AT512880A1

AT512880A1 - Bandhaspeleinrichtung

Info

Publication number: AT512880A1
Application number: ATA50163/2012A
Authority: AT
Inventors: Rudolf Ing Gruber; Sureshram Maier-Varadarajan; Karl Dipl Ing Dr Mayrhofer
Original assignee: Siemens Vai Metals Tech Gmbh
Priority date: 2012-05-08
Filing date: 2012-05-08
Publication date: 2013-11-15
Also published as: AT512880B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bandhaspeleinrichtung zum Aufwickeln, Zwischenspeichern und Abwickeln eines bandförmigen Walzguts. Die Aufgabe der Erfindung ist es, dieBandhaspeleinrichtung so abzuändern, dass die auftretenden Spannungen beim Wickeln eines bandförmigen Walzguts in einer Trommel (6) der Bandhaspeleinrichtung minimiert werden. Dadurch soll einerseits die Standzeit der Trommel (1) verlängert und andererseits eine Gewichts- bzw. Kostenreduktion der Bandhaspeleinrichtung möglich werden.Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass ein zweiter Antrieb (1b) zum Übertragen eines Antriebsmoments M2 auf eine zweite Antriebswelle (2b) vorgesehen ist, wobei die zweiteAntriebswelle (2b) über eine Welle-Nabe-Verbindung (4) mit einer zweiten Nabe (5b) und die zweite Nabe (5b) mit der Trommel (6) verbunden ist.

Description

1

Beschreibung Bandhaspeleinrichtung Gebiet der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft eine

Bandhaspeleinrichtung, die zum Aufwickeln, Zwischenspeichern und Abwickeln eines bandförmigen Walzguts geeignet ist.

Einerseits betrifft die Erfindung eine Bandhaspeleinrichtung zum Aufwickeln, Zwischenspeichern und Abwickeln eines bandförmigen Walzguts, umfassend - einen ersten Antrieb zum Übertragen eines Antriebsmoments Mi auf eine erste Antriebswelle; und - eine erste Nabe mit einer Drehsteifigkeit cNi, eine Trommel, und eine zweite Nabe mit einer Drehsteifigkeit cN2, wobei gilt cN2 = cNi, wobei die erste Antriebswelle über eine Welle-Nabe-Verbindung mit der ersten Nabe und die ersten Nabe mit der Trommel verbunden ist.

Andererseits betrifft die Erfindung eine

Bandhaspeleinrichtung zum Aufwickeln, Zwischenspeichern und Abwickeln eines bandförmigen Walzguts, umfassend - einen Antrieb zum Übertragen eines Antriebsmoments Mi auf eine Antriebswelle; - eine erste Nabe mit einer Drehsteifigkeit Cniv eine erste Teiltrommel mit einer Drehsteifigkeit C21/ eine zweite Teiltrommel mit einer Drehsteifigkeit C22, und eine zweite Nabe mit einer Drehsteifigkeit Cnzf wobei die erste Teiltrommel mit der zweiten Teiltrommel drehsteif verbunden ist, und die Antriebswelle über eine Welle-Nabe-Verbindung mit der ersten Nabe und die ersten Nabe mit der ersten Teiltrommel verbunden ist; - eine Zwischenwelle mit einer Drehsteifigkeit cu zur Übertragung eines Torsionsmoments von der Antriebswelle auf die zweite Nabe, wobei die Zwischenwelle über eine weitere

*Tüx$ksi2 2

Welle-Nabe-Verbindung mit der zweiten Nabe und die zweite Nabe mit der zweiten Teiltrommel verbunden ist.

Stand der Technik 5

Bandhaspeleinrichtungen sind dem Fachmann sowohl aus der Kaltwalztechnik als auch aus der Warmwalztechnik bekannt. Aus der Fig 1 der WO 2007/045359 Al der VOEST-ALPINE INDUSTRIEANLAGENBAU ist eine typische Anordnung bekannt, die 10 in einem Haspelofen Anwendung findet. Dabei ist die Trommel 11 über zwei, beidseitig der Trommel angeordnete, Passfedern mit einer Haspelwelle 6 verbunden, die wiederum über einen nicht näher dargestellten Trommelflansch mit einem Drehantrieb 10 verbunden ist, sodass der Drehantrieb ein 15 Antriebsmoment (Torsionsmoment) auf die Trommel übertragen kann. Aus Schadensanalysen hat sich herausgestellt, dass die Trommel und insbesondere die Endbereiche eines Längsschlitzes in der Trommel, der zum Einfädeln eines Bands geeignet ist, den auftretenden Belastungen, konkret den hohen thermischen 20 Belastungen im Haspelofen und den hohen mechanischen

Spannungen, insbesondere der Wölbkrafttorsion aufgrund der Wölbbehinderung der Enden des Längsschlitzes, nicht dauerhaft standhalten können. Wie die Belastung der Bandhaspeleinrichtung reduziert werden bzw. wie die Standzeit der 25 Trommel erhöht werden kann, kann der Schrift nicht entnommen werden.

