DE4138189A1 - Reel for coiling hot metal wire - has axially movable flange to allow width of coil to increase to relieve internal stresses - Google Patents

Reel for coiling hot metal wire - has axially movable flange to allow width of coil to increase to relieve internal stresses

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Abstract

As the hot metal wire is wound onto a reel, the subsequent cooling of the wire or strip produces transverse stresses in the material. These stresses can be avoided by winding the wire onto a reel which consists of a core (3), a fixed flange (1) and an axially movable flange (2). The movable flange is held at a distance (a) from the fixed flange, while the material is wound onto the reel. As the material cools, the forces produced by cooling press the movable flange to a distance (b) from the fixed flange so that the internal stresses in the material are relieved. USE/ADVANTAGE - For coiling hot drawn wires,with controlled compensation of transverse stresses.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kompensa­ tion der beim Spulen von strangförmigem Gut, insbe­ sondere von Draht, sich aufbauenden und auf die Spulenflansche wirkenden Querspannungen und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for compensation tion of the winding of strand-like material, esp special of wire, building up and on the Coil flanges acting cross voltages and a Device for performing the method.

Das Spulen von Draht findet in der Drahtindustrie vor allem bei der Bereitstellung von mit Draht be­ spulten Verseilspulen, wie diese dann in der Ver­ seilmaschine eingesetzt werden, breite Anwendung.Wire spooling takes place in the wire industry especially when providing wire with be spooled stranded bobbins, as this then in the Ver Rope machine can be used, wide application.

Nachdem der gezogene Draht die letzte Ziehstation verlassen hat, ist er noch durch die auftretende Umformwärme mit einer, gegenüber der ihn umgebenden Luft, erhöhten Temperatur behaftet. Wenn der Draht nun in diesem Zustand mit einer notwendigen Rück­ zugskraft aufgespult wird, schiebt sich beim mehr­ lagigen, nicht lagegerechten Spulen der obere Drahtquerschnitt immer in den von zwei in der dar­ unter liegenden Lage nebeneinander angeordneten Drahtquerschnitten gebildeten Zwischenraum. After the drawn wire the last drawing station has left, it is still due to the occurring Forming heat with a, compared to the surrounding Air, elevated temperature afflicted. If the wire now in this condition with a necessary return traction is wound up, pushes itself with the more layered, incorrectly positioned coils of the upper one Wire cross-section always in that of two in the arranged side by side under lying position Wire cross sections formed space.  

Durch die weitere Abkühlung des Drahtes kommt es in dem Draht vor allem in Längsrichtung zu Schrump­ fungsvorgängen. Die Schrumpfung des Drahtes be­ wirkt, daß sich der Draht enger um den Spulenkern zieht. Die einzige Möglichkeit der Schrumpfung be­ steht in den jeweils gebildeten Zwischenräumen der unteren Drahtlagen. Dabei bauen sich in Abhängig­ keit des gedachten Winkels zwischen den Berührungs­ flächen erhebliche Querspannungskräfte auf.By further cooling the wire it comes in the wire shrink especially in the longitudinal direction processes. The shrinkage of the wire causes the wire to tighten around the coil core pulls. The only way of shrinking be stands in the gaps formed in each case lower wire layers. Doing so depend of the imaginary angle between the touches surface considerable transverse tension forces.

Diese Kräfte erreichen Größenordnungen von mehreren 1000 kp.These forces reach orders of magnitude of several 1000 kp.

Die auftretenden Kräfte müssen nun von den Spulen­ flanschen aufgenommen werden, da diese Schrump­ fungsprozesse noch eine längere Zeit andauern, also auch dann, wenn die volle Spule bereits aus dem Spuler herausgenommen wurde, wobei es häufig zu plastischen Verformungen bzw. Zerstörungen der Spu­ lenflansche kommt.The occurring forces must now come from the coils flanges are included as this shrink processes take a long time, so even if the full spool is already out of the Spooler has been taken out, often causing it to plastic deformation or destruction of the spu lenflansche is coming.

