-
Die Erfindung betrifft einen Wendehaspel mit einem Rotor, an welchem wenigstens ein mit einem Drehantrieb versehener Haspeldorn zum Aufwickeln von Band zu einem Coil exzentrisch zu einer Drehachse des Rotors angeordnet ist, mit wenigstens einer angetriebenen Dornstützeinrichtung, umfassend eine Dornstütze, welche einen Lagerkopf zur Unterstützung des freien Endes des wenigstens einen Haspeldorns aufweist.
-
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Aufwickeln von Bändern, insbesondere von Metallbändern zu einem Coil, insbesondere unter Verwendung des erfindungsgemäßen Wendehaspels.
-
Gattungsgemäße Haspel sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Diese werden beispielsweise sowohl Kalt- als auch in Warmbandwalzwerken zum Aufwickeln des Warmbandes verwendet.
-
Ein gewalztes Metallband kann beispielsweise nach dem Walzen auf einen Haspeldorn oder auf eine auf den Haspeldorn aufgesteckte Wickelhülse aufgewickelt und später wieder abgewickelt werden. Zur Realisierung kürzester Wickelbundfolgen, speziell im sogenannten Kontibetrieb werden Wendehaspel verwendet, die wenigstens zwei Haspeldorne aufweisen und bei denen die Positionen der Haspeldorne während eines Haspelvorgangs verändert wird. Die Haspeldorne sind jeweils angetrieben und auf einem Rotor gelagert. Zu Beginn eines Aufwickelvorgangs wird der Rotor des Haspels so gedreht, dass ein noch leerer Haspeldorn in einer Anwickelposition positioniert wird. In dieser Position wird dann das Band auf dem Haspeldorn angewickelt. Unter dem Begriff „Anwickeln“ wird für gewöhnlich verstanden, dass zunächst ein bis drei Windungen des Bandes auf dem Haspeldorn aufgewickelt werden. Nach dem erfolgten Anwickeln wird für das weitere Aufwickeln eine Zugspannung (Bandzug) in dem Band aufgebaut. Während des weiteren Aufwickelns wird der Haspeldorn aus der Anwickelposition in eine fertige Wickelposition gedreht. Dort erfolgt das Fertigwickeln des Bandes zu einem Coil bzw. zu einem Bund. Das Coil kann nach der Fertigstellung aus der Fertigwickelposition herausgenommen und weitertransportiert werden.
-
Bei einem Wendehaspel sind die Haspeldorne einseitig, d. h. an einem antriebsseitigen Ende fest gelagert. Beim Haspeln eines Metallbandes ist jedoch eine beiderseitige Abstützung des Haspeldorns und eine dadurch bedingte symmetrische Biegelinie des Haspeldorns wichtig, um einen stabilen Bandlauf beim Haspeln sicherzustellen und um die Wickelgenauigkeit des Bandes auf dem Haspeldorn zu verbessern.
-
Aus der
WO 2018/041673 A1 ist eine Abstützvorrichtung für einen Wendehaspel zum Haspeln eines Metallbandes bekannt, die wenigstens eine in einen Stützkontakt mit einem freien Endabschnitt eines Haspeldorns bringbare Abstützeinheit aufweist. Die Abstützeinheit ist auf einer Schiene geführt, die vor dem Haspel angeordnet ist und die mit einem eigenen Antrieb der Kreisbahn des Haspeldorns folgt. Die Führungsschiene vor dem Haspel verbaut den bedienungsseitigen Bereich vor dem Haspel. Darüber hinaus ist die komplette Ausführung verhältnismäßig schwer und aufwändig.
