EP0979689A2 - Verfahren und Vorrichtung zum Minimieren der Bundhöhe von Draht in einer Bundbildekammer - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Minimieren der Bundhöhe von Draht in einer Bundbildekammer Download PDF

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EP0979689A2
EP0979689A2 EP99115314A EP99115314A EP0979689A2 EP 0979689 A2 EP0979689 A2 EP 0979689A2 EP 99115314 A EP99115314 A EP 99115314A EP 99115314 A EP99115314 A EP 99115314A EP 0979689 A2 EP0979689 A2 EP 0979689A2
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EP
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wire
bundle
chamber
turns
windings
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EP0979689B1 (de
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Holger Dr. Behrens
Hans-Georg Dr. Hartung
Rüdiger Grimmel
Karl Keller
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SMS Schloemann Siemag AG
SMS Demag AG
Schloemann Siemag AG
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21C47/00—Winding-up, coiling or winding-off metal wire, metal band or other flexible metal material characterised by features relevant to metal processing only
    • B21C47/02—Winding-up or coiling
    • B21C47/10—Winding-up or coiling by means of a moving guide
    • B21C47/14—Winding-up or coiling by means of a moving guide by means of a rotating guide, e.g. laying the material around a stationary reel or drum
    • B21C47/146—Controlling or influencing the laying pattern of the coils
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21C47/00—Winding-up, coiling or winding-off metal wire, metal band or other flexible metal material characterised by features relevant to metal processing only
    • B21C47/26—Special arrangements with regard to simultaneous or subsequent treatment of the material
    • B21C47/265—"helicofil" systems

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for Minimize the height of the bundle from a bundle forming chamber Wire bundles, with individual wire windings on a horizontal Transport route promoted, and at the end of an approximate vertical fall movement, and forming a covenant in a bundle chamber fall.
  • rolled wire is processed using a Coil layer in loops with a defined diameter Put the conveyor belt down, convey it on and cool it down. At the end of the transport route are the wire windings in a bundle forming chamber collected and bundled. If the turns without manipulation devices such as grippers, hooks, rotating devices for Definition of the storage position of the turns, e.g. rotating mandrel, fall into the bundle chamber, then bundles arise with a height determined by randomness of the storage, the Windings essentially approximately centered around an inner mandrel the Bundsentecro.
  • the bundle height of turns in a bundle chamber can be orderly filing of the turns can be significantly influenced.
  • the result is a more even bundle structure than with freely falling ones Coils.
  • an orderly filing leads to a better unwindability and higher stability of the wire bundles.
  • Document EP 0 768 126 A1 discloses a method for minimization the amount of by successively collecting a variety of Wire coils in a bundle forming bundles.
  • the aim of the known method is to show a possibility which minimizes the height of wire bundles and at the same time the densest possible pack of the contained on them Causes wire twists.
  • the wire turns during their essentially vertical drop movement of an additional horizontal spin movement exposed.
  • the effects on the individual wire turns Spin movements have the consequence that the wire turns on a larger than the diameter determined by the inlet housing shifted outwards and consequently either against the Inner circumference of the bundle chamber or offset against each other. It is created in a simple manner in the Bundnduehunt densely packed, reduced in height and stabilized in itself Winding packages or wire bundles.
  • a device for performing this method closes to a wire winding transport device via a vertically aligned one Inlet housing for successive wire turns one the bundle chamber below. It is essentially like this built that in a between the inlet housing and the A wire guide housing in addition to the height range located in the bundle chamber is located on a vertical longitudinal axis of Inlet housing and bundle chamber surrounding horizontal trajectory is movably drivable.
  • DE-AS 1 586 287 describes a device for collecting, pressing and tying fan-wound wire turns.
  • the transfer of wire windings collected in the ring from the collecting station to a pressing and binding device is designed so that the compact position reached when collecting the wire turns up to Tying is not changed.
  • the centering and Guiding effect of the dome for the falling wire is improved to avoid damage to the wire windings and to ensure trouble-free collection.
  • the mandrels in a manner known per se on a around a vertical axis swiveling rotary table arranged and together with their base plates slidable in the direction of the mandrel axis. Means to minimize the fret height by collecting a variety of wire turns Bundles of wire formed in the bundling chamber are not provided.
  • EP 0 583 099 B1 describes a device for picking up loops, falling from a vertical path of a dispenser as well as for collecting the loops in a ring Wire bundle, with a device for the horizontal distribution of the Loops when they fall.
  • the device comprises: Means for defining a circular path that surrounds the vertical path.
  • a rotatable guide member having a curved guide surface with an upper edge that extends around a segment of the circular path from a front end to a rear end with a trailing edge and from the rear edge to a lower end and with a guide edge from the lower end extends at an angle to the front end of a trailing edge, the guide surface extending into the vertical path, is arranged such that it comes into contact with the falling loops and horizontally deflects them from the circular path.
  • the device further includes means for driving the guide member around the circular path to distribute the deflected loops around the axis of the toroid.
