DE10142179A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Haspeln von dünnem Metallband, insbesondere von warm- oder kaltgewalztem dünnen Stahlband - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Haspeln von dünnem Metallband, insbesondere von warm- oder kaltgewalztem dünnen Stahlband

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Abstract

Mehrere Verfahren und Vorrichtungen dienen zum Haspeln von dünnem Metallband (1), insbesondere von warm- oder kaltgewalztem dünnem Stahlband, auf einen Haspeldorn (3a), der im Durchmesser verstellt wird, wobei zu Beginn die Coil-Innenwindungen (12, 18) auf den eingestellten Haspeldorn-Durchmesser gewickelt werden und nach dem Fertigwickeln des Coils (11) der Haspeldorn (3a) herausgezogen oder das Coil (11) abgezogen wird. Um das Lösen einzelner Windungen (12, 18) im Coil-Auge (15) durch Versteifen von Windungen zu verhindern, wird in einem ersten Verfahren vorgeschlagen, dass in eine oder in mehrere aneinandergrenzende Innenwindungen (12, 18) am Umfang eine oder mehrere Profilerhöhungen oder Profilvertiefungen während des Umlaufs eingedrückt werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft mehrere Verfahren und mehrere Vorrichtungen zum Haspeln von dünnem Metallband, insbesondere von warm- oder kaltgewalztem dünnen Stahlband, auf einen Haspeldorn, der im Durchmesser verstellt wird, wobei zu Beginn die Coil-Innenwindungen auf den eingestellten Haspeldorn-Durchmesser gewickelt werden und nach dem Fertigwickeln des Coils der Haspeldorn herausgezogen oder das Coil abgezogen wird.
  • Warmgewalztes dünnes Stahlband in hochwertiger Qualität wird in letzter Zeit in größeren Mengen hergestellt und nähert sich den Mengen und Dicken von kaltgewalztem Stahlband. Der Grund sind große Fortschritte der Walztechnologie von warmgewalztem Flachband. Es ist derzeit wirtschaftlich, sehr dünne Warmflachprodukte (Ultra Thin Gauges) von unter 2 mm in immer größeren Mengen zu produzieren.
  • Nachdem die Walzanlagen befähigt sind, solche dünnen Warmflachprodukte herzustellen, müssen auch die nachfolgenden Maschinen wie z. B. der Rollgang, die Bandkühlung, der Haspel, der Bundtransport u. dgl. den neuen Anforderungen gerecht werden.
  • Ein Problem während und nach dem Aufwickeln von dünnen Stahlbändern besteht darin, dass die Coil-Innenwindungen sich lösen und in sich zusammenfallen. Ein späteres Aufziehen des Coils auf einen Haspeldorn der Abwickelmaschine oder einer Weiterverarbeitungsmaschine ist nicht oder nur unter zusätzlichem Aufwand möglich. Die Coil-Innenwindungen müssen per Hand aus dem Coil-Auge herausgeschnitten werden. Diese Handarbeit reduziert die Produktivität der Anlage.
  • Es ist bekannt (US 5,705,782) eine Punktschweißmaschine, die an einer Haltevorrichtung mit Führung angeordnet ist, in das Coil-Auge einzuführen und mittels Elektroden die Schweißpunkte an der Coil-Innenwindung zu setzen.
  • Das Problem des Zusammenfallens der Innenwindung beginnt mit zunehmender Abnahme der Banddicke. Einen Einfluss üben auch Parameter, wie z. B. Werkstoff- Eigenschaften, Haspel-Temperatur und Bandbreite aus. Dabei besitzt das Metallband nicht mehr ausreichende Eigensteifigkeit und fällt aufgrund seines Eigengewichts in die Coil-Innenöffnung (Coil-Auge) hinein und verkleinert dadurch den Coil- Innendurchmesser. Das Problem tritt unmittelbar nach dem Aufwickeln und Abziehen des Coils vom Haspeldorn auf und wird durch den Weitertransport noch verstärkt bis zum Lösen mehrerer Innenwindungen. Beim Kaltwalzen und Wickeln von dünnem Stahlband wird die erwähnte Punktschweißmethode oder Heften durch Schweißen oder durch Aufwickeln auf eine Hülse angewendet.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Lösen einzelner Windungen im Coil- Auge durch Versteifen von Windungen zu verhindern.
  • Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß nach einem ersten Verfahren dadurch gelöst, dass in eine oder in mehrere aneinandergrenzende Innenwindungen am Umfang eine oder mehrere Profilerhöhungen oder Profilvertiefungen während des Umlaufs gedrückt werden.
  • Dadurch werden die ersten beiden Windungen derart versteift, dass das Bandende sich wieder selbst tragen kann und sich einzelne Windungen nicht lösen können. Dabei reicht es aus, nur etwas mehr als eine Innenwindung zu profilieren. Es ist in keinem Fall, erforderlich, mehr als 2-3 Windungen zu profilieren.
