Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Handhaben eines Metallbandes. Die Vorrichtung umfasst insbesondere eine Haspeleinrichtung zum Aufwickeln des Metallbandes zu einem Coil und einen Bundausfahrwagen zum Übernehmen des Coils von der Haspeleinrichtung.
Im Stand der Technik sind zahlreiche Druckschriften bekannt, welche sich allgemein dem Thema der Handhabung von aufgewickelten Metallbändern widmen.
So ist aus der Deutschen Offenlegungsschrift
In der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung
Die Deutsche Offenlegungsschrift
Weiter entfernt liegende Druckschriften zum Gegenstand der Erfindung sind zum Beispiel:
Die Europäische Patentschrift
Die Druckschrift
Die Druckschrift
Aus der Druckschrift
In dem Dokument: DATABASE WPI Thomson Scientific, GB; AN 1976-57488X &
Die Erfindung geht von folgendem nächstliegenden Stand der Technik aus:
Bei der Produktion von Warmbändern, dass heißt warmgewalzten Metallbändern, auf Warmbandhaspeln werden die fertigen Coils am Ende des Wickelprozesses mit einem Bundausfahrwagen aus der Haspeleinrichtung gefördert. Dazu fahren die Bundausfahrwagen unter das Coil, wenn dieses in der Haspeleinrichtung auf dem Haspeldorn fertig aufgewickelt ist. Die typischerweise zwei Auflager des Bundausfahrwagens werden dann angehoben und von unten gegen das Coil auf dem Haspeldorn so angestellt, dass das Coil dann auf den beiden Auflagern aufliegt, nachdem der Haspeldorn entspreizt und/oder aus dem Auge des Coil zurückgezogen wurde. Der Bundausfahrwagen hat dabei zunächst die Aufgabe, das Ende des Metallbandes zu sichern, indem das Coil auf den beiden Auflagern so gedreht wird, dass das Bandende von dem Gewicht des Coils gegen die Auflager gedrückt wird. Nach einer derartigen Ablage des Coils auf dem Bundaus-fahrwagen wird das Coil mit Hilfe des Bundauftragswagens zu einer Coil-Bindeeinrichtung verbracht.
Ein Trend bei konventionellen Warmbändern besteht in der Produktion von Metallbändern mit besonders hoher Festigkeit und Banddicke. Diese werden zur Herstellung von Röhrenstählen eingesetzt sowie für Verschleißoberflächen mit extremer Festigkeit. Werden diese Materialien aufgewickelt, so verbleibt in dem Coil eine Restspannung, welche das Ende des Metallbandes wieder öffnen will. Diese Tendenz steigt mit größerer Festigkeit und größerer Banddicke und tritt besonders bei kleinen Coils mit geringem Gewicht und geringem Durchmesser auf. Typische kleine Bunddurchmesser liegen bei 1000 mm bis 2300 mm.
Bei derartigen besonderen Coils mit hoher interner Restspannung reicht das Coilgewicht oftmals nicht aus, um das Ende des Metallbandes bzw. das Coil auf den beiden Auflagern des Bundausfahrwagens zu sichern. Es besteht vielmehr die Gefahr, dass das Coil nicht mehr sicher von dem Haspeldorn gezogen und zur Abbindestation verbracht werden kann. Das Coil kann am Haspeldorn hängen bleiben, sich selbst von dem Bundausfahrwagen heben oder aufspringen.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Handhaben eines Metallbandes dahingehend weiterzubilden, dass die Handhabung des Metallbandes, insbesondere eines Metallbandes mit hoher Restspannung, bei der Übergabe vom Haspeldorn auf den Bundausfahrwagen sowie während eines Transportes mit dem Bundausfahrwagen zusätzlich gegen Aufspringen gesichert wird.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Dieser ist gekennzeichnet durch einen zweiten Niederhaltearm zum Ausüben einer zweiten Niederhaltekraft F2 mit seinem Coil-seitigem Ende im Auge des Coils zum Drücken des Coils auf die Auflager des Bundausfahrwagens. Der erste Niederhaltearm ist ausgebildet, auf dem Umfang des Coils derart anzusetzen, dass die von ihm auf das Coil ausgeübte erste Niederhaltekraft F1 zumindest eine Komponente in Richtung der Gewichtskraft aufweist. Der zweite Niederhaltearm ist vorzugsweise ausgebildet, in dem Auge des Coils derart anzusetzen, dass die von ihm ausgeübte zweite Niederhaltekraft F2 zumindest eine Komponente in Richtung der Gewichtskraft aufweist.
