Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ablegen eines zu einem Metallbund aufgewickelten Metallbandes auf einem ersten und einem zweiten Auflagepunkt einer Vorrichtung. Die Erfindung betrifft weiterhin die Vorrichtung selber, zum Beispiel in Form eines Bundwagens.

Stand der Technik

Bei der Produktion von konventionellen Warmbändern besteht ein Trend in der Produktion von Materialien mit hoher Festigkeit und großer Banddicke. Diese werden für die Herstellung von Röhrenstählen eingesetzt sowie für Verschleißflächen. Werden diese Materialien aufgewickelt verbleibt im Bund eine Restspannung, die das Bandende wieder öffnen will. Wird eine Grenze für die Restspannung überschritten, kann das Bund außermittig auf einem Bundwagen zu liegen kommen, sich selbst vom Bundwagen heben oder aufspringen (Uhrfedereffekt). Im Stand der Technik sind verschiedene Vorrichtungen und Verfahren bekannt, die sich mit der stabilen Lagerung und Handhabung von aufgewickeltem Material mit höherer Restspannung beschäftigen.

In der Patentschrift WO/2006/1 1 1259 wird eine stationäre Vorrichtung zur Probennahme an Metallbunden diskutiert, bei der das Bund in einer stabilen Lage auf einer Bodenrolle und von mindestens einer Andrückrolle gehalten wird, wobei die sonst übliche ortsfeste zweite Bodenrolle von der Bundmantelfläche abgehoben wird, um eine prozesstechnisch günstige freie Bandlänge für die Probennahme zu erzeugen. Die Andrückrollen haben dabei einen Abstand von mehr als 90° zur ortsfesten Rolle. Im Weiteren beschäftigt sich diese Anmeldung mit den Vorrichtungen und dem Verfahren der Probennahme von Metallbunden.

In der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung DE 10 2009 060 257.7 wird eine Lagerung von Metallbunden auch zum Bundaustrag aus einem Haspel vorgeschlagen, bei der das Bund an mindestens 3 Auflagepunkten gehalten wird. Hier wird auch ein Auseinanderfahren von zwei Auflagern zur Aufnahme von Bunden unterschiedlicher Durchmesser vorgeschlagen. Nachteilig an dieser Lösung ist, dass immer drei Auflagepunkte vorhanden sind, egal ob sie für eine stabile Lagerung des Metallbundes im Einzelfall notwendig sind oder nicht. Die drei Auflagepunkte benötigen bei Metallbunden ohne hohe Restspannung unnötig viel Platz.

Die Japanische Patentanmeldung JP 60 47 438 A offenbart einen Bundwagen mit zwei Auflagepunkten zum Ablegen eines Metallbundes. Die Auflagepunkte sind höhenverstellbar auf dem Bundwagen angeordnet, aber zueinander ortsfest positioniert. Beide Auflagepunkte sind in Form einer Rolle ausgebildet, von denen eine über einen Motor und einen Kettenantrieb angetrieben werden kann.

Ausgehend von dem zuletzt genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ablegen eines Metall- bundes auf zwei Auflagepunkten dahingehend weiterzubilden, dass das Metallbund sicherer gelagert werden kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch das in Anspruch 1 beanspruchte Verfahren. Dieses ist gekennzeichnet durch folgende Schritte: Überprüfen und Feststellen, ob das Metallbund in einer instabilen Gleichgewichtslage auf den beiden ortfesten Auflagepunkten aufliegt oder aufliegen würde, und wenn ja: Ablegen des Metallbundes auf die beiden ortsfesten Auflagepunkte, sofern dies nicht bereits zuvor im Rahmen der Überprüfung der Gleichgewichtslage erfolgt war, und Anstellen mindestens eines dritten beweglichen Auflagepunktes gegen den äußeren Umfang des Metallbundes zum Stabilisieren des Metallbundes auf der Vorrichtung.

