のブレーキローラ１４ｂが配設されており、巻き取られる長尺媒体１０が両ローラ１４ａ、１４ｂの間に挿通されている。前記エネルギー回収装置１６ｂは、油圧ポンプ１６ｂによって形成されている。
【００６０】
前記油圧ポンプ１６ｂによって生成された油圧は、第２使用部１７ｂで利用可能とされ得る。即ち、前記一のブレーキローラ１４ａ及び前記他のブレーキローラ１４ｂの運動エネルギーは、前記油圧ポンプ１６ｂによって流体の油圧に変換される。
【００６１】
図４は、本発明のさらに他の好ましい改良形態に係る、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかける為のブレーキ装置の模式図である。
【００６２】
この形態においては、前記保持装置１２内に前記一のブレーキローラ１４ａ及び前記他のブレーキローラ１４ｂが配設されており、巻き取られる長尺媒体１０が両ローラ１４ａ、１４ｂの間に挿通されている。前記エネルギー回収装置１６ｃは、空気ポンプ１６ｃによって形成されている。
【００６３】
前記空気ポンプ１６ｃによって生成された空気圧は、第２使用部１７ｃで利用可能とされ得る。即ち、前記一のブレーキローラ１４ａ及び前記他のブレーキローラ１４ｂの運動エネルギーは、前記空気ポンプ１６ｃによって流体の空気圧に変換される。
【００６４】
図５は、本発明のさらに他の好ましい改良形態に係る、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかける為のブレーキ装置の模式図である。
【００６５】
この形態においては、前記保持装置１２内に前記一のブレーキローラ１４ａ及び前記他のブレーキローラ１４ｂが配設されており、巻き取られる長尺媒体１０が両ローラ１４ａ、１４ｂの間に挿通されている。この形態においては、前記一のブレーキローラ１４ａ及び前記他のブレーキローラ１４ｂは、第４使用部１７ｄを駆動する為の軸１６ｄに伝動装置３４を介して連結されている。
【００６６】
即ち、前記前記エネルギー回収装置１６ｄは、前記第４使用部１７ｄを駆動する為の軸１６ｄによって形成されている。
【００６７】
図６は、本発明のさらに他の好ましい改良形態に係る、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかける為のブレーキ装置の模式図である。
【００６８】
前記長尺媒体１０は好ましくは鋼板ロールによって形成される。これに代えて、前記長尺媒体１０は、紙又はプラスチックのロール、若しくは、ワイヤロールによって形成され得る。巻き取られる長尺媒体１０にブレーキをかける為の前記ブレーキ装置１は、さらに、保持装置１２を有している。
【００６９】
この形態においては、３つのブレーキローラ対が前記保持装置１２内に配設されており、図示の姿勢においては、第１ブレーキローラ対１４ａ、１４ｂと、第２ブレーキローラ対及び第３ブレーキローラ対のそれぞれにおける上方ブレーキローラ１８ａ、２０ａとが視認可能である。
【００７０】
前記第１ブレーキローラ対１４ａ、１４ｂを基準とした例を用いて説明するが、前記ブレーキローラ対は、それぞれの軸端部において前記保持装置１２に回転可能に装着されている。
【００７１】
即ち、前記第１ブレーキローラ対１４ａ、１４ｂは、対応する軸端部１４ａ１、１４ｂ１において前記保持装置１２に回転可能に装着されている。前記第１ブレーキローラ対は、一のブレーキローラ１４ａ及び他のブレーキローラ１４ｂを有しており、これらのブレーキローラ１４ａ、１４ｂは、前記長尺媒体１０が前記一のブレーキローラ１４ａ及び前記他のブレーキローラ１４ｂの間に挿通可能なように互いに対して配置されている。
【００７２】
前記ブレーキ装置１は、後述する図面に記載された連結手段によって前記伝動装置３４に連結されており、その後に、発電機１６ａに連結されている。それぞれのブレーキローラ対の運動エネルギーは、電気エネルギーへの変換の為に前記発電機１６ａに伝達される。
【００７３】
前記伝動装置３４は、前記第１ブレーキローラ対１４ａ、１４ｂにおける一のブレーキローラ１４ａ及び他のブレーキローラ１４ｂの回転速度を同期させ、そのトルクを前記伝動装置３４の共通出力軸（図１において図略）で合成するように構成されている。同じ構成が前記第２ブレーキローラ対及び前記第３ブレーキローラ対にも適用される。
【００７４】
前記伝動装置は図６〜図９に示されており、それぞれのブレーキローラを前記伝動装置に連結する為の連結手段は、図１、３、４及び５に示された形態にも同様に適用される。
【００７５】
図７は、図６に示された本発明の好ましい形態に係る、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかけるブレーキ装置の側面図である。
【００７６】
前記第１ブレーキローラ対における一のブレーキローラ１４ａ及び他のブレーキローラ１４ｂの高さ位置、前記第２ブレーキローラ対の高さ位置、並びに、前記第３ブレーキローラ対の高さ位置は、油圧シリンダー２２ａ２、２２ｂ２、２２ｃ２によって調整可能である。前記油圧シリンダー２２ａ２、２２ｂ２、２２ｃ２は、それぞれ、対応する前記ブレーキローラ対における一のブレーキローラ及び他のブレーキローラにそれぞれの軸端部で連結されており、且つ、前記保持装置１２に固定されている。
【００７７】
前記側面図においては、前記保持装置における２つの側面の一方が図示されている。この形態においては、各ブレーキローラ対における一のブレーキローラ及び他のブレーキローラは、略垂直方向に沿って形成されたスロット内において移動可能に配設されている。
【００７８】
前記側面図において各油圧シリンダと対応する上方ブレーキローラとの連結構造は図示されていないが、油圧シリンダの作動に応じて同期して互いに対して近接し且つ互いに対して離間するように対応する上方ブレーキローラ及び下方ブレーキローラを同期移動に適した機構を介して連結可能なことは、当業者にとって自明である。
【００７９】
これに代えて、例えば、前記各油圧シリンダを前記各ブレーキローラ対のうちの下方ブレーキローラのみに連結させ、対応するブレーキローラ対における上方ブレーキローラを前記保持装置に固定させることができる。この変形例においては、ブレーキローラ対が非係合位置又は非作動位置に移動される際には、各ブレーキローラ対における２つのブレーキローラのうちの１つのみが移動される。
【００８０】
前記第１ブレーキローラ対における一のブレーキローラ１４ａは、軸端部の一方において、ベアリング１５ａ２を介して前記保持装置１２に回転可能に装着されている。他のブレーキローラ１４ｂは、ベアリング１５ｂ２を介して前記保持装置１２に回転可能に装着されている。
【００８１】
同様に、前記第２ブレーキローラ対における一のブレーキローラ１８ａはベアリング１９ａ２を介して、他のブレーキローラ（図７においては図示せず）はベアリング１９ｂ２を介して、前記保持装置１２に回転可能に装着されている。
【００８２】
さらに、前記第３ブレーキローラ対における一のブレーキローラ２０ａはベアリング２１ａ２を介して、他のブレーキローラ（図７においては図示せず）はベアリング２１ｂ２を介して、前記保持装置１２に回転可能に装着されている。
【００８３】
図８は、図６に示された本発明の好ましい形態に係る、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかけるブレーキ装置の正面図である。
【００８４】
前記第１ブレーキローラ対における一のブレーキローラ１４ａ及び他のブレーキローラ１４ｂは、それぞれ、軸端部１４ａ１、１４ｂ１に、スプライン軸２４ａ、２４ｂを有している。この形態においては、軸端部１４ａ１、１４ｂ１は、前記保持装置１２における、前記伝動装置３４と対向する側面に配置されている。
【００８５】
前記一のブレーキローラ１４ａのスプライン軸２４ａは、第１スプライン軸フランジ２８ａのスプラインハブ２６ａに抜け止め状態またはポジティブロック状態 (in positively locking fashion) で連結されている。また、前記他のブレーキローラ１４ｂのスプライン軸２４ｂは、第２関節軸フランジ２８ｂのスプラインハブ２６ｂにポジティブロック状態で連結されている
【００８６】
前記第１関節軸フランジ２８ａは第１関節軸３０ａに連結されている。また、前記第２関節軸フランジ２８ｂは第２関節軸３０ｂに連結されている。
【００８７】
前記第１関節軸３０ａは前記伝動装置３４の第１入力軸３２ａに連結されている。また、前記第２関節軸３０ｂは前記伝動装置３４の第２入力軸３２ｂに連結されている。前記第１入力軸３２ａ及び前記第２入力軸３２ｂは、前記伝動装置３４内において、共通出力軸３７に結合されており、前記共通出力軸３７は、チェーン機構３８を介して、下方に配設された発電機１６ａに連結されている。前記伝動装置３４は、好ましくは、矯正機トランスミッション（straightening machine transmission）によって形成され得る。
【００８８】