Während des Spulvorganges auftretende Querspan­ nungskräfte können vom Spuler nicht aufgenommen werden. Hinzu kommt, daß wenn sich die Spulen­ flansche beginnend in Spulenkernnähe weiten, die Flansche zum Rand hin trompetenfömig aufgebogen werden. Durch diese Weitung ergeben sich im oberen Bereich der Spule zwischen den einzelnen Be­ rührungspunkten der Drahtquerschnitte größere ge­ dachte Winkel, womit sich gleichzeitig die auftretenden Querspannungskräfte vervielfachen.Cross-cut occurring during the winding process The spool cannot absorb any tension forces will. Add to that when the coils flanges starting near the coil core, which Flanges bent trumpet-shaped towards the edge will. This expansion results in the upper one Area of the coil between the individual Be contact points of the wire cross sections larger ge Winkel thought, with which the multiply occurring transverse stress forces.

In der Praxis wird nun versucht, diesen Querspan­ nungen durch immer stabilere und kompaktere Spulen­ konstruktionen zu begegnen. In practice, this cross-cutting is now being attempted through increasingly stable and compact coils to encounter constructions.  

Dies hat natürlich den Nachteil des erhöhten Mate­ rialaufwandes und der schlechten Handhabung dieser Spulen. So muß dann beispielsweise, nachdem der Schrumpfungsprozeß des Drahtes abgeschlossen ist, der Draht auf für die Verseilmaschinen geeignete Spulen umgespult werden, was einen zusätzlichen Ar­ beitsgang erfordert.Of course, this has the disadvantage of increased mate rial effort and poor handling of this Do the washing up. For example, after the Shrinking process of the wire is complete, the wire on suitable for the stranding machines Coils are rewound, which is an additional ar passageway required.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Ver­ fahren zu schaffen, mit dem die beim Spulen von temperaturbehaftetem Draht auftretenden Querspan­ nungen kontrolliert kompensiert werden können und eine Vorrrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu entwickeln.The object of the invention is a Ver drive to create with which when winding cross-cut occurring at high temperature wire can be compensated in a controlled manner and an apparatus for performing the method to develop.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Spule mit einer vom Nennmaß her verringer­ ten Breite bespult wird und nach Abschluß der Be­ spulung der Drahtbund unter Ausnutzung der entstan­ denen Querspannungen auf das Nennmaß verbreitert wird.According to the invention, the object is achieved by that the coil with a nominal size decrease width is wound and after completion of loading winding the wire bundle using the origin which cross voltages widened to the nominal dimension becomes.

Es hat sich nämlich gezeigt, wenn man in Abhängig­ keit vom aufzuspulenden Drahtdurchmesser die Bespu­ lungsbreite um einen definierten Betrag der Nenn­ breite verringert, der Draht im Moment zwar die gleichen Querspannungskräfte aufbaut als wenn er auf Nennbreite aufgespult würde, diese Kräfte je­ doch noch vom Spuler bzw. am Spuler vorgesehenen Adapter aufgefangen werden, durch kontrollierte Aufweitung des aufgespulten Drahtbundes auf das Nennmaß, noch während sich die Spule im Spuler be­ findet, die Querspannungskräfte insoweit abgebaut werden können, daß die sich im nachhinein ergebenen restlichen Querspannungskräfte vernachlässigbar klein sind.It has been shown when you are dependent speed of the wire diameter to be wound up width by a defined amount of the nominal width decreased, the wire at the moment the builds up the same transverse tension forces as if it were would be wound up to nominal width, these forces each provided by the winder or on the winder Adapters are caught by controlled Widening of the wound wire bundle on the Nominal size, while the bobbin is in the winder finds that the transverse tension forces are reduced so far  can be that the result afterwards remaining transverse stress forces negligible are small.

Aus technologischen Gründen müssen sogar noch Rest­ querspannungskräfte vorhanden sein, damit beim Ab­ spulen der abzuziehende Draht nicht in die inneren Lagen des Bundes eindringt.For technological reasons, even the rest transversal tension forces are present so that when Ab do not wind the wire to be drawn out into the inner one Of the federal government penetrates.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin dadurch gelöst, daß bei den verwendeten festen Spulen zumindestens einer der beiden Flansche in be­ grenztem Maße axial verschiebbar ist.According to the invention, the object is thereby further achieved solved that with the fixed coils used at least one of the two flanges in be is axially displaceable to a limited extent.