Durch das beanspruchte Vorsehen des Niederhaltearms wird eine Kraft mit zumindest einer Komponente in Richtung der Gewichtskraft in dem Auge des Coils ausgeübt, wodurch das Coil vorteilhafterweise an einem Aufspringen gehindert wird.
Grundsätzlich kann die Erfindung für Coils ohne interne Restspannung, mit kleiner Restspannung oder auch mit hoher Restspannung verwendet werden. Bei Coils ohne Restspannung oder mit nur geringer Restspannung wäre der erste Niederhaltearm zwar entbehrlich; allerdings ist es unschädlich, wenn dieser gemäß der vorliegenden Erfindung auch in diesen Fällen trotzdem vorgesehen ist. Der Niederhaltearm kann ausgebildet sein, eine aktive Andrückkraft auf den äußeren Umfang des Coils auszuüben. Alternativ kann der Niederhaltearm jedoch auch kraftlos aber in seiner Höhe fixiert an den äußeren Umfang des Coils angelegt sein. Bei kraftloser Anstellung ist die aktive Andrückkraft, gleichbedeutend mit der Niederhaltekraft, ausnahmsweise betraglich gleich Null. Eine (Gegen-)Kraft kann in diesem Fall dann entstehen, wenn das Coil versucht aufzuspringen, aber am Aufspringen durch den in seiner Höhe fest positionierten ersten Niederhaltearm gehindert wird.
Das Coil meint einen Bund bzw. Wickelbund aus flächigem Metallband, insbesondere metallischem Warmband, oder aus nichtflächigem Material, zum Beispiel Draht. Das Bund ist typischerweise aus Metall, zum Beispiel aus Stahl.
Der Begriff "Handhabung eines Metallbandes" meint im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere den Übertrag eines Coils von einem Haspeldorn auf einen Bundausfahrwagen und den Transport des Coils auf dem Bundausfahrwagen.
Die Auflager des Bundausfahrwagen können derart ausgebildet sein, dass ein punktförmiger, ein linienförmiger oder ein flächiger Kontakt mit dem abgelegten Coil entsteht.
Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung zum Handhaben eines Metallbandes einen Ausleger, welcher über einem Wegverlauf für den Bundausfahrwagen angeordnet ist, eine Laufkatze zum Halten des Niederhaltearms und zum Verfahren des Niederhaltearms auf dem Ausleger und eine Synchronisierungseinrichtung zum Synchronisieren des Verfahrens der Laufkatze mit dem Niederhaltearm und des Bundausfahrwagens derart, dass der erste Niederhaltearm vorteilhafterweise während des Verfahrens des Bundausfahrwagens kontinuierlich an dem äußeren Umfang des Coils anliegt. Auf diese Weise wird vorteilhafterweise eine kontinuierliche Sicherung des Coils während des Transports auf dem Bundauftragswagen gewährleistet.
Die Synchronisierungseinrichtung kann in Form einer elektrischen Steuerung oder in Form einer mechanischen Kopplung des coilseitigen Endes des Niederhaltearms an dem Coil ausgebildet sein. Der Ausleger ist zum Beispiel zumindest mit einem Ende ortsfest am oder im Bereich der Haspeleinrichtung verankert.
