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Beschreibung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Metallurgie,
insbesondere auf Hilfsausrüstungen für das Walzwerkswesen,und betrifft didbauliche
Gestaltung einer Metallbandhaspel.
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Besonders vorteilhaft kann die vorliegende Erfindung beim Kaltwalzen
von Bändern aus Stahl sowie Buntmetallen in eingerüstigen umkehrbaren und nichtumkehrbaren
Walzwerken sowie in mehrgerüstigen Walzwerken verwendet werden.
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Es ist eine Metallbandhaspel bekannt (s. beispielsweise den Sammelband
von NII-INFORMTYASHMASCH "Ab- und Aufrollmaschinen japanischer Firmen", Rasmototschno-namototschnye
maschiny japonskich firm, H. 1, 74 - 4, S. 8, 1974).
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Diese Haspel enthält ein Gehäuse, in dem eine Haspeltrommel drehbeweglich
gelagert ist, deren freies Ende sich auf eine ausschwenkbare Lagerung abstützt.
Die Haspeltrommel ist als eine Hohlwelle mit Spreizsegmenten ausgeführt. Im Inneren
der Welle ist koaxial mit dieser und bezüglich ihrer in Längsrichtung hin- und herbewegbar
eine mit den Spreizsegmenten mittels an ihr starr befestigter Keile gekoppelte Treibstange
angeordnet. Der Antrieb zur Verschiebung der Treibstange ist als ein Hydraulikzylinder
ausgeführt und - um der Wirkung von achsrechten Außenbelastungen auf die Lager der
Haspeltrommelwelle vorzubeugen - unmittelbar an der rotierenden Welle angebracht.
Die Zuführung der Druckflüssigkeit an den Hydraulikzylinder findet über einen Rohrwirbel
statt.
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Einer derartigen baulichen Gestaltung des Antriebs zur Verschiebung
der Treibstange zum Zusammendrücken bzw. Spreizen der Haspeltrommel haften folgende
Nachteile an.
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Herkömmlicherweise wird der Drehantrieb der Trommel einer
solchen
Haspel als ein Antrieb mit geschlossenem Getriebe ausgeführt, da das Ende der Trommelwelle
durch den Hydraulikzylinder eingeklemmt ist. Ein Antrieb mit geschlossenem Getriebe
vermag aber einen konstantbleibenden Metallbandzug beim Walzvorgang - im Vergleich
zu einem solchen ohne Getriebe - wegen instabiler Getriebeverluste nur in geringerem
Maße aufrechtzuerhalten.
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Bekannt sind auch Haspelmodifikationen, in denen der Trommelantrieb
ohne Getriebe ausgeführt wird.
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In diesem Fall kommt ein besonderer Elektromotor mit Hohlwelle zum
Einsatz, der die Trommel mittels eines Hydraulikzylinders in Drehung versetzt. Dabei
erfolgt die Zuführung der Druckflüssigkeit an den Hydraulikzylinder über einen Rohrwirbel
sowie die Hohlwelle des Elektromotors. Dies bedeutet, daß die Übertragung des Drehmomentes
mittels des Hydraulikzylinders durch Verschiebung der Treibstange zustande kommt,
was nicht besonders vorteilhaft ist. Darüber hinaus ist bei Verwendung einer solchen
Haspelmodifikation der Einsatz eines viel teureren Elektromotors in Sonderausführung
erforderlich.
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Der Elektromotor kann weiterhin zwischen den Lagern der Trommelwelle
angeordnet werden, was das Vorhandensein von steiferen Wellenlagerungen und einer
höheren Steifigkeit sowohl der Trommel- als auch der Elektromotorwelle erfordert.
Dies ist zur Verminderung des Einflusses der sich verändernden Bundmasse sowie des
Metallbandzuges auf den Spalt zwischen dem Läufer und dem Ständer des Elektromotors
notwendig. Hieraus folgt, daß auch gegebenenfalls die bauliche Kompliziertheit der
Haspel zunimmt und die Verwendung eines viel teureren Elektromotors in Sonderausführung
erforderlich ist.
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Ein weiterer Nachteil, der den vorstehend beschriebenen Haspelmodifikationen
anhaftet, besteht im Vorhandensein des Rohrwirbels zur Zuführung der Druckflüssigkeit
an den Hydraulikzylinder zwecks Betätigung der Treibstange. Durch das Vorhandensein
des Rohrwirbels wird der Haspelbetrieb,
besonders der einer hochtourigen
Haspel, wesentlich kompliziert, weil der Rohrwirbel des öfteren einer Reparatur
bedarf.
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Daran kann man schließen, daß durch alles vorstehend Dargelegte die
bauliche Gestaltung der Haspel kompliziert, deren Herstellungskosten erhöht und
die Betriebsbedingungen beeinträchtigt werden.
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Die vorstehend genannten Nachteile werden durch die bauliche Gestaltung
einer Metallbandhaspel (s. Erfindungsbeschreibung zum UdSSR-Urheberschein 201311)
weitgehend behoben.
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Die erwähnte Haspel enthält ein Gehäuse mit einer in diesem drehbeweglich
gelagerten Haspeltrommel, deren freies Ende sich auf eine ausschwenkbare Lagerung
abstützt. Die Haspeltrommel ist als eine Hohlwelle mit Spreizsegmenten ausgeführt.
Im Inneren der Welle ist koaxial mit dieser und bezüglich ihrer in Längsrichtung
hin- und herbewegbar eine Treibstange angeordnet. Die Treibstange ist mit den Spreizsegmenten
mittels an der Welle angeordneter und an der Stange starr befestigter Keile verbunden.
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Der Antrieb zur Verschiebung der Treibstange enthält einen Satz Druckfedern,
welche innerhalb des Gehäuses koaxial mit der Trommelwelle angeordnet sind. Einerseits
sind die Federn auf einen an der Trommelwelle starr befestigten Anschlag und andererseits
auf eine an der Treibstange mittels eines Fangkeils in einem Schlitz der Welle starr
angebrachte und mit dem Antrieb zur Verschiebung der Stange beim Zusammendrücken
der Haspeltrommel in Zusammenwirkung stehende Buchse abgestützt. Dabei ist der Antrieb
zur Verschiebung der Treibstange als am Haspelgehäuse angebrachter Hydraulikzylinder
ausgeführt.
