DE1081854B

DE1081854B - Haspel mit im Sinne eines gleichbleibenden Bandzugs gesteuertem Antrieb

Info

Publication number: DE1081854B
Application number: DEF18457A
Authority: DE
Inventors: Josef Froehling
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1955-09-19
Filing date: 1955-09-19
Publication date: 1960-05-19

Description

DEUTSCHES

Beim Ab- und Aufwickeln von Walzband in Kaltwalzwerken muß ein konstanter Bandzug eingehalten werden, um eine über die ganze Bandlänge gleichbleibende Walzbandstärke zu erreichen. In der Praxis treten insofern Schwierigkeiten auf, als der Außendurchmesser des aufgehaspelten Bundes sich fortlaufend ändert, wodurch eine Änderung des Bandzugs auftritt, sofern nicht Drehzahl und Drehmoment der Haspeltrommel dem sich ändernden Bunddurchmesser angepaßt werden.

Zur Aufrechterhaltung eines konstanten Bandzugs werden unter anderem regelbare Haspelmotoren mit elektrischer Regelausrüstung verwendet. Um die komplizierte und kostspielige elektrische Regelausrüstung für die Haspelmotoren zu vermeiden, werden auch Haspelmotoren mit konstanter Drehzahl verwendet, die mit Voreilung gegenüber dem Walzenantriebsmotor laufen und über Vorgelege und Rutschkupplungen die Haspelwelle antreiben. Die Drehzahldifferenz zwischen dem mit konstanter Drehzahl laufenden Walzenantrieb ao und der infolge des sich ändernden Bunddurchmessers veränderlichen Drehzahl an der Haspelwelle wird durch die Rutschkupplung ausgeglichen, die auf ein konstantes, ein zunehmendes oder ein abnehmendes Drehmoment eingestellt ist. Derartige Anordnungen verschleißen schnell und können den Bandzug nur in weiten Toleranzbereichen aufrechterhalten.

Es sind ferner Haspel bekannt, deren Trommel samt ihrer Antriebseinrichtung in einem beweglichen, z. B. pendelnden Gerüst gelagert ist. Hierbei werden die gegen die Einwirkung einer auf das Gerüst wirkenden Rückstellkraft erfolgenden Gerüstausschläge zur Steuerung des Bandzugs verwendet.

Im Falle der Erfindung handelt es sich nun darum, das durch die Bundzunahme auch bei gleichbleibendem Bandzug auftretende Anwachsen des auf das Pendelgerüst um seinen Drehpunkt ausgeübten Kippmoments zu eliminieren; das Verstellgetriebe der Antriebseinrichtung für die Haspeltrommel soll lediglich auf diejenigen Kippbewegungen des Gerüsts mit Drehzahl- bzw. Drehmomentänderungen reagieren, die aus einer Änderung des Bandzugs herrühren. Es soll mit der Erfindung derjenige Kippeinfluß ausgeschaltet werden, der normalerweise auch bei gleichbleibendem Bandzug wegen des mit zunehmendem Bunddurchmesser ansteigenden Trommeldrehmoments und Abstands zwischen dem Kraftangriffspunkt des Bands am Gerüst und dem Gerüstdrehpunkt in wachsendem Ausmaß auftreten würde.

Dies wird mit der Erfindung dadurch erreicht, daß die Antriebseinrichtung der Haspeltrommel in einem auf der Trommelwelle pendelnd gelagerten Tragkörper angeordnet ist. Der Tragkörper weist an seinem Ende einen mit einer Rolle versehenen Stützarm auf, mit der er sich gegenüber dem Haspeldrehmoment in einer zur Haspel mit im Sinne eines gleichbleibenden Bandzugs gesteuertem Antrieb

Anmelder:

Josef Fröhling,
Weidenau/Sieg, Hindenburgstr. 53

Josef Fröhling, Weidenau/Sieg,
ist als Erfinder genannt worden

Achsrichtung des Gutes parallelen Führung abstützt. So kann das Gerüst trotz sich änderndem Bunddurchmesser lediglich der Einwirkung einer konstanten und ständig am selben Gerüstpunkt angreifenden Rückstellkraft von der Größe des Bandzugs ausgesetzt werden. Als Folge vorstehender Maßnahme werden nunmehr allein die durch Bandzugänderungen hervorgerufenen Gerüstausschläge über die erfindungsgemäß als Druckmittelzylinder ausgebildete Abstützeinrichtung auf die in dem Tragkörper sitzende Antriebseinrichtung der Haspeltrommel im Sinne einer Drehmoment- und Drehzahländerung zur Einwirkung gebracht, wodurch ein gleichbleibender Bandzug an der Haspeltrommel erreicht wird.

