带材密封门.pdf

本发明涉及一种带材密封门(1)，用于使得具有第一压力水平(P1)的第一腔室(2)相对于具有不同于所述第一压力水平的第二压力水平(p2)的第二腔室(3)密封，其中这两个腔室(2、3)被带材(4)、特别是金属带材穿过，其中为了密封这些腔室(2、3)而设置有至少两个辊(5、6)，这些辊密封地贴靠到所述带材(4)的两个侧面上。为了实现改善的密封效果，本发明规定，所述辊(5、6)中的至少一个辊在其圆周上至少逐段地设置有柔性的弹性材料(7)，其中所述至少一个辊(5、6)具有内部的芯部(8)，所述芯部设置有由所述柔性的弹性材料(7)构成的辊套，其中所述内部的芯部(8)在中间区域(9)中具有圆柱形的轮廓(10)，其中所述芯部(8)的边缘区域(11、12)变宽。

1.  一种带材密封门(1)，用于使得第一腔室(2)相对于第二腔室(3)密封，其中这两个腔室(2、3)被带材(4)、特别是金属带材穿过，其中为了密封这些腔室(2、3)而设置有至少两个辊(5、6)，这些辊密封地贴靠到所述带材(4)的两个侧面上，其特征在于，所述辊(5、6)中的至少一个辊在其圆周上至少逐段地设置有柔性的弹性材料(7)，其中所述至少一个辊(5、6)具有内部的芯部(8)，所述芯部设置有由所述柔性的弹性材料(7)构成的辊套，其中所述内部的芯部(8)在中间区域(9)中具有圆柱形的轮廓(10)，其中所述芯部(8)的边缘区域(11、12)变宽。

2.  如权利要求1所述的带材密封门，其特征在于，所述芯部(8)由可沿着轴向(a)相向移动的两个(8′、8″)部分构成。

3.  如权利要求1或2所述的带材密封门，其特征在于，配合作用的所述辊(5、6)之一具有沿着整个轴向延伸距离通常圆柱形的带有恒定直径的轮廓。

4.  如权利要求3所述的带材密封门，其特征在于，设有通常圆柱形的轮廓的所述辊(5、6)的表面由钢构成。

5.  如权利要求3所述的带材密封门，其特征在于，设有通常圆柱形的轮廓的所述辊(5、6)设置有柔性的弹性材料(7)。

6.  如权利要求1或2所述的带材密封门，其特征在于，两个配合作用的辊(5、6)具有带有在所述边缘区域(11、12)中变宽的轮廓的内部芯部(8)。

7.  如权利要求2至6中任一项所述的带材密封门，其特征在于，可轴向相向移动的所述两个部分(8′、8″)在其接触区域中具有互补的横截面形状。

8.  如权利要求1至7中任一项所述的带材密封门，其特征在于，至少一个所述辊(5、6)沿着其整个轴向延伸距离设置有由柔性的弹性材料(7)构成的辊套。

9.  如权利要求1至7中任一项所述的带材密封门，其特征在于，至少一个所述辊(5、6)仅仅在其轴向的边缘区域中设置有由柔性的弹性材料(7)构成的辊套。

10.  如权利要求1至9中任一项所述的带材密封门，其特征在于，至少一个所述辊(5、6)在至少一个密封辊(13)上滚动，该密封辊设置在带材同一侧。

11.  如权利要求10所述的带材密封门，其特征在于，所述密封辊(13)在另一密封辊(14)上滚动。

12.  如权利要求10或11所述的带材密封门，其特征在于，至少一个密封辊(13、14)在密封面(15)上滚动。

13.  如权利要求12所述的带材密封门，其特征在于，所述密封面(15)为凹形，特别是适配于接触所述密封面的所述密封辊(13、14)的形状。

14.  如权利要求1至13中任一项所述的带材密封门，其特征在于，在至少一个所述辊(5、6)的轴向端部区域中设置有密封件(16)，该密封件接触至少一个所述辊(5、6)的端面(17)。

15.  如权利要求14所述的带材密封门，其特征在于，所述密封件(16)如下设置，即它通过弹性件(18)沿着轴向(a)弹性预夹紧地贴靠在至少一个所述辊(5、6)的端面(17)上。

16.  如权利要求1至13中任一项所述的带材密封门，其特征在于，在至少一个所述辊(5、6)的轴向端部区域中设置有密封件(19)，该密封件通过旁侧的在带材边缘(20)滚动的导向辊(21)保持相距所述带材边缘(20)的规定的间隔距离(s)。

17.  如权利要求1至16中任一项所述的带材密封门，其特征在于，多个密封门级(22、23、24)沿着带材输送方向前后相继地设置。

18.  如权利要求1至17中任一项所述的带材密封门，其特征在于，所述带材密封门用于使得具有第一压力水平(p₁)的第一腔室(2)相对于具有不同于所述第一压力水平(p₁)的第二压力水平(p₂)的第二腔室(3)密封。

19.  如权利要求1至17中任一项所述的带材密封门，其特征在于，所述带材密封门用于使得具有第一处理介质的第一腔室(2)相对于具有不同于所述第一处理介质的第二处理介质的第二腔室(3)密封。

带材密封门
本发明涉及一种带材密封门，用于使得第一腔室相对于第二腔室密封，其中这两个腔室被带材、特别是金属带材穿过，其中为了密封这些腔室而设置有至少两个辊，这些辊密封地贴靠到所述带材的两个侧面上。
在制造和精制金属带材、特别是带钢时，有时需要在压力减小的周围环境下进行处理(真空处理)。为此将带材输送到具有相比于周围环境压力下降的压力水平的腔室中。为了实现连续的处理，为此需要前述类型的带材密封门，这种带材密封门使得带材在不同压力水平的腔室之间密封。密封门因此主要用于建立在两个带材处理区域之间的压力差。
所述类型的带材密封门例如由DE 4418383C2和DE 19960751A1已知。在所述文件中记载到，在一个密封门级，两个密封辊贴靠到带材上，以便使得带材密封，更确切地说，第一密封辊贴靠在带材的顶面上，第二密封辊贴靠在带材的底面上。为了改善密封门的密封性，在此使用由弹性的柔性材料构成的辊套将圆柱形结构的辊的圆周包覆。辊套可以密封地贴靠到带材表面上，由此提高密封门的密封性。
这种带材密封门通常用于宽厚比明显大于1的产品。这种带材密封门也可以用于使得如下腔室相互密封，即在这些腔室中装有用于带材处理的不同介质。
前述已知的解决方案在此并非始终都令人完全满意。特别是在有待密封的带材的宽度因装料(chargenbedingt)而改变时令人不满意。带材密封门针对不同宽度的带材的适配调整在成本上和时间上并非始终都能实现良好的密封效果。
因此本发明的目的在于，对开头部分所述类型的带材密封门加以改进，从而就此可以实现改善。密封门因此应具有改善的密封效果，并可通用于不同宽度的带材。
根据本发明，该目的的解决方案的特征在于，至少一个辊在其圆周上至少逐段地设置有柔性的弹性材料，其中该至少一个辊具有内部的芯部，该芯部设置有由柔性的弹性材料构成的辊套，其中内部的芯部在中间区域具有圆柱形的轮廓，其中芯部的边缘区域变宽。
由此可以实现在带材边缘的关键区域中明显改善辊的密封性。
芯部优选由可沿着轴向相向移动的两个部分构成。由此可以采用简单的方式针对不同宽度的带材调整带材密封门。
配合作用的辊之一可以具有沿着整个轴向延伸距离通常圆柱形的带有恒定直径的轮廓。设有通常圆柱形的轮廓的辊的表面在此可以由钢构成。但也可以规定，设有通常圆柱形的轮廓的辊设置有柔性的弹性材料。
替代地且优选地规定，两个配合作用的辊具有带有在边缘区域中变宽的轮廓的内部芯部。
芯部的两个可轴向相向移动的部分可以在其接触区域中具有互补的横截面形状。
至少一个辊还可以沿着其整个轴向延伸距离设置有由柔性的弹性材料构成的辊套。为此替代地规定，至少一个辊仅仅在其轴向的边缘区域中设置有由柔性的弹性材料构成的辊套。
为了实现后部腔室密封，可以规定，至少一个辊在至少一个密封辊上滚动，该密封辊设置在带材同一侧。该密封辊在此可以在另一密封辊上滚动。至少一个密封辊在此可以在密封面上滚动。在此优选规定，密封面为凹形，特别是适配于接触密封面的密封辊的形状。
在至少一个辊的轴向端部区域中可以设置有密封件，该密封件接触至少一个辊的端面。密封件在此可以如下设置，即它通过弹性件沿着轴向弹性预夹紧地贴靠在至少一个辊的端面上。
在至少一个辊的轴向端部区域中可以设置有另一密封件，该密封件通过旁侧的在带材边缘滚动的导向辊保持相距带材边缘的规定的间隔距离。由此可明显地减少密封件的磨损。
为了建立较高的压差，已表明有益的是，多个密封门级沿着带材输送方向前后相继地设置。
带材密封门优选用于使得具有第一压力水平的第一腔室相对于具有不同于第一压力水平的第二压力水平的第二腔室密封。但带材密封门也可以用于压力相等的腔室，如果在这些腔室中必须使得不同的介质相互密封；在这种情况下因此规定，带材密封门用于使得具有第一处理介质的第一腔室相对于具有不同于第一处理介质的第二处理介质的第二腔室密封。
在图中示出了本发明的实施例。图中示出：
图1为用于利用带材密封门对带钢进行处理的处理区域的示意性的侧视图；
图2为带材的俯视图，所述带材将穿过根据图1的被带材密封门密封的处理区域；
图3示出沿着带材的输送方向观察的用于密封带材的两个配合作用的辊；
图4为用于密封的辊的沿着根据图3的剖切线A-B的剖视图，该辊没有由弹性材料构成的辊套；
图5示出贴靠到带材上的两个密封辊的实施方式，其中这些辊沿着输送方向观察被示出一次，又沿着辊的轴向观察被示出一次；
图6示出在根据图5的视图中的两个密封辊的替代的实施方式；
图7为连同由弹性材料构成的辊套的辊的第一种设计的示意图；
图8为连同由弹性材料构成的辊套的辊的第二种设计的示意图；
图9为连同由弹性材料构成的辊套的辊的第三种设计的示意图；
图10为连同由弹性材料构成的辊套的辊的类似于图9的带有一些细节的视图；
图11示出沿着辊的轴向观察的利用设置在带材之后的密封辊的有待密封的带材上方的辊；
图12示出沿着辊的轴向观察的利用设置在带材之后的两个密封辊的辊的替代于图11的设计；
图13a示出沿着轴向观察的连同辊的侧向密封装置的辊；和
图13b为相应于图13a的俯视图；
图14为具有多个密封门级的带材密封门的示意图；
图15a示出沿着带材的输送方向观察的带材侧向密封装置；
图15b示出沿着辊轴向观察的根据图15a的侧向密封装置；和
图15c为根据图15a的侧向密封装置的俯视图。
。为了即使在连续工作中也能保持这两个压力之间的压力差Δp，沿着输送方向F在处理区域25之前和之后各有一个带材密封门1。因此周围环境形成第一腔室2，处理区域25形成第二腔室3，在这两个腔室中产生不同的压力。为了产生密封，每个带材密封门1都具有至少两个辊，这些辊将在下面详细说明。