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Im Verlaufe des Zusammendrückens der Haspeltrommel wirken die Kolbenstangen
der Hydraulikzylinder auf die Buchse ein und verschieben diese samt Treibstange,
infolgedessen nähern sich die Segmente dem Mittelpunkt (der Drehachse) der Haspeltrommel
an. Dabei werden die zwischen dem
Anschlag und der Buchse befindlichen
Federn zusammengedrückt. Die Kolbenstangen der Hydraulikzylinder betätigen die Buchse
nur bei stillstehender Trommel. Während der Trommeldrehung bleibt zwischen den Kolbenstangen
der Hydraulikzylinder und der Buchse unbedingt ein Luftspalt erhalten.
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Das Spreizen der Segmente der Trommelwelle kommt mit Hilfe der Federn
zustande.
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Durch Verwendung einer Haspel der vorstehend beschriebenen baulichen
Gestaltung wird es möglich, einen Trommelantrieb ohne Getriebe anzuwenden sowie
auf den Einsatz des Rohrwirbels zur Zuführung der Druckflüssigkeit an den Hydraulikzylinder
zu verzichten.
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Bei der vorstehend beschriebenen baulichen Gestaltung der Haspel wird
aber nur ein geringer Teil (etwa 25%) der zulässigen Federbelastung ausgenützt,
um das Zusammendrücken der Trommel zu vermeiden, und der übrige Teil kommt beim
Zusammendrücken der Federn infolge des Arbeitshubes der Treibstange zum Einsatz.
Der Versuch, die Trommel maximal zusammenzudrücken (um das Abschieben bzw. das Aufsetzen
des Bundes zu erleichtern), bringt die Verlängerung des Hubweges der Treibstange
mit sich. Weiterhin führt dies zur Vergrößerung der Abmessungen (Drahtdurchmesser,
Innendurchmesser und Höhe) der Federn sowie zur Vergrößerung deren Anzahl.
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Die Abhängigkeit der Abmessungen und der Anzahl der Federn von der
Länge des Hubweges der Treibstange ist daurch bedingt, daß die Federn gegebenenfalls
zweierlei Funktionen zu erfüllen haben: einerseits verhindert der vorgespannte Satz
Federn das Zusammendrücken der Trommel unter Einwirkung der beim Aufrollen des Metallbandes
an der Segmentfläche entstehenden Kräfte, und andererseits sichern sie die Verschiebung
der Treibstange beim Spreizen der Trommel.
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Dabei verwandelt sich die Energie der beim Zusammendrücken der Trommel
zusammengedrückten Federn anschließend in die kinetische Energie der Verschiebung
der Treibstange beim
Spreizen der Trommel.
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Hieraus folgt, daß sich die vollständige Deformation des Federsatzes
aus der Deformation der vorgespannten Federn, welche die das Zusammendrücken der
Trommel beim Aufrollen des Metallbandes verhindernde Gesamtkraft sichert, sowie
aus der dem Arbeitshub der Treibstange beim Zusammendrükken der Trommel entsprechenden
Deformation ergibt. Da der Satz Federn samt Anschlag und Buchse sich zwischen den
Wel lenlagern der Trommel befindet, bedingt die Vergrößerung der Federabmessungen
die Vergrößerung des Abstands zwischen diesen Lagern (d.h. zwischen den Wellenlagerungen).
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Die Vergrößerung des Abstandes zwischen den Lagerungen führt aber
zur Verlängerung der Trommelwelle und Treibstange. Und da der Satz Federn mit Anschlag
und Buchse an der Trommelwelle angeordnet ist, führt die Vergrößerung der Abmessungen
der Federn im ganzen zur Vergrößerung der Abmessungen und Masse der Haspel, sowie
zur Vergrößerung ihrer Schwungmasse.
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Demzufolge weist die oben beschriebene konstruktive Gestaltung der
Haspel einen erhöhten Gesamtmetallaufwand (wegen deren Abmessungen) und eine erhöhte
Schwungmasse der Trommel auf, wodurch ihre dynamischen Kennziffern beeinträchtigt
werden. Dies führt weiterhin zur Beeinträchtigung der Stabilität des Walzvorgangs
der Metallbänder und der Qualität des Walzgutes.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Metallbandhaspel zu
entwickeln, deren konstruktive Ausführung der Vorrichtung zum Zusammendrücken und
Spreizen deren Trommel es ermöglicht, den Metallaufwand bei gleichzeitiger Verbesserung
ihrer dynamischen Kennziffern zu verringern und demzufolge die Qualität des Metallbandes
zu erhöhen.
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Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einer Metallbandhaspel,
enthaltend ein Gehäuse mit in diesem drehbeweglich gelagerter Trommel, deren freies
Ende sich
auf eine ausschwenkbare Lagerung abstitzt und die als
Hohlwelle mit Spreizsegmenten ausgeführt ist, in deren Innerem koaxial mit dieser
und bezüglich ihrer in Längsrichtung hin- und herbewegbar eine mit den Spreizsegmenten
mittels an der Welle angebrachter Keile verbundene Treibstange angeordnet ist, sowie
einen im Gehiuseinneren untergebrachten Satz Druckfedern, die koaxial mit der Trommelwelle
angeordnet sind und sich einerseits auf einen an der Trommelwelle angebrachten Anschlag
un1 andererseits auf eine auf die Welle beweglich aufgesetzte, an der Treibstange
starr befestigte und mit einem Antrieb zur Verschiebung der Stange beim Zusammendrücken
der Haspeltrommel zusammenwirkende Buchse abstützt, gemäß der Erfindung der Anschlag
an der Trommelwelle längsverstellbar bezüglich der Welle angeordnet und mit einer
Vorrichtung zu dessen Verriegelung an der Welle versehen ist, wobei der antrieb
zur Verschiebung der Stange mit dem Anschlag durch ein Element verbunden ist, welches
beim Spreizen der Trommel mit dem Anschlag zusammenwirkt.
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Eine derartige konstruktive Ausführung der Vorrichtung zum Zusammendrücken
und Spreizen der Trommel der erfindungsgemäßen Haspel macht es möglich, Abmessungen,
Masse und Anzahl der Druckfedern und demzufolge den Metallaufwand der gesamten Haspel
in einem bedeutenden Maße zu reduzieren.
