(57)【要約】  偏向シェルの少なくとも１つ（２８）が、この偏向シェル（２８）に対して変位可能な先端（２２）を備えていることを特徴とする、コイラマンドレル（２１）と、このコイラマンドレル（２１）に付設された押付けローラ（２６）と、コイラマンドレル（２１）にストリップ（２０）の前縁（２４）を押し付けるための変位可能な偏向シェル（２８）とを有する、ストリップ（２０）を巻き取るためのストリップコイラ。
2012518540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイラマンドレル（２１）と、このコイラマンドレル（２１）を中心としてストリップ（２０）を偏向させるための先端（２２）を有する少なくとも１つの偏向シェル（２８）とを有する、ストリップ（２０）を巻き取るためのストリップコイラにおいて、
先端（２２）が、偏向シェル（２８）に対して変位可能であることを特徴とするストリップコイラ。
【請求項２】
偏向シェル（２８）及び／又は先端（２２）が、コイラマンドレル（２１）側の側壁部に、少なくとも本質的にコイラマンドレル（２１）とコイラマンドレルに巻き付けられるストリップ（２０）のように湾曲させた輪郭を備えることを特徴とする請求項１に記載のストリップコイラ。
【請求項３】
先端（２２）が、回転運動及び／又は直線運動によって偏向シェル（２８）に対して変位可能であり、特にコイラマンドレル（２１）の押付け位置外に案内可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載のストリップコイラ。
【請求項４】
先端（２２）が、油圧的、機械的又は電機的に移動可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のストリップコイラ。
【請求項５】
偏向シェルが、前端に偏向シェルヘッド（３０）を備えること、先端（２２）が、偏向シェルヘッド（３０）に、固定して、特に一体的に、配設されていること、先端（２２）が、偏向シェルヘッド（３０）の回転によって偏向シェル（２８）に対して旋回可能であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のストリップコイラ。
【請求項６】
コイラマンドレル（２１）に対して押付け位置で先端（２２）が占める間隔（３９）が、巻き取られるストリップ（２０）の厚みに応じて調整可能であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のストリップコイラ。
【請求項７】
偏向シェル（２８）に対して偏向シェルヘッド（３０）を変位させるための装置、特に油圧シリンダ（３６）が設けられており、この装置が、位置測定装置（３８）を備えていることを特徴とする請求項６に記載のストリップコイラ。
【請求項８】
位置測定装置（３８）が、調整すべき間隔（３９）を計算するための演算ユニットを有することを特徴とする請求項７に記載のストリップコイラ。
【請求項９】
先端（２２）が、２つのストッパ（４１，４２）間の領域内を移動可能であることを特徴とする請求項７又は８に記載のストリップコイラ。
【請求項１０】
ストッパ（４１，４２）の少なくとも一方が、特にシムセットによって調整可能であることを特徴とする請求項９に記載のストリップコイラ。
【請求項１１】
所定の先端（２２）に対する荷重を超過した場合、偏向シェルヘッド（３０）が、コイラマンドレル（２１）から離間するように旋回可能または引離し可能であることを特徴とする請求項５〜１０のいずれか１つに記載のストリップコイラ。
【請求項１２】
ストリップコイラが、偏向シェル以外に、ストリップ（２０）を、特にその前縁（２４）をコイラマンドレル（２１）に押し付けるための押付けローラ（２６）も備えることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載のストリップコイラ。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１つに記載のストリップコイラを運転するための方法において、