In Weiterentwicklung des Erfindungsgedankens ist die die Haspeltrommel und den Tragkörper haltende Trommelwelle drehbar in Schwenkböcken, d. h. in dem üblichen Pendelgerüst, gelagert und ein in einem Zylinder angeordneter Druckmittelkolben als auf das Pendelgerüst rückstellend wirkende Abstützeinrichtung vorgesehen.

Bei einem Haspel, bei welchem Trommeldrehmoment und -drehzahl durch die jeweilige Lage der auf den Trommelantrieb, z. B. auf ein Verstellgetriebe, einwirkenden Regeleinrichtung bestimmt werden, kann nach einem anderen Merkmal der Erfindung der Antrieb der Haspeltrommel in Abhängigkeit von der Kolbenstellung im Zylinder gesteuert werden. Hierbei ist der Druck im Zylinder bei sich änderndem Durchmesser des aufgehaspelten Bundes und bei einem bestimmten vorgewählten Bandzug konstant.

Schließlich kann einem anderen Erfindungsmerkmal zufolge die Antriebseinrichtung beim Abhaspeln des Bandes als Bremseinrichtung wirken.

(TO 510/149

3 4

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der sie spruchter Weise das stufenlose Getriebe, z. B. ein Ölbeispielsweise wiedergebenden Zeichnung ausführlicher getriebe, der Antriebseinrichtung so verstellt, daß die beschrieben; es zeigt Drehzahl der Haspelwelle geändert wird. Durch die in

Fig. 1 einen Haspel in Seitenansicht, Anhängigkeit vom Kolbenhub bzw. von der Druckmittel-

Fig. 2 in schematischer Darstellung und teilweise im 5 Verdrängung aus dem Zylinder nach dem Regelgetriebe Schnitt den Haspel gemäß Fig. 1 von vorn, erfolgende Drehzahlregelung an der Haspelwelle 13 wird

Fig. 3 ein Prinzipschaubild des Ausgleichsystems, ein Gleichbleiben des Bandzugs P zwischen Walzenpaar 1

Fig. 4 ein dem Verständnis der Erfindung dienendes und Haspel hergestellt.

Prinzipschaubild eines linear verschieblichen Sj^stems, Ebenso kann der Haspel auch zum Abwickeln des

an dem außermittige Kräfte angreifen. io Bandes nach dem Walzenpaar hin Anwendung finden.

Das in den Fig. 1 und 2 der Zeichnung dargestellte Dabei wirkt dann die Rückstellkraft des Druckmittel-Ausführungsbeispiel eines Haspels dient zum Aufwickeln Zylinders 7 bei abgeschaltetem Antrieb als Bremszug, des aus dem Walzenpaar 1 mit konstanter Walzgeschwin- Fig. 3 der Zeichnung zeigt das Prinzip des beim Haspel

digkeit austretenden Walzbandes 2 auf eine Trommel 3. gemäß den Fig. 1 und 2 verwendeten Schaukelsystems. Diese sitzt, wie Fig. 2 zeigt, auf einer Welle 13, die drehbar 15 Der auf der Haspelwelle 13 gelagerte Tragkörper 4 mit in zwei ein Gerüst bildenden und in ortsfesten Lager- der Trommel 3 ist in Fig. 3 als einfacher Winkelhebel bocken 6 schwenkbaren Böcken 5 gelagert ist. Auf der dargestellt, bei welchem der von dem Drehpunkt 13 auf-Wellel3 befindet sich nach Art einer Schaukel ein etwa wärts gerichtete Hebelschenkel 3 die Trommel und der U-förmig ausgebildeter Tragkörper 4, auf dessen Traverse vom Drehpunkt 13 seitlich verlaufende Hebelschenkel 11 die Antriebseinrichtung 8 mit einem stufenlosen Getriebe ao den Stützarm des Tragkörpers 4 darstellen soll, der über für die Haspelwelle 13 bzw. die Trommel 3 sitzt. Diese die an seinem Ende gehaltene Rolle 10 in der waage-Antriebseinrichtung 8 steht über ein am Tragkörper 4 rechten Führung 12 abgestützt ist. Der Drehpunkt 13 vorgesehenes Zahnradvorgelege 9 oder einen Kettentrieb des Winkelhebels ist am freien Ende eines Hebelarmes 5 mit der Haspelwelle 13 in Antriebsverbindung. Der angeordnet, der an seinem anderen Ende in einem orts-Tragkörper 4 weist Stützarme 11 auf, die über Rollen 10 25 festen Lager 6 schwenkbar gehalten ist, das die Stützin Führungen 12 hineingreifen. Die Führungen 12 sind bocke des Haspels gemäß den Fig. 1 und 2 darstellt, dabei so angeordnet, daß der Tragkörper 4 an einer Die wahrend des Wickelvorgangs bei verschiedenen