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Dies findet seine Erklärung darin, daß bei der gegebenen baulichen
Gestaltung der Haspel der Satz Federn lediglich eine Funktion erfüllt - er verhindert
das Zusammendrücken der Haspeltrommel. Die Verschiebung der Treibstange beim Zusammendrücken
und Spreizen der Trommel erfolgt durch deren Antrieb. Dabei speichern die Federn
beim Zusammendrücken der Trommel keine kinetische Energie für das eintretende Spreizen
der Trommel, sondern diese verlagern sich samt Anschlag und Buchse, auf welche sie
sich abstützen, entlang der Trommelwelle. Demzufolge werden die Abmessungen der
Federn nur durch die das Zusammendrücken
der Trommelsegmente verhindernde
Kraft bedingt und stehen praktisch in keinerlei Abhängigkeit vom Arbeitshub der
Treibstange.
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Durch die Verringerung der Abmessungen der Federn wurde es weiterhin
möglich, den Abstand zwischen den Hauptlagern der Trommelwelle zu reduzieren (etwa
um 35%), infolgedessen auch die Länge der Haspel geringer wurde. Dabei wurden durch
die Verringerung der Abmessungen und der Anzahl der Federn sowie durch die Annäherung
der letzteren an die Trommelwelle auch die Breite und Höhe der Haspel verringert.
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Durch die Verringerung der Masse des Federsatzes, der Trommelwelle,
der Treibstange und des Gehäuses (da die Länge der Welle und der Treibstange sowie
die Breite und Höhe des Gehäuses geringer wurden) wurde die Masse der Haspel im
ganzen (Metallaufwand) um etwa 10% verringert, wodurch auch die Schwunymasse der
Trommel wesentlich reduziert und demzufolge die dynamischen Kennziffern der Haspel
verbessert werden konnten. Dies ermöglichte es seinerseits, den Walzvorgang der
Metallbänder zu stabilisieren und die Qualität des Walzgutes zu erhöhen.
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über die größte baumäßige Einfachheit und Betriebszuverlässigkeit
verfügt eine solche Modifikation der Metallbandhaspel, dergemäß das den Antrieb
der Stange mit dem Anschlag an der Trommelwelle verbindende Element als im Gehäuse
gelagerter, bezüglich der Trommelwelle längsverstellbarer Rahmen ausgeführt ist,
der mit dem Antrieb zur Verschiebung der Stange gekoppelt ist und mit der Vorrichtung
zur Verriegelung des Anschlags an der Welle und mit der an der Treibstange starr
befestigten Buchse abwechselnd zusammenwirkt.
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Es ist vorteilhaft, den Rahmen mit dem Antrieb zur Verschiebung der
Stange mittels Schwinghebeln gelenkig zu verbinden, die als eine Ekzentertreibwelle
ausgeführte Schwingenlager aufweisen. Bei einer solchen konstruktiven Ausführung
der Haspel wird ein garantierter Spielraum zwischen
dem Rahmen
und dem Anschlag gesichert, welcher für einen normalen Haspelbetrieb nach der Verlagerung
des Anschlags in der dem Spreizen der Trommel entsprechenden Richtung erforderlich
ist.
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Vorzugsweise wird die Vorrichtung zur Verriegelung des Anschlags an
der Trommelwelle als ein an der Trommelwelle angeordneter radialverstellbarer Sperring'
der über einen abgefederten Treibhebel mit dem Anschlag verbunden ist, sowie als
Schlepprollen, welche den Sperring mit der besagten Trommelwelle und dem Anschlag
verbinden, ausgeführt, wobei der Treibhebel mit dem Rahmen über eine Keilstange
gekoppelt ist.
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Eine derartige Modifikation der konstruktiven Ausführung der Verriegelungsvorrichtung
verfügt - vom Gesichtspunkt der Lenkung des Zusammendrück- und Spreizvorgangs der
Haspeltrommel aus - über die größte baumäßige Einfachheit.
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Dies findet seine Erklärung darin, daß sich der Vorgang der Entriegelung
(beim Zusammendrücken der Trommel) und der Verriegelung (beim Spreizen der Trommel)
des Anschlags automatisch gleichzeitig mit der axialen hin- und hergehenden Verschiebung
der Treibstange vollzieht.
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Uber die größte Betriebszuverlässigkeit und Lebensdauer sowie eine
höhere Belastbarkeit verfügt eine solche Modifikation der Metallbandhaspel, in welcher
die Vorrichtung zur Verriegelung des Anschlags an der Trommelwelle als eine auf
die Welle drehbeweglich aufgesetzte Sperrbuchse ausgeführt ist, die mit einem mit
dem Rahmen kinematisch verbundenen Drehantrieb gekoppelt ist, wobei die Sperrbuchse
Außenvorsprünge aufweist und der Anschlag mit Innenvorsprüngen versehen ist, welche
mit den Außenvorsprüngen der Sperrbuchse zusammenwirken.
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Eine solche bauliche Gestaltung der Verriegelungsvorrichtung gestattet
es, das Aufrollen von Großbunden (mit einer Masse bis zu 45000 kg) mit einem minimalen
Innendurchmesser
(bis zu 400 mm) bei verhältnismäßig hohem spezifischem
2 Metallbandzug (bis zu 8 kp/mm ) zu vollziehen. Dabei wird eine höhere Belastbarkeit
der Haspeltrommel gewährleistet (d.h. die das Zusammendrücken der Trommelsegmente
verhindernden Kräfte), ohne daß die Abmessungen der Haspel vergrößert und die dynamischen
Kennziffern der Trommel beeinträchtigt werden. Dies ist auf das Ausbleiben von unter
hoher Belastung stehenden Wälzkörpern in der Vorrichtung zur Verriegelung des Anschlags
an der Trommelwelle zurückzuführen.
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Im weiteren wird die Erfindung anhand von konkreten Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 schematisch
die erfindungsgemäße Metallbandhaspel mit teileisen Ausbrüchen, in Gesamtansicht;
Fig. 2 die Haspeltrommel im Schnitt II-II der Fig. 1; Fig. 3 eine Modifikation der
Vorrichtung zur Verriegelung des Anschlags an der Trommelwelle mit Schwinghebeln,
gemäß der Erfindung; Fig. 4 eine Modifikation der Verriegelungsvorrichtung im Schnitt
IV-IV der Fig. 3; Fig. 5 eine Modifikation der Verriegelungsvorrichtung im Schnitt
V-V der Fig. 3; Fig. 6 eine Modifikation der Verriegelungsvorrichtung bei gespreizter
Trommel, Ansicht in Pfeilrichtung VI der Fig. 4; Fig. 7 eine Modifikation der Verriegelungsvorrichtung
bei zusammengedrückter Trommel, Ansicht in Pfeilrichtung VII der Fig. 4;
Fig.