  • Vorteilhafterweise werden die Profilerhöhungen oder Profilvertiefungen über den mit Profilen versehenen, drehangetriebenen Haspeldorn eingedrückt.
  • Weiterhin kann das Eindrücken der Profile während des Wickelns des Metallbandes erfolgen.
  • Eine andere Ausgestaltung sieht vor, dass nach dem Wickeln der ersten Windung auf dem Haspeldorn ein Nachspreizen erfolgt und die Profile mit einer band- und werkstoffabhängigen Kraft in die Innenwindungen eingedrückt werden. Dadurch werden weder der bisherige Betriebsablauf noch die Gestaltung des Haspeldorns nennenswert geändert.
  • Das Verfahren kann auf Banddicken in der Größenordnung von 0,4 bis 1,8 mm vorteilhaft angewendet werden.
  • Die zugehörige Vorrichtung zum Haspeln von dünnem Metallband, insbesondere von warm- oder kaltgewalztem dünnen Stahlband, mit einem antreibbaren Haspeldorn, der mittels spreizbaren Segmenten im Durchmesser verstellbar und auf einen Wickel-Innendurchmesser und auf einen Durchmesser zum Lösen des fertigen Coils einstellbar ist, löst die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass die Segmente mit segmentförmigen Profilwülsten versehen sind. Diese Profilwülste drücken sich durch die Haspeldorn-Voreilung oder einem Nachspreizvorgang in das Metallband ein, bilden darin Rinnen, die Sicken ähnlich zu einer Versteifung der gerillten Innenwindungen führen. Die Profilwülste sind entsprechend der notwendigen plastischen Metallband-Verformung ausgelegt und brauchen beim Abziehen des Coils vom Haspeldorn keine Behinderung zu bilden. Dadurch wird keine zusätzliche Maschine benötigt, sondern dem Haspeldorn nur eine weitere Funktion übertragen. Beim Eindrücken der Rinnen findet keine Beschädigung der Bandkanten durch Schweißen oder Binden statt. Bestehende Anlagen können leicht nachgerüstet werden. Es sind nur geringe Investitionskosten erforderlich. In nachgeschalteten Anlagen brauchen keine Veränderungen vorgenommen zu werden.
  • In Ausgestaltung dieser Vorrichtung ist vorgesehen, dass die segmentförmigen Profilwülste austauschbar sind und an das Metallband in Breite und Höhe anpassbar sind.
  • Dabei können nach einem weiteren Vorteil die Breite und die Höhe der Profilwülste in Abhängigkeit der Banddicke und der Werkstoff-Eigenschaften festlegbar sein.
  • Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß nach einem zweiten Verfahren dadurch gelöst, dass die Innenwindungen des Coils während oder unmittelbar nach dem Abziehen des Coils vom Haspeldorn im Coil-Auge über den Umfang mechanisch gestützt werden. Dadurch werden die Innenwindungen ebenfalls vor dem Zusammenfallen bewahrt.
  • Die Innenwindungen werden in Anlage zu den weiteren mittleren Windungen gehalten, indem das Stützen der Innenwindungen durch radiales Spreizen von Stützelementen von der Mittelachse aus erfolgt.
  • Nach einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Stützen der Innenwindungen sich überschneidend mit dem Abziehen des Coils vom Haspeldorn vorgenommen wird.
  • Weitere Vorteile ergeben sich dadurch, dass die Stützelemente während des Coil- Transports und der Abkühlphase bis hin zum Abwickeln des Coils in ihrer Stützstellung gehalten werden.
  • Die zugehörige Vorrichtung zum Haspeln von dünnem Metallband, insbesondere von warm- oder kaltgewalztem Stahlband, mit einem antreibbaren Haspeldorn, der mittels spreizbaren Segmenten im Durchmesser verstellbar und auf einen Wickel-Innendurchmesser und auf einen Durchmesser zum Lösen des fertigen Coils einstellbar ist, löst die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass ein in das freie Coil- Auge einführbarer Spreizadapter vorgesehen ist, der an einem Halter mit Führung befestigt ist. Nach dem Aufwickeln des Coils öffnet sich das Dornstützlager, der Bundwagen transportiert das Coil aus dem Haspel und schiebt es über die Vorrichtung mit Spreizadapter in eine Warteposition. Die Vorrichtung mit dem Spreizadapter dreht nun die losen Windungen in entgegengesetzter Wickelrichtung zurück bis die Windungen wieder aneinander anliegen. Hierzu spreizt der Spreizadapter während dem Drehvorgang. Danach presst sich der Spreizadapter gegen die Innenwindungen, ohne diese zu beschädigen und es erfolgt eine Trennung von dem Halter und dem Spreizadapter. Der Spreizadapter bleibt in dem Coil und wird erst später in einer Nachfolgestation entfernt. Das Zusammenfallen der Innenwindungen wird somit vermieden. Das Zurückdrehen und Fixieren kann auch schon während des Transportvorganges des Coils vom Haspeldorn erfolgen, wodurch Zeit gespart wird.