-
Aus der
EP 1 886 951 A1 ist eine Wickelmaschine zum Aufwickeln einer durch Längsschnitte einer in Streifen unterteilten Materialbahn, insbesondere einer Papierbahn, Kunststoff- oder Metallfolie bekannt. Die Wickelmaschine umfasst zwei sich quer über die Maschinenbreite erstreckende Wickelwellen, die zum Bewegen von einer Wickelposition zu einer Entladeposition und zurück an einer Maschinenseite in einer schwenkbaren Wendeeinrichtung gelagert sind. An der zu der Wendeeinrichtung entgegengesetzten Maschinenseite ist eine Stützvorrichtung mit einem Stützelement angeordnet, das mittels eines Antriebs vertikal bewegbar ist und dessen Ende eine Wickelwelle auf dem Weg von der Wickelposition in die Entladeposition unterstützt. Das Stützelement ist als motorisch ausfahrbare Stütze ausgebildet, die als Schwinge in einem Drehgelenk gelagert ist. Das Stützelement ist so von einer Wickelposition in eine Entladeposition schwenkbar, wobei das Schwenken mittels eines Aktuators erfolgt, sodass die Schwenkbewegung eine Kreisbahn beschreibt, die der Kreisbahn der Wendeeinrichtung entspricht. Bei der in der
EP 1 886 951 A1 beschriebenen Wickelmaschine ist ein Wickelvorgang während der Bewegung der Wendeeinrichtung unter Bandzug nicht vorgesehen. Vielmehr ist vorgesehen, den Wickelvorgang in der Wickelposition durchzuführen und danach die betreffende Wickelrolle in die Entladeposition zu drehen.
-
Insbesondere beim Wickeln von Metallbändern aus Walzwerken sind verhältnismäßig hohe Bundgewichte zu handhaben. Der Haspeldorn hat bereits ein sehr hohes Eigengewicht. Deshalb hängt sein freies Ende gegenüber seinem rotorseitigen Ende dann bereits durch, wenn er nicht mit einem Metallband gewickelt ist. Unter der Last des aufgewickelten Metallbandes verstärkt sich die einseitige Verformung. Hinzu kommt die Wirkung des Bandzuges des unter Zugkraft aufgewickelt Metallbandes. Das Durchhängen oder Herabhängen des freien Endes des Haspeldorns ist insbesondere deshalb nachteilig, weil die Wickelgenauigkeit des Bandes beeinträchtigt wird. Diese Wickelungenauigkeit hat darüber hinaus negative Auswirkungen auf die Planheit des Bandes.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen bekannten Wendehaspel dahingehend weiterzubilden, dass die Durchbiegung des freien Endes des Haspeldorns während des gesamten Wickelvorgangs zuverlässig verringert wird. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein entsprechendes Verfahren bereitzustellen.
-
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens ergeben sich aus den auf Anspruch 7 zurückbezogenen Verfahrensansprüchen.
-
Erfindungsgemäß ist ein Wendehaspel mit einem Rotor vorgesehen, an welchem wenigstens ein mit einem Drehantrieb versehener Haspeldorn zum Aufwickeln von Band zu einem Coil exzentrisch zu einer Drehachse des Rotors angeordnet ist, mit wenigstens einer angetriebenen Dornstützeinrichtung, umfassend eine Dornstütze, welche einen Lagerkopf zur Unterstützung eines freien Endes des wenigstens einen Haspeldorns aufweist, wobei der Lagerkopf entsprechend einer veränderlichen Position des Haspeldorns mit dem Haspeldorn bei einer Überführung des Haspeldorns von einer Anwickelposition in eine Fertigwickelposition bewegbar ist, wobei die Dornstütze als eine erste Kolben-Zylinder-Anordnung ausgebildet ist und die Dornstütze schwenkbar über ein Dornstützenlager auf einem tangential zu einer Kreisbahn des Haspeldorns verfahrbaren Schlitten abgestützt ist, und wobei die Neigung der Dornstütze und die Position des Lagerkopfs so verstellbar sind, dass die Dornstütze entsprechend oder parallel zu einer resultierenden Kraft aus Gewichtskraft des Coils und Zugkraft auf das Band ausgerichtet ist.
-
Die Position des Lagerkopfs ist vorzugsweise bezogen auf die Drehachse des Rotors radial verstellbar.