8 eine Modifikation der Vorrichtung zur Verriegelung des Anschlags an der Trommelwelle,
als Sperrbuchse ausgeführt, gemäß der Erfindung.
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Die Metallbandhaspel enthält ein Gehäuse 1 (s. Fig. 1 der beiliegenden
Zeichnungen), in welchem eine Haspeltrommel 2 drehbeweglich gelagert ist. Die Trommel
2 ist im Gehäuse 1 in Wälz- oder Gleitlagern (nicht gezeigt) gelagert und weist
ein freies Ende auf, das sich auf eine ausschwenkbare Lagerung 3 abstützt. Hieraus
folgt, daß die auf die Haspeltrommel 2 während des Betriebes einwirkenden Belastungen
(Bundmasse und Metallbandzug) durch die vorstehend erwähnten Lager und die ausschwenkbare
Lagerung 3 aufgenommen werden.
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Die Trommel 2 ist als Hohlwelle 4 mit Spreizseymenten 5 und 6 ausgeführt,
die an der Welle 4 - wie es aus Fig. 2 der Zeichnungen ersichtlich ist - radial
verstellbar angeordnet sind.
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Dabei sind die Segmente 5 und 6 mit der Welle 4 mittels Federkraftwerken
7 gekoppelt, die auf die Segmente 5 und 6 ständig einwirken und sie an die Welle
4 andrücken. Die Welle 4 der Trommel 2 ist über eine Muffe 8 mit einem Antrieb 9
zum Drehen der Trommel 2 (s. Fig. 1 der Zeichnungen) gekoppelt.
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Im Inneren der Welle 4 der Trommel 2 ist koaxial mit dieser eine Treibstange
10 angeordnet, die mit den Segmenten 5 und 6 in Zusammenwirkung steht. Die Treibstange
10 ist bezüglich der Welle 4 in Längsrichtung hin- und herbewegbar montiert.
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An der Welle 4 der Trommel 2 sind bezüglich dieser Keile 11 längsverstellbar
angeordnet, welche an der Treibstange 10 starr befestigt sind und die letztere mit
den Spreizsegmenten 5 und 6 der Welle 4 verbinden (s. Fig. 2 der Zeichnungen k Mit
der Rückenfläche der Keile 11 stehen Einsatzstücke 12 und 13 in Wechselwirkung,
die die Keile 11 mit den Spreizsegmenten 5 und 6 verbinden und an der Welle 4
radialverstellbar
angeordnet sind.
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Zur Befestigung des Walzbandes an der Haspeltrommel 2 ist im Körper
der Welle 4 der Trommel 2 ein Einklemmschlitz 14 ausgeführt, in den das Ende des
zu walzenden Metallbandes bei dessen Aufwickeln eingeführt wird, und eine Klemmvorrichtung
15 mit einem Feststellglied 16 angeordnet, welches in den erwähnten Schlitz 14 eingeht.
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Im Inneren des Gehäuses 1 (s. Fig. 1 der Zeichnungen) sind an der
Welle 4 der Trommel 2 ein Anschlag 17 und eine Buchse 18 angeordnet. Dabei ist der
Anschlag 17 gemäß der Erfingung bezüglich der Welle 4 in Längsrichtung hin- und
herbewegbar montiert, mit einer Vorrichtung zu dessen Verriegelung an der Welle
4 ausgestattet und mittels eines Elementes 21, welches mit dem Anschlag 17 beim
Spreizen der Trommel zusammenwirkt, mit dem Antrieb 20 zur Verschiebung der Treibstange
10 verbunden. Die Buchse 18 ist auf die Welle 4 freilaufend aufgesetzt, an der Treibstange
10 mittels eines Fangkeils 22 starr befestigt und steht mit dem Antrieb 20 zur Verschiebung
der Treibstange 10 beim Zusammendrücken der Trommel 2 in Wechselwirkung.
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Der Antrieb 20 zur Verschiebung der Stange 10 ist als im Inneren des
Gehäuses 1 untergebrachter Satz Hydraulikzylinder ausgeführt, deren Gehäuse 23 am
Gehäuse 1 befestigt und deren Kolbenstangen 24 mit der Möglichkeit einer aussetzenden
Zusammenwirkung mit dem Anschlag 17 und der Buchse 18 angeordnet sind.
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Im Inneren des Haspelgehäuses 1 ist ein Satz Druckfedern 25 untergebracht.
Die Druckfedern 25 sind koaxial mit der Welle 4 der Trommel 2 angeordnet und stützen
sich einerseits auf den Anschlag 17 und andererseits auf die Buchse 18 ab.
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Es ist vollkommen klar, daß das den Antrieb 20 zur Verschiebung der
Stange 10 mit dem Anschlag 17 an der Welle 4 der Trommel 2 verbindende Element 21
baumäßig verschieden ausgeführt werden kann. über die größte baumäßige Einfachheit
und Betriebszuverlässigkeit verfügt aber eine solche
Haspelmodifikation,
in welcher das Element 21 als im Gehäuse 1 bezüglich der Welle 4 längsverschiebbar
angeordneter Rahmen 26 ausgeführt ist (s. Fig. 1 und 3 der Zeichnungen). Der Rahmen
26 ist dabei mit dem Antrieb 20 zur Verschiebung der Stange 10 verbunden nd steht
mit der Vorrichtung 19 zur Verriegelung des Anschlags 17 an der Welle 4 sowie der
an der Treibstange 10 starr befestigten Buchse 18 in aussetzbarer Zusammenwirkung.
