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Wickeltrommel mit veränderbarem Durchmesser Die Erfindung betrifft
eine Wickeltrommel zum Aufwickeln von bandförmigem Walzgut mit veränderbarem Durchmesser
und Bandspitzenklemmeinrichtung.
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Für das Aufwickeln von bandförmigem Walzgut auf Wickeltrommeln werden
an diese ganz bestimmte Anforderungen gestellt. Damit die Bandbunde von der Wickeltrommel
abgeschoben werden können, ist es notwendig, den Trommeldurchmesser veränderbar
zu gestalten, d. h., vor dem Aufwickeln des Walzgutbandes wird der Trommeldurchmesser
auf seinen größten Wert und zum Abschieben des Bundes auf seinen kleinsten Wert
gebracht. Gleichzeitig muß -aber ein Festklemmen bzw. Loslassen der Bandspitze erfolgen.
Es ist ein Bandhaspel bekannt, dessen Trommel durch eine die hohle Haspelwelle durchdringende
verschiebbare Spreizstange, durch einen mit der Stange mittels Spurlager verbundenen,
nicht mit umlaufenden Schubblock und durch einen an diesen Block angreifenden sowie
sich an der Haspelwelle abstützenden ortsfesten hydraulischen Antrieb aufspreizbar
und zusammenklappbar ist. Bei diesem Haspel stützt sich der ortsfeste, hydraulische
Antrieb an dem Getriebegehäuse ab und belastet daher das im Getriebegehäuse befindliche
hintere Hauptlager der Haspelwelle mit Axialkräften. Gleichzeitig wird auch die
Wandung des Getriebegehäuses durch diese Kräfte auf Biegung beansprucht. Schließlich
können thermisch bedingte Längenänderungen der Haspelwelle dazu führen, daß diese
sich gegenüber der Spreizstange in Axialrichtung verschiebt, was nicht erwünscht
ist. Der Vorteil dieser bekannten Haspel besteht darin, daß der hydraulische Antrieb
ortsfest angeordnet ist und somit keine umlaufenden Stopfbüchsen benötigt.
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Eine andere bekannte Ausführung will diese Nachteile dadurch beseitigen,
daß der hydraulische Antrieb sich an einem zweiten, nicht mit umlaufenden sowie
mittels Spurlager auf der Haspelwelle angeordnetenSchubblock abstützt und von den
Schubblöcken getragen wird. Die Spreizstange wird durch ein Kniehebelwerk axial
beaufschlagt, und zwar so, daß die Außengelenke mehrerer zur Haspelwelle symmetrisch
angeordneter Kniehebelpaare einerseits an dem Schubblock der Haspelwelle und andererseits
an dem Schubblock der Spreizstange angelenkt sind, während der ortsfeste hydraulische
Kolbenantrieb an den Kniegelenken angreift. Auch hier ist der Spannmechanismus stationär
und stützt sich über Axialdrucklager gegen den drehenden Teil ab. Dies ist aber
ein erheblicher Nachteil, denn die Axialdrucklager müssen während der Drehbewegung
die gesam-
ten von der Spreizstange ausgeübten Spannkräfte aufnehmen. Es ergibt sich
eine hohe Belastung der Lager, so daß mit steigenden Bandzügen diese Ausführung
nicht mehr verwendet werden kann, bei der bereits die radiale Verstellung der den
Trommelumfang bildenden Segmente durch Keilflächen vorgenommen wird, die an den
Segmenten und an axial verschiebbaren Elementen, die von dem hydraulischen Antrieb
betätigt werden, angeordnet sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wickeltrommel zu schaffen,
deren Trommeldurchmesser ausreichend allseitig veränderbar ist, deren Spannmechanismus
so gestaltet ist, daß in gespanntem Zustand keine axiale Belastung der Lager durch
den Spannmechanismus eintritt und deren Bandspitzenklemmeinrichtung funktionsmäßig
mit dem Spannmechanismus gekoppelt werden kann.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Wickeltrommel
aus einem durch eine in einer Hohlwelle axial verschiebbar gelagerte Welle verlängerten
Trommelkörper besteht, auf dessen Umfang je zwei im gespannten Zustand den Mantel
eines Zylinders bildende, über Laschen und Bolzen mit der Hohlwelle gelenkig gekoppelte
Außen- und Innensegmente angeordnet sind, daß die stufenförmig ausgebildeten Keilflächen
für die Radialverschiebung der Segmente auf den Innen- und Außensegmenten mit entsprechenden
Flächen auf dem Trommelkörper zusammenwirken und daß zur Axialverschiebung des Trommelkörpers
die den Trommelkörper verlkngernde Welle durch die an einem zweiteiligen, auf der
Hohlwelle fixierten Gehäuse mittels der Lagerbolzen schwenkbar gelagerten Winkelhebel
über Gelenklaschen und Kniegelenklaschen mit dem Lagerzapfen eines von einem Spannzylinder
über dessen Kolbenstange axial verschiebbaren Lagergehäuses mit axial rollenlager
derart verbunden ist, daß in gespanntem
Zustand der Wickeltrommel
die am Gelenkbolzen drehbaren Kniegelenklaschen eine senkrechte Stellung zur Mittenachse
des Lagerzapfens einnehmen.
