EP2162248A1 - Spreizbarer haspeldorn - Google Patents

Spreizbarer haspeldorn

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Publication number
EP2162248A1
EP2162248A1 EP08735209A EP08735209A EP2162248A1 EP 2162248 A1 EP2162248 A1 EP 2162248A1 EP 08735209 A EP08735209 A EP 08735209A EP 08735209 A EP08735209 A EP 08735209A EP 2162248 A1 EP2162248 A1 EP 2162248A1
Authority
EP
European Patent Office
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mandrel
expansion segments
electromagnets
segments
reel
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP08735209A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Werner VÖLKEL
Harald KRÖMPEL
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SMS Siemag AG
Original Assignee
SMS Siemag AG
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES, PROFILES OR LIKE SEMI-MANUFACTURED PRODUCTS OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • 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
    • B21C47/28—Drums or other coil-holders
    • B21C47/30—Drums or other coil-holders expansible or contractible
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H75/00—Storing webs, tapes, or filamentary material, e.g. on reels
    • B65H75/02—Cores, formers, supports, or holders for coiled, wound, or folded material, e.g. reels, spindles, bobbins, cop tubes, cans, mandrels or chucks
    • B65H75/18—Constructional details
    • B65H75/24—Constructional details adjustable in configuration, e.g. expansible
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B65H54/58—Swifts or reels adapted solely for the formation of hanks or skeins
    • B65H54/585—Reels for rolling tape-like material, e.g. flat hose or strap, into flat spiral form; Means for retaining the roll after removal of the reel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65H75/18—Constructional details
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    • B65H2701/00—Handled material; Storage means
    • B65H2701/50—Storage means for webs, tapes, or filamentary material
    • B65H2701/52—Integration of elements inside the core or reel
    • B65H2701/526—Magnets

