DE102006029858A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Aufwickeln eines metallischen Bandes - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufwickeln eines metallischen Bandes (1), insbesondere eines Stahlbandes, zu einem Bund (2), wobei das Band (1) zwischen einem Treiber (3), bestehend aus mindestens einer Treiberoberrolle (4) und mindestens einer Treiberunterrolle (5) und einem Wickeldorn (6) unter Längsspannung gehalten wird und wobei das Band (1) auf dem Wickeldorn (6) zu dem Bund (2) aufgewickelt wird. Um ein unerwünschtes Aufspringen des gewickelten Bundes in einfacher Weise zu verhindern, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass bei Erreichen einer definierten Restlänge des Bandes (1) in das Band (1) ein um eine quer zur Längsrichtung des Bandes (1) wirkendes und eine plastische Verformung hervorrufendes Biegemoment (M<SUB>B</SUB>) eingeleitet wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Aufwickeln eines metallischen Bandes.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufwickeln eines metallischen Bandes, insbesondere eines Stahlbandes, zu einem Bund, wobei das Band zwischen einem Treiber, bestehend aus mindestens einer Treiberoberrolle und mindestens einer Treiberunterrolle, und einem Wickeldorn geführt wird und wobei das Band auf dem Wickeldorn zu dem Bund aufgewickelt wird. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Aufwickeln eines metallischen Bandes.
- Am Ende einer Warmbandstraße ist eine Warmbandhaspel angeordnet. Diese hat die Funktion, das Warmband nach dem Walzen zu einem Bund aufzuwickeln. Das Band wird dabei unter Zugspannung aufgewickelt, um ein ausreichend fest gewickeltes Bund zu erhalten und ein Aufspringen des Bundes nach dem Fertigwickeln zu vermeiden. Die Zugspannung ist auch notwendig, um das Band um den Wickeldorn zu biegen, d. h. plastisch zu verformen. Insbesondere bei dicken Bändern sind dabei große Zugkräfte erforderlich, um das nötige Biegemoment für die plastische Umformung zu erzeugen.
- In den
1 bis3 sind Lösungen und Probleme des Standes der Technik dargestellt. - Wie in
1 gesehen werden kann, wird beim Wickeln des Bandes1 dieses durch einen Treiber3 geführt, der aus einer Trieberoberrolle4 und einer Treiber unterrolle5 besteht; das Band wird vom Treiber3 zum Wickeldorn6 geführt. Auf dem Wickeldorn6 wird das Band1 gewickelt, bis sich ein Bund2 gebildet hat. Das Bund2 wird nach vollständigem Aufwickeln des Bandes1 vom Wickeldorn6 gezogen. Während des Wickelns wird zwischen dem Treiber3 und dem Wickeldorn6 eine definierte Zugspannung im Band1 aufrechterhalten. - Verlässt das Bandende den Treiber
3 , kann das letzte Bandstück nicht mehr unter Zugspannung gewickelt werden. Um das Bandende in dieser Phase an das Bund2 anzulegen, werden rechtzeitig vorher ein Bundwagen14 (angedeutet durch zwei Rollen dieses Wagens) und eine oder mehrere Andruckrollen15 an das Bund2 angelegt. Trotz der plastischen Biegung des Bandes1 verbleibt eine elastische Restspannung im Band1 , die dazu führt, dass das Bandende16 vom Bund2 absteht, wie es in2 illustriert ist. - Besonders bei dicken Bändern
1 mit Banddicken von mehr als 12 mm besteht beim Weitertransport oder beim Kippen des Bundes2 die Gefahr, dass das Bund2 aufspringt und sich die letzten Windungen lösen, wie es in3 angedeutet ist. - Ist ein Bund in dieser Weise aufgesprungen, lässt es sich nicht mehr mit einfachen Mitteln wieder fest wickeln; in der Regel ist es dann Ausschuss.
- Um dies zu vermeiden, werden Bunde
2 mit Stahlbändern umwickelt. Je dicker und fester das Material des Bandes1 ist, umso mehr Stahlbänder sind notwendig, um das Bund sicher zusammenzuhalten. Bei Banddicken von mehr als 12 mm kann dies eine große Anzahl an Stahlbändern erfordern. - Aus der
EP 0 906 797 B1 wird das aufzuwickelnde Stahlband durch eine Anzahl zusammenwirkender Rollen geführt, die auch zwischen dem Treiber und dem Wickeldorn angeordnet sein können. Allerdings sind diese Rollen ortsunveränderlich angeordnet, so dass sie eine Umformung des Bandes unabhängig von der Lage des Bandendes vornehmen. - Die
JP 0708 0531 A JP 0707 5830 A - Die
JP 5805 8931 A - Alle vorbekannten Möglichkeiten stellen – sofern sie versuchen, gezielt auf die Bandbiegung im Endbereich des Metallbandes Einfluss zu nehmen – einen relativ hohen apparativen und steuerungstechnischen Aufwand dar. Das Ergebnis ist dennoch nicht immer befriedigend.
- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass die genannten Nachteile vermieden oder zumindest reduziert werden können. Es soll also auf einfache Weise sichergestellt werden, dass sich das auf den Wickeldorn zum Bund aufgewickelte Band nicht mehr löst, sondern das Bandende fest am Bund anliegt. Dies soll in apparativ einfacher Weise und damit kostengünstig erfolgen können. Es soll insbesondere auf die Einfassung des gewickelten Bundes durch die genannten Stahlbänder verzichtet werden können.
- Die Lösung dieser Ausgabe durch die Erfindung ist verfahrensgemäß dadurch gekennzeichnet, dass bei Erreichen einer definierten Restlänge des Bandes, insbesondere vor dem Treiber, in das Band ein um eine quer zur Längsrichtung des Bandes wirkendes und eine plastische Verformung hervorrufendes Biegemoment eingeleitet wird. Das Biegemoment kann bevorzugt im Bereich zwischen dem Treiber und dem Wickeldorn eingeleitet werden. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, dass bereits vor dem Treiber das Biegemoment in das Band eingeleitet wird, so dass es einer plastischen Verformung bzw. Krümmung unterzogen wird. Das Biegemoment krümmt dabei das Band in dem Sinne, wie es auf dem Wickeldorn angeordnet ist. Damit wird quasi eine Krümmung vorgehalten, so dass nach dem vollständigen Aufwickeln des Bandes auf den Wickeldorn die äußerste Windung bzw. die äußersten Windungen fest am Bundumfang anliegen und nicht zum Aufspringen tendieren.
- Zur Erzeugung des Biegemoments kann nach einer bevorzugt Ausgestaltung der Erfindung mindestens eine Treiberoberrolle des Treibers in Walzrichtung verfahren und senkrecht zur Oberfläche des Bandes abgesenkt werden. In diesem Falle kann vorgesehen sein, dass das Band an einer in Walzrichtung vorgelagerten Stelle in Richtung senkrecht zur Oberfläche des Bandes niedergehalten wird.
- Es ist auch möglich, dass zur Erzeugung des Biegemoments die Treiberunterrolle des Treibers in Walzrichtung verfahren und senkrecht zur Oberfläche des Bandes angehoben wird. In diesem Falle würde bevorzugt das Band an einer in Walzrichtung vorgelagerten Stelle in Richtung senkrecht zur Oberfläche des Bandes hochgehalten werden.
- Eine alternative Vorgehensweise stellt darauf ab, dass zur Erzeugung des Biegemoments eine Anzahl Walzen zwischen dem Treiber und dem Wickeldorn beidseitig an das Band herangefahren werden.
- All diese Maßnahmen dienen dazu, ein Biegemoment in das Band einzuleiten, das eine plastische Vorkrümmung verursacht, so dass nach dem vollständigen Aufwickeln des Bandes auf den Bund ein Aufspringen der äußersten Bandwindungen verhindert wird.
- Damit sich das Band nach der plastischen Vorkrümmung infolge des eingeleiteten Biegemoments nicht wieder plastisch aufbiegt, sieht eine bevorzugte Fortbildung vor, dass die Längsspannung im Band bei oder nach der Aufbringung des Biegemoments vermindert wird.
- Die Vorrichtung zum Aufwickeln eines metallischen Bandes, insbesondere eines Stahlbandes, zu einem Bund, weist einen Treiber mit mindestens einer Treiberoberrolle und mindestens einer Treiberunterrolle auf sowie einen Wickeldorn, wobei das Band zwischen dem Treiber und dem Wickeldorn unter Längsspannung gehalten wird und wobei das Band auf dem Wickeldorn zu dem Bund aufgewickelt wird.
- Erfindungsgemäß sind Mittel zur Einleitung eines quer zur Längsrichtung des Bandes wirkenden und eine plastische Verformung hervorrufenden Biegemoments vorgesehen, die von Steuerungsmitteln aktiviert werden, sobald eine definierte Restlänge des Bandes erreicht ist, d. h. die dann aktiv werden, wenn das Bandende eine definierte Position erreicht.
- Die Mittel können mindestens einen Aktuator umfassen, mit dem die Treiberoberrolle und/oder die Treiberunterrolle in Walzrichtung verfahren und senkrecht zur Oberfläche des Bandes abgesenkt oder angehoben werden kann.
- Die Mittel können auch eine Anzahl Walzen umfassen, die zwischen dem Treiber und dem Wickeldorn beidseitig an das Band herangefahren werden können.
- Kern der Erfindung ist also ein Verfahren und eine Vorrichtung zum gezielten Biegen des Metallbandes am Bandende, wobei angestrebt wird, dass die Restspannung im Band so eingestellt wird, dass die äußere Windung des Bandes (also das Bandende) fest am Bund anliegt. Hierdurch kann die Anzahl der Stahlbänder zum Binden der Bunde reduziert und der Weitertransport sowie das Kippen der Bunde sicherer gemacht werden.
- In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
-
1 eine Vorrichtung zum Aufwickeln eines Stahlbandes nach dem Stand der Technik mit einem Treiber und einem Wickeldorn, auf dem das Stahlband zu einem Bund aufgewickelt wird, -
2 das vollständig auf den Wickeldorn aufgewickelte Stahlband gemäß dem Stand der Technik, -
3 den nach dem Stand der Technik gewickelten Bund, von dem sich das Bandende wieder gelöst hat, -
4 eine Vorrichtung zum Aufwickeln eines Stahlbandes in einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung, -
5 eine alternative Vorrichtung zum Aufwickeln des Stahlbandes gemäß der Erfindung und -
6 eine weitere alternative Vorrichtung zum Aufwickeln des Stahlbandes gemäß der Erfindung. - Die in
4 dargestellte Vorrichtung zum Aufwickeln des Stahlbandes1 hat – wie im Stand der Technik – einen Treiber3 mit Treiberoberrolle4 und Treiberoberrolle5 und einen Wickeldorn6 , auf den das Band1 zum Bund2 aufgewickelt wird. - Im normalen Wickelbetrieb befindet sich die Treiberoberrolle
4 in der gestrichelt dargestellten Position. Die beiden Treiberrollen4 ,5 werden aneinander gedrückt, so dass das Band1 zwischen dem Treiber3 und dem Wickeldorn6 vorzugsweise unter einer definierten Zugspannung gehalten werden kann. Diese Zugspannung sorgt dafür, dass ein einwandfreies Aufwickeln des Bandes1 auf den Wickeldorn6 möglich ist. Notfalls ist das Aufwickeln des Bandes jeweils auch mit sehr geringer oder sogar ohne Zugspannung möglich. - Problematisch wird es, wenn das Bandende erreicht ist, so dass das Band
1 aus der Klemmung zwischen der Treiberoberrolle4 und der Treiberunterrolle5 heraus gerät. Dann nämlich kann nur noch über den in1 dargestellten Bundwagen14 und die Andrückrollen15 dafür gesorgt werden, dass sich das Bandende und namentlich die letzten Windungen an den Bund2 anlegen. - Die Erfindung geht im Ausführungsbeispiel nach
4 statt dessen folgenden Weg: Das Erreichen des Bandendes16 wird mit einem Sensor13 erkannt, der sein Signal an die Steuerungsmittel10 leitet. Die Steuerungsmittel10 geben Stellsignale an zwei Aktuatoren11 und12 aus. Diese bewegen die Treiberoberrolle4 in Walzrichtung W nach vorne und gleichzeitig nach unten, d. h. in die mit ausgezogenen Linien dargestellte Position. Eine in Walzrichtung vor dem Treiber3 angeordnete Niederhalterolle17 sorgt dafür, dass das Band1 infolge der Verstellung der Treiberoberrolle4 nicht nach oben abheben kann. Vielmehr wird durch die insgesamt drei Rollen4 ,5 und17 in das Band1 ein Biegemoment MB eingeleitet, das – wie es in4 angedeutet ist – quer zur Längsrichtung des Bandes1 liegt (der Momentenvektor steht senkrecht auf der Zeichenebene) und das so gewählt ist, dass es zu einer plastischen Biegeverformung des Bandes1 kommt. Das Band1 wird dabei in dem Sinne plastisch verformt und gekrümmt, wie es dem Aufwickeln auf den Wickeldorn entspricht. - Gerät das Bandende
16 aus dem Bereich des Treibers3 heraus, ist der letzte Bandabschnitt so vorgekrümmt, dass er sich an den Bund2 anlegt und damit ein unerwünschtes Aufwickeln des Bundes2 verhindert wird. Die Positionierung der Treiberoberrolle4 hängt vom gewünschten Effekt ab, der so gewählt wird, dass im Endzustand die äußerste Windung des Bandes1 gut am Bund2 anliegt. - Die dargestellte Vorrichtung dient also zum Biegen des Bandendes bzw. des letzten Bereichs des Bandendes, wobei die Niederhalterolle
17 , die Treiberunterrolle5 und die Treiberoberrolle4 zum Einsatz kommt. Die Treiberoberrolle4 wird zum Biegen in Walzrichtung W verfahren und in der Höhe verstellt. Der Biegeradius kann gemäß der obigen Zielsetzung somit beliebig eingestellt werden. - Das Einleiten des Biegemoments MB beginnt an einer bestimmten, durch die Bandverfolgung vorgegebenen Stelle im Band
1 . Dann wird die Treiberoberrolle4 auf eine vorgegebene Position gestellt, damit ein gewünschter Biegeradius erreicht wird, die Anstellkräfte für die Treiberrolle jedoch nicht zu groß werden. Zum Bandende16 wird der Bandzug zwischen Treiber3 und Wickeldorn6 reduziert, um ein Rückbiegen des Bandes zu vermeiden. Die Arbeit zum Vorschub des Bandes1 und zum plastischen Biegen des Bereichs des Bandendes wird durch den Treiber3 aufgebracht. - In der Ausführungsform der Erfindung nach
5 werden – sobald das Bandende16 von einem (hier nicht dargestellten) Sensor detektiert wird, die drei Rollen7 ,8 und9 , die vorher kein Biegemoment im Band erzeugen, in die dargestellte Position gefahren. Hiermit erfolgt ebenfalls wieder eine plastische Bandvorverformung infolge des erzeugten Biegemomentes MB, so dass das Band1 , nachdem es den Bereich des Treibers3 verlassen hat, sich gut an den Bund2 anlegt und die äußerste Bandwindung nicht zum Aufspringen neigt. - Bei der Lösung gemäß
5 wird ein Teil des Rollenganges, nämlich die Rollen7 und9 , abgesenkt und die Niederhalterolle8 in das Band1 gefahren. Durch die Position der Niederhalterolle8 wird der Biegeradius des Bandes1 eingestellt. - Während in
5 die drei Rollen7 ,8 ,9 in Walzrichtung W vor dem Treiber3 angeordnet sind, können sie grundsätzlich auch hinter dem Treiber3 positioniert werden, wie es6 zeigt. Hier wird unmittelbar vor dem Wickeldorn6 dem Band1 das Biegemoment MB aufgegeben, das zu einer plastischen Verformung des Bandes1 im Sinne der Krümmung erfolgt, wie sie im aufgewickelten Zustand auf dem Bund2 vorliegt. - In
6 ist also eine separate Dreirollenbiegeeinheit zwischen dem Treiber3 und dem Wickeldorn6 angeordnet. Diese Einheit lässt sich zum Bandende an das Band schwenken, indem die beiden oberen Rollen7 und9 von oben und die untere Rolle8 von unten an das Band1 gedrückt werden. Durch die Position der oberen und unteren Rollen wird hier der Biegeradius des Bereichs des Bandendes eingestellt. -
- 1
- Band (Stahlband)
- 2
- Bund
- 3
- Treiber
- 4
- Treiberoberrolle
- 5
- Treiberunterrolle
- 6
- Wickeldorn
- 7
- Walze
- 8
- Walze
- 9
- Walze
- 10
- Steuerungsmittel
- 11
- Aktuator
- 12
- Aktuator
- 13
- Sensor
- 14
- Bundwagen
- 15
- Andruckrollen
- 16
- Bandende
- 17
- Niederhalterolle
- MB
- Biegemoment
- W
- Walzrichtung
Claims (12)
- Verfahren zum Aufwickeln eines metallischen Bandes (
1 ), insbesondere eines Stahlbandes, zu einem Bund (2 ), wobei das Band (1 ) zwischen einem Treiber (3 ), bestehend aus mindestens einer Treiberoberrolle (4 ) und mindestens einer Treiberunterrolle (5 ), und einem Wickeldorn (6 ) geführt wird und wobei das Band (1 ) auf dem Wickeldorn (6 ) zu dem Bund (2 ) aufgewickelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erreichen einer definierten Restlänge des Bandes (1 ) in das Band (1 ) ein um eine quer zur Längsrichtung des Bandes (1 ) wirkendes und eine plastische Verformung hervorrufendes Biegemoment (MB) eingeleitet wird. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Biegemoment (MB) im Bereich des Treibers (
3 ) oder zwischen dem Treiber (3 ) und dem Wickeldorn (6 ) eingeleitet wird. - Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Biegemoment (MB) das Band (
1 ) in dem Sinne krümmt, wie es auf dem Wickeldorn (6 ) angeordnet ist. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung des Biegemoments (MB) die mindestens eine Treiberoberrolle (
4 ) des Treibers (3 ) in Walzrichtung (W) verfahren und senkrecht zur Oberfläche des Bandes (1 ) abgesenkt wird. - Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (
1 ) an einer in Walzrichtung (W) vor dem Treiber (3 ) liegenden Stelle in Richtung senkrecht zur Oberfläche des Bandes (1 ) niedergehalten wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung des Biegemoments (MB) die mindestens eine Treiberunterrolle (
5 ) des Treibers (3 ) in Walzrichtung (W) verfahren und senkrecht zur Oberfläche des Bandes (1 ) angehoben wird. - Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (
1 ) an einer in Walzrichtung (W) vor dem Treiber (3 ) liegenden Stelle in Richtung senkrecht zur Oberfläche des Bandes (1 ) hochgehalten wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung des Biegemoments (MB) eine Anzahl Walzen (
7 ,8 ,9 ) zwischen dem Treiber (3 ) und dem Wickeldorn (6 ) beidseitig an das Band (1 ) herangefahren werden. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsspannung im Band (
1 ) bei oder nach der Aufbringung des Biegemoments (MB) vermindert wird. - Vorrichtung zum Aufwickeln eines metallischen Bandes (
1 ), insbesondere eines Stahlbandes, zu einem Bund (2 ), die einen Treiber (3 ) mit mindestens einer Treiberoberrolle (4 ) und mindestens einer Treiberunterrolle (5 ) aufweist sowie einen Wickeldorn (6 ), wobei das Band (1 ) zwischen dem Treiber (3 ) und dem Wickeldorn (6 ) geführt wird und wobei das Band (1 ) auf dem Wickeldorn (6 ) zu dem Bund (2 ) aufgewickelt wird, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch Mittel (4 ,5 ,7 ,8 ,9 ,11 ,12 ) zur Einleitung eines quer zur Längsrichtung des Bandes (1 ) wirkenden und eine plastische Verformung hervorrufenden Bie gemoments (MB), die von Steuerungsmitteln (10 ) aktiviert werden, sobald eine definierte Restlänge des Bandes (1 ) erreicht ist. - Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (
4 ,5 ,7 ,8 ,9 ,11 ,12 ) mindestens einen Aktuator (11 ,12 ) umfassen, mit dem die Treiberoberrolle (4 ) und/oder die Treiberunterrolle (5 ) in Walzrichtung (W) verfahren und senkrecht zur Oberfläche des Bandes (1 ) abgesenkt oder angehoben werden kann. - Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (
4 ,5 ,7 ,8 ,9 ,11 ,12 ) eine Anzahl Walzen (7 ,8 ,9 ) umfassen, die zwischen dem Treiber (3 ) und dem Wickeldorn (6 ) beidseitig an das Band (1 ) herangefahren werden können.
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