さらに、前記第１関節軸３０ａは、前記伝動装置３４の第１入力軸３２ａに対する前記一のブレーキローラ１４ａの高さ変位を補償するように構成されている。また、前記第２関節軸３０ｂは、前記伝動装置３４の第２入力軸３２ｂに対する前記他のブレーキローラ１４ｂの高さ変位を補償するように構成されている。
【００８９】
前記第１入力軸３０ａ及び前記第２入力軸３０ｂは、それぞれ、３０００Ｎｍまでのトルクを前記伝動装置に伝達するように構成されている。
【００９０】
前記第１ブレーキローラ対１４ａ、１４ｂにおける一のブレーキローラ１４ａ及び他のブレーキローラ１４ｂ、並びに、前記第２及び第３ブレーキローラ対におけるブレーキローラは、それぞれ、直径／長さの比率が０．１から０．５、好ましくは、０．２から０．４、より好ましくは、０．２から０．３とされる。
【００９１】
図９は、図６に示された本発明の好ましい形態に係る、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかけるブレーキ装置の平面図である。
【００９２】
前記保持装置１２内において、前記第１ブレーキローラ対１４ａ、１４ｂ、前記第２ブレーキローラ対１８ａ、１８ｂ、及び、前記第３ブレーキローラ対２０ａ、２０ｂは、巻き取られる長尺媒体１０の搬送方向に沿って直列に配置されている。なお、図示の姿勢においては、前記ブレーキローラ対のそれぞれの上部ブレーキローラのみが図示される。
【００９３】
前記伝動装置３４は、前記ブレーキローラ対における一のブレーキローラ１４ａ、１８ａ、２０ａ及び他のブレーキローラ１４ｂ、１８ｂ、２０ｂの回転速度を、１：１５から１：２５、好ましくは、１：１９の変速比で増速させる。
【００９４】
前記第１ブレーキローラ対における一のブレーキローラ１４ａ及び他のブレーキローラ１４ｂについての図８での既述説明と同様に、前記第２ブレーキローラ対及び前記第３ブレーキローラ対のそれぞれにおける一のブレーキローラ及び他のブレーキローラは、対応する連結手段によって前記伝送装置３４に連結されている。
【００９５】
即ち、図９に示されるように、前記第２ブレーキローラ対における一のブレーキローラ１８ａは、軸端部において前記保持装置１２に回転自在に装着されており、前記軸端部に、第１関節軸フランジ３８ａのスプラインハブ３６ａにポジティブロック状態 (in positively locking fashion) で連結されるスプラインを有している。
【００９６】
前記第１関節軸フランジ３８ａは第１関節軸４０ａに連結されており、前記第１関節軸４０ａは、反対側の軸端部において他の関節軸フランジ４１ａに連結され、前記他の関節軸フランジ４１ａが前記伝動装置３４の第１入力軸４２ａに連結されている。
【００９７】
さらに、図９に示されるように、前記第３ブレーキローラ対における一のブレーキローラ２０ａは、軸端部において前記保持装置１２に回転自在に装着されており、前記軸端部に、第１関節軸フランジ４８ａのスプラインハブ４６ａにポジティブロック状態で連結されるスプラインを有している。
【００９８】
前記第１関節軸フランジ４８ａは第１関節軸５０ａに連結されており、前記第１関節軸５０ａは、反対側の軸端部において他の関節軸フランジ５１ａに連結され、前記他の関節軸フランジ５１ａが前記伝動装置３４の第１入力軸５２ａに連結されている。
【００９９】
図１０は、本発明の好ましい実施の形態に係る、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかけるブレーキ装置の作動方法のフロー図である。
【０１００】
前記方法は、少なくとも１つのブレーキローラ１４ａ及び前記少なくとも１つのブレーキローラ１４ａの近傍に配置された少なくとも１つの対応部材１４ｂ；１４ｃが配設された保持装置１２であって、前記少なくとも１つのブレーキローラ１４ａを軸端部１４ａ１、１４ａ２で回転自在に保持する保持装置１２を用意する工程Ｓ１を有している。
【０１０１】
前記方法は、さらに、巻き取られる長尺媒体が前記少なくとも１つのブレーキローラ１４ａ及び前記少なくとも１つの対応部材１４ｂ；１４ｃの間に挿通され且つ前記少なくとも１つのブレーキローラ１４ａ及び前記少なくとも１つの対応部材１４ｂ；１４ｃに摩擦接触するように、前記少なくとも１つのブレーキローラ１４ａ及び前記少なくとも１つの対応部材１４ｂ；１４ｃを配置させる工程Ｓ２を有している。
【０１０２】
前記方法は、さらに、前記少なくとも１つのブレーキローラ１４ａの運動エネルギーを、当該少なくとも１つのブレーキローラ１４ａに連結され且つ巻き取られる長尺媒体１０にブレーキをかける為に所定の制動モーメントで前記少なくとも１つのブレーキローラ１４ａに作用するエネルギー回収装置１６ａ；１６ｂ；１６ｃ；１６ｄによって変換する工程Ｓ３を有している。
【０１０３】
図１１は、本発明の好ましい実施の形態に係る、巻き取られる長尺媒体を長手方向に沿って分断する為のスリットストリップ製造設備（slit strip installation）の模式図である。
【０１０４】
前記スリットストリップ製造設備１００は、ロールに長尺媒体が挿入又は装着されている巻き戻しリール１０１を有している。さらに、前記スリットストリップ製造設備１００は、前記長尺媒体１０を長手方向に沿って切断するスリット装置１０１ａを有している。
【０１０５】
これの下流に、前記スリットストリップ製造設備１００はピット１０２を有し、前記ピット１０２の下流側に本発明に係るブレーキ装置１が備えられている。前記ブレーキ装置１の下流側には巻き取りリール１０３が備えられており、前記巻き取りリール１０３内において、分断された長尺媒体１０が再度、巻き取られる。
【０１０６】
好ましい例示形態に基づいて本発明の説明を行ったが、本発明はかかる形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。特に、本発明の本質から逸脱することなく、本発明に種々の変更又は改良を行うことが可能である。
【０１０７】
例えば、前記ブレーキ装置の構成部品の形状、大きさ及び／又は状態を変更することができる。
【図１】
2020063153.tif 000003
【図２】
2020063153.tif 000004
【図３】
2020063153.tif 000005
【図４】
2020063153.tif 000006
【図５】
2020063153.tif 000007
【図６】
2020063153.tif 000008
【図７】
2020063153.tif 000009
【図８】
2020063153.tif 000010
【図９】
2020063153.tif 000011
【図１０】
2020063153.tif 000012
【図１１】
2020063153.tif 000013
【外国語明細書】
Description
Title
Brake device and method for operating a brake device
The invention relates to a brake device for braking an elongate medium that is to be wound up. The invention furthermore relates to a method for operating a brake device for braking an elongate medium that is to be wound up.
Prior art
It is conventional for large rolls of sheet steel to be unrolled on a slit strip installation and to be cut lengthwise into narrower sheet strips. These are, after the cutting process, rolled up again on a winding reel. During the winding process, however, depending on the sheet thickness, an offset may occur in an axial direction of the roll of sheet steel.
This is disadvantageous with regard to further processing of the rolls of sheet steel in downstream working processes, because the further processing is made more difficult by this.
The problem of the occurrence of an offset or winding error arises because the slit strip installation has originally been designed for thinner material, but has over time been gradually upgraded in order to be able to process or cut relatively thick sheet thicknesses.
