DE69928559T2 - Verfahren zum wickeln von band - Google Patents

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Taichi Chiba-shi KUKIZAKI
Yasuo Chiba-shi ICHII
Toshio Chiba-shi IMAZEKI
Satoshi Kurashiki-shi SHIBUYA
Kiyoshi Chiba-shi UEDA
Itaru Chiba-shi HISHINUMA
Hideyuki Chiba-shi NIKAIDOH
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  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft ein Bandwickelverfahren, bei dem ein von einem Warmwalzwerk ankommendes Band von einer Bandschere auf eine vorbestimmte Länge geschnitten wird. Das geschnittene Band wird abwechselnd von einem Dorn eines ersten Wicklers und einem Dorn eines zweiten Wicklers aufgewickelt, und zwar über Wickelklemmwalzen, die auf der Ausgabeseite der Bandschere angeordnet sind.
  • STAND DER TECHNIK
  • 16 zeigt eine gängige Anordnung einer allgemeinen kontinuierlichen Warmwalzstraße. Herkömmlicherweise erfolgt der Wicklerwechsel gemäß der folgenden Beschreibung, wenn ein Band, das eine Bandschere auf eine vorbestimmte Länge geschnitten hat, abwechselnd von einem Wickler für das vorlaufende Material und das nachfolgende Material aufgewickelt wird. Als Beispiel wird ein Fall erklärt, bei dem die Wickler von dem Wickler a für das vorlaufende Material auf den Wickler b für das nachfolgende Material umgeschaltet werden. Ein Band d, das von einem Fertigwalzwerk c kommt, wird von einer Bandschere e, die stromabwärts des Fertigwalzwerks c angeordnet ist, auf eine vorbestimmte Länge geschnitten, damit das Band d in das vorlaufende Band d1 und das nachfolgende Band d2 unterteilt wird. Anschließend werden das vorlaufende Band d1 und das nachfolgende Band d2 vom Wickler a für das vorlaufende Material bzw. dem Wickler b für das nachfolgende Material aufgewickelt.
  • Während der Wickler a für das vorlaufende Material das vorlaufende Band d1 aufwickelt, wird eine untere Klemmwalze g einer Wickelklemmwalze f, die auf der Ausgabeseite der Bandschere e angeordnet ist, zur stromaufwärtigen Seite bewegt. Dabei wird der Ablenkwinkel der Wickelklemmwalze f verändert, damit die Förderrichtung des Bands vom Wickler a für das vorlaufende Material auf den Wickler b für das nachfolgende Material wechselt. Unmittelbar nach dem Durchlauf des vorlaufenden Bands d1 durch die Wickelklemmwalze f wird das nachfolgende Band d2 in den Wickler b für das nachfolgende Material eingeführt, damit das nachfolgende Band d2 vom Wickler b für das nachfolgende Material aufgewickelt wird. Dabei verhindert eine dreieckige Sperre j, dass das nachfolgende Band d2 auf die Seite des Wicklers a für das vorlaufende Material gelangt.
  • In jüngerer Zeit verwendet man als Wickelgerät zum kontinuierlichen Warmwal zen Karussellwickler.
  • 20 zeigt beispielhaft eine Skizze einer kontinuierlichen Warmwalzstraße, in der ein Karussellwickler verwendet wird.
  • Der Karussellwickler weist einen ersten Dorn 1 und einen zweiten Dorn 2 auf. Der erste Dorn 1 und der zweite Dorn 2 können mit einem Zwischenraum in Umfangsrichtung auf einem Umlaufweg 3 so umlaufen, dass sich der eine Dorn in einer Wickelanfangsposition befindet, wenn der andere Dorn in einer Wickelendposition ist. Befindet sich beispielsweise der erste Dorn 1 in der Wickelanfangsposition, so wird das von einem Fertigwalzwerk 4 abgegebene vorlaufende Band S1 vom ersten Dorn 1 in vorgegebenem Umfang aufgewickelt. Anschließend wird der erste Dorn 1, und zwar während er das vorlaufende Band S1 aufwickelt, in die Wickelendposition gedreht. In diesem Status schneidet eine Bandschere 5 das rückwärtige Ende des vorlaufenden Bands S1 ab. Das Vorderende des nachfolgenden Bands S2 wird vom zweiten Dorn 2 aufgewickelt, der sich in der Wickelanfangsposition befindet. Nach dem Ende des Aufwickelns des Bands S1 in der Wickelendposition wird das Coil des aufgewickelten vorlaufenden Bands S1 vom Dorn 1 abgenommen, und der Dorn 1 wartet, bis das Vorderende eines Bands, das auf das Band S2 folgt, auf den Dorn 1 gewickelt wird.
  • Über und unter einer stromaufwärtigen Verlaufslinie P1, die zum Dorn in der Wickelanfangsposition verläuft (in der Abbildung der erste Dorn 1) sind stromaufwärtige Bandlaufführungen 6 bis 13 angeordnet, die das Vorderende des Bands S zum stromaufwärtigen Dorn führen. Über und unter einer stromabwärtigen Verlaufslinie P2, die von der stromaufwärtigen Verlaufslinie P1 abzweigt und zum Dorn in der Wickelendposition verläuft (dem zweiten Dorn 2 in der Abbildung), sind stromabwärtige Bandlaufführungen 13 bis 15 und eine Führungswalze 20 angeordnet, die das Band S führen, das der Dorn in der Wickelendposition aufwickelt. Die Bandlaufführung 13 ist an einer Position angebracht, an der die stromabwärtige Verlaufslinie P2 von der stromaufwärtigen Verlaufslinie P1 abzweigt. Sie wird sowohl als obere Führung für die stromaufwärtige Verlaufslinie P1 als auch als untere Führung für die stromabwärtige Verlaufslinie P2 verwendet.
  • In 20 bezeichnet das Bezugszeichen 16 Klemmwalzen, die an der Verlaufslinie P1 zwischen dem Fertigwalzwerk 4 und der Bandschere 5 angeordnet sind. Das Bezugszeichen 17 bezeichnet Wickelklemmwalzen, die an der Verlaufslinie P1 an der Ausgabeseite der Bandschere 5 untergebracht sind. Das Bezugszeichen 18 bezeichnet stromaufwärtige Anpresswalzen, die beweglich angeordnet sind, so dass sie sich der äußeren Umfangsfläche des Dorns in der Wickelanfangsposition nähern bzw. sich davon entfernen können. Das Bezugszeichen 19 bezeichnet stromabwärtige Anpresswalzen, die beweglich angeordnet sind, so dass sie sich der äußeren Umfangsfläche des Dorns in der Wickelendposition nähern bzw. sich davon entfernen können. Die stromaufwärtige Anpresswalze 18 und die stromabwärtige Anpresswalze 19 und die obere Führung 14 der stromabwärtigen Blechlaufführung sind beweglich, damit man sie vom Umlaufweg 3 entfernen kann und der erste Dorn 1 und der zweite Dorn 2 umlaufen können, wenn sich die Dorne 1 und 2 auf dem Umlaufweg 3 bewegen.
  • Beim herkömmlichen Bandaufwickelverfahren auf der beschriebenen allgemeinen Warmwalzstraße wird eine am Band anliegende Spannung gelöst, die von dem Fertigwalzwerk c und dem Wickler a für das vorlaufende Material erzeugt wird, wenn die Bandschere e das Band durchtrennt. Dadurch wird das rückwärtige Ende des vorlaufenden Bands auf der Ausgabeseite der Wickelklemmwalze f störenderweise in zu starkem Umfang zugeführt, siehe 17. Im ungünstigsten Fall tritt die Schwierigkeit auf, dass sich das rückwärtige Ende des vorlaufenden Bands in der dreieckigen Sperre j verfängt und das Band beschädigt wird. Zudem tritt die Schwierigkeit auf, dass nach dem Durchlauf des rückwärtigen Endes des vorlaufenden Bands S1 durch die Wickelklemmwalze f die Umfangsgeschwindigkeit der Wickelklemmwalze f zeitweilig geringer wird als die Fördergeschwindigkeit des nachfolgenden Bands S2. Dadurch wird das Vorderende des nachfolgenden Bands S2 der Eintrittsseite der Wickelklemmwalze f zu schnell zugeführt.
  • Beim herkömmlichen Bandwickelverfahren auf der Warmwalzstraße, in der ein Karussellwickler verwendet wird, wird auch eine Spannung weggenommen, die das Fertigwalzwerk 4 und der stromabwärtige Dorn auf das Band ausüben, wenn die Bandschere 5 das vorlaufende Band S1 durchtrennt, das der Dorn in der Wickelendposition aufwickelt (der zweite Dorn 2), so dass das vorlaufende Band S1 auf der Ausgabeseite der Wickelklemmwalzen 17, die an der Ausgabeseite der Bandschere angeordnet sind, siehe 21, störenderweise zu rasch zugeführt wird. Im ungünstigsten Fall tritt die Schwierigkeit auf, dass sich das vorlaufende Band S1 im Vorderende der stromabwärtigen Bandlaufführung 13 verfängt, die sich an der Position befindet, an der die stromabwärtige Verlaufslinie P2 von der stromaufwärtigen Verlaufslinie P1 abzweigt. Dadurch kann das Band beschädigt werden. Ferner tritt die Schwierigkeit auf, dass nach dem Durchgang des rückwärtigen Endes des vorlaufenden Bands S1 durch die Wickelklemmwalzen 17 die Umfangsgeschwindigkeit der Wickelklemmwalzen 17 zeitweilig unter die Fördergeschwindigkeit des nachfolgenden Bands S2 absinkt. Dadurch wird das Vorderende des nachfolgenden Bands S2 an der Eintrittsseite der Wickelklemmwalzen 17 zu rasch zugeführt.
  • Die Erfindung dient dazu, die angesprochenen Probleme zu lösen. Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Bandaufwickelverfahren bereitzustellen, bei dem nach dem Abschneiden des rückwärtigen Endes eines Bands, das von einem Dorn aufgewickelt wird, mit einer Bandschere, verhindert werden kann, dass das Band auf der Ausgabeseite von Wickelklemmwalzen, die auf der Abgabeseite der Bandschere angeordnet sind, zu rasch zugeführt wird, und bei dem verhindert wird, dass das Vorderende des nachfolgenden Bands der Eintrittsseite der Wickelklemmwalzen zu rasch zugeführt wird.
  • JP 6182438 offenbart ein Verfahren zum Regeln der Transportgeschwindigkeit eines Bands, um zu verhindern, dass ein Bandstau auftritt. Es wird eine Bandaufwickelvorrichtung offenbart, die einen Wickeldorn aufweist, und in der nach dem Abschneiden des Bands mit einer Bandschere die Geschwindigkeiten der folgenden Transportvorrichtung, der Klemmwalzen und des Dorns nach und nach auf einen höheren Bereich geregelt werden, damit das Band sanft aufgewickelt werden kann.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Zum Erfüllen der genannten Aufgabe stellt die Erfindung ein Bandwickelverfahren bereit, bei dem ein von einem Walzwerk ankommendes Band von einer Bandschere auf eine vorbestimmte Länge geschnitten wird, wobei das Band in ein vorlaufendes Band und ein nachfolgendes Band zerteilt wird und das vorlaufende und das nachfolgende Band von einem ersten Dorn bzw. einem zweiten Dorn auf einem Karussellwickler mittels erster Wickelklemmwalzen, angeordnet auf der Ausgabeseite der Bandschere, aufgewickelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schneiden am hinteren Ende des mittels der Wickelklemmwalzen auf den ersten Dorn aufgewickelten vorlaufenden Bands mit der Bandschere unmittelbar nach dem Schneidevorgang die Umfangsgeschwindigkeit der Wickelklemmwalzen größer ist als die Wandergeschwindigkeit des nachfolgenden Bands und kleiner als die Wickelgeschwindigkeit des vorlaufenden Bandes, welches vom ersten Dorn aufgewickelt wird.
  • In der Erfindung wird eine Kraft, die das Band zwischen der Bandschere und den Wickelklemmwalzen zur stromabwärtigen Seite zieht, auf das abgetrennte Band ausgeübt, und es wird auch eine Kraft, die das Band zwischen den Wickelklemmwalzen und dem Dorn zur stromabwärtigen Seite zieht, auf das abgetrennte Band ausgeübt. Dadurch kann man verhindern, dass das vorlaufende Band der Ausgabeseite der Wickelklemmwalzen zu schnell zugeführt wird. Da die Umfangsgeschwindigkeit der Wickelklemmwalzen unmittelbar nach dem Schneidvorgang höher ist als die Fördergeschwindigkeit des folgenden Materials, kann man zudem verhindern, dass das nachfolgende Band an der Eintrittsseite der Wickelklemmwalzen zu rasch eingezogen wird.
  • In diesem Fall ist der erwähnte Dorn ein Dorn eines Karussellwicklers, und der Zusammenhang zwischen einer voreingestellten Aufwickelgeschwindigkeit Vm des ersten Dorns nach dem rückwärtigen Ende des vorlaufenden Bands, das der erste Dorn über die Wickelklemmwalzen aufwickelt, der Sollgeschwindigkeit Vp der Wickelklemmwalzen zum Zeitpunkt des Schneidvorgangs und der Bandgeschwindigkeit Vs des nachfolgenden Bands unmittelbar nach dem Schneidvorgang wird so eingestellt, dass gilt Vm > Vp > Vs. Dadurch kann man verhindern, dass sich das vorlaufende Band im Vorderende einer Bandlaufführung verfängt, die sich an einer Position befindet, an der eine Verlaufslinie, die auf den Dorn in der Wickelanfangsposition zielt, von einer Verlaufslinie abzweigt, die auf den Dorn in der Wickelendposition zielt.