Der Begriff„instabile Gleichgewichtslage" bezeichnet im Rahmen der vorliegenden Erfindung verschiedene Risiken oder Instabilitäten, welche beim Handhaben und insbesondere beim Ablegen von Metallbunden mit hoher Restspannung auftreten können. Aufgrund der hohen Restspannung kann das Metallbund außermittig auf einem Bundwagen zum Liegen kommen und aufgrund des Uhrfedereffektes eigenständig aufspringen. Es besteht dann die Gefahr, dass das Bund sich selbst vom Wagen hebt und vom Wagen abfällt. Alle diese Effekte repräsentieren eine instabile Gleichgewichtslage des Metallbundes im Sinne der vorliegenden Beschreibung.

Das Verdienst der Erfindung liegt darin begründet, dass Möglichkeiten aufgezeigt werden, wie derartige problembehaftete Metallbunde erkannt werden können, um dann gegebenenfalls geeignete Maßnahmen treffen zu können, um eine sichere Ablage derartiger Metallbunde auf zwei Auflagepunkten zu gewährleisten.

Bei der vorliegenden Erfindung wird davon ausgegangen, dass der erste und der zweite Auflagepunkt ortsfest ausgebildet sind. Das heißt, bei Ablage eines instabilen Metallbundes, nachfolgend auch Coil genannt, auf diese beiden Auflagepunkte können diese nicht in ihrer relativen Position zueinander verändert werden, so dass sich auf diese Weise die Ablage des Coils auf dem ersten und dem zweiten Auflagepunkt stabilisieren ließe. Die Ablage des Metallbundes auf dem ersten und dem zweiten Auflagepunkt bleibet also instabil. Um dennoch eine Stabilisierung der Ablage - auch für einen späteren Transport des Metallbundes - gewährleisten zu können, wird deshalb erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein dritter beweglicher Auflagepunkt gegen den äußeren Umfang des Metallbundes angestellt wird. Die Anstellung erfolgt vorzugsweise so, dass sie einer aus der inhärenten Instabilität bzw. aus der internen Restspannung resultierenden unerwünschten Bewegung des Metallbundes entgegenwirkt bzw. diese aufhält oder unterbindet.

Die Überprüfung der besagten problematischen Eigenschaften des Metallbundes kann entweder erfolgen, wenn das Metallbund bereits auf den beiden Auflagepunkten aufliegt oder aber rein fiktiv, wenn das Metallbund aufliegenden würde. Aus diesem Grund wird im Anspruch 1 von„... aufliegt oder aufliegen würde" gesprochen. Ein konkretes Verständnis dieser Sachverhalte ergibt sich bei der späteren Diskussion der Ausführungsbeispiele.

Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel umfasst der Schritt des Überprüfens und Feststellens der Gleichgewichtslage folgende Teilschritte:

Überprüfen, ob folgende Bedingung erfüllt ist, nämlich ob der Durchmesser des Metallbundes kleiner als ein Durchmesser-Schwellenwert und die Dicke des Metallbandes größer als ein Dicken-Schwellenwert und die Festigkeit des Materials des Metallbandes größer als ein Festigkeits-Schwellenwert ist; und

Fingieren der Feststellung, dass das Metallbund in einer instabilen Gleichgewichtslage auf den beiden ortsfesten Auflagepunkten aufliegen würde, wenn die Bedingung erfüllt ist. Diese erste Möglichkeit der Überprüfung erfolgt vorteilhafterweise alleine durch Auswerten der genannten Kriterien des Metallbandes und Metallbundes. Das Metallbund muss für die Durchführung der Überprüfung nicht tatsächlich auf den beiden Auflagepunkten abgelegt sein. Es müssen keine aufwändigen Messungen an dem Metallbund selber oder an den Auflagepunkten vorgenommen werden. Die Kriterien können für typischerweise behandelte Materialien in einer Tabelle hinterlegt sein. Sie sind dann für einen Werker vor Ort für einzelne Metallbunde schnell abrufbar. Die instabile Gleichgewichtslage, für den Fall, dass das Metallbund auf den Auflagepunkten abgelegt wäre, wird prognostiziert bzw. vorhergesagt. Deshalb wird die besagte Feststellung der instabilen Gleichgewichtslage bei diesem Ausführungsbeispiel lediglich fingiert im Sinne von unterstellt oder angenommen oder vorhergesagt.