Alternativ zum Verfahren des ersten Niederhaltearms mit einer Laufkatze entlang des Auslegers kann der erste Niederhaltearm mit seinem coilumfang-fernen Ende auch mechanisch an den Bundausfahrwagen angekoppelt sein.
Der zweite Niederhaltearm kann an dem Bundausfahrwagen oder einem weiteren Bundwagen befestigt sein. Der weitere Bundwagen ist dann vorzugsweise ausgebildet, synchron mit dem Bundausfahrwagen, welcher das Coil trägt, zu verfahren.
Der erste und/oder zweite Niederhaltearm sind vorzugsweise in der Höhe verstellbar ausgebildet. Der erste und/oder der zweite Niederhaltearm können teleskopartig ein- oder ausfahrbar ausgebildet sein.
Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren zum Handhaben des Metallbandes gelöst. Die Vorteile dieses Verfahrens entsprechen grundsätzlich den oben mit Bezug auf die beanspruchte Vorrichtung genannten Vorteilen.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, dass während des Austragens des Coils aus der Haspeleinrichtung der erste Niederhaltearm auf den äußeren Umfang des Coils einwirkt, wobei der erste Niederhaltearm synchron mit dem Coil und dem Bundausfahrwagen mit verfahren wird.
Die Reichweite des ersten Niederhaltearms ist jedoch, insbesondere wenn er mit Hilfe einer Laufkatze entlang eines an der Haspeleinrichtung angeordneten Auslegers verfahren wird, begrenzt. Um auch bei einem Weitertransport des Coils über die Reichweite des ersten Niederhaltearms hinaus eine sichere Lagerung des Coils auf dem Bundausfahrwagen zu sichern, sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, dass mit Hilfe des zweiten Niederhaltearms eine zweite Niederhaltekraft in dem Auge des Coils aufgebracht wird zum Andrücken des Coils auf die Auflager des Bundausfahrwagens. Der zweite Niederhaltearm kann jedoch erst dann in das Auge des Coils hineinragen, nachdem das Coil mit Hilfe des Bundausfahrwagens zumindest ein Stück weit aus der Haspeleinrichtung ausgefahren und von dem Haspeldorn abgezogen wurde.
Nachdem der zweite Niederhaltearm im Auge des Coils angreift, kann der ersten Niederhaltearm von dem äußeren Umfang des Coils entfernt werden, weil seine Funktion des Drückens des Coils auf die Auflager dann von dem zweiten Niederhaltearm übernommen wird.
Indem der zweite Niederhaltearm die Funktion des ersten Niederhaltearms übernimmt und damit das Coil auf dem Bundausfahrwagen sichert, kann das Coil auf dem Bundausfahrwagen auch nach außerhalb der Reichweite des ersten Niederhaltearms, zum Beispiel zu einer Bundbindemaschine, transportiert werden.
Wenn der zweite Niederhaltearm mit seinem coil-fernen Ende auf einem weiteren Bundwagen verankert bzw. befestigt ist, ist es erforderlich, sicherzustellen, dass der weitere Bundwagen synchron mit dem Bundausfahrwagen mit verfährt, um die zweite Niederhaltekraft F2 in dem Auge des Coils kontinuierlich aufrecht zu erhalten während eines Weitertransports des Coils.
Nach einem Sichern des Coils durch Verschweißen seines Bandendes oder Abbinden in einer Bundbindemaschine kann auch der zweite Niederhaltearm aus dem Auge des Coils entfernt werden.