The strip brake which is required for the winding of the coils and which is arranged upstream of a winding-up reel has however hitherto conventionally not been adapted to the greater sheet thicknesses. Owing to the braking power being too low, winding errors therefore repeatedly occur in the case of greater sheet thicknesses.
DE 40 01 787 C1 discloses a method for simultaneously winding up multiple mutually separate steel strips, which are formed by longitudinal division of one wide metal strip, on one common winding-up mandrel which can be expanded in diameter, wherein, firstly, the strip starting ends of all slit strips that are to be wound up simultaneously are fixed with predetermined axial spacings to one another on the winding-up mandrel.
Then, by rotation of said winding-up mandrel, the slit strips are wound up under tension, in more than one starting winding, onto the expanded winding-up mandrel, and two starting windings, situated radially one on top of the other, of the respective slit strip are connected to one another fixedly in terms of tangential shear in order to thus form a closed sleeve from the starting windings of each slit strip.
DE 20 2015 105 036 U1 discloses a holding device for rolls, comprising an areal supporting belt for encompassing a circumference of at least one roll, and comprising two rotatable drums, wherein the ends of the supporting belt are fastened to the drums, such that, during a rotation of at least one of the drums, the supporting belt is at least partially rolled up on a drum.
In the case of above-stated conventional solutions, it is however disadvantageously possible for an offset to occur in an axial direction of the roll of sheet steel during the winding onto the winding-up reel.
Furthermore, generic strip brake devices are generally designed such that the braking of the material in strip form is effected by pressing a pad-type brake against the material in strip form by the strip brake device. This has the disadvantage inter alia that, in the event of an accumulation of dust or for example metal chips that may arise during the slitting of the roll, this or these can disadvantageously be pressed by the pad-type brake into the material in strip form and thus lead to scratching of and damage to the material in strip form. Secondly, the braking of the material by means of the conventional pad-type brake is energy-intensive.
It is therefore the object of the present invention to provide a brake device for braking an elongate medium that is to be wound up, which brake device permits error-free winding of the material in strip form in various material thicknesses and which brake device is operable in an energy-efficient manner.
The object is achieved by means of a brake device having the features of Patent Claim 1. The object is furthermore achieved by means of a method for operating a brake device having the features of Patent Claim 15. The object is moreover achieved by means of a slit strip installation for longitudinally dividing an elongate medium that is to be wound up, having the features of Patent Claim 16.
Disclosure of the invention
The present invention provides a brake device for braking an elongate medium that is to be wound up, having a holding device in which at least one braking roller and at least one counterpart arranged adjacent to the at least one braking roller are arranged, wherein the at least one braking roller is rotatably mounted at axial end portions in the holding device, wherein the elongate medium to be wound up can be led through between the at least one braking roller and the at least one counterpart and forms frictional contact with the at least one braking roller and the at least one counterpart, and having an energy recovery device which is coupled to the at least one braking roller and which is designed to act on the at least one braking roller with a predefined braking moment in order to brake the elongate medium that is to be wound up.