Vorteilhafterweise wird der Durchmesser-Schwellenwert vorgegeben zu 2200mm, der Dicken-Schwellenwert vorgegeben zu 5mm und der Festigkeits- Schwellenwert, insbesondere für die Warmzugfestigkeit des Materials, vorgegeben zu 250 ^* 10 ⁶ N/m ² .

Die bei der ersten Möglichkeit zur Überprüfung der instabilen Gleichgewichtslage geprüfte Bedingung kann zusätzlich folgende Kriterien umfassen, nämlich, dass die Temperatur des Metallbundes beim Ablegen kleiner als ein vorgegebener Temperatur-Schwellenwert und die Warmstreckgrenze des Materials des Metallbandes größer als ein vorgegebener Streckgrenzen-Schwellenwert ist. Die Bedingung wäre dann nur erfüllt, wenn alle Kriterien, auch die Zusätzlichen, erfüllt sind. Dies hat den Vorteil, dass die in diesem Fall fingierte Feststellung einer instabilen Gleichgewichtslage zusätzlich abgesichert und damit belastbarer ist.

Vorteilhafterweise wird für die zusätzlichen Kriterien der Temperatur- Schwellenwert vorgegeben zu 600°C und der Streckgrenzen-Schwellenwert vorgegeben zu 250 ^* 10 ⁶ N/m ² . Neben der ersten Möglichkeit besteht eine zweite Möglichkeit zum Überprüfen und Feststellen der Gleichgewichtslage. Diese zweite Möglichkeit umfasst folgende Teilschritte: Ablegen des Metallbundes auf den beiden ortsfesten Auflagepunkten, Fällen des Lotes von der Mitte des Metallbundes hinunter zu den Auflagepunkten; Überprüfen, ob das Lot in die Mitte zwischen den beiden Auflagepunkten fällt; und Feststellen, dass das Metallbund in einer instabilen Gleichgewichtslage auf den beiden Auflagepunkten aufliegt, wenn das Lot nicht zumindest in eine vorgegebene Lot-Toleranzschwelle um die Mitte zwischen den beiden Auflagepunkten fällt. Diese zweite Möglichkeit hat den Vorteil, dass sie ohne teure und komplizierte Gerätschaften notfalls auch vom Werker vor Ort durchgeführt werden kann.

Die Lot-Toleranzschwelle kann beispielsweise auf +/- 10% des Durchmessers des Metallbundes bezogen auf die Mitte zwischen den Auflagepunkten festgelegt werden.

Neben der ersten und zweiten Möglichkeit besteht eine dritte Möglichkeit zum Überprüfen und Feststellen der Gleichgewichtslage. Diese dritte Möglichkeit umfasst folgende Teilschritte: Ablegen des Metallbundes auf den beiden ortsfesten Auflagepunkten; Messen der von dem ersten Auflagepunkt aufgenommenen Kraftbelastung, Vergleichen der gemessenen Kraftbelastung mit dem Gesamtgewicht des Metallbundes; und Feststellen, dass das Metallbund in einer instabilen Gleichgewichtslage auf den beiden Auflagepunkten aufliegt, wenn die gemessene Kraftbelastung des ersten Auflagepunktes um mehr als eine vorgegebene Be- lastungs-Toleranzschwelle von dem halben Gesamtgewicht des Metallbundes abweicht. Diese dritte Möglichkeit benötigt, abgesehen von einer Prüfeinrichtung mit einer integrierten Auswerteeinrichtung für den Gewichtsvergleich, vorteilhafterweise lediglich eine Kraftmesseinrichtung an einem der beiden Auflagepunkte. Neben der ersten, zweiten und dritten Möglichkeit besteht eine vierte Möglichkeit zum Überprüfen und Feststellen der Gleichgewichtslage. Diese vierte Möglichkeit umfasst folgende Teilschritte: Ablegen des Metallbundes auf den beiden ortsfesten Auflagepunkten; Messen der von dem ersten und dem zweiten Auflagepunkt aufgenommenen Kraftbelastung, wenn das Metallbund auf den beiden Auflagepunkten aufliegt; Vergleichen der gemessenen Kraftbelastungen miteinander; und Feststellen, dass das Metallbund in einer instabilen Gleichgewichtslage auf den beiden Auflagepunkten aufliegt, wenn die gemessenen Kraftbelastungen pro Auflagepunkt um mehr als eine vorgegebene Belastungs-Toleranzschwelle voneinander abweichen.