  • the guide element is arranged centrally in the bundle forming chamber. Other means of compacting the packing layer of the individual wire turns into a compact waistband that is minimized in height Device not to be removed.
  • EP 0 442 835 B1 discloses a method for forming bundles made of metal wire, according to which one preformed wire turns in drops a shaft which is essentially cylindrical Wall with a vertical axis, in which the turns are below Layering a covenant.
  • the procedure is at a metal wire is used, which is attracted by a magnet can be, during the free fall of the turns on this an attraction directed towards the wall of the shaft exercises.
  • This force is generated by a rotating magnetic field generated, which penetrates the inside of the shaft to a depth, which is at least equal to the difference between the inner diameter of the shaft and the diameter of the turns.
  • the direction of this force is determined by rotary movements around the axis of the Well determined.
  • the magnetic field is generated by electromagnets which are evenly distributed around the circumference of the shaft and are fed cyclically with direct current.
  • the process is comparatively complex and beyond depending on the susceptibility of the respective wire material.
  • the object of the present invention is a method and to show a device by which a minimization the fret height by collecting a variety of wire turns reach bundles of wire formed in a bundle formation chamber and at the same time the tightest possible packing of the wire turns in the bundle can be realized, with as simple as possible as well variable means.
  • the laying principle described can be used with rotating distribution systems, where the wire turns out of their centric Fall lines are placed eccentrically in the bundle chamber as also by rotating the bundle forming chamber for eccentrically falling ones Turns are generated.
  • the winding layer in front of the conveyor belt generates the winding repetition frequency f W from the ratio of the rolling speed V walz , the winding circumference D wind and its speed.
  • the number of wire turns N w which are placed in the circumference of the bundle forming chamber, results from the winding repetition frequency f w and the distribution frequency f V , for example the speed of the distribution system or the speed of the bundle forming chamber.
  • An embodiment of this method provides that the rotational speed the Bundsenthunt prefers periodic changes is subjected.
  • Another embodiment of the method provides that the speed profiles adjusted according to sine or sawtooth functions become. For example, there are also sawtooth-like courses variable slope steepness applicable.
  • Another embodiment of the method provides that the filing the wire turns in the bundle chamber or on a receiving element can be centric or eccentric.
  • eccentric Storage is a combination of different laying principles according to the invention.
  • the diameters of the individual turns can also be between one minimum and maximum value can be varied.
  • the limits result from the dimensions of the bundle chamber according to the Information according to claim 9.
  • An embodiment of the device provides that the drive of the Has internal mandrel means for changing the speed of rotation.
  • the speed can be changed both constantly and periodically his.
  • the guide is designed and arranged that the turns do not get caught and slide smoothly.
  • An alternative device for performing the method according to the invention is characterized in that the Bundsentehunt rotatable about a vertical axis and to the direction of fall of the turns is arranged eccentrically.
  • Friction between wire and wall can be avoided.
  • the speed as well the offset of the fret chamber to the fall line of the turns can be adjustable.
  • the wire windings are deposited here contactless, depending on the bundle formation speed and its Eccentricity. As a result, the bundle chamber occurs at higher speeds no problems, for example due to touch and / or flying sparks due to friction between the distribution system and the wire turns on.
  • FIG. 1 shows a top view of a bundle forming chamber 2 with an internal mandrel 1 and an approximately radially oriented guide 3 arranged thereon. This causes the individual windings 5 to be eccentrically deposited in the bundling chamber 2 with an angular offset to one another.
  • eccentricity and angular misalignment ⁇ can be varied in accordance with the speed of rotation of the inner mandrel 1 in relation to the rolling speed of the wire or the number of turns 5 per second for an optimal bundle.
  • the wire thickness D wire of each turn 5 also plays a determining role here.
  • FIG. 3 shows a laying principle in which the Bundle chamber 2 with inner mandrel 1 to the direction of fall 4 of the transported Windings 5 is mounted eccentrically.
  • the laying principle described can be used with rotating distribution systems, For example.
  • the deposition pattern shown in FIG. 6 is a result of an alternative laying principle in which wire windings with different winding diameters (D min or D max ) are deposited in such a way that a spiral-shaped bundle structure occurs.
  • the diameter variation can advantageously take place by varying the rotational speed of the bundle forming chamber 2. Different speed profiles can be used. Periodic changes in speed are advantageous in order to obtain an evenly repeating winding deposit between two desired winding diameters, as is shown in a typical winding pattern in a top view of FIG. 6.
  • Possible speed profiles can e.g. B. sine or sawtooth functions with and without offset. Sawtooth-like ones are also conceivable Gradients with variable slope.
  • the receiving plate can be centric or eccentric. in the In the case of eccentric storage, there is a combination of the laying principle with eccentric wire storage and the different laying principle with eccentric to the axis of rotation of the incident turns 5 in front.
  • the diameter of the individual turns 5 can be between one minimum and a maximum value can be varied. The limits result from the dimensions of the bundle chamber.
  • FIG. 7 shows a diagram of the optimal distribution frequency f v for wire thicknesses ⁇ 7 mm
  • FIG. 8 shows a diagram of the optimal distribution frequency f v for wire thicknesses> 7 mm.