The present invention furthermore provides a method for operating a brake device for braking an elongate medium that is to be wound up. The method comprises providing a holding device in which a braking roller and at least one counterpart arranged adjacent to the at least one braking roller are arranged, wherein the at least one braking roller is rotatably mounted at axial end portions in the holding device.
The method furthermore comprises arranging the at least one braking roller and the at least one counterpart arranged adjacent to the at least one braking roller such that the elongate medium to be wound up can be led through between the at least one braking roller and the at least one counterpart and forms frictional contact with the at least one braking roller and the at least one counterpart.
The method furthermore comprises converting kinetic energy of the at least one braking roller by means of an energy recovery device which is coupled to the at least one braking roller and which acts on the at least one braking roller with a predefined braking moment in order to brake the elongate medium that is to be wound up.
The present invention moreover provides a slit strip installation for longitudinally dividing an elongate medium that is to be wound up, preferably a steel strip, having an unwinding reel, a winding-up reel and a brake device according to the invention arranged between the unwinding reel and the winding-up reel.
It is a concept of the present invention, through the provision of the energy recovery device, which is coupled to the at least one braking roller, to advantageously recuperate braking power of the at least one braking roller for braking the material in strip form, and thus make said braking power available to a further consumer. The energy that is normally wasted during the braking of the elongate medium that is to be wound up can thus be made reusable.
Furthermore, a surface of the elongate medium that is to be wound up can be preserved through the provision of the at least one braking roller, because, by contrast to the brake pads, only punctiform contact is provided in the case of the rolling of the brake roller on the elongate medium, by contrast to linear contact in the case of the pad-type brake of the prior art.
Advantageous embodiments and refinements will emerge from the subclaims and from the description with reference to the figures.
In a preferred refinement, provision is made whereby the at least one counterpart arranged in the holding device is formed by at least one further braking roller or a slide base, and wherein the at least one braking roller is coupled to the energy recovery device directly or via a transmission. Thus, the brake device can advantageously be adapted to respective system and structural requirements. In the case of the provision of only one braking roller, this may for example be coupled directly to the energy recovery device. In the case of the provision of a multiplicity of braking rollers, these may for example be coupled to a transmission, which in turn is connected to the energy recovery device.
In a further preferred refinement, provision is made whereby the at least one further braking roller is coupled to the energy recovery device, wherein the energy recovery device is designed to act on the further braking roller with a predefined braking moment in order to brake the elongate medium that is to be wound up.
As a result of the elongate medium that is to be wound up being acted on with the predefined braking moment, the energy recovery device can advantageously recuperate the braking power and make said braking power available to another suitable consumer.
In a further preferred refinement, provision is made whereby the energy recovery device is formed by an electrical generator, a hydraulic pump, a pneumatic pump or a mechanical device. Owing to the multiplicity of possible designs of the energy recovery device, flexibility exists with regard to the form of the recuperated energy, depending on the type of consumer that the recuperated energy is to be provided to.
In a further preferred refinement, provision is made whereby the at least one braking roller is, for the conversion of kinetic energy into electrical energy, coupled to the electrical generator, wherein the electrical energy generated by the electrical generator can be provided to a first consumer, in particular an electrical consumer, or can be fed into the grid.
The design of the energy recovery device in the form of an electrical machine, which is operated as a generator, advantageously offers the greatest possible flexibility, because a multiplicity of consumers can be driven with the generated electrical energy, or the energy can be fed into the grid.
In a further preferred refinement, provision is made whereby the at least one braking roller is, for the conversion of kinetic energy into a hydraulic pressure, coupled to the hydraulic pump, wherein the hydraulic pressure generated by the hydraulic pump can be provided to a second consumer, or whereby the at least one braking roller is, for the conversion of kinetic energy into a pneumatic pressure, coupled to the pneumatic pump, wherein the pneumatic pressure generated by the pneumatic pump can be provided to a third consumer, or whereby the at least one braking roller is coupled to a shaft for driving a fourth consumer. It is thus advantageously possible for the energy recovery device to be implemented in the form of a suitable solution in a manner dependent on the individual requirements.
In a further preferred refinement, provision is made whereby a braking moment generated by the energy recovery device can be controlled in a variable manner by means of a control device, wherein the control device is formed by a mechanical controller or an electrical controller. Braking power of the at least one braking roller coupled to the energy recovery device can thus be individually adapted to a thickness of the elongate medium that is to be wound up, such that the braking power can be optimally set for a thickness, which is to be processed, of the elongate medium. In this way, an offset during the winding in an axial direction of the elongate medium can be prevented, and kinetic energy of the at least one braking roller can additionally be recuperated.
In a further preferred refinement, provision is made whereby, in the holding device, a first braking roller pair, a second braking roller pair and a third braking roller pair are arranged so as to be offset with respect to one another in a longitudinal direction of the holding device and adjustable in height, wherein the first braking roller pair, the second braking roller pair and the third braking roller pair are adjustable in height from an operational position into a non-operational position.
The provision of multiple braking roller pairs has the advantage that, by contrast to the provision of only one braking roller pair, less torque is transmitted by each of the braking roller pairs onto shafts that connect the braking roller pair to a transmission. Furthermore, through the provision of a multiplicity of braking roller pairs, redundancy is provided in the strip brake device, by means of which redundancy a failure of one of the braking roller pairs can be compensated by means of one of the further braking roller pairs.
The height adjustability of the respective braking roller pairs furthermore makes it possible for a number of braking roller pairs that is used to be controllable in a manner dependent on individual requirements on the braking power, such that, in the present strip brake device, it is for example possible for one braking roller pair, two braking roller pairs or three braking roller pairs to be used.
In a further preferred refinement, provision is made whereby a height position of the braking roller and/or of the further braking roller is adjustable by means of hydraulic cylinders which are connected to the braking roller and to the further braking roller at respective axial end portions of said braking roller and further braking roller and which are fastened to the holding device.
It is thus possible for the braking roller and/or the further braking roller of the respective braking roller pair to be adjusted from the operational position into the non-operational position and vice versa by means of the hydraulic cylinders as required.
In a further preferred refinement, provision is made whereby the braking roller and the further braking roller have, at the axial end portions, a spline shaft, wherein the spline shaft of the braking roller is connected in positively locking fashion to a spline hub of a first articulated shaft flange, and the spline shaft of the further braking roller is connected in positively locking fashion to a spline hub of a second articulated shaft flange.