Zusammenfassung der Erfindung 30 Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden und eine Bandhaspeleinrichtung darzustellen, bei der die auftretenden Spannungen beim Wickeln eines bandförmigen Walzguts in der Trommel minimiert werden. Dadurch soll einerseits die Standzeit der Trommel 35 verlängert und andererseits eine Gewichts- bzw.

Kostenreduktion der Bandhaspeleinrichtung möglich werden.

3

Diese Aufgabe wird durch eine Bandhaspeleinrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Konkret wird die Aufgabe durch eine Bandhaspeleinrichtung zum Aufwickeln, Zwischenspeichern und Abwickeln eines bandförmigen Walzguts gelöst, umfassend - einen ersten Antrieb zum Übertragen eines Antriebsmoments Mx auf eine erste Antriebswelle; - eine erste Nabe mit einer Drehsteifigkeit cNi, eine Trommel, und eine zweite Nabe mit einer Drehsteifigkeit cW2, wobei gilt cN2 = cNi, wobei die erste Antriebswelle über eine Welle-Nabe-Verbindung mit der ersten Nabe und die erste Nabe mit der Trommel verbunden ist; - einen zweiten Antrieb zum Übertragen eines Antriebsmoments M2 auf eine zweite Antriebswelle, wobei die zweite Antriebswelle über eine weitere Welle-Nabe-Verbindung mit der zweiten Nabe und die zweite Nabe mit der Trommel ve rbunde n ist.

Durch die symmetrische Konstruktion der Bandhaspeleinrichtung mit zwei Antrieben, die in axialer Richtung beidseitig der Trommel angeordnet sind und jeweils eine Hälfte des gesamten Antriebsmoments auf die Trommel übertragen, werden die mechanischen Belastungen in der Trommel minimiert. Zum einen wird eine erste Hälfte des Antriebsmoments über einen ersten Wirkpfad, umfassend die erste Nabe und die erste Trommelhälfte {die sich von der ersten Nabe bis zur Mitte der Trommel erstreckt), in das bandförmige Gut eingeleitet. Zum anderen wird eine zweite Hälfte des Antriebsmoments über einen zweiten Wirkpfad, umfassend die zweite Nabe und die zweite Trommelhälfte (die sich von der zweiten Nabe bis zur Mitte der Trommel erstreckt), in das bandförmige Gut eingeleitet. Durch die symmetrische Konstruktion ergeben sich gleiche Gesamttorsionssteifigkeiten für beide Wirkpfade, sodass die Trommel symmetrisch beansprucht wird. Durch die Aufteilung des Antriebsmoments auf die beiden Antriebe, können zudem kleinere Antriebe verwendet werden. 4 .1 09-05-2012 0, Λ züirzö812

Mach dem Stand der Technik wird im Gegensatz dazu beim Einzelantrieb das einzelne Antriebsmoment asymmetrisch auf die beiden Seiten der Trommel (nachfolgend auch Teiltrommeln 5 genannt, wobei sich je eine Teiltrommel von einer Nabe bis zur Troramelmitte erstreckt) aufgeteilt. Bedingt wird dies durch die statische Unbestimmtheit der Bandhaspeleinrichtung bzgl. Torsion. Zum einen wird ein Teil des Antriebsmoments über einen ersten Wirkpfad, umfassend die erste Nabe und die 10 erste Trommelhälfte, auf das bandförmige Gut übertragen. Zum anderen wird ein zweiter Teil des Antriebsmoments über einen zweiten Wirkpfad, der die sogenannte Zwischenwelle (die zwischen der ersten und der zweiten Nabe angeordnet ist), die zweite Nabe und die zweite Trommelhälfte umfasst, auf das 15 bandförmige Gut übertragen. Insbesondere aufgrund der

Zwischenwelle weisen die beiden Wirkpfade unterschiedliche Torsionssteifigkeiten auf, sodass sich das Antriebsmoment ungleichmäßig aufteilt. Dadurch wird die linke Trommelseite, die durch den ersten Wirkpfad angetrieben wird, im Vergleich 20 zur rechten Trommelseite stärker belastet. Bei einer geschlitzten Trommel ergeben sich durch die Wölbbehinderung der Axialverschiebung der beiden Schlitzränder hohe, asymmetrisch zur Symmetrieebene der Trommel verlaufende, Spannungen in der Trommel. 25

Um den Bandkopf des bandförmigen Walzguts, der gegebenenfalls über eine schlitzförmige Aufnahmeöffnung in das Innere der Trommel eingeführt werden kann, abstützen zu können, ist es vorteilhaft, wenn eine Zwischenwelle zwischen der ersten Nabe 30 und der zweiten Nabe angeordnet ist. Für eine synchrone Bewegung der beiden Antriebe ist es vorteilhaft, wenn die Bandhaspeleinrichtung eine Regeleinrichtung aufweist. Konkret kann es sich dabei um 35 einen analogen oder einen digitalen Regler handeln.