  • In einem Bandwickelverfahren, bei dem ein von einem Walzwerk ankommendes Band von einer Bandschere auf eine vorbestimmte Länge geschnitten wird, so dass das Band in ein vorlaufendes Band und ein nachfolgendes Band unterteilt wird, und das vorlaufende Band und das nachfolgende Band wechselweise von einem ersten Dorn eines stromabwärtigen Aufwicklers bzw. einem zweiten Dorn eines stromaufwärtigen Aufwicklers aufgewickelt werden, und zwar mittels erster Wickelklemmwalzen, die an der Ausgabeseite der Bandschere angeordnet sind, wobei zweite Wickelklemmwalzen an der Eintrittsseite des ersten Dorns angeordnet sind, wird nach dem Schneiden mit der Bandschere am hinteren Ende des vorlaufenden Bands, welches vom ersten Dorn mittels der zweiten Wickelklemmwalzen aufgewickelt wird, die Beziehung zwischen der Sollgeschwindigkeit Vp1 der zweiten Wickelklemmwalzen, der Sollgeschwindigkeit Vp2 der ersten Wickelklemmwalzen, der Soll-Blechgeschwindigkeit Vs des nachfolgenden Bands unmittelbar nach dem Schneidevorgang und der voreingestellten Aufwickelgeschwindigkeit Vm des ersten Dorns so eingestellt, dass gilt Vm > Vp1 > Vp2 > Vs. Dadurch kann man verhindern, dass das Band dadurch beschädigt wird, dass sich das rückwärtige Ende des vorlaufenden Bands in der dreieckigen Sperre verfängt.
  • In diesem Fall wird nach dem Versetzen einer unteren Klemmwalze der ersten Wickelklemmwalzen und vor dem Schneiden des hinteren Endes des vorlaufenden Bands, das der erste Dorn mittels zweiter Wickelklemmwalzen aufwickelt, das vorlaufende Band von einer oberen Klemmwalze der ersten Wickelklemmwalzen in einem Zustand gepresst, in dem die Geschwindigkeit der unteren Klemmwalze kleiner gemacht wird als die Sollgeschwindigkeit Vs des nachfolgenden Bands, bis der tatsächliche Drehmomentwert der ersten unteren Klemmwalze einen voreingestellten Wert annimmt, und die Presskraft wird zu diesem Zeitpunkt der voreingestellten Presskraft der versetzten oberen Klemmwalze angeglichen, die auf das vorlaufende Band ausgeübt wird. Dadurch kann das rückwärtige Ende des vorlaufenden Bands, das der erste Dorn aufwickelt, von den ersten Wickelklemmwalzen richtig festgehalten werden.
  • Vor dem kontinuierlichen Aufwickeln des Bands, das die Bandschere abschneidet, vom ersten Dorn mittels erster Wickelklemmwalzen, die an der Ausgabeseite der Bandschere angeordnet sind, wird die Presskraft der Wickelklemmwalzen auf einen Wert eingestellt, der nicht geringer ist als ein Wert P, der durch P = 2F(Δu/Δx) + 4(MB/Δx) {(la/RL) + (lb/RU)} bestimmt ist. Hiermit kann man die Presskraft der oberen Klemmwalze auf einen optimalen Wert einstellen. Dadurch lassen sich ein Bruch des rückwärtigen Endes eines dünnen Bands, ein unkorrektes Einführen eines dicken Bands in den Aufwickler und ähnliche Störungen verhindern.
  • In diesem Fall wird nach dem Einstellen der Presskraft ein Spalt der Wickelklemmwalzen für die Zeitspanne vom Lösen des vorlaufenden Bands von den Klemmwalzen bis zum Ergreifen des nachfolgenden Bands durch die Klemmwalzen beibehalten. Dadurch kann man ein fehlerhaftes Ergreifen des nachfolgenden Bands durch die Wickelklemmwalzen und weitere Schwierigkeiten vermeiden.
  • Zudem wird vor dem Beenden des Bandwickelvorgangs, den der erste Dorn ausführt, die Bandwickelregelung, die der erste Dorn ausführt, von einer Drehmomentregelung auf eine Drehzahlregelung umgestellt, und anschließend wird eine Anpresswalze gegen das vorlaufende Band gepresst, damit es in Form eines Coils aufgewickelt wird und die Drehung des ersten Dorns beendet wird. Dadurch kann eine Geschwindigkeitsabnahme des Bands durch die Berührung der Anpresswalze verhindert werden. Das Auftreten defekter Coils, beispielsweise außen gelockerter Coils und auseinander gezogener Coils, lässt sich vermeiden. Die Rotation des Coils lässt sich in einer kurzen Zeitspanne anhalten, da die Anpresswalze eine Bremskraft ausübt, wenn die Drehung des Coils angehalten wird, nachdem der Bandaufwickelvorgang beendet ist.
  • Ferner wird vor dem Beenden des Bandwickelvorgangs, den der erste Dorn ausführt, die Drehmomentregelung des Bands vom ersten Dorn ausgeführt, um die Spannung des Bands zu erhöhen, und anschließend wird eine Anpresswalze gegen das vorlaufenden Band gepresst, damit es in Form eines Coils aufgewickelt wird und die Drehung des ersten Dorns beendet wird. Dadurch kann eine Geschwindigkeitsabnahme des Coils durch die Berührung der Anpresswalze verhindert werden. Das Auftreten defekter Coils, beispielsweise außen gelockerter Coils und auseinander gezogener Coils, lässt sich vermeiden. Die Rotation des Coils lässt sich in einer kurzen Zeitspanne anhalten, da die Anpresswalze eine Bremskraft ausübt, wenn die Drehung des Coils angehalten wird, nachdem der Bandaufwickelvorgang beendet ist.
  • Weiterhin wird die verzögerungsseitige Drehmomentgrenze einer Antriebseinheit für die ersten Wickelklemmwalzen so eingestellt, dass die Umfangsgeschwindigkeit der ersten Wickelklemmwalzen höher ist als die Wandergeschwindigkeit des nachfolgenden Bands, wenn nach dem Schneiden des Bands mit der Bandschere das Vorderende des nachfolgenden Bands von den ersten Wickelklemmwalzen, angeordnet an der Ausgabeseite der Bandschere, ergriffen wird. Damit kann man auch bei einem Band mit großer Blechdicke und hoher Biegesteifheit verhindern, dass das nachfolgende Material an der Eintrittsseite der Wickelklemmwalzen zu rasch zugeführt wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Es zeigt:
  • 1 eine erläuternde Ansicht eines Bandaufwickelverfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
  • 2 eine erläuternde Ansicht eines Beispiels für ein Betriebsprofil (Geschwindigkeitsprofil) aller Teile beim Schneiden und Aufwickeln eines Bands;
  • 3 eine erläuternde Ansicht des Status des vorlaufenden Bands und des nachfolgenden Bands beim Schneiden und nach dem Schneiden eines Bands;
  • 4 eine erläuternde Ansicht eines Bandaufwickelverfahrens gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
  • 5 eine perspektivische Skizze eines Antriebsmechanismus für Wickelklemmwalzen auf der Ausgabeseite einer Bandschere, wobei die Skizze der Erläuterung eines Bandaufwickelverfahrens gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung dient;
  • 6 eine Kurve der zeitlichen Änderung der Drehzahl und des Lastdrehmo ments der Wickelklemmwalze auf der Ausgabeseite der Bandschere, falls eine Drehmomentgrenze auf der Verzögerungsseite eingestellt wird;
  • 7 eine Kurve der zeitlichen Änderung der Drehzahl und des Lastdrehmoments der Wickelklemmwalze auf der Ausgabeseite der Bandschere, falls auf der Verzögerungsseite keine Drehmomentgrenze eingestellt wird;
  • 8 eine Ansicht einer vierten Ausführungsform der Erfindung, die ein dynamisches Modell eines Wickelvorgangs darstellt;
  • 9 eine Kurve der Messergebnisse der Drehzahl und des Drehmoments eines Dorns in einem Zustand, in dem der Wickelvorgang beendet ist;
  • 10 eine Kurve der Messergebnisse der Drehzahl und des Drehmoments eines Dorns in einem Zustand, in dem der Wickelvorgang beendet ist;
  • 11 eine Kurve mit dem Zusammenhang zwischen der Presskraft und dem Pressumfang auf einem Band, den eine obere Klemmwalze der Wickelklemmwalzen verursacht, wobei die Ansicht der Erläuterung einer fünften Ausführungsform der Erfindung dient;
  • 12 eine Zeitverlaufsdarstellung der Presskraft auf einem Band, die die obere Klemmwalze der Wickelklemmwalzen verursacht, sowie ein Bezug zur Zylinderposition;
  • 13 eine Zeitverlaufsdarstellung der Presskraft auf einem Band, die die obere Klemmwalze der Wickelklemmwalzen verursacht, sowie ein Bezug zur Zylinderposition;
  • 14 eine Seitenansicht der Wickelklemmwalzen in der Zeitspanne, zu der sie versetzt sind;
  • 15 eine Seitenansicht eines Falls, in der die obere Klemmwalze der Wickelklemmwalzen ein Band hinunterdrückt;
  • 16 eine allgemeine Skizze einer gängigen Warmwalzstraße;
  • 17 eine erläuternde Ansicht, die ein zu rasches Zuführen des rückwärtigen Bandendes auf der Ausgabeseite der Wickelklemmwalzen darstellt;
  • 18 eine erläuternde Ansicht, die eine Schwierigkeit darstellt, die entsteht, wenn die Presskraft auf ein Band, die von der oberen Klemmwalze der Wickelklemmwalzen ausgeübt wird, schwach ist;
  • 19 eine erläuternde Ansicht, die ein zu rasches Zuführen des Vorderendes des nachfolgenden Bands an der Eintrittsseite der Wickelklemmwalzen darstellt;
  • 20 eine Skizze eines Karussellwicklers; und
  • 21 eine erläuternde Ansicht, die ein zu rasches Zuführen des rückwärtigen Bandendes auf der Ausgabeseite der Wickelklemmwalzen darstellt.
  • BESCHREIBUNG DER BESTEN ART, DIE ERFINDUNG AUSZUFÜHREN
  • Es werden nun Ausführungsformen der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
  • Zuerst sei ein Bandaufwickelverfahren bei einer gängigen Warmwalzstraße, das eine erste Ausführungsform der Erfindung darstellt, anhand von 1 bis 3 beschrieben.
  • 1 zeigt eine Skizze eines Abschnitts einer kontinuierlichen Warmwalzstraße auf der stromabwärtigen Seite einer Bandschere. In dieser Ausführungsform wird beispielhaft ein Fall erklärt, in dem ein Band, das ein Fertigwalzwerk (nicht dargestellt) ausgibt, mit Hilfe einer Bandschere 102 auf eine vorbestimmte Länge geschnitten wird. Das vorlaufende Band S1 wird von einem Dorn 107 eines stromabwärtigen Aufwicklers 104 über stromabwärtige Wickelklemmwalzen (zweite Wickelklemmwalzen)103 aufgewickelt. Das nachfolgende Band S2 wird von einem Dorn 107 eines stromaufwärtigen Aufwicklers 101 über stromaufwärtige Wickelklemmwalzen (erste Wickelklemmwalzen) 105 aufgewickelt, die an der Ausgabeseite der Bandschere 102 angeordnet sind.
  • Sowohl der stromabwärtige Aufwickler 104 als auch der stromaufwärtige Aufwickler 101 sind versehen mit: einem Drehmomentdetektor 109, der das Drehmoment eines Motors 108 erfasst, der den Dorn 107 antreibt; einem Drehmomentregler 110, der die Spannung eines Bands konstant hält, in dem er den Motor 108 so regelt, dass der vom Drehmomentdetektor 109 erfasste Drehmomentwert mit dem Drehmoment-Sollwert übereinstimmt; einem Tachogenerator 111 (PLG, PLG = Pilot Generator), der die Drehzahl des Motors 108 erfasst; und einem Drehzahlregler 112, der den Motor 108 so regelt, dass der vom Tachogenerator 111 erfasste Drehzahlwert mit der Solldrehzahl übereinstimmt, damit das Band, das auf den Dorn 107 aufgewickelt wird, mit einer vorbestimmten Wickelspannung gezogen wird.
  • Die stromabwärtigen Wickelklemmwalzen 103 sind ebenfalls versehen mit: einem Drehmomentdetektor 114, der das Drehmoment eines Motors 113 für eine untere Klemmwalze 103a erfasst; einem Tachogenerator 115 (PLG), der die Drehzahl des Motors 113 erfasst; und einem Drehzahlregler 116, der den Motor 113 so regelt, dass der vom Tachogenerator 115 erfasste Drehzahlwert mit der Solldrehzahl Vp1 übereinstimmt.
  • Zudem sind die stromaufwärtigen Wickelklemmwalzen 105 auch versehen mit: einem Drehmomentdetektor 118, der das Drehmoment eines Motors 117 für eine untere Klemmwalze 105a erfasst: einem Tachogenerator 119 (PLG), der die Drehzahl des Motors 117 erfasst; und einem Drehzahlregler 120, der den Motor 117 so regelt, dass der vom Tachogenerator 119 erfasste Drehzahlwert mit dem Sollwert Vp2 übereinstimmt. Die untere Klemmwalze 105a kann entlang einer Verlaufslinie zur stromaufwärtigen Seite bewegt werden, wenn der Ablenkwinkel beim Wechsel vom stromabwärtigen Aufwickler 104 zum stromaufwärtigen Aufwickler 101 verändert wird. Die obere Klemmwalze 105b kann über einen Hydraulikzylinder 121 auf ein Band drücken, damit das Band nach unten gepresst wird. Die obere Klemmwalze 105b ist mit einem Presskraftdetektor 122 ausgerüstet, der eine Presskraft erfasst, die auf die obere Klemmwalze 105b ausgeübt wird.
  • Die auf die obere Klemmwalze 105b über den Hydraulikzylinder 121 ausgeübte Presskraft wird durch das Regeln eines Servoventils 127 mit einem Klemmwalzen-Presskraftregler 125 festgelegt, der Öl umleitet, das dem Hydraulikzylinder 121 von einer Hydraulikpumpe 126 zugeführt wird, damit die vom Presskraftdetektor 122 erfasste Presskraft mit der vorbestimmten Presskraft übereinstimmt, die vorab von einem Kompensationspresskraft-Einsteller 124 eingestellt wird. Die Presskraftregelung für die Klemmwalze kann auch mit Hilfe von Luft erfolgen.