Wie bereits oben ausgeführt, eigenen sich die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise zur Handhabung von Coils mit hoher Restspannung, die zum Aufspringen neigen. Allerdings ist die Erfindung nicht auf derartige Coils beschränkt, sondern kann grundsätzlich auch bei Coils ohne Aufspringrisiko angewandt werden. Im Hinblick auf seine bevorzugte Verwendung sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, vor Anwendung des Verfahrens zunächst zu prüfen, ob für das handzuhabene Coil ein Aufspringrisiko aufgrund einer internen höheren Restspannung gegeben ist. Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Handhabung des Coils lediglich dann vorgesehen, wenn das zuvor ermittelte Aufspringrisiko für das Coil einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt. Das Aufspringrisiko kann physikalisch bewertet werden in Abhängigkeit der Festigkeit des Metallbandes, der Banddicke und des Gewichtes bzw. des Durchmessers des handzuhabenen Coils. Konkret können die genannten physikalischen Parameter jeweils mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen werden und es kann das Aufspringrisiko für das Coil dadurch als gegeben definiert werden, wenn zumindest einzelne der Schwellenwerte überschritten werden.
Konkret kann das Aufspringrisiko dann festgestellt werden, wenn die Schwellenwerte für die Dicke und die Festigkeit des Metallbandes überschritten und der Schwellenwert für den Durchmesser des Coils gleichzeitig unterschritten wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Der Erfindung sind acht Figuren beigefügt, wobei
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die genannten Figuren in Form von Ausführungsbeispielen detailliert beschrieben. In allen Figuren sind gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Weiterhin umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung 100 einen Bundausfahrwagen 120, welcher in
Um insbesondere bei Coils mit hoher Restspannung ein Aufspringen der Coils in der Haspeleinrichtung zu verhindern, ist erfindungsgemäß ein erster Niederhaltearm 130 vorgesehen zum Ausüben einer ersten Niederhaltekraft F1 auf den äußeren Umfang des Coils 200. Der Niederhaltearm dient zum Andrücken des Coils auf die Auflager des Bundausfahrwagens. Gemäß dem in
Eine erfindungsgemäße Synchronisierungseinrichtung 140, vorzugsweise in Form einer elektronischen Steuerung, ist ausgebildet, dass Verfahren der Laufkatze mit dem ersten Niederhaltearm 130 mit dem Verfahren des Bundwagens 120 mit dem Coil 200 derart zu synchronisieren, dass der erste Niederhaltearm 130 während des Ausfahrens des Coils 200 aus der Haspeleinrichtung 110 kontinuierlich am äußeren Umfang des Coils 200 anliegt. Zu diesem Zweck muss die Laufkatze 135 mit dem ersten Niederhaltearm 130 synchron mit dem Bundausfahrwagen 120 und dem Coil 200 verfahren werden. Sollte der Abstand, zum Beispiel die Höhe H, zwischen dem Ausleger 133 und dem Schienenverlauf 122 entlang des Verlaufes des Auslegers variieren, so muss die Synchronisierungseinrichtung 140 zusätzlich ausgebildet sein, diese variierenden Abstände auszugleichen, in dem der erste Niederhaltearm 130 zum Beispiel in seiner Höhenposition gegenüber der Laufkatze 135 entsprechend variabel angepasst bzw. höhenverstellt wird.
Alternativ zu einer Ausbildung der Synchronisierungseinrichtung in Form einer elektronischen Steuerung, kann die Synchronisierungseinrichtung auch vereinfacht in Form einer mechanischen Kopplung des coilseitigen Endes des ersten Niederhaltearmes 130 an dem äußeren Umfang des Coils 200 ausgebildet sein. Das coilseitige Ende des ersten Niederhaltearms wird dann von dem Coil selber geführt. Die mechanische Ankopplung des coil-fernen Endes 132 des ersten Niederhaltearms an der Laufkatze ist dann so zu gestalten, dass die Ausübung der ersten Niederhaltekraft F1 auf das Coil gewährleistet bleibt.
Wichtig ist, dass der erste Niederhaltearm 130 immer noch auf den äußeren Umfang des Coils 200 einwirkt, um das Coil auf dem Bundausfahrwagen zu sichern, während der zweite Niederhaltearm in das Auge 210 eingeführt wird.
In
Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren unter Bezugnahme auf die genannten Figuren beschrieben. Es umfasst folgende Schritte:
Der Schritt a) umfasst weiterhin:
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