EP2398604A2 - Bandhaspel zum anwickeln und fertigwickeln von metallbändern - Google Patents

Bandhaspel zum anwickeln und fertigwickeln von metallbändern

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Publication number
EP2398604A2
EP2398604A2 EP10706526A EP10706526A EP2398604A2 EP 2398604 A2 EP2398604 A2 EP 2398604A2 EP 10706526 A EP10706526 A EP 10706526A EP 10706526 A EP10706526 A EP 10706526A EP 2398604 A2 EP2398604 A2 EP 2398604A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tip
tape reel
metal strip
reel according
winding
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10706526A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias Kipping
Helmut HÖFER
Reinhard Irle
Uwe Raschke
Heinz-Adolf M]ULLER
Peter Sudau
Thomas Holzhauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMS Siemag AG
Original Assignee
SMS Siemag AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SMS Siemag AG filed Critical SMS Siemag AG
Publication of EP2398604A2 publication Critical patent/EP2398604A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES, PROFILES OR LIKE SEMI-MANUFACTURED PRODUCTS OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C47/00—Winding-up, coiling or winding-off metal wire, metal band or other flexible metal material characterised by features relevant to metal processing only
    • B21C47/32—Tongs or gripping means specially adapted for reeling operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21C47/32—Tongs or gripping means specially adapted for reeling operations
    • B21C47/326—Devices for pressing the end of the material being wound against the cylindrical wall of the reel or bobbin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21C47/00—Winding-up, coiling or winding-off metal wire, metal band or other flexible metal material characterised by features relevant to metal processing only
    • B21C47/02—Winding-up or coiling
    • B21C47/04—Winding-up or coiling on or in reels or drums, without using a moving guide
    • B21C47/06—Winding-up or coiling on or in reels or drums, without using a moving guide with loaded rollers, bolts, or equivalent means holding the material on the reel or drum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21C47/04—Winding-up or coiling on or in reels or drums, without using a moving guide
    • B21C47/06—Winding-up or coiling on or in reels or drums, without using a moving guide with loaded rollers, bolts, or equivalent means holding the material on the reel or drum
    • B21C47/063—Winding-up or coiling on or in reels or drums, without using a moving guide with loaded rollers, bolts, or equivalent means holding the material on the reel or drum with pressure rollers only

Definitions

  • the invention relates to a tape reel for reeling a metal band with a winding mandrel, this associated pressure rollers and adjustable deflection shells for pressing the front end of the metal strip against the mandrel.
  • metal strips are formed into sheets or wound coils, the so-called coils, to enable transport and further processing by a customer.
  • the coils are formed when a metal belt conveyed in a straight direction is to be wound radially in a coiler.
  • the metal strip is, for example, a product of a cold or a hot strip mill.
  • the temperature of the metal strip can be up to 800 ° C.
  • Coiler systems work by guiding a metal strip onto a rotating coiler mandrel.
  • guide elements such as deflection shells, pulleys, belt bands or the like. Used.
  • the guide elements can be swiveled away from the metal strip. These can, if necessary, when reaching the end of the tape, when the metal strip threatens to lose the train by unthreading from the mill stand or the blowing apparatus of the coiler, be swung back. This prevents the end of the tape from flipping over due to its centrifugal forces or its inherent stiffness and damaging the guide elements and the belt surface.
  • a tape reel for winding tapes to coils which has pressure rollers for pressing a belt to be wound against a drum.
  • the tape reel further comprises guide skirts for guiding the tape around the circumference of the drum in the circumferential areas between the pressure rollers.
  • the pressure rollers and the guide slots are held by frame parts which can be pivoted independently of each other.
  • the winding operation works such that a metal strip 1 (FIG. 1) to be wound on a coiler mandrel 2 passes through a reel shaft 3, on the one hand from a deflection shell 4 and on the other hand is formed by a bay flap 5. Further, the metal strip 1 is guided during winding on the coiler mandrel 2 by further deflecting shells 6, 7 and by between the deflection shells 4, 6, 7 arranged pressure rollers 8, 9, 10. The pressure rollers 8, 9, 10 ensure that the metal strip 1 snugly fits around the hemming mandrel 2.
  • the process reduces the contact force between the metal strip 1 and the coiler mandrel surface and thereby causes an additional buckling 14 of the metal strip 1.
  • a local lifting of the metal strip. 1 From the coiler mandrel 2 happens then inevitably.
  • the shape of the tip 12 (FIGS. 1, 2, 3) represents a first exemplary embodiment of the tip of the deflection shell 4 in the prior art. It is advantageously made "blunt" in such a way that, with the maximum coil diameter, it can not dip into the last turn 15 of a coil 16 formed by the metal strip 1 and damage the outer surface of the last turn 15.
