DE4303721C2

DE4303721C2 - Winding reel for tapes, with an electromotive drive, in particular with a transmission gear

Info

Publication number: DE4303721C2
Application number: DE4303721A
Authority: DE
Inventors: Bernd Dr Ing Berger
Original assignee: SUNDWIGER EISEN MASCHINEN
Current assignee: SUNDWIGER EISEN MASCHINEN
Priority date: 1993-02-09
Filing date: 1993-02-09
Publication date: 1995-04-27
Anticipated expiration: 2013-02-10
Also published as: JPH08506273A; WO1994017933A1; EP0683704B1; EP0683704A1; DE59401402D1; DE4303721A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Aufwickelhaspel für Bänder mit einem insbesondere ein Übersetzungsgetriebe aufweisenden elektromotorischen Antrieb, der durch eine Steuer- und Regeleinrichtung bei konstantem Bandzug auf verschiedene Wickelgeschwindigkeiten schaltbar ist.The invention relates to a take-up reel for tapes with a gearbox in particular having electric motor drive, which by a Control and regulation device with constant strip tension different winding speeds can be switched.

Das Aufwickeln von Bändern, die z. B. aus Walzwerken kommen, auf Aufwickelhaspeln erfolgt in Abhängigkeit von der Dicke der Bänder mit unterschiedlichen Bandzügen (Zugkräften) und unterschiedlicher Geschwindigkeit. Während dicke Bänder mit großen Bandzügen und kleinen Geschwindigkeiten aufgewickelt werden, werden dünne Bänder mit kleinen Bandzügen und großen Geschwindigkeiten aufgewickelt. Unter diesen Wickelbedingungen lassen sich sowohl dicke Bänder als auch dünne Bänder zu ausreichend festen Coils in angemessenen Wickelzeiten wickeln. Die verschiedenen Geschwindigkeiten und Bandzüge für die dicken und dünnen Bänder lassen sich bei gleicher Antriebsleistung durch Umschalten des Übersetzungsgetriebes auf verschiedene Übersetzungsverhältnisse erreichen.The winding of tapes z. B. from rolling mills come on take-up reels depending on the thickness of the tapes with different tape pulls (Tensile forces) and different speeds. While thick tapes with large tapes and small ones Speeds are wound up, thin ribbons with small belt pulls and high speeds wound up. Under these winding conditions, both thick bands and thin bands too sufficient wrap fixed coils in reasonable winding times. The different speeds and belt tension for the thick and thin tapes can be used for the same Drive power by switching the Transmission gear to different Achieve gear ratios.

Um die Leistungsfähigkeit des elektromotorischen Antriebes weitgehend auszunutzen, könnte der elektromotorische Antrieb von Aufwickelhaspeln für Reversierwalzwerke für Bänder, bei denen das Band in mehreren Walzdurchgängen immer dünner wird, mit einem auf eine oder mehrere Übersetzungsstufen umschaltbaren Übersetzungsgetriebe ausgerüstet sein, das nach jedem oder mehreren Walzdurchgängen auf eine höhere Übersetzung umgeschaltet werden kann. Das hätte jedoch neben dem erforderlichen Zeitaufwand den Nachteil, daß für die Umschaltung das Getriebe vom Bandzug entlastet werden müßte. Diese Entlastung würde leicht zum Aufspulen des Coils führen. Deshalb ist es in der Praxis üblich, für solche Anwendungsfälle Getriebe mit nur einer Übersetzung einzusetzen.To the performance of the electromotive The drive could largely be exploited electromotive drive of winding reels for Reversing rolling mills for strips where the strip is in becomes thinner several times, with one on one or more gear ratios switchable Gearboxes must be equipped after each or more passes to a higher gear ratio can be switched. However, that would have been next to that time required the disadvantage that for Switching the transmission can be relieved of the belt tension ought to. This relief would easily wind up the Lead coils. Therefore it is common in practice for such use cases gearbox with only one translation to use.

Um eine Aufwickelhaspel der eingangs genannten Art für verschieden dicke Bänder einsetzen zu können, muß deshalb der elektromotorische Antrieb einerseits für den maximalen Bandzug und andererseits für die maximale Drehzahl ausgelegt sein. Das hat zur Folge, daß für viele Anwendungsfälle der zur Verfügung stehende elektromotorische Antrieb überdimensioniert ist.To a reel of the type mentioned for It must therefore be possible to use tapes of different thicknesses the electric motor drive on the one hand for the maximum belt tension and on the other hand for the maximum Speed must be designed. As a result, for many Use cases of the available electric motor drive is oversized.