Durch diese axiale Verschiebbarkeit der oder des Spulenflansches kann der oben beschriebene Quer­ spannungskräfteabbau erfolgen, indem der Spulen­ flansch im Ausgangszustand auf die enge Abmessung eingestellt wird und nach Abschluß des Spulvorgan­ ges der Spulenflansch in axialer Richtung nach au­ ßen geführt wird, so daß sich das Innenmaß auf die Nennbreite einstellt.This axial displacement of the Coil flange can the cross described above De-tensioning is done by the coils flange in the initial state to the narrow dimension is set and after completion of the winding operation ges the coil flange in the axial direction outwards is led so that the internal dimension on the Sets the nominal width.

Beim axialen Verstellen des Spulenflansches wird die durch den aufgespulten Draht aufgebaute Quer­ spannungskraft ausgenutzt, indem diese den Flansch selbsttätig nach außen schiebt und zwar in dem Maße, wie die während des Spulvorganges den Flansch von außen, die notwendige Gegenkraft aufbringenden Spulerelemente bzw. Adapter zurückgeführt werden.When the coil flange is adjusted axially the cross built up by the spooled wire Tension is exploited by this the flange automatically pushes outwards in the Dimensions like the flange during the winding process from the outside, the necessary counterforce Winder elements or adapters are returned.

Damit sich der Spulenflansch nur in dem notwendigen Maße axial bewegen kann, sind am Spulenkern ent­ sprechende Anschläge bzw. Bünde vorgesehen. So that the coil flange is only in the necessary Dimensions can move axially, are ent on the coil core speaking stops or frets are provided.  

Zur Durchführung des Verfahrens ergibt sich die Notwendigkeit, daß Spulenkern und verschiebbarer Spulenflansch getrennt voneinander arretiert werden müssen, da während des Nachaußenführens des Flan­ sches der Spulenkern noch eingespannt bleibt.To carry out the process, the Need that coil core and slidable Coil flange can be locked separately must, as the Flan the coil core still remains clamped.

Erfindungsgemäß ist dazu vorgesehen, daß der Spu­ lenflansch im Spuler durch einen vorgesehenen Adap­ ter getrennt vom Spulenkern fixiert wird. Bei großen Bundmassen wird der Adapter direkt am Spuler vorgesehen, während bei kleinen Bundmassen spu­ lerexterne Adapter zur Fixierung der Spulenflansche eingesetzt werden.According to the invention it is provided that the Spu lenflansch in the winder through a designated adapter ter is fixed separately from the coil core. At large coil sizes, the adapter is directly on the winder provided while spu with small bundles External adapters for fixing the coil flanges be used.

Die Adapter sind so aufgebaut, daß nach Abschluß des Spulvorganges über eine lösbare Verbindung, vorzugsweise eine Stellschraube bzw. Stellmutter, der Weg für den Spulenflansch entsprechend der Ge­ windesteigung freigegeben wird und der Spulen­ flansch sich bis zur maximalen Ausdehnung axial nach außen an den am Spulenkern vorgesehenen Bund anlegt.The adapters are designed so that after completion the winding process via a detachable connection, preferably an adjusting screw or adjusting nut, the way for the coil flange according to the Ge wind slope is released and the coils flanged axially up to the maximum extent outwards to the collar provided on the spool core creates.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung können auch beidseitig Adapter vorgesehen sein, die die Möglichkeit der axialen Verschiebung beider Spulen­ flansche, beim Einsatz entsprechender Spulen, bie­ ten. Auf diese Weise kann der jeweilige axiale Ver­ stellweg minimiert bzw. der gesamte Verstellweg ma­ ximiert werden.In an advantageous embodiment of the invention adapters can also be provided on both sides, which the Possibility of axial displacement of both coils flanges, when using appropriate coils, bie In this way, the respective axial Ver travel minimized or the total travel ma be maximized.