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Zur Sicherung eines garantierten Spielraumes zwischen dem Rahmen 26
und dem Anschlag 17, der für den normalen Haspelbetrieb nach der Verlagerung des
Anschlags 17 in der Spreizrichtung der Trommel 2 erforderlich ist, ist es zweckmäßig,
den Rahmen 26 mit dem Antrieb 20 zur Verschiebung der Stange 10 mittels Schwinghebeln
27 gelenkig zu koppeln, die über Schwingenlager verfügen, welche als eine in Lagerungen
29 des Haspelgehäuses 1 gelagerte Exzenterwelle 28 ausgeführt sind. Dabei sind die
Schwinghebel 27 durch ein Gleitstück 30 mit dem Rahmen 26 und mit den Kolbenstangen
24 des Antriebs 20 zur Verschiebung der Stange 10 gelenkig verbunden. Der Antrieb
der Exzenterwelle 28 ist als ein am Haspelgehäuse 1 befestigter Hydraulikzylinder
31 ausgeführt, dessen Kolbenstange 32 mit der besagten Exzenterwelle 28 gelenkig
verbunden ist.
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Es ist vollkommen klar, daß die Vorrichtung 19 zur Verriegelung des
Anschlags 17 an der Welle 4 der Trommel 2 baumäßig verschieden ausgeführt werden
kann. In Fig. 1 und 3 der Zeichnungen ist eine Modifikation der Haspel gezeigt,
dergemäß die konstruktive Ausführung der Vorrichtung 19 zur Verriegelung des Anschlags
17 an der Welle 4 über die-vom Gesichtspunkt der Lenkung des Zusammendrükkens und
Spreizens der Trommel 2 aus - größte Einfachheit verfügt.
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Die Vorrichtung 19 ist als Sperring 33 ausgeführt, der an der Welle
4 der Trommel 2 radialverstellbar angeordnet ist.
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Der Sperring 33 setzt sich aus vier Traversen 34, 35, 36 und 37 (wie
es in Fig. 4 der Zeichnungen vorzüglich gezeigt ist) zusammen. Dabei sind in den
zwei diametral entgegengesetzten Traversen 34 und 36 Schlepprollen 38 und 39 montiert,
über welche der Sperring 33 entsprechend mit der Welle 4 und dem Anschlag 17 in
Verbindung steht.
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Der Sperring 33 ist in einer Nut des Anschlags 17 angeordnet, die
durch zwei zu der Welle 4 senkrechte Flächen gebildet ist, an welche zwei Seitentraversen
34 und 36 des Sperrings 33 freilaufend stoßen.
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Der Sperring 33 ist über einen abgefederten Triebhebel 40 mit dem
Anschlag 17 gekoppelt. Zugfedern 41 des Triebhebels 40 sind in zylindrischen Nuten
des Anschlags 17 untergebracht und mit einem Ende an dem letzteren befestigt, mit
dem anderen aber am Triebhebel 40 (s. Fig. 3 und 5 der Zeichnungen), der mit dem
Sperring 33 gelenkig verbunden ist. Der Triebhebel 40 ist über die in der Nut der
Buchse 18 freisitzende und mit der Rolle 43, die am Triebhebel 40 befestigt ist,
in Wechselwirkung stehende Keilstange 42 mit dem Rahmen 26 gekoppelt.
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Der Sperring 33 steht mit der Welle 4 über die Schlepprollen 38 in
Verbindung, welche mit Anschlagleisten 44 zusammenwirken, die in Nuten 45 der Welle
4 befestigt sind (wie es aus Fig. 3, 4, 6 und 7 der Zeichnungen ersichtlich ist).
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Die besagten Nuten 45 sind im Körper der Welle 4 diametral entgegengesetzt
ausgeführt. Einen Teil des Raumes der Nuten 45 nehmen dle Anschlagleisten 44 ein,
und der übrige Teil des Raumes der Nuten 45 ist für die Aufnahme der Schlepprollen
38 bei der Verlagerung des Sperrings 33 samt Anschlag 17 beim Zusammendrücken und
Spreizen der Trommel 2 sowie bei gespreizter Trommel 2 erforderlich, wenn die Schlepprolle
38 (mit Vollinie gezeichnet) mit der Anschlagleiste 44 (wie es in Fig. 6 der Zeichnungen
vorzüglich gezeigt ist), wie auch bei zusammengedrückter Trommel 2 (die Schlepprolle
38 ist in der Nut 45 der Welle 4 befindlich und mit Vollinie gezeichnet, wie es
aus Fig. 7
der Zeichnungen gut ersichtlich ist.
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In Fig. 4 der Zeichnungen ist der Sperring 33 bei gespreizter Trommel
2 und verriegeltem Anschlag 17 gezeigt (die Schlepprolle 38 stützt sich auf die
Anschlagleiste 44 ab).
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Dabei ist die obere Traverse 35 des Serringes 33 unter Druck der Federn
41 (s. Fig. 3 und 5 der Zeichnungen), die auf den Triebhebel 40, welcher mit dem
Sperring 33 gelenkig verbunden ist, einwirken, an den Anschlag 17 angedrückt, und
zwischen der unteren Traverse 37 des Sperringes 33 und dem Anschlag 17 ist ein Spielraum
vorhanden (s. Fig. 4 der Zeichnungen), dessen Breite die Länge des Verlagerungsweges
des Sperringes 33 in Richtung der Entriegelung des Anschlags 17 übertrifft.
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Fig. 8 der Zeichnungen zeigt eine Haspelmodifikation, dergemäß die
bauliche Gestaltung der Vorrichtung 19 zur Verriegelung des Anschlags 17 an der
WelLe 4 es ermöglicht, die Betriebszuverlässigkeit und Lebensdauer sowie die Belastbarkeit
der Haspel maximal zu erhöhen. In einer solchen Haspelmodifikation ist die Verriegelungsvorrichtung
19 als eine auf die Welle 4 drehbeweglich aufgesetzte und mit einem Drehantrieb
47 gekoppelte Sperrbuchse 46 ausgeführt.
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Die Sperrbuchse 46 weist einen mit der Welle 4 in Wechselwirkung tretenden
Bund 48 sowie Außenvorsprünge 49 auf, welche mit am Anschlag 17 ausgeführten Innenvorsprüngen
50 zusammenwirken. Der Antrieb 47 zur Drehung der Sperrbuchse 46 enthält konzentrisch
mit der Welle 4 am Anschlag 17 befestigte zylindrische Gehäuse 51, in denen jeweils
ein abgefedertes Schraubenpaar gelagert ist. Ein Schraubenpaar enthält eine Spindelmutter
52, die im Gehäuse 51 hin- und herbewegbar angeordnet ist und mit der Stirnfläche
des Rin<ies 33 110 aussetzende 2.usammellwirktlrl(3 tritt, welcher im Inneren
des Haspelgehäuses 1 längsverstellbar untergebracht und mit dem Antrieb 20 zur Verschiebung
der Stange 10 gekoppelt ist.