  • Es wird nun das Umwechseln vom stromabwärtigen Aufwickler 104 auf den stromaufwärtigen Aufwickler 101 erklärt. Zuerst wird, während der Dorn 107 des stromabwärtigen Aufwicklers 104 das vorlaufende Band S1 aufwickelt, die untere Klemmwalze 105a der stromabwärtigen Klemmwalzen 105 von einem Hydraulikzylinder (nicht dargestellt) entlang der Verlaufslinie zur stromaufwärtigen Seite bewegt. Dadurch wird der Ablenkwinkel der stromaufwärtigen Wickelklemmwalzen 105 verändert, damit die Förderrichtung eines Bands vom stromabwärtigen Aufwickler 104 zum stromaufwärtigen Aufwickler 101 wechselt. Somit kann unmittelbar nach dem Durchlauf des vorlaufenden Bands S1 durch die stromaufwärtigen Wickelklemmwalzen 105 das folgende Band S2 in den stromaufwärtigen Aufwickler 101 eingeführt werden. In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 128 eine dreieckige Sperre, die verhindert, dass das Vorderende des nachfolgenden Bands S2 auf die Seite des stromabwärtigen Aufwicklers 4 läuft.
  • Durchtrennt die Bandschere 102 ein Band in einem Status, in dem das vorlaufende Band S1 auf den Dorn 107 des stromabwärtigen Aufwicklers 104 gewickelt wird, so wird in der Erfindung beim Ausführen des Schneidvorgangs die Aufwickelgeschwindigkeit Vm des vorlaufenden Bands S1, die der Drehzahlregler 112 für den Aufwickler 104 einstellt, die Sollgeschwindigkeit Vp2 für den Drehzahlregler 120 auf der Seite der strom aufwärtigen Wickelklemmwalzen 105, die Sollgeschwindigkeit Vp1 für den Drehzahlregler 116 auf der Seite der stromabwärtigen Wickelklemmwalzen 103 und die Fördergeschwindigkeit Vs des nachfolgenden Bands S2 unmittelbar nach dem Schneidvorgang (= Fördergeschwindigkeit des Bands unmittelbar vor dem Schneidvorgang) von einem Hostcomputer (nicht dargestellt) so eingestellt, dass gilt Vm > Vp1 > Vp2 > Vs.
  • Es folgt nun eine ausführliche Beschreibung.
  • Geht der Schneidvorgang des Bands, den die Bandschere 102 ausführt, in einem Status zu Ende, in dem das vorlaufende Band S1 auf den Dorn 107 des stromabwärtigen Aufwicklers 104 gewickelt wird, so wird ein Schneideendsignal, das angibt, dass der Schneidvorgang beendet ist, von der Bandschere 102 oder vom Hostcomputer an den Drehzahlregler 112 für den stromabwärtigen Aufwickler 104, den Drehzahlregler 116 für die stromabwärtigen Wickelklemmwalzen 103 und den Drehzahlregler 120 für die stromaufwärtigen Wickelklemmwalzen 105 gesendet.
  • Wird das Schneideendsignal zum Zeitpunkt t0 gesendet, so wird der Dorn 107 des stromabwärtigen Aufwicklers 104 zum Zeitpunkt t0 von einer Spannungsregelung durch den Drehmomentregler 110 auf eine Drehzahlregelung durch den Drehzahlregler 112 umgeschaltet. Gleichzeitig beginnt der Drehzahlregler 112 zum Zeitpunkt t0 mit der Beschleunigung der Aufwickelgeschwindigkeit des Bands, und wie durch die Kurve 1 in 2 angegeben, wird die Drehzahlregelung in Gang gesetzt, so dass die Endgeschwindigkeit Vm nach dem Abschluss der Beschleunigung mit der Beschleunigungsrate X durch die folgende Gleichung (1) ausgedrückt wird: Vm = Vs × A, (1)wobei Vs die Fördergeschwindigkeit des Bands unmittelbar vor dem Schneidvorgang ist, und A ein Führungskoeffizient ist (ein Koeffizient, der die Endgeschwindigkeit bestimmt).
  • Der Status des vorlaufenden Bands S1 und des nachfolgenden Bands S2 zum Zeitpunkt t0 ist in 3(A) dargestellt.
  • Während einer Verzögerungszeit T1 vom Zeitpunkt t0 des Beschleunigungsbeginns bis zum Zeitpunkt t1 wird die Geschwindigkeit der stromabwärtigen Wickelklemmwalzen 103 durch den Drehzahlregler 116 für die stromabwärtigen Wickelklemmwalzen 103 auf der Bandgeschwindigkeit Vs unmittelbar vor dem Schneidvorgang gehalten. Ist der Zeitpunkt t1 erreicht, so beginnt der Drehzahlregler 116 die Geschwindigkeit der stromabwärtigen Wickelklemmwalzen 103 zu erhöhen. Ebenso wird, wie die Kurve II in 2 angibt, die Drehzahlregelung in Gang gesetzt, so dass die Endgeschwindigkeit Vp1 nach dem Abschluss der Beschleunigung mit der Beschleunigungsrate Y durch die folgende Gleichung (2) ausgedrückt wird. Die Zeitmessung der Verzögerungszeit T1 erfolgt mit einem Zeitgeber, der im Drehzahlregler 116 oder im Hostcomputer vorhanden ist. Es gilt: Vp1 = Vs × B, (2)wobei B ein Führungskoeffizient ist und zwischen den Führungskoeffizienten A und B der Zusammenhang besteht A > B.
  • Zudem wird während einer Verzögerungszeit T2 vom Zeitpunkt t0, zu dem die Beschleunigung beginnt, bis zum Zeitpunkt t2 die Geschwindigkeit der stromaufwärtigen Wickelklemmwalzen 105 vom Drehzahlregler 120 für die stromaufwärtigen Wickelklemmwalzen 105 auf der Bandgeschwindigkeit Vs unmittelbar vor dem Schneidvorgang gehalten. Ist der Zeitpunkt t2 erreicht, so beginnt der Drehzahlregler 120 die Geschwindigkeit der stromaufwärtigen Wickelklemmwalzen 105 zu erhöhen, und ebenso wird, wie die Kurve III in 2 angibt, die Drehzahlregelung in Gang gesetzt, so dass die Endgeschwindigkeit Vp2 nach dem Abschluss der Beschleunigung mit der Beschleunigungsrate Z durch die folgende Gleichung (3) ausgedrückt wird. Die Zeitmessung der Verzögerungszeit T2 erfolgt mit einem Zeitgeber, der im Drehzahlregler 120 oder im Hostcomputer (nicht dargestellt) vorhanden ist. Zwischen den Verzögerungszeiten T1 und T2 besteht der Zusammenhang T1 < T2. Es gilt: Vp2 = Vs × C, (3)wobei C ein Führungskoeffizient ist und zwischen den Führungskoeffizienten B und C der Zusammenhang besteht B > C.
  • Anschließend wird der Zeitpunkt t3 erreicht, siehe 3(B). Das rückwärtige Ende des vorlaufenden Bands S1 und das Vorderende des nachfolgenden Bands S2 befinden sich zwischen den stromaufwärtigen Wickelklemmwalzen 105 und der Bandschere 102, und das rückwärtige Ende des vorlaufenden Bands S1 hat einen ausreichenden Abstand vom Vorderende des nachfolgenden Bands S2.
  • Ferner nimmt beim Erreichen des Zeitpunkts t4, siehe 2, die Aufwickelgeschwindigkeit des Dorns 107 des stromabwärtigen Aufwicklers 104 die Endgeschwindigkeit Vm an. Ist der Zeitpunkt t5 erreicht, so nimmt die Geschwindigkeit der stromabwärtigen Wickelklemmwalzen 103 die Endgeschwindigkeit Vp1 an. Zum Zeitpunkt t6 hat die Geschwindigkeit der stromaufwärtigen Wickelklemmwalzen 105 die Endgeschwindigkeit Vp2 erreicht.
  • Ist der Zeitpunkt t7 erreicht, siehe 3(C), so befindet sich das rückwärtige Ende des vorlaufenden Bands S1 zwischen den stromabwärtigen Klemmwalzen 103 und den stromaufwärtigen Wickelklemmwalzen 105, und das Vorderende des nachfolgenden Bands S2 erreicht die stromaufwärtigen Wickelklemmwalzen 105.
  • Zudem entsteht das Geschwindigkeitsverhältnis x der Endgeschwindigkeit Vm zur Endgeschwindigkeit Vp1 und das Geschwindigkeitsverhältnis y der Endgeschwindigkeit Vp1 zur Endgeschwindigkeit Vp2 gemäß den folgenden Gleichungen: x = (A·Vm)/(B·Vp1) = A/B, (5) y = (B·Vp1)/(C·Vp2) = B/C (6)
  • Nimmt man beispielsweise an, dass die Führungskoeffizienten A, B und C die Werte A = 1,5, B = 1,1 und C = 1,05 haben, so ergeben sich die Geschwindigkeitsverhältnisse x und y wie folgt: Geschwindigkeitsverhältnis x = (1,5/1,1) = 1,045, (7A) Geschwindigkeitsverhältnis y = (1,1/1,05) = 1,048 (7B)
  • Unter dem Gesichtspunkt der Wickeleigenschaften des Bands auf dem stromabwärtigen Wickler 104 bevorzugt man größere Führungskoeffizienten A, B und C. Bei großen Führungskoeffizienten wird jedoch beim Aufwickeln Bremsenergie in das Band eingeleitet, so dass nach dem Fertigwalzen eine übermäßige Spannung im Band entsteht, durch die die Breite des Bands abnimmt. Dies stellt ein Qualitätsproblem dar. Daher werden die Führungskoeffizienten empirisch bestimmt, wobei die Betonung auf der Wickeleigenschaft hinsichtlich der Blechdicke liegt.
  • Zudem bevorzugt man, dass für das Geschwindigkeitsverhältnis beim Beschleunigungsvorgang des stromabwärtigen Wicklers 104 und der stromabwärtigen Wickel klemmwalzen 103 das beschriebene Geschwindigkeitsverhältnis x eingehalten wird, und dass für das Geschwindigkeitsverhältnis beim Beschleunigungsvorgang der stromabwärtigen Wickelklemmwalzen 103 und der stromaufwärtigen Wickelklemmwalzen 105 das beschriebene Geschwindigkeitsverhältnis y eingehalten wird.
  • Damit das beschriebene Geschwindigkeitsverhältnis x als Geschwindigkeitsverhältnis beim Beschleunigungsvorgang des stromabwärtigen Wicklers 104 und der stromabwärtigen Wickelklemmwalzen 103 eingehalten wird, muss unter Vervendung von Gleichung (5) gelten: (Vs + X·T1)/Vs = A/B, (8)wobei X die Beschleunigungsrate des stromabwärtigen Wicklers 104 ist und T1 die in 2 dargestellte Verzögerungszeit.
  • Durch eine Umformung der Gleichung (8) wird die Verzögerungszeit T1 durch die folgende Gleichung ausgedrückt. Man kann die Verzögerungszeit T1 gemäß der folgenden Gleichung einstellen: T1 = (Vs/X)(A/B – 1) (9)
  • Damit das beschriebene Geschwindigkeitsverhältnis y als Geschwindigkeitsverhältnis beim Beschleunigungsvorgang der stromabwärtigen Wickelklemmwalzen 103 und der stromaufwärtigen Wickelklemmwalzen 105 eingehalten wird, muss die folgende Gleichung gelten: T3 = (Vs/Y)(B/C – 1), (10)wobei Y die Beschleunigungsrate der Wickelklemmwalzen 103 ist und T3 die Zeitspanne vom Beginn der Beschleunigung der stromabwärtigen Wickelklemmwalzen 103 bis zum Beginn der Beschleunigung der stromaufwärtigen Wickelklemmwalzen 105, siehe 2. Daher kann man die in 2 eingetragene Verzögerungszeit T2 so einstellen, dass gilt T2 = (T1 + T3).
  • Zudem ist es erforderlich, dass die Beschleunigung des stromabwärtigen Aufwicklers 104, der stromabwärtigen Wickelklemmwalzen 103 und der stromaufwärtigen Wickelklemmwalzen 105 beendet ist, bevor das Vorderende des abgeschnittenen nachfolgenden Bands S2 die stromaufwärtigen Wickelklemmwalzen 5 erreicht. Insbesondere muss der Zusammenhang zwischen den Zeitpunkten t4, t5, t6 und t7 in 2 die Bedingung gemäß der folgenden Gleichung erfüllen: t7 > t4; t7 > t5; t7 > t6 (11)
  • Im Folgenden wird ein Beispiel für die obige Bedingung ausführlich erklärt.
  • Sei beispielsweise angenommen, dass der Abstand zwischen den stromaufwärtigen Wickelklemmwalzen 105 und der Bandschere 102 10 [Meter] beträgt und die Bandgeschwindigkeit Vs unmittelbar vor dem Schneidvorgang (= Fördergeschwindigkeit Vs des nachfolgenden Bands S2 unmittelbar nach dem Schneidvorgang) 900[Meter pro Minute], so beträgt die Zeitspanne, die das abgeschnittene nachfolgende Band S2 zum Erreichen der stromaufwärtigen Wickelklemmwalzen 105 benötigt, 10m/(900 Meter pro Minute/60 Sekunden) = 0,67 [Sekunden].
  • Sei ebenfalls angenommen, dass der Führungskoeffizient A den Wert 1,15 hat, so beträgt die Endgeschwindigkeit Vm des Dorns 107 des stromabwärtigen Aufwicklers 104 Vm = 900 × 1,15 = 1035 [Meter pro Minute]. Da die Geschwindigkeit innerhalb von 0,67 Sekunden von 900 [Meter pro Minute] auf 1035 [Meter pro Minute] anwächst, beträgt die Beschleunigungsrate X(1035 – 900)/0,67 = 201 [Meter pro Minute/Sekunde].