Nach einer einfachen Ausführungsform, ist die Regeleinrichtung als ein digitaler Regler ausgebildet, dem

~ϋΤιΖ& 812

5 eine Soll-Bewegung für beide Antriebe und je eine Ist-Bewegung des ersten und des zweiten Antriebs zuführbar sind. Dadurch kann die Regeleinrichtung je eine Regelabweichung pro Antrieb durch einen einfachen Soll-Ist-Abgleich ermitteln, 5 der wiederum die Basis für die Berechnung der beiden Stellgrößen zur Ansteuerung der Antriebe darstellt.

Bei einer zu Anspruch 3 alternativen Ausführungsform weist die Bandhaspeleinrichtung eine Steuerungseinrichtung zur 10 Synchronisation der Drehbewegungen der beiden Antriebe auf. Diese Ausführungsform ist technisch einfach, dennoch können die Anforderungen zumeist erfüllt werden.

Bei einer einfachen Ausführungsform ist die 15 Steuerungseinrichtung als ein hydraulischer Hengenteiler ausgebildet, der mit dem ersten und dem zweiten Antrieb fluidtechnisch verbunden ist.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ebenfalls durch eine 20 Bandhaspeleinrichtung zum Aufwickeln, Zwischenspeichern und Abwickeln eines bandförmigen Walzguts gelöst, umfassend - einen Antrieb zum Übertragen eines Antriebsmoments Mi auf eine Antriebswelle; - eine erste Nabe mit einer Drehsteifigkeit cNi, eine 25 erste Teiltrommel mit einer Drehsteifigkeit c2i, eine zweite Teiltrommel mit einer Drehsteifigkeit C22/ und eine zweite Nabe mit einer Drehsteifigkeit cH2/ wobei die erste Teiltrommel mit der zweiten Teiltrommel drehsteif verbunden ist, und die Antriebswelle über eine Welle-Nabe-Verbindung 30 mit der ersten Nabe und die ersten Nabe mit der ersten Teiltrommel verbunden ist; - eine Zwischenwelle mit einer Drehsteifigkeit Cu zur Übertragung eines Antriebsmoments von der Antriebswelle auf die zweite Nabe, wobei die Zwischenwelle über eine weitere 35 Welle-Nabe-Verbindung mit der zweiten Nabe und die zweite Nabe mit der zweiten Teiltrommel verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehsteifigkeit der Serienschaltung

ä: [102012/50163 6 von cNi und c2i der Drehsteifigkeit der Serienschaltung von Cu, cN2 und C22 entspricht, sodass CNl ^21 CU CN2 C21 5 Durch die erfindungsgemäße Wahl der Steifigkeiten der Naben und der Trommel, wird auch bei dieser Ausführungsform das Antriebsmoment symmetrisch auf beide Seiten der Trommel (hier Teiltrommeln genannt, wobei sich je eine Teiltrommel von einer Nabe bis zur Trommelmitte erstreckt) aufgeteilt. Zum 10 einen wird eine Hälfte des Antriebsmoments über den ersten Wirkpfad, umfassend die erste Nabe und die erste Trommelhälfte, auf das bandförmige Walzgut übertragen. Zum anderen wird die zweite Hälfte des Antriebsmoments über den zweiten Wirkpfad, der die sogenannte Zwischenwelle (die 15 zwischen der ersten und der zweiten Nabe angeordnet ist), die zweite Nabe und die zweite Trommelhälfte umfasst, auf das bandförmige Gut übertragen. Erfindungsgemäß weisen die beiden Wirkpfade gleiche Torsionssteifigkeiten auf, sodass sich das Antriebsmoment gleichmäßig aufteilt. Dadurch werden die 20 Belastungen in der Trommel signifikant reduziert.

Zur einfachen Aufnahme eines Bandkopfs ist es vorteilhaft, wenn die Trommel eine schlitzförmige Aufnahmeöffnung für das bandförmige Walzgut aufweist. 25

Da eine Bandhaspeleinrichtung in einem Haspelofen (z.B. einem sogenannten Steckelofen) hohen thermischen und hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt ist, ist es vorteilhaft, wenn ein Haspelofen mit einer wärmeisolierenden Einhausung, 30 die einen Ofeninnenraum begrenzt, eine Bandhaspeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.

