DE19825723A1

DE19825723A1 - Vorrichtung zum Positionieren einer beim Bundaufbau gegen den Haspeldorn eines Bandhaspels verlagerbaren und anstellbaren Glättrolle

Info

Publication number: DE19825723A1
Application number: DE19825723A
Authority: DE
Inventors: Josef Zeppenfeld; Rainer Hoppe; Juergen Grell
Original assignee: SMS Schloemann Siemag AG; Schloemann Siemag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 1998-06-09
Filing date: 1998-06-09
Publication date: 1999-12-16
Also published as: ES2210898T3; DE59907593D1; EP0963932A2; EP0963932B1; ATE253521T1; EP0963932A3; US6186438B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Positionieren einer mittels eines Auslegerarmes (1) gegen den Haspeldorn (2) eines Bandhaspels (14) verlagerbaren und insbesondere mit einem Rollenwechselkopf (3) an den Haspeldorn (2) unter Verwendung von Kraftmittel (5-7) anstellbaren Glättrolle (4). Die Positioniervorrichtung wird dadurch verbessert, daß der Rollenwechselkopf (3) einen in einem Gelenk (17) schwenkbaren, in Schwenkbewegung antreibbaren Schwenkarm (15) besitzt, an dessen freiem Ende in einer Lagerung (18) einerseits eine Stahlrolle (10), und andererseits ein die Glättrolle (4) aufnehmender Anstellarm (12) gelagert ist. Dieser Anstellarm zur Anstellung der Glättrolle (4) an den Bandhaspel (14) bzw. an dessen Rohrmantel (8) besitzt ein kraftregelbares Anstellsystem (6). Das Kraftmittel zur Verlagerung des Auslegerarmes (1) ist eine wegregelbare Anstelleinheit (7).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Positionieren einer mittels eines Auslegerarmes gegen den Haspeldorn eines Bandhaspels verlagerbaren und insbesondere mit einem Rollenwechselkopf an den Haspeldorn unter Verwendung von Kraftmitteln anstellbaren Glätt rolle.

Beim Aufwickeln dünner Bänder, insbesondere Alu-Bänder, ist es Stand der Technik, eine Glättrolle während des gesamten Aufwickelvorganges auf den Haspeldorn bzw. an das Bandhaspel auf zusetzen, um Luftein schlüsse und Bandfehler, sogenannte Gautschfehler zu vermeiden.

Bedingt durch Sprünge der Rolle infolge der Durchmesservergrößerung durch den Bandanfang, dem sogenannten Lagensprung, kommt es zu einem unruhigen Rollenlauf und hämmernden Vibrationen des gesamten Rollen armes. Bisher konnte diese nachteilige Erscheinung auch durch Einsatz von Federn und Dämpfern nicht zufriedenstellend verhindert werden.

Das Dokument DE 33 18 031 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der von druckmittelbetätigten Zylindern beeinflußten Andruckrollen eines Bandhaspels. Das vorbekannte Verfahren, bei dem die Andruckrollen zum Einführen und Andrücken der ersten und letzten Bandlagen an den Haspeldorn bzw. die zuvor aufgewickelten Bandlagen dienen, beschreibt, daß der Bandanfang des einlaufenden Bandes während der Bildung der ersten Windung berüh rungslos erfaßt und verfolgt und seine jeweilige Position zur Positionierung der Andruckrollen verwertet wird.

Bei der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind zum berüh rungslosen Erfassen des Bandanfanges optische Sensoren vorgesehen und in Durchlaufrichtung unmittelbar hinter jeder Andruckrolle ist ein optischer Sensor angeordnet. Verfahren und Vorrichtung ver ursachen einen hohen Aufwand an mechanischen und regelungstechni schen Elementen, um insbesondere bei der Durchmesseränderung jeder Bandlage im Bereich der Bandspitze das Entstehen von Markierungen infolge Massenträgheit der Andruckrollen auf der Bandoberfläche zu vermeiden. Hierfür werden die Andruckrollen so gesteuert, daß sie jeweils um den Betrag der Banddicke zurückverstellt werden, bevor sie von der den Durchmessersprung bewirkenden Bandspitze passiert werden. Entsprechend wird der Haspeldorn mit einem Impulsgeber gekoppelt, der mit einem Impulszähler in Wirkverbindung steht, der nach Erreichen der schlupffreien Anlage der Bandspitze am Haspeldorn in Betrieb gesetzt wird. Ferner wurde vorgeschlagen, daß der Band anfang des einlaufenden Bandes bei der Bildung der ersten Windung berührungslos erfaßt und verfolgt wird und seine jeweilige Position zur Positionierung der Andruckrollen verwertet wird.

