专利名称：用于卷取带材的卷取装置的制作方法
用于巻取带材的巻取装置
本发明涉及一种用于巻取带材、特别是薄金属带的巻取装置，包 括绕旋转轴可旋转地布置的巻芯以及至少一个绕轴可摆转地布置的摆 转臂，并且该摆转臂具有至少一个弯转板和至少一个顶压辊、其弯转 和顶压待巻取的带材。
在现有技术中这种类型的巻取装置公开得已很充分。使得巻取设 备用于巻取金属带。当金属带离开精轧机并且通过出口辊道被输送时， 巻取设备在传动装置中接过金属带，用于在此将金属带弯转到巻取通 道中，并且输送到巻芯。为了能将金属带绕成巻(带巻)，围绕巻芯 设置摆转臂，这些摆转臂使金属带紧密地绕巻芯导引。这些摆转臂主 要具有顶压辊和弯转板。在现代的巻取装置中，借助液压缸使摆转臂 移动。通常使用的巻取机具有至少三个或者四个摆转臂。
在第一代巻取机中，借助气动缸使摆转臂移动。此外顶压辊受弹 性作用，这样顶压辊就可避开层跃变，所述层跃变就是由接着的待巻 取的带层的带材端头所形成的台阶。
与此相反，今天常见结构类型的液压巻取机借助带头跟踪装置和 液压控制装置来避开层跃变。这是如此地实现的，即对带头的位置进 行计算，并且液压缸将摆转臂连同固定的顶压辊一起从金属带抬起， 并且因此经过层跃变。当层跃变已通过了这个顶压辊时，这个顶压辊 又重新位于最上层带圈上。这是通过现有的整个摆转臂实现的。所述
技术也称为"Step Control (踏步控制)"。
为此应用的液压控制装置是高动力性的，并且在一般情况下能胜 任它们的任务。虽然如此，却难于足够快地加速和制动大而沉重的摆 转臂，其原因是摆转臂的惯性矩比较大。
对摆转臂的精确控制一这点特别是对于薄金属带是必要的一必要 只有通过相应的运动参数和公差才能实现。精确的灵敏度强的运行方 式有如下优点，即薄金属带不会遭受损坏，或者仅遭受小的损坏。
因此本发明的任务是对本文开头所述类型的巻取装置作如此的改 进，即能以精确的方式巻取很薄的带材，其中可以保护的方式巻取这 种薄带材。根据本发明这个任务是通过下述措施完成的，即巻取装置具有至 少一个移动机构，所述至少一个顶压辊使用这个移动机构可相对于摆 转臂移动。
因此本发明的目标是，不再如现有技术那样为了确定所述至少一 个顶压辊的位置仅仅控制摆转臂的位置，而是顶压辊本身可再一次相 对于摆转臂移动。因此只要移动少量质量，就能使顶压辊实现动力性 更大的定位。
在这种情况中，移动机构使顶压辊优选至少尽可能地朝巻芯的中 心点方向移动。因此顶压辊如此地移动，即它尽可能垂直地压向带材。
顶压辊可设置在辊摆转臂上。这个辊摆转臂支承在摆转臂中，其 中，摆转臂的轴和辊摆转臂的轴彼此平行设置。因此在所述摆转臂中 支承有一个摆转臂。备选地也可将顶压辊设置在直线致动器上。这个 直线致动器固定在摆转臂上。也就是说在后一情况中，顶压辊可相对 于摆转臂作平移移动。也可设想将这两个方案进行组合(摆转运动和
平移移动)。
用于移动顶压辊的移动机构可支承在摆转臂本身中。它可以设置 成液压的或者气动的活塞缸体系统。同样也可以设想这样的方案，即 例如设置机械的移动机构。
通常给一个巻芯配设多个摆转臂，优选配设三个或者四个摆转臂。 在这种情况中，所述至少一个摆转臂可借助移动元件摆转，其中，在 此也是优选使用液压或者气动系统。
顶压辊和摆转臂或其驱动装置优选分别具有行程测量系统，这使 得下述其它的运行方式成为可能。
在摆转臂上为顶压辊设置止挡证明也是合适的。特别是对于待巻 取的比较厚的会形成斜面式的层跃变的带材，顶压辊可借助它的移动 元件拉靠到固定的止挡。
在附图
中示出了本发明的一个实施例。这个唯一的图以侧视图的 形式简图示出了用于巻取薄金属带的巻取装置。