  • Für die notwendigen Bewegungen ist nach einer Ausgestaltung vorteilhaft, dass der Spreizadapter mit Anschlüssen für Medien, Energie und Steuermitteln versehen ist.
  • Eine Weiterbildung sieht vor, dass der Spreizadapter drehbar in dem Halter gelagert ist. Der Spreizadapter kann nach der vorstehenden Beschreibung in dem Coil-Auge fixiert werden, ohne das Zurückdrehen der losen Innenwindungen auszulösen. Die Vorrichtung mit dem Spreizadapter kann somit wahlweise mit oder ohne Drehvorrichtung ausgeführt werden.
  • Gemäß einer weiteren Handhabungsweise ist der Spreizadapter in einer Nachfolgestation zur Behandlung des Coils entfernbar.
  • Weitere Merkmale der Spreizvorrichtung ergeben sich daraus, dass der Spreizadapter mehrere über den Umfang verteilte Stützelemente aufweist. Es kann auch ein einfacher Mechanismus vorgesehen werden, um den Spreizadapter vom Halter zu trennen oder zu verriegeln.
  • Andere Merkmale des Spreizadapters sind, dass der Spreizadapter in dem Coil-Auge in Betriebsstellung mechanisch verriegelbar ist.
  • Ein Vorteil stellt außerdem dar, dass der Spreizadapter in Serie herstellbar und jedem Coil zuteilbar ist. Der Spreizadapter kann in der Nachfolgestation aus dem Coil entfernt werden. Das Entfernen kann manuell oder maschinell erfolgen. Der Spreizadapter wird danach zur Wiederverwendung zurückgeführt. Der Spreizadapter wird als einfache, leichte und handhabbare Ausführung konstruiert, damit zur Bestückung einer großen Anzahl Coils eine Serienfertigung wirtschaftlich ist. Auch beim System mit Spreizadapter erfolgen keine Beschädigung der Bandkanten durch Schweißen. Es ist eine Nachrüstung in bestehende Anlagen möglich.
  • Eine Variante stellt außerdem dar, dass als Halter für den Spreizadapter der drehantreibbare Haspeldorn dient.
  • Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß gemäß einem dritten Verfahren gelöst, indem zumindest die erste Innenwindung mit der zweiten Innenwindung durch Eingeben von Kleber, Füllmittel, Metallstücke, Haftmittel o. dgl. in einen Winkelraum zwischen die Innenwindungen flächig miteinander verbunden wird. Dadurch wird ein Halten zwischen der ersten und der zweiten Innenwindung geschaffen, die ebenfalls eine Versteifung der Innenwindungen bewirkt.
  • In Ausgestaltung eines solchen Verbindungs- oder Füge-Systems ist vorgesehen, dass der Kleber in den Winkelraum zwischen der ersten und der zweiten Innenwindung eingesprüht wird.
  • Eine andere Variante besteht darin, dass ein drahtförmiger Körper in den Winkelraum zwischen der ersten und der zweiten Innenwandung als Füllmittel zur Bildung eines Formschlusses eingespielt wird.
  • Eine dritte Variante ergibt sich dadurch, dass einzelne Metallkörper in den Winkelraum zwischen der ersten und der zweiten Innenwindung zur Bildung des Formschlusses eingegeben werden.
  • Schließlich wird eine vierte Variante dadurch geschaffen, dass ein Haftmittel in den Winkelraum zwischen der ersten und der zweiten Innenwindung aufgetragen wird.
  • Die zugehörige Vorrichtung zum Haspeln von dünnem Metallband, insbesondere von warm- oder kaltgewalztem dünnen Stahlband, mit einem antreibbaren Haspeldorn, der mittels spreizbaren Segmenten im Durchmesser verstellbar und auf einen Wikkel-Innendurchmesser und auf einen Durchmesser zum Lösen des fertigen Coils einstelbar ist, löst die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass eine Einstreu- oder eine Einsprüh- oder Einspritz-Einrichtung vorgesehen ist, die jeweils an einen Vorratsbehälter für Klebemittel, Füllmittel, Metallkörper, Haftmittel o. dgl. angeschlossen ist. Es sind somit nicht aufwändige Maschinen sondern nur eine einfache Vorrichtung zum Zuführen von Stoffen oder Körper erforderlich, um die gewünschte Wirkung zu erzielen. Beim Einbringen von Klebemittel oder Haftmittel ist nur eine kurze Zeit erforderlich, um die beiden Innenwindungen zu verbinden. Weiterhin erfolgt keine Beschädigung der Bandkanten durch Schweißen. Die Vorrichtung kann in bestehenden Anlagen leicht nachgerüstet werden. An nachfolgenden Behandlungsstationen sind keine Veränderungen erforderlich. An Weiterbearbeitungsmaschinen reißt die geschaffene Verbindung auch selbständig auf.
  • Vorteile ergeben sich auch dadurch, dass die Einstreu- oder die Einsprüh- oder Einspritz-Einrichtung zeitlich genau über eine rechnergesteuerte Steuerung betätigbar ist.
  • Eine Weiterbildung ist dahingehend gestaltet, dass an die Einsprüh- oder die Einspritz-Einrichtung eine Düse zum gezielten Eingeben von Klebe- oder Haftmittel angeschlossen ist.
  • Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein viertes Verfahren dadurch gelöst, dass bei einer Coil-Wickelrichtung im Uhrzeigersinn der Bandanfang in einem Winkelbereich innerhalb der 7-10 Uhr-Stellung und bei umgekehrter Coil-Wickelrichtung der Bandanfang in einem Winkelbereich innerhalb der 2-5 Uhr-Stellung im Coil-Auge positioniert und danach das Coil vom Haspeldorn abgezogen wird. Dabei bewirkt die Gewichtskraft FG des Bandendes zum einen ein Andrücken (Normalkraft FN) des Bandendes an die nächste Innenwindung, wodurch das Zusammenfallen verhindert wird, und zum anderen die Reibkraft FR, die das Lösen oder das Gleiten der Innenwindung auf der zweiten Innenwindung verhindert.
  • Vorteilhaft ist dabei, dass auch das Bandende in einem Winkelbereich kleiner 270° positioniert wird.
  • Ein ausgestaltender Schritt ist dadurch gegeben, dass die Position des jeweiligen Bandanfangs durch Integrieren der Umfangsgeschwindigkeit einer von zwei Treiberrollen der Haspelvorrichtung oder dem Mittelwert der Treiberrollen-Umfangsgeschwindigkeit bestimmt wird. Dadurch werden lediglich steuerungstechnische Maßnahmen innerhalb der Antriebssteuerung und deren Programmen notwendig, so dass der Aufwand noch geringer wird.
  • Eine andere Ausgestaltung sieht vor, dass die Position des Bandanfangs durch Integrieren eines Geschwindigkeitssignals über ein Geschwindigkeitsmessgerät zwischen einer Walzeinrichtung und dem Haspel bestimmt wird.
  • Eine andere Maßnahme, die Lage des Bandendes und/oder der Bandspitze zu bestimmen, wird dadurch geschaffen, dass die Oberflächengeschwindigkeiten des Haspeldornes und der inneren Fläche des Coils verglichen werden und bei Übereinstimmung innerhalb eines vorgegebenen Fehlerbereichs die Position des Bandanfangs auf dem Haspeldorn gespeichert und während des weiteren Wickelns die Position des Dorns verfolgt wird.
  • Die gekennzeichnete Oberflächengeschwindigkeit kann z. B. dahingehend ermittelt werden, dass die Oberflächengeschwindigkeit der inneren Fläche des Coils aus dem zur Integration benutzten Geschwindigkeitssignal und einem momentan äußeren und momentan inneren Durchmesser des entstehenden Coils bestimmt wird.
  • Weitere Hilfsmaßnahmen ergeben sich daraus, dass eine Position des Haspeldorns bestimmt wird, indem ein fester Impuls von einem am Haspeldorn oder Dornantrieb angeordneten Drehzahlgeber ausgewertet und zwischen zwei Impulsen die Drehzahl des Haspeldorn-Antriebs integriert wird.
  • Ein weiterer Mess-Schritt zur Festlegung von Bandende und Bandanfang ist dadurch gegeben, dass nach dem Speichern der Bandspitzen-Position die Umfangsgeschwindigkeiten des Haspeldorns und der Coil-Innenfläche wiederholt verglichen werden und dass bei festgestellten Abweichungen der tatsächliche wirksame Durchmesser der Treiberrollen des Haspels korrigiert wird.
  • In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die nachfolgend näher erläutert werden.
  • Es zeigen:
  • Fig. 1 eine Seitenansicht einer kompletten Haspelvorrichtung mit Transport- Rollgang,
  • Fig. 2 ein fertiges Coil in perspektivischer Ansicht,
  • Fig. 3 einen perspektivischen Schnitt durch das Coil mit der Einzelheit "A" einer vergrößerten Innenwindung,
  • Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Haspeldorns,
  • Fig. 5 ein perspektivisch aufgeschnittenes Coil mit eingesetztem Spreizadapter,
  • Fig. 6 die erste Innenwindung eines Coils, das auf einem Haspeldorn aufgewickelt wird,
  • Fig. 7 ein perspektivisch dargestelltes Coil, dessen Bandende und Bandanfang durch Steuerungsmaßnahmen positioniert werden und
  • Fig. 8 einen Signalflussplan zur Positionierung des Bandanfangs.
  • Gemäß Fig. 1 wird dünnes Metallband 1, insbesondere dünnes Stahlband, auf einem Rollgang 2 in einer Haspelstation 3 auf einen Haspeldorn 3a gewickelt, wobei das Metallband 1 über ein Treiberrollenpaar 4 und Führungen 5 und 6 mittels Umlenkschalen 7 geformt und aufgewickelt wird. Dabei sind die Umlenkschalen 7 und Andrückrollen 8 mittels Anstellzylindern 9, die Positionsgeber 10 aufweisen, gesteuert anstellbar.
  • Am Ende entsteht das Coil 11 gemäß Fig. 2. In der Haspelstation 3, die z. B. einer Warmbreitband-Walzstraße angeschlossen ist, wird das Coil 11 auf den Haspeldorn 3a in der Weise gebildet, dass das mit Walzgeschwindigkeit einlaufende (warme) Metallband 1 über die Andrückrollen 8 und die Umlenkrollen 7 um den Haspeldorn 3a gewickelt wird, wobei das Metallband 1 mittels hydraulisch über die Anstellzylinder 9 und die Positionsgeber 10 herumgeführt wird, so dass eine erste Innenwindung 12 mit einem Bandanfang 13 geformt wird. Der Durchmesser des Haspeldorns 3a ist üblicherweise über vier am Umfang des Haspeldornes 3a angebrachte bewegliche Segmente 3b einstellbar.
  • Der Haspeldorn besitzt einen maximalen und einen minimalen Durchmesser, der mit mechanischen Anschlägen voreingestellt wird. Die Anwickelphase beginnt mit einem mittleren Durchmesser, d. h. aus dieser Stellung der Segmente 3b kann zum einen ein Nachspreizen zwecks schnellen Aufbaus des Reibschlusses zwischen dem Haspeldorn 3b und dem Metallband 1 erfolgen, zum anderen kann der Haspeldorn 3a entspreizt werden zum Abziehen des Coils 11 vom Haspeldorn 3a.
  • In der Anwickelphase drehen sich die Andrückrollen 8 und der Haspeldorn 3a mit höherer Geschwindigkeit (sog. Voreilung) als das einlaufende Metallband 1. Die erste Innenwindung 12 wird um den vorgespreizten Haspeldorn 3a gelegt und beginnt sich auf dem Haspeldorn 3a festzuziehen. Die erste Innenwindung 12 neigt dazu, mit dem Bandanfang 13 unter den Innendurchmesser 14 des Coil-Auges 15 einzufallen.
  • Dieses Einfallen soll nunmehr beseitigt werden. Nach einem ersten Verfahren wird wie folgt vorgegangen: Die Nachspreizphase setzt ein und die Segmente 3b werden mit einer vom Metallband 1 und seinem Werkstoff abhängigen Kraft in die erste Innenwindung 12 hineingedrückt.
  • Hierzu sind (Fig. 3 und 4) auf den Segmenten 3b des Haspeldornes 3a jeweils Profilwülste 16 angebracht, die segmentförmig umlaufende Erhöhungen bilden. Mit der Voreilung oder dem Nachspreizvorgang drücken sich die Profilwülste 16 mit Profilrinnen 17 (Fig. 3) in das Metallband 1 ein. Dabei kann sich eine Profilrinne 17 bis in die zweite Innenwindung 18 einprägen, wie in der vergrößerten Einzelheit A der Fig. 3 sichtbar ist. Dadurch geben sich die Innenwindungen 12 und 18 zusammen steifer und verhindern die zu Fig. 2 gezeigten Tendenzen des Zusammenfallens.
  • Die segmentförmigen Profilwülste 17 können austauschbar gestaltet sein und in Breite und Höhe variieren, d. h. jeweils dem Metallband 1 angepasst werden. Für die Anpassung sind außer der Banddicke die Werkstoff-Eigenschaften des Metallbandes 1 maßgebend.
  • Nach einem zweiten Verfahren (Fig. 5) werden die Innenwindungen 12, 18 während oder unmittelbar nach dem Abziehen des Coils 11 vom Haspeldorn 3a im Coil-Auge 15 über den Umfang mechanisch gestützt. Das Stützen der Innenwindungen 12 und 18 erfolgt durch radiales Spreizen von Stützelementen 19 von der Mittelachse aus.
  • Das Stützen der Innenwindungen 12 und 18 kann sich überschneidend mit dem Abziehen des Coils 11 vom Haspeldorne 3a vorgenommen werden. Die Stützelemente 19 können während des Coil-Transports und der Abkühlphase von (warmem) Metallband 1 bis hin zum Abwickeln des Coils 11 in ihrer gezeichneten Stützstellung gehalten werden.
  • Die Stützelemente 19 sind Bestandteil eines in das freie Coil-Auge 15 eingeführten Spreizadapters 20, der an einem (nicht näher dargestellten) Halter mit einer Führung 21 befestigt ist. Der Spreizadapter 20 ist mit Anschlüssen 22 für Medien, Energie und Steuermitteln versehen. Der Spreizadapter 20 ist außerdem, wie durch Pfeile 23 angedeutet, drehbar und braucht erst in einer Nachfolgestation zur Behandlung des Coils 11 entfernt zu werden. Die Stützelemente 19 können in einer oder mehreren Radialebenen des Spreizadapters 20 vorgesehen werden.