Das Dokument EP 0 391 135 A2 offenbart ein Verfahren zum Anwickeln von Bändern in Haspelanlagen. Mit dem unter der Bezeichnung Step- Control bekanntgewordenen Verfahren zur Steuerung der Andruckrollen- Anstellung eines Bandhaspels können auch dünne Bänder ohne Beschädi gung auf den Haspeldorn aufgewickelt werden. Dazu wird vorgeschla gen, daß die Andruckrollen das Band möglichst nahe an den Haspeldorn heranbringen, ohne jedoch Andruckkräfte auf den Haspeldorn auszuüben oder, daß nur noch die in Bandeinlaufrichtung letzte Andruckrolle das Band gegen den Haspeldorn rückt, während die übrigen Andruck rollen das Band möglichst nahe an den Haspeldorn anlegen, ohne auf das Band und den Haspeldorn Andruckkräfte auszuüben. Die schlupf freie Anlage des Bandes am Haspeldorn wird durch positionsgeregeltes Spreizen der Dornsegmente erreicht.

Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine besonders einfach konstruierte sowie mit hoher Schwingungsdämpfung arbeitende Glättrolleneinheit für ein Bandhaspel anzugeben, die sich problemlos zum Einbau und insbesonde re zur Nachrüstung an der Auslaufseite einer Walzenstraße für dünne Bänder und insbesondere Alu-Bänder eignet.

Zur Lösung der Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art vorgeschlagen, daß der Rollenwechsel kopf einen in einem Gelenk schwenkbaren, in Schwenkbewegung antreib baren Schwenkarm besitzt, an dessen freiem Ende in einer Lagerung einerseits eine Stahlrolle, und andererseits ein die Glättrolle aufnehmender Anstellarm gelagert ist und dieser zur Anstellung der Glättrolle an den Rohrmantel bzw. an den Bandhaspel ein kraftregel bares Anstellsystem besitzt, und das Kraftmittel zur Verlagerung des Auslegerarmes eine wegregelbare Anstelleinheit ist.

Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion wird die Glättrolleneinheit über ein Schwingensystem bevorzugt auf der Achse der Stahlrolle gelagert. Eine Abstützung der Schwinge und somit der Glättrolle wird dabei durch Abstützung an einem druckgeregelten Hydraulikzylinder verwirklicht. Dadurch ist eine gezielte Andrückkraftregelung der Glättrolle gewährleistet.

Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, daß das wegregelbare Anstellsystem mindestens einen Hydraulikzylinder aufweist und daß im Bereich der kolben- und stangenseitigen Anschlüsse der hydrauli schen Kraftmittel insbesondere Pulsationsdämpfer bspw. Blasenspei cher angeordnet sind, und zwar in möglichst unmittelbarer Nähe der Hydraulikzylinder.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, daß der Blasendruck der Pulsationsdämpfer unter Einengung des Druckbereiches bevorzugt auf einen festen Wert eingestellt ist. Weil dabei die Eigenschwingungs frequenz der Pulsationsdämpfer weit außerhalb der Schwingungsfre quenz der die Glättrolle tragenden Schwingung liegt, kann somit auch ein aufwendiges Regelsystem für die Schwingungsdämpfung der Pulsa tionsdämpfer wegfallen.

Mit der Abstützung der Glättrolle bzw. ihrer Schwingenlagerung an einem druckgeregelten Hydraulikzylinder ist eine gezielte Andruck kraftregelung gewährleistet, während zum Ausgleich und zur Abdämp fung des Bandanfangssprunges kolben- und stangenseitig an den Zylinder-Zuleitungen handelsübliche Pulsationsdämpfer eingesetzt werden.

Erfindungsgemäß wird die Anstellung des Auslegerarmes über Wegrege lung, insbesondere nach Maßgabe des sich im Durchmesser vergrößern den Bundaufbaues vorgenommen. Die kraftgeregelte Anstellung der Schwinge mit Glättrolle könnte außer über kraftgeregelte Hydraulik zylinder auch durch Pneumatikzylinder oder ein sonstiges Federdämp fungssystem erfolgen.

Mit weiterem wesentlichen Vorteil sind die ungefederten Massen des Glättrollensystems durch gezielte Werkstoffwahl, nämlich Übergang von bisher Stahl auf Aluminium, um ca. 50% reduziert. Dadurch ist eine wesentlich bessere Rollenhaftung der Glättrolle auf dem sich aufwickelnden Bund gewährleistet.

Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin dung kann die Glättrolle ein Rohrmantel aus Leichtmetall, bspw. AlCuMgPb sein und mit einem Belag aus hochresistentem Kunststoff ummantelt sein.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Glättrolleneinheit wird eine signifikante Standzeitverlängerung des Rollenbelages erreicht und zugleich die Dämpfung sich aufbauender Schwingungen beim Betrieb optimiert.