Beim Haspelofen ist es vorteilhaft, wenn die Zwischenwelle zumindest einen innenliegenden Kanal zur Führung eines 35 Kühlfluids aufweist, bevorzugt aber zumindest zwei innenliegenden Kanäle zur Führung eines Kühlfluids im Gegenstrom aufweist.

7 201128812

Um die Zwischenwelle einerseits thermisch zu isolieren und andererseits vor mechanischen Beschädigungen zu schützen, ist es vorteilhaft, wenn die Zwischenwelle zumindest teilweise von einem konzentrischen Schutzrohr ummantelt ist, wobei im Zwischenraum zwischen der Zwischenwelle und dem Schutzrohr eine thermische Isolierung angeordnet ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung nicht einschränkender Ausführungsbeispiele, wobei auf die folgenden Figuren Bezug genommen wird, die Folgendes zeigen:

Fig la eine Draufsicht auf eine Bandhaspeleinrichtung eines Steckelofens nach dem Stand der Technik mit einem Einzelantrieb

Fig lb eine vereinfachte Darstellung der Antriebssituation nach Fig la mit einem äußeren Drehmoment MLast zum Bandwickeln Fig lc eine schematische Darstellung der Bandhaspeleinrichtung nach Fig la mit dem Antriebsmoment Mi und einem zusätzlichen Antriebsmoment M2 bei einer erfindungsgemäßen Doppelantriebslösung

Fig 2-4 Darstellungen der freigeschnittenen Bauteile der Bandhaspeleinrichtung nach Fig lc, mit den wirksamen Torsionsmomenten

Fig 5 eine vereinfachte Darstellung einer erfindungsgemäßen Bandhaspeleinrichtung mit zwei Antrieben {Doppelantrieb)

Fig 6 eine Darstellung einer weiteren erfindungsgemäßen Bandhaspeleinrichtung mit zwei Antrieben

Fig 7 eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Bandhaspeleinrichtung mit einem Antrieb ΝΜθ0Γ09β20ί2ηιΛ .......2ü±±2'ö812

Fig 8 eine Darstellung einer erfindungsgemäßen

Bandhaspeleinrichtung mit Doppelantrieb, wobei beide Antriebe einer Seite der Trommel zugeordnet sind 5

Beschreibung der Ausführungsformen

Die Fig la zeigt eine Bandhaspeleinrichtung nach dem Stand der Technik eines nicht näher dargestellten Haspelofens in 10 einem sogenannten Steckeiwalzwerk.

Bandhaspeleinrichtungen werden typischerweise in Verbindung mit einem Steckeiwalzwerk zum Aufwickeln, Zwischenspeichern und Abwickeln von warm gewalztem, bandförmigem Gut zwischen 15 aufeinander folgenden Walzstichen verwendet. Beim Wickeln wird das Drehmoment MLast benötigt. Ein in Fig lb dargestellter einzelner Antrieb 1, der als ein Elektromotor ausgeführt ist, überträgt ein Antriebsmoment auf eine Antriebswelle 2. Ein erster Anteil des Antriebsmoments wird 20 über eine als Passfeder 4 ausgebildete Welle-Nabe-Verbindung auf eine erste Trommelnabe 5a und in weiterer Folge auf die Trommel 6 übertragen. Die Trommel 6 ist zwischen der ersten Trommelnabe 5a und einer zweiten Trommelnabe 5b angeordnet. Ein zweiter Anteil des Antriebsmoments wird von der 25 Antriebswelle 2 auf eine innenliegende, wassergekühlte

Zwischenwelle 7, von der Zwischenwelle 7 über eine Passfeder 4 auf die zweite Trommelnabe 5b und schließlich auf die Trommel 6 übertragen. Die Zwischenwelle 7 und die Trommel 6 befinden sich im Inneren eines Steckelofens eines 30 Steckeiwalzwerks, wobei das Warmband beim reversierenden Steckelwalzen im Steckelofen zwecks Vermeidung von Wärmeverlusten aufgewickelt wird. Somit ist die Trommel 6 im betrieblichen Einsatz einer Kombination aus thermischer und mechanischer Belastung ausgesetzt. Konkret ergibt sich für 35 die Trommel 6 eine thermische Dauerbelastung aus der ständig vorherrschenden Steckelofen Feuerraumtemperatur von T > 1000 °C und der beim Anwickeln je Stich variierender Temperaturdifferenz zwischen der Trommel 6 und einem nicht 121812 iPHnted:Ö9-^2b|2 dargestellten Walzgut. Beim Wickelvorgang wird über die Trommel 6 das für das Aufwickeln erforderliche Drehmoment MLast auf das Band übertragen, wobei insbesondere für die Trommel 6 hohe mechanische Torsions- und 5 Biegemomentbelastungen resultieren. Die Bandhaspeleinrichtung ist mittels zweier Lager 3, die als Wälzlager ausgeführt sind, drehbar gelagert. Auf dem rechten Ende der Bandhaspeleinrichtung ist eine Dreheinführung 10 zur Einführung eines Kühlmediums in die Zwischenwelle 7 10 dargestellt.