Drehung um die Haspelwelle 13 gehindert wird, wenn die Wickeldurchmessern dl, ä,2 in Richtung der Pfeile Mti Antriebseinrichtung 8 in Betrieb ist. bzw. Mt2 wirksamen Drehmomente um den Drehpunkt 13

Beim Betrieb des Haspels wird das Walzband 2 fort- 30 werden über den - Hebelarm 11 und die Rollen 10 in laufend auf die Trommel 3 aufgewickelt; der Durchmesser Richtung des Pfeiles^ in der Führung 12 aufgenommen, des Wickelbundes ändert sich fortlaufend, wie dies in so daß keine Kräfte--aus dem Haspelantrieb an dem Fig. 1 durch die Bezugszeichen dl und d2 angedeutet ist. Hebelarm 5 wirksam werden.

Mit dem Wickeldurchmesser wird durch das stufenlose In Fig. 3 ist die bei Änderung des Wickeldurchmessers

Getriebe auch das der Trommel zuzuleitende Dreh- 35 dl, d2 sich ändernde Höhenlage des Kraftangriffs P an moment Mtl, Mt2 in üblicher Weise verändert. Das sich der Trommel durch in verschiedenen Höhen in Horiändernde Drehmoment an der Trommel, das bei gleichblei- zontalrichtung am Hebelarm 3 angreifende sowie jeweils

bendem Bandzug zwischen ^i und ^ß- schwankt, ™^r einzehi wirksame Federn Pl, P2angedeatet während

2 2' die gemäß den Fig. 1 und 2 durch den Dracknuttelzylinder

wird über das Vorgelege 9 auf den Tragkörper 4 über- 40 erzeugte Rückstellkraft R durch eine am· Hebel 5 in der

tragen und über unabhängig von an diesem angeordneten den Federn Pl, P 2^: entgegengesetzten Richtung und

Stützarmen 11 von den im Mittelwert des Bunddurch- horizontal angreifende Feder 7 symbolisiert ist.

messers parallel zur Bandaustrittsebene verlaufenden Bekanntlich ist die Summe aller horizontalen Kräfte

Führungen 12 in Richtung des Pfeiles y abgefangen. gleich Null. Aus Fig. 3 ergibt sich, daß die aus dem

Auf die Schwenkböcke 5 sind daher keine Momente 45 Haspelantrieb resultierenden Drehmomente Mtl, Mt2

wirksam, die aus dem Haspelspulenantrieb herrühren. an der Trommel 3 von der Führung 12 aufgenommen

Was nun das auf die Böcke 5 durch P ausgeübte Kipp- werden; somit sind nur Kräfte in Horizontalrichtung

moment anbelangt, so sind die die Stützlager für die wirksam. Hier muß nun die Rückstellkraft bei 7 genauso

Haspelwelle 13 sowie die auf dieser angeordneteTrommel3 groß sein wie P1 bzw. P2. Es gilt also R' — Pl = P2 =

und den Tragkörper 4 bildenden Schwenkböcke 5 des 50 constans. Dies heißt mit anderen Worten, daß bei

Gerüstes entgegen dem beim Wickelvorgang auftretenden Verschiebung der konstanten Kraft P gegenüber dem

Bandzug P durch einen eine konstante Rückstellkraft 22 Drehpunkt bei 6 die Kraft R bei 7 immer dieselbe bleibt,

erzeugenden Druckmittelzylinder 7 über einen in diesem mithin eine Abstandsänderung von P im Sinne Hl: Ή.2

gleitenden Kolben abgestützt. Als Folge der Änderung noch keine Gerüstschwenkung hervorzubringen vermag,

des Bunddurchmessers dl, d2 ändert sich auch der 55 da das durch das Verschieben¹ von P auftretende Moment

Angriffsabstand des Bandzugs P vom Drehpunkt der bei 12 aufgenommen wird. Man kanu sich mithin P auch

Schwenkböcke 5, d. h. der Hebelarm Hl, H2. Die erfin- bei sich änderndem Bunddurchmesser immer im Zentrum

dungsgemäße Anordnung bewirkt nun, daß trotz der der Welle 13 wirkend vorstellen.