  • Anwickelvorgang of FIG. 1 instead would be a more pointed shape of the tip according to a second embodiment, as shown in Fig.
  • the tip 17 would adversely affect the outer turn 15 and damage it when the coil diameter has reached a certain size or is maximum. The tip 17 would therefore also not feasible feasible because it would prevent a concern of the pressure roller 10 on the last turn 15 of the coil 16 by design.
  • this object is achieved in a band reel of the type mentioned above in that at least one of the deflection shells is equipped with a tip which is adjustable relative to the deflection shell.
  • the tip of the deflecting shell which is adjustable in accordance with the invention that the metal strip is wound as closely as possible to the coiler mandrel at the beginning of the winding process, but on the other hand, no longer disturbing the tip during the further winding process, and in particular not the application of the last layer to the reel Coil can affect.
  • the tip can advantageously be moved away from the winding region of the metal strip after application of the first turn on the winding mandrel, without the deflection bushing then already having to be moved relative to the winding mandrel.
  • Particularly suitable is an embodiment of the tip or the deflecting shell carrying the tip, with a contour that is curved at least substantially like the opposite winding mandrel and the metal strip wound thereon.
  • the tip can be adjusted either by a rotational movement or a linear movement relative to the deflecting shell, wherein both movements can also be superimposed or executed sequentially.
  • the tip can be transferred in the course of a winding from the Andschreibposition at the beginning of the winding process with increasing number of wound turns of the metal strip in a more distant from the mandrel resting position. Before starting a new winding process, the tip is brought back into the pressing position or to the winding mandrel.
  • the tip can be driven in different ways.
  • a hydraulic, a mechanical or an electromechanical drive mode may be considered.
  • the tape reel is configured such that the tip is arranged on a front end of a deflection shell, on a deflection shell head.
  • the tip may be formed as Umlenkschalenkopf.
  • the tip is adjustable by rotation of Umlenkschalenkopfes relative to the deflecting, in particular from the Andschreibposition pivoted away.
  • the distance between the tip and the winding mandrel in the pressing position can be adjusted according to the thickness of the metal strip to be wound up.
  • a device for adjusting the pressure position of the tip in particular a hydraulic cylinder for pivoting the Umlenkschalenkopfes, is equipped with a position measuring device. Then, the thickness of the metal strip can be converted directly into a distance measure for the adjustment of the pressure position of the tip.
  • the position measuring device advantageously comprises a computing unit for calculating the distance to be set. Furthermore, it is advantageous if the tip can be moved in an area between two stops.
  • At least one of the stops can be adjusted, in particular by means of a supplement package.
  • the tip or the Umlenkschalenkopf is pivoted away from the winding mandrel or pulled away when a predetermined force is exceeded on the tip.
  • FIG. 4 shows a cross section through a band reel with adjustable tip.
  • Fig. 5 shows a cross section through a band reel with a detailed illustration of an actuator for the adjustable tip
  • Fig. 6 is a diagram of a control loop for position adjustment of the tip shown in Fig. 5, taking into account the force exerted by the metal strip on the tip force.
  • the object of the invention is that at each Anwickelvorgang a metal strip 20 (Fig. 4) is wrapped as closely as possible around a mandrel 21. This is to ensure that as early as possible a train in the metal strip 20 is formed, d. H. between the mandrel 21 and a (not shown here) blowing apparatus.
  • the metal strip 20 should not detach from the winding mandrel 21 during the winding process. Shocks, as they are in
  • the leading edge 24 of the metal strip 20 during winding is guided by a suitably pointed tip 22 tangentially or almost tangentially to the nachge felicitten by the reel shaft 25 metal strip 20.
  • a suitably pointed tip 22 tangentially or almost tangentially to the nachgeacrylten by the reel shaft 25 metal strip 20.
  • the tip 22 and a deflection shell 27, on which the tip 22 is adjustably mounted both have at least substantially the same curvature as the winding mandrel 21.
  • the invention provides a mechanism that allows the tip 22 to pivot away from the coil.
  • the tip 22 (FIG. 5) is formed for this purpose on a round rod-shaped Umlenkschalenkopf 30 which is rotatably mounted about at least one pivot point 29.
  • the Umlenkschalenkopf 30 with the tip 22 is received in a deflecting shell 28 and mounted there against this pivotally.
  • the contour of Umlenkschalenkopfes 30 with the tip 22 is formed in the region of the reel shaft 25 by a straight line 31.
  • the shape of the tip 22 is formed by an at least substantially circular or circular contour 32 having at least one radius which is adapted to the radius of the winding mandrel 21 or of the coil 16.
