WO2022253475A1 - Verfahren zum haspeln eines metallischen bandes, coil und haspeleinrichtung - Google Patents

Verfahren zum haspeln eines metallischen bandes, coil und haspeleinrichtung Download PDF

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WO2022253475A1
WO2022253475A1 PCT/EP2022/057422 EP2022057422W WO2022253475A1 WO 2022253475 A1 WO2022253475 A1 WO 2022253475A1 EP 2022057422 W EP2022057422 W EP 2022057422W WO 2022253475 A1 WO2022253475 A1 WO 2022253475A1
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winding
coil
strip
coiling
connecting layer
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PCT/EP2022/057422
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Christoph Salzmann
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Primetals Technologies Austria GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, 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
    • B21C47/02—Winding-up or coiling
    • B21C47/04—Winding-up or coiling on or in reels or drums, without using a moving guide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, 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
    • B21C47/24—Transferring coils to or from winding apparatus or to or from operative position therein; Preventing uncoiling during transfer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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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

Definitions

  • the invention relates to a method for coiling a metal strip according to patent claim 1, a coil according to patent claim 7 and a coiling device according to patent claim 11.
  • EP 2 982452 B1 discloses a method for winding a metal strip into a coil using a coiling device.
  • an improved method of coiling a metallic strip can be provided by feeding the strip to a coiling mandrel.
  • the strip is coiled on the coiler mandrel to form a coil with a coil opening, through which the coiler mandrel runs, around a coil axis to form a first winding of a first coil section.
  • the strip is pressed against the coiler mandrel.
  • a material is applied to an outside of the first winding of the strip that faces away from the coil opening.
  • the strip is reeled radially on the outside of the first winding around the coil axis in at least one second winding to form a second coil section, with the strip being pressed against the material applied during the reeling of the second winding.
  • the material is hardened to form a compound layer.
  • the bonding layer mechanically connects the tape of the first winding to the tape of the second winding.
  • This configuration has the advantage that an inner end of the first winding accidentally falling into the coil opening can be reliably avoided. Furthermore, it is not necessary to insert a fastener for holding the inner end of the first winding into the coil hole. As a result, the coil can be transported particularly well, in particular lifted particularly well.
  • the tie coat is applied to the tape in a spray application.
  • This configuration has the advantage that the coiling device can be designed in a particularly simple manner and existing coiling devices can be retrofitted particularly easily in order to produce the connecting layer. Furthermore, a particularly thin but at the same time particularly wide connection layer can be produced on the first winding by means of the spray application. As an alternative to the spray application, the material could be rolled onto the outside of the first winding. This can prevent a spray mist.
  • the material is cured after the start of coiling the second winding to form the connection layer, with a plurality of second coils being coiled to form the second coil section, with the curing of the material being essentially completed before the coiling of the second coil section is completed.
  • the strip is coiled onto the first coil section in the second coil section in such a way that the second windings of the strip lie directly against one another in the second coil section.
  • the unwinding of the second windings in the second coil section is particularly easy, before the innermost second winding, which is mechanically connected to the first winding via the connecting layer, is unwound.
  • the connecting layer is applied to the strip wound to form the first winding, radially on the outside of the first winding while the second winding is being wound.
  • the coiling device is particularly suitable for use at the end of a combined casting/rolling system, which is designed, for example, as endless strip production, since coiling can be continued while the connecting layer is being applied to the first winding.
  • At least one of the following materials is applied: aluminum, aluminum oxide, sodium silicate, inorganic adhesive, 1-component adhesive, 2-component adhesive, plastic, thermoplastic.
  • the task is also solved by a coil made from a wound strip.
  • the coil has a first coil section and a second coil section, the first coil section being arranged radially on the inside of the second coil section.
  • the first Coilab section has at least one running around a coil axis first winding from the tape up.
  • the second coil section has at least one second winding made of the strip running around the coil axis.
  • the second winding is coiled onto the first winding, which is arranged radially on the inside of the second winding.
  • a bonding layer is disposed between the first winding and the second winding and mechanically connects the first winding to the second winding.
  • the first winding of the tape closes a coil opening radially on the inside.
  • connection layer reliably prevents an inner end of the strip of the first winding from accidentally falling into the coil opening.
  • the strip is wound up in a plurality of second windings in the second coil section, with the strip lying directly against one another in the second windings. This ensures easy unwinding of the coil during further processing of the strip.
  • the connecting layer has at least one of the following materials: aluminum, aluminum oxide, sodium silicate, cured inorganic adhesive, plastic, thermoplastic material.
  • the strip has a ferromagnetic material, with the connecting layer having at least one magnetic material, in particular a magnetic particle material.
  • the magnetic material provides a magnetic field, the magnetic field of the magnetic material magnetically connecting the tape of the first winding to the tape of the second winding.
  • a coiling device has a coiler mandrel which is mounted so as to be rotatable about a coil axis.
  • the coiler mandrel is designed to coil up a strip around the coil axis.
  • the coiling device has at least a first winding roller and a second winding roller, which are each designed to wind the strip around the coiler mandrel.
  • the reel device has at least one first winding apron, which is designed to guide a front end of the strip in a space between the first winding roller and the second winding roller arranged adjacent to the first winding roller.
  • the reel device has a spray device and a strip feed.
  • the spray device has at least one Conveyor unit and a nozzle arrangement, which is arranged on a guide surface of the first W- ckel apron.
  • the conveying unit is designed to convey a material to the nozzle arrangement and the nozzle arrangement is designed to apply material to the strip to produce the connection layer.
  • the strip feed is arranged in the circumferential direction between the first winding roller and the first winding apron on the downstream side of the first winding apron in relation to a direction of rotation of the coil about the coil axis.
  • the tape feed is designed to feed the tape between the first winding apron and the first winding roller. This configuration has the advantage that further contamination of components of the coiling device by the spray application for producing the connecting layer is avoided by the arrangement of the strip feed on the downstream side of the direction of rotation.
  • the reel device has a control unit.
  • the spraying device has at least one valve, the valve being connected to the control unit in terms of data technology.
  • the valve is adjustable between an open position and a closed position.
  • the nozzle assembly is fluidly connected to the valve.
  • the control unit is designed to switch the valve to the off position when the first winding is rippled.
  • the control unit is further designed to switch the valve to the closed position after application of the material to the first winding has been completed.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a coiling device for a casting-rolling
  • FIG. 2 shows a side view looking from radially inwards onto a first winding apron of the coiling device shown in FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a section marked in FIG. 1 of the coiler device shown in FIG. 1;
  • FIG. 4 shows a sectional view through a coil which was produced with the coiling device shown in FIGS. 1 to 3;
  • FIG. 5 shows a section B of the coil shown in FIG. 4, marked in FIG. 4;
  • FIGS. 6 shows a flowchart of a method for producing the coils shown in FIGS. 4 and 5 by means of the coiler shown in FIGS. 1 to 3.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a coiling device 10 for a combined casting and rolling plant 15.
  • the coiling device 10 has a coiler mandrel 25 mounted rotatably about a coil axis 20, at least one first to fourth winding roller 30, 35, 60, 61, at least one first winding apron 40, a second winding apron 65, a spraying device 45, a strip feed 50 and a control unit 55 on.
  • the coiler mandrel 25 is, for example, between a first end position, in which the coiler mandrel 25 is moved into a coiler stand (not shown in FIG. 1), and a second end position, in which the coiler mandrel 25 is partially or completely moved out of the coiler stand, along the coil axis 20 moveable. In FIG 1, the coiler mandrel 25 is shown in the first end position.
  • the coiler mandrel 25 can be rotated about the coil axis 20 in one direction of rotation via a transmission (not shown) with a drive motor.
  • the coiler mandrel 25 can be spread in a plane perpendicular to the coil axis 20 by a spreading device, not shown.
  • a spreading device By spreading the coiler mandrel 25, an outer diameter of the coiler mandrel 25 is enlarged.
  • the spreading device can be designed, for example, as a wedge spreading device, with which longitudinal segments of the coiler mandrel 25 running along the coil axis 20 can be spread outwards.
  • the first to fourth winding rollers 30, 35, 60, 61 are arranged offset from one another in the circumferential direction radially on the outside of the coiler mandrel 25.
  • the winding rollers 30, 35, 60, 61 are offset relative to the coil axis 20 by about 90° in the circumferential direction relative to the coil axis 20.
  • the second winding roller 35 is opposite to a direction of rotation of the coiler mandrel 25 in the circumferential direction relative to the coil axis 20 spaced from the first winding roller 30 is arranged.
  • the third winding roller 60 is arranged at a distance from the first winding roller 30 on a side facing away from the second winding roller 35 .
  • the fourth winding roller 61 is arranged between the third winding roller 60 and the second winding roller 35 in the circumferential direction.
  • the tape feeder 50 opens out between the first winding roller 30 and the second winding roller 35.
