DE69300180T2

DE69300180T2 - Schleifenleitvorrichtung für Reformingstation.

Info

Publication number: DE69300180T2
Application number: DE69300180T
Authority: DE
Inventors: Raymond R Starvaski
Original assignee: Morgan Construction Co
Current assignee: Siemens Industry Inc
Priority date: 1992-08-03
Filing date: 1993-07-26
Publication date: 1995-10-19
Anticipated expiration: 2013-07-27
Also published as: US5273231A; USRE35440E; AU662992B2; AU4434293A; JPH06339720A; TW242581B; AR248360A1; DE69300180D1; CA2100911A1; MX9304653A; RU2067038C1; JP2509143B2; CN1084437A; ZA935211B; CA2100911C; KR960008873B1; EP0583099B1; BR9303046A; ATE123428T1; ES2073949T3

Description

Die Erfindung betrifft ganz allgemein Umwandlungsstationen in einem Drahtwalzwerk und befaßt sich insbesondere mit einer verbesserten Vorrichtung zum Verteilen von Drahtschlaufen, wenn diese vom Abgabeende eines Kühlförderers aufgenommen und in Spulenform gesammelt werden.
Bei einer typischen Drahtwalzwerkanlage, so wie schematisch in Figur 1 dargestellt, werden Walzblöcke in einem Ofen 10 erhitzt und sodann durch aufrauhende Zwischen- und Finishing-Sektionen 12, 14 und 16 des Walzwerkes heißgewalzt. Der fertige Draht wird sodann in Wasserkästen 18 abgekühlt, bevor er durch einen Legekopf 20 in Schlaufen L abgelegt wird. Die Schlaufen werden in einer überlappenden Anordnung auf einem Kühlförderer 22 aufgenommen, wo sie einem weiteren kontrollierten Abkühlen unterworfen werden. Sodann fallen die Schlaufen aus dem Abgabeende des Förderers in eine Umwandlungsstation 24, in welcher sie zu aufrechtstehenden zylindrischen Spulen vereinigt werden. Die Spulen werden sodann kompaktiert, banderoliert und zu anderen (nicht gezeigten) Orten zwecks weiteren Behandelns oder zwecks Versands nach außen zu Kunden überführt.
Wenn die Schlaufen in die Umwandlungsstation fallen, hat ihre gegenseitige Ausrichtung eine Auswirkung auf die Gestalt und die Größe der resultierenden Spule. Läßt man die Schlaufen beispielsweise sich auf einer Seite aufstapeln, so besteht eine Wahrscheinlichkeit, daß die Spule ein Übergewicht hat und unstabil ist. Es ist deshalb wünschenswert, eine gleichmäßige Verteilung aufeinanderfolgender Schlaufen rund um den Umfang der Spule zu erzielen, wenn diese gebildet wird. Auf diese Weise nimmt die Spule eine stabilere Konfiguration an, und das nachfolgende Kompaktieren führt zu einem Anstieg der Dichte, wodurch der Raum, der von den Spulen während ihres Übergangs und ihres Speicherns eingenommen wird, minimiert wird.
US Re 26,052 beschreibt einen Versuch, eine verbesserte Schlaufenverteilung durch Anwendung eines umlaufenden Deflektorarmes zu erzielen, der sich radial einwärts gegen das Zentrum der Umwandlungskammer hin erstreckt, wobei die Innenfläche von der gegenüberliegenden Seite der Kammer um einen Abstand entfernt ist, der im wesentlichen gleich dem Durchmesser der herabfallenden Schlaufen ist. Theoretisch kann diese Anordnung so lange zufriedenstellend arbeiten, als die Schlaufen einem mehr oder weniger konstanten Fallweg folgen. Bei den tatsächlich gegebenen Betriebsbedingungen in der Walzwerksumgebung können die Schlaufen jedoch oft von einem Weg zum anderen wandern, woraus sich die Gefahr ergibt, daß sie am Arm hängenbleibt. Tritt dies auf, so stapeln sich nachfolgende Schlaufen schnell über dem Schwenkarm auf, und das Ergebnis ist ein unkontrolliertes Gewirr, das ein vollständiges Abschalten erfordert.
Der Erfindung liegt allgemein die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Schlaufenverteilung während des Spulenformvorganges zu schaffen, ohne die dem Stande der Technik eigenen Nachteile.