The design of the axial end portions of the braking roller and of the further braking roller in the form of a spline hub permits an efficient transmission of torque to downstream shafts, without slippage occurring. By means of the positively locking connection of the spline shaft of the braking roller to the spline hub of a first articulated shaft flange and of the spline shaft of the further braking roller to a spline hub of a second articulated shaft flange, an effective transmission of force from the spline shaft to the spline hub of the respective articulated shaft flange can be made possible.
In a further preferred refinement, provision is made whereby the first articulated shaft flange is connected to a first articulated shaft and the second articulated shaft flange is connected to a second articulated shaft, wherein the first articulated shaft is connected to a first input shaft of the transmission and the second articulated shaft is connected to a second input shaft of the transmission.
Kinetic energy of each individual one of the braking rollers can thus be transmitted directly by means of an articulated shaft to the transmission.
In a further preferred refinement, provision is made whereby the transmission is designed to synchronize a rotational speed of the first braking roller and of the second braking roller of the at least one braking roller pair and to merge the torque thereof onto a common output shaft of the transmission.
The provision of the transmission thus has the advantage that a rotational speed of the braking roller and of the further braking roller of a respective braking roller pair can always be kept synchronized, which contributes to uniform braking of the elongate medium by means of the respective braking roller pair.
In a further preferred refinement, provision is made whereby the first articulated shaft is designed to compensate a height offset of the braking roller with respect to the first input shaft of the transmission, and wherein the second articulated shaft is designed to compensate a height offset of the further braking roller with respect the second input shaft of the transmission. The provision of the articulated shafts thus has the advantage that the respective braking rollers are always connected to the associated input shaft of the transmission, regardless of whether the respective braking rollers are arranged in an operational position or in a non-operational position.
In a further preferred refinement, provision is made whereby the transmission is formed by a straightening machine transmission, wherein the transmission is coupled by means of a chain drive to the electrical generator. The provision of a straightening machine transmission permits an effective transmission of torque from the multiplicity of input shafts to a common output shaft of the transmission, wherein the chain drive permits a structurally simple and reliable transmission of force from the transmission to the electrical generator.
The described embodiments and refinements may be combined with one another in any desired manner.
Further possible embodiments, refinements and implementations of the invention also encompass combinations, which have not explicitly been mentioned, of features of the invention that are described above or below with regard to the exemplary embodiments.
Brief description of the drawings
The appended drawings are intended to impart further understanding of the embodiments of the invention. They illustrate embodiments and serve, in conjunction with the description, for explaining principles and concepts of the invention.
Other embodiments, and many of the stated advantages, will emerge with regard to the drawings. The illustrated elements of the drawings are not necessarily shown true to scale with respect to one another.
In the drawings:
figure 1 is a schematic illustration of a brake device for braking an elongate medium to be wound up, as per a preferred embodiment of the invention;
figure 2 is a schematic illustration of the brake device for braking an elongate medium to be wound up, as per a further preferred refinement of the invention;
figure 3 is a schematic illustration of the brake device for braking an elongate medium to be wound up, as per a further preferred refinement of the invention;
figure 4 is a schematic illustration of the brake device for braking an elongate medium to be wound up, as per a further preferred refinement of the invention;
figure 5 is a schematic illustration of the brake device for braking an elongate medium to be wound up, as per a further preferred refinement of the invention;
figure 6 is a schematic illustration of the brake device for braking an elongate medium to be wound up, as per a further preferred refinement of the invention;
figure 7 shows a side view of the brake device for braking the elongate medium to be wound up, as per the further preferred embodiment of the invention shown in figure 6;
figure 8 shows a further side view of the brake device for braking the elongate medium to be wound up, as per the further preferred embodiment of the invention shown in figure 6;
figure 9 shows a plan view of the brake device for braking the elongate medium to be wound up, as per the further preferred embodiment of the invention shown in figure 6;
figure 10 shows a flow diagram of a method for operating a brake device for braking the elongate medium to be wound up, as per the preferred embodiment of the invention; and
figure 11 is a schematic illustration of a slit strip installation for longitudinally dividing the elongate medium to be wound up, as per the preferred embodiment of the invention.
In the figures of the drawings, identical reference designations denote identical or functionally identical elements, parts or components, unless stated otherwise.
Figure 1 is a schematic illustration of a brake device for braking an elongate medium to be wound up, as per a preferred embodiment of the invention.
The brake device 1 for braking the elongate medium 10 to be wound up has a holding device 12.
A braking roller 14a and a further braking roller 14b are arranged in the holding device 12. The braking roller 14a is rotatably mounted at axial end portions 14a1, 14a2 in the holding device 12. Furthermore, the further braking roller 14b is likewise rotatably mounted at axial end portions 14b1, 14b2 in the holding device 12.
The elongate medium 10 to be wound up can be led through between the braking roller 14a and the further braking roller 14b, and forms frictional contact with the braking roller 14a and the further braking roller 14b.
The brake device 1 furthermore has an energy recovery device 16a which is coupled to the braking roller 14a and to the further braking roller 14b by means of a transmission 34 and which is designed to act on the braking roller 14a and the further braking roller 14b with a predefined braking torque in order to brake the elongate medium 10 that is to be wound up.
The elongate medium 10 that is to be wound up is formed preferably by a roll of sheet metal, for example a roll of sheet steel, particularly preferably a roll of high-grade sheet steel. Alternatively, the elongate medium to be wound up may be formed for example by a wire, a paper web or some other material in web form.
In the present embodiment, the energy recovery device 16a is formed by an electrical generator 16a. The braking roller 14a and the further braking roller 14b are, for the conversion of kinetic energy into electrical energy, coupled to the electrical generator 16a.
The energy generated by means of the electrical generator can be made available to a first consumer 17a, in particular an electrical consumer, or can be fed into the grid. Furthermore, a control device 27 is provided which permits variable control of the braking moment generated by the electrical generator 16a.
The control device 27 is formed preferably by a mechanical controller. Alternatively, the control device 27 may be formed for example by an electrical controller.
Figure 2 is a schematic illustration of the brake device for braking the elongate medium to be wound up, as per a further preferred refinement of the invention.
In the present embodiment, the counterpart 14c arranged in the holding device 12 is formed by a slide base 14c. Thus, only the braking roller 14a is coupled to the energy recovery device 16a formed as an electrical generator. Since, in the present embodiment, only one braking roller 14a is provided, the electrical generator 16a can be coupled directly to the braking roller 14a without the provision of a transmission. The electrical generator 16a and the controllers 27 are, in the present embodiment, arranged in a common housing 35.