  • the tape feeder 50 directly follows the first winding roller 50 in the circumferential direction.
  • the first winding apron 40 is arranged in the circumferential direction between the strip feed 50 and the second winding roller 35 .
  • the first winding apron 40 is arranged upstream of the tape feed 50 counter to the direction of rotation. The first winding apron 40 is thus narrower in the circumferential direction than a distance between the first winding roller 30 and the second winding roller 35.
  • the second winding apron 65 is arranged between the winding rollers 30, 35, 60, 61 in the circumferential direction and points on the inside a second guide surface 71 on.
  • the second winding apron 65 is arranged between the first winding roller 30 and the third winding roller 60 lying closest in the circumferential direction.
  • second winding apron 65 can also be provided between the third and fourth winding rollers 60, 61 and the second and fourth winding rollers 35, 61.
  • FIG. 2 shows a side view looking from radially inwards onto the first wrapping apron 40.
  • the first winding apron 40 has, on an inner peripheral side facing the coil axis 20 , a first guide surface 70 which is designed to run essentially in the shape of a part circle around the coil axis 20 .
  • the spray device 45 has a nozzle arrangement 75 with a plurality of nozzles 85 arranged on a straight line 80, for example.
  • the nozzles 85 are arranged, for example, at regular intervals from one another on the straight line 80 .
  • the straight line 80 runs, for example, parallel to the coil axis 20.
  • the nozzles 85 can also be arranged differently on the first guide surface 70. It is of particular advantage here if a nozzle end of the nozzle 85 does not protrude beyond the first guide surface 70 in the radial direction.
  • FIG. 3 shows a section A marked in FIG. 1 of the coiler device 10 shown in FIG.
  • the spray device 45 has, for example, a container 90 , a delivery unit 91 and a controllable valve 95 .
  • the controllable valve 95 is connected to the control device 55 by means of a first data connection 100 .
  • the delivery unit 91 can, for example, be designed as an electric delivery pump.
  • the conveyor unit 91 is connected in terms of data technology to the control unit 30, for example by means of a second data connection 120.
  • the valve 95 is fluidically connected to the nozzle arrangement 75 via a first fluid line 105 on the output side. On the inlet side, the valve 95 is fluidically connected to the delivery unit 91 by means of a second fluid line 110 .
  • the delivery unit 91 is fluidically connected to the container 90 on the inlet side by means of a third fluid line 115 .
  • a material or a mixture of several materials can be stored in the container 90, preferably in liquid form.
  • the material can be stored in liquid form, for example, as a matrix material or as a first precursor for a matrix material.
  • a solvent can be stored in the container 90 that dissolves the matrix material.
  • the container 90 can be temperature-controlled, for example, to thermally heat or hold the material to a temperature above a glass transition temperature.
  • the material can have one of the following ingredients, for example: aluminum, aluminum oxide, sodium silicate, inorganic adhesive, 1-component adhesive or 2-component adhesive, plastic, thermoplastic material.
  • the valve 95 has an open position and a closed position.
  • the valve 95 is preferably continuously adjustable between the open position and the closed position. In the open position, the valve 95 fluidly connects the first fluid line 105 to the second fluid line 110. In the closed position, the first fluid line 105 is fluidically separated from the second fluid line 110.
  • FIG. 4 shows a side view of a finished coil 200 that was coiled with the coiling device 10 shown in FIGS.
  • the coil 200 is made from a metal strip 205 with a thin wall thickness.
  • the wall thickness is preferably 0.8 mm to 2 mm.
  • the strip 205 can be, for example, a hot-rolled finished strip that was manufactured using the combined casting and rolling plant 15 .
  • the band 205 preferably comprises a steel material.
  • the strip 205 is preferably coiled to form the coil 200 continuously and without interruption.
  • the coil 200 essentially has a hollow-cylindrical basic shape and extends along the coil axis 20.
  • the clamping means 210 can be a clamping ring, for example.
  • the coil 200 delimits a coil opening 215 on the inside, which is designed to be essentially cylindrical. No further holding means are arranged in the coil opening 215 in order to prevent the strip 205 from unwinding on the inside.
  • This configuration has the advantage that the coil 200 can be easily lifted and transported, in particular by means of lifting tools (not shown in FIG. 4) guided through the coil opening 215 .
  • a holding mandrel can be guided through the open coil opening 215 in order to unwind the coil 200 .
  • FIG. 5 shows a section B, marked in FIG. 4, of the coil 200 shown in FIG.
  • the coil 200 has a first coil section 220 and a second coil section 225 .
  • the first coil section 220 is arranged radially on the inside of the second coil section 225 .
  • the first coil section 220 adjoins the coil opening 215 on the outside in the radial direction.
  • the second coil section 225 extends between the first coil section 220 and an outer peripheral side 230 of the coil 200 (in FIG 4 Darge provides).
  • the strip 205 is guided in a first winding 230 in a spiral shape around the coil axis 20 .
  • the coil 200 can have one or more first windings 230 of the coil 200 arranged next to one another in the radial direction outwards.
  • the first coil section 220 can also be reduced to only essentially a first winding 230 (as shown in FIG. 5).
  • a connecting layer 240 is arranged on an outer side 235 of the strip 205 of the first winding 230 that faces away from the coil opening 215 .
  • the connecting layer 240 follows the outside 235 and thus also extends helically around the coil axis 20 .
  • connection layer 240 lies on the outside against an inside 245 of the second winding 250 .
  • the connecting layer 240 is, for example, adhesively bonded to the inside 245 of the second winding 250 .
  • connection layer 240 can essentially cover the entire surface of the outside 235 of the first winding 230 .
  • the connecting layer 240 can also only be in the form of a strip and only cover a partial area of the outside 235 of the first winding 230 .
  • the connecting layer 240 is thin-walled and/or foil-like and has a wall thickness of 0.05 mm to 0.25 mm, in particular 0.1 mm to 0.15 mm.
  • the connecting layer 240 can have at least one of the following materials, for example: matrix material with a thermoplastic, aluminum, aluminum oxide, sodium silicate, inorganic adhesive, 1-component adhesive, plastic.
  • the connecting layer 240 can have a magnetic material, in particular a magnetic particle material.
  • the magnetic material is embedded in the matrix material, the magnetic material providing a magnetic field, the magnetic field connecting the bonding layer 240 to the outside 235 of the first winding 230 and to the inside 245 of the ribbon 205 of the second winding.
  • the magnetic field magnetically connects the first winding to the second winding via the connecting layer 240 if the tape has a ferromagnetic material, in particular steel.
  • the magnetic coupling has the advantage that it can be released particularly easily, but at the same time a reliable hold of the inner end 255 of the first winding 230 of the tape 205 is ensured.
  • the coil 200 has one, preferably several, second windings 250.
  • the tape 205 is spirally wound continuously in the second windings 250 .
  • the second windings 250 are wound up in such a way that no connecting layer 240 is provided between the second windings 250, so that the outside 235 of the band 205 of the second windings is directly on an inside 245 of the band 205 of the next outer second winding applied.
  • connection layer 240 mechanically fastens the first winding 230 to the second winding 250, which is arranged radially on the outside of the first winding 230. As a result, an unwanted detachment of an inner end 255 of the tape 205 from the second winding 250 is avoided. Due to the mechanical fastening of the first winding 230 to the second winding 250, further fastening means in the coil opening 215 can be dispensed with.
  • FIGS. 4 and 5 show a flow chart of a method for producing the coil 200 shown in FIGS. 4 and 5 by means of the coiling device 10 shown in FIGS. 1 to 3.
  • the strip 205 is produced by means of the compound casting/rolling system 15.
  • a metallic melt can be cast into a thin slab strand, for example in a continuous casting machine of the combined casting and rolling plant 15 .
  • the metallic melt partially solidifies in a mold of the continuous casting plant and is led out of the mold.
  • the thin slab strand can be supported in an arc-shaped manner and deflected into a horizontal direction, so that the thin slab strand can be guided to a roughing train. In the roughing train, the thin slab strand can be hot-rolled into a pre-rolled strip.
  • the pre-rolled strip is fed via an induction furnace and a descaler into a finishing train, with the pre-rolled strip being rolled into a thin strip 205, for example 0.8 mm to 2 mm, in the finishing train.
  • the strip 205 is guided into a cooling line and cooled down in the cooling line to a temperature below 400° C., in particular below 200° C.
  • the tape 205 is guided into the coiling device 10 shown in FIGS.
  • the strip 205 is deflected on a deflection roller 260 and guided in the direction of the coiler mandrel 25 via the strip feed.
  • the coiler mandrel 25 is moved into the coiler stand until it has reached the first end position. Furthermore, the spreading device is spread.
  • a third method step 315 the coiler mandrel 25 is rotated by the drive motor in the direction of rotation.