  • In der in Fig. 5 gezeigten Betriebsstellung 24 ist der Spreizadapter 20 in dem Coil- Auge 15 verriegelbar. Der Spreizadapter 20 wird in Serie hergestellt und jedem Coil 11 zugeteilt. Als Halter für den Spreizadapter 20 kann auch der drehangetriebene Haspeldorn 3a dienen.
  • Ein drittes Verfahren (Fig. 6) besteht darin, dass zumindest die erste Innenwindung 12 und die zweite Innenwindung 18 durch Eingeben von Kleber, Füllmittel, Metallkörper und/oder Haftmittel 25 o. dgl. in einen Winkelraum 26 zwischen die Innenwindungen 12 und 18 flächig miteinander verbunden wird. Der Kleber 25 wird vorzugsweise in den Winkelraum 26 zwischen der ersten und der zweiten Innenwindung 12, 18 eingesprüht. Analog dazu kann ein drahtförmiger Körper in den Winkelraum 26 zwischen die erste Innenwindung 12 und die zweite Innenwindung 18 als Füllmittel zur Bildung eines Formschlusses eingebracht werden. Analog hierzu können einzelne Metallkörper in den Winkelraum 26 zur Bildung des Formschlusses eingegeben werden. Ebenfalls kann ein Haftmittel in den Winkelraum 26 zwischen die Innenwindungen 12 und 18 eingebracht werden. Die vorstehend genannten Verfahrensschritte können mittels einer Einstreu-, Einsprüh- oder einer Einspritz-Einrichtung 27 mit einem Vorratsbehälter 28 ausgeführt werden.
  • Ein viertes Verfahren (Fig. 7) sieht vor, dass bei einer Coil-Wickelrichtung im Uhrzeigersinn der Bandanfang 13 in einem Winkelbereich innerhalb der 7-10 Uhr-Stellung und bei umgekehrter Coil-Wickelrichtung der Bandanfang 13 in einem Winkelbereich innerhalb der 2-5 Uhr-Stellung im Coil-Auge 15 positioniert und danach das Coil 11 vom Haspeldorn 3a abgezogen wird. Auch das Bandende 29 am Außendurchmesser 30 wird in einem Winkelbereich kleiner 270° positioniert.
  • Die Position der jeweiligen Bandspitze wird über die Treiberrollen 8 oder den Mittelwert der Treiberrollen-Umfangsgeschwindigkeiten, über ein Geschwindigkeitssignal eines Messgerätes, über die Oberflächengeschwindigkeiten des Haspeldorns 3a und der inneren Coil-Fläche des Coil-Auges 15, aus dem Coil-Außendurchmesser 30, einem Drehzahlgeber und Korrekturwerten bestimmt.
  • Die Gewichtskraft FG (in der vergrößerten Einzelheit-Darstellung B) des Bandanfangs 13 bewirkt zum einen ein Andrücken (durch die Normalkraft FN) des Bandanfangs 13 an die nächste Wicklung, um das Zusammenfallen zu verhindern, und zum anderen die Reibkraft FR, die das Lösen oder das Gleiten der ersten Innenwindung 12 auf der zweiten Innenwindung 18 verhindert.
  • In Fig. 8 ist ein entsprechender Signalflussplan zur Positionierung des Bandanfangs 13 dargestellt. Das Metallband 1 wird durch den Treiberunterrollen-Motor 31 und den Treiberoberrollen-Motor 32 angetrieben und ein Haspeldorn-Motor 33 treibt den Haspeldorn 3a an. Die Position des Bandanfangs 13 wird durch Abspeichern und Integrieren eines Geschwindigkeitssignals über ein Geschwindigkeitsmessgerät 34 zwischen einer Walzeinrichtung und der Haspelstation 3 in der Drehzahl n1 bestimmt. Die Oberflächengeschwindigkeit der inneren Fläche des Coils 11 wird aus dem zur Integration benutzten Geschwindigkeitssignal eines einem momentan äußeren und momentan inneren Durchmessers des entstehenden Coils 11 bestimmt. Hierzu wird der Dornspreizgrad über die Geschwindigkeiten des Coils 11 und des Haspeldorns 3a (Vdorn) berechnet und in Abhängigkeit des Haspeldorn-Durchmessers dDorn bestimmt. Aus dem Bandanfang 13, einem Haspeldorn-Lageregler 35 und einem Haspeldorn-Drehzahlregler 36 wird der Dornspreizgrad n2 gemessen. Aus dem Haspeldorn-Lageregler 35 und dem Haspeldorn-Drehzahlregler 36 erfolgt die Berechnung des Haspeldorn-Motors 33 über einen Haspeldorn-Stromregler 37. Bezugszeichenliste 1 Metallband
