BANDES MIT VERÄNDERLICHER

BANDDICKE, INSBESONDERE EINES METALLBANDES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aufhaspeln eines Bandes mit veränderlicher Banddicke, insbesondere eines ebenen oder eines mit Konturen versehenen, eines flexibel gewalzten und/oder eines profilgewalzten Metallbandes, insbesondere aus Stahl, zu einem Wickel mit einer Anordnung zum Einbringen eines verformbaren Materials auf das aufzuhaspelnde Band.

Vor allem betrifft die Erfindung das Aufwickeln von Spaltbändern. Spaltbänder entstehen, wenn bandförmiges Material, insbesondere metallisches Breitband, von einem Coil abgezogen und in Längsrichtung in schmale Bänder längsgeteilt, d. h. gespalten, wird. Die so erzeugten schmalen Spaltbänder werden anschließend auf einen gemeinsamen Dorn oder separate Dorne aufgewickelt. Bevorzugt werden Verbundwickel aus einer Vielzahl nebeneinanderliegender Spaltbänder erzeugt. Zum Ausgleich von Dickenabweichungen über der Breite des Bandes, die beim Aufwickeln der Spaltbänder, insbesondere in den Randbereichen des Bandes, zu einer kegeligen oder bombierten Oberfläche führen, müssen Einlagen in die Wickel der Spaltbänder eingebracht werden.

Auch beim Aufwickeln von gespaltenem Bandmaterial auf eine durchgehende Trommel mit mehreren, durch Blechronden voneinander getrennten, koaxial nebeneinanderliegenden Aufwickelhaspeln von Längsteilanlagen kommt es infolge unterschiedlicher Banddicken und Beschichtungsstärken zu mehr oder weniger festgewickelten Coils mit entsprechend unterschiedlichem Banddurchhang. Die ungleichmäßige Wicklung der Coils wirkt sich nachteilig auf deren Aussehen, Verpackung, das Ablaufverhalten und die Reibung zwischen den einzelnen Bandwindungen aus. Um diese Mängel zu vermeiden, ist es bekannt, zwischen die Windungen der Spaltbänder Papier- oder Pappstreifen geeigneter Längenabmessungen einzuwickeln. Dies geschieht häufig dadurch, dass der Papierstreifen von Hand in den Wickelschlitz zwischen dem auflaufenden Band und dem Coil eingelegt wird.

Aus der DE 80 06 563 IM ist eine Vorrichtung zum Einführen von Zwischenla- gestreifen in den Wickelschlitz von zu Coils aufzuwickelndem Bandmaterial bekannt, bei der der Papierstreifen mittels eines Treibrollenpaars in Richtung zu dem Wickelschlitz gefördert wird. Hierbei ist der Vorratsbehälter für den Papierstreifen als den Zwischenlagepapierstreifen enthaltender Trommelbehälter ausgebildet, hinter dessen Streifenauslaufschlitz das durch einen Elektromotor angetriebene Treibrollenpaar vorgesehen ist. Hinter dem Treibrollenpaar ist eine Streifentrenn- und Perforiervorrichtung vorgesehen. Dadurch kann der Zwischen legestreifen durch das Treibrollenpaar mit großer Geschwindigkeit und unter gleichzeitiger vorübergehender Verformung zu einem nach unten offenen, stabilen Lufttrageprofil freifliegend in den Wickelschlitz eingeschossen werden. Der Zwischenlagestreifen muss durch die dachförmige Profilierung der Treibrollen derart verformt werden, dass er ein hinreichend stabiles, von der Luft getragenes Profil enthält, das es erlaubt, ihn auch über eine größere Freiflugstrecke in den Wickelschlitz einzuschießen, wobei außer der Lufttragewirkung zugleich auch die Beschleunigungswirkung ausgenutzt wird.

Die Zwischenlagestreifen werden entweder einem die Streifen in angemessenen Längen enthaltenden Stapelbehälter entnommen und einzeln in den Wickel des Metallbandes eingeschossen oder von einem Streifen-Vorratswickel abgezogen und in jeweils notwendiger Einwickellänge abgetrennt.

In der EP 0 166 795 B1 wird ein Verfahren zum Aufwickeln von mehreren durch Längsteilen von bandförmigen Material erzeugten Spaltbändern auf einen gemeinsamen Wickeldorn beschrieben, bei dem das bandförmige Material eine Dickenabweichung über seine Breite aufweist.

Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Spaltbänder gleichzeitig zu einem Verbundwickel mit einer sich über die Breite aller nebeneinander verlau- fender Spaltbänder erstreckenden verformbaren bandförmigen Einlage aufgewickelt werden. Dabei wird die Dicke der Einlage größer als die Dickenabweichung über die Breite des bandförmigen Materials gewählt. Beim Aufwickeln der Spaltbänder werden durch Ausüben einer Kraft auf die jeweils oberste Wickellage der Spaltbänder und/oder die Einlage in radialer Richtung des Verbundwickels die dickeren Spaltbänder stärker als die dünneren in die Einlage eingedrückt und die Spaltbänder durch entsprechende Verformung der Einlage zu einem Verbundwickel mit zylindrischer Hüllfläche aufgewickelt. Gemäß diesem Verfahren kann als bandförmiges Material ein nicht-beschichtetes oder ein beschichtetes metallisches Band aufgewickelt werden. Als verformbare Einlage werden vorzugsweise Papier, Pappe, Kunststoff, insbesondere Schaumstoff, oder ein mit einem Korrosionsschutzmittel imprägniertes Papier verwendet.

Femer ist es bekannt, nicht nur ebene Metallbänder herzustellen, sondern auch solche, die Konturen in Längs- und/oder in Querrichtung aufweisen. In der DE 198 31 882 A1 werden ein Verfahren und eine Walzanlage zum Herstellen eines beliebigen Dickenprofils über die Breite eines bandförmigen Walzgutes beschrieben. Dabei wird das Ausgangsmaterial durch mehrere in Walzrichtung versetzt hintereinander angeordnete Walzen nahezu nur in Breitenrichtung verformt. Die Walzen ermöglichen eine entsprechend der gewünschten Profilierung örtlich gezielte Verformung, wobei die Eindringtiefe von der jeweiligen Anstellung der einzelnen schmalen Walzen oder Rollen abhängt. Das Ausgangsmaterial ist entweder ein Eisenwerkstoff oder ein NE-Metall; es kommt eine Kaltoder Warmverformung zum Einsatz.

Aus der DE 199 62 754 A1 ist ein Verfahren zum flexiblen Walzen eines Metallbandes bekannt. Dieses Verfahren dient zur Herstellung von planen Metallbändern, die über ihrer Länge definiert unterschiedliche Banddicken aufweisen. Dabei wird während des Walzprozesses der Walzspalt gezielt verändert, um über die Länge des Metallbandes unterschiedliche Banddicken zu erzielen. Dies kann einerseits indirekt geschehen durch Veränderung des Verformungswiderstands des Materials durch Erwärmen oder Abkühlen des Metallbandes und entsprechend veränderte Auffederung des Walzgerüsts während des Walzvorgangs.

Auch die EP 1 074 317 A2 betrifft ein Verfahren zum flexiblen Walzen eines Metallbandes, wobei das Metallband während des Walzprozesses durch einen zwischen zwei Arbeitswalzen gebildeten Walzspalt geführt und der Walzspalt während des Walzvorgangs gezielt verfahren wird, um über die Länge des Metallbandes unterschiedliche Banddicken zu erzielen. Hierbei werden während jedes Einstellens des Walzspalts oder unmittelbar danach die Biegelinien der Arbeitswalzen in Abhängigkeit vom eingestellten Walzspalt zur Erzielung einer Planheit des Metallbandes gesteuert.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Aufwickeln eines Bandes, insbesondere eines ebenen oder eines mit Konturen versehenen, eines flexibel gewalzten und/oder eines profilgewalzten Metallbandes, derart zu verbessern, dass auf einfache Weise ein regelmäßiger wenigstens im wesentlichen zylinderförmiger Wickel erzeugt wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei dem eingangs genannten Verfahren dadurch gelöst, dass die Anordnung Mittel zur Erzeugung eines nachgiebigen, insbesondere eines elastischen, Materials oder eines selbstquellenden oder aufschäumbaren Materials und zum Einbringen in den Wickel umfasst.