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Abstract

Bei einem Verfahren zum Minimieren der Bundhöhe von in einer Bundbildekammer (2) entstehenden Drahtbunden, wobei einzelne Drahtwindungen auf eine horizontalen Transportstrecke (6) angefördert, und an deren Ende in eine annährend vertikale Fallbewegung gebracht, und unter Bildung eines Bundes in eine Bundbildekammer (2) fallen, wird eine Minimierung der Bundhöhe dadurch erreicht, daß die Drahtwindungen aus ihrer Falllinie exzentrisch zur Symmetrieachse (x-x) der Bundbildekammer (2) abgelegt werden, und ein Winkelversatz (Δφ) zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Windungen nach Maßgabe der Anzahl von Drahtwindungen (NW), die pro 360° in der Bundbildekammer gelegt werden, variabel eingestellt wird. <IMAGE> <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Minimieren der Bundhöhe von in einer Bundbildekammer entstehenden Drahtbunden, wobei einzelne Drahtwindungen auf einer horizontalen Transportstrecke angefördert, und an deren Ende in eine annährend vertikale Fallbewegung gebracht, und unter Bildung eines Bundes in eine Bundbildekammer fallen.
In Drahtwalzwerken wird fertig gewalzter Draht mit Hilfe eines Windungslegers in Schlingen mit definiertem Durchmesser auf ein Transportband abgelegt, weiterbefördert und dabei abgekühlt. Am Ende des Transportweges werden die Drahtwindungen in einer Bundbildekammer gesammelt und zu Bunden gelegt. Wenn die Windungen ohne Manipulationseinrichtungen wie Greifer, Haken, drehende Vorrichtungen zur Definition der Ablageposition der Windungen, z.B. drehender Innendorn, in die Bundbildekammer hineinfallen, dann ergeben sich Bunde mit einer durch Zufälligkeit der Ablage bestimmten Höhe, wobei die Windungen im wesentlichen annähernd zentrisch um einen Innendorn der Bundbildekammer liegen.
Die Bundhöhe von Windungen in einer Bundbildekammer kann durch geordnete Ablage der Windungen maßgeblich beeinflußt werden. Dabei ergibt sich ein gleichmäßigerer Bundaufbau als bei frei fallenden Windungen. Darüber hinaus führt eine geordnete Ablage zu einer besseren Abwickelbarkeit und höheren Stabilität der Drahtbunde.
Das Dokument EP 0 768 126 A1 offenbart ein Verfahren zur Minimierung der Höhe von durch aufeinanderfolgendes Sammeln einer Vielzahl von Drahtwindungen in einer Bundbildekammer entstehenden Drahtbunden. Ziel des bekannten Verfahrens ist es, eine Möglichkeit aufzuzeigen, durch die sich eine Minimierung der Höhe von Drahtbunden erreichen und zugleich eine möglichst dichte Packung der an diesen enthaltenen Drahtwindungen herbeiführen läßt.
Hierzu werden die Drahtwindungen während ihrer im wesentlichen vertikalen Fallbewegung einer zusätzlichen horizontalen Schleuderbewegung ausgesetzt. Die auf die einzelnen Drahtwindungen einwirkenden Schleuderbewegungen haben zur Folge, daß die Drahtwindungen auf einen größeren als den durch das Einlaufgehäuse bestimmten Durchmesser nach außen verschoben und infolgedessen entweder gegen den Innenumfang der Bundbildekammer oder gegeneinander versetzt werden. Es entstehen damit in der Bundbildekammer auf einfache Art und Weise dicht gepackte und in ihrer Höhe reduzierte sowie in sich stabilisierte Windungspakete bzw. Drahtbunde.
Bei einer Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens schließt sich an eine Drahtwindungs-Transportvorrichtung über ein vertikal ausgerichtetes Einlaufgehäuse für aufeinanderfolgende Drahtwindungen eine darunterliegende Bundbildekammer an. Sie ist im wesentlichen so aufgebaut, daß sich in einem zwischen dem Einlaufgehäuse und der Bundbildekammer gelegenen Höhenbereich zusätzlich ein Drahtführungsgehäuse befindet und dieses auf einer die vertikale Längsachse von Einlaufgehäuse und Bundbildekammer umgebenden, horizontalen Bahnkurve beweglich antreibbar ist.
Die DE-AS 1 586 287 beschreibt eine Einrichtung zum Sammeln, Pressen und Binden von ausgefächert angeförderten Drahtwindungen.
Die Übergabe von im Ring gesammelten Drahtwindungen von der Sammelstation zu einer Preß- und Bindevorrichtung wird so gestaltet, daß die beim Sammeln der Drahtwindungen erreichte kompakte Lage bis zum Binden nicht verändert wird. Darüber hinaus soll die Zentrier- und Führwirkung des Domes für die fallenden Drahtwindungen verbessert werden, um Beschädigungen an den Drahtwindungen zu vermeiden und ein störungsfreies Sammeln zu gewährleisten. Hierzu sind die Dorne in an sich bekannter Weise auf einem um eine vertikale Achse schwenkbaren Drehtisch angeordnet und zusammen mit ihren Bodenplatten in Richtung der Dornachse verschiebbar. Mittel zum Minimieren der Bundhöhe von durch Sammeln einer Vielzahl von Drahtwindungen in der Bundbildekammer entstehenden Drahtbunden sind nicht vorgesehen.
Die EP 0 583 099 B1 beschreibt ein Gerät zum Aufnehmen von Schlaufen, die aus einer vertikalen Bahn einer Abgabevorrichtung herabfallen, sowie zum Sammeln der Schlaufen in einem ringförmigen Drahtbund, mit einer Vorrichtung zum horizontalen Verteilen der Schlaufen bei deren Fall.
Die Vorrichtung umfaßt:
Mittel zum Definieren einer kreisförmigen Bahn, welche die vertikale Bahn umgibt. Ein drehbares Führungselement mit einer gekrümmten Führungsfläche mit einer Oberkante, die sich rund um ein Segment der kreisförmigen Bahn von einem Frontende zu einem rückwärtigen Ende mit einer ablaufenden Kante erstreckt, und sich von der rückwärtigen Kante zu einem unteren Ende sowie mit einer Führungskante vom unteren Ende zum Frontende einer ablaufenden Kante winklig erstreckt, wobei die Führungsfläche in die vertikale Bahn hineinreicht, ist derart angeordnet, daß sie mit den herabfallenden Schlaufen in Berührung kommt und diese von der kreisförmigen Bahn horizontal ablenkt. Die Vorrichtung umfaßt ferner Mittel zum Antreiben des Führungselementes um die kreisförmige Bahn, um die abgelenkten Schlaufen rund um die Achse der Ringspule zu verteilen.
Das Führungselement ist in der Bundbildekammer zentral angeordnet. Andere Mittel vom Verdichten der Packlage der einzelnen Drahtwindungen zu einem kompakten, in der Höhe minimierten Bund sind der Vorrichtung nicht zu entnehmen.
Die EP 0 442 835 B1 offenbart ein Verfahren zum Bilden von Bündeln aus Metalldraht, gemäß welchem man vorgeformte Drahtwindungen in einen Schacht fallen läßt, welcher eine im wesentlichen zylindrische Wand mit vertikaler Achse aufweist, worin sich die Windungen unter Bildung eines Bundes übereinanderlegen. Das Verfahren wird bei einem Metalldraht angewendet, welcher von einem Magneten angezogen werden kann, wobei man während des freien Falles der Windungen auf diese eine in Richtung auf die Wand des Schachtes gerichtete Anziehungskraft ausübt. Diese Kraft wird durch ein drehendes Magnetfeld erzeugt, welches das Innere des Schachtes bis auf eine Tiefe durchdringt, die wenigstens gleich ist mit der Differenz zwischen dem inneren Durchmesser des Schachtes und dem Durchmesser der Windungen. Die Richtung dieser Kraft wird von Drehbewegungen um die Achse des Schachtes bestimmt. Das Magnetfeld wird von Elektromagneten erzeugt, welche in gleichen Abständen am Umfang des Schachtes verteilt sind und zyklisch mit Gleichstrom gespeist werden.
Das Verfahren ist vergleichsweise aufwendig und darüber hinaus abhängig von der Suszeptibilität des jeweiligen Drahtmaterials.
Auf dem Hintergrund des zuvor beschriebenen Standes der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung aufzuzeigen, durch die sich eine Minimierung der Bundhöhe von durch Sammeln einer Vielzahl von Drahtwindungen in einer Bundbildekammer entstehenden Drahtbunden erreichen und zugleich eine möglichst dichte Packung der Drahtwindungen im Bund verwirklichen läßt, und zwar mit möglichst unkomplizierten sowie variablen Mitteln.
Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art mit der Erfindung dadurch,
  • daß die Drahtwindungen Nw aus ihrer Falllinie exzentrisch zur Symmetrieachse der Bundbildekammer abgelegt werden, und
  • daß ein Winkelversatz Δ zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Windungen nach Maßgabe der Anzahl von Drahtwindungen, die pro 360 ° in der Bundbildekammer gelegt werden, konstant oder variabel eingestellt wird, wobei Δ = 360°/Nw ist.
Bei diesem Legeprinzip werden die einzelnen Windungen bzw. Windungspakete exzentrisch mit einem Winkelversatz zueinander in der Bundbildekammer abgelegt. Exzentrizität und Winkelversatz können für ein optimales Bund variiert werden und hängen von der Drahtdicke und den Abmessungen der Bundbildekammer sowie der Walzgeschwindigkeit des Drahtes bzw. der Anzahl der Windungen pro Sekunde ab, die in die Bundbildekammer fallen. Über die Anzahl der Drahtwindungen, die pro 360° in der Bundbildekammer abgelegt werden, kann der Winkelversatz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Windungen beeinflußt werden. Dabei können unterschiedliche Legebilder entweder mit konstantem Winkelversatz oder mit veränderlichem Winkelversatz zwischen den einzeln abzulegenden Windungen erzielt werden.
