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Wickeltrommel für Reversier-Bandwalzwerke Die Erfindung betrifft eine
Wickeltrommel für Reversier-Bandwalzwerke, die einen Trommelkörper mit einem Schlitz
zur Aufnahme des einen Endes des zu walzenden Bandes aufweist und mit die Trommelenden
abdeckenden Stirnseitenwänden sowie mit einer Antriebswelle zur Drehung des Trommelkörpers
versehen ist.
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Es sind bereits Wickeltrommeln dieser Art bekannt, die flache, großflächige,
die Trommelenden abdeckende Stirnseiten besitzen, in denen sich die Lager für die
Antriebswelle befinden. Da diese Trommeln zur Warmhaltung des auf- und abzuspulenden
Bandes in einem Ofen angeordnet werden müssen, in dem eine Temperatur von etwa 870°
C herrscht, ist der Antriebsmechanismus der Trommeln, insbesondere aber die Lagerung,
einer großen Wärmebeanspruchung ausgesetzt. Deshalb wird die Antriebswelle gewöhnlich
wassergekühlt. Auf Grund der dabei in den Stirnseitenwänden, die mit der kälteren
Antriebswelle in wärmeleitender Verbindung stehen, auftretenden Wärmespannungen
unterliegt die Trommelkonstruktion starken Belastungen, die häufig zur vorzeitigen
Beschädigung und Zerstörung der Trommel führen. Außerdem wirkt sich die unmittelbare
Berührung des aufzuspulenden Bandendes mit der kalten Trommelwelle in einer Gefügeänderung
durch Abschreckwirkung des zu walzenden Metallbandes aus, die gewöhnlich unerwünscht
ist.
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Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, eine Wickeltrommel für Reversier-Bandwalzwerke
zu schaffen, die geringeren Beanspruchungen durch Wärmespannungen ausgesetzt ist
und gleichzeitig die Materialeigenschaften des Walzproduktes nicht nachteilig beeinflußt.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß die Stirnseitenwände
als kegelstumpfförmige Hohlkörper ausgebildet sind, die im Inneren mit Auflagerflächen
für eine zentrische Hülse zur loslierung und Verkeilung derAntriebswelle mit der
Wickeltrommel versehen sind.
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Die an den flachen Stirnflächen der Wickeltrommel befestigten kegelstumpfförmigen
Körper bewirken eine wesentliche Entlastung der Wickeltrommel von Wärmespannungen
und rücken gleichzeitig die Antriebswellenlager von der heißen Zone der Trommel
ab. Die vorteilhafte Ausbildung der den Hohlraum jedes kegelstumpfförmigen Körpers
begrenzenden inneren Oberfläche als Auflagerfläche für eine Hülse, mit der die Wickeltrommel
sowohl auf der Antriebswelle festgekeilt als auch gleichzeitig gegen diese isoliert
werden kann, trägt dazu bei, daß das aufgewickelte Bandmaterial keiner zu starken
Abkühlung ausgesetzt wird. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der
Figuren erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine schematische Darstellung eines für die
vorliegende Erfindung typischen Walzwerks, F i g. 2 eine schematische Darstellung
eines dazu gehörigen Ofens, F i g. 3 eine zum Teil weggebrochene Draufsicht auf
eine erfindungsgemäß konstruierte Wickeltrommel, F i g. 4 eine Draufsicht auf die
innere Buchse, die zu der in F i g. 3 veranschaulichten Wickeltrommel gehört, F
i g. 5 eine im wesentlichen an der Linie 5-5 der F i g. 3 genommene Stirnansicht,
F i g. 6 ein an der Linie 6-6 der F i g. 3 genommener Schnitt im vergrößerten Maßstab.
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Zu dem Reversier-Bandwalzwerk gemäß der F i g. 1 und 2 gehören ein
Walzgerüst 10, eine Wickeltrommel 15, und zwar je eine auf jeder Seite des Walzgerüstes
10, und Öfen 16, in denen die Wickeltrommeln untergebracht sind. Die Öfen halten
das Stahlband genügend heiß zum Walzen und erhitzen infolgedessen auch die Trommeln
15. Die Durchlaufrichtung für das zu walzende Band zeigt der Pfeil 17. Das freie
Ende des Stahlbandes, das beispielsweise an der rechten Seite auf der Wickeltrommel
15 aufgewickelt war, wird in einen Schlitz in der linken Wickeltrommel 15
eingeführt. Die linke Wickeltrommel 15 wird, wenn das freie Ende des ankommenden,
zu walzenden Bands richtig in ihren Aufnahmeschlitz eingeführt ist, durch eine Antriebswelle
20 (F i g. 2)
im Uhrzeigersinn gedreht. Diese Welle ist wassergekühlt.
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Wenn der Streifen auf der linken Trommel 15 aufgewickelt worden ist,
wird der Gang umgekehrt.
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Die Wickeltrommeln 15 sind beträchtlichem Verschleiß unterworfen,
und zwar nicht nur aus mechanischen, sondern auch aus thermischen Gründen. Die aufgeworfenen
Probleme werden erfindungsgemäß durch die im einzelnen in den F i g. 3 bis 6 veranschaulichte
Wickeltrommelkonstruktion beachtlich verändert.