偏向シェル（２８）の先端（２２）が、ストリップの巻取り状況（コイルへの巻き始めか巻き終わりか）に応じて、偏向シェル（２８）及びコイラマンドレル（２１）に対して適切に調整されることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイラマンドレルと、コイラマンドレルに付設された押付けローラと、ストリップの前端をコイラマンドレルに押し付けるための偏向シェルとを有する、ストリップを巻き取るためのストリップコイラに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧延機において、ストリップは、搬送と顧客での次処理を可能にするために、シート又は巻き取られた束、いわゆるコイルに形成される。まっすぐな方向に移送されるストリップが、コイラ装置で半径方向に巻き取られる場合に、コイルが生じる。ストリップは、例えば冷間圧延ライン又は熱間圧延ラインの製品である。装置タイプに応じて、ストリップの温度は、８００°Ｃまでになる。
【０００３】
コイラ装置は、ストリップを回転式のコイラマンドレルに案内するように機能する。このため、例えば偏向シェル、偏向ローラ、ベルト等のようなガイド要素が使用される。巻取り後のコイラマンドレルがストリップを支持し、ストリップ張力が上昇した場合、ガイド要素は、ストリップから旋回させて引き離すことができる。これらガイド要素は、必要であれば、ストリップエンドに達した時に、ストリップが、ロールスタンド又はコイラ装置のドライブ装置を抜けることによって張力を失いそうになった場合に、再び旋回させて当接させることができる。これにより、ストリップエンドが遠心力又は固有剛性に基づいて周囲に当たり、ガイド要素とストリップ表面に損傷を与えることが防止される。加えて、外側からコイルに半径方効力が作用しない場合に、コイルが、ストリップにおける張力の損失によってその形態を失い、時計のバネと同様に巻き解けることが防止される。
【０００４】
特許文献１から、巻き取るべきストリップをドラムに押し付けるための押付けローラを備える、ストリップをコイルに巻き取るためのストリップコイラが公知である。このストリップコイラは、更に、押付けローラ間の周領域内でドラムの周囲でストリップをガイドするためのガイドエプロンを有する。押付けローラとガイドエプロンは、互いに依存せずに旋回可能なフレーム部品によって保持される。
【０００５】
図１〜３に示した別の従来技術によれば、巻取り工程は、コイラマンドレル２に巻き取るべきストリップ１（図１）が、一方では偏向シェル４によって構成され、他方ではシャフトフラップ５によって構成されるコイラシャフト３を通過するように機能する。更に、ストリップ１は、コイラマンドレル２に巻き取る際に、別の偏向シェル６，７と、偏向シェル４，６，７間に配設された押付けローラ８．９．１０とによってガイドされる。押付けローラ８，９，１０は、ストリップ１がコイラマンドレル２の周囲にぴったりと寄り添うように使用される。
【０００６】
ストリップ１の前縁１１が、偏向シェル６，７と押付けローラ８，９，１０の傍らを通過した後、前縁は、偏向シェル４の傍らを通過し、この偏向シェルに設けられた前側の先端１２に達する。先端１２の不都合な形成により、ストリップ１は、その前縁１１で、場合によっては、方向１３からコイラシャフトを通過する後続のストリップ１にほぼ垂直に衝突する。この場合、ストリップの前縁１１が後続のストリップ１にぶつかることによって前縁１１が停止又は制動される時に、トリップ１にへこみ１４（図２）が生じる。従って、大きい力が、前縁１１と押付けローラ８，９，１０に作用する。この工程は、ストリップ１とコイラマンドレル表面間の接触力を下げ、これにより、ストリップ１の付加的なへこみ１４を生じさせる。その場合、必然的に、コイラマンドレル２からのストリップ１の局所的な浮上りが生じる。
【０００７】
先端１２（図１，２，３）の形状は、従来技術における偏向シェル４の先端のための第１の実施例を示す。先端は、コイル直径が最大である時にストリップ１によって構成されるコイル１６の最後の巻部１５に侵入せず、最後の巻部１５の外側の表面に損傷を与えないように、有利に“鈍く”形成されている。その代わりに、図１による巻き始め工程にとって、図３で符号１７で図示したような第２の実施例による先端の鋭い形状は、巻き取る際にストリップ１をできるだけぴったりとコイラマンドレル１２の周囲に案内するために有利である。しかしながら不利なことに、先端１７は、コイル直径が所定の値に達するか、最大になったときに、外側の巻部１５に接触し、損傷を与える。