Die Erfindung soll nachfolgend in einem Ausfüh­ rungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert werden. The invention is intended in one embodiment Example based on the associated drawings are explained in more detail.  

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 schematisch eine mit axial verstellbaren Flanschen ausgerüstete Spule im Schnitt; Figure 1 schematically shows a coil equipped with axially adjustable flanges in section.

Fig. 2 die Fixierung einer Spule für große Bundmassen im Spuler und Fig. 2, the fixation of a coil for large coil masses in the winder and

Fig. 3 die Fixierung einer Spule für kleine Bundmassen im Adapter. Fig. 3, the fixation of a coil for small coil masses in the adapter.

In Fig. 1 wird deutlich, daß die Spule 1 Flansche 2 aufweist, die auf dem Spulenkern, jeweils in dessen äußerem Randbereich, im Bereich eines am Spulenkern vorgesehenen Anschlages 3′ und den Bund 3 axial verschiebbar sind.In Fig. 1 it is clear that the coil 1 has flanges 2 , which are axially displaceable on the coil core, in each case in its outer edge region, in the region of a stop provided on the coil core 3 'and the collar 3 .

Der Abstand a zeigt die Stellung des Flansches, in der die Spule im eingespannten Zustand bespult wird. Der Abstand b zeigt die Stellung des Flan­ sches, die er im entlasteten Zustand einnimmt. Die Fig. soll nur das Prinzip verdeutlichen und keine detaillierte Hinweise auf etwaige Größenordnungen einzelner Abmessungen geben.The distance a shows the position of the flange in which the coil is wound in the clamped state. The distance b shows the position of the flange, which it assumes in the unloaded state. The figure is only intended to illustrate the principle and not to give any detailed information about possible orders of magnitude of individual dimensions.

In Fig. 2 wird eine Spule im eingespulten Zustand gezeigt, wobei der Spulvorgang noch nicht begonnen hat.In Fig. 2 a bobbin is shown in the wound state, the winding process has not yet started.

Der Flansch 2 befindet sich im Ausgangszustand und ist auf den Spulenkern 1 axial beabstandet zu Bund 3 fixiert. The flange 2 is in the initial state and is fixed on the coil core 1 axially spaced from the collar 3 .

Die Fixierung von Spulenkern und Spulenflansch er­ folgt im Zusammenspiel mit der Pinole 4 und dem An­ ker 5, die eingefahren und durch den Stecker 6 formschlüssig verbunden sind. Auf der Pinole 4 ist eine selbsttätig verschiebbare Halterung 8 vorgese­ hen, die in Verbindung mit der Mutter 7 und der Stellschraube 9 fixierbar ist.The fixation of the coil core and coil flange he follows in interaction with the sleeve 4 and the ker 5 , which are retracted and connected by the connector 6 in a form-fitting manner. On the sleeve 4 , an automatically displaceable bracket 8 is hen vorgese, which can be fixed in connection with the nut 7 and the adjusting screw 9 .

Nachdem nun die Spule 1 mit Draht vollgespult ist, wird über die Stellschraube 9 und die Mutter 7 die Halterung 8 gelöst. Durch die vom aufgespulten Draht ausgehenden Querspannungskräfte wird der Spu­ lenflansch 2 entsprechend dem von der Halterung 8 freigegebenen Weg axial nach außen gedrückt, bis er am Bund 3 der Spule 1 anliegt.Now that the coil 1 is fully wound with wire, the bracket 8 is loosened via the set screw 9 and the nut 7 . By the transverse tension forces emanating from the spooled wire, the spool lenflansch 2 is pressed axially outwards in accordance with the path released by the holder 8 until it abuts the collar 3 of the coil 1 .

Danach wird der Stecker 6 entfernt, der Anker 5 ge­ zogen und die Pinole 4 in Ausgangsstellung ge­ bracht. Die volle Spule kann nunmehr fast querspan­ nungsfrei entnommem werden.Then the plug 6 is removed, the armature 5 is pulled ge and the quill 4 is brought into the starting position. The full spool can now be removed almost without cross-tension.