  • Erfolgt die Geschwindigkeitseinstellung in dieser Weise, so üben die Wickelklemmwalzen 105 eine zur stromabwärtigen Seite gerichtete Zugkraft auf das abgeschnittene Band S1 aus, weil der Zusammenhang Vps > Vs zwischen der Bandschere 102 und den Wickelklemmwalzen 105 gilt. Da der Zusammenhang Vp1 > Vp2 zwischen den Wickelklemmwalzen 103 und den Wickelklemmwalzen 105 gilt, üben die Wickelklemmwalzen 103 eine zur stromabwärtigen Seite gerichtete Zugkraft auf das Band S1 aus. Da der Zusammenhang Vm > Vp1 zwischen den Wickelklemmwalzen 103 und dem Dorn 107 des stromabwärtigen Aufwicklers 104 gilt, übt der Dorn 107 eine zur stromabwärtigen Seite gerichtete Zugkraft auf das Band S1 aus.
  • Daher wird verhindert, dass das rückwärtige Ende des vorlaufenden Bands S1 auf der Ausgabeseite der Wickelklemmwalzen 105 zu rasch zugeführt wird, d. h. zwischen dem Aufwickler 104 und den stromabwärtigen Wickelklemmwalzen 103 und zwischen den stromabwärtigen Wickelklemmwalzen 103 und den stromaufwärtigen Wickelklemmwalzen 105. Dadurch kann man eine Beschädigung des Bands vermeiden, die dadurch entsteht, dass sich das rückwärtige Ende des vorlaufenden Bands S1 in der dreieckigen Sperre 26 verfängt. Da zudem die Speisegeschwindigkeit der Wickelklemmwalzen 105 höher eingestellt ist als die Fördergeschwindigkeit des nachfolgenden Bands S2, d. h. Vp2 > Vs, kann man verhindern, dass das Vorderende des nachfolgenden Bands S2 an der Eintrittsseite der Wickelklemmwalzen 105 zu rasch zugeführt wird.
  • Ist die Presskraft auf das Band schwach, die die obere Wickelklemmwalze 105b erzeugt, wenn der Ablenkwinkel der stromaufwärtigen Wickelklemmwalzen 105 verändert wird, so wird das rückwärtige Ende des Bands, das der Dorn 107 des stromabwärtigen Aufwicklers 4 aufwickelt, von den stromaufwärtigen Wickelklemmwalzen 105 nicht ausreichend festgehalten, und die stromaufwärtigen Wickelklemmwalzen 105 drücken nicht ausreichend stark auf das rückwärtige Ende des Bands, so dass das Band in störender Weise rutscht. Dadurch wird das rückwärtige Ende des Bands, siehe 18, zwischen dem stromabwärtigen Aufwickler 104 und dem stromaufwärtigen Aufwickler 101 zu rasch zugeführt. Deshalb wird in dieser Ausführungsform mit Hilfe der stromaufwärtigen Wickelklemmwalzen 105 eine Presskraft eingestellt, die das Band sicher halten kann, und durch die das vorlaufende Band S1 vor dem Schneidvorgang von den stromaufwärtigen Wickelklemmwalzen 105 sicher gehalten wird.
  • Es folgt nun die ausführliche Beschreibung
  • Ist der Presskraftdetektor 122 für die stromaufwärtigen Wickelklemmwalzen 105 auf der Seite der oberen Klemmwalze 105b bereitgestellt, siehe 1, so muss das vorlaufende Band S1 von der Verlaufslinie gemäß der Versatzgröße der unteren Klemmwalze 105a herunter gedrückt werden, und das Band S1 muss zwischen der oberen Klemmwalze 105b und der untere Klemmwalze 105a gehalten werden, wenn der Ablenkwinkel der stromaufwärtigen Wickelklemmwalzen 105 in dem Status verändert wird, in dem das vorlaufende Band S1 auf den Dorn 107 des stromabwärtigen Aufwicklers 104 gewickelt wird. Im Beispiel in 1 drückt die obere Klemmwalze 105b der stromaufwärtigen Wickelklemmwalzen 105 mit Hilfe des Hydraulikzylinders 121 auf das vorlaufende Band S1. Die Presskraft für diesen Zeitpunkt stellt der Kompensationspresskraft-Einsteller 124 ein.
  • Der Kompensationspresskraft-Einsteller 124 stellt eine Kompensationspresskraft ein, die das vorlaufende Band S1 sicher zwischen der oberen Klemmwalze 105b und der unteren Klemmwalze 105a der stromaufwärtigen Wickelklemmwalzen 105 hält. Nach der Veränderung des Ablenkwinkels der stromaufwärtigen Wickelklemmwalzen 105 wird in der Zeitspanne bis zum Schneiden des vorlaufenden Bands S1 mit der Bandschere 102 der Drehzahlregler 120 mit einem geeigneten zeitlichen Verlauf so geregelt, dass die Bezugsgeschwindigkeit der unteren Klemmwalze 105a geringfügig unter der Blechgeschwindigkeit Vs des vorlaufenden Bands S1 liegt. In diesem Status wird das Servoventil 127 über den Klemmwalzen-Presskraftregler 125 geregelt, bis der vom Drehmomentdetektor 118 erfasste Drehmomentwert T den voreingestellten Wert T0 annimmt, und auf das Band S1 wird kontinuierlich Druck ausgeübt.
  • Wird die Bezugsgeschwindigkeit der unteren Klemmwalze 105a geringfügig kleiner gemacht als die Blechgeschwindigkeit Vs des vorlaufenden Bands S1, so wird kaum eine Last auf die untere Klemmwalze 105a ausgeübt, und das Drehmoment der unteren Klemmwalze 105a steigt kaum an, sofern nicht mit einer benötigen Presskraft auf das vorlaufende Band S1 gedrückt wird. Wird mit einer benötigten Presskraft auf das vorlaufende Band S1 gedrückt, so rutscht das vorlaufende Band S1 bezüglich der unteren Klemmwalze 105a durch, und die Last (das Drehmoment) nimmt zu. Unter Benutzung dieses Vorgangs lässt sich die Kompensationspresskraft (in diesem Fall die Kraft, die das vorlaufende Band S1 zwischen der oberen Klemmwalze 105b und der unteren Klemmwalze 105a hält) Ps (Newton) schätzen.
  • Bezeichnet man die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem vorlaufenden Band S1 und der unteren Klemmwalze 105a als Δv (Meter pro Minute), den Reibungskoeffizient zwischen dem vorlaufenden Band S1 und der unteren Klemmwalze 105a, der sich abhängig von der Geschwindigkeitsdifferenz Δv ändert, als μ2 (Δv), das tatsächliche Drehmoment der unteren Klemmwalze 105a als T (Newton·Meter), und den Radius der unteren Klemmwalze 105a als r(Meter), so kann man die Kraft Ps (Newton), die das vorlaufende Band S1 zwischen der oberen Klemmwalze 105b und der unteren Klemmwalze 105a hält, ausdrücken durch: Ps = T/[r·μ2(Δv)] (12)Bestimmt man den Wert von μ2 für eine vorbestimmte Geschwindigkeitsdifferenz Δv vorab anhand von Gleichung (12), so kann man die Kompensationspresskraft Ps durch das Messen des tatsächlichen Drehmoments T der unteren Klemmwalze ermitteln.
  • Beim Presskraft-Einstellverfahren mit Hilfe des Kompensationspresskraft-Einstellers 124 wird auch beim Abtrennen des Bands mit der Bandschere 102 die Kompensationspresskraft Ps1, die das Band S1 zwischen den stromaufwärtigen Wickelklemmwalzen 105 festhalten kann, vorab auf eine Größe eingestellt, bei der sich das rückwärtige Ende des vorlaufenden Bands S1 nicht faltet. Wird vor dem Ausführen des Schneidvorgangs die Geschwindigkeit der unteren Klemmwalze 105a so eingestellt, dass sie um die vorbestimmte Geschwindigkeit Δv unter der Blechgeschwindigkeit Vs des Bands S1 liegt, so wird der Drehmomentwert T0 der unteren Klemmwalze 105a zum Zeitpunkt voreingestellt, zu dem die Kompensationspresskraft mit dem Wert Ps1 im Kompensationspresskraft-Einsteller 124 voreingestellt wird. Vor dem Ausführen des Schneidvorgangs sendet der Kompensationspresskraft-Einsteller 124 ein Signal an den Drehzahlregler 120, durch das die Geschwindigkeit der unteren Klemmwalze 105a um Δv unter der Blechgeschwindigkeit Vs liegt, und er sendet anschließend ein Signal an den Klemmwalzen-Presskraftregler 125, damit die obere Klemmwalze 105b auf das Band S1 drückt, während das tatsächliche Drehmoment T der unteren Klemmwalze 105a mit Hilfe des Drehmomentdetektors 118 gemessen wird. Das tatsächliche Drehmoment T wird auf einen Wert nicht kleiner als T0 gesetzt. Damit lässt sich das Band S1 sicher zwischen den stromaufwärtigen Wickelklemmwalzen 105 halten. In diesem Status durchtrennt die Bandschere 102 das rückwärtige Ende des vorlaufenden Bands S1.
  • Verwendet man den Kompensationspresskraft-Einsteller 124 in dieser Weise, so kann das vorlaufende Band S1 sicher zwischen der oberen Klemmwalze 105b und der unteren Klemmwalze 105a der Wickelklemmwalzen 105 gehalten werden, da die Presskraft unter Berücksichtigung der tatsächlich auf das vorlaufende Band S1 ausgeübten Kraft eingestellt wird, und ein Durchrutschen kann verhindert werden. Dadurch kann man zufriedenstellend werhindern, dass das rückwärtige Ende des vorlaufenden Bands S1 zwischen dem stromabwärtigen Wickler 1 und dem stromaufwärtigen Wickler 6 zu rasch zugeführt wird.
  • Der Regelvorgang mit Hilfe des Hostcomputers, der sicherstellt, dass der Geschwindigkeitszusammenhang Vm > Vp1 > Vp2 > Vs gilt, und das Drücken auf das vorlaufende Band S1 mit Hilfe des Kompensationspresskraft-Einstellers 124 erfolgen solange, bis das rückwärtige Ende des vorlaufenden Bands S1 auf den Dorn 107 des stromabwärtigen Aufwicklers 104 gewickelt ist.
  • In dieser Ausführungsform ist der Fall beschrieben, dass ein Band auf den Dorn 107 des stromabwärtigen Aufwicklers 104 gewickelt wird. Die Erfindung kann jedoch auch für den Fall angewendet werden, dass ein Hand auf den Dorn 107 des stromaufwärtigen Aufwicklers 101 gewickelt wird.
  • Im Weiteren wird anhand von 4 ein Bandwickelverfahren auf einer Warmwalzstraße beschrieben, der ein Karussellwickler angeschlossen ist. Dies stellt eine zweite Ausführungsform der Erfindung dar. Sowohl der Karussellwickler als auch die kontinuierliche Warmwalzstraße weisen die gleiche Grundanordnung auf wie das beschriebene herkömmliche Beispiel (20 und 21). Daher werden die gleichen Bezugszeichen für gleiche Elemente verwendet, und doppelte Erklärungen werden vermieden.
  • 4 zeigt eine Skizze eines Teils einer kontinuierliche Warmwalzstraße auf der stromabwärtigen Seite einer Bandschere. In dieser Ausführungsform wird beispielhaft ein Fall erklärt, bei dem ein von einem Fertigwalzwerk (nicht dargestellt) zugeführtes Band mit Hilfe einer Bandschere 5 auf eine vorbestimmte Länge geschnitten wird. Das vorlaufende Band S1 wird von einem Dorn in einer Wickelendposition (einem zweiten Dorn 2 in der Abbildung) über Wickelklemmwalzen 17 aufgewickelt, die an der Ausgabeseite der Bandschere 5 angeordnet sind. Dagegen wird das nachfolgende Band S2 von einem Dorn in einer Wickelanfangsposition über Wickelklemmwalzen 17 aufgewickelt (einem ersten Dorn 1 in der Zeichnung).
  • Der in der Wickelendposition angeordnete Dorn 2 ist versehen mit: einem Drehmomentdetektor 34, der das Drehmoment eines Motors 32 erfasst, der den Dorn 2 antreibt; einem Drehmomentregler 36, der die Spannung eines Bands durch das Regeln des Motors 32 konstant hält, damit der vom Drehmomentdetektor 34 erfasste Drehmomentwert mit dem Solldrehmomentwert zusammenfällt; einem Tachogenerator 38 (PLG), der die Drehzahl des Motors 32 erfasst; und einem Drehzahlregler 40, der den Motor 32 regelt, damit der vom Tachogenerator 38 erfasste Drehzahlwert mit der Solldrehzahl zusammenfällt. Diese Einrichtungen dienen dazu, ein auf den Dorn 2 gewickeltes Band mit einer vorbestimmten Wickelspannung zu ziehen.
  • Der in der Wickelanfangsposition angeordnete Dorn 1 ist ebenso versehen mit: einem Drehmomentdetektor 33, der das Drehmoment eines Motors 31 erfasst, der den Dorn 1 antreibt; einem Drehmomentregler 35, der die Spannung des Bands durch das Regeln des Motors 31 konstant hält, damit der vom Drehmomentdetektor 33 erfasste Drehmomentwert mit dem Solldrehmomentwert zusammenfällt; einem Tachogenerator 37 (PLG), der die Drehzahl des Motors 31 erfasst; und einem Drehzahlregler 39, der den Motor 31 regelt, damit der vom Tachogenerator 37 erfasste Drehzahlwert mit der Solldrehzahl zusammenfällt. Diese Einrichtungen dienen dazu, ein auf den Dorn 1 gewickeltes Band mit einer vorbestimmten Wickelspannung zu ziehen.
  • Zudem weisen die Wickelklemmwalzen 17 einen Tachogenerator 42 (PLG) auf, der die Drehzahl eines Motors 41 für eine untere Klemmwalze 17a erfasst, und einen Drehzahlregler 43, der den Motor 41 regelt, damit der vom Tachogenerator 42 erfasste Drehzahlwert mit der Sollgeschwindigkeit Vp übereinstimmt. Eine obere Klemmwalze 17b der Wickelklemmwalzen 17 kann über einen Hydraulikzylinder 44 auf ein Band drücken, damit das Band gegen die untere Klemmwalze 17a gedrückt wird.