Figure 3 is a schematic illustration of the brake device for braking the elongate medium to be wound up, as per a further preferred refinement of the invention.
In the present embodiment, the braking roller 14a and the further braking roller 14b are arranged in the holding device 12, between which rollers the elongate medium 10 to be wound up can be led through. The energy recovery device 16b is formed by a hydraulic pump 16b.
A hydraulic pressure generated by means of the hydraulic pump 16b can be made available to a second consumer 17b. Kinetic energy of the braking roller 14a and of the further braking roller 14b can thus be converted by the hydraulic pump 16b into a hydraulic pressure of a fluid.
Figure 4 is a schematic illustration of the brake device for braking the elongate medium to be wound up, as per a further preferred refinement of the invention.
In the present embodiment, the braking roller 14a and the further braking roller 14b are arranged in the holding device 12, between which rollers the elongate medium 10 to be wound up can be led through. The energy recovery device 16b is formed by a pneumatic pump 16c.
A pneumatic pressure generated by means of the pneumatic pump 16c can be made available to a second consumer 17c. Kinetic energy of the braking roller 14a and of the further braking roller 14b can thus be converted by the pneumatic pump 16c into a pneumatic pressure of a fluid.
Figure 5 is a schematic illustration of the brake device for braking the elongate medium to be wound up, as per a further preferred refinement of the invention.
In the present embodiment, the braking roller 14a and the further braking roller 14b are arranged in the holding device 12, between which rollers the elongate medium 10 to be wound up can be led through, wherein the braking roller 14a and the further braking roller 14b are coupled by means of a transmission 34 to a shaft 16d for driving a fourth consumer 17d.
The energy recovery device 16d is thus formed by the shaft 16d for driving the fourth consumer 17d.
Figure 6 is a schematic illustration of the brake device for braking the elongate medium to be wound up, as per a further preferred refinement of the invention.
The elongate medium 10 is formed preferably by a roll of sheet steel. Alternatively, the elongate medium 10 may be formed for example by a roll of paper or plastic or a roll of wire. The brake device 1 for braking the elongate medium 10 to be wound up furthermore has the holding device 12.
In the present embodiment, three braking roller pairs are arranged in the holding device 12, wherein, in the present view, it is possible to see a first braking roller pair 14a, 14b and in each case one upper braking roller 18a, 20a of a second braking roller pair and of a third braking roller pair.
The respective braking roller pairs, discussed by way of example on the basis of the first braking roller pair 14a, 14b, are rotatably mounted at respective axial end portions in the holding device 12.
Thus, the first braking roller pair 14a, 14b is rotatably mounted at corresponding axial portions 14a1, 14b1 in the holding device 12. The first braking roller pair has the braking roller 14a and the further braking roller 14b, which are arranged relative to one another in the holding device 12 such that the elongate medium 10 can be led through between the braking roller 14a and the further braking roller 14b.
The brake device 1 is coupled by the connecting means described in the following figures to the transmission 34, which in turn is connected to an electrical generator 16a. Kinetic energy of the respective braking roller pair that is used is thus transmitted to the electrical generator 16a for conversion of the kinetic energy into electrical energy.
The transmission 34 is furthermore designed to synchronize a rotational speed of the braking roller 14a and of the further braking roller 14b of the first braking roller pair 14a, 14b and to merge the torque thereof onto a common output shaft (not shown in figure 1) of the transmission 34. The same applies to the respective braking rollers of the second braking roller pair and of the third braking roller pair.
The transmission is shown in Figures 6 - 9 and the connecting means for connecting the respective braking rollers to the transmission are likewise applicable to the embodiments shown in Figures 1, 3, 4 and 5.
Figure 7 shows a side view of the brake device for braking the elongate medium to be wound up, as per the further preferred embodiment of the invention shown in Figure 6.
A height position of the braking roller 14a and of the further braking roller 14b of the first braking roller pair, of the second braking roller pair and of the third braking roller pair is adjustable by means of hydraulic cylinders 22a1, 22b2, 22c2 which are connected to the braking roller and to the further braking roller of the respective braking roller pair at respective axial end portions of said braking roller and further braking roller and which are fastened to the holding device 12.
In the present side view, one of the two sides of the holding device is illustrated. The braking roller and the further braking roller of the respective braking roller pair are in this case arranged movably in a substantially vertically arranged slot.
The connection of the respective hydraulic cylinder to the respective upper braking roller is not shown in the present illustration, wherein it is clear to a person skilled in the art that the upper braking roller and the lower braking roller can be connected, by means of a respective mechanism suitable for this purpose, such that said upper braking roller and lower braking roller can be moved synchronously toward one another and away from one another in the event of actuation of the hydraulic cylinder.
Alternatively, the respective hydraulic cylinder may for example be connected only to one of the lower braking rollers of the respective braking roller pair, and the respective upper braking roller of the corresponding braking roller pair may be fixed in the holding device, such that, in the event of a movement of a respective braking roller pair into a disengaged position or non-operational position, only one of the two braking rollers of the respective braking roller pair is moved.
The braking roller 14a of the first braking roller pair is rotatably mounted at one of its axial end portions by means of a bearing 15a2 in the holding device 12. The further braking roller 14b is rotatably mounted by means of a bearing 15b2 in the holding device 12.
Equally, one braking roller 18a of the second braking roller pair is rotatably mounted by means of a bearing 19a2, and the further braking roller (not shown in figure 7) of the second braking roller pair is rotatably mounted by means of a bearing 19b2, in the holding device 12.
Furthermore, the braking roller 20a1 of the third braking roller pair is rotatably mounted by means of a bearing 21a2, and the further braking roller (not shown in figure 7) of the third braking roller pair is rotatably mounted by means of a bearing 21b2, in the holding device 12.
Figure 8 shows a further side view of the brake device for braking the elongate medium to be wound up, as per the further preferred embodiment of the invention shown in Figure 6.
The braking roller 14a and the further braking roller 14b of the first braking roller pair have, at axial end portions 14a1, 14b2, a spline shaft 24a, 24b. The axial end portions 14a1, 14b2 are in this case arranged on a side of the holding device 12 which is situated opposite the transmission 34.
The spline shaft 24a of the braking roller 14a is connected in positively locking fashion to a spline hub 26a of a first spline shaft flange 28a. Furthermore, the spline shaft 24b of the further braking roller 14b is connected in positively locking fashion to a spline hub 26b of a second articulated shaft flange 28b.
The first articulated shaft flange 28a is connected to a first articulated shaft 30a. Furthermore, the second articulated shaft flange 28b is connected to a second articulated shaft 30b.
The first articulated shaft 30a is connected to a first input shaft 32a of the transmission 34. Furthermore, the second articulated shaft 30b is connected to a second input shaft 32b of the transmission 34. The first input shaft 32a and the second input shaft 32b of the transmission 34 are, in the transmission 34, merged onto the common output shaft 37, which is coupled by means of a chain drive 38 to the electrical generator 16a arranged therebelow. The transmission 34 is preferably formed by a straightening machine transmission.
Furthermore, the first articulated shaft 30a is designed to compensate a height offset of the braking roller 14a with respect to the first input shaft 32a of the transmission 34. Furthermore, the second articulated shaft 30b is designed to compensate a height offset of the further braking roller 14b with respect to the second input shaft 32b of the transmission 34.
The first input shaft 30a and the second input shaft 30b are each designed to transmit a torque of up to 3000 Nm to the transmission.
The braking roller 14a and the further braking roller 14b of the first braking roller pair 14a, 14b and of the second and third braking roller pairs (not illustrated in figure 8) each have a diameter/length ratio of 0.1 to 0.5, preferably of 0.2 to 0.4, particularly preferably of 0.2 to 0.3.
Figure 9 shows a plan view of the brake device for braking the elongate medium to be wound up as per the further preferred embodiment of the invention shown in Figure 6.
In the holding device 12, the first braking roller pair 14a, 14b, the second braking roller pair 18a, 18b and the third braking roller pair 20a, 20b are arranged sequentially in a conveying direction of the elongate medium 10 to be wound up, wherein, in the present illustration, in each case only the respective upper braking roller of the respective braking roller pair is shown.
The transmission 34 converts the rotational speed of the braking roller 14a, 18a, 20a and of the further braking roller 14b, 18b, 20b of the respective braking roller pairs into a higher rotational speed with a ratio of 1:15 to 1:25, preferably of 1:19.
As already described in figure 8 with regard to the braking roller 14a and the further braking roller 14b of the first braking roller pair, the braking roller and the further braking roller of the second braking roller pair and third braking roller pair are likewise connected by corresponding connecting means to the transmission 34.
Thus, as illustrated in Figure 9, the braking roller 18a of the second braking roller pair is rotatably mounted in the holding device 12 at an axial end portion and has, at the respective axial end portion, a spline shaft which is connected in positively locking fashion to a spline hub 36a of a first articulated shaft flange 38a.
The first articulated shaft flange 38a is connected to a first articulated shaft 40a, wherein the first articulated shaft 40a is connected at its opposite axial end portion to a further articulated shaft flange 41a, which in turn is coupled to a first input shaft 42a of the transmission 34.
Furthermore, as illustrated in figure 9, the braking roller 18a of the third braking roller pair is rotatably mounted at an axial end portion in the holding device 12 and has, at the respective axial end portion, a spline shaft which is connected in positively locking fashion to a spline hub 46a of a first articulated shaft flange 48a.
The first articulated shaft flange 48a is connected to a first articulated shaft 50a, wherein the first articulated shaft 50a is connected, at its opposite axial end portion, to a further articulated shaft flange 51a, which in turn is coupled to a first input shaft 52a of the transmission 34.
Figure 10 shows a flow diagram of a method for operating a brake device for braking the elongate medium to be wound up, as per the preferred embodiment of the invention.
The method comprises providing S1 a holding device 12 in which at least one braking roller 14a and at least one counterpart 14b; 14c arranged adjacent to the at least one braking roller 14a are arranged, wherein the at least one braking roller 14a is rotatably mounted at axial end portions 14a1, 14a2 in the holding device 12.
The method furthermore comprises arranging S2 the at least one braking roller 14a and the at least one counterpart 14b; 14c arranged adjacent to the at least one braking roller 14a such that the elongate medium 10 to be wound up can be led through between the at least one braking roller 14a and the at least one counterpart 14b; 14c and forms frictional contact with the at least one braking roller 14a and the at least one counterpart 14b; 14c.
The method furthermore comprises converting S3 kinetic energy of the at least one braking roller 14a by means of an energy recovery device 16a; 16b; 16c; 16d which is coupled to the at least one braking roller 14a and which acts on the at least one braking roller 14a with a predefined braking moment in order to brake the elongate medium 10 that is to be wound up.
Figure 11 is a schematic illustration of a slit strip installation for longitudinally dividing the elongate medium to be wound up, as per the preferred embodiment of the invention.
The slit strip installation 100 has an unwinding reel 101 in which a roll of the elongate medium is inserted or installed. Furthermore, the slit strip installation 100 has a slitting device 101a for slitting the elongate medium 10.
Downstream of this, the slit strip installation 100 has a pit 102, which is followed by the brake device 1 according to the present invention. Arranged so as to follow the brake device 1 is a winding-up reel 103, in which the slit, elongate medium 10 is rolled up again.
Although the present invention has been described above on the basis of preferred exemplary embodiments, it is not restricted to these, but rather may be modified in a many ways. In particular, the invention may be varied or modified in a wide variety of ways without departing from the core of the invention.
For example, a shape, dimension and/or condition of the components of the brake device may be modified
Claims
1. Brake device (1) for braking an elongate medium (10) that is to be wound up, having a holding device (12) in which at least one braking roller (14a) and at least one counterpart (14b; 14c) arranged adjacent to the at least one braking roller (14a) are arranged, wherein the at least one braking roller (14a) is rotatably mounted at axial end portions (14a1, 14a2) in the holding device (12), wherein the elongate medium (10) to be wound up can be led through between the at least one braking roller (14a) and the at least one counterpart (14b; 14c) and forms frictional contact with the at least one braking roller (14a) and the at least one counterpart (14b; 14c); and
having an energy recovery device (16a; 16b; 16c; 16d) which is coupled to the at least one braking roller (14a) and which is designed to act on the at least one braking roller (14a) with a predefined braking moment in order to brake the elongate medium (10) that is to be wound up.
2. Brake device according to Claim 1, characterized in that the at least one counterpart (14b; 14c) arranged in the holding device (12) is formed by at least one further braking roller (14b) or a slide base (14c), wherein the at least one braking roller (14a) is coupled to the energy recovery device (16a; 16b; 16c; 16d) directly or via a transmission (34).
3. Brake device according to Claim 2, characterized in that the at least one further braking roller (14b) is coupled to the energy recovery device (16a; 16b; 16c; 16d), wherein the energy recovery device (16a; 16b; 16c; 16d) is designed to act on the further braking roller (14b) with a predefined braking moment in order to brake the elongate medium (10) that is to be wound up.
4. Brake device according to any of the preceding claims, characterized in that the energy recovery device (16a; 16b; 16c; 16d) is formed by an electrical generator (16a), a hydraulic pump (16b), a pneumatic pump (16c) or a mechanical device (16d).
5. Brake device according to Claim 4, characterized in that the at least one braking roller (14a) is, for the conversion of kinetic energy into electrical energy, coupled to the electrical generator (16a), wherein the electrical energy generated by the electrical generator can be provided to a first consumer (17a), in particular an electrical consumer, or can be fed into the grid.
6. Brake device according to Claim 4, characterized in that the at least one braking roller (14a) is, for the conversion of kinetic energy into a hydraulic pressure, coupled to the hydraulic pump (16b), wherein the hydraulic pressure generated by the hydraulic pump (16b) can be provided to a second consumer (17b), or in that the at least one braking roller (14a) is, for the conversion of kinetic energy into a pneumatic pressure, coupled to the pneumatic pump (16c), wherein the pneumatic pressure generated by the pneumatic pump (16c) can be provided to a third consumer (17c), or in that the at least one braking roller (14a) is coupled to a shaft (16d) for driving a fourth consumer (17d).
7. Brake device according to any of the preceding claims, characterized in that a braking moment generated by the energy recovery device (16a; 16b; 16c; 16d) can be controlled in a variable manner by means of a control device (27), wherein the control device (27) is formed by a mechanical controller or an electrical controller.
8. Brake device according to any of the preceding claims, characterized in that, in the holding device (12), a first braking roller pair (14a, 14b), a second braking roller pair (18a, 18b) and a third braking roller pair (20a, 20b) are arranged so as to be offset with respect to one another in a longitudinal direction of the holding device (12) and adjustable in height, wherein the first braking roller pair (14a, 14b), the second braking roller pair (18a, 18b) and the third braking roller pair (20a, 20b) are adjustable in height from an operational position into a non-operational position.
9. Brake device according to any of the preceding claims, characterized in that a height position of the braking roller (14a) and/or of the further braking roller (14b) is adjustable by means of hydraulic cylinders (22a1, 22a2, 22b1, 22b2, 22c1, 22c2) which are connected to the braking roller (14a) and to the further braking roller (14b) at respective axial end portions (14a1, 14a2, 14b1, 14b2) of said braking roller and further braking roller and which are fastened to the holding device (12).
10. Brake device according to any of the preceding claims, characterized in that the braking roller (14a) and the further braking roller (14b) have, at the axial end portions (14a1, 14b1), a spline shaft (24a, 24b), wherein the spline shaft (24a) of the braking roller (14a) is connected in positively locking fashion to a spline hub (26a) of a first articulated shaft flange (28a), and the spline shaft (24b) of the further braking roller (14b) is connected in positively locking fashion to a spline hub (26b) of a second articulated shaft flange (28b).
11. Brake device according to Claim 10, characterized in that the first articulated shaft flange (28a) is connected to a first articulated shaft (30a) and the second articulated shaft flange (28b) is connected to a second articulated shaft (30b), wherein the first articulated shaft (30a) is connected to a first input shaft (32a) of the transmission (34) and the second articulated shaft (30b) is connected to a second input shaft (32b) of the transmission (34).
12. Brake device according to Claim 11, characterized in that the transmission (34) is designed to synchronize a rotational speed of the first braking roller (14a) and of the second braking roller (14b) of the at least one braking roller pair (14a, 14b) and to merge the torque thereof onto a common output shaft (37) of the transmission (34).
13. Brake device according to Claim 11 or 12, characterized in that the first articulated shaft (30a) is designed to compensate a height offset of the braking roller (14a) with respect to the first input shaft (32a) of the transmission (34), and wherein the second articulated shaft (30b) is designed to compensate a height offset of the further braking roller (14b) with respect the second input shaft (32b) of the transmission (34).
14. Brake device according to any of Claims 4, 5 and 7 to 13, characterized in that the transmission (34) is formed by a straightening machine transmission, wherein the transmission (34) is coupled by means of a chain drive (38) to the electrical generator (16).
15. Method for operating a brake device (1) for braking an elongate medium (10) that is to be wound up, having the steps:
providing (S1) a holding device (12) in which at least one braking roller (14a) and at least one counterpart (14b; 14c) arranged adjacent to the at least one braking roller (14a) are arranged, wherein the at least one braking roller (14a) is rotatably mounted at axial end portions (14a1, 14a2) in the holding device (12),
arranging (S2) the at least one braking roller (14a) and the at least one counterpart (14b; 14c) arranged adjacent to the at least one braking roller (14a) such that the elongate medium (10) to be wound up can be led through between the at least one braking roller (14a) and the at least one counterpart (14b; 14c) and forms frictional contact with the at least one braking roller (14a) and the at least one counterpart (14b; 14c); and
converting (S3) kinetic energy of the at least one braking roller (14a) by means of an energy recovery device (16a; 16b; 16c; 16d) which is coupled to the at least one braking roller (14a) and which acts on the at least one braking roller (14a) with a predefined braking moment in order to brake the elongate medium (10) that is to be wound up.
16. Slit strip installation (100) for longitudinally dividing an elongate medium (10) that is to be wound up, preferably a steel strip, having an unwinding reel (101), a winding-up reel (103) and a brake device (1) according to any of Claims 1 to 14 arranged between the unwinding reel (101) and the winding-up reel (102).
Abstract
The invention relates to a brake device (1) for braking an elongate medium (10) that is to be wound up, having an energy recovery device (16a; 16b; 16c; 16d) which is coupled to the at least one braking roller (14a) and which is designed to act on the at least one braking roller (14a) with a predefined braking moment in order to brake the elongate medium (10) that is to be wound up. The invention furthermore relates to a method for operating a brake device (1) for braking an elongate medium (10) that is to be wound up.
(Figure 1)
Ｆｉｇ1
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Ｆｉｇ2
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Ｆｉｇ3
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Ｆｉｇ5
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Ｆｉｇ6
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Ｆｉｇ7
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Ｆｉｇ8
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Ｆｉｇ9
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Ｆｉｇ10
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Ｆｉｇ11
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