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Title:
COATING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/002778
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a coating device (10) for coating a metal strip (12,12') in a molten bath (14). Said device comprises a shaft (16,18) which is rotatably mounted with a plain bearing (26¿1?, 26¿2?) in the molten bath (14) and used for guiding the metal strip(12). The plain bearing (26¿1?, 26¿2?) is formed by a bearing housing (32) and an open bearing shell (34) contained therein which comprises two bearing surfaces (36). The bearing shell (34) is provided with a deformation area (40) having a deforming element (44), said area being situated between the two bearing surfaces (36). When the radial forces of the shaft are high, both bearing shell halves (38¿1?, 38¿2?) come apart slightly. The deformation area ensures that both bearing liner halves remain interconnected and that there can be no rupture in this area.

Inventors:
PLAETZER DANIEL (DE)
PLAETZER WILFRIED (DE)
SCHMIDT ERNST-WERNER (DE)
LIEUTENANT ROMAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2002/006540
Publication Date:
January 09, 2003
Filing Date:
June 14, 2002
Export Citation:
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Assignee:
BAND ZINK GMBH (DE)
PLAETZER DANIEL (DE)
PLAETZER WILFRIED (DE)
SCHMIDT ERNST-WERNER (DE)
LIEUTENANT ROMAN (DE)
International Classes:
F16C33/08; C23C2/00; C23C2/22; F16C17/02; F16C27/02; F16C33/04; F16C33/24; (IPC1-7): C23C2/00; F16C33/04
Domestic Patent References:
WO1991003581A11991-03-21
Foreign References:
US5571328A1996-11-05
US5711613A1998-01-27
US5667310A1997-09-16
Attorney, Agent or Firm:
Selting, Günther (Deichmannhaus am Dom Köln, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Beschichtungsvorrichtung (10) zum Beschichten eines Me tallbandes (12, 12') in einer Metallschmelze (14), mit einer in der Metallschmelze (14) mit einem Gleitlager (261, 262) drehbar gelagerten Welle (16,18) zum Führen des Me tallbandes (12, 12'), wobei das Gleitlager (261, 262) von einem Lagergehäuse (32) und einer darin gehaltenen offenen Lagerschale (34) mit zwei Lagerflächen (36) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschale (34) zwischen den beiden Lagerflächen (36) ein Verformungselement (44) aufweist.
2. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass in der Lagerschale (34) ein durchgehender Radialspalt (42) gebildet ist, in dem das Verformungsele ment (44) angeordnet ist.
3. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschale (34) aus Keramik be steht.
4. Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 13, dadurch gekennzeichnet, dass das, Verformungselement (44) eine Graphitfolie ist.
5. Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Spaltweite des Ra dialspaltes (42) kleiner als 2,0 mm ist.
6. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, dass die Spaltweite des Radialspalts (42) zwischen 0,3 mm und 1,0 mm liegt.
7. Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (18) eine Stabili sierungswelle ist.
Description:
Beschichtungsvorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Beschichtungsvorrichtung zum Beschichten eines Metallbandes in einer Schmelze eines Me- talles.

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 Welle in der Metallschmelze nach oben umgelenkt, 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. Die Gleitlager werden jeweils von einem Lagergehäuse und einer darin gehaltenen nicht-geschlossenen einstückigen Lagerschale mit einem einzigen Lagerflächen-Paar gebildet. Bei hohen radialen Belastungen der Umlenk-bzw.

Stabilisierungswelle werden die beiden Lagerflächen durch den Wellenzapfen auseinandergespreizt. Bei starken Radialkräften können zwischen den beiden steif miteinander verbundenen Lagerflächen so hohe Biegekräfte auftreten, dass die Lager- schale in diesem Bereich bricht. Nach einem Bruch der Lager- schale muss diese ausgewechselt werden. Das Auswechseln der Lagerschale beansprucht mehrere Stunden, was bei Beschich- tungsanlagen mit einem Wert von bis zu 200 Millionen DM einen erheblichen Schaden darstellt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Bruch der Lager- schale auch bei hohen Radialbelastungen zu vermeiden.