Die Belastungs-Toleranzschwelle für einen der Auflagepunkte bei der dritten und vierten Möglichkeit wird vorzugsweise vorgegeben zu +/-25%, weiter vorzugsweise zu +/-10% oder noch weiter vorzugsweise zu +/-5% der Gewichtskraft des Metallbundes.

Typischerweise wird jeweils nur eine der aufgezeigten vier Möglichkeiten für die Überprüfung und Feststellung der Gleichgewichtslage verwendet; insofern sind es Alternativen. Allerdings können natürlich auch mehrere der Möglichkeiten bei einem Metallbund angewandt werden.

Vorzugsweise wird der dritte und werden eventuell weitere bewegliche Auflagepunkte unterhalb der horizontalen Mittenebene des Metallbundes gegen dessen äußeren Umfang angestellt, so dass sie neben den beiden ortsfesten Auflagepunkten jeweils zumindest einen Teil des Gesamtgewichts des Metallbundes aufnehmen.

Vorteilhafterweise wird der dritte und werden eventuelle weitere Auflagepunkte jeweils weiter außen als die beiden ortsfesten Auflagepunkte unterhalb der Mittenebene an den Umfang des Metallbundes angestellt. Der dritte und ein vierter Auf- lagepunkt können spiegelsynnnnetnsch angestellt sein. Dadurch wird die Sicherheit für das abgelegte Metallbund weiter erhöht, im Vergleich zu einer engraumigeren Anstellung.

Der dritte Auflagepunkt wird vorzugsweise in dem Quadranten des Querschnitts des Metallbundes angestellt, in welchem der ortsfeste Auflagepunkt mit der höheren Kraftbelastung bei Aufliegen des Metallbundes angeordnet ist. Dort besteht dann am ehesten die Gefahr, dass das Metallbund aufspringt oder von dem Bundwagen abspringt, was durch die dortige Anstellung des dritten Auflagepunktes vorteilhafterweise verhindert wird.

Gemäß einer ersten Alternative kann das Anstellen des mindestens dritten Auflagepunktes positionsgesteuert erfolgen, indem der dritte Auflagepunkt auf eine in Abhängigkeit des Durchmessers des Metallbundes vorgegebene Sollposition gefahren und dort verriegelt wird. Die Verriegelung ist notwendig, damit eine bei einer eventuellen Bewegung des Metallbundes auftretende Kraft auf den dritten Auflagepunkt von diesem aufgenommen oder kompensiert werden kann, um der unerwünschten Bewegung des Metallbundes Einhalt zu gebieten.

Gemäß einer zweiten Alternative kann das Anstellen des mindestens dritten Auflagepunktes positionsgeregelt erfolgen, indem der dritte Auflagepunkt auf eine in Abhängigkeit des Durchmessers des Metallbundes vorgegebene Sollposition gefahren und die Sollposition - notfalls unter Kraftaufwand gegen das Metallbund - von der Regeleinrichtung, welche die Positionsregelung durchführt, durch Ausregeln gehalten wird. In diesem Fall erfolgt keine Verriegelung des Auflagepunktes an der Sollposition. Bei der Positionsregelung wird das Erreichen bzw. die Einhaltung der Sollposition durch eine Positionsgebereinrichtung überwacht.