  • Im Folgenden wird der Fall erklärt, dass ein Übergang vom Dorn in der Wickelendposition (dem zweiten Dorn 2 in der Abbildung) zum Dorn in der Wickelanfangsposition (dem ersten Dorn 1 in der Abbildung) erfolgt. Zuerst drückt der Hydraulikzylinder 44 die obere Klemmwalze 17b der Wickelklemmwalzen 17 nach unten, damit das vorlaufende Band S1 zwischen der oberen Klemmwalze 17b und der unteren Klemmwalze 17a gehalten wird, während der zweite Dorn 2 das Band S1 aufwickelt. In diesem Status durchtrennt die Bandschere 5 das rückwärtige Ende des Bands S1. In dieser Ausführungsform wird der Zusammenhang zwischen der Aufwickelgeschwindigkeit Vm des vorlaufenden Bands S1, die der Drehzahlregler 40 für den Dorn 2 nach dem Schneidvorgang einstellt, der Sollgeschwindigkeit Vp für den Drehzahlregler 43 der Wickelklemmwalzen 17 zum Zeitpunkt des Schneidvorgangs und der Blechgeschwindigkeit Vs des vorlaufenden Bands S1 unmittelbar vor dem Schneidvorgang von einem Hostcomputer (nicht dargestellt) so eingestellt, dass gilt Vm > Vp > Vs.
  • Erfolgt die Geschwindigkeitseinstellung in dieser Weise, so wird von den Wickelklemmwalzen 17 eine zur stromabwärtigen Seite gerichtete Zugkraft auf das abgeschnittene Band S1 ausgeübt, da zwischen der Bandschere 5 und den Wickelklemmwalzen 17 der Zusammenhang Vp > Vs gilt. Da zwischen den Wickelklemmwalzen 17 und dem Dorn 2 auch der Zusammenhang Vm > Vp gilt, wird auf den Dorn 2 eine zur stromabwärtigen Seite gerichtete Zugkraft ausgeübt.
  • Hiermit lässt sich verhindern, dass das vorlaufende Band S1 auf der Ausgabeseite der Wickelklemmwalzen 17 zu rasch zugeführt wird. Damit kann man Schäden am Blech verhindern, die dadurch entstehen, dass sich ein vorlaufendes Band S1 im Vorde rende einer stromabwärtigen Blechführung 13 verfängt, die sich dort befindet, wo eine stromabwärtige Verlaufslinie P2 von einer stromaufwärtigen Verlaufslinie P1 abzweigt. Da die Geschwindigkeiten so eingestellt sind, dass der Zusammenhang Vp > Vs gilt, d. h. dass die Fördergeschwindigkeit Vp der Wickelklemmwalzen 17 höher ist als die Bewegungsgeschwindigkeit Vs des nachfolgenden Bands S2, kann man verhindern, dass das Vorderende des nachfolgenden Bands S2 an der Eintrittsseite der Wickelklemmwalzen 17 zu rasch zugeführt wird. Für die Blechgeschwindigkeit Vskann man einen tatsächlichen Wert aus der Sollgeschwindigkeit des Dorns 2 unmittelbar vor dem Schneidvorgang oder aus der Walzdrehzahl des Fertigwalzwerks ermitteln. Die Geschwindigkeiten Vm und Vp kann man so einstellen, dass die obige Bedingung ausgehend vom tatsächlichen Wert der Blechgeschwindigkeit Vs erfüllt ist.
  • Vor dem Ausführen des Schneidvorgangs können das Fertigwalzwerk und der Dorn 2 dem Band S1 eine Spannung verleihen. Die zuvor vom Dorn 2 ausgeführte Wickelregelung erfolgt bevorzugt durch das Regeln des Wickeldrehmoments.
  • Insbesondere wird der Motor 32 geregelt, damit der vom Drehmomentdetektor 34 erfasste Drehmomentwert des Motors 32 mit dem Solldrehmomentwert übereinstimmt und die Spannung des Bands S1 konstant gehalten wird. Nun durchtrennt die Bandschere 5 das rückwärtige Ende des Bands S1, und nach einiger Zeit wird die Drehzahl des Dorns 2 gesenkt und seine Drehung angehalten, während die Anpresswalzen 19 auf das zu einem Coil gewickelte Band S1 drücken. Nach dem Stillstand des Dorns 2 wird das Coil aus dem Band S1 vom Dorn 2 abgenommen.
  • Nachdem die Bandschere 5 das Band S1 durchtrennt hat, kann man dem Band S1 zwischen dem Fertigwalzwerk und dem Dorn 2 keine Spannung verleihen. Deshalb wird nach dem Schneidvorgang die vom Dorn 2 ausgeführte Aufwickelregelung von einer Drehmomentregelung auf eine Drehzahlregelung umgestellt. Dadurch kann man über die Drehmomentregelung vor dem Schneidvorgang eine Spannung an das Band S1 anlegen, damit das Band S1 straft aufgewickelt wird. Nach dem Schneidvorgang kann man die Aufwickelgeschwindigkeit des Bands S1 so einstellen, dass wie beschrieben Vm > Vp > Vs gilt.
  • Man kann die Aufwickelregelung des Dorns 2 von einer Drehmomentregelung auf eine Drehzahlregelung umstellen, bevor die Bandschere 5 das vorlaufende Band S1 abschneidet.
  • Nun wird ein Bandwickelverfahren gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung anhand von 5 bis 7 beschrieben. Obgleich man diese Ausführungsform sowohl auf die, jeweils beschriebene, erste als auch die zweite Ausführungsform anwenden kann, wird als Beispiel ein Fall beschrieben, in dem sie auf die erste Ausführungsform angewendet wird. In dieser Ausführungsform werden daher die gleichen Bezugszeichen für die gleichen Elemente in 1 verwendet, und bereits bei der ersten Ausführungsform gegebene Erklärungen werden nicht wiederholt.
  • Vor dem Schneiden eines Bands drehen sich die Wickelklemmwalzen 105 auf der Ausgabeseite der Bandschere mit der Soll-Blechgeschwindigkeit Vs (Meter/Sekunde) des Bands. Durchtrennt die Bandschere 102 das Band, so wird die Soll-Blechgeschwindigkeit Vp2 (Meter/Sekunde) der Wickelklemmwalzen 105 auf einen Wert gesetzt, der größer ist als die Soll-Blechgeschwindigkeit Vs des Bands. Die voreingestellte Aufwickelgeschwindigkeit Vm (Meter/Sekunde) des vorlaufenden Bands S1 wird auf einen Wert gesetzt, der größer ist als die Soll-Blechgeschwindigkeit Vp2 der Wickelklemmwalzen 105. Damit nimmt die Drehzahl der Wickelklemmwalzen 105 nach dem Schneiden des Bands zu. Die Blechgeschwindigkeit des vorlaufenden Bands S1 versucht, auf die voreingestellte Aufwickelgeschwindigkeit Vm zuzunehmen. Da die Wickelklemmwalzen 105 auf das vorlaufende Band S1 drücken, steigt die Drehzahl der Wickelklemmwalzen 105 manchmal auf einen Wert nahe an der voreingestellten Aufwickelgeschwindigkeit Vm, wobei die Blechgeschwindigkeit des vorlaufenden Bands S1 zunimmt.
  • Dabei wird die Soll-Blechgeschwindigkeit Vp2 der Wickelklemmwalzen 105 auf die voreingestellte Aufwickelgeschwindigkeit Vm gesetzt, d. h. auf einen Wert, der kleiner ist als die Blechgeschwindigkeit des abgeschnittenen voraufenden Bands S1. Dadurch erzeugt der Motor 117 (eine Antriebseinheit) für die untere Klemmwalze 105a der Wickelklemmwalzen 105 ein Drehmoment, durch das die Drehzahl der Wickelklemmwalzen 105 abnimmt. Damit wechselt nach dem Schneidvorgang das Lastdrehmoment des Motors 117 von der Vorwärtsdrehrichtung auf die Rückwärtsdrehrichtung. Nach dem Durch lauf des rückwärtigen Endes des vorlaufenden Bands S1 durch die Wickelklemmwalzen 105 nimmt die Drehzahl der Wickelklemmwalzen 105 ab. Weist das Band eine große Blechdicke und eine hohe Biegesteifheit auf, ist jedoch die von den Wickelklemmwalzen 105 verursachte Kraft, die auf das vorlaufende Band S1 drückt, groß. Dadurch wird das Drehmoment auf der Verzögerungsseite des Motors 117 hoch, wenn das vorlaufende Band S1 zwischen den Wickelklemmwalzen 105 hindurchläuft. Nimmt also die Drehzahl der Wickelklemmwalzen 105 ab, nachdem das rückwärtige Ende des vorlaufenden Bands S1 zwischen den Wickelklemmwalzen 105 hindurchgegangen ist, so nimmt trotz der Geschwindigkeitseinstellung Vp2 > Vs nach 7 die Drehzahl der Wickelklemmwalzen 105 kurzzeitig einen Wert unterhalb der Soll-Blechgeschwindigkeit des Bands (der Geschwindigkeit des folgenden Bands) an. Danach stabilisiert sich die Drehzahl auf der voreingestellten Blechgeschwindigkeit Vp2.
  • Die Zeitspanne vom Durchgang des rückwärtigen Endes des vorlaufenden Bands S1 durch die Wickelklemmwalzen 105 bis zum Ergreifen des Vorderendes des nachfolgenden Bands S2 durch die Wickelklemmwalzen 105 beträgt nur ungefähr 0,3 Sekunden. Wird daher das Vorderende des nachfolgenden Bands S2 wie beschrieben von den Wickelklemmwalzen 105 ergriffen, wenn die Drehzahl der Wickelklemmwalzen 105 geringer ist als die Blechgeschwindigkeit Vs des nachfolgenden Bands S2, so wird die Bandfördergeschwindigkeit der Wickelklemmwalzen 105 geringer als die Blechgeschwindigkeit des nachfolgenden Bands S2. Damit wird das Vorderende des nachfolgenden Bands S2 an der Eintrittsseite der Wickelklemmwalzen 5 zu rasch zugeführt, siehe 19.
  • In dieser Ausführungsform wird daher eine verzögerungsseitige Drehmomentgrenze Tmax (Newton·Meter) für den Motor 117 eingestellt, der die Antriebseinheit für die Wickelklemmwalzen 105 darstellt. Der Drehzahlregler 120 regelt den Motor 117 damit derart, dass das Lastdrehmoment des Motors 117 die verzögerungsseitige Drehmomentgrenze Tmax nicht überschreitet.
  • Den Wert der Drehmomentgrenze Tmax kann man wie in 6 dargestellt vorab gemäß der folgenden Beschreibung ermitteln, so dass beim Ergreifen des Vorderendes des nachfolgenden Bands S2 durch die Wickelklemmwalzen 105 die Drehzahl der Wickelklemmwalzen 105 nicht geringer ist als die Blechgeschwindigkeit Vs des nachfolgenden Bands S2.
  • Der Wert der Drehmomentgrenze Tmax, die für den Motor 117 zum Antreiben der unteren Wickelklemmwalze 105a einzustellen ist, wird anhand von 5 erklärt, wobei als Beispiel der Fall gewählt wird, dass die untere Klemmwalze 105a der Wickelklemmwalzen 105 angetrieben wird.
  • Der Motor 117 treibt die untere Klemmwalze 105a über die Zahnräder 221 und 222 an. 5 zeigt einen Zustand, in dem die Wickelklemmwalzen 105 auf das vorlaufende Band S1 drücken. In diesem Status ist die Blechgeschwindigkeit Vs des vorlaufenden Bands S1 höher als die voreingestellte Blechgeschwindigkeit Vp2 der unteren Klemmwalze 105a. Dadurch wirkt auf die untere Klemmwalze 105a eine Kraft F (Newton) vom vorlaufenden Band S1, und der Motor 117 erzeugt ein Drehmoment Tn (Newton·Meter) gegen diese Kraft.
  • Bezeichnet man eine Kraft, die zur Zeit t vom vorlaufenden Band S1 auf die untere Klemmwalze 105a einwirkt, mit F(t) (Newton), ein Drehmoment, das der Motor 117 gegen diese Kraft erzeugt, mit Tm(t) (Newton·Meter), ein Trägheitsmoment zwischen der unteren Klemmwalze 105a und dem Zahnrad 221 als J2 (Newton·m2), ein Trägheitsmoment zwischen dem Motor 117 und dem Zahnrad 222 als J1 (Newton·m2), eine Winkelgeschwindigkeit der unteren Klemmwalze 105a unmittelbar vor dem Durchgang des rückwärtigen Endes des vorlaufenden Bands S1 durch die Wickelklemmwalzen 105 mit ω2 (rad/Sekunden), eine Winkelgeschwindigkeit des Motors 117 mit ω1 (rad/Sekunden), ein auf das Zahnrad 222 ausgeübtes Drehmoment mit T(t) (Newton·Meter), das Drehzahlreduktionsverhältnis des Zahnrads 221 zum Zahnrad 222 mit i und den Walzendurchmesser der unteren Klemmwalze 105a mit D (Meter), so gilt die dynamische Gleichung (13). Das Vorzeichen von TM ist so gewählt, dass das Drehmoment auf der Vorwärtsdrehseite (Beschleunigungsseite) positiv ist und das Drehmoment auf der Rückwärtsdrehseite (Verzögerungsseite) negativ ist,
  • Figure 00240001
  • Zudem gilt die dynamische Gleichung (14) zwischen dem Motor 117 und dem Zahnrad 222:
  • Figure 00240002
  • Eliminiert man T(t) aus den Gleichungen (13) und (14), so gilt die folgende Gleichung (15):
  • Figure 00240003
  • Die Integration von Gleichung (15) führt auf Gleichung (16),
    Figure 00250001
    wobei ωt1 und ωt2 die Winkelgeschwindigkeit der unteren Klemmwalze 105a zu den Zeitpunkten t1 bzw. t2 darstellen. In Gleichung (16) ist F(t) vom Zeitpunkt, zu dem das rückwärtige Ende des vorlaufenden Bands S1 durch die Wickelklemmwalzen 105 läuft, bis zum Zeitpunkt, zu dem die Wickelklemmwalzen 105 das Vorderende des nachfolgenden Bands S2 ergreifen, gleich Null.