In Fig. 3 ist nochmals die nach dem selben Prinzip arbeitende Spulen- und Flanschfixierung gezeigt, jedoch ist die Halterung 8 über einen spulerexter­ nen Adapter fixiert.In Fig. 3 the coil and flange fixation working according to the same principle is shown again, but the bracket 8 is fixed via a non-spool adapter.

Insgesamt gesehen hat die erfindungsgemäße Lösung den Vorteil, daß nunmehr eine Verformung der Spu­ lenflansche während und nach dem Spulvorgang ausge­ schlossen wird und die Spulen selbst in ihren Ab­ messungen und Materialstärken erheblich verringert werden können. Darüber hinaus ist es nunmehr auch möglich, den Draht direkt vom Ziehvorgang auf leichter gebaute Verseilmaschinenspulen zu spulen bzw. kommt die Verwendung von verschiedenen Anwen­ dern geforderten Wegwerf -bzw. Einwegspulen damit in den ökonomischen Bereich.Seen overall, the solution according to the invention the advantage that now a deformation of the Spu lenflanges during and after the winding process is closed and the coils themselves in their Ab measurements and material thicknesses significantly reduced can be. Beyond that, it is now too possible to pull the wire directly from the drawing process easier to build stranded machine coils or comes the use of different applications the required throw-away or Disposable spools with it in the economic field.

Claims (7)

1. Verfahren zur Querspannungskompensation beim Spulen von strangförmigem Gut, dadurch gekennzeich­ net, daß die Spule mit einer vom Nennmaß her ver­ ringerten Breite bespult wird und nach Abschluß der Bespulung der Drahtbund unter Ausnutzung der Quer­ spannung auf das Nennmaß verbreitert wird.1. A method for transverse voltage compensation when winding strand-like material, characterized in that the coil is wound with a width reduced from the nominal dimension and after the end of the winding the wire bundle is widened to the nominal dimension using the transverse voltage. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Verringerung des Nennmaßes weniger als ein Viertel des Nennmaßes beträgt.2. The method according to claim 1, characterized in net that the reduction in nominal size is less than is a quarter of the nominal size. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verringerung des Nennmaßes weniger als den zweifachen Drahtdurchmesser be­ trägt.3. The method according to claim 1 and 2, characterized ge indicates that the reduction in nominal size be less than twice the wire diameter wearing. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Veringerung des Nennmaßes ei­ nem Drahtdurchmesser entspricht.4. The method according to claim 1 to 3, characterized ge indicates that the reduction in the nominal dimension ei corresponds to the wire diameter. 5. Vorrichtung zur Querspannungskompensation beim Spulen von strangförmigem Gut, dadurch gekennzeich­ net, daß bei der verwendeten Spule (1) zumindestens einer der beiden Spulenflansche (2) in begrenztem Maße axial verschiebbar ist. 5. Device for transverse voltage compensation when winding strand-like material, characterized in that at least one of the two coil flanges ( 2 ) is axially displaceable to a limited extent in the coil ( 1 ) used. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die axiale Beweglichkeit durch einen Anschlag (3′) und einen Bund (3) begrenzt wird.6. The device according to claim 5, characterized in that the axial mobility is limited by a stop ( 3 ') and a collar ( 3 ). 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß am Spuler ein Anschlag (8) ange­ ordnet ist, der ausschließlich den Spulenflansch (2) fixiert und der derart mit einer Pinole (4) und einem Anker (5) des Spulers, die den Spulenkern (1) fixieren, in Wirkverbindung steht, daß er unabhän­ gig von diesen über eine Stellschraube (9) und eine Mutter (7) in axialer Richtung bewegt werden kann.7. Apparatus according to claim 5 and 6, characterized in that a stop ( 8 ) is arranged on the winder, which only fixes the bobbin flange ( 2 ) and with a quill ( 4 ) and an armature ( 5 ) of the winder , which fix the coil core ( 1 ), is operatively connected so that it can be moved independently of these via an adjusting screw ( 9 ) and a nut ( 7 ) in the axial direction.
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