    2 Rollgang
    3 Haspelstation
    3a Haspeldorn
    3b Segment
    4 Treiberrollenpaar
    5 Führung
    6 Führung
    7 Umlenkschale
    8 Andrückrolle
    9 Anstellzylinder
    10 Positionsgeber
    11 Coil
    12 erste Innenwindung
    13 Bandanfang
    14 Innendurchmesser
    15 Coil-Auge
    16 Profilwülste
    17 Profilrinne
    18 zweite Innenwindung
    19 Stützelemente
    20 Spreizadapter
    21 Führung
    22 Anschlüsse
    23 Pfeile für Drehung
    24 Betriebsstellung
    25 Kleber, Füllmittel usw.
    26 Winkelraum
    27 Einstreu-, Einsprüh-, Einspritz-Einrichtung
    28 Vorratsbehälter
    29 Bandende
    30 Außendurchmesser des Coils
    31 Treiberunterrollen-Motor
    32 Treiberoberrollen-Motor
    33 Haspeldorn-Motor
    34 Geschwindigkeitsmessgerät
    35 Haspeldorn-Lageregler
    36 Haspeldorn-Drehzahlregler
    37 Haspeldorn-Stromregler
    n1 Drehzahl
    n2 Dornspreizgrad

Claims (36)

1. Verfahren zum Haspeln von dünnem Metallband, insbesondere von warm- oder kaltgewalztem dünnem Stahlband, auf einen Haspeldorn, der im Durchmesser verstellt wird, wobei zu Beginn die Coil-Innenwindungen auf den eingestellten Haspeldorn-Durchmesser gewickelt werden und nach dem Fertigwickeln des Coils der Haspeldorn herausgezogen oder das Coil abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass in eine oder in mehrere aneinandergrenzende Innenwindungen am Umfang eine oder mehrere Profilerhöhungen oder Profilvertiefungen während des Umlaufs gedrückt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilerhöhungen oder die Profilvertiefungen über den mit Profilen versehenen, drehangetriebenen Haspeldorn eingedrückt werden.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Eindrücken der Profile während des Wickelns des Metallbandes erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Wickeln der ersten Windung auf dem Haspeldorn ein Nachspreizen erfolgt und die Profile mit einer band- und werkstoffabhängigen Kraft in die Innenwindungen eingedrückt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Banddicken in der Größenordnung von 0,4 bis 1,8 mm verarbeitet werden.
6. Vorrichtung zum Haspeln von dünnem Metallband, insbesondere von warm- oder kaltgewalztem dünnen Stahlband, mit einem antreibbaren Haspeldorn, der mittels spreizbaren Segmenten im Durchmesser verstellbar und auf einen Wickel-Innendurchmesser und auf einen Durchmesser zum Lösen des fertigen Coils einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (3b) mit segmentförmigen Profilwülsten (16) versehen sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die segmentförmigen Profilwülste (16) austauschbar sind und an das Metallband (1) in Breite und Höhe anpassbar sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass Breite und Höhe der Profilwülste (16) in Abhängigkeit der Banddicke und der Werkstoff-Eigenschaften festlegbar sind.
9. Verfahren zum Haspeln von dünnem Metallband, insbesondere von warm- oder kaltgewalztem dünnen Stahlband, auf einen Haspeldorn, der im Durchmesser verstellt wird, wobei zu Beginn die Coil-Innenwindungen auf den eingestellten Haspeldorn-Durchmesser gewickelt werden und nach dem Fertigwickeln des Coils der Haspeldorn herausgezogen oder das Coil abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwindungen des Coils während oder unmittelbar nach dem Abziehen des Coils vom Haspeldorn im Coil-Auge über den Umfang mechanisch gestützt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützen der Innenwindungen durch radiales Spreizen von Stützelementen von einer Mittelachse aus erfolgt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützen der Innenwindungen sich überschneidend mit dem Abziehen des Coils vom Haspeldorn vorgenommen wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente während des Coil-Transports und der Abkühlphase bis hin zum Abwickeln des Coils in ihrer Stützstellung gehalten werden.
13. Vorrichtung zum Haspeln von dünnem Metallband, insbesondere von warm- oder kaltgewalztem Stahlband, mit einem antreibbaren Haspeldorn, der mittels spreizbaren Segmenten im Durchmesser verstellbar und auf einen Wickel- Innendurchmesser und auf einen Durchmesser zum Lösen des fertigen Coils einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein in das freie Coil-Auge (15) einführbarer Spreizadapter (20) vorgesehen ist, der an einem Halter mit Führung befestigt ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Spreizadapter (20) mit Anschlüssen (22) für Medien, Energie und Steuermitteln versehen ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Spreizadapter (20) drehbar in dem Halter gelagert ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Spreizadapter (20) in einer Nachfolgestation zur Behandlung des Coils (11) entfernbar ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Spreizadapter (20) mehrere über den Umfang verteilte Stützelemente (19) aufweist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Spreizadapter (20) in dem Coil-Auge (15) in Betriebsstellung (24) mechanisch verriegelbar ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Spreizadapter (20) in Serie herstellbar und jedem Coil (11) zuteilbar ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass als Halter für den Spreizadapter (20) der drehantreibbare Haspeldorn (3a) dient.