Abstandsänderung Hl, H2 das bei gleichbleibendem Das an Hand der Fig. 3 erläuterte System ist aus Bandzug P auf die Schwenkböcke 5 ausgeübte Kipp- 60 dem in Fig. 4 gezeigten-linear verschiebbaren Führungsmoment konstant bleibt. Bei konstantem P kann somit system abgeleitet. -

unabhängig von der Größe von Hl, H2 die Größe R Das linear verschiebbare Führungssystem wirkt nach

gleichfalls konstant bleiben. Erst eine Abweichung von P Art eines über Rollen 10, 10« in einer Führung 12 beweg-

von seiner Sollgröße, wie sie in Angleichung des Antriebs liehen Laufwagens, der durch zwei gleich große Kräfte Pl

der sich im Durchmesser ständig ändernden Trommel 65 oder P 2 und 7 in entgegengesetzten Richtungen, aber in

auftritt, bewirkt, daß die Schwenkböcke 5 entgegen der verschiedenen Höhen, parallel zur Führung 12 bean-

Rückstellkraft R des Druckmittelzylinders 7 bewegt spracht wird. Die eine Kraft Pl bzw. P2 'greift dabei

werden, d. h. der Kolben des;DruckmittelzyHnders 7 eine am Laufwagen an einer Stelle an, die oberhalb der Stelle

Hubbewegung ausführt. In" -Abhängigkeit von dieser liegt, an welcher die Gegenkraft 7 am Laufwagen angreift.

Hubbewegung wird in hier nicht als Erfindung bean- 70 Dadurch sucht der Laufwagen in der Führung so zu

kippen, daß er sich über die Rolle IO am unteren Teil der Führung 12 abstützt, während er sich über die Rolle 10 a am oberen Teil der Führung 12 abstützt. Der Abstand 11 zwischen den beiden Rollen 10 und 10« entspricht dabei dem Hebelarm 11 des Drehhebelsystems, während der Abstand if 1, mit welchem die Kraft Pl von der Drehachse der Rolle 10 am Laufwagen angreift, dem Hebelarm H1 in Fig. 3 und der Abstand H 2 des Angriffspunktes der Kraft P 2 von der Achse der Rolle 10 dem Hebelarm H2 in Fig. 3 entspricht. Es ist ersichtlich, daß ίο die am Laufwagen infolge der verschiedenen Höhen des Kraftangriffs auftretenden Kippkräfte in der Führung 12 abgefangen werden, so daß die gleich großen und in entgegengesetzten Richtungen wirkenden Kräfte Pl bzw. P 2 und 7 den Laufwagen in einer bestimmten Mittelstellung halten. Der Wagen bleibt also stehen, gleichgültig ob die Kraft P, welche dem vorgegebenen Bandzug entspricht, bei Pl oder P2 oder dazwischen angreift.

Claims

Patentansprüche: 20

1. Haspel mit im Sinne eines gleichbleibenden Bandzugs gesteuertem Antrieb, dessen Trommel einschließlich ihrer steuerbaren Antriebseinrichtung in einem in Achsrichtung des Guts nachgiebig gelagerten sowie gegenüber der Einwirkung des Bandzugs abgestützten Gerüst in Bandrichtung beweglich, z. B. pendelnd, gelagert ist, wobei die Gerüstausschläge zur Steuerung des Bandzugs verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (8, 9) der Haspeltrommel (3) in einem auf der Trommelwelle (13) pendelnd gelagerten Tragkörper (4) angeordnet ist, der einen an seinem Ende mit einer Rolle (10) versehenen Stützarm (11) aufweist, mit der er sich gegenüber dem Haspeldrehmoment in einer zur Achsrichtung des Gutes (2) parallelen Führung (12) abstützt, und daß das Gerüst unter der Einwirkung einer konstanten und ständig am selben Gerüstpunkt angreifenden Rückstellkraft steht.

2. Haspel nachAnspruchl, dadurch gekennzeichnet, daß die die Haspeltrommel (3) und den Tragkörper (4) haltende Trommelwelle (13) drehbar in Schwenkböcken (5) gelagert ist und ein in einem Zylinder (7) angeordneter Druckmittelkolben als Abstützeinrichtung der Schwenkböcke (5) vorgesehen ist.

3. Haspel nach den Ansprüchen 1 und 2, bei welchem das veränderliche Trommeldrehmoment durch die jeweilige Lage der auf den Trommelantrieb, z. B. auf ein Verstellgetriebe, einwirkenden Regeleinrichtung bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehmoment der Haspeltrommel (3) in Abhängigkeit von der Kolbenstellung im Zylinder (7) steuerbar ist.

4. Haspel nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck im Zylinder (7) bei sich änderndem Durchmesser des aufgehaspelten Bundes und bei einem bestimmten vorgewählten Bandzug konstant ist.

5. Haspel nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (8, 9) beim Abhaspeln des Bandes (2) als Bremseinrichtung wirkt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 904 787,440 020,329 174; USA.-Patentschriften Nr. 2 206 246, 2118 560,
018 852, 1 974 685.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen