DE19817035A1 - Vorrichtung zum Schneiden von Drahtwindungen - Google Patents
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Abstract
Um eine Vorrichtung zum Schneiden eines kontinuierlich verlaufenden Drahtes bereitzustellen, der in Form von Windungen aus einem Windungsleger austritt, wobei Ausschußdrahtwindungen schnell und gezielt abgeschnitten werden können, wird vorgeschlagen, daß eine solche Vorrichtung zum einen Fangmittel (4a, b) für einen Windungsbogen sowie Mittel zum Durchtrennen (5a, b) dieses Windungsbogens und Mittel zur Steuerung des Bewegungsablaufs der Fangmittel und Trennmittel umfaßt, wobei die Fangmittel (4a, b) und die Trennmittel (5a, b) unmittelbar hinter dem Windungsleger (1, 2) angeordnet sind. Des weiteren wird ein entsprechendes Verfahren vorgeschlagen.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum
schneiden eines kontinuierlich verlaufenden Drahtes, der in
Form von Windungen aus einem Windungsleger austritt.
Draht wird üblicherweise durch Walzen und Ziehen hergestellt.
Nach dem Walzen durchläuft der Draht einen Windungsleger, und
die Drahtwindungen werden anschließend zum Abkühlen über ein
Legerollgang sowie ein Windungstransportband gefördert, um
über einen Einlegerollgang in einer Bundbildekammer unter
Verwendung eines Dorns zu einem Bund zusammengefaßt zu
werden. Der Drahtbund wird dann mit einem Haken aufgenommen.
Bei einem Drahtbund sind die Anfangswindungen Ausschuß. Grund
hierfür ist eine unterschiedliche Abkühlung der ersten Win
dungen, die mit den noch kalten Rollgängen des
Windungstransportbandes in Kontakt kommen, während die
nachfolgenden Windungen gleichmäßiger abkühlen. In den
Anfangswindungen entstehen unerwünschte Gefügeveränderungen.
Die Anfangswindungen werden deshalb nach dem Transport über
das Windungstransportband abgeschnitten, also am Bandende, in
der Bundbildekammer oder erst am Haken. Dies stellt keine
Schwierigkeit dar, da die Anfangswindungen am Haken an der
offenen Seite hängen und somit leicht zugänglich sind.
Weil das Ende eines Drahtbundes nicht maßhaltig ist, ist die
ses ebenfalls Ausschuß. Im Gegensatz zu den Anfangswindungen
sind die Endwindungen innerhalb eines Bundes aber nur schwer
zugänglich. Die hinteren Windungen können daher nur unter
großen Anstrengungen in der Bundbildekammer bzw. am Haken ab
geschnitten und entfernt werden. Dies ist verbunden mit einer
unsicheren und unfallträchtigen Betriebsweise bei hohem per
sonellen Zeitaufwand.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung
die Aufgabe zugrunde, eine schnelle und genau arbeitende Vor
richtung zu schaffen, mit der Ausschußdrahtwindungen gezielt
abgeschnitten werden können. Des weiteren soll ein entspre
chendes Verfahren geschaffen werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren
nach den Merkmalen der Ansprüche 1 und 11 gelöst.
Hierzu wird eine Schneidvorrichtung vorgeschlagen, die unmit
telbar hinter dem Windungsleger angeordnet ist.
Sie umfaßt Fangmittel zum gezielten Fassen eines Windungsbo
gens sowie Mittel zum Durchtrennen dieses Windungsbogens. Es
sind Mittel zur Steuerung der Bewegungsabfolge der Fang- und
Trennmittel vorgesehen. Die Steuerung erfolgt beispielsweise
in Abhängigkeit von den Drahteigenschaften wie des Draht
durchmessers bei Maßungenauigkeiten. Des weiteren können die
Fang- und Trennmittel in Abhängigkeit von der Arbeitsstellung
des Windungslegers gesteuert werden.