  • the strip 205 enters between the first winding roller 30 and the coiler mandrel 25, with the first winding roller 30 pressing the strip 205 onto the coiler mandrel 25.
  • the inner end 255 comes into contact with the second guide surface 71 of the second winding apron 65 arranged between the first winding roller 30 and the third winding roller 60.
  • the second guide surface 71 of the second Winding apron 65 ensures that the strip 205 is curved into the first winding 230 in conjunction with the rotating coiler mandrel 25 and the first winding roller 30 .
  • the reel mandrel 25 winds the strip 205 into the first coil 230.
  • the second to fourth winding rollers 35, 60, 61 wind the strip 205 into the first coil 230 and presses the strip 205 onto the coiler mandrel 25.
  • the control unit 55 detects, for example with a corresponding sensor system, when the inner end 255 passes the second winding roller 35 in the circumferential direction and the inner end 255 is arranged between the first winding roller 30 and the second winding roller 35 in the circumferential direction. By then, the first winding 230 has been wound approximately 270°.
  • a fourth method step 320 following the third method step 315 the control unit 55 moves the valve 95 from the closed position to the open position and activates the delivery unit 91.
  • the delivery unit 91 delivers the material from the container 90 via the third fluid line 115 via the second fluid line 110 to the valve 95.
  • the material is fed via the valve 95 and the first fluid line 105 to the nozzle arrangement 75.
  • the pressure of the material conveyed by the conveyor unit 91 is so high at the nozzle arrangement 75 that the liquid material of the connecting layer 240 is sprayed onto the outside 235 of the first winding 230 to form the connecting layer 240 .
  • the spray application advantageously takes place between the second winding roller 35 and the first winding roller 30, as shown in FIG.
  • the start of the spray application is synchronized by the control device 55 with the reeling of the first winding 230 in such a way that the spray application is started after the inner end 255 of the belt 205 has passed the nozzle arrangement 75 .
  • the spray application is started after the inner end 255 of the belt 205 has passed the nozzle arrangement 75 .
  • no material is sprayed onto the coiler mandrel 25. This ensures that the coiler mandrel 25 functions reliably, in particular that it spreads and de-spreads reliably.
  • the spray application of the material to the outside 235 of the first winding 230 forms the connecting layer 240 on the outside 235 .
  • the material has a hardening time that is longer than a transport time of the applied material between the nozzle arrangement 75 and the first winding roller 30.
  • a fifth method step 325 the inner end 255 of the strip 205 comes into contact with the inside 245 of the trailing strip 205 and the winding device 10 begins to wind the second winding 250.
  • the band 205 when reeling the second through the winding rollers 30, 35, 60, 61
  • a sixth method step 330 the material hardens to form the connecting layer 240 and forms the bond to the inner side 245 and the outer side 235 in each case. Furthermore, the tape 205 is further wound up in the second winding 250 during the curing of the material into the connection layer 240 . It is of particular advantage here if the curing time of the material is selected in such a way that during the winding of the coil 200 in the second coil section 225 the material essentially completely cures to form the connecting layer 240 . As a result, the connection layer 240 has its final strength at the end of the coiling process.
  • a seventh method step 335 the control unit 55 detects that the strip has been sprayed with the material over a predefined angular range.
  • the control unit 55 controls the valve 95 in the closed position. Furthermore, the control unit 55 deactivates the delivery unit 91 so that the spray application is ended. However, the control unit 55 continues to control the drive motor of the coiler mandrel 25 in such a way that it winds up the strip 205 until the coil 200 has been wound up.
  • the strip 205 is severed and the clamping means 210, for example the clamping ring, is applied over the finished coil 200.
  • a ninth method step 345 the coiler mandrel 25 is despread, for example, and moved from the first end position to the second end position.
  • the coil opening 215 is free. Because the material has essentially already reached its final strength, the connecting layer 240 reliably fixes the inner end 255 of the strip 205 and prevents the strip 205 from folding down into the coil opening 215. This means that after the coil 200 has been wound, the lifting tool can easily be pulled through the coil opening 215 are guided and the coil 200 is lifted, for example, by a carriage or from the coiling device 10.
  • the connecting layer 240 can be produced from a two-component material.
  • a further container and a further feed pump can be provided, with a first preliminary product being stored in the container 90 and a second preliminary product being stored in the further loading container.
  • the valve 95 is downstream, so between the nozzle assembly 75 and the Valve 95 is arranged, the first precursor and the second precursor are mixed in a predefined mixing ratio.
  • the first preliminary product and the second preliminary product are each applied via separate nozzle arrangements 75 and come into contact with one another on the outside 235 of the first winding 230 .
  • the method described above and the coil 200 described above and the coiling device 10 have the advantage that a high level of operational safety can be ensured when handling coils 20 by crane or in subsequent processing lines. Furthermore, handling the coil 200 is made easier since no additional, wide fastening means have to be removed from the coil opening 215 in order to be able to lift the coil 200 . Furthermore, a risk of injury with the sheet metal strip hanging in the coil opening 215 is avoided.
  • the connecting layer 240 can be easily pulled off the first winding 230 or the second winding 250 due to its foil-like configuration.
  • the spray application Due to the spray application, a large area of the first winding 230 can be sprayed on the outside with the material, so that even if the connection layer 240 does not hold very well on the inside 245 or the outside 235, the low weight of the first winding 230 is securely attached due to the large area of the second winding 250 can be attached.
  • nozzle arrangement 75 it is of course also possible for the nozzle arrangement 75 to be arranged in a different position, for example in the strip feed, in order to spray the material onto the strip 205 . It would also be possible for the material to be applied with a roller instead of in a spray application.

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Abstract

Verfahren zum Haspeln eines metallischen Bandes (205) zu einem Coil (200), Coil (200) und Haspeleinrichtung (10), wobei das Band (205) zu einem Haspeldorn (25) geführt wird und auf dem Haspeldorn (25) zu einem Coil (200) mit einer Coilöffnung (215), durch die der Haspeldorn (25) verläuft, um eine Coilachse (20) zu einer ersten Wicklung (230) eines ersten Coilabschnitts (220) gehaspelt wird und während des Haspelns durch wenigstens eine erste Wickelwalze (30) an den Haspeldorn (25) gedrückt wird, wobei auf eine der Coilöffnung (215) abgewandte Außenseite (235) der ersten Wicklung (230) des Bands (205) ein Werkstoff aufgebracht wird, wobei das Band (205) radial außenseitig auf der ersten Wicklung (230) um die Coilachse (20) in wenigstens einer zweiten Wicklung (250) zu einem zweiten Coilabschnitt (225) gehaspelt wird, wobei während des Haspelns durch die erste Wickelwalze (30) das Band (205) an den aufgebrachten Werkstoff gedrückt wird, wobei der Werkstoff zu einer Verbindungsschicht (240) ausgehärtet wird, die das Band (205) der ersten Wicklung (230) mit dem Band (205) der zweiten Wicklung (250) mechanisch verbindet.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Haspeln eines metallischen Bandes, Coil und Haspeleinrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Haspeln eines metallischen Bandes gemäß Pa tentanspruch 1, ein Coil gemäß Patentanspruch 7 und eine Haspeleinrichtung gemäß Pa tentanspruch 11.
Aus der EP 2 982452 B1 ist ein Verfahren zum Aufwickeln eines metallischen Bandes zu einem Coil mit einer Haspeleinrichtung bekannt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren, ein verbessertes Coil und eine verbesserte Haspeleinrichtung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird mittels eines Verfahrens gemäß Patentanspruch 1, eines Coils ge mäß Patentanspruch 7 und einer Haspeleinrichtung gemäß Patentanspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Es wurde erkannt, dass ein verbessertes Verfahren zum Haspeln eines metallischen Bands dadurch bereitgestellt werden kann, dass das Band zu einem Haspeldorn geführt wird. Das Band wird auf dem Haspeldorn zu einem Coil mit einer Coilöffnung, durch die der Haspeldorn verläuft, um eine Coilachse zu einer ersten Wicklung eines ersten Coilab- schnitt gehaspelt. Während des Haspelns wird das Band an den Haspeldorn gedrückt.
Auf einer der Coilöffnung abgewandten Außenseite der ersten Wicklung des Bands wird ein Werkstoff aufgebracht. Das Band wird radial außenseitig auf der ersten Wicklung um die Coilachse in wenigstens einer zweiten Wicklung zu einem zweiten Coilabschnitt ge haspelt, wobei während des Haspelns der zweiten Wicklung das Band an den aufge brachten Werkstoff gedrückt wird. Der Werkstoff wird zu einer Verbindungsschicht ausge härtet. Die Verbindungsschicht verbindet das Band der ersten Wicklung mit dem Band der zweiten Wicklung mechanisch.
Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass ein ungewolltes Hineinfallen eines inneren En des der ersten Wicklung in die Coilöffnung zuverlässig vermieden werden kann. Ferner ist es nicht notwendig, ein Befestigungsmittel zum Halten des inneren Endes der ersten Wicklung in die Coilöffnung einzubringen. Dadurch kann das Coil besonders gut transpor tiert, insbesondere besonders gut angehoben werden. In einerweiteren Ausführungsform wird die Verbindungsschicht auf das Band in einem Sprühauftrag aufgebracht. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Haspeleinrich tung besonders einfach ausgestaltet werden kann und bestehende Haspeleinrichtungen besonders einfach nachgerüstet werden können, um die Verbindungsschicht herzustellen. Ferner kann mittels des Sprühauftrags eine besonders dünne, aber gleichzeitig besonders breite Verbindungsschicht auf der ersten Wicklung hergestellt werden. Alternativ zu dem Sprühauftrag wäre ein Aufwalzen des Werkstoffs auf die Außenseite der ersten Wicklung möglich. Dadurch kann ein Sprühnebel vermieden werden.
In einerweiteren Ausführungsform wird der Werkstoff zeitlich nach Beginn eines Haspelns der zweiten Wicklung zu der Verbindungsschicht ausgehärtet, wobei mehrere zweite Wicklungen zu dem zweiten Coilabschnitt aufgehaspelt werden, wobei das Aushärten des Werkstoffs im Wesentlichen vor Abschluss des Haspelns des zweiten Coilabschnitts ab geschlossen ist.
In einer weiteren Ausführungsform wird das Band auf den ersten Coilabschnitt derart in dem zweiten Coilabschnitt aufgehaspelt, dass die zweiten Wicklungen des Bands in dem zweiten Coilabschnitt direkt aneinander liegen.
Dadurch ist insbesondere das Abwickeln der zweiten Wicklungen im zweiten Coilabschnitt besonders leicht, bevor die innerste zweite Wicklung, die über die Verbindungsschicht mit der ersten Wicklung mechanisch verbunden ist, abgewickelt wird.
In einer weiteren Ausführungsform wird die Verbindungsschicht auf das zu der ersten Wicklung gewickelte Band radial außenseitig auf die erste Wicklung während des Wi- ckelns der zweiten Wicklung aufgebracht. Dadurch ist die Haspeleinrichtung insbesondere zum Einsatz am Ende einer Gieß-Walz-Verbundanlage, die beispielsweise als Endless Strip Production ausgebildet ist, geeignet, da das Haspeln weitergeführt werden kann, während die Verbindungsschicht auf die erste Wicklung aufgetragen wird.
In einer weiteren Ausführungsform wird wenigstens einer der folgenden Werkstoffe aufge tragen: Aluminium, Aluminiumoxid, Natriumsilikat, anorganischer Klebstoff, 1-K- Klebstoff, 2K-Klebstoff, Kunststoff, thermoplastischer Kunststoff.
Die Aufgabe wird aber auch durch ein Coil aus einem gewickelten Band gelöst. Das Coil weist einen ersten Coilabschnitt und einen zweiten Coilabschnitt auf, wobei der erste Coil abschnitt radial innenseitig zu dem zweiten Coilabschnitt angeordnet ist. Der erste Coilab schnitt weist wenigstens eine um eine Coilachse verlaufende erste Wicklung aus dem Band auf. Der zweite Coilabschnitt weist wenigstens eine um die Coilachse verlaufende zweite Wicklung aus dem Band auf. Die zweite Wcklung ist auf die zu der zweiten Wick lung radial innenseitig angeordneten ersten Wcklung aufgehaspelt. Zwischen der ersten Wcklung und der zweiten Wcklung ist eine Verbindungsschicht angeordnet, die mecha nisch die erste Wcklung mit der zweiten Wicklung verbindet. Radial innenseitig um schließt die erste Wicklung des Bands eine Coilöffnung.
Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass ein ungewolltes Hineinfallen eines inneren En des des Bands der ersten Wicklung in die Coilöffnung zuverlässig durch die Verbindungs schicht verhindert wird.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Band in dem zweiten Coilabschnitt in mehreren zweiten Wicklungen aufgewickelt, wobei das Band in den zweiten Wcklungen direkt anei nander anliegt. Dadurch ist ein leichtes Abwickeln des Coils bei der Weiterverarbeitung des Bands sichergestellt.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Verbindungsschicht wenigstens einen der fol genden Materialien auf: Aluminium, Aluminiumoxid, Natriumsilikat, ausgehärteten anorga nischen Klebstoff, Kunststoff, thermoplastischen Kunststoff.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Band ein ferromagnetisches Material auf, wobei die Verbindungsschicht wenigstens ein magnetisches Material, insbesondere ein magnetisches Partikelmaterial, aufweist. Das magnetische Material stellt ein Magnetfeld bereit, wobei das Magnetfeld des magnetischen Materials das Band der ersten Wicklung magnetisch mit dem Band der zweiten Wcklung verbindet. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass zum einen eine hohe Haltekraft sichergestellt werden kann und zum anderen ein gutes Ablösen der Verbindungsschicht möglich ist. Zusätzlich oder alternativ verbindet die Verbindungsschicht die erste Wicklung mit der zweiten Wcklung stoffschlüssig.
Um das oben beschriebene Coil herzustellen, weist eine Haspeleinrichtung einen drehbar um eine Coilachse gelagerten Haspeldorn auf. Der Haspeldorn ist ausgebildet, ein Band um die Coilachse aufzuhaspeln. Die Haspeleinrichtung weist wenigstens eine erste Wi ckelwalze und eine zweite Wckelwalze auf, die jeweils ausgebildet sind, das Band um den Haspeldorn zu haspeln. Ferner weist die Haspeleinrichtung wenigstens eine erste Wi ckelschürze auf, die ausgebildet ist, ein vorderes Ende des Bands in einem Raum zwi schen der ersten Wickelwalze und der benachbart zu der ersten Wckelwalze angeordne ten zweiten Wckelwalze zu führen. Des Weiteren weist die Haspeleinrichtung eine Sprü heinrichtung und eine Bandzuführung auf. Die Sprüheinrichtung weist wenigstens eine Fördereinheit und eine Düsenanordnung auf, die an einer Führungsfläche der ersten W- ckelschürze angeordnet ist. Die Fördereinheit ist ausgebildet, einen Werkstoff zu der Dü senanordnung zu fördern und die Düsenanordnung ist ausgebildet, Werkstoff zur Herstel lung der Verbindungsschicht auf das Band aufzutragen. Die Bandzuführung ist in Um fangsrichtung zwischen der ersten Wckelwalze und der ersten Wckelschürze drehrich- tungsabwärtsseitig zu der ersten Wckelschürze bezogen auf eine Drehrichtung des Coils um die Coilachse angeordnet. Die Bandzuführung ist ausgebildet, das Band zwischen der ersten Wickelschürze und der ersten Wickelwalze zuzuführen. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass durch die drehrichtungsabwärtsseitige Anordnung der Bandzuführung eine weitere Verschmutzung von Komponenten der Haspeleinrichtung durch den Sprüh auftrag zur Herstellung der Verbindungsschicht vermieden wird.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Haspeleinrichtung ein Steuergerät auf. Die Sprüheinrichtung weist wenigstens ein Ventil auf, wobei das Ventil mit dem Steuergerät datentechnisch verbunden ist. Das Ventil ist zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung verstellbar. Die Düsenanordnung ist mit dem Ventil fluidisch verbunden. Das Steuergerät ist ausgebildet, beim Wekeln der ersten Wicklung das Ventil in die Of fenstellung zu schalten. Das Steuergerät ist weiter ausgebildet, nach Abschluss eines Auftrags des Werkstoffs auf die erste Wicklung das Ventil in die Schließstellung zu schal ten. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass nur ein kleiner Teil des zu haspelnden Bands mit dem Matrixmaterial oder dem Vorprodukt zur Herstellung der Verbindungs schicht besprüht wird. Durch das Steuergerät ist der Bereich auf einfache Art und Weise mittels des Ventils zu steuern.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
FIG 1 eine schematische Darstellung einer Haspeleinrichtung für eine Gieß-Walz-
Verbundanlage;
FIG 2 eine Seitenansicht mit Blickrichtung von radial innen auf eine erste Wickel schürze der in FIG 1 gezeigten Haspeleinrichtung;
FIG 3 einen in FIG 1 markierten Ausschnitt der in FIG 1 gezeigten Haspeleinrich tung;
FIG 4 eine Schnittansicht durch ein Coil, das mit der in den FIGN 1 bis 3 gezeig ten Haspeleinrichtung hergestellt wurde; FIG 5 einen in FIG 4 markierten Ausschnitt B des in FIG 4 gezeigten Coils;
FIG 6 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung des in den FIGN 4 und 5 gezeigten Coils mittels der in den FIGN 1 bis 3 gezeigten Haspelein richtung.
FIG 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Haspeleinrichtung 10 für eine Gieß-Walz- Verbundanlage 15.
Die Haspeleinrichtung 10 weist einen drehbar um eine Coilachse 20 gelagerten Haspel dorn 25, wenigstens eine erste bis vierte Wickelwalze 30, 35, 60, 61 , wenigstens eine erste Wckelschürze 40, eine zweite Wickelschürze 65, eine Sprüheinrichtung 45, eine Bandzuführung 50 und ein Steuergerät 55 auf.
Der Haspeldorn 25 ist beispielsweise zwischen einer ersten Endstellung, in der der Has peldorn 25 in einen nicht in FIG 1 gezeigten Haspelständer eingefahren ist, und einer zweiten Endstellung, in der der Haspeldorn 25 teilweise oder vollständig aus dem Haspel ständer herausgefahren ist, entlang der Coilachse 20 verfahrbar. In FIG 1 ist der Haspel dorn 25 in der ersten Endstellung gezeigt.
Der Haspeldorn 25 ist über ein nicht dargestelltes Getriebe mit einem Antriebsmotor in ei ner Drehrichtung um die Coilachse 20 drehbar. Zusätzlich ist der Haspeldorn 25 in einer zu der Coilachse 20 senkrechten Ebene durch eine nicht dargestellte Spreizvorrichtung spreizbar. Durch das Spreizen des Haspeldorns 25 wird ein Außendurchmesser des Has- peldorns 25 vergrößert. Die Spreizvorrichtung kann beispielsweise als Keil-Spreizvorrich- tung ausgebildet sein, mit der entlang der Coilachse 20 verlaufende Längssegmente des Haspeldorns 25 nach außen spreizbar sind.
Radial außen zu dem Haspeldorn 25 sind die ersten bis vierten Wickelwalzen 30, 35, 60, 61 in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet. In der Ausführungsform sind die Wickelwalzen 30, 35, 60, 61 bezogen auf die Coilachse 20 in etwa 90° versetzt in Um fangsrichtung bezogen auf die Coilachse 20 zueinander angeordnet. Dabei ist die zweite Wickelwalze 35 entgegengesetzt zu einer Drehrichtung des Haspeldorns 25 in Umfangs richtung bezogen auf die Coilachse 20 zu der ersten Wickelwalze 30 beabstandet ange ordnet. Auf einer von der zweiten Wckelwalze 35 abgewandten Seite ist die dritte Wckel- walze 60 beabstandet zu der ersten Wickelwalze 30 angeordnet. Die vierte Wickelwalze 61 ist in Umfangsrichtung zwischen der dritten Wckelwalze 60 und der zweiten Wckel walze 35 angeordnet. Zwischen der ersten Wickelwalze 30 und der zweiten Wickelwalze 35 mündet die Bandzu führung 50. Die Bandzuführung 50 schließt sich in Umfangsrichtung direkt an die erste Wckelwalze 50 an. In Umfangsrichtung zwischen der Bandzuführung 50 und der zweiten Wckelwalze 35 ist die erste Wickelschürze 40 angeordnet. Die erste Wickelschürze 40 ist entgegen der Drehrichtung aufwärtsseitig der Bandzuführung 50 angeordnet. Die erste Wickelschürze 40 ist in Umfangsrichtung somit schmaler ausgebildet als ein Abstand zwi schen der ersten Wckelwalze 30 und der zweiten Wckelwalze 35. Die zweite Wickel schürze 65 ist jeweils zwischen den Wckelwalzen 30, 35, 60, 61 in Umfangsrichtung an geordnet und weist innenseitig jeweils eine zweite Führungsfläche 71 auf. So ist zwischen der ersten Wckelwalze 30 und der in Umfangsrichtung nächstliegenden dritten Wckel walze 60 die zweite Wckelschürze 65 angeordnet. Auch kann eine weitere zweite Wckel- schürze 65 zwischen der dritten und vierten Wickelwalze 60, 61 und der zweiten und vier ten Wckelwalze 35, 61 vorgesehen sein.
FIG 2 zeigt eine Seitenansicht mit Blickrichtung von radial innen auf die erste Wckel schürze 40.
Die erste Wckelschürze 40 weist an einer der Coilachse 20 zugewandten inneren Um fangsseite eine erste Führungsfläche 70 auf, die im Wesentlichen teilkreisförmig um die Coilachse 20 verlaufend ausgebildet ist. Die Sprüheinrichtung 45 weist eine Düsenanord nung 75 mit mehreren beispielhaft auf einer Geraden 80 angeordneten Düsen 85 auf. Die Düsen 85 sind beispielhaft in regelmäßigem Abstand zueinander auf der Geraden 80 an geordnet. Die Gerade 80 verläuft beispielsweise parallel zu der Coilachse 20. Selbstver ständlich können die Düsen 85 auch andersartig an der ersten Führungsfläche 70 ange ordnet sein. Von besonderem Vorteil ist hierbei, wenn ein Düsenende der Düse 85 in radi aler Richtung nicht über die erste Führungsfläche 70 herausragt.
FIG 3 zeigt einen in FIG 1 markierten Ausschnitt A der in FIG 1 gezeigten Haspeleinrich tung 10.
Die Sprüheinrichtung 45 weist beispielsweise einen Behälter 90, eine Fördereinheit 91 und ein steuerbares Ventil 95 auf. Das steuerbare Ventil 95 ist mittels einer ersten Daten verbindung 100 mit dem Steuergerät 55 verbunden. Die Fördereinheit 91 kann beispiels weise als elektrische Förderpumpe ausgebildet sein. Die Fördereinheit 91 ist beispiels weise mittels einer zweiten Datenverbindung 120 mit dem Steuergerät 30 datentechnisch verbunden. Das Ventil 95 ist ausgangsseitig über eine erste Fluidleitung 105 fluidisch mit der Düsena nordnung 75 verbunden. Eingangsseitig ist das Ventil 95 mit der Fördereinheit 91 mittels einer zweiten Fluidleitung 110 fluidisch verbunden. Die Fördereinheit 91 ist eingangsseitig mittels einer dritten Fluidleitung 115 mit dem Behälter 90 fluidisch verbunden.
In dem Behälter 90 kann beispielsweise ein Werkstoff oder ein Gemisch aus mehreren Werkstoffen vorzugsweise in flüssiger Form gespeichert sein. Der Werkstoff kann bei spielsweise als ein Matrixmaterial oder als ein erstes Vorprodukt für ein Matrixmaterial beispielsweise in flüssiger Form gespeichert sein. Zusätzlich kann ein Lösungsmittel in dem Behälter 90, das das Matrixmaterial löst, gespeichert sein. Der Behälter 90 kann tem perierbar sein, um beispielsweise den Werkstoff thermisch auf eine Temperatur oberhalb einer Glasübergangstemperatur zu erwärmen oder zu halten. Der Werkstoff kann bei spielsweise einen der folgenden Inhaltsstoffe aufweisen: Aluminium, Aluminiumoxid, Nat riumsilikat, anorganischen Klebstoff, 1-K- Klebstoff oder 2-K-Klebstoff, Kunststoff, thermo plastischen Kunststoff.
Das Ventil 95 weist eine Offenstellung und eine Schließstellung auf. Das Ventil 95 ist zwi schen der Offenstellung und der Schließstellung vorzugsweise stufenlos verstellbar. In der Offenstellung verbindet fluidisch das Ventil 95 die erste Fluidleitung 105 mit der zweiten Fluidleitung 110. In der Schließstellung ist die erste Fluidleitung 105 fluidisch von der zweiten Fluidleitung 110 getrennt.
FIG 4 zeigt eine Seitenansicht auf ein fertig gehaspeltes Coil 200, das mit der in den FIGN 1 bis 3 gezeigten Haspeleinrichtung 10 gehaspelt wurde.
Das Coil 200 ist aus einem metallischen Band 205 mit dünner Wandstärke gefertigt. Die Wandstärke beträgt vorzugsweise 0,8 mm bis 2 mm. Das Band 205 kann beispielsweise ein warmgewalztes Fertigwalzband, das mittels der Gieß- Walz-Verbundanlage 15 herge stellt wurde, sein. Vorzugsweise weist das Band 205 einen Stahlwerkstoff auf. Das Band 205 ist vorzugsweise durchgängig und unterbrechungsfrei zu dem Coil 200 gehaspelt.