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Weiterhin sieht die Erfindung vor, daß die Außensegmente im Trommelkörper
mittels T-Stück und T-Nut geführt sind, während die Innensegmente durch Paßfedern
mit Keilleisten, die in die Verzahnung von in Aussparungen im Trommelkörper befestigten
Keilplatten eingreifen, verbunden sind und daß die Steigung der Keilflächen für
die Innensegmente größer ist als die Steigung der Keilflächen für die Außensegmente
und der eine Teil eines Innensegmentes als Federspannleiste ausgebildet und mit
einer Riffelung zum Festhalten der Bandspitze versehen ist.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Kolbenstange
des Spannzylinders mit dem axial verschiebbaren Lagergehäuse fest verbunden ist.
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Die Vorteile der erfindungsgemäßen Ausführung einer Wickeltrommel
liegen darin, daß bei relativ großem Spannbereich die Wickeltrommel immer symmetrisch
bleibt, auf die Lager im gespannten Zustand der Trommel keine axialen Kräfte wirken,
der Spannzylinder trotz umlaufenden Kniehebelsystems fest mit dem Fundament verbunden
ist und außerdem die Bandspitzenklemmeinrichtung mit dem Spannvorgang der Trommel
funktionell zusammenhängt und sicher wirksam ist.
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Außerdem ist trotz der vielseitigen Funktion die Wickeltrommel weniger
aufwendig als die bekannten Einrichtungen dieser Art.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung im Prinzip dargestellt.
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Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch die gesamte Wickelvorrichtung
mit Spannvorrichtung, Drucklagerkopf und Spannzylinder, wobei die obere Hälfte der
Figur die Spannstellung und die untere Hälfte die Wickelvorrichtung im entspannten
Zustand zeigt, F i g. 2 einen Längsschnitt der Wickeltrommel, in bezug auf F i g.
1 um 900 verdreht gezeichnet, Fig. 3 einen Schnitt durch die Wickeltrommel senkrecht
zur Längsachse derselben, Wickeltrommel in Spannstellung, Fig. 4 einen Schnitt durch
die Wickeltrommel senkrecht zur Längsachse, Wickeltrommel in entspanntem Zustand.
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Die Wickeltrommel besteht aus dem Trommelkörper 1, auf dem die Außensegmente
2 und die Innensegmente 3 radial und axial beweglich angeordnet sind. Der Trommelkörper
weist zwei sich gegenüberliegende, in Längsrichtung verlaufende T-Nuten auf, in
denen die Außensegmente 2 geführt sind. Die Gleitflächen des Trommelkörpers für
die Außensegmente sind als stufenförmige Keilflächen, deren Steigung in Längsrichtung
verläuft, ausgebildet. Um 900 verdreht zu den Gleitflächen der Außensegmente 2 sind
Aussparungen mit Paßflächen zur Aufnahme von Keilplatten 6 am Trommelkörper vorges,ehen.
In die Verzahnung der Keilplatten 6 greifen die mit den Innensegmenten 3 verbundenen
Keilleisten 5 ein. Die Steigung der Keilplatten 6 und der KeilleistenS ist größer
als die Steigung der Keilflächen für die Außensegmente. Die Verzahnung der Keilplatten6
und der Keilleisten 5 weist ein sägezahnförmiges Profil auf. Der Trommelkörperl
ist mit einer angeschmiedeten Welle 1' verbunden, die in
einer Hohlwelle 7 in den
Lagerbuchsen 9, 10 mit Schiebesitz gelagert ist. Die Hohlwelle 7 ist wiederum im
Gehäuse 34 in Pendelrollenlagern 11; 12 gelagert.
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Die Außensegmente 2 sind mittels Gelenklaschen8 und Bolzen 27 mit
der Hohlwelle 7 axial verbunden.