-
Die Erfindung kann dahingehend zusammengefasst werden, dass erfindungsgemäß eine Dornstützeinrichtung mit einem mitfahrenden Dornstützenlager bereitgestellt wird, welches das freie Ende des Haspeldorns in einer Anwickelposition und während der Überführung des Haspeldorns von der Anwickelposition in die Fertigwickelposition unterstützt, wobei sich der Lagerkopf der Dornstützeinrichtung sowohl während des Anwickelns als auch zeitweise während des Fertigwickelns mit dem freien Ende des Haspeldorns in Eingriff befinden kann und zwar so, dass in verhältnismäßig einfacher Art und Weise die Dornstütze nicht nur der zunehmenden Gewichtskraft sondern auch der Bandzugkraft entgenwirkt. Erfindungsgemäß lässt sich das Dornstützenlager so verstellen, dass zu jeder Kombination aus Bandzug und Bundgewicht auch während des Wickelvorgangs eine Einstellung wählbar ist, die eine entsprechende Unterstützung des Haspeldorns ermöglicht. Die Dornstütze wird während des Betriebs des Wendehaspels so verstellt, dass optimal Einfluss auf die Verbiegung des Haspeldorns genommen werden kann. Die Unterstützung des Haspeldorns erfolgt idealerweise immer, auch während des Umlaufs, etwa in Richtung der resultierenden Kraft aus Bandzug und Gewichtskraft des Bundes bzw. des Coils. Das hat insbesondere den Vorteil, dass in das System keine Kippmomente übertragen werden, die zusätzlich aufgefangen werden müssten.
-
„Mitfahrend“ im Sinne der Erfindung meint, dass die Dornstütze während der Drehung des Rotors der dabei vollzogenen Kreisbewegung des Haspeldorns und des darauf aufgewickelten Bundes folgt.
-
Vorzugsweise umfasst der Wendehaspel gemäß der Erfindung zusätzlich ein stationäres Außenlager, welches in der Fertigwickelposition gegen den Haspeldorn geschwenkt wird. Sowohl der Lagerkopf der Dornstützeinrichtung als auch ein entsprechend ausgebildeter Lagerkopf eines stationären Außenlagers sind so ausgebildet, dass sie jeweils an einem anderen Umfangsabschnitt des Haspeldorns auf derselben Länge des Haspeldorns angreifen können. Dadurch ist es möglich, den Haspeldorn in der Fertigwickelposition mit dem stationären Außenlager in Eingriff zu bringen und sodann die Dornstützeinrichtung zurück in die Ausgangsposition zu verfahren.
-
Der Wendehaspel gemäß der Erfindung umfasst vorzugsweise zwei jeweils einseitig auf dem Rotor drehbeweglich gelagerte Haspeldorne, die einander diametral gegenüberliegend angeordnet sind.
-
Vorzugsweise ist die Dornstütze über eine auf dem Schlitten befestigte Stelleinrichtung in der Neigung verstellbar. Über den Schlitten lässt sich in Kombination mit der in der Neigung und Länge verstellbaren Dornstütze besonders einfach eine Neigungsverstellung durch Überlagerung einer Rotationsbewegung und einer Linearbewegung bewerkstelligen.
-
Vorzugsweise ist als Stelleinrichtung für die Verstellbarkeit der Neigung der Dornstütze eine zweite Kolben-Zylinder-Anordnung vorgesehen. Sowohl die erste als auch die zweite Kolben-Zylinder-Anordnung ist vorzugsweise als Hydraulikzylinder ausgebildet, deren Kraft verhältnismäßig einfach und fein regelbar ist. Beide Kolben-Zylinder-Anordnungen können sowohl mit Sensoren für die Kraftmessung als auch mit Sensoren für die Wegaufnahme versehen sein.
-
Alternativ kann die Neigungsverstellung für die Dornstütze mittels eines hydraulischen oder elektrischen Drehantriebs bewerkstelligt werden.