Das Coil 200 weist im Wesentlichen eine hohlzylindrische Grundform auf und erstreckt sich entlang der Coilachse 20. Um ein Abwickeln zu vermeiden, kann mittels eines Spannmittels 210, das außenseitig auf das Coil 200 aufgebracht ist, das Abwickeln des Coils 200 verhindert werden. Das Spannmittel 210 kann beispielsweise ein Spannring sein. Das Coil 200 begrenzt innenseitig eine Coilöffnung 215, die im Wesentlichen zylinderför mig ausgebildet ist. In der Coilöffnung 215 sind keine weiteren Haltemittel angeordnet, um ein innenseitiges Abwickeln des Bands 205 zu verhindern. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass das Coil 200 besonders mittels durch die Coilöffnung 215 geführten Hebe werkzeugen (in FIG 4 nicht dargestellt) einfach angehoben und transportiert werden kann. Ferner kann durch die offene Coilöffnung 215 ein Haltedorn geführt werden, um das Coil 200 abzuwickeln.
FIG 5 zeigt einen in FIG 4 markierten Ausschnitt B des in FIG 4 gezeigten Coils 200.
Das Coil 200 weist einen ersten Coilabschnitt 220 und einen zweiten Coilabschnitt 225 auf. Der erste Coilabschnitt 220 ist radial innenseitig zu dem zweiten Coilabschnitt 225 angeordnet. Der erste Coilabschnitt 220 schließt sich in radialer Richtung außenseitig an die Coilöffnung 215 an. Der zweite Coilabschnitt 225 erstreckt sich zwischen dem ersten Coilabschnitt 220 und einer äußeren Umfangsseite 230 des Coils 200 (in FIG 4 darge stellt).
In dem ersten Coilabschnitt 220 ist das Band 205 in einer ersten Wicklung 230 um die Coilachse 20 spiralförmig geführt. Im ersten Coilabschnitt 220 kann das Coil 200 eine oder mehrere in radialer Richtung nach außen nebeneinander angeordnete erste Wicklun gen 230 des Coils 200 aufweisen. Auch kann der erste Coilabschnitt 220 auf nur im We sentlichen eine erste Wicklung 230 (wie in FIG 5 dargestellt) reduziert sein. Auf einer zur Coilöffnung 215 abgewandten Außenseite 235 des Bands 205 der ersten Wicklung 230 ist eine Verbindungsschicht 240 angeordnet. Die Verbindungsschicht 240 folgt der Außen seite 235 und erstreckt sich somit ebenso schraubenförmig um die Coilachse 20. Die Ver bindungsschicht 230 ist stoffschlüssig adhäsiv mit der Außenseite 235 des Bands 205 der ersten Wicklung 230 verbunden.
Die Verbindungsschicht 240 liegt außenseitig an einer Innenseite 245 der zweiten Wick lung 250 an. Dabei ist die Verbindungsschicht 240 beispielsweise stoffschlüssig adhäsiv mit der Innenseite 245 der zweiten Wicklung 250 verbunden.
Beispielsweise kann die Verbindungsschicht 240 im Wesentlichen vollflächig die Außen seite 235 der ersten Wicklung 230 bedecken. Auch kann die Verbindungsschicht 240 nur streifenförmig ausgebildet sein und nur einen Teilbereich der Außenseite 235 der ersten Wicklung 230 bedecken. Die Verbindungsschicht 240 ist dünnwandig und/oder folienartig ausgebildet und weist eine Wandstärke von 0,05 mm bis 0,25 mm, insbesondere 0,1 mm bis 0,15 mm auf. Die Verbindungsschicht 240 kann beispielsweise wenigstens einen der folgenden Materi alien aufweisen: Matrixmaterial mit einem thermoplastischen Kunststoff, Aluminium, Alu miniumoxid, Natriumsilikat, anorganischen Klebstoff, 1-K-Klebstoff, Kunststoff.
Zusätzlich kann die Verbindungsschicht 240 ein magnetisches Material, insbesondere ein magnetisches Partikelmaterial aufweisen. Das magnetische Material ist in dem Matrixma terial eingebettet, wobei das magnetische Material ein Magnetfeld bereitgestellt, wobei das Magnetfeld die Verbindungsschicht 240 mit der Außenseite 235 der ersten Wicklung 230 und mit der Innenseite 245 des Bands 205 der zweiten Wicklung verbindet. Das Mag netfeld verbindet über die Verbindungsschicht 240 die erste Wicklung mit der zweiten Wicklung magnetisch, wenn das Band ein ferromagnetisches Material, insbesondere Stahl aufweist. Die magnetische Kopplung hat den Vorteil, dass sie besonders leicht ge löst werden kann, aber gleichzeitig ein zuverlässiger Halt des inneren Endes 255 der ers ten Wicklung 230 des Bands 205 sichergestellt ist.
Im zweiten Coilabschnitt 225 weist das Coil 200 eine, vorzugsweise mehrere zweite Wick lungen 250 auf. Das Band 205 ist spiralförmig durchgängig in den zweiten Wicklungen 250 aufgewickelt. Im zweiten Coilabschnitt 225 sind die zweiten Wicklungen 250 derart aufgewickelt, dass zwischen den zweiten Wicklungen 250 keine Verbindungsschicht 240 vorgesehen ist, sodass die Außenseite 235 des Bands 205 der zweiten Wicklungen je weils an einer Innenseite 245 des Bands 205 der nächsten äußeren zweiten Wicklung di rekt anliegt. Durch den Verzicht auf die Verbindungsschicht 240 zwischen den zweiten Wicklungen 250 wird ein gutes Abrollen des Coils 200 sichergestellt.
Die in FIG 5 gezeigte Ausgestaltung des Coils 200 hat den Vorteil, dass die Verbindungs schicht 240 die erste Wicklung 230 mechanisch an der zweiten Wicklung 250, die radial außenseitig zu der ersten Wicklung 230 angeordnet ist, befestigt. Dadurch wird ein unge wolltes Ablösen eines inneren Endes 255 des Bandes 205 von der zweiten Wicklung 250 vermieden. Durch die mechanische Befestigung der ersten Wicklung 230 an der zweiten Wicklung 250 kann auf weitere Befestigungsmittel in der Coilöffnung 215 verzichtet wer den.
Ferner kann dadurch das Coil 200 mit einem durch die Coilöffnung 215 geführten Hebe werkzeug einfach angehoben werden. Dabei kann das Hebewerkzeug besonders einfach durch die Coilöffnung 215 geführt werden, da weitere Befestigungsmittel nicht einen Quer schnitt der Coilöffnung reduzieren. FIG 6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung des in den FIGN 4 und 5 gezeigten Coils 200 mittels der in den FIGN 1 bis 3 gezeigten Haspeleinrichtung 10.
In einem ersten Verfahrensschritt 305 wird mittels der Gieß-Walz-Verbundanlage 15 das Band 205 hergestellt. Dazu kann beispielsweise in einer Stranggießmaschine der Gieß- Walz-Verbundanlage 15 eine metallische Schmelze zu einem Dünnbrammenstrang ge gossen werden. Die metallische Schmelze erstarrt teilweise in einer Kokille der Strang gießanlage und wird aus der Kokille herausgeführt. Der Dünnbrammenstrang kann bo genförmig geführt gestützt und in eine Horizontale umgelenkt werden, sodass der Dünn brammenstrang zu einer Vorwalzstraße geführt werden kann. In der Vorwalzstraße kann der Dünnbrammenstrang zu einem Vorwalzband warmgewalzt werden. Das Vorwalzband wird über einen Induktionsofen und einen Entzunderer in eine Fertigwalzstraße geführt, wobei in der Fertigwalzstraße das Vorwalzband auf ein beispielsweise 0,8 mm bis 2 mm dünnes Band 205 gewalzt wird. Das Band 205 wird in eine Kühlstraße geführt und in der Kühlstraße auf eine Temperatur von unter 400 °C, insbesondere auf unter 200 °C, abge kühlt. Nach Durchlaufen einer Bandschneidevorrichtung wird das Band 205 in die in FIGN 1 bis 3 gezeigte Haspeleinrichtung 10 geleitet. Das Band 205 wird an einer Umlenkrolle 260 umgelenkt und über die Bandzuführung in Richtung des Haspeldorns 25 geführt.
Ferner wird in einem beispielhaften zweiten Verfahrensschritt 310 der Haspeldorn 25 in den Haspelständer eingefahren, bis er in der ersten Endposition angelangt ist. Ferner wird die Spreizvorrichtung gespreizt.
