DE102005014874A1 - Expandable and contractible coiler mandrel - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen aufweitbaren und zusammenziehbaren Haspeldorn, insbesondere für das Aufwickeln eines Metallbandes, der aufweist: eine drehbar gelagerte Haspeldornwelle, die an ihrem Außenumfang mindestens eine Keilfläche hat, eine Anzahl zusammenwirkender Segmente, die an ihrem Außenumfang eine Wickelfläche, insbesondere für das Metallband, aufweisen und die in ihrem von der Wickelfläche abgewandten Endbereich mindestens eine mit der Keilfläche der Haspeldornwelle zusammenwirkende Gegenkeilfläche haben, Mittel zum Verschieben der Segmente relativ zur Haspeldornwelle in deren Achsrichtung sowie ein Leitungssystem, mit dem ein Schmiermittel, insbesondere Schmierfett, an Orte im Haspeldorn geleitet wird, die der Schmierung bedürfen.The The invention relates to an expandable and contractible coiler mandrel, especially for the Winding a metal strip comprising: a rotatably mounted one Bobbin mandrel having at least one wedge surface on its outer periphery, one Number of interacting segments on their outer circumference a changing area, especially for the metal band, and in their facing away from the winding surface End region at least one cooperating with the wedge surface of the coiler mandrel shaft Against wedge surface have means for displacing the segments relative to the reel mandrel shaft in the axial direction and a piping system with which a lubricant, especially grease, is directed to places in the coiler mandrel, the Need lubrication.
Haspeldorne der genannten Art werden beispielsweise bei der Stahlbandherstellung benötigt. Auf ihnen werden die Bänder auf- oder abgewickelt, um z. B. weitere Fertigungsschritte am Band durchzuführen. Damit das Band schlupffrei auf dem Dorn aufgewickelt oder abgewickelt werden kann, ist der Haspeldorn aufweitbar und zusammenziehbar. D. h. die zum Aufwickeln des Bandes vorgesehene Wickelfläche des Dorns kann im Durchmesser variiert werden. Der Haspeldorn wird also beispielsweise während des Aufwickelvorgangs hydraulisch gespreizt, so dass eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Dorn und dem Metallband entsteht.coiler drums The type mentioned are, for example, in steel strip production needed. On they become the bands wound up or unwound to z. B. further manufacturing steps on the tape perform. So that the tape wound without slippage on the mandrel or unwound can be, the coiler mandrel is expandable and contractible. Ie. provided for winding the tape winding surface of the Dorns can be varied in diameter. The reel mandrel is so for example during the winding process hydraulically spread, so that a positive connection arises between the mandrel and the metal band.
Dabei ist es für einen stabilen und reproduzierbaren Betrieb des Haspeldorns erforderlich, dass er hinreichend mit Schmiermittel, insbesondere mit Schmierfett, versorgt wird. Nur dann sind seine Betriebseigenschaften über der Zeit gleichbleibend. Außerdem wird nur so Verschleiß verhindert.there is it for a stable and reproducible operation of the coiler mandrel required that it is sufficiently lubricated, in particular with lubricating grease, is supplied. Only then its operating characteristics are above Time constant. Furthermore this is the only way to prevent wear.
Zum
Schmieren des Haspeldorns sind verschiedene Lösungen bekannt:
Zum einen
kann die Schmierung manuell über Schmiernippel
durchgeführt
werden, was in vorgegebenen Zeitintervallen erfolgt. Die eingebrachte
Fettmenge muss bis zum nächsten
Nachschmieren reichen. Ein Überschmieren
mit unzulässigem
Fettaustritt kann die Folge sein, was sich insbesondere deshalb
als problematisch erweist, weil häufig ein Fettverlust durch
die Fliehkraftwirkung im Haspeldorn eintritt.For lubricating the coiler mandrel various solutions are known:
On the one hand, the lubrication can be performed manually via grease nipples, which takes place at predetermined time intervals. The added amount of grease must reach until the next relubrication. Over lubrication with impermissible leakage of grease can be the result, which proves to be particularly problematic because often fat loss occurs due to the centrifugal force in the coiler mandrel.