Eine speziellere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen umlaufenden, gekrümmten Deflektor anzugeben, der derart gestaltet ist, daß er sanftes Abfallen der Schlaufen in die Umwandlungskammer erlaubt, während er sicherstellt, daß die Schlaufen seitlich in einem geordneten Muster rund um den Umfang der Spule verschoben werden, wodurch die Spulendichte und -stabilität gefördert wird.
Diese und weitere Lösungen und Vorteile werden durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 erzielt.
Ein Führungselement mit einer gekrümmten Führungsfläche läuft kontinuierlich um eine Kreisbahn um, die den Weg der abfallenden Schlaufe umgibt. Die Führungsfläche ist im wesentlichen von der Gestalt einer Pflugschar, am besten ein Segment der Innenfläche eines umgekehrten Hohlkegels umfassend. Die obere Kante der Führungsfläche erstreckt sich rund um ein Segment ihrer kreisförmigen Bahn, wobei sich eine rückwärtige Kante von hier aus nach unten zu einem unteren Ende hin erstreckt, und sodann nach oben unter einem Winkel in Bezug auf die Hinterkante, um eine Führungskante zu schaffen, die hinter der oberen Kante an einem vorderen Ende endet. Die Führungsfläche erstreckt sich in die Bahn der abfallenden Schlaufe und ist derart angeordnet, daß sie von den abfallenden Schlaufen gleitend berührt wird. Ein erster Abstand zwischen dem oberen Ende der Führungsfläche durch das Zentrum der Umwandlungskammer zur gegenüberliegenden Kammerseite ist im wesentlichen gleich dem anderen Kammerdurchmesser und größer als ein zweiter Abstand zwischen dem unteren Ende der Führungsfläche durch das Zentrum der Umwandlungskammer zur gegenüberliegenden Kammerseite. Das Frontende der Führungsfläche befindet sich in einer Ebene, die einen vertikalen Abstand oberhalb jener des unteren Endes hat, wobei der zweite Abstand größer als der Durchmesser der Schlaufen ist. Gelangen die Schlaufen mit der umlaufenden Führungsfläche in Berührung, so werden sie sanft und gleichförmig rund um den Umfang der sich bildenden Spule verteilt.
Figur 1 ist eine schematische Ansicht eines herkömmlichen Drahtwalzwerkes.
Figur 2 ist eine Draufsicht auf eine Umwandlungsstation von jener Art- bei welcher eine Schlaufenverteilvorrichtung gemäß der Erfindung verwendet wird, in vergrößertem Maßstab.
Die Figuren 3 und 4 sind Schnittansichten jeweils gemäß der Schnittlinien 3-3 bzw. 4-4 in Figur 2.
Figur 5 ist eine schematische Darstellung, die die gekrümmte Führungsfläche der vorliegenden Erfindung als Segment der Innenfläche eines umgekehrten Hohlkegels zeigt.
Figur 6 ist eine Ansicht, die die allgemeine Position der Führungsfläche und ihrer kreisförmigen Bahn in bezug auf die Bahn der in die Umwandlungskammer fallenden Schlaufe zeigt.
Figur 7 veranschaulicht schematisch das Dimensionsverhältnis verschiedener Komponenten.
Figur 8 veranschaulicht ebenfalls schematisch die Führungswirkung der Führungsfläche.
Es soll zunächst auf die Figuren 2-4 Bezug genommen werden. Die Umwandlungsstation 24 umfaßt einen zylindrischen, stationären Behälter 26, der mit einer stehenden Zentrumsführung 28 derart zusammenarbeitet, daß eine ringförmige Spulenformkammer 30 geschaffen wird. Eine horizontale Wand 32 umgibt den Außenumfang des Behälters. Wand 32 trägt eine Konsole 34, die ihrerseits einen konischen Einlaßtrichter 36 trägt, durch welchen hindurch die Schlaufen L vom Abgabeende des Förderers 22 kommend aufgenommen werden. Eine zylindrische Buchse 38 ist zwischen dem oberen Ende des Behälters 26 und dem Boden des Einlaßtrichters 36 angeordnet. Buchse 38 weist eine sich radial nach außende erstreckende ringförmige Konsole 40 auf, die den