Um dabei zu möglichst kurzen Wickelzeiten zu kommen, wird das Übersetzungsverhältnis des Getriebes so klein gewählt, daß schon bei kleinstem Wickeldurchmesser die maximale Wickelgeschwindigkeit erreicht wird. Während bei einem elektromotorischen Antrieb mit Schaltgetriebe die Erhöhung des Momentes an der Wickeltrommel durch Umschaltung des Getriebes auf eine geringere Übersetzung erfolgt, muß bei einem Aufwickelhaspel ohne umschaltbares Getriebe das große Moment durch den Antriebsmotor zur Verfügung gestellt werden. Das bedeutet, daß der Motor und seine Speisung entsprechend groß ausgelegt sein müssen. Die damit bei einem großen Reversierwalzwerk verbundenen Mehrkosten können 2 bis 3 Millionen DM betragen.In order to achieve the shortest possible winding times, the gear ratio of the gearbox so small chosen that even with the smallest winding diameter maximum winding speed is reached. While at an electric motor drive with manual transmission Increase the torque on the winding drum by Switching the gearbox to a lower gear ratio must take place on a reel without switchable Transmission the big moment through the drive motor Will be provided. That means the engine and its power supply should be large enough have to. So with a large reversing mill associated additional costs can be 2 to 3 million DM be.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Aufwickelhaspel der eingangs genannten Art insbesondere für Reversierwalzanlagen zu schaffen, die mit geringem anlagetechnischem Aufwand kurze Wickelzeiten ermöglicht.The invention has for its object a Winding reel of the type mentioned in particular for reversing rolling mills to create those with low short winding times.

Diese Aufgabe wird bei einer Aufwickelhaspel für Bänder der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Aufwickeln in der Anfangsphase bis zu einer vorgegebenen maximalen Bandgeschwindigkeit mit konstanter Haspeldrehzahl und danach mit der maximalen Bandgeschwindigkeit erfolgt.This task is done with a reel for tapes of the type mentioned in that the Winding up in the initial phase up to a predetermined one maximum belt speed with constant Reel speed and then at the maximum Belt speed takes place.

Die unterschiedliche Betriebsweise des Aufwickelhaspels in der Anfangsphase und danach ermöglichen es, auf Kosten einer nur äußerst geringfügig längeren Wickelzeit einen elektromotorischen Antrieb einzusetzen, der bei Direktantrieb nicht mit der von dem Walzwerk her maximal möglichen Drehzahl betrieben wird oder der bei Einsatz eines Übersetzungsgetriebes mit einer größeren Getriebeübersetzung betrieben werden kann. Bei einem elektromotorischen Antrieb mit Übersetzungsgetriebe verringert sich das erforderliche Moment des Motors entsprechend. In jedem Fall bedeutet es erheblich geringere Kosten für den elektromotorischen Antrieb. The different operation of the reel in the initial phase and afterwards allow it at the expense an only slightly longer winding time use electric motor drive, which at Direct drive not with the maximum from the rolling mill possible speed is operated or when used of a transmission gear with a larger one Gear ratio can be operated. At a electromotive drive with transmission gear the required torque of the motor is reduced corresponding. In any case, it means considerably lower costs for the electric motor drive.

Nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung wird das Aufwickeln mit konstanter Haspeldrehzahl bis zu einem Coildurchmesser D_V = 1,2 D_I - 2,0 D_I mit D_I als Coildurchmesser am Anfang des Aufwickelns durchgeführt.According to a first embodiment of the invention, the winding is carried out at a constant reel speed up to a coil diameter D _V = 1.2 D _I - 2.0 D _I with D _I as the coil diameter at the beginning of the winding.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:The following is an embodiment of the invention explained in more detail using a drawing. In detail demonstrate:

Fig. 1 eine Reversierwalzanlage für Bänder mit zwei Aufwickelhaspeln in schematischer Darstellung, Fig. 1 is a reversible mill with two winding reels for tapes in a schematic representation;

Fig. 2 ein Diagramm für die relative Bandgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der aufzuwickelnden relativen Bandlänge und der relativen Aufwickelzeit und Fig. 2 is a diagram for the relative tape speed as a function of the relative tape length to be wound and the relative winding time and

Fig. 3 ein Diagramm für das Antriebsmomentverhältnis und den Zeitanstieg in Abhängigkeit vom relativen Coildurchmesser. Fig. 3 is a diagram for the drive torque ratio and the increase in time depending on the relative coil diameter.