带材4必须尽可能连续地穿过处理设备。为此，带卷在带材头部或带材尾部通过焊接相互连接。在此，如在图2中可见，在连接处，带材4的宽度和/或厚度或多或少地持续变化。在根据图2的实施例中，沿着输送方向F位于前面的带材4的宽度B₂大于后面的带材4的宽度B₁。如图所示，坡口斜切可以实现连续的过渡。
为了使得用于带材4的密封的辊以更好的方式适用于具有变化的厚度和/或宽度的产品，对如在图3中所示的辊进行设计。
这里首先示出了带材4，更确切地说是沿着输送方向F观察。为了实现密封，辊5贴靠在带材4的顶面上，而辊6贴靠在带材4的底面上。每个辊5、6都具有由钢构成的芯部8，所述芯部被由柔性的弹性材料7构成的辊套包围。芯部8的中间区域9具有圆柱形的外轮廓10，而它的旁侧区域11和12则径向地变宽，其中在当前与锥形部分邻接有完全设置在外部的圆柱形区域。
利用芯部8的以及材料7的径向变宽的区域，在辊5、6的边缘区域中达到改善的密封效果。
为了即使对于不同宽度的带材4也能最佳地利用此点，芯部8由两个部分8′和8″构成，这两个部分可沿着轴向a相向移动。在此，两个部分8′和8″在接触部位如下设计，即它们的横截面具有互补的形状，如由图4可见。
采用该设计可以实现利用未示出的操纵机构沿着轴向a将辊5、6相互拉开或者使得它们相互靠紧，以便使得芯部8的圆柱形区域10的轴向长度适配于实际的带材宽度。由此实现对于不同宽度的带材利用辊5、6达到最佳的密封效果。
芯部8因此被由柔性材料7构成的辊套覆盖，其中该辊套可径向扩展。与带材4的宽度的适配通过使得芯部8沿着轴向a相互伸入或相互拉开来实现。带材宽度适配利用在弹性材料7下方的调节件(例如支柱尖)来实现。
在图5中可再次看到根据图3的装置即两个辊5、6的原理，这两个辊分别具有由柔性材料7构成的辊套，并贴靠到带材4上，从而将带材最佳地密封。仅仅在带材边缘20的区域中空留有楔形部，材料7的弹性越大，该楔形部就越小。
带材4因此嵌入到弹性材料7中。在带材旁侧的区域直接通过与辊套接触而被密封。材料7的柔性可以实现在通常的工作区域中对不同厚度的带材的密封，而无需调整辊。
但也可以仅对辊5进行如下设计并使得辊5与辊6配合作用，即辊5具有钢辊套，该钢辊套的外圆周没有弹性。此点可在图6中看到。对弹性材料7的接触如图所示。
在图7、8和9中可看到辊5、6的示意性的不同设计。
在图7中，由弹性材料7构成的辊套在辊5、6沿着轴向a的整个延伸长度上具有恒定的厚度；这里所示的辊5、6的圆柱形轮廓10沿着整个辊宽度恒定。
根据图8的解决方案，芯部8的圆柱形轮廓10在辊5、6的中间区域中为了有利于实现这里较厚的由弹性材料7构成的辊套而直径减小。
在根据图9的解决方案中，弹性材料7仅设置在辊5、6的边缘区域中，因为辊5、6在此处于密封的关键部位(带材边缘的区域中)。
根据图9的解决方案在图10中被再一次详细示出。在此可看到，由弹性材料7构成的辊套通过套筒26支撑在芯部8上。圆柱形的中间区域10小于最小的带材宽度。由弹性材料7构成的辊套始终遮盖带材边缘20。通过套筒26可简单地更换由弹性材料7构成的辊套。
在图11中可看到，如何才能实现带材密封门1的后部腔室密封。辊5、6在此贴靠在密封辊13上，密封辊13沿着轴向a延伸与辊5、6相同的长度。密封辊13还与密封面15接触，该密封面-相应于密封辊13的形状-具有凹形的滚动面。该滚动面形成滑动面或滑动支撑。