Gemäß der Erfindung werden vor Ort entsprechend den Erfordernissen des aufzuwickelnden Bandes, d. h. unter Berücksichtigung seiner Oberflächenbeschaffenheit sowie der zu erwartenden Abweichung von der Rundheit des aufzuhaspelnden Wickels, die passenden Materialien eingesetzt, um eine elastische Substanz, insbesondere einen sich verfestigenden Schaum, zur Verfügung zu stellen, der in dem Maße in den Wickel eingebracht wird, dass ein vollständig oder nahezu runder Wickel entsteht. Damit ist die erfindungsgemäße Anordnung besonders für das Aufwickeln metallischer Spaltbänder, insbesondere aus Stahl, geeignet, aber auch für andere Bandmateriaiien, etwa aus Kunststoff, beispielsweise Duroplaste oder Thermoplaste. Die erfindungsgemäß als Einlage dienenden Materialien schonen die Bandoberflächen und verbessern die Wickelfähigkeit. Die Vorteile gleichmäßig gewickelter Wickel bestehen auch in der besseren Transportfähigkeit und in der Erleichterung der Weiterverarbeitung. Auch Änderungen in der Dicke des Bandes, sei es in Längs- oder in Querrichtung, lassen sich durch Änderung des Materialauftrags jederzeit ausgleichen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Erfindungsgemäß wird mit Vorteil vorgesehen, dass das als Einlage dienende Material auf die jeweils oberste Lage des Wickels aufgerakelt oder aus nebeneinander in einer Reihe angeordneten Düsen auf die Oberfläche des Wickels aufgesprüht oder aufgespritzt wird. Das Material, also beispielsweise ein aufschäumbarer Kunststoff, lässt sich dabei auch über der Breite entsprechend der gewünschten Auftragstärke in unterschiedlicher Dicke und individuell über bestimmte Zonen in der Breite des Wickels aufsprühen. Auch im Falle des Aufra- kelns wird die Rakel entweder über die gesamte Breite des Wickels mit gleichem Abstand eingestellt, oder sie wird geneigt, bezogen auf die Drehachse des Wickels, eingestellt, um eine sich abzeichnende kegelförmige Aufwicklung des Wickels auszugleichen.

Vorzugsweise erstreckt sich die Anordnung sich über die gesamte Breite des Wickels oder wenigstens über einen großen Teil der Breite des Wickels. Im letzteren Falle werden nur die kritischen Zonen überdeckt, in denen sich erfahrungsgemäß Ungleichmäßigkeiten verstärkt ausbilden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Material in Streifen auf den Wickel aufgetragen wird. Diese Vorgehensweise dient einerseits dazu, mit möglichst wenig Zwischenlagematerial auszukommen, andererseits kann beim Aufbringen einer radial auf den Wickel einwirkenden Kraft das Material in die Bereiche zwischen den Streifen ausweichen, um auf diese Weise einen optimal runden Wickel zu erstellen.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird der Kunststoff mit Vorteil aus einem Extruder auf den Wickel aufgebracht.

Zur Erhöhung der Elastizität wird vorgesehen, dass der Kunststoff eine zusammenhängende Schicht oder eine Mehrzahl von in Bandlaufrichtung nebeneinanderliegenden Streifen auf dem Wickel bildet, die jeweils Lufteinschlüsse aufweisen. Beim Aufschäumen wird Luft oder ein anderes Gas entsprechend der gewünschten Elastizität in den aushärtenden Kunststoff eingebracht, um die Einlageschicht später entweder unter dem Eigengewicht des zu wickelnden Materials oder unter dem Einfluss einer radial wirkenden Anpresskraft zusammenzudrücken.

Um die Wirkung des Einbringens der Materialschicht noch weiter zu verbessern, lässt sich eine Messvorrichtung zur Messung der Banddicke des aufzuwickelnden Metallbandes integrieren, die die von ihr gemessenen Banddickenwerte an eine Regeleinrichtung weiterleitet. Diese gewinnt aus den die Banddicke wiedergebenden Signalen dann eine Regelgröße, um die Materialabgabe aus den Düsen, den Zusatz eines Aufschäummittels, von Luft, und dgl. entsprechend der gemessenen Banddicke des Metallbandes zu regeln oder im Falle einer Rakel deren Anstellung an die Wickelmantelfläche anzupassen.

Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Walzwerk zum Kalt- oder Warm- Einweg- oder Reversierwalzen eines Metallbandes mit veränderlicher Banddicke, insbesondere eines ebenen oder eines mit Konturen versehenen, eines flexibel gewalzten oder eines profilgewalzten Metallbandes, insbesondere aus Stahl, mit einem Walzgerüst, das einen Walzensatz und ein Anstellsystem zur Einstellung des Walzspaltes aufweist, mit einer dem Walzgerüst vorgeordneten Vorrichtung zum Abhaspeln des zu walzenden Metallbandes und einer dem Walzgerüst nachgeordneten Wickelvorrichtung, wie es oben beschrieben wur- de. Dabei kann das Metallband alle Formen von Profilen in Längs- und/oder Querrichtung aufweisen. Die Banddicke kann sich über die Länge und/oder die Breite ändern.

Das Walzwerk zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass eine Regeleinrichtung zur Regelung der Drehzahl der Antriebe der beiden Wickelvorrichtungen mit einer übergeordneten Leitwerkregelung zur Kompensation oder Regelung der Massenflussänderungen des Walzbandes und der von diesen abhängigen Bandzuggeschwindigkeit sowie zur Regelung des Bandzuges vorhanden ist, insbesondere zu den Zeitpunkten, zu denen sich die Bandbeschleunigung bei einer Änderung des Banddickenprofils ändert. Das Walzen des Bandes kann auch in einer Inline-Gieß- und Walzanlage stattfinden, an deren Ende eine Vorrichtung zum Aufhaspeln des gewalzten Bandes angeordnet ist.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Aufhaspeln eines Bandes mit veränderlicher Banddicke, insbesondere eines ebenen oder eines mit Konturen versehenen, eines flexibel gewalzten und/oder eines profilgewalzten Metallbandes, insbesondere aus Stahl, zu einem Wickel, bei dem während des Wickeins verformbares Material auf den Wickel aufgebracht wird.

Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das verformbare Material aus Düsen oder mittels wenigstens einer Rakel auf die Oberfläche des Bandes, insbesondere des Metallbandes, aufgebracht wird. Erfindungsgemäß lassen sich Bänder aufhaspeln, die in Längs- und/oder Querrichtung eine veränderliche Banddicke haben. Insbesondere können in den Bändern besondere Profile eingebracht sein.

In vorteilhafter Weise ist das Verfahren weiter dadurch ausgestaltet, dass das Material mit einer Dicke auf das Metallband aufgetragen wird, die größer als die Dickenabweichung des Metallbandes ist, und dass anschließend auf das jeweils oberste Ende des Wickels eine Kraft, insbesondere mittels einer Walze, ausgeübt wird, um das Material derart zusammenzudrücken, dass ein wenigstens im wesentlichen zylinderförmiger Verbundwickel aus dem Metallband und dem Material entsteht.

In besonders vorteilhafter Weise wird das Verfahren so ausgeführt, dass das Material durch Zugabe eines Zusatzstoffes kurz vor dem Aufbringen oder während des Aufbringens zum Aufquellen oder Aufschäumen gebracht wird.

Verschiedene Formen der Bestrahlung, insbesondere kurz vor dem Aufbringen oder während des Aufbringens, lassen sich einsetzen, um das Aufquellen oder Aufschäumen und/oder das Aushärten zu unterstützen.

Nachstehend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine quer zu einem Wickel aufgewickelten Bandes verfahrbare Vorrichtung zum Aufsprühen von Schaum auf die oberste Lage des Wickels im Schlitz zwischen dem auflaufenden Band und dem Wickel.

Eine Auftragvorrichtung 1 (Figur) zum Auftragen oder Aufsprühen eines aufschäumbaren Kunststoffs auf einen Wickel 2 eines Metallbandes 3 umfasst einen ortsfesten Unterbau 4. Dieser trägt zwei Paare von Lagerböcken 5 für Laufradachsen 6, auf denen zwei Paare von Laufrollen 7 drehbar gelagert sind. Je ein Paar von hintereinander angeordneten Laufrollen 7 dient zur Führung von u- förmigen Führungsschienen 8, die mit einem Stützteil 9 für die Auftragvorrichtung 1 verbunden sind. Sie sind so lang, dass sie gegenüber dem Stützteil 9 vorkragen. Der Unterbau 4 ist außerhalb des durch die Länge eines Haspel- dorns 10 bestimmten Bandbereichs angeordnet, so dass die Vorrichtung 1 wahlweise außerhalb des Bandbereichs oder innerhalb des Bandbereichs vor dem Haspeldorn 10 verfahren werden kann. Bei Beendigung des Haspelvorgangs erreicht der Wickel 2 einen maximalen Außenumfang. Zu Beginn des Haspelvorgangs befindet sich ein Ausleger 11 zum Aufsprühen oder Auftragen des Kunststoffs die Vorrichtung 1 in der strichpunktierten Position 11 ', um das Material oberflächennah auf das Metallband 3 aufzutragen, während er gegen Ende des Wickelvorgangs die Position 11 " einnimmt.