Eine vereinfachte Darstellung der AntriebsSituation gemäß Fig la ist in Fig lb dargestellt. Daraus ist zu erkennen, dass der erste Antrieb 1 sein Antriebsmoment von einer Motorwelle 15 8 über eine nur schematisch dargestellte Kupplung auf die

Antriebswelle 2 überträgt. Von der Antriebswelle 2 wird einerseits ein erster Anteil des Antriebsmoments über eine Passfeder 4 auf die erste Tromraelnabe 5a übertragen. Der Antriebswelle 2 schließt sich in axialer Richtung eine 20 Swischenwelle 7 an, die einen zweiten Anteil des

Antriebsmoments über eine weitere Passfeder 4 auf die zweite Trommelnabe 5b überträgt. Die Trommel 6 ist zwischen den Trommelnaben 5a,5b angeordnet. Bei der Analyse von Schadensfällen hat sich herausgestellt, dass sich die beiden 25 gegenüberliegenden Ränder der Trommel 6 durch die

Drehmomentbelastung des Einzelantriebs 1 stark gegeneinander verschieben müssen. Diese axiale Verformung wird in der Technischen Mechanik als Verwölbung bezeichnet. Da die Verwölbung durch die angrenzenden Vollrohre der Trommel 6 30 behindert wird, treten zusätzlich axiale LängsSpannungen auf. Diese lassen sich mit der Theorie der Wölbkrafttorsion für Biegeträger abschätzen. Die Hauptursache für den Ausfall der Trommel 6 ist das Auftreten von unzulässig großen Rissen. Das zum Bandwickeln erforderliche Antriebsmoment MLast wird über 35 zwei Wirkpfade in das nicht dargestellte Band eingeleitet.

Einerseits über die antriebsseitige Nabenverbindung 4, 5a und über die Trommel 6 in das Band, und andererseits über die 10 10 '2mT2B812 1102012/50163 innenliegende Zwischenwelle 7, die nicht antriebsferne Nabenverbindung 4, 5b und über die Trommel 6 in das Band.

In Fig lc ist die Antriebssituation der Bandhaspeleinrichtung 5 schematisch dargestellt. Zusätzlich zum Antriebsmoment Mi eines in Fig lb dargestellten ersten Antriebs 1, wird aus Analysegründen ein vorerst fiktives Antriebsmoment M2 eines zweiten Antriebes angesetzt. Konkret wirkt Mi auf eine erste Antriebswelle 2a und M2 auf eine zweite Antriebswelle 2b, die 10 sich auf der gegenüberliegenden Seite der Trommel 6 befindet. Um die auftretenden Belastungen in der Trommel 6 und in der Zwischenwelle 7 analysieren zu können, wurden diese Bauteile in den Fig 2-4 freigeschnitten. 15 Aus Fig 2 ergibt sich das Drehmoment-Gleichgewicht

My =Mn +M21 (1)

Aus Fig 3 ergibt sich Μ^=Μη+Μη (2) 20

Aus Fig 4 ergibt sich M2=Mn—Mn

Aus Fig lc ergibt sich 25 MLast=Ml+M2 (4) (5) (6) Für den Verdrehwinkel der Trommel 6 in der Trommelsymmetrieebene 9 bzw. Trommelndttenebene gilt ¢^1+¾ =^1+^2+¾ 30 wobei allgemein gilt, dass

M φ = — c

Setzt man (6) in (5) für die unterschiedlichen Bauteile ein, so ergibt sich 35 ^21 | ^21 _ Mu ^ A422 A4 + 22

'NI '21 '11 'N2 '22 (7:

11 --------------Z'ürr2ö812 νί 2012/501B3

Sur Vereinfachung der Gleichungen definiert man 1 _ 1 1 CRei21 CN\ C2l 111 CRis22 ^Λ'2 C22 1 _ 1 1 1 1 1 ^Res C11 CW2 C22 CNl C2l

Nach mehreren Umformungen gelangt man zu ^21 - CResl ^ Las!

fl O rn + 1 s hi VC11 CKss22 J ^22 ~ Jm! +Mj ,

L CRei21 C11J 10 ÄT = ^

Somit ergibt sich das Verhältnis zwischen M21 und M22 zu M, 22 M. als Faktor der Drehmomentenaufteilung.