Das beschriebene Legeprinzip kann sowohl mit rotierenden Verteilungssystemen, bei denen die Drahtwindungen aus ihrer zentrischen Falllinien exzentrisch in der Bundbildekammer abgelegt werden, als auch durch Rotation der Bundbildekammer bei exzentrisch fallenden Windungen erzeugt werden.
Eine Ausgestaltung des Verfahrens, wobei sich die Anzahl der Drahtwindungen (NW), die im Umfang der Bundbildekammer gelegt werden, aus der Windungsfolgefrequenz (fW) fw = Walzgeschwindigkeit (VWalz)Windungsumfang (UWind) = VWalz π*DWind im Verhältnis zur Verteilerfrequenz fV = Drehzahl Verteilungssystems bzw. Drehzahl Bundbildekammer zu Nw = fw fv = Vwalz fv * π * DWind ergibt, wobei die Verteilerfrequenz fv = VWalz Nw · π · DWind lautet sieht vor, daß bei vergleichsweise dünneren Drahtdurchmessern, z. B. DDraht < 7 mm, ein Windungsbereich zwischen 11 und 36 Windungen, und bei vergleichsweise dickeren Drahtdurchmessern, z. B. DDraht > 7 mm, ein Windungsbereich zwischen 6 und 35 Windungen pro 360° der Bundbildekammer eingestellt wird.
Dabei ergibt sich für die Verteilerfrequenz fV bzw. die Anzahl Windungen pro 360° ein optimaler Bereich, in dem der Bundaufbau bzw. die Bundhöhe auch im Falle von Parameterschwankungen wie bspw. Änderungen der Walzgeschwindigkeit, Abweichungen der Windungsdurchmesser etc., minimal ist. Um die Bundhöhe klein zu halten, sollte hierbei eine Mindestfrequenz nicht unterschritten werden.
Der Windungsleger vor dem Transportband erzeugt, abhängig von der Walzgeschwindigkeit und dem Windungsdurchmesser, die Windungsfolgefrequenz fW aus dem Verhältnis der Walzgeschwindigkeit Vwalz, dem Windungsumfang Dwind und seiner Drehzahl. Die Anzahl der Drahtwindungen Nw, die im Umfang der Bundbildekammer gelegt werden, ergibt sich aus der Windungsfolgefrequenz fw und der Verteilfrequenz fV, bspw. der Drehzahl des Verteilersystems oder der Drehzahl der Bundbildekammer.
Dabei stellt sich bei vergleichsweise dünnen Drahtdurchmessern (DDraht < 7 mm) ein Bereich von annährend 11 bis 36 Windungen und bei dickeren Abmessungen (DDraht > 7 mm) ein Bereich von annähernd 6 bis 35 Windungen als optimale Anzahl von Windungen pro 360° dar, d. h. es verringert sich bei dickeren Querschnitten die Mindestfrequenz im Vergleich zu dünneren Drahtabmessungen.
Eine Ausgestaltung des Verfahrens, wobei die maximale exzentrische Verschiebung der Drahtwindungen in Richtung der äußeren Begrenzung der Bundbildekammer bzw. die maximale Exzentrizität der fallenden Windungen in die Bundbildekammer von deren Geometrie und der Dicke des Drahtes abhängig ist, sieht vor, daß die maximal mögliche Verschiebung dsmax der Windungsmittelpunkte gegenüber der Bundbildekammer (BBK) mit dsmax= DBBK - DDraht - DWind 2 eingestellt wird.
Entsprechend sieht eine Ausgestaltung des Verfahrens vor, daß die optimale Verteilerfrequenz fV für die Drahtdickenabmessungen:
  • DDraht < 7 mm zwischen 0,8 Hz und 2,55 Hz, und für
  • DDraht > 7 mm zwischen 0,25 Hz und 1,6 Hz
    • eingestellt wird.
    Ein anderes Legeprinzip des Verfahrens zum Minimieren der Bundhöhe gemäß Oberbegriff von Anspruch 5 ist dadurch gekennzeichnet,
    • daß die Drahtwindungen mit unterschiedlichen Windungsdurchmessern DWind unter Bildung eines spiralförmigen Bundaufbaus abgelegt werden, und
    • daß eine Variation der Windungsdurchmesser DWind durch Änderungen der Rotationsgeschwindigkeiten der Bundbildekammer vorgenommen wird.
    Eine Ausgestaltung dieses Verfahrens sieht vor, daß die Rotationsgeschwindigkeit der Bundbildekammer bevorzugt periodischen Änderungen unterworfen wird.
    Eine andere Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, daß die Geschwindigkeitsverläufe nach Sinus- oder Sägezahnfunktionen eingestellt werden. Es sind bspw. auch sägezahnähnliche Verläufe mit veränderlicher Flankensteilheit anwendbar.