従って、先端１７は、構造に依存してコイル１６の最後の巻部１５への押付けローラ１０の当接を妨げるので、有効に実現可能ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】独国特許出願公開第２９  ３９  ８９４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、巻取り工程の開始時でも、特に巻取り工程の終了時でも、最適にストリップを巻き取ることができるストリップコイラを得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、この課題は、冒頭で述べた形式のストリップコイラにおいて、少なくとも１つの偏向シェルが、偏向シェルに対して変位可能な先端を備えていることによって解決される。
【００１１】
偏向シェルの本発明により変位可能に形成された先端により、一方で、巻取り工程の開始時にできるだけぴったりとストリップをコイラマンドレルに巻き付けることが保証され、しかしながら他方で、先端が、更なる巻取り工程中にもはや障害にならないこと、特にコイルに対する最後の層の形成を妨げないことが保証される。特に、先端は、有利に、コイラマンドレルに最初の巻部を形成した後、ストリップの巻取り領域から離間するように移動することができ、その場合には既に、偏向シェルをコイラマンドレルに対して移動させる必要はない。
【００１２】
少なくとも本質的に向かい合うコイラマンドレルとコイラマンドレルに巻き付けられるストリップのように湾曲させた輪郭を有する先端もしくは先端を支持する偏向シェルの形成が、特に適切であることがわかった。
【００１３】
特に、先端は、回転運動又は直線運動のいずれかによって偏向シェルに対して変位可能であり、両運動は、重ねても、相前後して実施してもよい。先端は、巻付け工程の進行中、巻取り工程の開始時の押付け位置から、巻き付けられたストリップの巻部の数の増加と共に、コイラマンドレルから更に離れた静止位置に移行させることができる。新たな巻取り工程を開始する前に、先端は、再び押付け位置もしくはコイラマンドレルに案内される。
【００１４】
先端は、種々の方法で駆動することができる。油圧的、機械的又は電機的な駆動方法が問題になる。
【００１５】
先端が、偏向シェルの前端に、即ち偏向シェルヘッドに、配設されているように、ストリップコイラが形成されていると有利である。換言すれば、先端は、偏向シェルヘッドとして形成することができるということである。この場合、先端は、偏向シェルヘッドの回転によって偏向シェルに対して変位可能に、特に押付け位置から離間するように旋回可能になる。
【００１６】
異なったストリップ厚みのストリップが、同一のストリップコイラによって巻き取られるべきであるので、ストリップコイラの有利な形成では、コイラマンドレルに対して押付け位置で先端が占める間隔が、巻き取られるストリップの厚みに応じて調整可能である。
【００１７】
先端の押付け位置を調整するための装置、特に偏向シェルヘッドを旋回させるための油圧シリンダが、位置測定装置を備えていると有利である。その場合、ストリップの厚みは、先端の押付け位置を調整するための距離尺度に直接換算することができる。
【００１８】
このため、位置測定装置が、調整すべき間隔を計算するための演算ユニットを有すると有利である。更に、先端が、２つのストッパ間の領域内を移動可能であると有利である。
【００１９】
ストッパの少なくとも一方が、特にシムセットによって調整可能であると有利である。
【００２０】
先端又はストリップへの損傷を回避するため、本発明の有利な形成では、所定の先端に対する荷重を超過した場合、先端もしくは偏向シェルヘッドが、コイラマンドレルから離間するように旋回可能または引離し可能である。
【００２１】
本発明の有利な発展形は、従属請求項に記載されている。
【００２２】
以下で、実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】従来技術を示す。
【図２】従来技術を示す。
【図３】従来技術を示す。
【図４】変位可能な先端を有するストリップコイラの横断面図を示す。
【図５】変位可能な先端のための駆動装置を詳細に図示したストリップコイラの横断面図を示す。