-
Bevorzugt ist der Schlitten über eine dritte Kolben-Zylinder-Anordnung tangential zu Drehachse des Rotors verschiebbar.
-
Bei einer ebenen Aufstellung des Wendehaspels gemäß der Erfindung kann der Schlitten bezogen auf die Aufstellungsebene horizontal verfahrbar bzw. verschiebbar sein. Alternativ kann der Schlitten beispielsweise auf einem Zahnstock mittels eines Zahntriebs verstellbar sein.
-
Zweckmäßigerweise ist eine Steuerung vorgesehen, mit welcher die Dornstützeinrichtung so angesteuert wird, dass die Dornstütze während des Aufwickelvorgangs einer Kreisbahn des Dorns wenigstens über einen Teilkreisabschnitt folgt.
-
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren zum Aufwickeln von Bändern, insbesondere von Metallbändern zu einem Coil oder Bund, mittels eines Wendehaspels mit einem Rotor, an welchem wenigstens ein mit einem Drehantrieb versehener Haspeldorn zum Aufwickeln von Band exzentrisch zu einer Drehachse des Rotors angeordnet ist, mit wenigstens einer angetriebenen Dornstützeinrichtung, umfassend eine Dornstütze, welche einen Lagerkopf zur Unterstützung eines freien Endes des wenigstens einen Haspeldorns aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
- drehen des Rotors zum Überführen des zunächst leeren Haspeldorns in eine Anwickelposition, unterfangen eines freien Endes des Haspeldorns mit dem Lagerkopf der Dornstütze, anheben des freien Endes des Haspeldorns mit der Dornstütze, anwickeln des Bandes in der Anwickelposition, drehen des Rotors zum Überführen des Haspeldorns mit dem angewickelten Coil in eine Fertigwickelposition, wobei die Dornstütze während einer Drehung des Rotors von der Anwickelposition in die Fertigwickelposition so nachgeführt wird, dass der Lagerkopf mit dem freien Ende der Dornstütze lastaufnehmend in Eingriff bleibt, unterfangen des Haspeldorns mittels eines stationären Außenlagers und fertigwickeln des Bandes, wobei ein Verstellen der Neigung der Dornstütze vor und/oder während des Anwickelns und/oder während der Überführung des Haspeldorns in die Fertigwickelposition so erfolgt, dass der Winkel zwischen der Dornstütze und einer Lotrechten dem Winkel zwischen einer resultierenden Kraft aus einer Bandzugkraft und Gewichtskraft des Coils entspricht.
-
Zweckmäßigerweise erfolgt die Verstellung der Neigung der Dornstütze während der Drehung des Rotors von der Anwickelposition in die Fertigwickelposition.
-
Bevorzugt wird die Nachführbewegung der Dornstütze wenigstens teilweise durch eine Überlagerung einer Linearbewegung der Dornstützeinrichtung mit einer Schwenkbewegung der Dornstütze vollzogen. Wenn die erste, zweite und dritte Kolben-Zylinder - Anordnung des Wendehaspels gemäß der Erfindung jeweils mit Weggebern versehen sind, können die Zylinder so gesteuert werden, dass sie der Kreisbahn des Haspeldorns folgen.
-
Bei einer vorteilhaften Variante des Verfahrens gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass das freie Ende des Haspeldorns in Abhängigkeit der Gewichtskraft des Coils und/oder des Bandzuges abgestützt wird. Dabei kann die Lastaufnahme der Dornstütze in Eingriff mit dem freien Ende des Haspeldorns gemessen werden, wobei die Stützkraft der Dornstütze so geregelt wird, dass dessen durch Gewichtskraft und Bandzug verursachte Absenkung kompensiert wird. Hierzu ist die erste Kolben-Zylinder-Anordnung bevorzugt kraftgeregelt, sodass das freie Ende des Haspeldorns immer mit der optimalen Stützkraft angehoben wird.
-
Die Erfassung der Neigung der ersten Kolben-Zylinder-Anordnung kann mittels Wegmessung in Zylinder oder direkter Winkelmessung erfolgen.