  • Es wird nun eine Drehzahländerungsgröße Δω (rad/Sekunden) der unteren Klemmwalze 105a berechnet, und zwar vom Zeitpunkt, zum dem das rückwärtige Ende des vorlaufenden Bands S1 die Wickelklemmwalzen 105 durchläuft (t = 0) bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Wickelklemmwalzen 105 das Vorderende des nachfolgenden Bands S2 ergreifen (t = t2 (Sekunden)). Ein Minuszeichen bei Δω bedeutet Verzögerung und ein Pluszeichen bedeutet Beschleunigung.
  • Nun lässt sich Gleichung (16) durch die folgende Gleichung (16A) ausdrücken.
  • Figure 00250002
  • Der Wert TM(t) ändert sich von Tmax auf die Plusseite, wenn das vorlaufende Band S1 die Wickelklemmwalzen 105 durchläuft. Zum Berechnen der Änderungsgröße Δω in einer strengeren (größeren) Richtung wird einfach angenommen, dass TM(t) = Tmax gilt. Dadurch erhält man die folgende Gleichung (17).
  • Figure 00250003
  • Durch das Auswerten von Gleichung (17) erhält man die Änderungsgröße Δω der unteren Klemmwalzen zum Zeitpunkt t2 nach dem Durchgang des rückwärtigen Endes des vorlaufenden Bands S1 durch die Klemmwalzen gemäß der folgenden Gleichung (18).
  • Figure 00250004
  • Erfüllt die Fördergeschwindigkeit Vs des Vorderendes des nachfolgenden Bands S2 die folgende Gleichung (19), so wird eine zu rasche Zufuhr des Vorderendes des nachfolgenden Bands S2 an der Eintrittsseite der unteren Klemmwalze 105a verhindert.
  • Figure 00260001
  • Da ω0 nicht kleiner ist als eine voreingestellte Winkelgeschwindigkeit ωp2 der unteren Klemmwalze 105a, tritt auch dann keine Schwierigkeit auf, wenn man eine Näherung ω0 ≈ ωp2 vornimmt. Damit muss Tmax, um zu verhindern, dass das Vorderende des nachfolgenden Bands S2 an der Eintrittsseite der Wickelklemmwalzen 105 zu rasch zugeführt wird, lediglich den Zusammenhang gemäß der folgenden Gleichung (20–4) erfüllen, die sich aus den Gleichungen (18) und (19) ergibt.
  • Figure 00260002
  • Aus Gleichung (20–4) erhält man Vs – ωp2·D/2 = Vs – Vp2. Dies bedeutet Vp2 > Vs. Damit ergibt sich aus Gleichung (20–4), dass Tmax einen Wert annimmt, der nicht kleiner ist als ein negativer Wert. D. h., die verzögerungsseitige Drehmomentgrenze ist berechnet.
  • Die Fördergeschwindigkeit Vs des Vorderendes des nachfolgenden Bands S2, das Trägheitsmoment J1 zwischen dem Motor 117 und dem Zahnrad 222, das Trägheitsmoment J2 zwischen der unteren Klemmwalze 105a und dem Zahnrad 221, der Durchmesser D der unteren Klemmwalze 105a, das Drehzahlreduktionsverhältnis i und die voreingestellte Winkelgeschwindigkeit der unteren Klemmwalze 105a wurden bereits vorab bestimmt. Die Zeitspanne t2 vom Durchgang des rückwärtigen Endes des vorlaufenden Bands S1 durch die Wickelklemmwalzen 105 bis zum Ergreifen des Vorderendes des nachfolgenden Bands S2 durch die Wickelklemmwalzen 105 ist ebenfalls vorab bestimmt worden, und zwar aus dem Zusammenhang zwischen der Fördergeschwindigkeit Vs des nachfolgenden Bands S2 und der Aufwickelgeschwindigkeit Vm des vorlaufenden Bands S1. Somit braucht man nur den Wert von Tmax, der die Gleichung (20–3) erfüllt, vorab festlegen.
  • Stellt man die verzögerungsseitige Drehmomentgrenze Tmax am Motor 117, der die Wickelklemmwalzen 105 antreibt, vorab in dieser Weise ein, während die Wickelklemmwalzen 105 nach dem Schneiden des Bands auf die vorlaufende Band S1 drücken, so nimmt das Lastdrehmoment auf der Verzögerungsseite des Motors 117, das durch eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Soll-Aufwickelgeschwindigkeit Vm des vorlaufenden Bands S1 (der voreingestellten Aufwickelgeschwindigkeit des stromabwärtigen Aufwicklers 104) und der Soll-Blechgeschwindigkeit Vp2 der Wickelklemmwalzen 105 entsteht, keinen übermäßig großen Wert an. Selbst unmittelbar nach dem Durchgang des rückwärtigen Endes des vorlaufenden Bands S1 durch die Wickelklemmwalzen 105 wird die Drehzahl der Wickelklemmwalzen 105 nicht geringer als die Blechgeschwindigkeit Vs des nachfolgenden Bands S2.
  • Im Folgenden wird ein Bandaufwickelverfahren gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung anhand von 8 bis 10 beschrieben.
  • Beim Aufwickeln eines Bands beim kontinuierlichen Warmwalzen erhält man eine stabile Blechförderung und -aufwicklung dadurch, dass man dem Band zwischen dem Fertigwalzwerk und dem Dorn eine Spannung verleiht. Als Mittel zum Erteilen der Spannung wird die Referenzspannung, die dem Band beim Bandaufwickeln erteilt wird, d. h. die Referenzspannung, die passend voreingestellt wird, damit sie der Aufwickeltemperaturbedingung beim Wickeln, der Stahlsorte des zu wickelnden Bands usw. entspricht, grundsätzlich vorab gegeben. Die Spannungsregelung erfolgt beim Wickeln durch das Erzeugen eines Drehmoments auf dem Wickeldorn, wobei das Drehmoment eine Größe hat, die dem Band eine Spannung gleich der Referenzspannung erteilt.
  • Beim kontinuierlichen Warmwalzen wird ein von einem Fertigwalzwerk ausgege- Beim kontinuierlichen Warmwalzen wird ein von einem Fertigwalzwerk ausgegebenes Band nach dem Schneiden abwechselnd von mehreren Dornen aufgewickelt. Die Zeitspanne vom Aufwickelende zum Aufwickelbeginn des folgenden Bands bei einem Dorn ist kurz. Daher muss ein gewickeltes Coil (Band) in der kürzest möglichen Zeit entfernt werden, und die Vorbereitungen für den folgenden Wickelvorgang müssen in kurzer Zeit abgeschlossen sein. Hierzu muss die Drehung des Dorns nach dem Abschluss der Wickelvorgangs rasch angehalten werden. Da die Andrückwalze (Anpresswalze) vor dem Abschluss des Wickelvorgangs mit der Bandoberfläche in Berührung gebracht wird, die zu einem Coil gewickelt wird, erzeugt die Andrückwalze ein Drehmoment, das der Drehung des Dorns während des Wickelvorgangs entgegenwirkt. Dadurch wird die Drehzahl des Dorns selbst störend gesenkt. Zwischen der Andrückwalze und der Klemmwalze wird somit das Band locker, und es kommt zu einer zu raschen Zufuhr des Bands.
  • Zum Simulieren dieser Erscheinung in einem allgemeinen Warmwalz-Aufwickelmodell wird unterstellt, dass das Coil ein steifer Drehkörper ist, bei dem sich ein in 8 dargestelltes Modell anwenden lässt.
  • Bezeichne; man im Einzelnen den Innendurchmesser des Coils mit a (Meter), den Außendurchmesser des Coils mit b (Meter), die auf das Band wirkende Spannung mit T (Kilonewton), das am Dorn auftretende Drehmoment mit TMD (Kilonewton·Meter), die Trägheitskraft des Coils mit lc und die Winkelgeschwindigkeit des Coils mit ω (rad/Sekunde), so ergibt sich die aus der Bewegungsdynamik des Coils abgeleitete Gleichung zu: lc(dω/dt) = TMD(a/2) – T(b/2) – 4F, (21)wobei F die Spannung ist, die eine Andrückwalze erzeugt. Ein Aufwickler in einer gängigen Warmwalzanlage ist mit vier Andruckwalzen ausgestattet.
  • In der obigen Gleichung (21) ist in einem Status, in dem die Andrückwalze das Band noch nicht berührt, der dritte Term auf der rechten Seite gleich Null. Führt der Dorn die Spannungsregelung stationär aus, wird das am Dorn auftretende Drehmoment so geregelt, dass sich der erste Term und der zweite Term die Waage halten. Damit nimmt die linke Seite der Gleichung den Wert Null an.
  • In einem instationären Zustand nimmt zu dem Zeitpunkt, zu dem die Andrückwal eine negative Winkelgeschwindigkeit auf. D. h., die Drehzahl des Dorns nimmt ab. Damit nimmt auch die dem Band erteilte Spannung ab, und das Band wird zwischen der Andrückwalze und der Klemmwalze locker. Diese Lockerung bewirkt ein schadhaftes Aufwickeln, beispielsweise eine gelockerte Außenwicklung und ein Auseinanderziehen des Coils.
  • In dieser Ausführungsform wird daher eine stabile Wicklung des Bands beim kontinuierlichen Warmwalzen erzielt. Diese Ausführungsform kann auf die beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen angewendet werden. Beispielhaft wird ein Fall beschrieben, bei dem sie auf die zweite Ausführungsform angewendet wird. In dieser Ausführungsform werden daher die gleichen Bezugszeichen für die gleichen Elemente in 4 verwendet, und bereits gegebene Erklärungen für die zweite Ausführungsform werden nicht wiederholt.
  • Durchtrennt in dieser Ausführungsform beispielsweise die Bandschere 5 ein Band, so wird die Drehregelung des Motors 32 für den Dorn 2, der sich in der Wickelendposition befindet, von der bisherigen Drehmomentregelung auf eine Drehzahlregelung umgestellt. Der Übergang zur Drehzahlregelung kann zu dem Zeitpunkt erfolgen, zu dem die Bandschere 5 betätigt wird. Da die Bandschere 5 das Band in einem Status durchtrennt, in dem eine Drehmomentregelung des Dorns 2 erfolgt, wird die dem Band erteilte Spannung gelöst, und damit nimmt die Drehzahl des Dorns zu. Man kann nun wahlweise einen oberen Grenzwert für die Drehzahl vorab einstellen, so dass der Wechsel auf die Drehzahlregelung automatisch erfolgt, wenn die tatsächliche Drehzahl den genannten Wert erreicht.
  • Die Anpresswalzen 19 sind mit gleichen Abständen entlang des Coilaußenrands angeordnet. Bezüglich des Dorns 2 können sie zurückgezogen werden, und zwar mit Hilfe einer Hydraulikpumpe und eines Hydraulikzylinders (beide nicht dargestellt), und sie können von einer Antriebsquelle (nicht dargestellt) gedreht werden. Wird in dieser Ausführungsform der Dorn 2 zu Zeitpunkt des Schneidvorgangs auf Drehzahlregelung umgeschaltet, so werden danach die Anpresswalzen 19 gegen die äußere Randfläche des Coils gedrückt, damit das Coil abgebremst wird. Die Anpresswalzen 19 wirken auch als Führung, wenn der Dorn 2 mit dem Bandaufwickelvorgang beginnt. Man kann die relative Lage der Anpresswalze 19 bezüglich des Coils mit einem Positionsdetektor (nicht dargestellt) erfassen, damit die Genauigkeit der Berührung mit dem Coil erhöht wird.
  • Nun werden für den Fall, dass die Drehmomentregelung des Dorns 2 des Aufwicklers fortgesetzt wird, bis das Aufwickeln des Bands wie bisher abgeschlossen ist, und für den Fall, dass die Drehmomentregelung des Dorns 2 beim Schneiden des Bands unmittelbar vor dem Abschluss des Aufwickelns auf eine Drehzahlregelung umgestellt wird, die tatsächlichen Veränderungen der Drehzahl (Blechgeschwindigkeit: Meter pro Minute) und des Drehmoments des Dorns 2 gemessen.
  • Die Messergebnisse sind in 9 und 10 dargestellt. 9 zeigt den Fall, dass die Drehmomentregelung fortgesetzt wurde. 10 zeigt den Fall, dass von der Drehmomentregelung zur Drehzahlregelung übergegangen wurde. 9 zeigt insbesondere deutlich, dass die Drehzahl des Dorns abfällt, wenn die Anpresswalzen 19 mit dem Coil in Berührung kommen. Geht man jedoch beim Schneiden des Bands auf die Drehzahlregelung über, siehe 10, so zeigt sich, dass die Dorndrehzahl weniger abfällt, und das Coil wird nicht gelockert.
  • Dabei bevorzugt man, dass die Drehzahl des Dorns 2 höher ist als die Fördergeschwindigkeit des vorlaufenden Bands S1. Der Grund dafür ist, dass beim Umschalten des Dorns 2 von der Drehmomentregelung auf die Drehzahlregelung der Dorn 2 das Band sicher ziehen kann, wenn man den Sollwert der Drehzahlregelung etwas höher einstellt als die tatsächliche Drehzahl zu diesem Zeitpunkt.
  • Setzt man den Zeitpunkt, zu dem die Anpresswalzen 19 beginnen, mit dem Coil in Kontakt zu kommen, zwischen den Zeitpunkt, zu dem das Band durchschnitten wird, und den Zeitpunkt, zu dem das Band durch, die Wickelklemmwalzen 17 geht, so kann man die Anpresswalzen 19 mit dem Coil in Berührung bringen, während die Drehzahl des Dorns 2 geregelt wird, und die Anpresswalzen 19 können rasch mit einem Vorgang zum Bremsen der Drehung des Coils beginnen.