【図６】ストリップによって先端に加えられる荷重を考慮して図５に図示した先端の位置調整をするためのコントロール回路の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の目標は、各巻取り工程で、ストリップ２０（図４）ができるだけぴったりとコイラマンドレル２１の周囲にまきつけられることにある。これにより、できるだけ早くストリップ２０に、即ちコイラマンドレル２１と（図示されてない）ドライブ装置間に、張力が生じることが保証される。加えて、ストリップ２０は、巻取り工程中にコイラマンドレル２１から外れるべきでない。従来技術でストリップ１（図１）の前縁１１がコイラシャフト２５内に入るストリップ１にぶつかることによって生じるような衝突は、入るストリップ２０がコイラマンドレル２１の周囲にしっかりと巻き付けられ、その際に図２に図示したようなへこみ１４を生じさせないように、回避すべきである。巻き始め工程は、本発明によって全体的に確実になり、衝突及び振動なく行なわれる。
【００２５】
このため、ストリップ２０の前縁２４は、巻き始め（領域２３）の際に、適切に鋭く形成された先端２２によってコイラシャフト２５を経て供給されるストリップ２０に対して接線方向又はほぼ接線方向に案内される。このようにして、ストリップ２０の層が付加されることに基づいた厚みの違いしか押付けローラ２６の領域に現れないことが、保証される。先端２２と、先端２２が変位可能に取り付けられた偏向シェル２７とは、共に、少なくとも本質的にコイラマンドレル２１と同じ曲率を備える。
【００２６】
従って、確かに、一方では最適な巻き始め工程が可能であるが、他方で、巻取り工程の終了時に先端２２が、コイル１６の外側の巻部１５が占める領域内に突出しないとの課題が、本発明により解決されなければならない。従って、本発明によれば、先端２２が、一方では巻き始め時にストリップ２０をガイドし、他方では巻取り工程の終了時に邪魔にならないように、構成することができる。
【００２７】
それによれば、本発明では、先端２２をコイルから離間するように旋回させることを可能にするメカニズムが設けられている。先端２２（図５）は、このため、少なくとも１つの回転中心２９を中心にして旋回可能に支承された丸棒状の偏向シェルヘッド３０に形成されている。先端２２を有する偏向シェルヘッド３０は、偏向シェル２８内に収容され、そこでこの偏向シェルに対して旋回可能に支承されている。先端２２を有する偏向シェルヘッド３０の輪郭は、コイラシャフト２５の領域内を、直線部分３１によって構成される。コイラマンドレル又はコイル１６の近傍で、先端２２の形状は、少なくともコイラマンドレル２１もしくはコイル１６の半径に適合させた半径を有する少なくとも本質的に円形又は円形に近い輪郭３２によって構成される。
【００２８】
二重矢印３３は、先端２２が偏向シェルヘッド３０と共に偏向シェル２８に対して行なうことができる、可能な回転運動もしくは旋回運動を示す。先端が、以下では押付け位置とも呼ばれる巻付け位置から、巻取り工程の終了時に占めるべき位置に旋回される場合、偏向シェルヘッド３０は、先端２２と共に時計回り方向に旋回する。偏向シェルヘッド３０は、少なくとも１つの旋回アーム３４を備え、この旋回アームは、気圧又は油圧シリンダ３６のピストンロッド３５に旋回可能に連結されている。この気圧又は油圧シリンダは、先端２２を有する偏向シェルヘッド３０を矢印３３の方向に移動させることができる。
【００２９】
基本的に、偏向シェルヘッド３０を移動させるためには、回転運動だけでなく、直線運動又は両運動方式も問題になる（矢印３３，３７参照）。相応に、先端の一方の運動又は他方の運動を生じさせる多数のシリンダを設けることができる。異なった方式の運動を、同時に重ね合わせて又は時間的に相前後して行なうことができる。
【００３０】
特に異なった厚みのストリップを巻き付ける時のストリップ２０の接線方向のガイドが、前側の先端２２によって最適に行なわれるように、コイラマンドレル２１又はコイル１６の外側の巻部１５から向かい合う偏向シェルヘッド３０の面までもしくは先端２２までに至る間隔３９を、調整可能に形成することが有効である。このため、油圧シリンダ３６が位置測定装置３８と連結されている。位置測定は、種々の原理で、例えば油圧シリンダ３６内の流体の容積を測定する容積流量計を介して、実現可能である。同様に、電気式の変位センサを設けてもよい。油圧シリンダ３６の位置が分かっている場合、偏向シェルヘッド３０、偏向シェル２８、コイラマンドレル２１のジオメトリ及びコイラマンドレルに形成されたストリップ２０の巻層を考慮するアルゴリズムによって間隔３９の実測値を計算することができ、次いで、間隔３９は、所望の基準値に調整することができる。調整は、先端２２を、場合によっては偏向シェルヘッド３０と共に、偏向シェル２８に対して移動させることによって行なわれる。