Bei der erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung weist die Lagerschale zwischen den beiden Lagerflächen eine Verformungs- zone mit einem Verformungselement auf. Die beiden benachbarten Lagerflächen der Lagerschale sind also nicht mehr steif und damit bruchanfällig miteinander verbunden, sondern sind durch ein Verformungselement miteinander verbunden, das derart aus- gestaltet ist, dass es Verbiegungen unter Beibehaltung der Verbindung der beiden Lagerflächen bzw. Lagerschalenteile zu- lässt. Hierdurch wird ein unerwünschter Bruch der Lagerschale vermieden. Der kostspielige Austausch zerbrochener Lager- schalen entfällt.

Vorzugsweise wird die Verformungszone durch einen durchge- henden Radialspalt in der Lagerschale gebildet, der durch das Verformungselement ausgefüllt ist, das aus einem anderen Mate- rial als dem der beiden Lagerschalenteile besteht. Der Radialspalt teilt die Lagerschale in zwei separate Teile, die nur durch das Verformungselement miteinander verbunden sind.

Das Verformungselement ist in Form eines Streifens ausge- bildet, der den Radialspalt vollständig ausfüllt.

Die Verformungszone kann jedoch auch auf andere Weise ausge- bildet sein, beispielsweise als Drehgelenk oder in Form eines Filmgelenkes mit einer filmartigen dünnen Verbindungsbrücke zwischen den beiden Lagerflächen bzw. Lagerschalenteilen.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Lagerschale aus Keramik. Vorzugsweise ist das Verformungselement eine Graphit- folie, die in dem Radialspalt zwischen den beiden Lager- schalenteilen angeordnet ist und diese miteinander verbindet.

Wie Versuche ergeben haben, weist die Graphitfolie eine aus- reichende Flexibilität für bei hohen Radialkräften auftretende Bewegungen zwischen den beiden Lagerschalenteilen auf. Die Graphitfolie ist gleichzeitig ausreichend resistent gegen die ggf. sehr aggressive Metallschmelze.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Spaltweite kleiner als 2,0 mm, insbesondere zwischen 0,3 mm und 1,0 mm.

Wie Versuche ergeben haben, ist insbesondere eine Graphitfolie mit einer Stärke von 0,5-0, 8 mm gut geeignet als Verfor- mungselement in einem Radialspalt gleicher Weite.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Welle eine Stabilisierungswelle zur Stabilisierung des Metallbandes gegen Flattern.

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel 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, mit der Umlenkwelle im Teil- schnitt. Ein Metallband 12 wird durch eine Metallschmelze 14 geleitet, um die Oberfläche des Metallbandes 12 mit einer dün- nen Metallbeschichtung zu versehen. Die Metallschmelze kann aus flüssigem Zink, Blei, Zinn, Aluminium, Galvalum, Galfan oder anderen zur Metallbeschichtung geeigneten Metallen be- stehen. Die Metallschmelze 14 hat, je nach Art des geschmol- zenen Metalles, eine Temperatur von 400-1000 °C.

Das Metallband 12 wird unter einem Winkel von 30.-45 ° zur Horizontalen 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 Umschlin- gungswinkel des Metallbandes 12, 12'um die Umlenkwelle 16 be- trägt ungefähr 130 °. Die Zugkraft des Metallbandes 12 beträgt zwischen 1,0-8, 5 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 Stabi- lisierungswelle 18 ist an einem beweglichen Führungsarm 20 aufgehängt, der schwenkbar gelagert und in horizontaler Rich- tung auf das Metallband 12'vorgespannt ist. Ferner ist der Stabilisierungswellen-Führungsarm 20 durch ein entsprechendes Dämpfungselement in seiner horizontalen Bewegung gedämpft. So- wohl die Umlenkwelle 16 als auch die Stabilisierungswelle 18 sind ständig im Betrieb 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 Me- tallbandes 12'aufgebracht wird. Durch den Gasstrom wird die flüssige Metallschicht auf dem Metallband 12'auf eine be- stimmte gleichbleibende Schichtdicke reduziert.

Die Umlenkwelle 16 wird durch zwei Schwenkarme 171, 172 in der Metallschmelze 14 gehalten. Die Umlenkwelle 16 ist zu War- tungs-und Reparaturzwecken aus der Metallschmelze 14 heraus- hebbar. Auch der Führungsarm 20 mit der Stabilisierungswelle 18 ist zu diesem Zweck aus der Metallschmelze 14 heraushebbar.