在此图中可以看到巻取装置1。用这个巻取装置巻取金属带2。为 此设置巻芯3。这个巻芯可绕水平的旋转轴4旋转。带材2来自未示出 的制造设备，并且由通道闸板17输送到较低的区域，在这个区域设置 有巻芯3。为了能最佳地将应巻取的带材2巻取到巻芯3上，设置了一个弯 转板7和一个顶压辊8(或者多个彼此平行设置的弯转板7和顶压辊8 )， 它们的任务是使带材2尽可能好地靠放在巻芯的圆周上，或者靠放在 已巻取的带材上。无论是弯转板7还是顶压辊8都由一个摆转臂5支 承。这个摆转臂绕旋转轴6支承，这个旋转轴6和巻芯3的旋转轴4 平行设置。
通过移动元件12—在此它构造为液压的活塞缸体系统一使摆转臂 5移动。当然这个移动元件12必须使整个摆转臂5包括所有设置在该 摆转臂上的结构部件移动。因此摆转臂5具有相应高的惯性矩(特别 是绕轴6的高的旋转惯性矩)。因此特别是很难使顶压辊6作高动力 性移动，这一点对于保护性地处理特别是薄的带材2是有利的。
因此设置移动机构9。通过这个移动机构，只是顶压辊8可相对于 摆转臂5移动。在所示实施例中，这种移动机构简要地示为液压或者 气动的活塞缸体系统。
此外在实施例中还规定将顶压辊8设置在(也是简图示出的)辊 摆转臂10上。这个辊摆转臂10支承在摆转臂5的一个铰点上，确切 地说是设置在与轴6平行的轴11上。
在这种情况中，辊摆转臂10是如此地设置在摆转臂5中的，即当 辊摆转臂10作摆转运动时，顶压辊8主要是向巻芯3的中心点M移动， 并且由此最佳地顶压带材2。
因此，本发明的基本构思在于和已公开的方案相比，减少用于 顶压辊8的移动所提供的惯性矩，这实现了巻取装置1的动力性更高 的运4于方式。
为了避开层跃变16，基本上只是使顶压辊8移动，这个顶压辊固 定在它自己的摆转臂10上。除此之外，这个顶压辊还有它自己的驱动 装置9。通过这个驱动装置，顶压辊可朝巻芯3方向和离开巻芯3移动。 这个驱动装置9可实现机械的、电动的、气动的、液压的或者这些驱 动方式的组合式驱动。
摆转臂5由移动元件12相应地进行预定位，这样就只有顶压辊8 必须避开层跃变16。仅顶压辊8独自就具有比整个摆转臂5小得多的 惯性。通过这一措施就有可能实现大得多的动力性。这种高的动力性 特别是在巻取薄金属带时是有利的，因为在此可以高的速度和小的层跃变16进行工作。
总体上通过两个移动元件9和12对顶压辊8进行定位。这两个移 动机构9、 12通过未示出的开环控制装置或者闭环控制装置(具有相 应存储的算法，用于考虑装置的几何形状)彼此耦合。开环控制装置 或者闭环控制装置考虑巻芯3的扩展、带材2的厚度、巻取速度、带 头和带尾的位置、巻取圏数、带巻直径以及摆转臂5、 IO的几何形状。 由此通过相应的基本的几何关系，从开环控制技术或者闭环控制技术 上立即确定了应如何操作移动机构9、 12,以得到所希望的或者所必需 的顶压辊8的位置。
为了使该系统能在闭环控制回路中工作，给移动机构9、 12分别 配设行程测量系统13、 14,通过这一措施使得精确自动地移近顶压辊 8的规定位置成为可能。
如果给驱动装置9、 12 (在该实施例中为液压缸)配设力测量系统， 则可定位顶压辊8，并且在力控制的情况下使顶压辊8移近金属带2或 者移近巻芯3 (例如用于校准)。这种做法的优点是，所有设备和金属 带2都得到保护性的处理。这意味着受损伤较少，并且使用寿命更长。
对于厚的带材，巻取速度就比较慢，并且层跃变16是斜面式的， 这样对顶压辊8或者摆转臂的动力性要求比较低。此外也可能对于厚 的带材要求高的顶压力。对于这种运行情况，下述做法是有利的，即 借助移动机构9将顶压辊8拉靠到设置在摆转臂5上的固定的止挡15。
可以如此地构造顶压辊8的轴11，使轴11是无间隙的或者是间隙 小的。这可以用在栓销和锥套上的锥形座结构来实现，其形成与轴承 孔的摩擦锁合连接。可以通过小间隙或者可调节的轴承来实现旋转运 动。