  • a double arrow 33 shows the possible rotational or pivotal movements that the tip 22 with the Umlenkschalenkopf 30 opposite the deflecting shell 28 can complete.
  • the Umlenkschalenkopf 30 pivots with the tip in a clockwise direction.
  • the Umlenkschalenkopf 30 has at least one pivot arm 34 which is rotatably articulated to a piston rod 35 of a pneumatic or hydraulic cylinder 36. This is able to move the Umlenkschalenkopf 30 with the tip 22 in the direction of the arrow 33.
  • the Umlenkschalenkopfs 30 Basically come to the movement of the Umlenkschalenkopfs 30 not only rotational movements, but as well as linear movements or both types of movement into consideration; see arrows 33, 37. Accordingly, a plurality of cylinders may be provided which cause one or the other movement of the tip. The different types of movement can be superimposed at the same time or one after the other. So that the task of tangentially guiding the metal strip 20, in particular during winding at different metal strip thicknesses by the front tip 22 optimally, it makes sense, the distance 39, from the surface of the winding mandrel 21 or the outer turn 15 of the coil 16 to the opposite Surface of Umlenkschalenkopfes 30 and to the top 22 is sufficient to make adjustable.
  • the hydraulic cylinder 36 is coupled to a position measuring device 38.
  • the position measurement can be realized with various principles, for example via a volumetric flow meter, which measures the volume of fluid in the hydraulic cylinder 36.
  • an electrical displacement sensor be present. If the position of the hydraulic cylinder 36 is known, an actual value for the distance 39 can be calculated using an algorithm that takes into account the geometry of the deflection shell head 30, the deflection shell 28, the winding mandrel 21 and the winding layers of the metal strip 20 applied to the winding mandrel - The, and then the distance 39 can be set to a desired target value. The adjustment is made by a movement of the tip 22, if necessary with the Umlenkschalenkopf 30 with respect to the deflection shell 28th
  • the cylinder 36 In order to protect the tip 22 of the deflecting shell head 30 from damage, it is possible for the cylinder 36 to pivot the deflecting shell head 30 away from the metal strip as soon as a preset upper force limit is reached, thus releasing the front edge 24 of the metal strip 20. With the aid of a control circuit (FIG. 6), a position of the tip 22 and / or the force with which the position of the tip 22 is to be held can be regulated.
  • the deflection shell 28 has at least one first stop 40, which limits the rotation of the Umlenkschalenkopfes 30 left-handed and at least one second stop 41, which limits the rotation of the Umlenkschalenkopfes 30 clockwise.
  • An edge 42 of Umlenkschalenkopfes 30 can be moved at most up against the stop 41. In this way prevents the Umlenkschalenkopf 30 abuts in a clockwise rotation against the wound metal strip 20 and damage the surface.
  • the two stops 40, 41 can be adjusted, for example by supplement packets, so that the Umlenkschalenkopf 30 can be controlled very easily even if the reel to wind only a single strip thickness or bands with a limited band thickness range.
  • FIG. 6 shows a position control loop for setting a desired position of the hydraulic cylinder 36 or the tip 22 by means of a subordinate control circuit for force regulation.
  • the actual position of the tip is approximated at most only until reaching a predetermined force limit to the predetermined desired position.
  • the underlayed force control loop regulates the pressure force of the tip against the metal strip in the current actual position to a predetermined desired force, which may be less than the force limit.
  • the pressing force of the pressure roller 26 and / or the distance 43 (FIG. 4) with respect to the winding mandrel 21 can also be adjusted.
  • the adjustment preferably takes place in response to the results determined by the control circuit according to FIG. 6.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Winding, Rewinding, Material Storage Devices (AREA)
  • Winding Of Webs (AREA)

Abstract

Ein Bandhaspel zum Aufhaspeln eines Metallbandes (20) mit einem Wickeldorn (21), diesem zugeordneten Andrückrollen (26) und verstellbaren Umlenkschalen (28) zum Andrücken der vorderen Kante (24) des Metallbandes (20) gegen den Wickeldorn (21), ist dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Umlenkschalen (28) mit einer Spitze (22) ausgestattet ist, die gegenüber der Umlenkschale (28) verstellbar ist.

Description

Bandhaspel zum Anwickeln und Fertigwickeln von Metallbändern
Die Erfindung bezieht sich auf einen Bandhaspel zum Aufhaspeln eines Metall- bandes mit einem Wickeldorn, diesem zugeordneten Andrückrollen und verstellbaren Umlenkschalen zum Andrücken des vorderen Endes des Metallbandes gegen den Wickeldorn.