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Die Spindelmutter 52 des Schraubenpaares steht über eine Verschraubung
mit der Spindel 54 in Verbindung, auf welche die Feder 55 aufgesetzt ist, die sich
einerseits auf die Stirnfläche des Gehäuses 51 und andererseits auf die Stirnfläche
der Spindelmutter 52 abstützt. Am freien Ende der Spindel 54 ist ein Zahnsegment
56 montiert, das mit der Verzahnung der Sperrbuchse 46 im Eingriff steht.
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In der gegebenen Haspelmodifikation ist der Rahmen 26, der den Antrieb
20 zur Verschiebung der Stange 10 mit dem Anschlag 17 verbindet, als zwei koaxial
mit der Welle 4 angeordnete bezüglich dieser längsverstellbare Traversen 57 und
58 ausgeführt, welche über Stangen 59 miteinander gekoppelt sind. Dabei weist die
Traverse 57 einen Bund 60 auf, der mit einer Klinke 61 des Anschlags 17 zusammenwirkt.
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In der gegebenen Haspelmodifikation ist der Satz Druckfedern 25 in
den zylindrischen Nuten der Buchse 18 angeordnet. Dabei sind dieFedern 25 einerseits
auf die Buchs 18 und andererseits über die Stangen 62, die in den Nuten der Buchse
18 hin- und herbewegbar angeordnet sind, auf den Anschlag 17 abgestützt.
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Der Antrieb 20 zur Verschiebung der Stange 10 ist in dieser Modifikation
der Haspel als zwei Sätze Hydraulikzylinder ausgeführt. Die Gehäuse 63 eines Satzes
Hydraulikzylinder sind am Gehäuse 1 der Haspel befestigt, und die Kolbenstangen
64 sind mit dem Ring 53 gekoppelt. Dabei ist der Hubweg der Kolbenstangen 64 dem
Hubweg der Treibstange 10 plus dem Gang der Spindelmutter 52 des Schraubenpaars
des Antriebs 47 zur Drehung der Sperrbuchse 46, plus der Größe des Spielraums zwischen
dem Bund 60 der Traverse 57 des Rahmens 26 und der Klinke 61 des Anschlags 17 (bei
gespreizter Trommel 2) gleich.
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Die Gehäuse 65 es anderen Satzes Hydraulikzylinder sind in die Traverse
58 des Rahmens 26 eingebaut und die
Kolbenstangen 66 stehen mit
dem HaspeLgehäuse 1 in Zusammenwirkung. Dabei ist der Hubweg der Kolbenstangen 66
dem Arbeitshub der Treibstange 10 plus der größe des Spielraums zwischen dem Bund
60 der Traverse 57 und der Klinke 61 des Anschlags 17 (bei gespreizter Trommel 2)
plus der Größe des Spielraums zwischen den Vorsprüngen 49 der Sperrbuchse 46 und
den Vorsprüngen 50 des Anschlags 17 gleich (in der Stellung, die der Entriegelung
bzw. der Verriegelung des Anschlags 17 an der Welle 4 der Trommel 2 entspricht).
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Zur Sicherung eines garantierten Spielraums zwischen den rotierenden
und den stillstehenden Elementen der Haspel nach dem Spreizen der Trommel sind am
Gehäuse 1 die Gehäuse 67 der Hydraulikzylinder montiert, deren Kolbenstangen 68
mit den Gehäusen 65 der in der Traverse 58 des Rahmens 26 gelagerten Hydraulikzylinder
in Wechselwirkung stehen.
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Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Metallbandhaspel besteht
in folgendem.
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Nach dem Walzen eines Metallbandbundes und Abschalten des Antriebs
9 der Haspel wird das Abziehen des Bundes von der im voraus zusammengedrückten Trommel
2 (s. Fig. 1, 2 und 3 der Zeichnungen) durchgeführt.
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Das Zusammendrücken der Trommel 2 erfolgt folgenderweise.
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Es wird der Antrieb 20 zur Verschiebung der Stange 10 und der Hydraulikzylinder
31 der Exzenterwelle 28 eingeschaltet. Dabei verlagern die Stangen 24 des Antriebs
20 durch die Schwinghebel 27 und das Gleitstück 30 den Rahmen 26 in Richtung des
Zusammendrückens der Trommel 2. Gleichzeitig führt die Exzenterwelle 28 in den Lagerungen
29 eine Drehung um 90° aus, indem diese eine der zusammengedrückten Trommel 2 entsprechende
Stellung einnimmt. Der Rahmen 26 gleicht, indem er sich bewegt, den garantierten
Spielraum zwischen dem Rahmen 26 und dem Anschlag 17 aus und beginnt die Keilstange
42 der Vorrichtung 19 zur Verriegelung des Anschlags 17 an der Welle 4 zu verlagern.
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Der Keilrücken der Stange 42 verlagert die Treibstange 40 und mit
dieser auch den Sperring 33 in Richtung dessen Entriegelung, indem der Rücken mit
der Rolle 43 des Triebhebels 40 zusammenwirkt und den Widerstand der Zugfeder 41
überwindet. Dabei kommt die Keilstange 42 unter Wirkung der Feder 41, welche auf
den Triebhebeln 40 und über die Rolle 43 auf den Keilrücken der Stange 42 einwirkt,
in die Ausgangsstellung.
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Sobald die Schlepprollen 38 des Sperringes 33 bei deren Verlagerung
in den Nuten 45 (s. Fig. 3, 4, 6 und 7 der Zeichnungen) auf die Schrägflächen der
Anschlagleisten 44 gelangen, wird die Kette unterbrochen, durch welche die Druckbelastung
beim Aufrollen des Metallbandes auf die verschiebbaren Elemente der Trommel 2 (Segmente
5 und 6, Keile 11, Treibstange 10 u.a.) auf die Welle 4 der Trommel 2 übertragen
wird.