-
Eine Regelung der Neigungsverstellung der ersten Kolben-Zylinder-Anordnung kann in Abhängigkeit einer in einen Winkel zur Stützkraft der Dornstütze einwirkenden Kraft erfolgen. Wird die Dornstütze nur in ihrer Längsrichtung belastet, wirkt keine Querkraft und mithin kein Moment auf die Dornstütze. Die Regelung kann vorsehen, dass die Neigung der Dornstütze so verstellt wird, dass die auf diese in einem Winkel zur Stützrichtung einwirkende Kraft minimal ist.
-
Nach einer Variante der Regelung von Position und Neigung der Dornstütze kann vorgesehen sein, eine reine Positionsregelung vorzusehen.
-
Alternativ hierzu kann die Regelung von Position und Neigung der Dornstütze überwiegend als Kraftregelung erfolgen.
-
Unabhängig davon, ob die Regelung als Kraftregelung oder Positionsregelung erfolgt, kann die Soll-Neigung und die Soll-Lage der Dornstütze von einem Drehgeber am Rotor vorgegeben werden. Die Regelungen kann alternativ in Abhängigkeit der Lage des Haspeldorns erfolgen.
-
Bei einer Variante des Verfahrens gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die auf die Dornstütze wirkende Stützkraft als Eingangsgröße eines Stellglieds in einem Regelkreis verwendet wird.
-
Zusätzlich kann die auf die Dornstütze einwirkende Stützkraft als Eingangsgröße eines Stellglieds in einem Regelkreis verwendet werden, der zur Regelung der Planheit des Bandes dient.
-
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Wendehaspels gemäß der Erfindung,
- 2 eine vergrößerte Detailansicht II aus 1, in welche die auf den Haspeldorn einwirkenden Kräfte dargestellt sind,
- 3 ein Regelschema, in dem die Durchbiegung des Haspeldorns als Stellglied in einer eigenen Regelung dargestellt ist und
- 4 ein Regelschema in dem die Durchbiegung des Haspeldorns als Stellglied einer Planheitsegelung für das Band dargestellt ist.
-
Die 1 zeigt in stark vereinfachter und schematisierter Darstellung einen Wendehaspel 1. Der Wendehaspel umfasst einen Rotor 2, der beispielsweise als rotierende Scheibe ausgebildet sein kann, an welcher zwei Haspeldorne 3 exzentrisch zu einer Drehachse D des Rotors 2 befestigt sind. Die beiden Haspeldorne 3 erstrecken sich senkrecht zur Ebene des Rotors 2 und sind jeweils drehbar angetrieben.
-
Der Wendehaspel 1 umfasst eine Dornstützeinrichtung 4 mit einer Dornstütze 5, an deren freien Ende sich ein gabelförmig ausgebildeter Lagerkopf 6 befindet. Die Dornstütze 5 ist Teil einer ersten Kolben-Zylinder-Anordnung 7 die hydraulisch längs verstellbar ist. In der dargestellten Stellung des Rotors 2 befindet sich der untere Haspeldorn 3 in der Anwickelposition A und der obere Haspeldorn 3 ist in der Fertigwickelposition F dargestellt. Der in der Anwickelposition A befindliche Haspeldorn 3 ist leer. Weiterhin ist in der Zeichnung die unterstützte Stellung des in Betrieb befindlichen Haspeldorns 3' als Zwischenposition Z von einer Anwickelposition A in die Fertigwickelposition F dargestellt. Der in der Zwischenposition Z dargestellte Coil 8' ist bereits angewickelt. Der in der Fertigwickelposition F befindliche Haspeldorn 3 ist mit einem fertig gewickelten Coil 8 bestückt, wobei der Coil 8 in der Fertigwickelposition F als gestrichelte Linie angedeutet ist. Die Zwischenposition Z zeigt eine beliebige Position des Haspeldorns 3 mit einem beliebig stark aufgewickelten Band 9 bei seiner Überführung von der Anwickelposition A in die Fertigwickelposition F. Die Zwischenposition Z ist keine diskrete Stellung des Rotors 2.