Definitions

  • the invention relates to a coiler mandrel with arranged on the circumference, radially movable expansion segments, a mandrel body and a tie rod and a method for operating such a coiler mandrel.
  • Coiling machines are used, for example, to wind rolled sheet or other materials on a coiler mandrel into a coil and / or to unwind a coil.
  • the expansion segments are deflected radially outwards such that the outer circumference of the expansion segments forms a circle.
  • the coiler mandrel must be smaller in diameter than the inner diameter of the coil to accommodate the coil.
  • two diameters are approached targeted, with only a spread, maximum diameter is carried out completely round.
  • reel segments are deflected radially over wedge surfaces, which are moved by means of tension or compression rods.
  • a winding and / or unwinding reel for rolled strip is described, with a drum consisting of several expandable segments, which are supported with wedge-shaped sliding surfaces against a rotatably mounted in a reel housing reel shaft.
  • a punch is guided, which is connected by means of a connecting flange with the drum segments.
  • an actuator causes a relative axial displacement between the reel shaft and the associated with the segments stamp, by which a spreading movement of the segments is caused.
  • the reel has a displacement drive, which causes the reel drum to be moved in and out relative to the band collar and / or the mid-belt control, the reel shaft being axially displaced.
  • the actuator has a respect to the stationary reel body rotatably, but axially displaceable piston-cylinder unit for desizing the reel shaft, a compression spring always holds the segments in the spread state and the displacement drive consists of a piston-cylinder unit , by means of which the spool shaft can be acted upon axially displaceable.
  • German laid-open specification 1 777 229 describes an expandable coiler mandrel for winding strip-shaped rolling stock, in particular hot strip, with an inner mandrel body and with a plurality of spreading segments placed thereon.
  • This expansion segments are based on pressure rams on wedge surfaces of a concentric mounted in the mandrel body, a number of wedge surfaces having wedge rod, wherein the expansion segments are connected by tabs with a concentric mounted in the mandrel body wedge.
  • the invention is therefore based on the object to simplify the known, complex, constructions and to avoid the disadvantages mentioned above.
  • the life of the expansion segments should be increased and the adjustability of the holding force to be improved.
  • a device is to be created, which requires only a small structural complexity by using as few parts as possible.
  • This object is achieved in that at a coiler mandrel arranged on the circumference, radially movable expansion segments, a mandrel body and a pull rod, the expansion segments and / or the mandrel body and / or the pull rod are formed as magnets. This eliminates belt winder and Bandandschrolle when winding the tape.
  • the invention also relates to a method for operating a coiler mandrel with radially movable expansion segments arranged on the circumference, a mandrel body and a pull rod, wherein the expansion segments and / or the mandrel body and / or the Glasstande are designed as electromagnets, and the supply voltage of the electromagnets when winding the tape start turned on, lowered during rolling and increased again when the tape is being unthreaded. This saves energy.
  • the supply voltage is reduced, depending on the characteristics of the band, to a part or to zero.
  • the magnetic field is re-polarized after the rolling process and shortly before the removal of the coil from the coiler mandrel.
  • the inverter provides a variable current setting. This influences the magnetic force.
  • Plug connections are connected to expansion segments. 2. Infeed on the operating side directly in the vicinity of the respective spreading segment by means of slip rings. Such an arrangement must be mechanically protected against tape impact during a tape break.
  • Reel mandrels in which the Sp Dahlsegmente or the mandrel body or the pull rod are formed as magnets can be installed directly or subsequently (in exchange) in pay-off reels, tension reels, Reversierhaspeln, inspection reels, Doppelsp Dahlkopfhaspeln.
  • coiler mandrel is a problem-free mechanical conversion in existing plants, such as TCM, SPM, CCM, RCM and CSP, for rolling magnetizable materials, since only the coiler mandrel must be replaced.
  • Neuanlacjen investment costs for belt winder, tape roller and hall foundations are saved.
  • Figure 1 in longitudinal section a coiler mandrel with expansion segments, mandrel body and pull rod.
  • FIG. 2 the coiler mandrel in cross section.
  • a coiler mandrel 1 is shown in longitudinal section, which has expansion segments 2, a mandrel body 3 and a drawbar 4.
  • the expansion segments 2 are positioned radially. In this case, the expansion segments 2 form a circular circumference in a radially outer position.
  • the electrical voltage is transmitted via a slip ring 5, which is connected to the tie rod 4. If the pull rod 4 or the mandrel body 3 are formed as magnets, greater magnetization forces must be taken into account, since in addition the expansion segments 2 must be magnetized.
  • FIG. 2 shows the coiler mandrel in cross section.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Winding, Rewinding, Material Storage Devices (AREA)
  • Winding Of Webs (AREA)

Abstract

Bei einem Haspeldorn (1) mit auf dem Umfang angeordneten, radial beweglichen Spreizsegmenten (2), einem Dornkörper (3) und einer Zugstange (4) sind die Spreizsegmente (2) und/oder der Dornkörper (3) und/oder die Zugstange (4) als Magnete ausgebildet. Ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Haspeldoms sieht vor, dass die Spreizsegmente (2) und/oder der Dornkörper (3) und/oder die Zugstande (4) als Elektromagnete ausgebildet sind, und dass die Versorgungsspannung der Elektromagnete beim Anwickeln des Bandanfanges eingeschaltet, während des Walzens erniedrigt und beim Ausfädeln des Bandes wieder erhöht wird.