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Bei der weiteren Verschiebung des Rahmens 26 treten die Schlepprollen
38 mit den Anschlagleisten 44 außer Eingriff und geben somit die Verschiebung des
Anschlages 17 samt Buchse 18 und Treibstange 10 längs der Achse der Welle 4 der
Trommel 2 frei.
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Nach Beenden der Verschiebung der Keilstange 42 der Verriegelungsvorrichtung
19 stützt sich der Rahmen 26 gegen die Stirnfläche der Buchse 18 ab und beginnt,
indem er die an die Einsatzstücke 12 und die Treibstange 10 angelegten Widerstandskräfte
überwindet, die Buchse 18 (samt Anschlag 17) und die mit ihr gekoppelte Treibstange
10 in Richtung des Zusammendrückens der Trommel 2 zu verlagern. Dabei führt der
Rahmen 26 seit Beginn der Verlagerung der Buchse 18 einen Hub aus, dessen Größe
der Größe des Arbeitshubes der Treibstange 10 gleich ist. In Fig. 7 der Zeichnungen
ist die Stellung der Schlepprolle 38 bei zusammengedrückter Trommel gezeigt.
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Zum Spreizen der Trommel 2 beginnt der Antrieb 20 über die Kolbenstangen
24 und Schwinghebel 27,den Rahmen 26 in Verschiebungsrichtung der Treibstange 10,
welche dem gespreizten
Zustand der Trommel 2 entspricht, zu verlagern.
Der Rahmen 26 wirkt auf die Stirnfläche des Anschlags 17 ein und verlagert ihn samt
Buchse 18 und der mit dieser gekoppelten Treibstange 10. Dabei rollen die Schlepprollen
38 des Sperrringes 33 auf der Fläche der Nuten 45 und anschließend auf den Anschlagleisten
44 ab. Das Andrücken der Schlepprollen 38 an die besagten Flächen wird von den Zugfedern
41 über den Triebhebel 40 gewährleistet. Die Verlagerung der erwähnten Elemente
vollzieht sich bis zu dem Zeitpunkt, wenn der Fangkeil 22 sich auf die Welle 4,
und die Kolben der Kolbenstangen 24 sich auf die Stirnflächen der Gehäuse 23 abstützten.
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Der Sperring 33 verlagert sich unter der Wirkung der Feder 41 quer
zur Achse der Welle 4, indem er mit dem Anschlag 17 über die Schlepprollen 39 zusammenwirkt,
in die Stellung, die der Verriegelung des Anschlags 17 an der Welle 4 entspricht
(die Schlepprollen 38 stehen mit den Anschlagleisten 44 in Berührung, wie es aus
Fig. 6 der Zeichnungen ersichtlich ist). Dabei werden die Federn 25 mit einer Kraft
zusammengedrückt, die ihre Vorspannkraft übertrifft, so daß zwischen den Schlepprollen
38 und den Anschlagleisten 44 ein garantierter Spielraum entsteht, der eine ungehinderte
Verlagerung des Sperringes 33 in die Endstellung quer zur Welle 4 sichert. Dadurch
wird eine vollständige Verriegelung des Anschlags 17 an der Welle 4 gewährleistet.
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Nachdem die Kolben der Kolbenstangen 24 sich auf die Stirnflächen
der Gehäuse 23 der Hydraulikzylinder abgestützt haben, schaltet man den Hydraulikzylinder
31 ein, dessen Kolbenstange 32 sich bewegt und die Exzenterwelle 28 in den Lagerungen
29 dreht. Dabei wird ein garantierter Spielraum zwischen den Stirnflächen des Anschlags
17, der Keilstange 42 und des Rahmens 26 gesichert.
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Die Schlepprollen 38 treten mit den Anschlagleisten 44 in Wechselwirkung
und die Kräfte der vorgespannten Federn 25 werden an die Welle 4 entlang der Kette:
Anschlagleiste 44 der Welle 4 - Schlepprollen 38 - Körper des Sperringes 33 -
Schlepprollen
20 - Anschlag 17 - Druckfedern 25 - Buchse 18 - Fangkeil 22 - Welle 4, übertragen.
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Beim Aufrollen des Metallbandes auf die Trommel 2 wird das Zusammendrücken
der Segmente 5 und 6 der Trommel 2 durch die Kraft des Satzes Druckfedern 25 verhindert.
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Im weiteren werden alle Arbeitsgänge zum Zusammendrücken bzw. Spreizen
der Trommel 2 je nach Bedarf, welcher durch den Walzvorgang in einem konkreten Walzwerk
bedingt ist, wiederholt.
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Die Wirkungsweise der in Fig. 8 der Zeichnungen dargestellten Haspelmodifikation
besteht in folgendem.
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Zum Zusammendrücken der Trommel 2 wird der Druck im Arbeitsraum der
Gehäuse 67 der Hydraulikzylinder sowie im kolbenstangenseitigen Raum der Gehäuse
63 der Hydraulikzylinder ab- und in deren deckelseitigen Raum aufgebaut.
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Unter Wirkung des Drucks im Arbeitsraum der Gehäuse 65 der Hydraulikzylinder
verlagern sich die letzteren (Gehäuse 65) samt Rahmen 26 und wirken über den Bund
60 der Traverse 57 auf die Klinken 61 des Anschlags 17 in Richtung des zusätzlichen
Zusammendrückens der Federn 25. Dabei entsteht der für die ungehinderte Drehung
der Sperrbuchse 46 erforderliche Spielraum zwischen ihren Außenvorsprüngen 49 und
den Innenvorsprüngen 50 des Anschlags 17. Die Kolbenstangen 68 der Hydraulikzylinder
verlagern sich in die Endstellung bis zum Anschlag gegen den Boden der Gehäuse 67.
Dabei wird die Kette der übertragung der Druckkraft des auf die Trommel 2 aufzurollenden
Metallbandes: Segmente 5 und 6 -Treibstange 10 - Fangkeil 22 - Buchse 18 - Druckfedern
25 -Stangen 62 - Anschlag 17 - Innenvorsprünge 50 des Anschlags 17 - Außenvorsprünge
49 der Sperrbuchse 18 - Bund 48 - Welle 4, unterbrochen.