-
Die Dornstütze 5 ist mittels einer zweiten Kolben-Zylinder-Anordnung 10 in ihrer Neigung verstellbar. Die Dornstütze 5 ist über ein Dornstützenlager 11 auf einem horizontal und auf einem ebenen Auflager 12 verfahrbaren Schlitten 13 gelagert. Der Schlitten 13 ist wiederum mittels einer dritten Kolben-Zylinder Anordnung 14 angetrieben bzw. verfahrbar. Durch eine Überlagerungsbewegung des tangential zu der Drehachse D des Rotors 2 verfahrbaren Schlittens 13 und der über die zweite Kolben-Zylinder Anordnung 10 bewirkten Winkelverstellung der Dornstütze 5, die wiederum als in der Länge verstellbare erste Kolben-Zylinder Anordnung 7 ausgebildet ist, kann der Lagerkopf 6 der Dornstütze 5 in Eingriff mit dem in Betrieb befindlichen Haspeldorn 3 der Kreisbahn des exzentrisch auf dem Rotor 2 gelagerten Haspeldorns von der Anwickelposition A über die Zwischenposition Z in die Fertigwickelposition F folgen, wobei, wie bereits vorstehend angemerkt, die Zwischenposition Z nur aus Gründen der Anschaulichkeit eingezeichnet ist. Diese Zwischenposition Z ist keine diskrete Stellung des Rotors 2.
-
In der Anwickelposition A wird zunächst der Haspeldorn 3 angehoben, sodann wird das Band 9 auf den Haspeldorn 3 aufgewickelt. Nach etwa ein bis drei Wicklungen wird die Drehbewegung des Rotors 2 in Gang gesetzt. Der Rotor 2 dreht den in Betrieb befindlichen Haspeldorn 3 während dieser das Band 9 weiter aufgewickelt in die Fertigwickelposition F. In der Fertigwickelposition F wird ein stationäres Außenlager gegen den Haspeldorn 3 geschwenkt, sodass dieses den Haspeldorn 3 untergreift. Das stationäre Außenlager ist in den Zeichnungen nicht dargestellt. Der Lagerkopf 6 der Dornstütze 5 ist gabelförmig ausgebildet und untergreift den Haspeldorn nur auf einen Teilkreisabschnitt seines Umfangs. Ein Lagerkopf des stationären Außenlagers ist entsprechend ausgebildet und untergreift den Haspeldorn 3 ebenfalls nur auf einem Teilkreisumfang, derart, dass zunächst in der Fertigwickelposition F der Haspeldorn 3 auf demselben Längenabschnitt sowohl von dem Lagerkopf des stationären Außenlagers als auch von dem Lagerkopf 6 der Dornstütze 5 untergriffen werden. Sobald der Haspeldorn auf dem stationären Außenlager abgestützt ist, wird der Lagerkopf 6 der Dornstütze 5 mit dem Haspeldorn 3 außer Eingriff gebracht, sodass die Dornstützeinrichtung in ihre Ausgangsposition zurückgefahren werden kann.
-
Die erste, zweite und dritte Kolben-Zylinder-Anordnung 7, 10 und 13 ist jeweils mit Kraft- und/oder Wegsensoren versehen. Alternativ oder zusätzlich kann die erste Kolben - Zylinder - Anordnung 7 mit einem Winkelmesser/Neigungsmesser/Neigungssensor versehen sein.
-
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, die Dornstütze 5, die bereits in der Anwickelposition A mit dem freien Ende des Haspeldorns 3 in Eingriff gebracht wird, in Unterstützung des in Betrieb befindlichen Haspeldorns 3 mit einer entsprechenden Drehung des Rotors 2 mitzufahren bzw. nachzufahren. Zunächst hebt die Dornstütze 5 den leeren Haspeldorn 3 in der Anwickelposition A bereits so an, dass eine nicht wünschenswerte Durchbiegung bzw. Verbiegung kompensiert wird.