Schließlich kann das Anstellen des mindestens dritten Auflagepunktes gemäß einer dritten Alternative kraftgeregelt erfolgen, indem der dritte Auflagepunkt mit ei- ner Andrückkraft gegen den äußeren Umfang des Metallbundes angestellt und die Andrückkraft auf einen vorgegebenen Sollkraftwert ausgeregelt wird.

Das Anstellen des mindestens dritten Auflagepunktes gegen das Metallbund erfolgt, ohne die instabile Ablage des Metallbundes auf den beiden ortsfesten Auflagepunkten zu verändern. Die Stabilität der Ablage wird bei der vorliegenden Erfindung alleine durch das Anstellen des mindestens dritten Auflagepunktes an das Metallbund bewirkt.

Bei Bunden, die eine zusätzliche Stabilisierung aufgrund der geringen Restspannungen im Bund nicht erfordern, kann der zusätzliche dritte Auflagepunkt so gestellt werden, dass er das Bund nicht berührt. Durch die variable Positionierung des dritten Auflagerpunktes kann dieser vorteilhaft Platz sparend und geschützt in die Konstruktion unter den zwei festen Auflagern gestellt werden. Hierdurch ist es für weiche und dünne Bänder bei maximaler Produktionsrate möglich das Bund schnell auszutragen. Zusätzlicher Zeitaufwand zur Platzierung des dritten Auflagers wird vermieden. Zusätzliche Oberflächenbeanspruchungen und mögliche Oberflächeneffekte durch weitere Auflagen werden vermieden.

Der mindestens dritte Auflagepunkt ist in einem horizontalen Abstandsbereich x von x = 200 - 1200 mm vom Lot von der Mitte des Metallbundes an das Metallbund angestellt.

Bei der Vorrichtung kann es sich um einen Bundwagen oder eine sonstige - auch ortsfeste - Ablage für das Metallbund handeln.

Das Verfahren kann manuell oder automatisch durchgeführt werden.

Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 22, eine Vorrichtung gemäß Anspruch 26 und einen Bundwagen gemäß Anspruch 45. Die Vorteile dieser Lösungen entsprechen - soweit gleiche Merkmale oder Merkmalskombinationen in Rede stehen - den oben erwähnten Vorteilen.

Wichtig ist, dass die Erfindung nicht auf bestimmte Kombinationen / Konstellationen der aufgezeigten Möglichkeiten zur Überprüfung der Gleichgewichtslage und zur Anstellung des mindestens dritten Auflagepunktes beschränkt ist. Vielmehr gelten alle Kombinationen / Konstellationen als mit offenbart, sofern sie technisch machbar / kombinierbar und sinnvoll anwendbar sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Der Beschreibung ist eine Figur 1 beigefügt, welche ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.

Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung, zum Beispiel einen Bundwagen zum Ablegen und Transportieren eines zu einem Metallbund aufgewickelten Metallbandes. Die Vorrichtung 100 umfasst einen ersten Auflagepunkt 1 10-1 und einen zweiten Auflagepunkt 1 10-2. Beide Auflagepunkte sind beispielhaft in Form von Rollen ausgebildet, welche - vorzugsweise auf gleicher Höhe - drehbar, aber ansonsten ortsfest auf der Vorrichtung angeordnet sind. Ortsfest bedeutet, dass die beiden Auflagepunkte nicht relativ zueinander beweglich sind.

Neben den Auflagepunkten umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Prüfeinrichtung 120 zum Überprüfen und Feststellen, ob das Metallbund 200 in einer stabilen Gleichgewichtslage auf den beiden ortsfesten Auflagepunkten 1 10-1 und 1 10-2 aufliegt oder aufliegen würde.