In einem dritten Verfahrensschritt 315 wird der Haspeldorn 25 durch den Antriebsmotor in Rotation in Drehrichtung versetzt. Das Band 205 tritt zwischen die erste Wickelwalze 30 und den Haspeldorn 25 ein, wobei die erste Wckelwalze 30 das Band 205 an den Has peldorn 25 anpresst. Beim Einschieben des Bands 205 zwischen den Haspeldorn 25 und die erste Wickelwalze 30 tritt das innere Ende 255 in Kontakt mit der zweiten Führungsflä che 71 der zwischen der ersten Wickelwalze 30 und der dritten Wckelwalze 60 angeord neten zweiten Wickelschürze 65. Die zweite Führungsfläche 71 der zweiten Wickel schürze 65 sorgt dafür, dass das Band 205 in Verbindung mit dem drehenden Haspeldorn 25 und der ersten Wckelwalze 30 zu der ersten Wicklung 230 gekrümmt wird. Der Has peldorn 25 wickelt dabei das Band 205 zu der ersten Wcklung 230. Die zweite bis vierte Wckelwalze 35, 60, 61 wickeln das Band 205 zu der ersten Wcklung 230 auf und drü cken das Band 205 auf den Haspeldorn 25. Das Steuergerät 55 erfasst, beispielsweise mit einer entsprechenden Sensorik, wenn das innere Ende 255 in Umfangsrichtung die zweite Wickelwalze 35 passiert und in Umfangs richtung das innere Ende 255 zwischen der ersten Wickelwalze 30 und der zweiten Wi ckelwalze 35 angeordnet ist. Bis dahin ist die erste Wcklung 230 etwa um 270° gewickelt.
In einem auf den dritten Verfahrensschritt 315 folgenden vierten Verfahrensschritt 320 fährt das Steuergerät 55 das Ventil 95 von der Schließstellung in die Offenstellung und aktiviert die Fördereinheit 91. Die Fördereinheit 91 fördert aus dem Behälter 90 den Werk stoff über die dritte Fluidleitung 115 über die zweite Fluidleitung 110 zu dem Ventil 95. Der Werkstoff wird über das Ventil 95 und die erste Fluidleitung 105 zu der Düsenanordnung 75 geführt.
Ein Druck des von der Fördereinheit 91 geförderten Werkstoffs ist an der Düsenanord nung 75 so hoch, dass der flüssige Werkstoff der Verbindungsschicht 240 in einem Sprühauftrag auf die Außenseite 235 der ersten Wicklung 230 zur Ausbildung der Verbin dungsschicht 240 aufgesprüht wird. Der Sprühauftrag erfolgt vorteilhafterweise wie in FIG 3 gezeigt zwischen der zweiten Wckelwalze 35 und der ersten Wckelwalze 30. Dadurch kann ein weiterer Kontakt der Haspeleinrichtung 10 mit dem Werkstoff vermieden werden.
Von besonderem Vorteil ist hierbei, wenn ein Beginn des Sprühauftrags durch das Steuer gerät 55 derartig mit dem Haspeln der ersten Wicklung 230 synchronisiert wird, dass der Sprühauftrag nach dem Passieren der Düsenanordnung 75 durch das innere Ende 255 des Bands 205 begonnen wird. Dadurch wird kein Werkstoff auf den Haspeldorn 25 ge sprüht. Dadurch wird eine sichere Funktion, insbesondere ein sicheres Spreizen und Ent- spreizen, des Haspeldorns 25 sichergestellt.
Durch den Sprühauftrag des Werkstoffs auf die Außenseite 235 der ersten Wcklung 230 bildet sich auf der Außenseite 235 die Verbindungsschicht 240 aus. Der Werkstoff weist eine Aushärtezeit auf, die länger ist als eine Transportzeit des aufgebrachten Werkstoffs zwischen der Düsenanordnung 75 und der ersten Wickelrolle 30.
In einem fünften Verfahrensschritt 325 tritt das innere Ende 255 des Bands 205 in Kontakt mit der Innenseite 245 des nachgeführten Bands 205 und die Haspeleinrichtung 10 be ginnt, die zweite Wicklung 250 zu wickeln. Dabei wird durch die Wckelwalzen 30, 35, 60, 61 das Band 205 beim Haspeln der zweiten
Wcklung 250 auf die noch nicht ausgehärtete Verbindungsschicht 240 gepresst. Während des Wickelns der zweiten Wicklung 250 wird die Außenseite 235 der ersten Wicklung 230 weiter mit dem Werkstoff besprüht, um die Verbindungsschicht 240 weiter auszubilden.
In einem sechsten Verfahrensschritt 330 härtet der Werkstoff zu der Verbindungsschicht 240 aus und bildet jeweils den Stoffschluss zu der Innenseite 245 und der Außenseite 235 aus. Ferner wird während des Aushärtens des Werkstoffs zu der Verbindungsschicht 240 das Band 205 weiter in der zweiten Wicklung 250 aufgewickelt. Von besonderem Vorteil ist hierbei, wenn die Aushärtezeit des Werkstoffs derart gewählt ist, dass während des Aufwickelns des Coils 200 im zweiten Coilabschnitt 225 der Werkstoff im Wesentlichen vollständig zu der Verbindungsschicht 240 aushärtet. Dadurch weist zum Abschluss des Haspelns die Verbindungsschicht 240 ihre Endfestigkeit auf.
In einem siebten Verfahrensschritt 335 erfasst das Steuergerät 55, dass über einen vor definierten Winkelbereich das Band mit dem Werkstoff besprüht ist. Das Steuergerät 55 steuert das Ventil 95 in die Schließstellung. Ferner deaktiviert das Steuergerät 55 die För dereinheit 91 , sodass der Sprühauftrag beendet wird. Das Steuergerät 55 steuert jedoch den Antriebsmotor des Haspeldorns 25 weiter derart an, dass dieser das Band 205 aufwi ckelt, bis das Aufwickeln des Coils 200 abgeschlossen ist.
In einem achten Verfahrensschritt 340 wird das Band 205 abgetrennt und das Spannmittel 210, beispielsweise der Spannring, über das fertig gewickelte Coil 200 aufgebracht.
In einem neunten Verfahrensschritt 345 wird der Haspeldorn 25 beispielsweise entspreizt und von der ersten Endposition in die zweite Endposition gefahren. Dadurch ist die Coil- öffnung 215 frei. Dadurch dass der Werkstoff seine Endfestigkeit im Wesentlichen schon erreicht hat, fixiert die Verbindungsschicht 240 zuverlässig das innere Ende 255 des Bands 205 und verhindert ein Abklappen des Bands 205 in die Coilöffnung 215. Dadurch kann nach Wickeln des Coils 200 ohne Weiteres das Hebewerkzeug durch die Coilöff nung 215 geführt werden und das Coil 200 beispielsweise von einem Schlitten oder aus der Haspeleinrichtung 10 gehoben werden.
Alternativ zu der oben beschriebenen Ausgestaltung des 1-K- Werkstoffs ist es auch mög lich, dass die Verbindungsschicht 240 aus einem Zweikomponentenwerkstoff hergestellt wird. Dazu kann beispielsweise ein weiterer Behälter und eine weitere Förderpumpe vor gesehen sein, wobei in dem Behälter 90 ein erstes Vorprodukt und in dem weiteren Be hälter ein zweites Vorprodukt gelagert werden. In einer Mischeinrichtung, die beispiels weise dem Ventil 95 nachgeordnet ist, also zwischen der Düsenanordnung 75 und dem Ventil 95 angeordnet ist, werden das erste Vorprodukt und das zweite Vorprodukt in ei nem vordefinierten Mischungsverhältnis gemischt. Alternativ ist auch denkbar, dass das erste Vorprodukt und das zweite Vorprodukt jeweils über getrennte Düsenanordnungen 75 aufgetragen werden und auf der Außenseite 235 der ersten Wicklung 230 miteinander in Kontakt treten.
Das oben beschriebene Verfahren sowie das oben beschriebene Coil 200 und die Haspe leinrichtung 10 haben den Vorteil, dass beim Hantieren mit Coils 20 per Kran bzw. in nachfolgenden Bearbeitungslinien eine hohe Betriebssicherheit sichergestellt werden kann. Ferner ist das Hantieren mit dem Coil 200 erleichtert, da keine zusätzlichen weiten Befestigungsmittel aus der Coilöffnung 215 zu entfernen sind, um das Coil 200 anheben zu können. Ferner wird eine Verletzungsgefahr mit in der Coilöffnung 215 hängendem Blechband vermieden.
Des Weiteren kann beim Abhaspeln des Coils 200 die Verbindungsschicht 240 durch ihre folienartige Ausgestaltung leicht von der ersten Wicklung 230 oder der zweiten Wicklung 250 abgezogen werden.
Aufgrund des Sprühauftrags kann eine große Fläche der ersten Wicklung 230 außenseitig mit dem Werkstoff besprüht werden, sodass auch bei einem geringen Halt der Verbin dungsschicht 240 an der Innenseite 245 bzw. der Außenseite 235 aufgrund der großen Fläche das geringe Gewicht der ersten Wicklung 230 sicher an der zweiten Wicklung 250 befestigt werden kann.
Selbstverständlich ist es auch möglich, dass die Düsenanordnung 75 an einer anderen Position, zum Beispiel in der Bandzuführung, angeordnet ist, um den Werkstoff auf das Band 205 aufzusprühen. Auch wäre es möglich, dass der Werkstoff anstatt in einem Sprühauftrag mit einer Walze aufgebracht wird.