Eine andere Möglichkeit der Schmierung eines Haspeldorns mit einem freien Wellenende, zumeist antriebsseitig, ist die mit einem rotierenden Drehverteiler von einer stationären Fettpumpe aus. Das Fett wird hiermit zum Haspeldorn geführt. Dabei kann eine permanente Versorgung mit Fett im Rahmen einer Zentralschmierung vorgesehen werden, was insbesondere bei einer Warmhasel vorgesehen werden kann.A different possibility the lubrication of a coiler mandrel with a free shaft end, mostly On the drive side, is the with a rotating rotary distributor of a stationary one Grease pump off. The grease is hereby guided to the coiler mandrel. It can a permanent supply of grease in the context of central lubrication be provided, which are provided in particular in a Warmhasel can.
Bei Edelstahlhaspeidornen wird häufig an dem bedienungsseitigen Wellenende über das Dornstützlager beim Stillstand automatisch mittels einer aufsteckbaren Mediumkupplung der Fettanschluss hergestellt und damit die Schmierung durchgeführt. Im Betrieb des Haspeldorns ist dann der Fettanschluss entkoppelt.at Stainless steel hasp thorns become common at the operator side shaft end over the mandrel support bearing at standstill automatically by means of an attachable medium coupling made the grease connection and thus performed the lubrication. in the Operation of the coiler mandrel is then decoupled the grease connection.
Bekannt sind auch permanent wirkende Schmierstoffverteiler, die jedoch häufig nicht den benötigten Fettdruck aufbringen, um eine gute Versorgung aller Schmierstellen sicherzustellen.Known are also permanently acting lubricant distributor, but often not the needed Apply grease pressure to ensure a good supply of all lubrication points sure.
Aus
der
Auch aus der DE-OS 20 32 542 ist eine Versorgung der Schmierstellen eines Haspeldorns mittels eines in den Dorn integrierten Fett-Leitungssystems vorgesehen, wobei dieses an die Zuführleitung einer Druckmittelquelle angeschlossen ist. Das Schmiermittel wird dabei über eine solche Leitung und ein Verteilerglied dem Haspeldorn zugeführt.Also from DE-OS 20 32 542 is a supply of the lubrication points of a Coiler mandrel by means of an integrated in the mandrel grease line system provided, this to the supply line of a pressure medium source connected. The lubricant is doing over such a line and a distributor member fed to the coiler mandrel.
Ähnliche
Lösungen
sind aus der
Nachteilig ist es bei den vorbekannten Lösungen, dass häufig eine zu große oder zu kleine Schmiermittelmenge dem Haspeldorn und namentlich seinen zu schmierenden Stellen zugeführt wird. Dabei ist Mangelschmierung genauso wie Überschmierung mit großen Nachteilen verbunden. Bei Mangelschmierung kann es zum Fressen aufeinander gleitender Flächen im Haspeldorn kommen. Bei Überschmierung entstehen nicht nur höhere Kosten als notwendig, es kann auch zu einer Umweltbelastung kommen, die kostenaufwändig behoben werden muss.adversely it is in the known solutions, that often one too big or too small amount of lubricant the coiler mandrel and by name is supplied to his bodies to be lubricated. There is lack of lubrication as well as over-lubrication with big Disadvantages connected. Lack of lubrication can cause seizing each other sliding surfaces come in the coiler mandrel. With over-lubrication not only higher ones arise Costs as necessary, it can also lead to an environmental impact, the costly must be corrected.
Das genannte Problem wird zusätzlich dadurch verschärft, dass es infolge der Fliehkräfte im Haspeldorn zu einem Wegschleudern des Schmiermittels von der Stelle kommen kann, wo es benötigt wird.The mentioned problem is additional aggravated by that it is due to the centrifugal forces in the coiler mandrel to a throwing away of the lubricant from the Place can come where it is needed.
Bei anderen Lösungen ist die Handhabung sehr nachteilig, wenn nämlich Mediensysteme in bestimmten Zeitintervallen an den Haspeldorn angeschlossen werden müssen, um Schmierfett zuzuführen.In other solutions, the handling is very disadvantageous, namely, when media systems at certain time intervals on the coiler mandrel must be closed to supply grease.