-
Zur Regelung von Position und Neigung der Dornstütze 5 sind verschiedene Varianten möglich.
-
Dabei werden beispielsweise die Neigung und die Position der Dornstütze 5 von einem nicht dargestellten Drehgeber am Rotor 2 als Sollwerte vorgegeben. Alternativ hierzu ist es möglich, die Soll - Neigung und die Soll -Position der Dornstütze 5 in Abhängigkeit der Lage des in Betrieb befindlichen Haspeldorns 3 vorzugeben. Alternativ oder zusätzlich kann die Soll-Neigung und die Soll-Position der Dornstütze 5 von einer Planheitsmessung des Bandes 9 vorgegeben werden.
-
Über eine Steuerung wird die entsprechende Soll - Position und Soll - Neigung der Dornstütze 5 angefahren. Der Neigungswinkel der Dornstütze 5 kann beispielsweise über eine Wegmessung im Zylinder der ersten Kolben-Zylinder-Anordnung 7 oder über eine Winkelmesseinrichtung erfasst werden.
-
Es kann eine reine Positionsregelung für die erste, zweite und dritte Kolben-Zylinder-Anordnung 7, 10, 14 vorgesehen sein. Die Kräfte aller Zylinder können mittels Kraftsensoren erfasst werden und mit den errechneten bzw. vorgegebenen Positionswerten verglichen werden. Alternativ ist es möglich, die erste und die zweite Kolben-Zylinder-Anordnung 7, 10 kraftgeregelt einzustellen, wohingegen die dritte Kolben--Zylinder Anordnung 14 über eine wegabhängige Regelung verfahren wird.
-
Die Kreisbahn der Haspeldorne 3, die diese mit dem Rotor 2 vollziehen, auf dem sie exzentrisch zur Drehachse D gelagert sind, ist mit dem Buchstaben K gekennzeichnet. Die Neigung der Dornstütze 5 wird während des Betriebs des unterstützten Haltedorns 3 so eingestellt, dass der Winkel zwischen der betreffenden Dornstütze 3 und einer Lotrechten weitestgehend dem Winkel zwischen einer resultierenden Kraft R aus einer Bandzugkraft BZ und der Gewichtskraft G des Coils 8, 8'entspricht. Eine grafische Kräftezerlegung der resultierenden Kraft R aus der Bandzugkraft BZ und der Gewichtskraft G des Coils 8,8' ist in 2 dargestellt.
-
Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird, wie eingangs bereits erwähnt, der zu bestückende Haspeldorn 3 zunächst in die Anwickelposition A verbracht. In dieser Anwickelposition A wird das freie Ende des Haspeldorns 3 von der entsprechend verfahrenen Dornstütze 5 mit dem gabelförmig ausgebildeten Lagerkopf 6 unterfangen bzw. untergriffen. Sodann hebt die Dornstütze 6 den Haspeldorn 3 in eine Lage an, in der einer durch Biegung bzw. Verbiegung des Haspeldorns 3 weitestgehend entgegengewirkt wird. In der Anwickelposition A werden zunächst zwei bis drei Windungen des Bandes 9 auf den Haspeldorn 3 aufgewickelt. Sodann wird der Rotor 2 des Wendehaspels 1 gemäß der Darstellung in 1 und 2 gegen den Uhrzeigersinn so gedreht, dass eine Zugspannung in dem Band 9 aufgebaut wird. Nach dem Anwickeln des Coils 8 wird über eine Drehung des Rotors 2 unter Beibehaltung der Bandzugkraft BZ der betreffende Haspeldorn 3 in die Fertigwickelposition F überführt. Bedingt durch den Wickelvorgang nimmt das Gewicht des Coils 8 stetig zu, der Winkel der resultierenden R aus Bandzugkraft BZ und Gewichtskraft G des Coils 8 ändert sich stetig. Die Stützkraft S der Dornstütze 5 wird beispielsweise mittels einer Regelung und Steuerung stets so angepasst, dass einer Durchbiegung der Dornstütze 3 jederzeit entsprechend entgegengewirkt wird. Wie vorstehend erwähnt ist die Regelung der Stützkraft S der Dornstütze 5 nur eine von mehreren Varianten zur Regelung der Position und Neigung der Dornstütze 5. Während der Drehbewegung des Rotors 2 werden die Neigung der Dornstütze 5 und die horizontale Lage des Schlittens 13 so eingestellt bzw. vorgegeben, dass die Neigung der Dornstütze 5 und mithin die Wirkungsrichtung der Stützkraft S immer im Wesentlichen entgegengesetzt der resultierenden R aus Bandzugkraft BZ und Gewichtskraft G des Coils 8 ausgerichtet ist. Die Dornstütze 5 ist also immer parallel zur Wirkrichtung der resultierenden R aus Bandzugkraft BZ und Gewichtskraft G ausgerichtet. Wie dies aus 2 zu entnehmen ist, entspricht der Winkel α zwischen R und einer Lotrechten immer dem Winkel β zwischen S und einer Lotrechten.