Außenring 42a eines Wälzlagers 42 trägt, während der Innenring 42b des Wälzlagers an Wand 32 montiert ist. Außenring 42a weist Zähne 44 auf, die mit einem Ritzel 46 in Eingriff stehen, das von einer Welle 48 getragen ist, die ihrerseits von einem Getriebegehäuse 50, das an Konsole 34 befestigt ist, nach unten ragt. Ein Motor 52 innerhalb des Getriebegehäuses 50 ist an die Welle 48 angekoppelt und dient als Antrieb von Buchse 38. Die Oberkante der Buchse definiert eine Kreisbahn Pa, die die Bahn Pb der in die Ringkammer 30 fallenden Schlaufe definiert. Das Verhältnis der Kreisbahn Pa zur Bahn der herabfallenden Schlaufe ist in Figur 6 schematisch dargestellt.
Ein Führungselement 54 ist mittels einer externen Konsole 56 an einer Lippe 58 an Buchse 38 drehbar gelagert. Führungselement 54 weist eine gekrümmte Führungsfläche auf, die sich in die Bahn der herabfallenden Schlaufe hinein erstreckt. Wie man am besten aus Figur 5 erkennt, definiert die Führungsfläche 60 am besten ein Segment der Innenfläche eines umgekehrten hohlen Bezugskegels 62.
Aus Figur 4 erkennt man, daß die Führungsfläche 16 eine Oberkante 60a aufweist, die sich von einem Frontende 60b zu einem rückwärtigen Ende 60c entlang eines Segmentes der Kreisbahn Pa hin erstreckt. Eine ablaufende Kante 60d erstreckt sich vom rückwärtigen Ende 60c zu einem unteren Ende 60e nach unten. Eine Führungskante 60f erstreckt sich vom unteren Ende 60e nach oben sowie winklig in bezug auf die ablaufende Kante 60d zur Frontkante 60b. Die Neigung der Führungskante 60f ändert sich vorzugsweise bei 60g, um einen schärferen Winkelbereich nahe dem Frontende 60b zu schaffen.
Aus Figur 7 erkennt man, daß die Führungskante 60b der Führungsfläche 60 einen Abstand zur gegenüberliegenden Fläche des Behälters 26 von d&sub1; aufweist, der im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser Da der ringförmigen Umwandlungskammer 30 ist. Das untere Ende 60e der Führungsfläche 60 ist vom inneren Behälterdurchmesser um einen zweiten Abstand d&sub2; entfernt, der kleiner als d&sub1;, jedoch etwas größer als der Durchmesser der Schlaufen L ist, die von der Kammer aufgenommen werden. Es gilt vorzugsweise die Beziehung:
worin bedeuten:
Da = Außendurchmesser von Kammer 30
Db = Innendurchmesser von Kammer 30
C = Abstandskonstante
Bei dieser Anordnung fällt jede Schlaufe beim Abfallen in die Umwandlungskammer frei vom Führungsende 60b der Führungsfläche bei anfänglichem Kontakt mit der Führungsfläche hinter dem Führungsende und unterhalb der Oberkante 60a, typischerweise entlang eines Umfangssegmentes der Schlaufe, schematisch in Figur 7 angedeutet, wie auch in Figur 8 als Ls Beim Herabgleiten der Schlaufe entlang der Führungsfläche 60 und beim Umlauf der Führungsfläche in Richtung R verringert sich das Umfangssegment Ls nach und nach, so lange, bis die Schlaufe am unteren Ende 60e frei herunterfällt. Das Endergebnis besteht darin, daß die Schlaufe nach und nach sowie sanft von der Führungsfläche zur gegenüberliegenden Fläche der Behälterwand hin geschoben wird. Die Schlaufen werden durch jeweiliges Berühren entlang des Umfangssegmentes daran gehindert, über die Führungsfläche hinweg zu rollen und damit den Führungsvorgang zu beeinträchtigen. Dieser Effekt teilt sich nachfolgenden Schlaufen mit, wenn die Führungsfläche weiterhin um den Umfang des Behälters umläuft, wobe eine gleichmäßige Verteilung von Ringen in einer kontrollierten Überlappung stattfindet. Das Frontende 60b der Führungsfläche verbleibt außerhalb der herabfallenden Schlaufen, wodurch sichergestellt wird, daß die Führungskante 60f mit den Schlaufen nicht in zerstörenden Kontakt gelangt.

Claims

1. Gerät (24) zum Aufnehmen einer Reihe von Schlaufen (L), die entlang einer vertikalen Bahn (Pb) aus einer Abgabevorrichtung herabfallen, sowie zum Ansammeln der somit aufgenommenen Schlaufen in Gestalt einer ringförmigen Spule, mit einer Vorrichtung zum horizontalen Verteilen der Schlaufen bei deren Abfallen in das Gerät, wobei die Vorrichtung umfaßt:

(a) Mittel zum Definieren einer kreisförmigen Bahn (Pa), die die genannte vertikale Bahn umgibt, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß sie weiterhin umfaßt

(b) ein drehbares Führungselement (54) mit einer gekrümmten Führungsfläche (60), die eine Oberkante (60a) aufweist, die sich ihrerseits rund um ein Segment der genannten kreisförmigen Bahn von einem Frontende (60b) zu einem rückwärtigen Ende (60c) erstreckt, und mit einer ablaufenden Kante (60d), die sich von der rückwärtigen Kante (60c) zu einem unteren Ende (60e) nach unten erstreckt, und mit einer Führungskante (60f), die sich vom unteren Ende (60e) zum Frontende (60b) in Bezug auf die ablaufende Kante winklig erstreckt, wobei sich die Führungsfläche in die genannte vertikale Bahn hinein erstreckt und derart angeordnet ist, daß sie mit den herabfallenden Schlaufen in Berührung gelangt und diese horizontal ablenkt, vom genannten Segment der kreisförmigen Bahn hinweg, und

c) Mittel (50, 52) zum Antreiben des Führungselementes um die kreisförmige Bahn, um die derart abgelenkten Schlaufen rund um die Achse der anwachsenden Ringspule zu verteilen.

2. Gerät nach Anspruch 1, wobei die Kreisbahn ein oberes Ende eines zylindrischen Behälters (26) definiert, innerhalb welches die Ringspule aufgebaut wird, wobei das Frontende von der gegenüberliegenden Innenfläche des Behälters durch einen ersten Abstand getrennt ist, der annähernd gleich dem Innendurchmesser des genannten Behälters ist, und wobei das untere Ende von der gegenüberliegenden Innenfläche des Behälters um einen zweiten Abstand getrennt ist, der geringer als der erste Abstand ist.

3. Gerät nach Anspruch 2, wobei ein Führungselement (28) zentral in dem Behälter angeordnet ist, um mit diesem dahingehend zusammenzuarbeiten, daß er eine Ringkammer zum Aufnehmen der Schlaufen bildet, und wobei der zweite Abstand (d&sub2;) wie folgt bemessen ist:

wobei bedeuten:

Da = der Außendurchmesser der Kammer

Db = der Innendurchmesser der Kammer

C = eine Abstandskonstante.

4. Gerät nach Anspruch 1, wobei die Führungsfläche ein Segment der Innenfläche eines umgekehrten Hohlkegels umfaßt.