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Die Wickeltrommel 15 enthält einen äußeren, allgemein zylinderförmigen
Körper, der seinerseits wieder ein zylindrisches Hauptstück 22 enthält. Die Wickeltrommel
ist mit zwei Endabschnitten 24 und 25 versehen, die die Grundform von Kegelstümpfen
haben. Die Grundfläche der Kegelstümpfe oder Seite mit großem Durchmesser 26 ist
abgeschrägt und liegt gegenüber einer ähnlichen abgeschrägten Fläche 27 am entsprechenden
Ende des Mittelstücks 22. Wenn die drei Abschnitte der Wickeltrommel auf diese Weise
zusammengesetzt sind, werden Schweißungen in den ringförmigen Keilnuten 26, 27 ausgeführt,
um dadurch die Endabschnitte 24 und 25 am Mittelstück 22 unlösbar zu befestigen.
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Die dünnen Enden kleinen Durchmessers der Endabschnitte 24 und 25
liegen am weitesten außen am Wickeltrommelsatz. Diese Enden der kegeligen Abschnitte
der Wickeltrommel sind mit verhältnismäßig dicken, axial nach innen gerichteten
Ringwänden 30 versehen, die innere, tragende Flächen 35 haben. Diese sind, wie man
in F i g. 5 sieht, vierkantig.
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Die erfindungsmäßige Aufwickeltrommel15 enthält drei Hauptteile
22, 24 und 25 außer einer getrennt hergestellten Isolierbuchse oder
Röhre. Die drei Teile 22, 24 und 25 sind getrennt gegossen und zusammengeschweißt.
Eine solche Konstruktion ermöglicht es, für die verschiedenen, hier beschriebenen
konstruktiven Merkmale zu sorgen, die nur schwierig oder unmöglich zu erreichen
wären, wenn man ein einzelnes Gußstück mit dem Umriß und der in den Zeichnungen
veranschaulichten und hier im einzelnen beschriebenen Innenkonstruktion bekommen
wollte. Jeder der Endkegel 24 und 25 ist so gegossen, daß er bogenförmige, unterbrochene,
innere Verstärkungsrippen R 1, R 2 und R 3 (F i g. 6) enthält, von denen sich jede
über einen Bogenbereich von etwa 120° erstreckt. Jede solche Verstärkungsrippe hat
über ihren gesamten Verlauf einen gleichmäßigen Innendurchmesser, ist jedoch an
ihren Enden bei RD gerundet, um in das ebenfalls gerundete Ende der benachbarten
Rippe hineinzureichen. Diese Unterbrechung gestattet den Rippen R 1, R 2 und R 3,
sich je nach Erfordernis auszudehnen oder zusammenzuziehen.
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Der Bandaufnahmeschlitz40 (Fig.3) erstreckt sich über die volle Länge
des Zylinderstücks 22 der Wickeltrommel und hat hinreichende lichte Weite, um den
freien Eintritt des vorlaufenden Endes des zu walzenden Bandes zu erlauben. Solch
ein weiter Schlitz könnte die Wickeltrommel unzulässig schwächen, wenn nicht die
Verstärkungsrippen R 1, R 2 und R 3 wären, insbesondere die Rippe R 2 (F i g. 6)
die (an den beiden Enden 24 und 25) im wesentlichen symmetrisch mit Bezug auf das
offene Ende des Schlitzes 40 ausgerichtet ist. Indem man also den Schlitz 40 vollständig
längs des Mittelstücks 22 so entlangführt, daß er an seinen entgegengesetzten Enden
in der Nähe der Rippen R 2 offen ist, nehmen die letzteren alle Schläge vom freien
Ende des in den Schlitz 40 eintretenden Bandes auf.
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Damit das Band richtig in die Wickeltrommel hineingeführt und von
ihr als Spule ergriffen wird, ist das Zylinderstück 22 der Wickeltrommel so gegossen,
daß es innen ein Paar Vorsprünge 43 und 44 hat. Diese Vorsprünge begrenzen die lichte
Spaltweite des Aufnahmeschlitzes 40, und ihre gegenüberliegenden Oberflächen 43
A und 44 A sind so angeflacht und geschrägt, daß sie das vorrückende Ende des Stahlbandes
führen. Die innere Oberfläche des Zylinders 22 ist mit getrennten, bogenförmigen,
verschleißfesten Gleitschienen in Form von Rippen 45 versehen, auf denen das eintretende
Bandende entlangwandert. Gegebenenfalls stößt das Bandende gegen ein Paar Anschläge
46 und 47 innerhalb der Trommel. Jeder dieser Anschläge enthält ein Paar radial
nach innen ragende Rippen 48, die aus einem Stück mit dem Trommelabschnitt 22 gegossen
und durch einen Steg 49 verbunden sind; dieser zeigt eine konkave Fläche (F i g.
6) in die das freie Ende des ankommenden Bandes eingreifen kann.