Bezugszeichenliste
10 Haspeleinrichtung
15 Gieß-Walz-Verbundanlage 20 Coilachse
25 Haspeldorn
30 erste Wickelwalze
35 zweite Wickelwalze
40 erste Wickelschürze
45 Sprüheinrichtung
50 Bandzuführung
55 Steuergerät
60 dritte Wickelwalze
61 vierte Wickelwalze
65 zweite Wickelschürze
70 erste Führungsfläche
71 zweite Führungsfläche
75 Düsenanordnung
80 Gerade
85 Düse
90 Behälter
91 Fördereinheit
95 Ventil
100 erste Datenverbindung
105 erste Fluidleitung
110 zweite Fluidleitung
115 dritte Fluidleitung
120 zweite Datenverbindung
200 Coil
205 Band
210 Spannmittel
215 Coilöffung
220 erster Coilabschnitt
225 zweiter Coilabschnitt
230 erste Wicklung
235 Außenseite 240 Verbindungsschicht 245 Innenseite
250 zweite Wicklung 255 inneres Ende des Bands
260 Umlenkrolle
305 erster Verfahrensschritt
310 zweiter Verfahrensschritt 315 dritter Verfahrensschritt
320 vierter Verfahrensschritt
325 fünfter Verfahrensschritt
330 sechster Verfahrensschritt 335 siebter Verfahrensschritt
340 achter Verfahrensschritt
345 neunter Verfahrensschritt

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Haspeln eines metallischen Bands (205), insbesondere eines warmgewalzten Bands (205),
- wobei das Band (205) zu einem Haspeldorn (25) geführt wird und auf dem Haspeldorn (25) zu einem Coil (200) mit einer Coilöffnung (215), durch die der Haspeldorn (25) verläuft, um eine Coilachse (20) zu einer ersten Wicklung (230) eines ersten Coilabschnitts (220) gehaspelt wird und während des Has- pelns an den Haspeldorn (25) gedrückt wird,
- wobei auf eine der Coilöffnung (215) abgewandten Außenseite (235) der ers ten Wicklung (230) des Bands (205) ein Werkstoff aufgebracht wird,
- wobei das Band (205) radial außenseitig auf der ersten Wicklung (230) um die Coilachse (20) in wenigstens einer zweiten Wicklung (250) zu einem zweiten Coilabschnitt (225) gehaspelt wird,
- wobei während des Haspelns das Band (205) an den aufgebrachten Werkstoff gedrückt wird,
- wobei der Werkstoff zu einer Verbindungsschicht (240) ausgehärtet wird, die das Band (205) der ersten Wicklung (230) mit dem Band (205) der zweiten Wicklung (250) mechanisch verbindet.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
- wobei die Verbindungsschicht (240) auf das Band (205) in einem Sprühauftrag oder einem Walzauftrag aufgebracht wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
- wobei der Werkstoff zeitlich nach Beginn eines Haspelns der zweiten Wicklung (250) zu der Verbindungsschicht ausgehärtet wird,
- wobei mehrere zweite Wicklungen (250) zu dem zweiten Coilabschnitt (225) aufgehaspelt werden,
- wobei das Aushärten im Wesentlichen vor Abschluss des Haspelns des zwei ten Coilabschnitts (225) abgeschlossen ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
- wobei das Band (205) auf den ersten Coilabschnitt (220) derart in dem zweiten Coilabschnitt (225) aufgehaspelt wird, dass die zweiten Wicklungen (250) des Bands (205) im zweiten Coilabschnitt (225) direkt aneinander liegen.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei die Verbindungsschicht (240) auf das zu der ersten Wicklung (230) ge wickelte Band (205) radial außenseitig auf die erste Wicklung (230) während des Wickelns der zweiten Wicklung (250) aufgebracht wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
- wobei wenigstens einer der folgenden Werkstoffe aufgebracht wird: Aluminium, Aluminiumoxid, Natriumsilikat, anorganischer Klebstoff, 1-K- Klebstoff, 2K-Kleb- stoff, Kunststoff, thermoplastischer Kunststoff.
7. Coil (200) aus einem gewickelten Band (205),
- aufweisend einen ersten Coilabschnitt (220) und einen zweiten Coilabschnitt (225),
- wobei der erste Coilabschnitt (220) wenigstens eine um eine Coilachse (20) verlaufende erste Wicklung (230) aus dem Band (205) und der zweite Coilab schnitt (225) wenigstens eine um die Coilachse (20) verlaufende zweite Wick lung (250) aus dem Band (205) aufweist,
- wobei die zweite Wicklung (250) auf die zu der zweiten Wicklung (250) radial innenseitig angeordnete erste Wicklung (230) aufgehaspelt ist,
- wobei zwischen der ersten Wicklung (230) und der zweiten Wicklung (250) eine Verbindungsschicht (240) angeordnet ist, die mechanisch die erste Wick lung (230) mit der zweiten Wicklung (250) verbindet,
- wobei radial innenseitig die erste Wicklung (230) des Bands (205) eine Coilöff- nung (215) umschließt.
8. Coil (200) nach Anspruch 7,
- wobei das Band (205) in dem zweiten Coilabschnitt (225) in mehreren zweiten Wicklungen (250) aufgewickelt ist,
- wobei das Band (205) in den zweiten Wicklungen (250) direkt aneinander an liegt.
9. Coil (200) nach einem der Ansprüche 7 oder 8,
- wobei die Verbindungsschicht (240) wenigstens einen der folgenden Materia lien aufweist: Aluminium, Aluminiumoxid, Natriumsilikat, ausgehärteten anorga nischen Klebstoff, Kunststoff, thermoplastischen Kunststoff.
10. Coil (200) nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
- wobei das Band (205) ein ferromagnetisches Material aufweist, - wobei die Verbindungsschicht (240) wenigstens ein magnetisches Material, insbesondere ein magnetisches Partikelmaterial, aufweist,
- wobei das magnetische Material ein Magnetfeld bereitstellt
- wobei das Magnetfeld des magnetischen Materials das Band (205) der ersten Wicklung (230) magnetisch mit dem Band (205) der zweiten Wicklung (250) verbindet und/oder
- wobei die Verbindungsschicht (240) stoffschlüssig die erste Wicklung (230) mit der zweiten Wicklung (250) verbindet.
11. Haspeleinrichtung (10) zur Herstellung eines Coils (200) nach einem der Ansprü che 7 bis 10,
- aufweisend einen drehbar um eine Coilachse (20) gelagerten Haspeldorn (25), der ausgebildet ist, ein Band (205) um die Coilachse (20) aufzuhaspeln,
- wenigstens eine erste Wickelwalze (30) und eine zweite Wckelwalze (35), die jeweils ausgebildet sind, das Band (205) um den Haspeldorn (25) zu haspeln,
- wenigstens eine erste Wickelschürze (40), die ausgebildet ist, ein vorderes Ende des Bands (205) in einen Raum zwischen der ersten Wckelwalze (30) und der benachbart zu der ersten Wckelwalze (30) angeordneten zweiten Wi ckelwalze (35) zu führen,
- eine Sprüheinrichtung (45) und eine Bandzuführung (50),
- wobei die Sprüheinrichtung (45) wenigstens eine Fördereinheit (91) und eine Düsenanordnung (75) aufweist, die an einer Führungsfläche (70) der ersten Wckelschürze (40) angeordnet ist,
- wobei die Fördereinheit (91) ausgebildet ist, einen Werkstoff zu der Düsenano rdnung (75) zu fördern, und die Düsenanordnung (75) ausgebildet ist, den Werkstoff zur Herstellung der Verbindungsschicht (240) auf das Band (205) aufzutragen,
- wobei die Bandzuführung (50) in Umfangsrichtung zwischen der ersten Wckel walze (30) und der ersten Wckelschürze (40) drehrichtungsabwärtsseitig zu der ersten Wickelschürze (40) bezogen auf eine Drehrichtung des Coils (200) um die Coilachse (20) angeordnet und ausgebildet ist, das Band (205) zwi schen der ersten Wickelschürze (40) und der ersten Wckelwalze (30) zuzufüh ren.
12. Haspeleinrichtung (10) nach Anspruch 11,
- aufweisend ein Steuergerät (55),
- wobei die Sprüheinrichtung (45) wenigstens ein Ventil (95) aufweist, - wobei das Ventil (95) mit dem Steuergerät (55) datentechnisch verbunden ist und zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung verstellbar ist,
- wobei die Düsenanordnung (75) mit dem Ventil (95) fluidisch verbunden ist,
- wobei das Steuergerät (55) ausgebildet ist, beim Wickeln der ersten Wicklung (230) das Ventil (95) in die Offenstellung zu schalten,
- wobei das Steuergerät (55) ausgebildet ist, nach Abschluss des Auftrags des Werkstoffs auf die erste Wicklung (230) das Ventil (95) in die Schließstellung zu schalten.
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