Die Vorrichtung 1 ist gegenüber dem Stützteil 9 schwenkbar angeordnet, indem das Stützteil 9 mit einer Schwenkachse 12 für zwei Schwenkhebel 13 versehen ist, die gemeinsam durch einen hydraulischen Stellmotor 14 verschwenkt werden können, der über ein Lager 15 pendelnd an Stützlaschen 16 der Führungsschienen 8 festgelegt ist. Die Vorrichtung 1 ist über ein Laschenpaar 17 und einen Gelenkbolzen 18 an einem freien Ende der Schwenkhebel 13 gelenkig angeschlossen und stützt sich über ein Rollenpaar 19 an einer Kulissenführung 20 des Stützteils 9 ab.

Die Aufbringvorrichtung 1 umfasst eine von dem Laschenpaar 17 getragenen teleskopartige Stellvorrichtung 21 , um den Ausleger 11 im geeigneten Abstand bezüglich der Oberfläche des Bandes 3 zu positionieren oder, um ihn, beispielsweise zu Reinigungszwecken, vorübergehend von dem Band Wickel 2 zu entfernen. Der Ausleger 11 enthält eine vorzugsweise austauschbare Kartusche zum Aufbringen des Auftragmaterials, das vorzugsweise aus einer Düse 22 oder einer Mehrzahl von in Achsrichtung des Wickeldorns 10 nebeneinander angeordneten Düsen 22 aufgesprüht wird.

Über wenigstens einen Versorgungsschlauch 23 werden verschiedene Substanzen, die zur Herstellung des Auftragmediums erforderlich sind, zugeführt, insbesondere auch in Verbindung mit einem unter Druck stehenden Gas, um die aufzutragende Substanz aus der Kartusche herauszudrücken. Zusätzlich kann ein (nicht dargestellter) Strahler in der Nähe der Düsen 22 vorgesehen sein, der das Aushärten des aufgetragenen Materials fördert.

Anstelle eines flüssigen, schaumförmigen oder viskosen Materials, insbesondere eines Kunststoffs, lässt sich auch ein Granulat, insbesondere in Verbindung mit einem Kunststoff oder einem Kleber, oder ein steppdeckenartiges Material, beispielsweise mit punktuell optimierten Teilkissenvolumina, in den Wickel 2 einbringen, um eine gleichmäßige Wickelstruktur zu erzielen. Je nach Bedarf bleiben die Kissen geschlossen, wobei sie wenigstens in bestimmten Bereichen mit geeigneten Materialien oder Medien gefüllt werden. Diese können dann unter bestimmten Druck- oder Temperaturbedingungen, insbesondere nach Beendigung des Wickelvorgangs aus den Kissen heraustreten.

Gemäß der Erfindung lässt sich auch der Einsatz einer (hier nur schematisch dargestellten) Andruckrolle 24 vorsehen, die in Umfangrichtung nach dem Einbringen des Schaumstoffs oder des Kissenmaterials oder des Granulats in den Wickel 2 angeordnet ist und den äußeren Umfang durch Zusammendrücken des eingebrachten Materials vergleichmäßigt.

Bezugszeichenliste

1 Aufbringvorrichtung

Wickel

3 Band ' Position des Bandes 3

Unterbau

Lagerböcke

Laufradachsen

Laufrollen

Führungsschienen

Stützteil 0 Haspeldorn 1 Ausleger 1' Position des Auslegers 11 1" Position des Auslegers 11 2 Schwenkachse 3 Schwenkhebel 4 Stellmotor 5 Lager 6 Stützlaschen 7 Laschenpaar 8 Gelenkbolzen 9 Rollenpaar 0 Kulissenführung 1 Stellvorrichtung 2 Düse 3 Versorgungsschlauch 4 Andruckrolle