因此将固定的密封辊13压靠到使得处理腔室密封的辊5、6上。该密封辊与支撑的滑动面15相结合在弹性件18区域中产生密封。这种密封即使在插入柔性材料7的情况下也会起作用；密封辊13相应地压入到由弹性材料7构成的辊套中。
在图12中可见，在使用两个密封辊13和15时也可以相应地利用该原理。密封辊13在此可以是柔性的密封辊。该密封辊13与固定的密封辊14在背面上密封。该密封辊14与支撑的滑动面15相结合在弹性件18区域中产生密封。
旁侧的密封可以利用压靠件或密封板来实现，如在图13a和13b中所示。
旁侧的密封通过柔性的密封件16来进行，该密封件在当前是密封板。密封件16将辊5、6的端面17密封。为了改善密封作用，在位置固定的配合板27和密封件16之间作用有弹性件18，该弹性件18将密封件16沿着轴向a压靠到辊5、6的端面17上。弹性件18例如可以是刷件或泡沫材料。
在利用密封辊来密封后部腔室的情况下，必要时使得用于轴向支撑密封辊的轴颈或压靠件穿过旁侧的密封区域。替代地，可以将固定的压靠件在密封辊的区域中从外部插到密封件16上。
通过轴向的支撑，避免了在密封辊上出现轴向力的情况下密封件会被提起，并避免了与此相关的泄漏。
在图14中可看到，可以设置有多个密封门级22、23、24，以便在腔室边界28之内建立相应的压差，由此沿着带材密封门1逐渐地建立或去除压力。
压力逐渐地从压力P₁经由压力P₂和P₃一直上升或下降至压力P₄。因此这里选择了一种级联结构，以便建立或去除从密封门级至密封门级的压力。其结果是，在辊区域中最大有待密封的压差始终仅涉及在当前密封门级的处理区域中有待密封的压差。
结果是减少了将被抽出的泄漏体积。
最后在图15a、15b和15c中示出了用于带材密封门的另一密封系统，所述带材密封门主要适合于具有可变厚度和宽度的带材。
在带材边缘20区域中的密封通过所示装置来进行。为了使得该装置适配于当前的带材宽度，对旁侧的密封件19进行预定位。为了实现后部腔室密封，设置有另一密封件29。
利用弹性件30的作用实现对带材宽度或带材位置的小的变化的适配。为了保护密封件19免于磨损，设置有在带材边缘20上滚动的导向辊21，该导向辊保持密封件19相距带材边缘20的小的间隔距离s。
在带材边缘区域中的密封因此通过多组件的密封系统来实现。弹簧加载的可移动的密封件19(滑动件)自动地与已有的辊调整(Rollenanstellung)适配。对辊5、6的密封在后部腔室区域中通过处于摩擦接触的密封板条31来实现。
采用前述解决方案可以使得不同压力的腔室相互密封，但也可以使得相同压力的如下腔室相互密封，即在这些腔室中有不同的处理介质、特别是处理气体，但也可以有液体。只要设置有在带材边缘滚动的旁侧的辊，就可以利用这些辊实现对带材的良好的旁侧导向。在带材表面上滚动的辊可以用于对遮挡件的导向。
附图标记列表
1带材密封门
2第一腔室
3第二腔室
4带材
5辊
6辊
7柔性的弹性材料
8内部的芯部
8′芯部的部分
8″芯部的部分
9中间区域
10圆柱形轮廓
11边缘区域
12边缘区域
13密封辊
14密封辊
15密封面
16密封件
17辊的端面
18弹性件
19密封件
20带材边缘
21导向辊
22密封门级
23密封门级
24密封门级
25处理区域
26套筒
27配合板
28腔室边界
29密封件
30弹性件
31密封板条
p₁第一压力水平
p₂第二压力水平
p₃另一压力水平
p₄另一压力水平
Δp压力差
F输送方向
a轴向
s间隔距离
B₁带材宽度
B₂带材宽度