15 Sonderfall 1: Ein einziger Antrieb/ d.h. Mi > 0 und M2 = Q

Nachfolgend werden die obigen Gleichungen für den Sonderfall 1 analysiert. Konkret ergibt f Λ λ λ M2i ~ ^Last CRei 1 1 +— 20 Α/22 — ^ Las! CRe VC11 CRci22 J ' 1 '

Eine ungleichmäßige Belastung der Trommel 6 (bzw. der ersten Teiltrommel 6a und der zweiten Teiltrommel 6b) wird vermieden, wenn Mn =M22

Dies kann erreicht werden, wenn κ = 1 ist und folgende

Bedingung gilt: 11111 --1— ——I---1--. CNl C2i Cn CN2 C22 25 iÄI; [iÖ2Qt2/501j63

2 uliZUolZ 12

In anderen Worten kann eine ungleichförmige Belastung der Trommel 6 bei einem einzigen Antrieb 1 vermieden werden, wenn die resultierende Drehsteifigkeit des ersten Wirkpfades (unter Berücksichtigung der ersten Nabe und der ersten 5 Teiltrommel) der resultierenden Drehsteifigkeit des zweiten Wirkpfades (unter Berücksichtigung der Zwischenwelle, der zweiten Nabe und der zweiten Teiltrommel) entspricht.

Bei der Umsetzung dieser Lehre kann beispielsweise wie folgt 10 vorgegangen werden: Für den Fall, dass cNi und C21 gegeben sind und cn=cm, cN2=acm, und c22=ac2l gewählt wird, so ergibt sich a = l + ClZ , /cm 15 Konkret kann die obigen Bedingung für den Fall, dass cn=cm erfüllt werden, wenn gilt a-2. Somit müssen die zweiten Nabe und die zweiten Trommelhälfte doppelt so steif als die erste Nabe und die erste Trommelhälfte ausgeführt werden. 20 Jedenfalls muss aber die Steifigkeit der zweiten Nabe und/oder der zweiten Teiltrommel erhöht werden, um die Verringerung der Steifigkeit aufgrund der Zwischenwelle kompensieren zu können. 25 Vorteilhaft an diesem Sonderfall ist, dass nur ein einziger Antrieb erforderlich ist. Eher nachteilig daran ist, dass die Drehsteifigkeiten der Naben cm, cN2 und der Teiltrommeln C21/ c22 i.A. nicht identisch gewählt werden können. 30 Bei einer symmetrischen Bauweise der Trommel 6, 6a, 6b und der Trommelnaben 5a, 5b, d.h. C21 = C22 CN\ =CN2 kann eine symmetrische Belastung der Trommel 6 (bzw. der ersten Teiltromrael 6a und der zweiten Teiltrommel 6b) mit 35 M2l -M22 nur dann erreicht werden, wenn gilt 13 13

"2ÜX12Ö 812

d.h. dass die Steifigkeit der Zwischenwelle 7 gegen Unendlich gehen soll. Technisch kann dies nicht erreicht werden. Allerdings werden aus diesem Grund Zwischenwellen bei 5 Bandhaspeleinrichtungen nach dem Stand der Technik sehr massiv ausgeführt. Der Faktor der Drehmomentenaufteilung ergibt sich bei endlichem Cu zu y j | ^22 ^11 10 Sonderfall 2: Zwei Antriebe, d.h. Μι Φ 0 und M2 Φ 0

Ein weiterer interessanter Sonderfall enthält zwei Antriebe (auch als Doppelantrieb bezeichnet). 15 Bei einer symmetrischen Konstruktion der Trommel 6, 6a, 6b und der Trommelnaben 5a, 5b, d.h. C21 = C22 cm=cN2 ergibt sich M1 =M2 =\Ml^ =M2i =M22 / und 20 Mu=0 (d.h. die Zwischenwelle 7 ist drehmomentenfrei) .

Durch die letztgenannte Bedingung wird die Zwischenwelle 7 nur mehr auf Biegung beim Bandkopfwickeln belastet, sodass die Welle als Achse beansprucht wird. Dadurch kann die 25 Zwischenwelle 7 viel schwächer dimensioniert werden (Folge Gewichtseinsparung).

Eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform nach dem Sonderfall 2 ist in Fig 5 dargestellt. Eine erfindungsgemäße Ausführungsform, die ähnlich zu Fig la ausgeführt ist jedoch zwei Antriebe la, lb aufweist, ist in Fig 6 dargestellt.

30 14 1-812

In Fig 7 ist eine weitere erfindungsgemäße

Bandhaspeleinrichtung dargestellt, wobei ein Antrieb 1 zwei Motorwellen 8 aufweist. Die Antriebsmomente auf den beiden Motorwellen 8 werden über nicht näher dargestellte Mittel zur 5 Momentenübertragung, z.B. einen Riementrieb oder ein Getriebe, auf die Antriebswellen 2a, 2b übertragen.