Bei einem Reversierwalzwerk W sind zwei gleichartige Aufwickelhaspeln mit einer Haspeltrommel HT₁, HT₂ und einem elektromotorischen Antrieb A₁, A₂ vorgesehen. In mehreren Walzdurchgängen wird das zu walzende Band B von der Haspeltrommel HT₁ ab- und auf die Haspeltrommel HT₂ aufgewickelt und umgekehrt. Während eines jeden Wickelvorgangs wird die Kraft des Bandzuges konstant gehalten, während in Abhängigkeit vom Durchmesser des Coils C₁, C₂, und zwar beim Durchmesser D_V, der größer als der kleinste Innendurchmesser D_I (= Durchmesser der Haspeltrommel HT₂) und kleiner als der Außendurchmesser D_A des fertigen Coils ist, von zunächst konstanter Drehzahl n der Haspeltrommel HT₁, HT₂ auf konstante Wickelgeschwindigkeit V des Bandes B umgeschaltet wird. Dafür ist eine Steuer- und Regeleinrichtung ST vorgesehen, die als Betriebsparameter die Drehzahl n der aufwickelnden Haspeltrommel HT₂, den Durchmesser D des Coils C₂ und die Geschwindigkeit V des Bandes B und den Bandzug F erhält.In the case of a reversing rolling mill W, two similar winding reels with a reel drum HT ₁ , HT ₂ and an electromotive drive A ₁ , A _{2 are} provided. In several rolling passes, the strip B to be rolled is unwound from the HT ₁ reel drum and wound onto the HT ₂ reel drum and vice versa. During each winding process, the force of the strip tension is kept constant, while depending on the diameter of the coil C ₁ , C ₂ , namely at the diameter D _V , which is larger than the smallest inner diameter D _I (= diameter of the reel drum HT ₂ ) and smaller than the outer diameter D _{A of} the finished coil is switched from initially constant speed n of the reel drum HT ₁ , HT ₂ to constant winding speed V of the strip B. For this purpose, a control and regulating device ST is provided, which receives the speed n of the winding reel drum HT ₂ , the diameter D of the coil C ₂ and the speed V of the strip B and the strip tension F as operating parameters.

Wie bereits ausgeführt, ist bei der Erfindung vorgesehen, das Aufwickeln so zu steuern, daß bei kleinem Coildurchmesser D < D_V zunächst mit konstanter Drehzahl n der Haspeltrommel HT₂ gewickelt wird. Mit ansteigendem Coildurchmesser D steigt die Bandgeschwindigkeit V an, bis bei einem Coildurchmesser D_V die maximale Anlagengeschwindigkeit V_max erreicht wird, die durch das Walzwerk W bestimmt ist. Die Bandgeschwindigkeit beträgt dann V = V_max · D/D_V.As already stated, the invention provides for the winding to be controlled in such a way that, with a small coil diameter D <D _V , the reel drum HT ₂ is initially wound at a constant speed n. As the coil diameter D increases, the strip speed V increases until the maximum system speed V _max , which is determined by the rolling mill W, is reached with a coil diameter D _V. The belt speed is then V = V _max . D / D _V.

Für Coildurchmesser D < D_V wird die Aufwickelhaspel HT₂ mit konstanter Bandgeschwindigkeit und damit auch mit veränderlicher Drehzahl n betrieben. In welcher Weise die Geschwindigkeit V mit der Wickelzeit und damit auch mit der gewickelten Bandlänge für verschiedene Durchmesserverhältnisse D_I/D_V der Haspeltrommel HT₂ und des Coils C₂ ansteigt, zeigt das Diagramm der Fig. 2, dem als Beispiel ein Innendurchmesser D_I = 600 mm und ein Außendurchmesser D_A = 2200 mm zugrunde gelegt ist. Dem Diagramm läßt sich entnehmen, daß nur über eine kurze Wickelzeit bzw. eine kurze Bandlänge nicht mit maximaler Anlagengeschwindigkeit V_max gewickelt wird. Der durch diese Betriebsweise mit konstanter Wickeldrehzahl n bedingte Zeitverlust gegenüber einem Aufwickeln mit maximaler Wickelgeschwindigkeit von Anfang an ist deshalb gering.For coil diameters D <D _V , the take-up reel HT _{2 is operated} at a constant belt speed and thus also at a variable speed n. The manner in which the speed V increases with the winding time, and thus also with the wound tape length for different diameter ratios D _I / D _V of the reel drum HT ₂ and the coils C _2, showing the diagram of Fig. 2, the way of example, an inner diameter D _I = 600 mm and an outer diameter D _A = 2200 mm is used. The diagram shows that only a short winding time or a short strip length does not wind at the maximum system speed V _max . The time loss caused by this mode of operation with a constant winding speed n compared to winding at the maximum winding speed from the beginning is therefore small.