Der Erfindung liegt dahr die Aufgabe zugrunde, einen Haspeldorn der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass die genannten Nachteile vermieden werden. Es soll damit eine verbesserte Schmierung des Dorns erreicht werden, der sich durch ökonomische und ökologische Vorteile auszeichnet.Of the Invention is dahr the task, a coiler mandrel of the aforementioned type so that the disadvantages mentioned be avoided. It should thus improved lubrication of the Dorns be achieved by economic and ecological Advantages.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungssystem mit einer Schmiermittelpumpe in Verbindung steht, wobei die Schmiermittelpumpe ein Betätigungselement zur Durchführung des Pumpvorgangs aufweist, wobei die Schmiermittelpumpe mit dem Mittel zum Verschieben der Segmente oder mit der Haspeldornwelle und das Betätigungselement dem anderen der beiden Elemente in der Weise verbunden ist, dass bei der Betätigung der Mittel zum Verschieben der Segmente der Pumpvorgang durchgeführt wird.The solution this object by the invention is characterized in that the piping system communicates with a lubricant pump, wherein the lubricant pump is an actuating element for carrying out the Pumping operation, wherein the lubricant pump with the means for moving the segments or with the reel mandrel shaft and the actuator the other of the two elements is connected in such a way that during operation the means for moving the segments of the pumping operation is performed.
Der Erfindungsgedanke stellt also darauf ab, dass die Schmiermittelpumpe nur bei der axialen Verschiebebewegung zum Spreizen bzw. zum Zusammenziehen des Haspeldorns aktiviert wird und nur dann eine Schmierung der Orte, die der Schmierung bedürfen, erfolgt. Die Betätigung der Schmiermittelpumpe wird dabei aus der Verschiebebewegung im Haspeldorn abgeleitet, so dass eine externe Steuerung, Bewegung bzw. Versorgung zwecks Schmierung entbehrlich sind.Of the The idea of the invention therefore depends on the lubricant pump only in the axial displacement movement for spreading or for contraction of the coiler mandrel is activated and only then a lubrication of Places requiring lubrication he follows. The operation The lubricant pump is thereby from the sliding movement in the coiler mandrel derived, leaving an external control, movement or supply are unnecessary for lubrication.
Eine erste Fortbildung sieht vor, dass die Schmiermittelpumpe mit einem Schmiermittelvorratsbehälter in Verbindung steht. Dieser kann bei Bedarf in relativ großen Zeitabständen nachgefüllt oder ausgetauscht werden. Ferner kann die Schmiermittelpumpe innerhalb des Schmiermittelvorratsbehälters angeordnet werden. Weiterhin ist es von Vorteil, wenn der Schmiermittelvorratsbehälter im axialen Endbereich des Haspeldorns angeordnet ist.A first training provides that the lubricant pump with a Lubricant reservoir communicates. This can be refilled as needed at relatively long intervals or be replaced. Furthermore, the lubricant pump within arranged the lubricant reservoir become. Furthermore, it is advantageous if the lubricant reservoir in axial end portion of the coiler mandrel is arranged.
Um auch beliebig weit von der Schmiermittelpumpe am Dorn angeordnete Schmierpunkte zuverlässig mit Schmiermittel zu versorgen, ist die Schmiermittelpumpe bevorzugt zum Aufbringen eines Schmierdrucks von mindestens 150 bar geeignet.Around also arranged arbitrarily far from the lubricant pump on the mandrel Lubrication points reliable to supply lubricant, the lubricant pump is preferred suitable for applying a lubricating pressure of at least 150 bar.
Das Betätigungselement kann als in Achsrichtung des Haspeldorns ausgerichteter Stift ausgebildet sein.The actuator can be designed as designed in the axial direction of the coiler mandrel pen be.
Die Mittel zum Verschieben der Segmente relativ zur Haspeldornwelle können eine in einer Zentralbohrung der Haspeldornwelle angeordnete Zugstange sowie einen mit der Zugstange verbundenen Druckteller aufweisen. In diesem Falle ist mit Vorteil vorgesehen, dass das stiftförmige Betätigungselement zumindest den axialen Endbereich des Drucktellers durchsetzt und an einem axialen Ende der Haspeldornwelle anliegt. In diesem Falle ist dann die Schmiermittelpumpe – im Schmiermittelvorratsbehälter angeordnet – fest am Druckteller befestigt; das Betätigungselement der Schmiermittelpumpe durchsetzt eine axial ausgerichtete Bohrung in der Druckplatte und liegt am axialen Ende der Haspeldornwelle an. Bei der Axialverschiebung zwischen Haspeldornwelle und Druckteller – und nur dann – wird die Schmiermittelpumpe betätigt.The Means for displacing the segments relative to the reel mandrel shaft can a arranged in a central bore of the reel mandrel drawbar and have a pressure plate connected to the drawbar. In this case, it is advantageously provided that the pin-shaped actuating element penetrated at least the axial end portion of the pressure plate and abuts an axial end of the reel mandrel shaft. In this case is then the lubricant pump - arranged in the lubricant reservoir - firmly on Attached pressure plate; the actuator the lubricant pump passes through an axially aligned bore in the pressure plate and abuts the axial end of the reel mandrel shaft. In the axial displacement between reel mandrel shaft and pressure plate - and only Then it will be the lubricant pump is actuated.