Die Endwindungen, die Ausschußmaterial sind, werden bei Ein
satz der vorgeschlagenen Vorrichtung nicht mehr am Bandende,
in der Bundbildekammer oder erst am Haken entfernt, sondern
unmittelbar nach dem Austritt aus dem Legerohr eines
Windungslegers.
Diese Vorrichtung zeigt die folgenden Vorteile.
Unmittelbar hinter dem Windungsleger haben die Drahtwindungen
einen gleichmäßigen Abstand voneinander, und die Fangmittel
können gezielt zwischen die einzelnen Windungen bewegt wer
den, um somit die Ausschußwindungen von den maßhaltigen Win
dungen zu trennen.
Die Schnittstelle am Windungsumfang ist so einstellbar, daß
das Ende der letzten maßhaltigen Drahtwindung immer ziehend
auf dem Windungstransportband transportiert werden kann. Dies
gewährleistet einen ungestörten Transport des gewundenen
Drahtes über die Förderrollgänge ohne Verhaken der
Endwindung. Es entfällt somit das aufwendige und unsichere
Positionieren am Drahtende.
Des weiteren kann der Schnitt rechtwinklig zum Draht erfol
gen. Es bedarf keiner großen Schnittkräfte infolge der noch
hohen Bearbeitungstemperatur des Drahtes.
Da unmittelbar nach dem Windungsleger der Legerollgang be
ginnt, kann der Zwischenraum zwischen den beiden Stationen
sowie der Raum unterhalb des Legerollganges für die Beseiti
gung des Ausschußmaterials genutzt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die Fangmittel
aus zwei (Fang-)Armen, die, in Windungslegerichtung gesehen,
versetzt zueinander angeordnet sind. Dabei entspricht der
Versatz zwischen den beiden Armen dem Steigungswinkel einer
Drahtwindung. Diese beiden Arme bilden somit eine Art Fangga
bel für einen Windungsbogen.
Vorteilhafterweise weisen die beiden Arme eine Bogenform auf,
die der Krümmung einer Windung entsprechen. Sie werden von
außen unter einen Windungsbogen gefahren und schaffen somit
kurzzeitig eine Unterlage für eine Windung und somit einen
ruhigen Angriffspunkt für das Trennmittel. Dieses Trennmittel
in Form einer Schere greift den Windungsbogen an der Stelle
an, die von den Armen nicht unterstützt wird.
Die Schere setzt sich aus einem oberen und einem unteren
Scherelement zusammen. Das obere Scherelement ist hierbei so
gelagert, daß es eine Kreisbewegung ausführt, währenddessen
das untere Scherelement mit dem Untermesser eine Schwingungs
bewegung durchläuft.
Die Fangarme und die Schere sind hinsichtlich Bewegungsbeginn
und -ende gezielt steuerbar. Dies wird erreicht über jewei
lige Antriebssysteme, die über Sensoren, die in Prozeßanla
gen, beispielsweise der Walzstraße, vor dem Windungsleger
oder am Windungsleger selbst angebracht sind, angesteuert
werden. Vorzugsweise handelt es sich bei den Sensoren um Fo
tozellen. Falls eine Maßungenauigkeit des Drahtdurchmessers
auftritt, wird diese durch den Sensor aufgenommen und der Be
wegungsbeginn für die Fangarme und Schere eingeleitet.
Vorzugsweise handelt es sich bei der Bewegung der beiden
Fangarme um eine Schwingungsbewegung. Die beiden Arme schwin
gen gezielt zueinander hin und wieder voneinander weg. Dies
wird erreicht mittels eines Kurbelschwingensystems, das eine
Drehbewegung in eine Schwingbewegung umwandeln kann.
Der Antrieb für dieses Schwingensystem kann nach Erreichen
des kleinsten Abstandes der beiden Fangarmenden abgebremst
und angehalten werden, um den Trennvorgang und das Abfallen
der Windungsbögen abzuwarten. Wenn die abgeschnittenen Win
dungen jedoch schnell nach unten fallen, erfolgt keine Unter
brechung der Schwingungsbewegung.
Bei dem Antrieb des Scherelementes handelt es sich ebenfalls
um ein Kurbelschwingensystem.
Der Antrieb der Kurbelschwingensysteme erfolgt mittels jeden
beliebigen Motors, vorzugsweise eines Elektromotors mit klei
nem Massenträgheitsmoment.
Es ist empfehlenswert, den oberen Arm mit einem halbrunden
Mantel zu versehen zum Auffangen der nach außen schleudernden
Windungen.
Des weiteren wird ein Verfahren vorgeschlagen. Hierbei wird
der Bewegungsablauf und die Geschwindigkeit der Fangmittel
für einen Windungsbogen und Trennmittel so gesteuert, daß die
Fangmittel unter einen bestimmten Windungsbogen kurz nach
seinem Austritt aus dem Windungsleger schwingen und die
Trennmittel den so stabilisierten Windungsbogen durchtrennen.
Hierbei erfolgt der Bewegungsbeginn der Fang- und Trennmittel
kurz hintereinander.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der
die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele der Er
findung näher erläutert werden. Hierbei zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der
Schneidvorrichtung sowie des Windungslegers mit
Legerollgang;
Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt der Fig. 1;
Fig. 3 eine Draufsicht der Schneidvorrichtung, gesehen
von der Austrittsseite des Windungslegers;
Fig. 4 eine Draufsicht der Schneidvorrichtung.
Fig. 1 zeigt einen Windungsleger 1 mit einem Legerohr 1a und
Ausgang 1b. Nach der Verarbeitung des Drahtes, beispielsweise
im Walzwerk, wird dieser in Windungen gelegt und in dieser
Form (2a, b) auf dem Legerollgang 3 weiter zum
Windungstransportband (nicht gezeigt) transportiert.
Ein oberer und unterer Fangarm 4a, 4b befinden sich zwischen
einem Windungsbogen. Das obere und untere Scherelement ist
schematisch mit 5a, 5b dargestellt. Die Fangarme 4a, 4b und
die Scherelemente 5a, 5b sind direkt hinter dem Legerohr 1a
des Windungslegers 1 angeordnet. Der abgeschnittene Drahtaus
schuß fällt über den Fallschacht 6 in einen Auffangbehälter
7, wobei sich der Fallschacht 6 direkt unterhalb der Fangarme
4a, 4b und Schere 5a, 5b befindet.
Unterhalb des Fallschachtes 6 kann eine Häckselschere bekann
ter Bauart mit schraubenförmigen Messern (nicht dargestellt)
angeordnet sein.
Die beiden Fangarme 5a, 5b sind in einem Abstand versetzt zu
einander angeordnet, wobei der Abstand der Steigung eines
Windungsbogens entspricht (Fig. 2).
Die Fangarme werden in einen Windungsbogen geschwungen. Die
Scherelemente 5a, 5b greifen an der Stelle des Drahtes an,
der nicht von den Fangarmen 4a, 4b unterstützt wird. Die Ge
schwindigkeit der Schere entspricht hierbei der Geschwindig
keit des Drahtes, hier 3 m/sec.
Nachfolgend soll eine Ausführungsform der Fangarme 4a, 4b und
deren Antrieb näher erläutert werden. Fig. 3 zeigt in Drauf
sicht zwei bogenförmige Fangarme 4a, 4b, deren Krümmung der
eines Windungsbogens entspricht. Hierbei ist der obere Fang
arm 4a mit einem halbrunden Mantel 4c versehen, damit die
letzten Windungen nicht herausgeschleudert werden.
Die beiden Fangarme schwingen in einen Windungsbogen und nach
dem Trennvorgang wieder zurück. Den Antrieb hierfür leistet
ein Motor 8 (Fig. 4), der über eine Kupplung 9 und ein Ge
triebe 10 sowie einen Zahnradsatz 11 über eine gemeinsame An
triebswelle 12 zwei Exzenterscheiben 13a, 13b antreibt. Diese
sind über Bolzen 14a, 14b mit einer Koppelstange 15a, 15b
verbunden, die wiederum über einen Bolzen 16a, 16b eine
zweite Exzenterscheibe 17a, 17b antreibt, die auf der Ab
triebswelle 18a, 18b gelagert ist. Antriebs- und Abtriebs
welle befinden sich in einem gemeinsamen Gehäuse 18c. Die in
Fig. 4 gezeigte Drehrichtung der Abtriebswelle 18a, 18b ist
die bevorzugte Richtung bei rechtssteigendem Draht.
Die Fangarme 4a, 4b sind mittels Schweißverbindungen an der
Exzenterscheibe 17a, 17b befestigt. Somit bildet die erste
Exzenterscheibe 13a, 13b mit dem entsprechenden Fangarm 4a,
4b eine Einheit. Insgesamt handelt es sich um einen Kurbel
schwingenantrieb.
Es ist empfehlenswert, zwischen den glühenden Drahtwindungen
und dem Antriebsmechanismus eine luft- oder wassergekühlte
Schutzhaube anzuordnen (hier nicht gezeigt).
Eine Ausführungsform des Antriebs des Scherelementes zeigt
Fig. 3. Das obere Scherelement 5a weist ein Obermesser 19a,
das untere Scherelement 5b ein Untermesser 19b auf. Als An
triebssystem ist ebenfalls ein Kurbelschwingensystem vorgese
hen. Das obere Element durchläuft eine Kreisbewegung. Es hat
einen Beschleunigungs- und Verzögerungswinkel von ca. 270°.
Der Antrieb der Schere erfolgt über einen Motor 20 über die
Kupplungen 21 und 22 sowie das Getriebe 23. Dieses treibt
eine Welle 24 an, die mit einer Exzenterscheibe 25 als Kurbel
verbunden ist. An der Exzenterscheibe 25 ist das Obermesser
19a befestigt, das eine Kreisbewegung durchläuft (siehe auch
Fig. 4). Das Untermesser 19b ist an einer Koppelstange 26
befestigt. Diese wird über die zweite Welle 27, die in einem
gemeinsamen Gehäuse 28 mit der Welle 24 gelagert ist, über
eine Schwinge 29 geführt.
Bei Bedarf kann die Welle 27 und die Schwinge 29 in Form
einer Exzenterscheibe auf der anderen Seite der Koppelstange
26 angeordnet sein, wie dies in Fig. 3 gestrichelt
dargestellt ist. Bei dieser Ausführungsform ist ein
zusätzliches Gehäuse 30 notwendig. Diese Ausführungsform
erweist sich vor allem bei beengten Platzverhältnissen als
vorteilhaft.
Weiterhin soll der Raum zwischen den Fangarmen auf der An
triebsseite sowie zwischen den Fangarmen und Schere auf der
Scherenseite so gering wie möglich ausgebildet sein, damit
die Restwindungen beim Aufprall auf die Fangarme nicht oder
nur geringfügig verbogen werden.
Nachfolgend soll das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben
werden.
Hinter dem Fertigblock eines Walzwerkes ist eine Fotozelle
angeordnet. Bei Maßungenauigkeiten des Drahtes gibt diese
über eine Zeitrelais je nach abzuschneidender Länge ein Si
gnal. Es wird die nächste Nullstellung des Windungslegers 1
abgewartet und dann über je ein Zeitrelais ein Befehl für den
Bewegungsbeginn und die Geschwindigkeit der Fangarme 4a, 4b
und Schere 5a, 5b gegeben. Der Zeitpunkt für den Bewegungsbe
ginn und die Geschwindigkeit der Fangarme 4a, 4b und Schere
5a, 5b werden so gewählt, daß die Fangarme und die Scherele
mente zwischen die letzte ordnungsgemäße Drahtwindung und die
erste Ausschußwindung schwingen bzw. gelangen. Dabei wird der
Draht erst kurz vor Schnittbeginn berührt (vgl. Fang- und
Schnittstellung der Schere in Fig. 4). Die Geschwindigkeit
des Obermessers entspricht bei Schnittbeginn etwa der Hori
zontalgeschwindigkeit der Drahtwindungen, damit der Draht
durch die Schere so wenig wie möglich beeinflußt wird. Beim
Schnittvorgang berührt das Obermesser 19a zuerst den Draht.
Die Bewegungen des ober- und Untermessers 19a, 19b bzw. des
oberen und unteren Scherelementes 5a, 5b sind deutlicher in
Fig. 4 in der Schnittstellung und der Fangstellung darge
stellt.
1
Windungsleger
1
a Legerohr
1
b Ausgang des Windungslegers
2
a, b Windungsbögen
3
Legerollgang
4
a, b Fangarme
4
c halbrunder Mantel
5
a, b Scherelemente
6
Fallschacht
7
Auffangbehälter
8
Motor (Fangarme)
9
Kupplung
10
Getriebe
11
Zahnradsatz
12
Antriebswelle
13
a, b Exzenterscheiben
14
a, b Bolzen
15
a, b Koppelstangen
16
a, b Bolzen
17
a, b zweite Exzenterscheiben
18
a, b Abtriebswellen
18
c Gehäuse (Fangarmenantrieb)
19
a Obermesser
19
b Untermesser
20
Motor (Schere)
21
Kupplung
22
Kupplung
23
Getriebe
24
Welle
25
Exzenterscheibe
26
Koppelstange
27
zweite Welle
28
Gehäuse (Scherenantrieb)
29
Schwinge
30
zusätzliches Gehäuse
Claims (12)
1. Vorrichtung zum Schneiden eines kontinuierlich verlaufen
den Drahtes, der in Form von Windungen aus einem Win
dungsleger austritt,
dadurch gekennzeichnet,
daß diese Fangmittel (4a, b) für einen Windungsbogen um
faßt, Mittel zum Durchtrennen (5a, b) dieses Windungsbo
gens und Mittel zur Steuerung des Bewegungsablaufs der
Fangmittel und Trennmittel, wobei die Fangmittel (4a, b)
und die Trennmittel (5a, b) unmittelbar hinter dem Win
dungsleger (1, 2) angeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Fangmittel (4a, b) zwei sich zueinander hin und
voneinander weg bewegbare Fangarme sind, die, in Win
dungslegerichtung gesehen, versetzt zueinander angeordnet
sind und daß der Versatz zwischen den Armen dem Stei
gungswinkel einer Drahtwindung entspricht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei den Trennmitteln (5a, b) um eine Schere
handelt, die den Windungsbogen an der Stelle, die von den
Armen (4a, b) nicht unterstützt wird, trennt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß diese Schere sich aus einem oberen und einem unteren
Scherelement (5a, b) mit einem Ober- und Untermesser
(19a, b) zusammensetzt, wobei das obere Scherelement mit
dem Obermesser eine Kreisbewegung durchläuft.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerungsmittel über Sensoren aktiviert werden,
die in Prozeßanlagen vor dem Windungsleger oder am Win
dungsleger selbst angebracht sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei diesen Sensoren um Fotozellen handelt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bewegung der beiden Fangarme (4a, b) schwingend
ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei dem Schwingungsantrieb der Arme um ein
Kurbelschwingensystem handelt, das eine Drehbewegung in
eine Schwingungsbewegung umwandelt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Antrieb der Schere ein Kurbelschwingensystem ist.
10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der obere Arm (4a) einen halbrunden Mantel (4c) auf
weist zum Auffangen der nach außen schleudernden Windun
gen.
11. Verfahren zum Schneiden eines kontinuierlich verlaufenden
Drahtes, der in Form von Windungen aus einem Windungsle
ger austritt,
dadurch gekennzeichnet,
daß Fangmittel (4a, b) und Trennmittel (5a, 5b) hinsicht
lich ihres Bewegungsablaufs und ihrer Geschwindigkeit so
gesteuert werden, daß die Fangmittel unter einen bestimm
ten Windungsbogen kurz nach seinem Austritt aus dem Win
dungsleger schwingen und die Trennmittel den so stabili
sierten Windungsbogen durchtrennen.
12. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Fangmittel und die Trennmittel zeitlich versetzt
betätigt werden.
Priority Applications (4)
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