Im Diagramm der Fig. 3 ist dieser Zeitverlust für verschiedene Durchmesserverhältnisse D_V/D_I aufgetragen. In diesem Diagramm ist ferner in Abhängigkeit von dem Durchmesserverhältnis D_V/D_I das Antriebsmoment aufgetragen. Da die maximale Bandgeschwindigkeit V_max erst beim Wickeldurchmesser D_V erreicht wird, der größer als der kleinste Durchmesser D_I ist, kann der elektromotorische Antrieb A₁, A₂ mit einer größeren Getriebeübersetzung ausgerüstet werden. Das bedeutet, daß ein Antriebsmotor mit einem entsprechend geringeren Moment eingesetzt werden kann. Z.B. ist bei einem Verhältnis D_V/D_I = 1,4 eine Verringerung des Antriebsmomentes des Motors auf 70% möglich. Der dabei eintretende Zeitverlust beträgt nur 1,3%. Berücksichtigt man aber, daß in der Praxis die ersten Windungen beim Anwickeln in keinem Fall mit maximaler Drehzahl bzw. maximaler Geschwindigkeit gewickelt werden können, ist der auf die Verringerung des Antriebsmomentes zurückzuführende Zeitverlust noch geringer. Der Zeitverlust kann allerdings auch dadurch kompensiert werden, daß man eine größere Bandgeschwindigkeit für die zweite Phase des Aufwickelvorganges wählt.This time loss is plotted in the diagram in FIG. 3 for different diameter ratios D _V / D _I. The driving torque is also plotted in this diagram as a function of the diameter ratio D _V / D _I. Since the maximum belt speed V _{max is} only reached when the winding diameter D _V is greater than the smallest diameter D _I , the electromotive drive A ₁ , A _{2 can be} equipped with a larger gear ratio. This means that a drive motor with a correspondingly lower torque can be used. For example, with a ratio D _V / D _I = 1.4, it is possible to reduce the drive torque of the motor to 70%. The loss of time that occurs is only 1.3%. However, if one takes into account that in practice the first turns cannot be wound at maximum speed or maximum speed during winding, the time loss attributable to the reduction in the drive torque is even less. However, the loss of time can also be compensated for by choosing a higher belt speed for the second phase of the winding process.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel mit Übersetzungsgetriebe beschränkt. Sie läßt sich auch bei Schaltgetrieben einsetzen. Entsprechend der gewählten Getriebeübersetzung ist eine Verringerung des Momentes des Antriebsmotors möglich.The invention is not based on the described Embodiment limited with transmission gear. It can also be used in manual transmissions. According to the selected gear ratio is one It is possible to reduce the torque of the drive motor.

Bei Aufwickelhaspeln mit Direktantrieb, d. h. ohne Übersetzungsgetriebe, ermöglicht die Erfindung eine Reduzierung der Maximaldrehzahl des Antriebsmotors.For reel with direct drive, d. H. without Transmission gearbox, the invention enables one Reduction of the maximum speed of the drive motor.

Claims

1. take-up reel for tapes (B), with an electromotive drive (A ₁ , A ₂ ), in particular having a transmission gear, which can be switched to different winding speeds (V) by a control and regulating device (FT) with constant tape tension (F), characterized in that the winding takes place in the initial phase up to a predetermined maximum belt speed (V _max ) with constant reel speed (n) and then at the maximum belt speed (V _max ).

2. reel according to claim 1, characterized in that the winding takes place at a constant reel speed (n) up to a coil diameter D _V = 1.2 D _I - 2.0 D _I with D _I as the coil diameter at the beginning of the winding.