-
Die Kraftregelung der Dornstütze 5 kann beispielsweise derart erfolgen, dass die Stützkraft S über den Zylinderdruck der ersten Kolben-Zylinder-Anordnung ermittelt wird. Alle Zylinder bzw. Kolben-Zylinder Anordnungen 7, 10, und 13 sind mit Wegaufnehmen versehen, mit denen die Position und Neigung der Dornstütze zuverlässig erfasst werden können.
-
3 zeigt eine Regelschema, in dem die Position des Haspeldorns 3 und die Durchbiegung des Haspeldorns 3 als Stellglied 15 in einem Regelkreis mit einem Regler 16 verwendet werden. Die Positionen der jeweiligen Zylinder bzw. Kolben-Zylinder-Anordnung 7, 10, 13 sowie die über den Zylinderdruck der ersten Kolben-Zylinder-Anordnungen 7 sowie die Daten eines Positionssensors 17 zur Erfassung der Position des Haspeldorns 3 werden in dem Regler 16 zur Steuerung von Neigung und Position der Dornstütze 5 verarbeitet.
-
4 zeigt ein Regelschema, in welchem die Durchbiegung des Haspeldorns 3 als Stellglied 15' einer Regelung für die Planheit des Bandanfangs verwendet wird. Mit dem Bezugszeichen 18 ist ein Gerüst eines Walzwerks mit bezeichnet, über das die Planheit des Bandes 9 beeinflussbar ist. Der Regelkreis umfasst eine Planheitsmessung 19 des Bandes 9, deren Messwerte zusammen mit den Werten aus dem Stellglied 15' in einem Planheitsregler 20 verarbeitet werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Wendehaspel
- 2
- Rotor
- 3, 3'
- Haspeldorne
- 4
- Dornstützeinrichtung
- 5
- Dornstütze
- 6
- Lagerkopf
- 7
- erste Kolben-Zylinder-Anordnung
- 8, 8'
- Coil
- 9
- Band
- 10
- zweite Kolben-Zylinder-Anordnung
- 11
- Dornstützenlager
- 12
- Auflager
- 13
- Schlitten
- 14
- dritte Kolben-Zylinder-Anordnung
- 15
- Stellglied
- 16
- Regler
- 17
- Positionssensor
- 18
- Gerüst
- 19
- Planheitsmessung
- 20
- Planheitsregler
- A
- Anwickelposition
- F
- Fertigwickelposition
- Z
- Zwischenposition
- BZ
- Bandzugkraft
- G
- Gewichtskraft des Coils
- D
- Drehachse des Rotors
- K
- Kreisbahn Haspeldorne
- S
- Stützkraft
- α
- Winkel
- β
- Winkel
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- WO 2018/041673 A1 [0006]
- EP 1886951 A1 [0007]