Description

Spreizbarer Haspeldorn
Die Erfindung betrifft einen Haspeldorn mit auf dem Umfang angeordneten, radial beweglichen Spreizsegmenten, einem Dornkörper und einer Zugstange und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Haspeldorns.
Haspelanlagen werden beispielsweise eingesetzt, um gewalztes Blech oder andere Materialien auf einem Haspeldorn zu einem Coil aufzuwickeln und / o- der ein Coil abzuwickeln. Zum Aufwickeln werden die Spreizsegmente derart radial nach außen ausgelenkt, dass der äußere Umfang der Spreizsegmente einen Kreis bildet. Zum Abwickeln eines Coils muss der Haspeldorn in seinem Durchmesser kleiner werden als der Innendurchmesser des Coils, um das Coil aufzunehmen. Hierzu können bei einem Haspeldorn üblicherweise zwei Durchmesser gezielt angefahren werden, wobei nur ein gespreizter, maximaler Durchmesser vollrund ausgeführt ist.
Bei bekannten Ausführungen derartiger Haspeldorne werden dazu Haspelsegmente über Keilflächen, welche mittels Zug- oder Druckstangen bewegt werden, radial ausgelenkt.
In der DE 35 02 452 A1 wird eine Auf - und / oder Abwickelhaspel für Walzband beschrieben, mit einer Trommel, die aus mehreren spreizbewegbaren Segmenten besteht, welche sich mit keilförmig ausgebildeten Gleitflächen gegen eine in einem Haspelgehäuse drehbar gelagerte Haspelwelle abstützen. In der Haspelwelle wird ein Stempel geführt, welcher mittels eines Anschlussflansches mit den Trommelsegmenten verbunden ist. Dabei bewirkt ein Stellantrieb eine relative axiale Verschiebung zwischen der Haspelwelle und dem mit den Segmenten verbundenen Stempel, durch die eine Spreizbewegung der Segmente hervorgerufen wird. Weiterhin zeigt die Haspel einen das Ein - und Aus- schieben der Haspeltrommel relativ zum Bandbund und / oder die Bandmittenregelung bewirkenden Verschiebeantrieb, wobei die Haspelwelle axial ver-
BESTATfGUNGSKOPrε schiebbar im ortsfesten Haspelgehäuse gelagert ist, der Stellantrieb eine gegenüber dem ortsfesten Haspelgehäuse drehfest, jedoch axial verschiebbare Kolben-Zylinder-Einheit zur Entspreizbeaufschlagung der Haspelwelle aufweist, eine Druckfeder die Segmente stets im gespreizten Zustand hält und der Verschiebantrieb aus einer Kolben-Zylinder-Einheit besteht, mittels derer die Has- pelwelle axial verschiebbar beaufschlagbar ist.
Aus der EP 0 504296 B1 ist ein Haspel zum Auf- und / oder Abwickeln von Metallbändern mit Bandzugkräften zwischen 1OkN und 1000 kN bekannt, bestehend aus einer spreizbaren Wickeltrommel, die von einer in einem Ständer zweifach gelagerten Hohlwelle getragen und über eine durch die Hohlwelle verlaufende Treibstange von einem auf der Hohlwelle angeordneten Stellzylin- der betätigbar ist. An der Hohlwelle ist ein zwischen den beiden Lagern der Hohlwelle angeordneter, aus einem Stator und einem Läufer bestehender Antriebsmotor, angekuppelt. Dabei sind die Hohlwelle als Läuferwelle und die Treibstange als in der Hohlwelle gelagerte Wickeltrommelwelle ausgebildet.
In der deutschen Offenlegungsschrift 1 777 229 ist ein spreizbarer Haspeldorn zum Aufwickeln von bandförmigem Walzgut, insbesondere Warmband, beschrieben, mit einem inneren Dornkörper sowie mit mehreren auf diesen aufge- setzten Spreizsegmenten. Diese Spreizsegmente stützen sich über Druckstößel auf Keilflächen einer konzentrisch im Dornkörper gelagerten, eine Anzahl von Keilflächen aufweisenden Keilstange ab, wobei die Spreizsegmente durch Laschen mit einer konzentrisch im Dornkörper gelagerten Keilstange verbunden sind.
Durch die DE 30 28 607 C2 ist ein Walzband - Haspel bekannt geworden, der bereits einen durch Federkraft vorgespannten, in Spreizstellung gehaltenen Stempel aufweist, welcher mittels eines ortsfest und drehstarr angeordneten Stellantriebes so beaufschlagbar ist, dass die Segmente entspreizbar sind.
Weitere Haspelanlagen sind aus GB 948,419 und US 4,433,814 bekannt. Aus JP 051 54 552, JP 2001 252 716, JP 03 275 255 und JP 58 068 425 ist bekannt, die Spreizsegmente mit Magneten auszustatten. Dort werden aber beim Anwickeln und beim Ausfädeln zusätzlich Andrückrollen und/oder Riemenwickler benötigt, um das Band beim Anwickeln zu fangen und das Banden- de zu führen. Diese Vorrichtungen verursachen Kosten bei der Herstellung, der Montage und der Wartung. Weiterhin erschweren diese Vorrichtungen die Kontrolle des Bandes beim Auslaufen aus der Walzstraße / dem Walzgerüst. Nachteilig bei den bekannten Ausführungen ist, dass in die Schalen zusätzliche Leitungen eingelassen sind, um die Magnetkraft zu erzeugen. Durch Abnutzung de Schalen bzw. Nachschleifen der Oberflächen werden die Windungen mit der Zeit freigelegt bzw. angegriffen. Bei Schalenbrüchen erlischt die Magnetkraft sofort.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannten, aufwendigen, Konstruktionen zu vereinfachen und die oben genannten Nachteile zu vermeiden. Dabei sollen die Lebensdauer der Spreizsegmente erhöht und die Einstellbarkeit der Haltekraft verbessert werden. Weiterhin soll eine Vorrichtung geschaffen werden, die durch Verwendung möglichst weniger Teile nur einen geringen baulichen Aufwand bedarf.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einem Haspeldorn mit auf dem Umfang angeordneten, radial beweglichen Spreizsegmenten, einem Dornkörper und einer Zugstange die Spreizsegmente und/oder der Dornkörper und/oder die Zugstange als Magnete ausgebildet sind. Dadurch entfallen Riemenwickler und Bandandrückrolle beim Aufwickeln des Bandes.