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Unter Wirkung des Drucks in den kolbenstangenseitigen Räumen der Gehäuse
63 der Hydraulikzylinder verlagern die Stangen 64 bei ihrer Bewegung den Ring 53,
welcher mit
seiner Stirnfläche auf die Spindelmuttern 52 der Schraubenpaare
wirkt und diese zu verschieben beginnt. Dabei werden die Federn 55 zusammengedrückt
und die Spindeln 54 gedreht, wobei deren Drehung die Drehung der Zahnsegmente 56
und die der Sperrbuchse 46 verursacht. Die Außenvorsprünge 49 der Sperrbuchse 46
liegen dabei den Lücken zwischen den Innenvorsprüngen 50 des Anschlags 17 gegenüber,
wodurch es für die erstere möglich ist, sich samt Buchse 18, Fangkeil 22 und Treibstange
10 in Richtung des Zusammendrückens der Trommel 2 zu verlagern. Diese Verlagerung
vollzieht sich unter Wirkung der Kolbenstangen 64 der Hydraulikzylinder, welche
über den Ring 53 auf die Buchse 18 nach dem Druckabbau im Arbeitsraum der Gehäuse
65 der Hydraulikzylinder einwirken, wobei dieser Druck zum Zeitpunkt der obenerwähnten
Drehung der Sperrbuchse 46 abgebaut wird.
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Die Buchse 18 - indem sie mit dem Anschlag 17, der mit seiner Klinke
61 mit dem Bund 60 der Traverse 57 zusammenwirkt, in Wechselwirkung tritt - zieht
den Rahmen 26 samt Gehäusen 65 der Hydraulikzylinder mit sich und verdrängt somit
die Druckflüssigkeit aus deren Räumen. Die Verlagerung dauert bis zum vollständigen
Zusammendrücken der Trommel 2 an und setzt zu dem Zeipunkt aus, wenn die Kolben
der Kolbenstangen 64 der ilydraulikzylinder an die Stirnfläche der Gehäuse 63 stoßen.
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Zum Spreizen der Trommel 2 wird die Druckflüssigkeit den Gehäusen
65 der Hydraulikzylinder zugeführt, welche, indem sie sich bewegen, den Rahmen 26
in Spreizrichtung der Trommel verschieben. Dabei wirkt die Traverse 57 mit ihrem
Bund 60 auf die Klinke 61 des Anschlags 17, welcher über die Stangen 62, die Federn
25, die Buchse 18, den Fangkeil 22 und die Treibstange 10 die Segmente 5 und 6 (s.
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Fig. 2 der Zeichnungen) der Trommel 2 in Spreizrichtung verlagert.
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Die Buchse 18 verschiebt über den Ring 53 die Kolbenstangen 64 der
Hydraulikzylinder und verdrängt die Druckflüssigkeit aus dem deckelseitigen Raum
der Gehäuse 63.
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Demzufolge werden die Sperrbuchse 46, die Federn 55, die Spindelmuttern
52 und Spindeln 54 des Antriebs 47 zur Drehung der Sperrbuchse 46 in der Stellung
festgehalten, in welcher die Außenvorsprünge 49 der Sperrbuchse 46 den Abständen
zwischen den Innenvorsprüngen 50 des Anschlags 17 gegenüberliegen.
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Die Verlagerung des Rahmens 26 erfolgt bis zu dem Zeitpunkt, wenn
sich die Gehäuse 65 der Hydraulikzylinder auf die Kolbenstangen 68 der Hydraulikzylinder
abstützen. Bevor dies jedoch geschieht, stützt sich der Fangkeil 22 auf die Welle
4 ab. Dabei wird die Verschiebung der Treibstange 10 und der Buchse 18 eingestellt,
und die Federn 25 werden etwas stärker, als für die Betriebsbelastung erforderlich,
zusammengedrückt (die Länge des zusätzlichen Ganges der Feder 25 ist dabei der Breite
des für die ungehinderte Drehung der Sperrbuchse 46 erforderlichen Spielraumes gleich).
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Nachdem die Gehäuse 65 der Hydraulikzylinder auf die Kolbenstangen
68 der Hydraulikzylinder abgestützt sind, wird in die Räume der Gehäuse 67 der Hydraulikzylinder
und in die kobenstangenseitigen Räume der Gehäuse 63 der Hydraulikzylinder zur gleichen
Zeit Druckflüssigkeit zugeführt.
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Dabei wird der Druck in den deckelseitigen Räumen der Gehäuse 63 der
Hydraulikzylinder abgebaut.
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Unter der Wirkung der Kolbenstangen 64 wird die kontinuierliche Verschiebung
des Ringes 53 in Richtung des Rahmens 26 und dementsprechend die Drehung der Sperrbuchse
46 unter der Wirkung der Federn 55 in die Ausgangsstellung ausgeführt, wenn deren
Außenvorsprünge 49 den Innenvorsprüngen 50 des Anschlags 17 gegenüberliegen.
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Sobald diese Drehung vollzogen ist, verschiebt sich der Rahmen 26
unter der Wirkung der Kolbenstangen 68 der Hydraulikzylinder um die Hublänge der
besagten Kolbenstangen 68 und sichert dabei einen garantierten Spielraum zwischen
dem Bund 60 der Traverse 57 und der Klinke 61 des Anschlags 17. Der Ring 53 wird
unter der Wirkung der Kolben-
stangen 64 der Hydraulikzylinder
an der Traverse 57 verriegelt und somit wird ein Spielraum zwischen den Stirnflächen
der Spindelmuttern 52 und des Ringes 53 sichergestellt.
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Unter Wirkung der Federn 25 stützen sich die Innenvorsprünge 50 des
Anschlags 17 auf die Außenvorsprünge 49 der Sperrbuchse 46 ab, welche sich mit ihrem
Bund 48 auf die Welle 4 abstützt. Somit wird die vorstehend erwähnte Kraftübertragungskette
wiederhergestellt und die Haspel ist zum Aufrollen des nächstfolgenden Metallbandbundes
bereit.
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Es ist offenkundig, daß vorstehend nur einige Ausführungsbeispiele
der Erfindung angeführt werden konnten, welche verschiedene, für den Fachmann auf
diesem Gebiet der Technik offensichtliche Änderungen und Ergänzungen zulassen.
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Möglich sind auch andere Modifikationen, welche über den Erfindungsinhalt
und -umfang im Rahmen der Patentansprüche nicht hinausgehen.