在顶压辊8使用液压的或者气动的驱动装置9时，有利地不是只 设置一个缸，而是设置两个缸。
当顶压辊8只用一个缸9移动时，应将这个顶压辊8支 义在框架 上，这个框架扭矩刚性地将这些旋转点彼此连接起来。这样就保证了 顶压辊8向巻芯3的平行摆转。如果给顶压辊8在每一侧(也就是在 驱动侧和操作侧)都设置一个驱动装置9 (例如各一个液压缸)用于使 顶压辊8来回摆转，则可以在有或者没有抗扭连接的情况下电子地实 现匀速。如果规定驱动侧和操作侧之间没有扭转连接或者是扭矩柔性地连 接，则通过在驱动侧和操作侧上有针对性地规定力(力控制)，将顶 压辊8用于对带材运行施加影响(也就是棱边矫直地巻取带巻)。附图标记列表
1巻取装置
2带材
3巻芯
4旋转轴
5摆转臂
6轴
7弯转板
8顶压辊
9移动机构
10辊摆转臂
11轴
12移动元件
134亍程测量系统
14行程测量系统
15止挡
16层跃变
17通道闸板
M中心点
权利要求
1.用于卷取带材(2)、特别是薄金属带的卷取装置(1)，其包括绕旋转轴(4)可旋转地布置的卷芯(3)以及至少一个绕轴(6)可摆转地布置的摆转臂(5)，并且该摆转臂具有至少一个弯转板(7)和至少一个顶压辊(8)，其弯转和顶压待卷取的带材(2)，其特征在于，给所述至少一个顶压辊(8)配设至少一个移动机构(9)，顶压辊(8)通过这个移动机构能相对于摆转臂(5)移动。
2. 按照权利要求1所述的巻取装置，其特征在于，所述移动机构 (9)使顶压辊(8)朝巻芯(3)的中心点(M)方向移动。
3. 按照权利要求1或2所述的巻取装置，其特征在于，所述顶压 辊(8 )设置在辊摆转臂(10 )上，这个辊摆转臂支承在所述摆转臂(5 ) 上，其中，所述摆转臂(5)的轴(6)和辊摆转臂(10)的轴(11) 彼此平行设置。
4. 按照权利要求1或2所述的巻取装置，其特征在于，所述顶压 辊(8)设置在直线致动器上，这个直线致动器固定在摆转臂(5)上。
5. 按照权利要求1至4中任一项所述的巻取装置，其特征在于， 所述移动机构(9)设置在摆转臂(5)中。
6. 按照权利要求1至5中任一项所述的巻取装置，其特征在于， 将所述移动机构(9)构造成液压或者气动的活塞缸体系统。
7. 按照权利要求1至6中任一项所述的巻取装置，其特征在于， 给一个巻芯(3)配设多个摆转臂(5)。
8. 按照权利要求1至7中任一项所述的巻取装置，其特征在于， 所述至少一个摆转臂(5)能借助移动机构(12)进行调节。
9. 按照权利要求1至8中任一项所述的巻取装置，其特征在于， 所述顶压辊(8)和摆转臂(5)或其驱动装置(9、 12)分别具有行程 测量系统(13、 14)。
10. 按照权利要求1至9中任一项的巻取装置，其特征在于，在所 述摆转臂(5 )上为顶压辊(8 )设置止挡(15 )。
全文摘要
本发明涉及一种用于卷取带材(2)、特别是薄金属带的卷取装置(1)，其包括绕旋转轴(4)可旋转地布置的卷芯(3)以及至少一个绕轴(6)可摆转地布置的摆转臂(5)，并且该摆转臂具有至少一个弯转板(7)和至少一个顶压辊(8)，其弯转和顶压待卷取的带材(2)。特别是为了改进薄带材的卷取，本发明提出，给所述至少一个顶压辊(8)配设至少一个移动机构(9)，顶压辊(8)通过这个移动机构能相对于摆转臂(5)移动。
文档编号B65H18/26GK101605709SQ200780049698
公开日2009年12月16日 申请日期2007年11月26日 优先权日2007年1月10日
发明者H·霍弗, M·图希霍夫, M·基平, P·苏道, R·伊尔, T·霍尔扎伊尔 申请人:Sms西马格股份公司