  • Im Folgenden wird ein weiterer Modus beschrieben.
  • Wie beschrieben wird vor dem Durchtrennen des Bands mit der Bandschere 5 das Drehmoment des Dorns 2 geregelt. Dadurch wird das auf den Dorn 2 aufgewickelte Band mit einer vorbestimmten Wickelspannung gezogen, mit der das Aufwickeln erfolgt. Anschließend durchtrennt die Bandschere 5 das Band. Hier wird nun nach dem Schneidvorgang die Drehmomentregelung des Dorns 2 fortgesetzt. Nach dem Schneiden des Bands wird der Aufwickelvorgang in einem Status fortgesetzt, in dem die Klemmwalzen 17 und der Dorn 2 eine Spannung an das Band anlegen.
  • Werden die Anpresswalzen 19 mit dem Band in Berührung gebracht, und führt der Dorn 2 den Aufwickelvorgang mit einem Drehmoment aus, das dem Band die gleiche Spannung verleiht wie früher, so fällt die Drehzahl des Dorns 2 in dem Augenblick ab, in dem die Anpresswalzen 19 das Coil berühren. Dadurch lockert sich die Aufwicklung. Daher ändert man bei der Berührung der Anpresswalzen 19 mit der äußeren Randfläche des Coils den voreingestellten Spannungswert auf einen Wert, der größer ist als der vorher eingestellte Wert. In der angegebenen Gleichung (21) nimmt die Bandspannung um 4F ab, wenn man die vier Anpresswalzen 19 mit der äußeren Randfläche des Coils in Berührung bringt. Man muss also lediglich den voreingestellten Spannungswert um einen Wert erhöhen, der nicht geringer ist als 4F, wenn die Anpresswalzen 19 mit dem Coil in Berührung gebracht werden.
  • Nun wird ein Bandaufwickelverfahren gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung anhand von 11 bis 15 beschrieben. Diese Ausführungsform lässt sich auf die beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen anwenden. Hier wird als Beispiel ein Fall beschrieben, in dem diese Ausführungsform anstelle der Presskrafteinstellung mit Hilfe des Kompensationspresskraft-Einstellers 124 in der ersten Ausführungsform angewendet wird. In dieser Ausführungsform werden für die gleichen Elemente wie in 1 die gleichen Bezugszeichen verwendet. Die erste Ausführungsform wird nicht nochmals erklärt.
  • Ist die Preeskraft ungeeignet, die die obere Klemmwalze 105b auf das Band ausübt, wenn der Ablenkwinkel der stromaufwärtigen Wickelklemmwalzen 105 verändert wird, so kann bei einem dünnen Band das rückwärtige Ende des vorlaufenden Bands S1, das der stromabwärtige Aufwickler 104 aufwickelt, zwischen den stromaufwärtigen Wickelklemmwalzen 105 nicht ausreichend festgehalten werden. Dadurch löst sich das rückwärtige Ende des vorlaufenden Bands S1 von den stromaufwärtigen Wickelklemmwalzen 105 und wird zu rasch zugeführt; es schlägt gegen die dreieckige Sperre 128, so dass das rückwärtige Ende brechen kann. Bei einem dicken Band lässt sich in manchen Fällen das nachfolgende Band S2 nicht korrekt in den stromaufwärtigen Aufwickler 101 einführen.
  • Auch bei einem Band, bei dem nach dem Schneidvorgang eine relative fange Zeit vom Durchgang des vorlaufenden Bands S1 durch die Wickelklemmwalzen 105 bis zum Ergreifen des nachfolgenden Bands S2 durch die Wickelklemmwalzen 105 vergeht, wenn die Presskraft der Wickelklemmwalzen 105 geregelt wird, verschwindet die Presskraft, wenn sich das Blech des vorlaufenden Bands S1 löst. Daher verändert sich ein Spalt zwischen den Wickelklemmwalzen 105 in Schließrichtung. Damit besteht die Gefahr, dass das nachfolgende Band S2 fehlerhaft ergriffen wird.
  • In dieser Ausführungsform wird daher eine passende Presskraft auf der Ausgabeseite der Bandschere eingestellt, um zu verhindern, dass das rückwärtige Ende des Bands bricht und damit die Krümmungsrichtung des nachfolgenden Bands bestmöglich ausfällt. Zudem wird in dieser Ausführungsform verhindert, dass das Vorderende des nachfolgenden Bands von den Wickelklemmwalzen unkorrekt eingezogen wird.
  • Es folgt eine ausführliche Beschreibung.
  • 14 zeigt einen Status, in dem die untere Klemmwalze 105a bezüglich der oberen Klemmwalze 105b um eine Verschiebungsgröße ΔL zur stromaufwärtigen Seite zurückgezogen ist. 15 zeigt einen Status, in dem nach dem Verschieben der unteren Klemmwalze 105a die obere Klemmwalze 105b mit einer Presskraft P nach unten gedrückt wird.
  • Das Produkt P·Δx der Presskraft P der Wickelklemmwalzen 105 multipliziert mit einer vertikalen Verschiebung Δx der Wickelklemmwalzen 105, die durch die Presskraft P verursacht wird, bedeutet die von der Presskraft P geleistete Arbeit.
  • Bezeichnet man die von der oberen Klemmwalze 105b ausgeübte Presskraft für die Position x der oberen Klemmwalze 105b mit P(x), so gilt für die Arbeit, die geleistet wird, wenn die obere Klemmwalze 105b aus einer Position x = 0 in eine Position x = Δx nach unten gedrückt wird, die folgende Gleichung (22):
  • Figure 00320001
  • Drückt dagegen die obere Klemmwalze 105b das Band um Δx nach unten, so wird das Band in der Richtung verschoben, in der die Spannung erteilt wird, siehe 15. Bezeichnet man die Verschiebung zu diesem Zeitpunkt mit Δu, so hat die erforderliche Arbeit zum Verschieben des Bands um Δu gegen die Spannung F den Wert F·Δu.
  • Zum Hinunterdrücken des Bands in den in 15 dargestellten Status durch die obere Klemmwalze 105b wird an der Eintrittsseite der Klemmwalzen 105 eine Biegeverformung auf das Band entlang der äußeren Randfläche der unteren Klemmwalze 105a ausgeübt. Auf der Ausgabeseite der Klemmwalzen 105 wird eine Rück-Biegeverformung entlang der unteren Klemmwalze 105a ausgeübt, und zwar durch die Biegeverformung und die Rück-Biegeverformung entlang der äußeren Randfläche der oberen Klemmwalze 105b durch die Biegeverformung.
  • Für die geleistete Biegearbeit beim Erzeugen einer Krümmung mit einer Biegelänge l, die mit einem Krümmungsradius R durch ein Biegemoment MB bewirkt wird, das auf dem Band erzeugt wird, gilt MB·(l/R). Bezeichnet man die Radien der unteren Klemmwalze 105a und der oberen Klemmwalze 105b mit RL bzw. RU, und die Länge entlang der Walze auf einem Abschnitt der unteren Klemmwalze 105a, um die das Band gebogen ist, und die Länge entlang der Walze auf einem Abschnitt der oberen Klemmwalze 105b, mit la bzw. lb, so gilt für die Arbeit, die für die Biegeverformung des Bands entlang der äußeren Randfläche der unteren Klemmwalze 105a erforderlich ist, der Ausdruck MB·(la/RL). Für die Rück-Biegeverformung entlang der unteren Klemmwalze 105a durch die Biegeverformung auf der Ausgabeseite der Klemmwalzen 105, für die Biegeverformung des Bands entlang der äußeren Randfläche der oberen Klemmwalze 105b und die Arbeit, die die Rück-Biegeverformung entlang der äußeren Randfläche der oberen Klemmwalze 105b durch die Biegeverformung bewirkt, erhält man MB·(la/RL) bzw. MB·(lb/RU) bzw. MB·(lb/RU).
  • Damit hat die Summe der Arbeit, die für die Biege- und Rück-Biegeverformung erforderlich ist, die an der Eintrittsseite und Ausgabeseite der Klemmwalzen 105 erfolgt, den Wert 2MB{(la/RL) + (lb/RU)}.
  • Ein Wert, den man durch Subtrahieren der Arbeit für das Verschieben des Bands um Δu in der Richtung der Spannung F von der Arbeit erhält, die zum Bewegen der oberen Klemmwalze 105b aus der Position x = 0 in die Position x = Δx erforderlich ist, wird der Arbeit gleichgesetzt, die zum Ausführen der Biege- und Rück-Biegeverformung des Bands erforderlich ist. Dadurch erhält man die Gleichung (23):
  • Figure 00340001
  • Dabei kann man MB durch die Gleichung (24) ausdrücken: MB = (1/6)σB·t2·w, (24)wobei σB die Streckspannung des Bands, t die Dicke des Bands und w die Breite des Bands ist.
  • Die Erfinder haben nachgewiesen, dass, wenn man die obere Klemmwalze 105b aus dem Status, in dem die obere Klemmwalze 105b gerade das Band zu berühren beginnt, weiter nach unten drückt, die erforderliche Last zum Hinunterdrücken der oberen Klemmwalze 105b linear anwächst, wenn man die obere Klemmwalze 105b während der Zeitspanne nach unten drückt, in der das Band elastisch verformt wird. 11 zeigt den Zusammenhang zwischen der Presskraft der oberen Klemmwalze und der Verschiebung der oberen Klemmwalze nach unten. Für diesen Zusammenhang wird die Neigung abhängig von der Größe der Klemmwalze, dem Material und der Größe des Bands usw. ermittelt. Damit wird P(x) als lineare Funktion angenommen, für die gilt P(0) = 0 und P(Δx) = P0. Damit erhält man für P(x) = P0·x/Δx. Also lässt sich Gleichung (23) durch die folgende Gleichung (25) ausdrücken, und man erhält die Gleichung (26) aus den Gleichungen (25) und (24),
    Figure 00340002
    wobei gilt:
    • P0:
    Presskraft der Klemmwalze,
    F:
    Spannung des Bands,
    Δu:
    von der Spannung F verursachte Verschiebung des Bands,
    Δx:
    von der Presskraft P verursachte vertikale Verschiebung der Klemmwalze,
    MB:
    auf dem Band erzeugtes Biegemoment = (1/6)σB·t2·w,
    σB:
    Streckspannung des Bands,
    t:
    Dicke des Bands,
    w:
    Breite des Bands,
    la:
    Länge entlang der Walze eines Teils der unteren Klemmwalze, um die das Band gebogen ist,
    RL:
    Radius der unteren Klemmwalze,
    lb:
    Länge entlang der Walze eines Teils der oberen Klemmwalze, um die das Band gebogen ist,
    RU:
    Radius der oberen Klemmwalze.
  • Die Verschiebungen Δx und Δu kann man geometrisch berechnen. Die Streckspannung σB des Bands ist ein Wert der abhängig vom Material ermittelt wird. Die Dicke t und die Breite w des Bands werden abhängig vom verarbeiteten Material bestimmt. Bestimmt man sie Spannung F des Bands aus der Drehzahl des Aufwicklers und der Drehzahl der Klemmwalzen, so kann man die bestmögliche Presskraft P berechnen. In dieser Ausführungsform wird die Presskraft der Wickelklemmwalze auf einen Wert gesetzt, der nicht kleiner ist als der Wert P0, der durch die beschriebene Gleichung (26) bestimmt ist.
  • 12 und 13 zeigen Kurven der tatsächlichen Presskraft und der Zylinderpositionsreferenz zum Hinunterdrücken der Klemmwalze. 12 zeigt einen Fall, in dem die Presskrafteinstellung nach dieser Ausführungsform nicht vorgenommen wird, und 13 zeigt diese Ausführungsform. Die Presskraft fällt abrupt auf einen lastfreien Zustand, wenn sich das vorlaufende Band von den Klemmwalzen löst. Nimmt die Presskraft ab, siehe 12, so wirkt die Zylinderpositionsreferenz in einer Richtung, in der die Presskraft die Klemmwalze nach wie vor in der Pressrichtung drückt. Dadurch kann es vorkommen, dass das nachfolgende Band fehlerhaft ergriffen wird. Auch wenn kein fehlerhaftes Einziehen auftritt, nimmt beim Ergreifen des nachfolgenden Bands durch die Klemmwalzen die Presskraft plötzlich zu und wird anschließend auf ihren voreingestellten Wert zurückgeführt. Die Zylinderpositionsreferenz ändert sich abrupt, wodurch die Klemmwalzen in Öffnungsrichtung betätigt werden, so dass die Überreaktion Schwingungen verursacht.
  • Im Gegensatz dazu ist in 13 das Servoventil gesperrt, wodurch die Höhe der Klemmwalze konstant gehalten wird, bis sich das vorlaufende Band von den Klemmwalzen löst und das nachfolgende Band von den Klemmwalzen ergriffen wird, nachdem die Presskraft eingestellt ist, die die Zylinderposition hält. Dadurch wird die Zylinderpositions referenz konstant gehalten. Damit ist es nicht möglich, dass das nachfolgende Band fehlerhaft eingezogen wird.
  • INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
  • Aus der obigen Beschreibung geht hervor, dass man durch die Erfindung den Effekt erzielen kann, dass verhindert wird, dass das vorlaufende Band auf der Ausgabeseite der Wickelklemmwalzen zu rasch zugeführt wird. Man kann ebenso verhindern, dass das Vorderende des nachfolgenden Materials an der Eintrittsseite der Wickelklemmwalzen zu rasch zugeführt wird.