Für die Überprüfung der instabilen Gleichgewichtslage sind erfindungsgemäß verschiedene Verfahren vorgesehen, wie sie oben im allgemeinen Teil der Beschrei

te bung näher erläutert sind. Einige dieser Verfahren erfordern, dass das Metallbund 200 tatsächlich auf den beiden ortsfesten Auflagepunkten 1 10-1 , 1 10-2 aufliegt. Gemäß einem anderem Verfahren, wie dies in Figur 1 symbolisch dargestellt ist, wird die Instabilität des Metallbundes 200 rein theoretisch bzw. abstrakt durch Auswerten verschiedener Material- und Metallbund-Parameter überprüft. Vorzugsweise ist die Bedingung bzw. sind die Kriterien für typische Metallbunde 200 in einer Tabelle 50 hinterlegt, so dass zum Beispiel ein Werker vor Ort sehr einfach durch Auslesen oder Auswerten der Tabellendaten feststellen kann, ob ein bestimmtes Metallbund 200 im Hinblick auf seine inhärente Restspannung bzw. seine daraus abzuleitetende Gleichgewichtslage risikobehaftet ist oder nicht. Alternativ zu dem Werker kann die Auslesung bzw. Auswertung der Tabelle auch von der erfindungsgemäßen Prüfeinrichtung 120 übernommen werden. Der Werker 80 oder die Prüfeinrichtung 120 aktivieren im Falle eines risikobehafteten Metallbundes 200 eine Steuereinrichtung 130, welche auch als Regeleinrichtung ausgebildet sein kann, zum Anstellen eines dritten Auflagepunktes 140, in Figur 1 beispielhaft über einen Hydraulikzylinder 150. Der dritte Auflagepunkt 140 ist in Figur 1 beispielhaft als anstellbare Klappe ausgebildet.

Vorzugsweise wird der dritte Auflagepunkt nur gegen solche Metallbunde 200 angestellt, welche aufgrund ihrer hohen internen Restspannung bei der Ablage auf den beiden ortsfesten Auflagepunkten 1 10-1 und 1 1 0-2 problematisch sind. Ein solches Metallbund 200 ist in Figur 1 dargestellt. Seine Ablage auf den beiden ortsfesten Auflagepunkten 1 10-1 , 1 10-2 ist insofern problematisch, als dass es außermittig auf den beiden ortsfesten Auflagepunkten aufliegt. Die Außermittigkeit ist daran zu erkennen, dass das Lot 5 durch die Mitte der beiden Auflagepunkte nicht zugleich auf durch die Mitte 210 des Metallbundes verläuft.

Weil die beiden Auflagepunkte 1 10-1 und 1 10-2 ortsfest angeordnet sind, kann die Gleichgewichtslage des Metallbundes 200 in Bezug auf die beiden Auflagepunkte 1 10-1 und 1 10-2 nicht dadurch stabilisiert werden, dass diese relativ zueinander verändert positioniert werden. Vielmehr wird die Ablage des Metallbundes 200 auf den beiden ortfesten Auflagepunkten erfindungsgemäß dadurch stabilisiert, dass der dritte Auflagepunkt 140 im Abstand a2 von dem Lot 5 an den äußeren Umfang des Metallbundes 200 angestellt wird.

Das Gewicht des Metallbundes ist proportional zu dessen Durchmesser. Bei der oben aufgezeigten ersten Möglichkeit zum Überprüfen und Feststellen der Gleichgewichtslage kann deshalb alternativ oder zusätzlich zu dem Vergleich des Durchmessers des Metallbundes mit einem Durchmesser-Schwellenwert auch ein Vergleich des Bundgewichtes mit einem Bundgewicht-Schwellenwert erfolgen. Im Rahmen der Bedingung müsste dann neben den anderen genannten Kriterien das Gewicht des jeweiligen Metallbundes kleiner sein als der Bundgewicht- Schwellenwert, damit die Bedingung für eine hohe Restspannung insgesamt erfüllt ist. Der Schwellenwert liegt bei 30t. Dieses Kriterium des Gewichts-Vergleiches gilt für alle beanspruchten Verfahren und Vorrichtungen.

Die Überprüfung und Feststellung der Gleichgewichtslage kann nicht nur für Einzelbunde, sondern auch für Bundensembles erfolgen. Für das Bundensemble braucht die Überprüfung jeweils nur einmal durchgeführt zu werden, wenn es aus Bunden mit im Wesentlichen gleichen geometrischen, physikalischen und werkstofftechnischen Eigenschaften besteht.