    Eine andere Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, daß die Ablage der Drahtwindungen in der Bundbildekammer bzw. auf einem Aufnahmeelement zentrisch oder exzentrisch erfolgen kann. Im Fall der exzentrischen Ablage liegt eine Kombination unterschiedlicher Legeprinzipien nach der Erfindung vor.
    Auch können die Durchmesser der einzelnen Windungen zwischen einem minimalen und maximalen Wert variiert werden. Die Grenzen ergeben sich aus den Abmessungen der Bundbildekammer entsprechend den Angaben nach Anspruch 9.
    Eine Vorrichtung zum Minimieren der Bundhöhe von durch Sammeln einer Vielzahl von Drahtwindungen in einer Bundbildekammer entstehenden Drahtbunden, zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung, sieht vor,
    • daß die Bundbildekammer einen Innendorn besitzt, der in der Bundbildekammer um eine vertikale Achse drehbar gelagert und antreibbar ist, und
    • daß am Innendorn eine bevorzugt nach außen schräg abwärts gerichtete Führung angeordnet ist, derart, daß diese zur Erzeugung eines Winkelversatzes Δ zwischen den Drahtwindungen und der Achse des Innendornes bei dessen Drehbewegung ausgebildet ist, oder ebenfalls Relativbewegungen um den Innendorn ausführt.
    Eine Ausgestaltung der Vorrichtung sieht vor, daß der Antrieb des Innendornes Mittel zur Änderung der Drehgeschwindigkeit besitzt. Dabei kann die Drehzahl sowohl konstant als auch periodisch veränderbar sein. Die Führung ist dabei so ausgeführt und angeordnet, daß die Windungen sich nicht verhaken und gleichmäßig abgleiten.
    Eine alternative Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Bundbildekammer um eine vertikale Achse drehbar und zur Fallrichtung der Windungen exzentrisch angeordnet ist.
    Durch Drehen des Bundes bzw. der Bundbildekammer ergibt sich hierbei ein Winkelversatz der Windungen untereinander, womit ebenfalls ein Legeprinzip entsprechend der vorgängig genannten Vorrichtung erreicht wird.
    Zusätzlich kann durch Drehen bspw. der Außenwand der Bundbildekammer Reibung zwischen Draht und Wand vermieden werden. Die Drehzahl sowie der Versatz der Bundbildekammer zur Falllinie der Windungen kann einstellbar sein. Die Ablage der Drahtwindungen erfolgt hierbei berührungslos, abhängig von der Bundbildekammer-Drehzahl und deren Exzentrizität. Dadurch treten bei höheren Drehzahlen der Bundbildekammer keine Probleme bspw. durch Berührung und/oder Funkenflug aufgrund von Reibung zwischen dem Verteilungssystem und den Drahtwindungen auf.
    Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung einiger in den Zeichnungen schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele. Es zeigen:
    Figur 1
    in Draufsicht eine Bundbildekammer mit Innendorn und daran angeordneter Führung;
    Figur 2
    in Seitenansicht die Bundbildekammer gemäß Fig. 1 mit Innendorn und Führung;
    Figur 3
    in Seitenansicht eine Bundbildekammer mit zur Fallrichtung der Drahtwindungen exzentrischer Rotationsachse;
    Figuren 4 - 6
    in Draufsicht unterschiedliche Ablagemuster erfindungsgemäß gewickelter Drahtbunde;
    Figur 7
    ein Diagramm der optimalen Verteilerfrequenz für Drahtdicken < 7 mm;
    Figur 8
    ein Diagramm der optimalen Verteilerfrequenz für Drahtdicken > 7 mm.
    Figur 1 zeigt in Draufsicht eine Bundbildekammer 2 mit Innendorn 1 und an diesem angeordneter, annährend radial ausgerichteter Führung 3. Diese bewirkt, daß die einzelnen Windungen 5 exzentrisch mit Winkelversatz zueinander in der Bundbildekammer 2 abgelegt werden. Je nach Ausführung und Abmessung von Führung 3 und Innendurchmesser der Bundbildekammer können Exzentrizität und Winkelversatz Δ nach Maßgabe der Drehgeschwindigkeit des Innendorns 1 im Verhältnis zur Walzgeschwindigkeit des Drahtes bzw. der Anzahl von Windungen 5 pro Sekunde für ein optimales Bund variiert werden. Hierbei spielt auch die Drahtdicke DDraht jeder Windung 5 eine bestimmende Rolle.
    In der Fig. 2 ist die Transportstrecke 6 mit Transportrichtung 7 und Fallrichtung 4 am Ende der Transportstrecke 6 rein schematisch gezeigt. Drahtwindungen 5 fallen auf den sich drehenden Innendorn 1 mit der Führung 3 und werden exzentrisch in der Bundbildekammer 2 abgelegt.
    Für die Verteilungsfrequenz fv bzw. eine Anzahl von Windungen pro 360° ergibt sich ein optimaler Bereich, in welchem der Bundaufbau bzw. die Bundhöhe auch bei Parameterschwankungen z. B. Änderungen der Walzgeschwindigkeit, Abweichungen der Windungsdurchmesser etc. minimal ist. Um die Bundhöhe klein zu halten, sollte eine Mindestfrequenz nicht unterschritten werden.