Allen Ausführungsformen gemäß der Fig 5-7 ist gemein, dass die Naben 5a, 5b und die Trommelhälften 6a, 6b der Trommel 6 10 symmetrisch zu einer Symmetrieebene 9 ausgeführt sind - und daher gleiche Torsionssteifigkeiten Cm=cN2 und 021=022 aufweisen. Somit wird die Trommel 6 gleichmäßig belastet.

Vorteilhaft an diesem Sonderfall ist, dass die 15 Bandhaspeleinrichtung wie derzeit üblich symmetrisch zu einer Symmetrieebene 9 ausgeführt werden kann. Weiters ist vorteilhaft, dass die Zwischenwelle 7 dünner, d.h. leichter und kostengünstiger, ausgeführt werden kann. Außerdem ist vorteilhaft, dass zwei halb so groß zu dimensionierende 20 Antriebe la, lb verwendet werden können. Somit können zumeist Serienantriebe verwendet werden.

Die Fig 8 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform, bei der zwei Antriebe la, lb auf einer Seite 25 der Trommel 6 angeordnet sind. Hierbei spielt es keine Rolle, ob die beiden Antriebe la, lb vertikal übereinander oder einen horizontalen Versatz aufweisen. Die erste Antriebswelle 2a des ersten Antriebs la ist über eine Welle-Nabe-Verbindung 4 und eine Nabe 5a mit der Trommel 6 verbunden. Der zweite 30 Antrieb lb ist über eine Welle und zwei Kegelradgetriebe 11 mit der zweiten Antriebswelle 2b verbunden. Die zweite Antriebswelle 2b ist über eine Welle-Nabe-Verbindung 4 und eine Nabe 5b mit der Trommel 6 verbunden. Die bei dieser Ausführungsform dargestellte Zwischenwelle 7 überträgt kein 35 Antriebsmoment, sodass diese dünn ausgeführt werden kann. Diese Konstruktion ist besonders für Nachrüstungen interessant. Insbesondere bei einem Steckelofen ist es sinnvoll, den Antriebsstrang des zweiten Antriebs lb '^υι ι'ζβδ 12

15 außerhalb des Ofens bis zur zweiten Antriebswelle 2b zu führen, damit die thermische Belastung des Strangs reduziert werden kann.

Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. 16«*Β*ΗΒ8β12 .1 (10 2012/50163

Bezugszeichenliste 1 Antrieb la erster Antrieb lb zweiter Antrieb 2 Antriebswelle 2a erste Antriebswelle 2b zweite Antriebswelle 3 Lager 4 Passfeder 5a erste Nabe 5b zweite Nabe 6 Trommel (geschlitzt oder ungeschlitzt) 6a erste Teiltrommel 6b zweite Teiltrommel 7 Zwischenwelle 8 Motorwelle 9 Symmetrieebene 10 Dreheinführung Kühlfluid 11 Kegelradgetriebe M Drehmoment MLast Lastmoment beim Bandwickeln

Mi Antriebsmoment des ersten Antriebs M2 Antriebsmoment des zweiten Antriebs

Mn Schnittmoment in der Zwischenwelle M2i Schnittmoment in der ersten Teiltrommel M22 Schnittmoment in der zweiten Teiltrommel φ Verdrehwinkel φΜι Verdrehwinkel der ersten Naben-Flanschverbindung φΝ2 Verdrehwinkel der zweiten Naben-Flanschverbindung cpn Verdrehwinkel der ersten Teiltrommel Φ21 Verdrehwinkel der zweiten Teiltrommel Φ22 Verdrehwinkel der ersten Naben-Flanschverbindung c Torsionssteifigkeit bzw. Drehsteifigkeit

Cni Drehsteifigkeit der ersten Naben-Flanschverbindung cN2 Drehsteifigkeit der zweiten Naben-Flanschverbindung cn Drehsteifigkeit der Zwischenwelle C21 Drehsteifigkeit der ersten Teiltrommel 0&‘

:· ?Γ·iK.„ Λ 2tJTm812 17 C22 Drehsteifigkeit der zweiten Teiltrommel cReS2i resultierende Drehsteifigkeit der ersten Nabe und der und der ersten Teiltrommel cReS22 resultierende Drehsteifigkeit der zweiten Nabe und der und der zweiten Teiltrommel CRes resultierende Gesamt-Drehsteifigkeit κ Faktor der Drehmomentenaufteilung in der Trommel