【００３１】
偏向シェルヘッド３０の先端２２を損傷から保護するため、シリンダ３６が、偏向シェルヘッド３０を、プリセットされた荷重上限に達してから、ストリップから離間するように旋回させ、従って、ストリップ２０の前縁２４が解放されるとのことが可能である。コントロール回路（図６）により、先端２２の位置及び／又は先端２２の位置を保持すべき荷重を調整することができる。
【００３２】
偏向シェル２８は、左回転方向の偏向シェルヘッド３０の回転を制限する少なくとも１つの第１のストッパ４０と、右回転方向の偏向シェルヘッド３０の回転を制限する少なくとも１つの第２のストッパ４１を備える。偏向シェルヘッド３０のエッジ４２は、せいぜいストッパ４１まで移動させることができる。このようにして、偏向シェルヘッド３０が、右回転時に巻き取られたストリップ２０に衝突し、ストリップの表面に損傷を与えることが防止される。
【００３３】
特に、両ストッパ４０，４１は、例えばシムセットによって調整することができるので、コイラが唯一のストリップ厚み又は限定されたストリップ厚み範囲のストリップを巻き取るべき場合、偏向シェルヘッド３０は、非常に簡単に制御することができる。
【００３４】
図６には、荷重をコントロールするための従属させたコントロール回路によって油圧シリンダ３６もしくは先端２２の基準位置を調整するための位置コントロール回路が図示されている。この場合、先端の実測位置は、最大でも、所定の荷重リミット値に達するまでしか、所定の基準位置に近づけられない。圧力計を介して測定された油圧シリンダ３６内の圧力と、この圧力に相当する実測荷重により、下位の荷重コントロール回路は、現在の実測位置におけるストリップへの先端の押付け荷重を、荷重リミット値よりも小さくすることができる所定の基準荷重にコントロールする。
【００３５】
本発明によれば、押付けローラ２６の押付け荷重及び／又は押付けローラの間隔４３（図４）も、コイラマンドレル２１に対して調整することができる。この調整は、特に、図６のコントロール回路によって確認された結果に応答して行なわれる。
【符号の説明】
【００３６】
１      ストリップ
２      コイラマンドレル
３      コイラシャフト
４      偏向シェル
５      シャフトフラップ
６      偏向シェル
７      偏向シェル
８      押付けローラ
９      押付けローラ
１０    押付けローラ
１１    ストリップ１の前縁
１２    先端
１３    方向
１４    へこみ
１５    外側の巻部
１６    コイル
１７    先端
２０    ストリップ
２１    コイラマンドレル
２２    先端
２３    重なる領域
２４    ストリップ２０の前縁
２５    コイラシャフト
２６    押付けローラ
２７    偏向シェル
２８    偏向シェル
２９    回転中心
３０    偏向シェルヘッド
３１    直線部分
３２    円形の輪郭
３３    矢印
３４    アーム
３５    ピストンロッド
３６    油圧シリンダ
３７    矢印
３８    位置測定装置
３９    間隔
４０    ストッパ
４１    ストッパ
４２    エッジ
４３    間隔
４４    間隙
【図１】
2012518540.tif 000003
【図２】
2012518540.tif 000004
【図３】
2012518540.tif 000005
【図４】
2012518540.tif 000006
【図５】
2012518540.tif 000007
【図６】
2012518540.tif 000008
【国際調査報告】
2012518540.tif 000009
2012518540.tif 000010
2012518540.tif 000011
2012518540.tif 000012