    In der Figur 3 ist ein Legeprinzip dargestellt, bei welchem die Bundbildekammer 2 mit Innendorn 1 zur Fallrichtung 4 der antransportierten Windungen 5 exzentrisch gelagert ist.
    Über die Einstellung der Anzahl von Drahtwindungen 5, die pro 360° in der Bundbildekammer 2 abgelegt werden, kann der Winkelversatz Δ zwischen zwei aufeinanderfolgenden Windungen 5 beeinflußt werden, wie dies bspw. aus den Figuren 4 und 5 ersichtlich ist. Bei größerem Winkel Δ ist das Ablagemuster bspw. gem. Fig. 4 etwas lockerer, während sich bei kleinerem Winkelversatz Δ ein engmaschigeres Ablagemuster zeigt. Hierbei ist in erheblichem Maße die Drahtdicke von Einfluß, die bspw. bei einem Ablagemuster gemäß Fig. 4 größer sein kann als bei einem Ablagemuster gemäß Fig. 5, wie dies aus der Zusammenschau dieser Figuren ersichtlich ist. Ein engmaschigeres Ablagemuster gemäß Fig. 5 ist bspw. mit einem vergleichsweise dünnen Draht besser verwirklichbar, während ein Ablegemuster gemäß Fig. 4 besser für größere Drahtdicken geeignet ist.
    Das beschriebene Legeprinzip kann sowohl mit rotierenden Verteilungssystemen, bspw. der in Fig. 1 und 2 gezeigten Führung 3, als auch durch Rotation der Bundbildekammer 2 bei exzentrisch fallenden Windungen beispielsweise gem. Fig. 3 erzeugt werden.
    Das aus Fig. 6 ersichtliche Ablagemuster ist ein Ergebnis eines alternativen Legeprinzips, bei welchem Drahtwindungen mit unterschiedlichem Windungsdurchmesser (Dmin bzw. Dmax) so abgelegt werden, daß ein spiralförmiger Bundaufbau erfolgt. Die Durchmesservariation kann vorteilhaft durch Variation der Rotationsgeschwindigkeit der Bundbildekammer 2 erfolgen. Dabei können unterschiedliche Geschwindigkeitsverläufe verwendet werden. Vorteilhaft sind periodische Geschwindigkeitsänderungen, um zwischen zwei gewünschten Windungsdurchmessern eine sich gleichmäßig wiederholende Windungsablage zu erhalten, wie dies an einem typischen Windungsmuster in Draufsicht der Fig. 6 gezeigt ist.
    Mögliche Geschwindigkeitsverläufe können z. B. Sinus- oder Sägezahnfunktionen mit und ohne Offset sein. Ebenfalls denkbar sind sägezahnähnliche Verläufe mit veränderlicher Flankensteilheit. Die Ablage der Drahtwindungen in der Bundbildekammer 2 bzw. auf einem Aufnahmeteller kann dabei zentrisch oder exzentrisch erfolgen. Im Falle der exzentrischen Ablage liegt eine Kombination des Legeprinzips mit exzentrischer Drahtablage und dem andersartigen Legeprinzip mit exzentrisch zur Drehachse der einfallenden Windungen 5 vor.
    Die Durchmesser der einzelnen Windungen 5 können zwischen einem minimalen und einem maximalen Wert variiert werden. Die Grenzen ergeben sich aus den Abmessungen der Bundbildekammer.
    Schließlich zeigt Fig. 7 ein Diagramm der optimalen Verteilerfrequenz fv für Drahtdicken < 7 mm, während Fig. 8 ein Diagramm der optimalen Verteilerfrequenz fv für Drahtdicken > 7 mm darstellt.
    Dabei ergibt sich für DDraht < 7 mm ein optimaler Bereich fv zwischen 0,80 und 2,55 Hz, während die optimale Verteilerfrequenz fv für Drahtdicken DDraht > 7 mm zwischen 0,25 Hz und 1,6 Hz liegt.

    Claims (13)

    1. Verfahren zum Minimieren der Bundhöhe von in einer Bundbildekammer entstehenden Drahtbunden, wobei einzelne Drahtwindungen auf einer horizontalen Transportstrecke angefördert, und an deren Ende in eine annährend vertikale Fallbewegung gebracht, und unter Bildung eines Bundes in eine Bundbildekammer fallen,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß die Drahtwindungen (Nw) aus ihrer Falllinie exzentrisch zur Symmetrieachse (x-x) der Bundbildekammer abgelegt werden, und
      ein Winkelversatz (Δ) zwischen jeweils mindestens zwei aufeinanderfolgenden Windungen nach Maßgabe der Anzahl von Drahtwindungen (NW), die pro 360 ° in der Bundbildekammer gelegt werden, konstant oder variabel eingestellt wird, wobei Δ = 360°NW ist.