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Die Wickeltrommel ist zur Drehung mit einer Antriebswelle 20 gekuppelt,
die innen gekühlt ist. Die Antriebskupplung wird im vorliegenden Fall durch einander
entsprechende angeflachte Oberflächen gewährleistet, von denen die oben beschriebenen
Vierkanttragflächen 35 Bestandteile sind. Zum Gewährleisten der verlangten Antriebskupplung
ist eine Buchse 50 (F i g. 4) innerhalb der Wickeltrommel koaxial mit ihr angeordnet.
Sie umgibt die wassergekühlte Welle. Als Folge davon kann das aufzuwickelnde Band
nicht mit der wassergekühlten Welle in Berührung treten; gleichzeitig wirkt die
Buchse 50 als ein Isolator zwischen der wassergekühlten Welle und den benachbarten
Abschnitten oder Bereichen der heißen Trommel. Es ist jedoch zu bemerken, daß die
Führungsfläche 43A und 44A (F i g. 6) ihrer Ausrichtung nach bestrebt sind, das
Band von der Berührung mit der Buchse 50 fernzuhalten.
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Die Buchse 50 enthält drei Hauptabschnitte, nämlich ein mittleres
Hohlstück 51 und zwei getrennt gegossene Endstücke 52. Das mittlere Hohlstück und
die Endstücke haben denselben Außendurchmesser, und ihre aneinanderstoßenden Ringkanten
sind so geschrägt, daß sich diese drei Teile durch Schweißraupen W 4 und
W 5 (F i g. 4) verbinden lassen.
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Das Mittelstück der Buchse 50 hat auf seiner ganzen Länge die
Form eines geraden Zylinders, jedoch sind die äußeren Oberflächen der Endstücke
52 mit Vierkantnaben oder Flanschen 55 (F i g. 5 und 6) versehen, um komplementär
in die von den Kegelenden der Wickeltrommel 12 verkörperten Innenvierkant-Tragflächen
35 einzugreifen.
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Wie man in F i g. 4 sieht, sind die Endstücke 52 der Buchse 50 mit
verdickten Wänden und diese wiederum mit ebenen Innenflächen 57 (F i g. 5 und 6)
versehen, um sich von den entsprechenden ebenen Flächen an der Antriebswelle 20
erfassen zu lassen. Auf diese Weise ist die Wickeltrommel im Ergebnis mit der Antriebswelle
20 gekuppelt.
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Da die Teile 22, 24 und 25 getrennt gefertigt werden
können, kann das Mittelstück 22 aus einer verhältnismäßig teuren, jedoch unter den
garantierten Gegebenheiten hitzebeständigen Legierung gegossen werden, während die
kegelstumpfförmigen Endstücke aus einer verhältnismäßig billigeren Legierung
gegossen
werden können, da sie nicht so hohen Temperaturen unterworfen sind wie das Mittelstück
der Wickeltrommel. An der F i g. 2 erläutert sind also die Endstücke und besonders
die Lager näher an den Seitenwänden SW des Ofens, wo die Hitze nicht so intensiv
ist.
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Die Kegelstumpfenden können unter Einschluß von schrägen Seitenwänden
24 W (F i g. 3) gegossen werden, die im Vergleich mit den verdickten und verstärkten,
die Innentragflächen 35 bildenden Naben 30 verhältnismäßig dünn sind. Außerdem können
die Endstücke der Wickeltrommel unter Einschluß der nichtzusammenhängenden Verstärkungsrippen
R 1, R 2 und R 3 gegossen werden; dabei dient die Rippe R 2 besonders zur Verstärkung
der Bereiche an der Wickeltrommel, die unmittelbar den Enden des Schlitzes 40 benachbart
sind. Die anderen beiden Rippen R 1 und R 3 geben in erster Linie einen Ausgleich
für die Rippe R 2; die Unterbrechung zwischen den Rippen erlaubt Ausdehnung und
Zusammenziehung infolge der Temperaturunterschiede.
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Die Tatsache, daß die Wickeltrommel unter Einschluß einer getrennt
gefertigten Buchse 50 konstruiert ist, die die vorerwähnte Antriebswelle umgibt,
bietet dem zu walzenden Band einen Schutz vor der Berührung mit der kalten Antriebswelle.
Außerdem wird durch die kegelstumpfförmige Anschrägung der Endstücke 24 und 25 die
Anwesenheit eines senkrecht orientierten Plattenabschnitts zwischen dem äußeren
Zylindermantel der Trommel und der inneren Tragfläche 35 vermieden. An einer solchen
Zwischenfläche tritt die wesentlichste Wärmebeanspruchung infolge des großen Temperaturunterschieds
auf, der zwischen der heißen Außenfläche der Trommel und den kühleren Tragflächen
in der Nähe der wassergekühlten Antriebswelle 20 besteht. Die benutzte kegelige
Gestalt nimmt im Vergleich zu einem geraden, senkrechten Abschnitt die Wärmespannung
flexibler auf und ist in der Kegelstumpfform mechanisch starrer.