Weitere Ausgestaltungen des Haspeldorns ergeben sich aus den diesbezüglichen Unteransprüchen.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Betreiben eines Haspeldorns mit auf dem Umfang angeordneten, radial beweglichen Spreizsegmenten, einem Dornkörper und einer Zugstange, wobei die Spreizsegmente und/oder der Dornkörper und/oder die Zugstande als Elektromagnete ausgebildet sind, und die Versorgungsspannung der Elektromagnete beim Anwickeln des Bandanfanges eingeschaltet, während des Walzens erniedrigt und beim Ausfädeln des Bandes wieder erhöht wird. Hierdurch wird Energie eingespart. Die Versor- gungsspannung wird, abhängig von den Eigenschaften des Bandes, zu einem Teil oder auf Null erniedrigt.
Durch den Einsatz von Magneten mit geregelter Magnetkraft als Spreizsegmente oder Dornkörper oder Zugstange wird ein Einsatz von Andrückrollen und Riemenwicklern vermieden. Während des Anwickelns wird eine größere Magnetkraft bereitgestellt. Das Band wir eingefangen und angewickelt. Während des Walzens kann die Magnetkraft reduziert oder abgeschaltet werden, da die Windungen des Coils fest gewickelt werden und ein Rutschen der Coilwindun- gen nicht zu erwarten ist. Zum Ausfädeln des Bandes wir die Magnetkraft wie- der erhöht. Somit legt sich das Bandende an das Bund an und kann in einen Bundheber eingedreht werden.
Um ein Magnetisieren des aufgerollten Bandes zu verhindern wird nach dem Walzprozess und kurz vor dem Abziehen des Coils vom Haspeldorn das Mag- netfeld umpolarisiert.
Die Stromzuführung zu den magnetischen Bauteilen Spreizsegmente oder Dornkörper oder Zugstange erfolgt über einen Umrichter. Der Umrichter stellt eine variable einzustellende Stromstärke bereit. Mit dieser wird die Magnetkraft beeinflusst.
Für die Einspeisung der Stromstärke in die Spreizsegmente können drei verschiedene Verfahren genutzt werden:
1. Einspeisung auf der Antriebsseite mittels Schleifringe. Dazu wird ein Kabel mit Hilfe einer Einfräsung durch die Zugstange geführt. Mit
Steckverbindungen werden Spreizsegmente angeschlossen. 2. Einspeisung auf der Bedienungsseite direkt in der Nähe des jeweiligen Spreizsegmentes mittels Schleifringen. Eine derartige Anordnung muss mechanisch gegen Bandschlag während eines Bandrisses geschützt werden.
3. Mittels Induktionsschleifen wird die Energie in die Spreizsegmente übertragen. Eine derartige berührungslose Übertragung ist auf der
Bedienungsseite möglich und muss, wie in Punkt 2. geschützt werden.
Haspeldorne, bei denen die Spreizsegmente oder der Dornkörper oder die Zugstange als Magnete ausgebildet sind, können in Pay-off reels, tension reels, Reversierhaspeln, Inspektionshaspeln, Doppelspreizkopfhaspeln direkt oder nachträglich (im Austausch) eingebaut werden.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Haspeldorns besteht in einem problemlosen mechanischen Umbau in bestehenden Anlagen, beispielsweise TCM, SPM, CCM, RCM und CSP, zum Walzen von magnetisierbaren Materialien, da nur der Haspeldorn ausgewechselt werden muss. Bei Neuanlacjen werden Investitionskosten für Riemenwickler, Bandandrückrolle und Hallenfundamente eingespart.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer sehr schematischen Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 im Längsschnitt einen Haspeldorn mit Spreizsegmenten, Dornkörper und Zugstange; und
Fig. 2 den Haspeldorn im Querschnitt. In der Figur 1 ist im Längsschnitt ein Haspeldorn 1 dargestellt, der Spreizsegmente 2, einen Dornköper 3 und eine Zugstange 4 aufweist. Über die Zugstange 4 werden die Spreizsegmente 2 radial positioniert. Dabei bilden die Spreizsegmente 2 in einer radialen äußeren Position einen kreisförmigen Umfang.
Die elektrische Spannung wird über einen Schleifring 5, der mit der Zugstange 4 verbunden ist, übertragen. Werden die Zugstange 4 oder der Dornkörper 3 als Magnete ausgebildet, müssen größere Magnetisierungskräfte berücksichtigt werden, da zusätzlich die Spreizsegmente 2 magnetisiert werden müssen.
Figur 2 zeigt den Haspeldorn im Querschnitt.
Bezugszeichenliste
1. Haspeldorn
2. Spreizsegment 3. Dornkörper
4. Zugstange
5. Schleifring