In Walzwerken werden Metallbänder zu Tafeln oder zu gewickelten Bunden, den so genannten Coils, geformt, um den Transport sowie die Weiterverarbeitung bei einem Kunden zu ermöglichen. Die Coils entstehen, wenn ein in gerader Richtung gefördertes Metallband in einer Haspelanlage radial aufgewickelt werden soll. Das Metallband ist beispielsweise ein Produkt einer Kalt- oder einer Warmbandstraße. Je nach Anlagentyp kann die Temperatur des Metallban- des bis zu 800° C betragen.
Haspelanlagen funktionieren derart, dass ein Metallband auf einen rotierenden Haspeldorn geführt wird. Hierzu werden Führungselemente wie beispielsweise Umlenkschalen, Umlenkrollen, Riemenbänder oder dgl. eingesetzt. Wenn der Haspeldorn nach dem Anwickeln das Metallband trägt und der Bandzug aufgebaut ist, können die Führungselemente von dem Metallband abgeschwenkt werden. Diese können, falls nötig, beim Erreichen des Bandendes, wenn das Metallband den Zug durch Ausfädeln aus dem Walzgerüst oder dem Treibapparat der Haspelanlage zu verlieren droht, wieder angeschwenkt werden. Dadurch wird verhindert, dass das Bandende aufgrund seiner Fliehkräfte oder seiner Eigensteifigkeit umherschlägt und die Führungselemente sowie die Bandoberfläche beschädigt. Außerdem wird verhindert, dass das Coil durch den Zugverlust im Band seine Form verliert und ähnlich einer Uhrfeder aufspringt, wenn keine Radialkraft von außen auf das Coil einwirkt. Aus der DE 29 39 894 A1 ist ein Bandhaspel zum Wickeln von Bändern zu Coils bekannt, der Anpressrollen zur Anpressung eines zu wickelnden Bandes gegen eine Trommel aufweist. Der Bandhaspel umfasst ferner Führungsschürzen zur Führung des Bandes am Umfang der Trommel in den Umfangsberei- chen zwischen den Anpressrollen. Die Anpressrollen und die Führungsschür- zen werden durch unabhängig voneinander schwenkbare Gestellteile gehalten.
Gemäß einem weiteren in den Figuren 1 , 2 und 3 gezeigten Stand der Technik funktioniert der Aufwickelvorgang so, dass ein Metallband 1 (Fig. 1), das auf einen Haspeldorn 2 aufgewickelt werden soll, durch einen Haspelschacht 3 läuft, der einerseits von einer Umlenkschale 4 und andererseits von einer Schachtklappe 5 gebildet wird. Ferner wird das Metallband 1 beim Aufwickeln auf den Haspeldorn 2 durch weitere Umlenkschalen 6, 7 sowie durch zwischen den Umlenkschalen 4, 6, 7 angeordnete Andrückrollen 8, 9, 10 geführt. Die Andrückrollen 8, 9, 10 sorgen dafür, dass sich das Metallband 1 eng um den Has- peldorn 2 schmiegt.
Nachdem eine vordere Kante 11 des Metallbandes 1 an den Umlenkschalen 6, 7 und den Andrückrollen 8, 9, 10 vorbeigelaufen ist, läuft sie an der Umlenkschale 4 vorbei und auf eine an dieser angebrachte vordere Spitze 12 zu. Durch die ungünstige Ausformung der Spitze 12 stößt das Metallband 1 mit seiner vorderen Kante 11 unter Umständen nahezu senkrecht auf das aus einer Richtung 13 durch den Haspelschacht 3 nachfolgende Metallband 1. Dabei kann es zu Ausbeulungen 14 (Fig. 2) des Metallbandes 1 kommen, wenn durch das Auftreffen der Metallbandkante 11 auf das nachgeförderte Metallband 1 die vordere Kante 11 gestoppt oder abgebremst wird. Es wirkt somit eine große Kraft auf die vordere Kante 11 und auf die Andrückrollen 8, 9, 10. Der Vorgang reduziert die Kontaktkraft zwischen dem Metallband 1 und der Haspeldornoberfläche und bewirkt dadurch ein zusätzliches Ausbeulen 14 des Metallbandes 1. Ein lokales Abheben des Metallbandes 1 vom Haspeldorn 2 geschieht dann zwangsläufig. Die Form der Spitze 12 (Fig. 1 , 2, 3) repräsentiert ein erstes Ausführungsbei- spiel für die Spitze der Umlenkschale 4 im Stand der Technik. Sie ist vorteilhafterweise so „stumpf gestaltet, dass sie bei maximalem Coildurchmesser nicht in die letzte Windung 15 eines von dem Metallband 1 gebildeten Coils 16 eintauchen und die außen liegende Oberfläche der letzten Windung 15 beschä- digen kann. Für den Anwickelvorgang nach Fig. 1 wäre stattdessen eine spitzere Form der Spitze gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, wie sie in Fig. 3 mit dem Bezugszeichen 17 dargestellt ist, vorteilhaft, um das Metallband 1 beim Anwickeln möglichst eng um den Haspeldorn 2 zu führen. Die Spitze 17 würde aber nachteiliger Weise die äußere Windung 15 streifen und beschädi- gen, wenn der Coildurchmesser eine bestimmte Größe erreicht hat oder maximal ist. Die Spitze 17 wäre auch deshalb nicht sinnvoll realisierbar, da sie konstruktionsbedingt ein Anliegen der Andrückrolle 10 an der letzten Windung 15 des Coils 16 verhindern würde.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Bandhaspel zu schaffen, mit dem sich ein Metallband sowohl zu Beginn eines Wickelvorgangs als auch insbesondere am Ende des Wickelvorgangs optimal aufwickeln lässt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Bandhaspel der eingangs ge- nannten Art dadurch gelöst, dass wenigstens eine der Umlenkschalen mit einer Spitze ausgestattet ist, die gegenüber der Umlenkschale verstellbar ist.