Dazu kann die Maßnahme beitragen, daß die einzelnen Proportional-, Druck-, Wege-, Drossel- und Sperrventile entsprechend ihrer Funktion auf Ventilblöcken aufgebaut und die Ventilblöcke zu Steuersäulen zusammengefaßt und auf einem Unterbau angeordnet sind.

Mit Vorteil ist zudem das Kraftmittel zur Verlagerung des Ausleger armes mit einem Klemmkopf ausgerüstet.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles. Es zeigen

Fig. 1 in Seitenansicht eine Glättrolleneinheit am Ende eines Auslegerarmes, in vom Bandhaspel abgehobener Position;

Fig. 2 die Glättrolleneinheit beim Abrollen auf dem Band haspel, ebenfalls in Seitenansicht;

Fig. 3 in Seitenansicht den unteren Teil eines Ausleger armes in schräger Position, gestützt von einer Hy draulik-Servo-Einheit mit Klemmkopf.

Die Zusammenschau der Fig. 1 bis 3 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Positionieren einer mittels eines Auslegerarmes 1 gegen den Haspeldorn 2 eines Bandhaspels 14 verlagerbaren und mit einem Rollenwechselkopf 3 an den Haspeldorn 2 unter Verwendung hydraulischer Kraftmittel 5 bis 7 anstellbaren Glättrolle 4.

Der Rollenwechselkopf 3 besitzt einen in einem Gelenk 17 schwenk baren, mittels eines Hydraulikzylinders 5 in Schwenkbewegung an treibbaren Schwenkarm 15, an dessen freiem Ende in einer gemeinsamen Lagerung 18 einerseits eine Stahlrolle 10 und andererseits ein die Glättrolle 4 mit Lager 19 aufnehmender Anstellarm 12 als Schwinge gelagert ist. Dieser Schwenkarm besitzt zur Anstellung der Glätt rolle 4 an den Rohrmantel 8 bzw. an den Bandhaspel 14 eine kraftre gelbare Hydraulikeinheit 6. Das Kraftmittel zur Verlagerung des Auslegerarmes 1 ist eine wegregelbare Hydraulik-Servo-Einheit 7 (Fig. 3). Der Rollenwechselkopf ist so konstruiert, daß er je nach Winkelstellung des Schwenkarmes 15 entweder die Glättrolle 4 oder die Stahlrolle 10 in Kontakt mit dem Bandhaspel 14 bringt. Dabei wird die Stahlrolle 10 bei Bandende oder als Haltebremse bei Band rissen zum Einsatz gebracht, wofür ihr eine bspw. pneumatisch betätigbare Bremseinrichtung 11 zugeordnet ist, wogegen die Glätt rolle 4 beim Aufwickeln dünner Bänder, insbesondere Alu-Bänder, während des gesamten Aufwickelns aufgesetzt wird, um Lufteinschlüsse und somit Bandfehler (Gautschfehler) zu vermeiden.

Wie bereits vorgängig erwähnt wurde, besteht die Glättrolle 4 aus hochfestem Leichtmetall, bspw. aus AlCuMgPb. Dadurch wird entgegen bisher bekannten Ausführungen das Eigengewicht um annähernd 50% reduziert und damit die Dämpfung zum Aufschwingen neigender Massen (sog. ungefederte Massen) optimiert. Dabei kann die Glättrolle 4 einen Rohrmantel 8 aus Leichtmetall, bspw. AlCuMgPb, mit einem Belag aus Kunststoff aufweisen.

Das Kraftmittel zur Verlagerung des Auslegerarmes 1 - die Hydraul kik-Servo-Einheit 7 entsprechend der Darstellung in Fig. 3 - ist mit einem Klemmkopf 9 ausgerüstet. Dieser ermöglicht eine starre Haltung des Auslegerarmes 1 in vorgegebener Winkelposition. Die Hydraulik-Servo-Einheit 7 ist bspw. auf einem feststehenden Träger 16 abgestützt. Der Auslegerarm 1 ist in einem Widerlager 13 schwenk bar gehalten. Auslegerarm 1 und Hydraulik-Servo-Einheit 7 sind bei 12 mit einem Gelenk verbunden. Eine Gelenkverbindung 17 besteht auch zwischen Schwenkarm 15 und Hydraulikzylinder 6.

Mit Hilfe der zuvor beschriebenen Glättrolleneinheit wird der Auslegerarm 1 mit der Glättrolle 4 zunächst in Richtung gegen den Bandhaspel 4 positionsgeregelt bewegt. Liegt die Glättrolle auf dem gewickelten Band auf, wird sie über den als Schwinge wirkenden Anstellarm 12 kraftgeregelt gegen den Haspeldorn 2 bzw. gegen das Wickelband gedrückt.