Claims

18 "ζσΐ'·ΓΖΒ 8 3.2 Ansprüche 1. Bandhaspeleinrichtung zum Aufwickeln, Zwischenspeichern und Abwickeln eines bandförmigen Walzguts, umfassend 5 - einen ersten Antrieb (la) zum Übertragen eines Antriebsmoments Mi auf eine erste Antriebswelle (2a); - eine erste Nabe (5a) mit einer Drehsteifigkeit cm, eine Trommel (6,6a,6b), und eine zweiten Nabe (5b) mit einer Drehsteifigkeit cN2, wobei gilt cN2 = cNi, wobei die erste 10 Antriebswelle (2a) über eine Welle-Nabe-Verbindung (4) mit der ersten Nabe (5a) und die erste Nabe (5a) mit der Trommel (6,6a,6b) verbunden ist; - einen zweiten Antrieb (lb) zum Übertragen eines Antriebsmoments M2 auf eine zweite Antriebswelle (2b), wobei 15 die zweite Antriebswelle (2b) über eine weitere Welle-Nabe-Verbindung (4) mit der zweiten Nabe (5b) und die zweite Nabe (5b) mit der Trommel (6,6a,6b) verbunden ist.
2. Bandhaspeleinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet 20 durch eine Zwischenwelle (7) zur Abstützung des bandförmigen Walzguts, wobei die Zwischenwelle (7) zwischen der ersten Nabe (5a) und der zweiten Nabe (5b) angeordnet ist.
3. Bandhaspeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch 25 gekennzeichnet, dass die Bandhaspeleinrichtung eine Regeleinrichtung zur Synchronisation der Bewegungen der beiden Antriebe (la,lb) aufweist.
4. Bandhaspeleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch 30 gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung als ein digitaler Regler ausgebildet ist, dem eine Soll-Bewegung der beiden Antriebe (la,lb) und je eine Ist-Bewegung des ersten und des zweiten Antriebs (la,lb) zuführbar sind.
5. Bandhaspeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandhaspeleinrichtung eine Steuerungseinrichtung zur Synchronisation der Bewegungen der beiden Antriebe (la,lb) aufweist.

*812 1 19 [102012/50163
6. Bandhaspeleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung als ein hydraulischer Mengenteiler ausgebildet ist, der mit dem 5 ersten und dem zweiten Antrieb fluidtechnisch verbunden ist.
7. Bandhaspeleinrichtung zum Aufwickeln, Zwischenspeichern und Abwickeln eines bandförmigen Walzguts, umfassend - einen Antrieb (1,1a) zum Übertragen eines 10 Antriebsmoments Mi auf eine Antriebswelle (2a); - eine erste Nabe (5a) mit einer Drehsteifigkeit cNi, eine erste Teiltrommel (6a) mit einer Drehsteifigkeit C21, eine zweite Teiltrommel (6b) mit einer Drehsteifigkeit C22, und eine zweiten Nabe (5b) mit einer Drehsteifigkeit cH2/ wobei 15 die erste Teiltrommel (6a) mit der zweiten Teiltrommel (6b) drehsteif verbunden ist, und die Antriebswelle (2a) über eine Welle-Nabe-Verbindung (4) mit der ersten Nabe (5a) und die ersten Nabe (5a) mit der ersten Teiltrommel (6a) verbunden ist; 20 - eine Zwischenwelle (7) mit einer Drehsteifigkeit Cu zur Übertragung eines Torsionsmoments von der Antriebswelle (2a) auf die zweite Nabe (5b), wobei die Zwischenwelle (7) über eine weitere Welle-Nabe-Verbindung (4) mit der zweiten Nabe (5b) und die zweite Nabe (5b) mit der zweiten Teiltrommel 25 (6b) verbunden ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Drehsteifigkeit der Serienschaltung von cm und C21 der Drehsteifigkeit der Serienschaltung von cn, cn2 und C22 entspricht, sodass 1 ' 1 _ 1 1 1 Cm C2i Cll CN2 C22 30
8. Haspelofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommel (6,6a,6b) eine schlitzförmige Aufnahmeöffnung für das bandförmige Walzgut aufweist. 35

20 Trslei2
9. Haspelofen mit einer wärmeisolierenden Einhausung, die einen Ofeninnenraum begrenzt, mit einer Bandhaspeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
10. Haspelofen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwelle (7) zumindest einen innenliegenden Kanal zur Führung eines Kühlfluids aufweist.
11. Haspelofen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass 10 die Zwischenwelle (7) zumindest zwei innenliegenden Kanäle zur Führung eines Kühlfluids im Gegenstrom aufweist.
12. Haspelofen nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwelle (7) zumindest 15 teilweise von einem konzentrischen Schutzrohr ummantelt ist, wobei im Zwischenraum zwischen der Zwischenwelle (7) der dem Schutzrohr eine thermische Isolierung angeordnet ist.