Durch die erfindungsgemäß verstellbar ausgebildete Spitze der Umlenkschale wird einerseits sichergestellt, dass das Metallband zu Beginn des Wickelvor- gangs möglichst eng an den Haspeldorn angewickelt wird, aber andererseits die Spitze während des weiteren Aufwickelvorgangs nicht mehr stören und insbesondere nicht das Aufbringen der letzten Lage auf das Coil beeinträchtigen kann. Insbesondere kann die Spitze vorteilhafterweise nach dem Aufbringen der ersten Windung auf dem Wickeldorn aus dem Wickelbereich des Metall- bandes wegbewegt werden, ohne dass dann bereits die Umlenkschale gegenüber dem Wickeldorn bewegt werden müsste. Als besonders geeignet erweist sich eine Ausgestaltung der Spitze bzw. der die Spitze tragenden Umlenkschale, mit einer Kontur, die wenigstens im Wesentlichen wie der gegenüberliegende Wickeldorn und das darauf gewickelte Metallband gekrümmt ist.
Vorzugsweise lässt sich die Spitze entweder durch eine Drehbewegung oder eine lineare Bewegung gegenüber der Umlenkschale verstellen, wobei beide Bewegungen auch überlagert oder nacheinander ausgeführt werden können. Die Spitze kann im Laufe eines Aufwickelvorgangs aus der Andrückposition zu Beginn des Wickelvorganges mit zunehmender Anzahl der aufgewickelten Windungen des Metallbands in eine von dem Wickeldorn weiter entfernte Ruheposition überführt werden. Vor Beginn eines neuen Aufwickelvorganges wird die Spitze wieder in die Andrückposition bzw. an den Wickeldorn herangeführt.
Die Spitze lässt sich auf verschiedene Weise antreiben. In Betracht kommen eine hydraulische, eine mechanische oder eine elektromechanische Antriebsweise.
Mit Vorteil ist der Bandhaspel so ausgestaltet, dass die Spitze an einem vorde- ren Ende einer Umlenkschale, an einem Umlenkschalenkopf, angeordnet ist. Anders ausgedrückt, kann die Spitze als Umlenkschalenkopf ausgebildet sein. Dabei wird die Spitze durch Drehung des Umlenkschalenkopfes gegenüber der Umlenkschale verstellbar, insbesondere aus der Andrückposition weg schwenkbar.
Da Metallbänder verschiedener Banddicke mit demselben Bandhaspel aufgewickelt werden sollen, lässt sich in einer vorteilhaften Ausgestaltung des Bandhaspels der Abstand, den die Spitze bezüglich des Wickeldorns in der Andrückposition einnimmt, entsprechend der Dicke des aufzuwickelnden Metallbandes einstellen. Mit Vorteil lässt sich auch vorsehen, dass eine Vorrichtung zur Einstellung der Andrückposition der Spitze, insbesondere ein Hydraulikzylinder zum Verschwenken des Umlenkschalenkopfes, mit einer Positionsmessvorrichtung ausgestattet ist. Dann kann die Dicke des Metallbandes unmittelbar in ein Distanzmaß für die Einstellung der Andrückposition der Spitze umgerechnet wer- den.
Hierzu umfasst die Positionsmessvorrichtung mit Vorteil eine Recheneinheit zur Berechnung des einzustellenden Abstands. Weiterhin ist es von Vorteil, wenn sich die Spitze in einem Bereich zwischen zwei Anschlägen bewegen lässt.
Mit Vorteil lässt sich wenigstens einer der Anschläge einstellen, insbesondere durch ein Beilagepaket.
Um Beschädigungen der Spitze oder des Metallbandes zu vermeiden, wird in einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung die Spitze bzw. der Umlenkschalenkopf von dem Wickeldorn weggeschwenkt oder weggezogen, wenn eine vorgegebene Kraft auf die Spitze überschritten wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprü- chen.
Nachstehend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 4 einen Querschnitt durch einen Bandhaspel mit verstellbarer Spitze;
Fig. 5 einen Querschnitt durch einen Bandhaspel mit detaillierter Darstellung eines Antriebs für die verstellbare Spitze, und Fig. 6 ein Schema eines Regelkreises zur Positionseinstellung der in Fig. 5 dargestellten Spitze unter Berücksichtigung der durch das Metallband auf die Spitze ausgeübten Kraft.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, dass bei jedem Anwickelvorgang ein Metallband 20 (Fig. 4) so eng wie möglich um einen Wickeldorn 21 gewickelt wird. Hiermit soll sichergestellt werden, dass möglichst früh ein Zug in dem Metallband 20 entsteht, d. h. zwischen dem Wickeldorn 21 und einem (hier nicht dargestellten) Treibapparat. Außerdem soll sich das Metallband 20 während des Aufwickelvorgangs nicht von dem Wickeldorn 21 lösen. Stöße, wie sie im
Stand der Technik durch das Auftreffen der vorderen Kante 11 des Metallbandes 1 (Fig. 2) auf das in den Haspelschacht 25 einlaufende Metallband 1 vorkommen, sollen vermieden werden, damit das einlaufende Metallband 20 fest um den Wickeldorn 21 gewickelt wird und dabei keine Ausbeulungen 14 bildet, wie sie in Fig. 2 dargestellt sind. Der Anwickelvorgang wird durch die Erfindung insgesamt sicherer und erfolgt stoß- und schwingungsfrei.
Hierzu wird die vordere Kante 24 des Metallbandes 20 beim Anwickeln (Bereich 23) durch eine geeignet spitz ausgeformte Spitze 22 tangential oder nahezu tangential zu dem durch den Haspelschacht 25 nachgeförderten Metallband 20 geführt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass sich im Bereich einer Andrückrolle 26 lediglich der Dickenunterschied aufgrund der zusätzlichen Lage des Metallbandes 20 bemerkbar macht. Die Spitze 22 und eine Umlenkschale 27, auf der die Spitze 22 verstellbar angebracht ist, weisen beide wenigstens im Wesentlichen dieselbe Krümmung wie der Wickeldorn 21 auf.
Damit ist zwar einerseits ein optimierter Anwickelvorgang möglich, andererseits jedoch muss gemäß der Erfindung das Problem gelöst werden, dass die Spitze 22 bei Beendigung des Wickelvorgangs nicht in den Raumbereich hineinragt, der von den äußeren Windungen 15 des Coils 16 eingenommen wird. Es ist sonach gemäß der Erfindung vorzusehen, dass die Spitze 22 einerseits beim Anwickeln das Metallband 20 führt, andererseits aber bei Beendigung des Wickelvorgangs nicht im Wege steht.
Demgemäß sieht die Erfindung einen Mechanismus vor, der es erlaubt, die Spitze 22 von dem Coil wegzuschwenken. Die Spitze 22 (Fig. 5) ist zu diesem Zweck an einen rundstabförmigen Umlenkschalenkopf 30 angeformt, der um mindestens einen Drehpunkt 29 drehbar gelagert ist. Der Umlenkschalenkopf 30 mit der Spitze 22 ist in einer Umlenkschale 28 aufgenommen und dort gegenüber dieser schwenkbar gelagert. Die Kontur des Umlenkschalenkopfes 30 mit der Spitze 22 wird im Bereich des Haspelschachts 25 durch eine Gerade 31 gebildet. In der Nachbarschaft zu dem Wickeldorn oder dem Coil 16 wird die Form der Spitze 22 durch eine wenigstens im Wesentlichen kreisförmige oder kreisähnliche Kontur 32 mit mindestens einem Radius gebildet, der an den Radius des Wickeldorns 21 bzw. des Coils 16 angepasst ist.
Ein Doppelpfeil 33 zeigt die möglichen Dreh- oder Schwenkbewegungen, die die Spitze 22 mit dem Umlenkschalenkopf 30 gegenüber der Umlenkschale 28 vollziehen kann. Wenn sie von der Anwickelposition, nachfolgend auch Andrückposition genannt, in die bei Beendigung des Wickelvorgangs einzuneh- mende Position geschwenkt wird, schwenkt der Umlenkschalenkopf 30 mit der Spitze im Uhrzeigersinn. Der Umlenkschalenkopf 30 besitzt mindestens einen Schwenkarm 34, der an einer Kolbenstange 35 eines pneumatischen oder hydraulischen Zylinders 36 drehbar angelenkt ist. Dieser ist in der Lage, den Umlenkschalenkopf 30 mit der Spitze 22 in Richtung des Pfeils 33 zu bewegen.
Grundsätzlich kommen zur Bewegung des Umlenkschalenkopfs 30 nicht nur Drehbewegungen, sondern als auch lineare Bewegungen oder beide Bewegungsarten in Betracht; siehe Pfeile 33, 37. Entsprechend kann eine Mehrzahl von Zylindern vorgesehen werden, welche die eine oder die andere Bewegung der Spitze veranlassen. Die unterschiedlichen Bewegungsarten können zeitgleich überlagernd oder zeitlich nacheinander erfolgen. Damit die Aufgabe des tangentialen Führens des Metallbandes 20 insbesondere beim Anwickeln bei unterschiedlichen Metallbanddicken durch die vordere Spitze 22 optimal erfolgt, ist es sinnvoll, den Abstand 39, der von der Oberfläche des Wickeldoms 21 oder der äußeren Windung 15 des Coils 16 bis zu der gegenüberliegenden Fläche des Umlenkschalenkopfes 30 bzw. zu der Spitze 22 reicht, einstellbar zu gestalten. Zu diesem Zwecke ist der Hydraulikzylinder 36 mit einer Positionsmessvorrichtung 38 gekoppelt. Die Positionsmessung kann mit verschiedenen Prinzipien realisiert werden, beispielsweise über einen Volumenstrommesser, der das Volumen des Fluids in dem Hydraulikzylinder 36 misst. Ebenso kann auch ein elektrischer Weggeber, vorhanden sein. Ist die Position des Hydraulikzylinders 36 bekannt, kann mit Hilfe eines Algorithmus, der die Geometrie des Umlenkschalenkopfes 30, der Umlenkschale 28, des Wickeldoms 21 und die auf den Wickeldorn aufgebrachten Wickellagen des Metallbandes 20 berücksichtigt, ein Ist-Wert für den Abstand 39 berechnet wer- den, und es kann dann der Abstand 39 auf einen gewünschten Soll-Wert eingestellt werden. Die Einstellung erfolgt durch eine Bewegung der Spitze 22 ggf. mit dem Umlenkschalenkopf 30 gegenüber der Umlenkschale 28.
Um die Spitze 22 des Umlenkschalenkopfes 30 vor Beschädigungen zu schüt- zen, ist es möglich, dass der Zylinder 36 den Umlenkschalenkopf 30 ab dem Erreichen einer voreingestellten oberen Kraftgrenze von dem Metallband wegschwenkt und somit die vordere Kante 24 des Metallbandes 20 freigegeben ist. Mit Hilfe eines Regelkreises (Fig. 6) lässt sich eine Position der Spitze 22 und/oder die Kraft, mit der die Position der Spitze 22 gehalten werden soll, ein- regeln.
Die Umlenkschale 28 besitzt mindestens einen ersten Anschlag 40, der die Drehung des Umlenkschalenkopfes 30 linksdrehend begrenzt und mindestens einen zweiten Anschlag 41 , der die Drehung des Umlenkschalenkopfes 30 rechtsdrehend begrenzt. Eine Kante 42 des Umlenkschalenkopfes 30 kann höchstens bis gegen den Anschlag 41 bewegt werden kann. Auf diese Weise wird verhindert, dass der Umlenkschalenkopf 30 bei einer Rechtsdrehung gegen das aufgewickelte Metallband 20 stößt und dessen Oberfläche beschädigt.
Vorzugsweise lassen sich die beiden Anschläge 40, 41 einstellen, beispielsweise durch Beilagepakete, so dass der Umlenkschalenkopf 30 auch dann sehr einfach angesteuert werden kann, wenn der Haspel nur eine einzige Banddicke oder Bänder mit einem eingeschränkten Banddickenbereich wickeln soll.
In Fig. 6 ist ein Positions-Regelkreis zur Einstellung einer Soll-Position des Hydraulikzylinders 36 bzw. der Spitze 22 mittels eines untergeordneten Regelkrei- ses zur Kraftregelung dargestellt. Dabei wird die Ist-Position der Spitze maximal nur bis zum Erreichen eines vorgegebenen Kraftlimits an die vorgegebene Soll- Position angenähert. Anhand des über einen Druckmesser gemessenen Drucks in dem Hydraulikzylinder 36 und der diesem entsprechenden Ist-Kraft regelt der unterlegte Kraftregelkreis die Andrückkraft der Spitze gegen das Metallband in der aktuellen Ist-Position auf eine vorgegebene Sollkraft, die kleiner als das Kraftlimit sein kann.
Gemäß der Erfindung kann auch die Anpresskraft der Andrückrolle 26 und/oder deren Abstand 43 (Fig. 4) bezüglich des Wickeldoms 21 eingestellt werden. Die Einstellung erfolgt vorzugsweise im Ansprechen auf die von dem Regelkreis gemäß Fig. 6 ermittelten Ergebnisse.
Bezugszeichenliste
1 Metallband
2 Wickeldorn
3 Haspelschacht
4 Umlenkschale
5 Schachtklappe
6 Umlenkschale
7 Umlenkschale
8 Andrückrolle
9 Andrückrolle
10 Andrückrolle
11 vordere Kante des Metallbandes 1
12 Spitze
13 Richtung
14 Ausbeulung
15 äußere Windung
16 Coil
17 Spitze
18 —
19 —
20 Metallband
21 Wickeldorn
22 Spitze
23 Bereich des Aufeinandertreffens
24 vordere Kante des Metallbandes 20
25 Haspelschacht
26 Andrückrolle
27 Umlenkschale
28 Umlenkschale 29 Drehpunkt
30 Umlenkschalenkopf
31 Gerade
32 kreisförmige Kontur
33 Pfeil 34 Arm
35 Kolbenstange
36 Hydraulikzylinder
37 Pfeil
38 Positionsmessvorrichtung 39 Abstand
40 Anschlag
41 Anschlag
42 Kante
43 Abstand 44 Spalt

Claims

Patentansprüche
1. Bandhaspel zum Aufhaspeln eines Metallbandes (20) mit einem Wickeldorn (21) und mindestens einer Umlenkschale (28) mit einer Spitze (22) zum Umlenken des Metallbandes (20) um den Wickeldorn (21), dadurch gekennzeichnet, dass die Spitze (22) gegenüber der Umlenkschale (28) verstellbar ist.
2. Bandhaspel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkschale (28) und/oder die Spitze (22) an ihrer dem Wickeldorn (21) zugewandten Flanke eine Kontur aufweisen, die wenigstens im Wesentlichen wie der Wickeldorn (21) und das darauf gewickelte Metallband (20) gekrümmt ist.
3. Bandhaspel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitze (22) durch eine Drehbewegung und/oder eine lineare Bewegung gegenüber der Umlenkschale (28) verstellbar, insbesondere aus der Andrückposition von dem Wickeldorn (21) wegführbar ist.
4. Bandhaspel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitze (22) hydraulisch, mechanisch oder elektromechanisch bewegbar ist.
5. Bandhaspel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkschale an ihrem vorderen Ende einen Umlenkschalenkopf (30) aufweist; dass die Spitze (22) an dem Umlenkschalenkopf (30) fest, vorzugsweise einstückig, angeordnet ist; und dass die Spitze (22) durch Drehung des Umlenkschalenkopfes (30) gegenüber der Umlenkschale (28) schwenkbar ist.
6. Bandhaspel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (39), den die Spitze (22) bezüglich des Wickeldorns (21) in der Andrückposition einnimmt, nach Maßgabe der Dicke des aufzuwickelnden Metallbandes (20) einstellbar ist.
7. Bandhaspel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung, insbesondere ein Hydraulikzylinder (36) zum Verstellen des Umlenkschalenkopfes (30) gegenüber der Umlenkschale (28) vorgesehen ist, wobei die Vorrichtung mit einer Positionsmessvorrichtung (38) ausgestattet ist.
8. Bandhaspel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsmessvorrichtung (38) eine Recheneinheit zur Berechnung des einzustellenden Abstands (39) umfasst.
9. Bandhaspel nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitze (22) in einem Bereich zwischen zwei Anschlägen (41 ,
42) bewegbar ist.
10. Bandhaspel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Anschläge (41 , 42) einstellbar ist, insbesondere durch ein Beilagepaket.
11. Bandhaspel nach einem der Ansprüche 5 bis 101 dadurch gekennzeichnet, dass der Umlenkschalenkopf (30) von dem Wickeldorn (21) wegschwenkbar oder wegziehbar ist, wenn eine vorgegebene Kraft auf die Spitze (22) überschritten wird.
12. Bandhaspel nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Bandhaspel neben den Umlenkschalen auch Andrückrollen (26) aufweist zum Andrücken des Metallbandes (20) und insbesondere von dessen vorderen Kante (24) gegen den Wickeldorn (21 ).
13. Verfahren zum Betreiben eines Bandhaspels nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitze (22) einer Umlenkschale (28) je nach Wickelsituation des Metallbandes (Anwickeln, aufgewickelt zu Coil), geeignet gegenüber der Umlenkschale (28) und dem Wickeldorn (21) eingestellt wird.
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