Eine weitere Fortbildung sieht vor, dass im Leitungssystem zwischen Schmiermittelpumpe und zu schmierenden Ort mindestens ein Schmierstoffverteiler angeordnet ist, der das Schmiermittel auf verschiedene Leitungswege zu verschiedenen zu schmierenden Orten verzweigt. Bevorzugt verzweigt ein erster Schmierstoffverteiler das Schmiermittel von der Schmiermittelpumpe zu jedem Segment, wobei an jedem Segment je ein zweiter Schmierstoffverteiler angeordnet ist, der das Schmiermittel an jede der Kontaktstellen von Keilflächen und Gegenkeilflächen leitet.A Further training provides that in the line system between lubricant pump and at least one lubricant distributor arranged to be lubricated place is to differentiate the lubricant in different ways branched to smearing places. Preferably, a first branches Lubricant distributor the lubricant from the lubricant pump to each segment, each segment having a second lubricant distributor is arranged, which supplies the lubricant to each of the contact points of wedge surfaces and counter wedge surfaces passes.
Mit besonderem Vorteil ist vorgesehen, dass die Schmiermittelpumpe samt Betätigungselement sowie der Schmiermittelvorratsbehälter als nachrüstbare Einheit am Haspeldorn angeordnet ist. Damit wird es möglich, bestehende Haspeldornsysteme auf die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung umzurüsten.With particular advantage is provided that the lubricant pump velvet Actuator as well the lubricant reservoir as retrofittable Unit is arranged on the coiler mandrel. This will make it possible existing Convert reel mandrel systems to the proposed solution according to the invention.
Der Erfindungsvorschlag zeichnet sich dadurch aus, dass es in sehr einfacher und damit preiswerter Weise möglich wird, eine Vielzahl von Schmierstellen – beispielsweise mehr als 20 – mit relativ großen Fett-Leitungslängen zuverlässig mit Schmiermittel zu versorgen, ohne dafür einen hohen apparativen Aufwand treiben zu müssen. Der erforderliche Fettdruck kann problemlos aufgebaut werden, um auch relativ weite Leitungsdistanzen zuverlässig zu überwinden.Of the Invention proposal is characterized by the fact that it is very simple and thus cheaper way possible is, a variety of lubrication points - for example, more than 20 - with relative huge Fat cable lengths reliable To supply with lubricant, without requiring a lot of equipment to have to drive. The required bold pressure can be easily built up to reliably overcome even relatively long line distances.
Es erfolgt beim erfindungsgemäßen Vorschlag immer nur dann eine Schmiermittelförderung, wenn diese tatsächlich gebraucht wird. Wird der Haspeldorn weder expandiert noch zusammengezogen, erfolgt keine Schmierung, da dies in diesen Betriebszuständen auch nicht nötig ist. Erst wenn eine Aufweitung oder ein Zusammenziehen erfolgt, wird das Schmiersystem aktiviert. Damit erfolgt eine permanente Schmierung im Bedarfsfalle, d. h. bei jedem Arbeitshub des Dorns. Somit ist eine Minimalmengenschmierung über einen langen Zeitraum möglich. Der Haspeldorn versorgt sich also entsprechend der Bewegungshäufigkeit des Dorns selbstständig mit Fett. Die Gleitflächen der bewegten Teile des Dorns haben damit immer eine ausreichende Schmiermittelversorgung, wodurch ein annähernd konstanter Reibwert sichergestellt wird, was im Betrieb besonders vorteilhaft ist. D. h. der Bewegungswiderstand beim Spreizen oder Zusammenziehen des Dorns verändert sich kaum während der Betriebszeit.It takes place in the proposal according to the invention only ever a lubricant promotion, if this is actually needed. If the coiler mandrel is neither expanded nor contracted, there is no lubrication, as this is not necessary in these operating conditions. Only when an expansion or contraction occurs, the lubrication system is activated. This is a permanent lubrication in case of need, ie at each working stroke of the mandrel. Thus, a minimum quantity lubrication over a long period is possible. The reel mandrel thus supplies itself in accordance with the frequency of movement of the mandrel with fat. The sliding surfaces of the moving parts of the mandrel thus always have sufficient lubricant supply, whereby an approximately constant coefficient of friction is ensured, which is particularly advantageous during operation. Ie. the resistance to movement when spreading or contracting the mandrel hardly changes during the operating time.