21. Verfahren zum Haspeln von dünnem Metallband, insbesondere von warm- oder kaltgewalztem dünnem Stahlband, auf einen Haspeldorn, der im Durchmesser verstellt wird, wobei zu Beginn die Coil-Innenwindungen auf den eingestellten Haspeldorndurchmesser gewickelt werden und nach dem Fertigwickeln des Coils der Haspeldorn herausgezogen oder das Coil abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die erste Innenwindung mit der zweiten Innenwindung durch Eingeben von Kleber, Füllmittel, Metallstücke, Haftmittel o. dgl. in einen Winkelraum zwischen die Innenwindungen flächig miteinander verbunden wird.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Kleber in den Winkelraum zwischen der ersten und der zweiten Innenwindung eingesprüht wird.
23. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass ein drahtförmiger Körper in den Winkelraum zwischen der ersten und der zweiten Innenwindung als Füllmittel zur Bildung eines Formschlusses eingespielt wird.
24. Verfahren nach Anspruch 21 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Metallkörper in den Winkelraum zwischen der ersten und der zweiten Innenwindung zur Bildung des Formschlusses eingegeben werden.
25. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass ein Haftmittel in den Winkelraum zwischen der ersten und der zweiten Innenwindung aufgetragen wird.
26. Vorrichtung zum Haspeln von dünnem Metallband, insbesondere von warm- oder kaltgewalztem dünnen Stahlband, mit einem antreibbaren Haspeldorn, der mittels spreizbaren Segmenten im Durchmesser verstellbar und auf einen Wickel-Innendurchmesser und auf einen Durchmesser zum Lösen des fertigen Coils einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einstreu- oder eine Einsprüh- oder eine Einspritz-Einrichtung (27) vorgesehen ist, die jeweils an einen Vorratsbehälter (28) für Klebemittel, Füllmittel, Metallkörper, Haftmittel (25) o. dgl. angeschlossen ist.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstreu- oder die Einsprüh- oder die Einspritz-Einrichtung (27) zeitlich genau über eine rechnergesteuerte Steuerung betätigbar ist.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass an die Einsprüh- oder die Einspritz-Einrichtung (27) eine Düse zum gezielten Eingeben von Klebe- oder Haftmittel (25) angeschlossen ist.
29. Verfahren zum Haspeln von dünnem Metallband, insbesondere von warm- oder kaltgewalztem dünnen Stahlband, auf einen Haspeldorn, der im Durchmesser verstellt wird, wobei zu Beginn des Coil-Innenwindungen auf den eingestellten Haspeldorndurchmesser gewickelt werden und nach dem Fertigwickeln des Coils der Haspeldorn herausgezogen oder das Coil abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Coil-Wickelrichtung im Uhrzeigersinn der Bandanfang in einem Winkelbereich innerhalb der 7-10 Uhr-Stellung und bei umgekehrter Coil- Wickelrichtung der Bandanfang in einem Winkelbereich innerhalb der 2-5 Uhr- Stellung im Coil-Auge positioniert und danach das Coil vom Haspeldorn abgezogen wird.
30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass auch das Bandende in einem Winkelbereich kleiner 270° positioniert wird.
31. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des jeweiligen Bandanfangs durch Integrieren der Umfangsgeschwindigkeit einer von zwei Treiberrollen der Haspelvorrichtung oder dem Mittelwert der Treiberrollen-Umfangsgeschwindigkeiten bestimmt wird.
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Bandanfangs durch Integrieren eines Geschwindigkeitssignals über ein Geschwindigkeitsmessgerät zwischen einer Walzeinrichtung und dem Haspel bestimmt wird.
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächengeschwindigkeiten des Haspeldorns und der inneren Fläche des Coils verglichen werden und bei Übereinstimmung innerhalb eines vorgegebenen Fehlerbereichs die Position des Bandanfangs auf dem Haspeldorn gespeichert und während des weiteren Wickelns die Position des Dorns verfolgt wird.
34. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächengeschwindigkeit der inneren Fläche des Coils aus dem zur Integration benutzten Geschwindigkeitssignal und einem momentan äußeren und momentan inneren Durchmesser des entstehenden Coils bestimmt wird.
35. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass eine Position des Haspeldorns bestimmt wird, indem ein fester Impuls von einem am Haspeldorn oder Dornantrieb angeordneten Drehzahlgeber ausgewertet und zwischen zwei Impulsen die Drehzahl des Haspeldorn- Antriebs integriert wird.
36. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Speichern der Bandspitzen-Position die Umfangsgeschwindigkeiten des Haspeldorns und der Coil-Innenfläche wiederholt verglichen werden und dass bei festgestellten Abweichungen der tatsächliche wirksame Durchmesser der Treiberrollen des Haspels korrigiert wird.
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