Die Arme 171, 172, 20 werden mittels einer nicht dargestellten Wechseltraverse, an der sie befestigt sind, aus der Metall- schmelze 14 herausgehoben.

Wie in den Fig. 1-4 erkennbar ist, sind an den beiden einge- tauchten Enden der Schwenkarme 171, 172 jeweils Gleitlager 26l, 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 axial darin eingesteckten nicht geschlossenen Lager- schale 34 gebildet werden. Jede Lagerschale 34 bildet zwei Lagerflächen 36, die in einem Winkel von ungefähr 130° zuein- ander geneigt sind. Die Lagerflächen 136 sind im Längsschnitt leicht konvex zur Lagermitte hin gewölbt, wie in Fig. 3 er- kennbar, und sind im Querschnitt gerade ausgebildet, wie in Fig. 4 erkennbar ist. Der Wellenzapfen 28 und die Lagerflächen 36 berühren sich bei einer unverschlissenen Lagerschale 34 praktisch nur auf einer punktförmigen Berührungsfläche.

Die Lagerschale 34 besteht aus zwei Lagerschalenhälften 381, 382, zwischen denen eine Verformungszone 40 vorgesehen ist. Die Verformungszone 40 wird von einem radial und axial durchge- henden Radialspalt 42 gebildet, der als Verformungselement 44 eine Graphitfolie aufweist. Die Spaltweite des Radialspalts 42 und damit die Stärke der Graphitfolie beträgt ungefähr 0,5 mm.

Die Lagerschale 34 ist in eine entsprechende segmentartige Ausnehmung 33 des Lagergehäuses 32 eingesteckt. Die beiden Lagerschalenhälften 381, 382 bestehen aus Zirkonoxid, können jedoch auch aus einem anderen Keramikmaterial bestehen, wie beispielsweise Siliziumnitrid oder Siliziumcarbid.

Im Bereich des geschlossenen Bodens des Lagergehäuses ist je- weils eine axiale Anschlagplatte 46 aus Keramik eingelassen.

Wie sich insbesondere aus Fig. 1 ergibt, wirkt die sich aus den beiden unter Spannung stehenden Metallbandschenkeln er- gebende Kraft-Resultierende R der auf die beiden Gleitlager 261, 262 wirkenden Radialkräfte ungefähr in Richtung der Win- kelhalbierenden der beiden Schenkel des Metallbandes 12, 12'.

Die beiden Lagerflächen 36 sind ungefähr gleichwinklig zu bei- den Seiten der Radialkraftresultierenden R angeordnet, d. h. die Radialkraftresultierende R liegt ungefähr mittig zwischen den beiden Lagerflächen 36.

Bei starken Zugkräften des Metallbandes 12,12'werden von der *Umlenkwelle 16 bzw. ihren Wellenzapfen 28 hohe Radialkräfte auf die Gleitlager 261, 262 übertragen. Durch eine gewisse Elastizität, d. h. Nachgiebigkeit des Metall-Lagergehäuses 32 werden im Bereich der Verformungszone 40 Verformungen zugelas- sen. Durch die Verformungszone 40 in Form der flexiblen Graphitfolie wird ein Auseinanderbrechen und Trennen der Ver- bindung zwischen den beiden Lagerschalenhälften 38i, 382 zuver- lässig vermieden. Hierdurch wird eine Beschädigung bzw. ein Bruch der Lagerschale 34 ausgeschlossen und die Zuverlässig- keit und durchschnittliche Standzeit der Lagerschalen 34 ver- bessert.

Auch die Stabilisierungswelle 18 ist mit ihren Wellenzapfen in Gleitlagern gelagert, die denen der Umlenkwelle 16 ent- sprechen.

Durch Vorsehen einer Verformungszone mit einem Verformungsele- ment zwischen den beiden Lagerflächen 36 können beim Auftreten hoher Radialkräfte die beiden Lagerschalenhälften 381, 382 zu- einander gebeugt werden, ohne dass in der Zone zwischen den beiden Lagerschalenhälften 381, 382 ein Materialbruch und damit eine Zerstörung der Lagerschale auftreten kann.