    2. Verfahren nach Anspruch 1,
      wobei sich die Anzahl der Drahtwindungen (NW), die im Umfang der Bundbildekammer gelegt werden, aus der Windungsfolgefrequenz (fW) fw = Walzgeshwindigkeit (VWalz)Windungsumfang (UWind) = VWalz π*DWind im Verhältnis zur Verteilerfrequenz fV = Drehzahl Verteilungssystems bzw. Drehzahl Bundbildekammer zu Nw = fw fv = VWalz fv*π*DWind ergibt, wobei die Verteilerfrequenz fw = VWalz Nw · π · DWind lautet
      dadurch gekennzeichnet,
      daß bei vergleichsweise dünneren Drahtdurchmessern, z. B. DDraht < 7 mm, ein Windungsbereich zwischen 11 und 36 Windungen, und bei vergleichsweise dickeren Drahtdurchmessern, z. B. DDraht > 7 mm, ein Windungsbereich zwischen 6 und 35 Windungen pro 360° der Bundbildekammer eingestellt wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
      wobei die maximale exzentrische Verschiebung dsmax der Drahtwindungen in Richtung der äußeren Begrenzung der Bundbildekammer bzw. die maximale Exzentrizität der in die Bundbildekammer fallenden Windungen von deren Geometrie und der Dicke des Drahtes DDraht abhängig ist,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß die maximal mögliche Verschiebung dsmax der Windungsmittelpunkte gegenüber der Bundbildekammer (BKK) mit dsmax= DBBK - DDraht - DWind 2 eingestellt wird.
    4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß die optimale Verteilerfrequenz fV für die Drahtdickenabmessungen:
      DDraht < 7 mm zwischen 0,8 Hz und 2,55 Hz, und für
      DDraht > 7 mm zwischen 0,25 Hz und 1,6 Hz eingestellt wird.
    5. Verfahren zum Minimieren der Bundhöhe von durch Sammeln einer Vielzahl von Drahtwindungen in einer Bundbildekammer entstehenden Drahtbunden, wobei einzelne Drahtwindungen auf einer horizontalen Transportstrecke angefördert, und an deren Ende in eine annährend vertikale Fallbewegung gebracht und unter Bildung eines Bundes in eine Bundbildekammer fallen,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß Drahtwindungen mit unterschiedlichen Windungsdurchmessern unter Bildung eines spiralförmigen Bundaufbaus abgelegt werden, und
      daß die Variation der Windungsdurchmesser durch Änderungen der Rotationsgeschwindigkeiten der Bundbildekammer vorgenommen wird.
    6. Verfahren nach Anspruch 5,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß die Rotationsgeschwindigkeit der Bundbildekammer bevorzugt periodischen Änderungen unterworfen wird.
    7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß die Geschwindigkeitsverläufe nach Sinus- oder Sägezahnfunktionen eingestellt werden.
    8. Verfahren nach Anspruch 7,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß sägezahnähnliche Verläufe mit veränderlicher Flankensteilheit verwendet werden.
    9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 8,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß die Durchmesser (DWind) der einzelnen Windungen zwischen einem minimalen und maximalen Wert variiert werden, wobei der Durchmesser (D) der Drahtwindungen in der Bundbildekammer in näherungsweiser Abhängigkeit von der Windungsfolgefrequenz fw, der Verteilfrequenz fv und dem Windungsdurchmesser Dwind auf dem Transportband sich folgendermaßen bemißt: D= WWind 1+fv fw
    10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß die Ablage der Drahtwindungen (D) in der Bundbildekammer (2) bzw. auf einem Aufnahmeelement zentrisch oder exzentrisch durchgeführt wird.
    11. Vorrichtung zum Minimieren der Bundhöhe von durch Sammeln einer Vielzahl von Drahtwindungen (D) in einer Bundbildekammer entstehenden Drahtbunden, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß die Bundbildekammer (2) einen Innendorn (1) besitzt, der in der Bundbildekammer (2) um eine vertikale Achse (x-x) drehbar gelagert und antreibbar ist, und
      daß am Innendorn (1) eine bevorzugt nach außen schräg abwärts gerichtete Führung (3) angeordnet ist, derart, daß diese zur Erzeugung eines Winkelversatzes Δ zwischen den Drahtwindungen und der Achse des Innendornes (1) bei dessen Drehbewegung ausgebildet ist, bzw. daß wahlweise diese Führung auch um den drehbaren Dorn rotieren kann.
    12. Vorrichtung nach Anspruch 11,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß der Antrieb des Innendornes (1) Mittel zur Änderung der Drehgeschwindigkeit besitzt.
    13. Vorrichtung zur Reduzierung der Bundhöhe von durch Sammeln einer Vielzahl von Drahtwindungen (D) in einer Bundbildekammer (2) entstehenden Drahtbunden, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß die Bundbildekammer (2) um eine vertikale Achse (x-x) drehbar und zur Fallrichtung (4) der Windungen (5) exzentrisch angeordnet ist.
    EP99115314A 1998-08-08 1999-08-03 Vorrichtung zum Minimieren der Bundhöhe von Draht in einer Bundbildekammer Expired - Lifetime EP0979689B1 (de)

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