  • Auch für den Fall, dass die Erfindung auf eine Warmwalzstraße angewendet wird, die mit einem Karussellwickler ausgerüstet ist, wird der Zusammenhang zwischen der voreingestellten Aufwickelgeschwindigkeit Vm des Dorns nach dem rückwärtigen Ende des Bands, das der Dorn über die Wickelklemmwalzen aufwickelt, der Sollgeschwindigkeit Vp der Wickelklemmwalzen zum Zeitpunkt des Schneidvorgangs und der Blechgeschwindigkeit Vs des nachfolgenden Materials unmittelbar nach dem Schneidvorgang so eingestellt, dass gilt Vm > Vp > Vs. Dadurch kann man den Effekt erzielen, dass verhindert wird, dass sich das vorlaufende Band im Vorderende der Blechlaufführung verfängt, die sich an einer Position befindet, an der die Verlaufslinie, die auf den Dorn in der Wickelanfangsposition zielt, von der Verlaufslinie abzweigt, die auf den Dorn in der Wickelendposition zielt.
  • Wird die Erfindung auf eine gängige Warmwalzstraße angewendet, so wird der Zusammenhang zwischen der Sollgeschwindigkeit Vp1 der zweiten Wickelklemmwalzen, und zwar wenn das rückwärtige Ende des Bands durchtrennt wird, das der stromabwärtige Dorn über die zweiten Wickelklemmwalzen aufwickelt, die an der Eintrittsseite des stromabwärtigen Dorns angeordnet sind, der Sollgeschwindigkeit Vp2 der ersten Wickelklemmwalzen, die an der Ausgabeseite der Bandschere angeordnet sind, der Soll-Blechgeschwindigkeit Vs des folgenden Materials unmittelbar nach dem Schneidvorgang und der voreingestellten Aufwickelgeschwindigkeit Vm des stromabwärtigen Dorns so eingestellt, dass gilt Vm > Vp1 > Vp2 > Vs. Dadurch kann man den Effekt erzielen, dass ein Schaden am Band verhindert wird, der dadurch entsteht, dass sich das rückwärtige Ende des vorlaufenden Bands in der dreieckigen Sperre verfängt.
  • In diesem Fall wird nach dem Versetzen der unteren Klemmwalze der ersten Wickelklemmwalzen und bevor das rückwärtige Ende des Bands durchtrennt wird, das der stromabwärtige Dorn über die zweiten Klemmwalzen aufwickelt, das Band von der oberen Klemmwalze der ersten Wickelklemmwalzen gepresst, und zwar in einem Status, in dem die Drehzahl der unteren Klemmwalze solange geringer gehalten wird als die Soll-Blechgeschwindigkeit Vs des nachfolgenden Materials, bis der tatsächliche Drehmomentwert der unteren Klemmwalze den voreingestellten Wert annimmt. Die Presskraft zu diesem Zeitpunkt wird an die voreingestellte Presskraft angeglichen, die die versetzte obere Klemmwalze auf das Band ausübt. Durch diese Presskraft können die ersten Wickelklemmwalzen das rückwärtige Ende des Bands, das der stromabwärtige Dorn aufwickelt, gut festhalten. Dadurch kann man den Effekt erzielen, dass sich ein Durchrutschen des rückwärtigen Bandendes bezüglich der stromabwärtigen Wickelklemmwalzen sicher verhindern lässt.
  • Bevor der Dorn das Band, das die Bandschere durchtrennt, kontinuierlich über die Wickelklemmwalzen aufwickelt, die an der Ausgabeseite der Bandschere angeordnet sind, wird die Presskraft der Wickelklemmwalzen auf einen Wert gesetzt, der nicht kleiner ist als ein Wert P, für den gilt P = F(Δu/Δx) + 2(MB/Δx){(la/r) + (lb/R)}. Damit lässt sich die Presskraft der oberen Klemmwalze auf einen bestmöglichen Wert einstellen. Dadurch kann man den Effekt erzielen, dass ein Bruch des rückwärtigen Endes eines dünnen Bands, ein unkorrektes Einführen eines dicken Bands in den Aufwickler und weitere Probleme vermieden werden.
  • In diesem Fall kann man nach dem Einstellen der Presskraft durch das Beibehalten des Spalts der Wickelklemmwalzen für die Zeitspanne vom Lösen des vorlaufenden Bands von den Klemmwalzen bis zum Ergreifen des nachfolgenden Bands durch die Klemmwalzen den Effekt erzielen, dass ein fehlerhaftes Ergreifen des nachfolgenden Bands durch die Wickelklemmwalzen und weitere Schwierigkeiten vermieden werden.
  • Vor dem Ende des Bandaufwickelvorgangs, den der Dorn ausführt, wird die Bandaufwickelregelung, die der Dorn ausführt, von der Drehmomentregelung auf die Drehzahlregelung umgestellt. Anschließend wird die Anpresswalze auf das Band gedrückt, das zu einem Coil gewickelt wird, um die Drehung des Dorns zu beenden. Wahlweise übernimmt der Dorn vor dem Ende des Bandaufwickelvorgangs, den der Dorn ausführt, die Drehmomentregelung des Bands, damit die Bandspannung erhöht wird. Danach wird die Anpresswalze gegen das Band gedrückt, das in Form eines Coils aufgewickelt wird, um die Drehung des Dorns zu beenden. Dadurch kann man den Effekt erzielen, dass eine Geschwindigkeitsabnahme des Coils, die durch die Berührung der Anpresswalze entsteht, verhindert wird. Man kann ein fehlerhaftes Aufwickeln vermeiden, beispielsweise außen gelockerte Coils oder das Auseinanderziehen von Coils. Die Coildrehung kann rasch beendet werden, da die Anpresswalze eine Bremskraft ausübt, wenn die Drehung des Coils nach dem Ende des Bandaufwickelvorgangs angehalten wird.
  • Zudem wird die verzögerungsseitige Drehmomentgrenze der Antriebseinheit für die Wickelklemmwalzen so eingestellt, dass nach dem Schneiden des Bands durch die Bandschere die Umfangsgeschwindigkeit der Wickelklemmwalzen höher ist als die Fördergeschwindigkeit des nachfolgenden Materials, wenn das Vorderende des nachfolgenden Materials von den Wickelklemmwalzen ergriffen wird, die an der Ausgabeseite der Bandschere angeordnet sind. Dadurch kann man den Effekt erzielen, dass auch bei einem Band mit großer Blechdicke und hoher Biegesteifheit verhindert wird, dass das nachfolgende Material an der Eintrittsseite der Wickelklemmwalzen zu rasch zugeführt wird.

Claims (10)

  1. Bandwickelverfahren, wobei ein von einem Walzwerk ankommendes Band von einer Bandschere (5) auf eine vorbestimmte Länge geschnitten wird, wobei das Band in ein vorlaufendes Band (S1) und ein nachfolgendes Band (S2) zerteilt wird und das vorlaufende und das nachfolgende Band von einem ersten Dorn (2) bzw. einem zweiten Dorn (1) auf einem Karussellwickler mittels erster Wickelklemmwalzen (17), angeordnet auf der Ausgabeseite der Bandschere (5), aufgewickelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schneiden am hinteren Ende des mittels der Wickelklemmwalzen (17) auf den ersten Dorn (2) aufgewickelten vorlaufenden Bands (S1) mit der Bandschere (5) unmittelbar nach dem Schneidevorgang die Umfangsgeschwindigkeit (VP) der Wickelklemmwalzen größer ist als die Wandergeschwindigkeit (Vs) des nachfolgenden Bands (S2) und kleiner als die Wickelgeschwindigkeit (Vm) des vorlaufenden Bandes (S1), welches vom ersten Dorn (2) aufgewickelt wird.
  2. Bandwickelverfahren nach Anspruch 1, wobei beim Beschleunigungsvorgang das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen dem ersten Dorn (2) und den ersten Wickelklemmwalzen (17) je nach Endgeschwindigkeitsverhältnis zwischen dem ersten Dorn (2) und den ersten Wickelklemmwalzen (17) eingestellt wird.
  3. Bandwickelverfahren, wobei ein von einem Walzwerk ankommendes Band von einer Bandschere auf eine vorbestimmte Länge geschnitten wird, so dass das Band in ein vorlaufendes Band (S1) und ein nachfolgendes Band (S2) unterteilt wird, und das vorlaufende Band und das nachfolgende Band wechselweise von einem ersten Dorn (107) eines stromabwärtigen Aufwicklers (104) bzw. einem zweiten Dorn (107) eines stromaufwärtigen Aufwicklers (101) aufgewickelt werden und zwar mittels erster Wickelklemmwalzen (105), die an der Ausgabeseite der Bandschere (102) angeordnet sind, wobei zweite Wickelklemmwalzen (103) an der Eintrittsseite des ersten Dorns (107) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schneiden mit der Bandschere (102) am hinteren Ende des vorlaufenden Bands (S1), welches vom ersten Dorn (107) mittels der zweiten Wickelklemmwalzen (103) aufgewickelt wird, die Beziehung zwischen der Sollgeschwindigkeit VP1 der zweiten Wickelklemmwalzen (103), der Sollgeschwindigkeit VP2 der ersten Wickelklemmwalzen (105), der Soll-Blechgeschwindigkeit Vs des nachfolgenden Bands (S2) unmittelbar nach dem Schneidevorgang und der voreingestellten Aufwickelgeschwindigkeit Vm des ersten Dorns (107) so eingestellt wird, dass gilt Vm > VP1 > VP2 > Vs.
  4. Bandwickelverfahren nach Anspruch 3, worin nach dem Versetzen einer unteren Klemmwalze (105a) der ersten Wickelklemmwalzen (105) und vor dem Schneiden des hinteren Endes des vorlaufenden Bands (S1), das der erste Dorn (107) mittels zweiter Wickelklemmwalzen (103) aufwickelt, das vorlaufende Band (S1) von einer oberen Klemmwalze (105b) der ersten Wickelklemmwalzen (105) in einem Zustand gepresst wird, in dem die Geschwindigkeit der ersten unteren Klemmwalze (105a) kleiner gemacht wird als die Sollgeschwindigkeit Vs des nachfolgenden Bands (S2), bis der tatsächliche Drehmomentwert der ersten unteren Klemmwalze (105a) einen voreingestellten Wert annimmt, und die Presskraft zu diesem Zeitpunkt der voreingestellten Presskraft der versetzten oberen Klemmwalze (105b) angeglichen wird, die auf das vorlaufende Band (S1) ausgeübt wird.
  5. Bandwickelverfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, worin vor dem kontinuierlichen Aufwickeln des vorlaufenden Bands (S1), das die Bandschere (5, 102) abschneidet, vom ersten Dorn (2, 107) mittels erster Wickelklemmwalzen (17, 105), die an der Ausgabeseite der Bandschere angeordnet sind, die Presskraft der ersten Wickelklemmwalzen auf einen Wert eingestellt wird, der nicht geringer ist als ein Wert P, der durch die folgenden Gleichungen bestimmt ist: P = 2F(Δu/Δx) + 4(MB/Δx){(la/RL) + (lb/RU)}wobei gilt: P: Presskraft der Klemmwalze, F: Spannung des Bands, Δu: von der Spannung F verursachte Verschiebung des Bands, Δx: von der Presskraft P verursachte vertikale Verschiebung der Klemmwalze, MB: auf dem Band erzeugtes Biegemoment = (1/6) σB·t2·w, σB: Streckspannung des Bands, t: Dicke des Bands, w: Breite des Bands, la: Länge entlang der Walze eines Teils der unteren Klemmwalze, um die das Band gebogen ist, RL: Radius der unteren Klemmwalze, lb: Länge entlang der Walze eines Teils der oberen Klemmwalze, um die das Band gebogen ist, RU: Radius der oberen Klemmwalze.
  6. Bandwickelverfahren nach Anspruch 5, worin nach dem Einstellen der Presskraft ein Spalt der ersten Wickelklemmwalzen (17, 105) für die Zeit von der Freigabe des vorlaufenden Bands (S1) von den Klemmwalzen bis zum Ergreifen des nachfolgenden Bands (S2) durch die Klemmwalzen beibehalten wird.
  7. Bandwickelverfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, worin vor dem Beenden des Bandwickelvorgangs, den der erste Dorn (2, 107) ausführt, die Bandwickelregelung, die der erste Dorn ausführt, von einer Drehmomentregelung auf eine Drehzahlregelung umgestellt wird, und anschließend eine Anpresswalze (19) gegen das vorlaufende Band (S1) gepresst wird, damit es in Form eines Coils aufgewickelt wird und die Drehung des ersten Dorns (2, 107) beendet wird.
  8. Bandwickelverfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, worin vor dem Beenden des Bandwickelvorgangs, den der erste Dorn (2, 107) ausführt, die Drehmomentregelung des vorlaufenden Bands (S1) vom ersten Dorn (2, 107) ausgeführt wird, um die Spannung des Bands zu erhöhen, und anschließend eine Anpresswalze (19) gegen das vorlaufenden Band (S1) gepresst wird, damit es in Form eines Coils aufgewickelt wird und die Drehung des ersten Dorns (2, 107) beendet wird.
  9. Bandwickelverfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, worin die verzögerungsseitige Drehmomentgrenze einer Antriebseinheit für die ersten Wickelklemmwalzen (17, 105) so eingestellt wird, dass die Umfangsgeschwindigkeit der ersten Wickelklemmwalzen höher ist als die Wandergeschwindigkeit (Vs) des nachfolgenden Bands (S2), wenn nach dem Schneiden des Bands mit der Bandschere das Vorderende des nachfolgenden Bands von den ersten Wickelklemmwalzen (17, 105), angeordnet an der Ausgabeseite der Bandschere (5, 102), ergriffen wird.
  10. Bandwickelverfahren nach Anspruch 3, worin beim Beschleunigungsvorgang das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen dem stromabwärtigen Aufwickler (104) und den zweiten Wickelklemmwalzen (103) abhängig vom Verhältnis der Sollge schwindigkeit zwischen dem stromabwärtigen Aufwickler (104) und den zweiten Wickelklemmwalzen (103) eingestellt wird, und das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen den zweiten Wickelklemmwalzen (103) und den ersten Wickelklemmwalzen (105) beim Beschleunigungsvorgang abhängig vom Sollgeschwindigkeitsverhältnis zwischen den zweiten Wickelklemmwalzen (103) und den ersten Wickelklemmwalzen (105) eingestellt wird.
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