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Die Innensegmente 3 sind an den KeilleistenS befestigt und über Gelenklaschen
25 und Bolzen 28 ebenfalls mit der Hohlwelle 7 verbunden. In das freie Ende der
Welle 1' ist ein Gewindezapfen 17 eingeschraubt, der über die Gelenklaschen 18 mit
den Winkelhebeln 15 eines doppelten Kniegelenkes verbunden ist. An dem aus dem Gehäuse
34 herausstehenden Ende der Hohlwelle 7 ist ein zweiteiliges Gehäuse 14 radial und
axial fixiert, an dem die beiden Winkelhebel 15 drehbeweglich mittels der Lagerbolzen
31 angeordnet sind. ueber Kniegelenklaschen 16 und Gelenkbolzen 32; 33 sind die
Winkelhebel 15 mit dem Lagerzapfen 19 verbunden, der in dem gegen Verdrehung durch
die Gleitfedern 29 gesicherten, axial verschiebbaren Lagergehäuse 20 in Axialrollenlagern
21 gelagert ist. Das Lagergehäuse 20 ist seinerseits mit der Kolbenstange 23 eines
zweiseitig beaufschlagbaren Spannzylinders 24 verbunden. Der Spannzylinder24 ist
wiederum mit dem Fundament fest verbunden. Am freien Ende der Wickeltrommel ist
ein Deckel 30 mit dem Trommelkörper 1 verschraubt. Dieser Deckel nimmt den Axialschub
der Keilplatten 6 auf. Innerhalb des Gehäuses 34 ist auf der Hohlwelle 7 das Antriebszahnrad
13 angeordnet.
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Wie aus F i g. 1 ersichtlich, geht der Spannvorgang folgendermaßen.vor
sich: Durch Beaufschlagung des Spannzylinders 24 (siehe F i g. 1 obere Hälfte) wird
der Kolben in Richtung Wickeltrommel verschoben. Die Schubbewegung wird über die
Kolbenstange 23 auf das Lagergehäuse 20 und von hier über die Axialrollenlager 21
auf den Lagerzapfen 19 übertragen. Die Kniegelenklaschen 16 gehen in die senkrechte
Lage zur Mittenachse des Systems und drehen dabei die Winkelhebel 15 einen bestimmten
Betrag um ihre Schwenkpunkte. Da diese Schwenkpunkte in axialer Richtung durch das
zweiteilige Gehäuse 14 fixiert sind, ziehen die über die Gelenklaschen 18 mit dem
Gewindezapfen 17 der Wellel' verbundenen Winkelhebel 15 die Wellel' mit dem Trommelkörper
1 in Richtung auf den Spannzylinder 24. Dadurch werden die den Außen-und Innensegmenten
zugeordneten Keilflächen Steigung gegen Steigung gegeneinander verschoben und so
der Außendurchmesser der Wickeltrommel vergrößert. Die gespannte Wickeltrommel stellt
einen vollen Zylinder dar. Das Entspannen (siehe F i g. 1 untere Hälfte) erfolgt
in umgekehrter Reihenfolge.
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Spannen und Entspannen der Wickeltrommel erfolgt immer während des
Stillstandes derselben. Da die Keilflächen der Innensegmente 3 (KeilleisbenS und
Keilplatten 6) eine wesentlich größere Steigung aufweisen als die Keilflächen der
Außensegmente 2, entstehen beim Entspannen zwischen Innen- und Außensegmenten freie
Zwischenräume oder Spalten, wobei ein in Anzugsrichtnng liegender Spalt 35 als Klemmschlitz
für die Bandspitze benutzt wird. Der mit dem einen Außensegment 2 den Spalt 35 bildende
Teil des Innensegmentes 3 ist als Federstahlspannleise 4 ausgebildet und an der
Spannseite mit Riffelung36 für das sichere Festhalten der Bandspitze versehen. Wesentlich
beim Kniehebelgelenk ist die senkrechte Stellung der Kniegelenklaschen 16, weil
hierdurch
der gesamte durch die Keilflächen der Wickeltrommel hervorgerufene Axialschub in
reine Radialkräfte umgewandelt wird, wobei diese Radialkräfte genau senkrecht gegeneinander
wirken. Die Axialkraft im Lagerzapfen 19 wird ebenfalls Null, und die Axialrollenlager
21 sind frei von axialen Belastungen. Da das Kniehebelsystem in die Rotationsbewegung
der Wickeltrommel mit einbezogen ist, heben die Zentrifugalkräfte einen Teil der
Radialdrücke-in den Laschen 16 wieder auf. Die Kolbenstange 23 ist mit dem Lagergehäuse
20 verbunden, das seinerseits durch die Lagerführung 22 und durch eine Paßfeder
26 gegen Verdrehung gesichert ist.