Der vorgesehene Fettvorratsbehälter versorgt autark die Schmierstellen, so dass es keiner Ankopplung des Haspeldorns an externe Medienversorgungssysteme bedarf. Damit wird der Handhabungsaufwand erheblich reduziert. Außerdem entfällt eine Kopplung zu einer ansonsten benötigten Energieversorgung (Strom). In größeren Zeitabständen kann der Fettvorratsbehälter nachgefüllt oder ausgetauscht werden.Of the provided grease reservoir provides self-sufficient lubrication points, so that there is no coupling the coiler mandrel to external media supply systems needed. In order to the handling effort is significantly reduced. In addition, a deleted Coupling to an otherwise needed one Energy supply (electricity). At longer intervals can the grease reservoir refilled or exchanged.
Da die Schmierung nur erfolgt, wenn sich der Dorn bewegt, ist auch keine Überwachung, beispielsweise durch ein Überwachungsgerät, erforderlich.There The lubrication is only done when the mandrel is moving, too no monitoring, for example, by a monitoring device required.
Insgesamt vermindern sich die Kosten für das Betreiben des Haspeldorns, und Überwachungseinrichtungen, wie Drucküberwachung oder Endschalterpositionen beim Ankuppeln von Versorgungssystemen, werden redundant. Die Automatisierung der Schmierung ist in einfacher Weise möglich.All in all reduce the cost of the Operating the coiler mandrel, and monitoring devices, like pressure monitoring or limit switch positions when coupling supply systems, become redundant. Automation of lubrication is easier Way possible.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:In the drawing is an embodiment of Invention shown. Show it:
In
den Figuren ist ein Haspeldorn
Wie
sofort den
Diese
axiale Verschiebung der Segmente
Die
Keilflächen
Hierfür dient
eine Schmiermittelpumpe
Der
Druckteller
Bei
der relativen Axialverschiebung zwischen Haspeldornwelle
Zunächst wird
das sich im Schmiermittelvorratsbehälter
Entsprechend
könnte
auch Schmierfett über eine
Leitung
Aufgrund
der Ausgestaltung des Schmiersystems schmiert sich der Haspeldorn
Die Versorgung mit minimaler Schmierstoffmenge je Schmierstelle kann autark ohne externe Versorgungseinrichtungen erfolgen. Die Fettsorte wird fachmännisch aufgrund der Erfordernisse des jeweiligen Haspeldorns gewählt.The Supply with minimum lubricant quantity per lubrication point can self-sufficient without external supply facilities. The type of fat is expert selected on the basis of the requirements of the respective coiler mandrel.
Von
Vorteil ist es auch, dass der Schmiermittelvorratsbehälter
- 11
- Haspeldorncoiler mandrel
- 22
- HaspeldornwelleCoiler mandrel shaft
- 33
- Keilflächewedge surface
- 44
- Segmentsegment
- 55
- Wickelflächewinding surface
- 66
- Endbereichend
- 77
- GegenkeilflächeAgainst wedge surface
- 88th
- Mittel zum Verschieben der Segmentemedium to move the segments
- 99
- Leitungssystem für Schmiermittelline system for lubricants
- 1010
- Schmierortof lubrication
- 1111
- Schmiermittelpumpelubricant pump
- 1212
- Betätigungselementactuator
- 1313
- SchmiermittelvorratsbehälterLubricant reservoir
- 1414
- Zentralbohrungcentral bore
- 1515
- Zugstangepull bar
- 1616
- Drucktellerprinting plates
- 1717
- erster Schmierstoffverteilerfirst lubricant distributors
- 1818
- zweiter Schmierstoffverteilersecond lubricant distributors
- 1919
- Betätigungsabschnittactuating section
- 2020
- Aussparungrecess
- 2121
- Bohrungdrilling
- 2222
- Ansaugrohrintake
- 2323
- Leitungmanagement
- 2424
- Leitungmanagement
- 2525
- Verteilbohrungdistribution bore
- 2626
- ZubringbohrungZubringbohrung
- 2727
- Leitung management
- 2828
- ZubringbohrungZubringbohrung
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