Claims

Patentansprüche
1. Haspeldorn (1 ) mit auf dem Umfang angeordneten, radial beweglichen Spreizsegmenten (2), einem Dornkörper (3) und einer Zugstange (4) dadurch gekennzeichnet, dass die Spreizsegmente (2) und/oder der Dornkörper (3) und/oder die Zugstange (4) als Magnete ausgebildet sind.
2. Haspeldorn (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete als Elektromagnete ausgebildet sind.
3. Haspeldorn (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromagnete in Form der Spreizsegmente (2) oder des Dornkörpers (3) oder der Zugstange (4) mit einem elektrischen Anschlusselement, insbesondere zum Einspeisen einer elektrischen Versorgungsspannung, ausgebildet sind.
4. Haspeldorn (1 ) nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch
Schleifringe (5) zum Übertragen der Versorgungsspannung für die Elektromagnete in Form der Spreizsegmente (2) oder des Dornkörpers (3) oder der Zugstange (4).
5. Verfahren zum Betreiben eines Haspeldorns (1 ) mit auf dem Umfang angeordneten, radial beweglichen Spreizsegmenten (2), einem Dornkörper (3) und einer Zugstange (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Spreizsegmente (2) und/oder der Dornkörper (3) und/oder die
Zugstande (4) als Elektromagnete ausgebildet sind, und dass die Versorgungsspannung der Elektromagnete beim Anwickeln des Bandanfanges eingeschaltet, während des Walzens erniedrigt und beim Ausfädeln des Bandes wieder erhöht wird.
EP08735209A 2007-06-29 2008-04-14 Spreizbarer haspeldorn Withdrawn EP2162248A1 (de)

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