Bei dickeren Bändern kann in Erwägung gezogen werden, daß die Glättrollen jeweils vor dem Einlaufen des Bandanfangs sowie vor Beginn der nächsten Wicklungslage derart angehoben werden, daß der zwischen Andruckrolle und Haspeldorn bzw. Wickelbund gebildete Spalt die Stärke des bereits eingelaufenen Bandes um ein die Banddicke übersteigendes Maß überschreitet und daß die Andruckrolle nach Passieren des Bandanfangs jeweils an dieser Position gegen den Haspeldorn in Wirkstellung abgesenkt wird.

Bezugszeichenliste

1

Auslegerarm

2

Haspeldorn

3

Rollenwechselkopf

4

Glättrolle

5

hydraulisches Kraftmittel, Hydraulikzylinder

6

hydraulisches

59

X Kraftmittel, Hydraulikzylinder

7

hydraulisches Kraftmittel, Hydraulik-Servo-Einheit

8

Rohrmantel

9

Klemmkopf

10

Stahlrolle

11

Bremse

12

Anstellarm, Schwinge

13

Widerlager

14

Bandhaspel

15

Schwenkarm

16

Träger

17

Gelenkverbindung

18

Lagerung

19

Lager

20

Gelenkverbindung

Claims

1. Vorrichtung zum Positionieren einer mittels eines Auslegerarmes (1) gegen den Haspeldorn (2) eines Bandhaspels (14) verlager baren und insbesondere mit einem Rollenwechselkopf (3) an den Haspeldorn (2) unter Verwendung von Kraftmitteln (5-7) anstell baren Glättrolle (4), dadurch gekennzeichnet, daß der Rollenwechselkopf (3) einen in einem Gelenk (17) schwenkbaren, in Schwenkbewegung antreibbaren Schwenkarm (15) besitzt, an dessen freiem Ende in einer Lagerung (18) einer seits eine Stahlrolle (10), und andererseits ein die Glättrolle (4) aufnehmender Anstellarm (12) gelagert ist und dieser zur Anstellung der Glättrolle (4) an den Bandhaspel (14) bzw. an dessen Rohrmantel (8) ein kraftregelbares Anstellsystem (6) besitzt, und das Kraftmittel zur Verlagerung des Auslegerarmes (1) eine wegregelbare Anstelleinheit (7) ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkarm (15) mittels wenigstens eines Hydraulik zylinders (5) schwenkbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das kraftregelbare Anstellsystem für die Glättrolle (4) mindestens einen Hydraulikzylinder (6), einen Pneumatikzylin der, ein Federdämpfungssystem oder dergleichen aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wegregelbare Anstelleinheit für den Auslegerarm (1) wenigstens eine Hydraulik-Servo-Einheit (7) aufweist.

5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnete, daß im Bereich der kolben- und stangenseitigen Anschlüsse der Kraftmittel Pulsationsdämpfer, bspw. Blasenspeicher, angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulsationsdämpfer in möglichst unmittelbarer Nähe des Kraftmittels (6) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnete, daß der Blasendruck der Pulsationsdämpfer unter Einengung des Druckbereiches bevorzugt auf einen festen Wert eingestellt ist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnete, daß bevorzugt die Glättrolle (4) aus hochfestem Leichtmetall besteht, bspw. aus AlCuMgPb.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnete, daß die Glättrolle (4) einen Rohrmantel (8) aus Leichtmetall, bspw. AlCuMgPb, mit einem Belag aus Kunststoff aufweist.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Proportional-, Druck-, Wege-, Drossel- und Sperrventile auf Ventilblöcken entsprechend ihrer Funktion aufgebaut, die Ventilblöcke zu Steuersäulen zusammengefaßt und auf einem Unterbau angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Anstelleinheit (7) zur Verlagerung des Auslegerarmes (1) mit einem Klemmkopf (9) ausgerüstet ist.

12. Verfahren zum Positionieren einer gegen den Haspeldorn (2) eines Bandhaspels (14) verlagerbaren und anstellbaren Glätt rolle (4) mit den Vorrichtungsmerkmalen nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslegerarm (1) mit der Glättrolle (4) in Bezug auf den Bandhaspel (14) positionsgeregelt bewegt wird und daß die Glättrolle (4) über den Anstellarm (12) kraftgeregelt auf den Bandhaspel (14) bzw. auf dessen Wickelbund gedrückt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Glättrolle (4) jeweils vor dem Einlaufen des Band anfangs sowie vor Beginn der nächsten Wicklungslage derart angehoben wird, daß der zwischen Andruckrolle und Haspeldorn (2) gebildete Spalt die Stärke des bereits eingelaufenen Bandes um ein die Banddicke übersteigendes Maß überschreitet, sowie die Glättrolle (4) nach Passieren des Bandanfangs jeweils aus dieser Position gegen den Haspeldorn in Wirkstellung abgesenkt wird.