DE3801465C2 - Drehkorbhaspel mit Wasserkühlung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehkorbhaspel mit Wasserkühlung für Wickelgut sowie dessen Verwendung beim Trockenhaspeln von Wickelgut, bestehend aus einem über eine Hohlwelle angetriebenen, umlaufenden Wickelstabträger mit zwei konzentrisch darauf angeordneten Kränzen von Wickelstäben, einem zwischen dem inneren und dem äußeren Wickelstabkranz angeordneten, zur Abgabe des Wickelgutes heb- und senkbaren Hubteller und einem ortsfest angeordneten, von oben zwischen den rotierenden inneren und äußeren Wickelstabkränzen in den Wickelraum gerichteten Führungsrohr, wobei der Wickelstabträger mit den Wickelstäben und der Hubteller in einem nach oben offenen, topfartig ausgebildeten, die Hohlwelle des Wickelstabträgers nach unten dichtend umschließenden und wahlweise bis über die Ringhöhe des Wickelgutes mit Kühlmittel beschick- oder entleerbaren Kühlmittelbehälter angeordnet ist und die Kühlmittelzufuhr von oben und/oder seitlich von unten in den Kühlmittelbehälter erfolgt, die Kühlmittelzufuhr regelbar und ein Auslassrohr zum Ablassen des Kühlmittels aus dem Kühlmittelbehälter vorgesehen ist.

Derartige Drehkorbwasserhaspel, geeignet für den alternativen Einsatz bei Trocken- und Nassbetrieb, arbeiten im allgemeinen betriebssicher. Hilfspersonal ist nicht erforderlich.

Ein gattungsgleicher Drehkorbhaspel zum Wickeln von Ringen, geeignet für kleine Chargen, wechselweise zum Trocken- oder Nasshaspeln ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 34 17 323 A1 bekannt. Ein Problem bildet dabei das Wickeln von hochfesten Werkstoffqualitäten oder Edelstählen zu Ringen, wobei es sich im wesentlichen um ein Beherrschen der Stabspitzen und der Stabenden bzw. Kopf- und Schwanzende des Wickelgutes handelt, da diese beim Heben des Wickeltellers nach außen federn und so die Herausnahme aus dem Kühlbehälter und den Weitertransport behindern.

Ferner kommt hinzu, dass eine gleichmäßige Kühlung des Wickelgutes im oberen Behälterteil bei dem bekannten sogenannten Garrett- Haspel nicht gewährleistet ist, da sich infolge der auftretenden hohen Zentrifugalkräfte ein paraboloidförmiger Trichter im Zentrum des Innenkranzes ausbildet. Infolgedessen sind die Abkühlbedingungen Lokal sehr unterschiedlich mit nachteiliger Wirkung auf die Materialqualität des Wickelgutes. Beim Trockenbetrieb ergeben sich ähnliche Probleme bei der notwendigen Kühlung des äußeren Pinn- oder Wickelstabkranzes sowie des Wickeltellers und der Wickelstabträger von unten.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Drehkorbhaspel der eingangs genannten Art vorzustellen, mit dem beim Nasshaspeln gleichmäßige Abkühlbedingungen für das Wickelgut ermöglicht, ein störungsfreies Ausbringen aus dem Haspelkorb sichergestellt und eine Ringausbildung, die einen störungsfreien Transport und Bindevorgang ermöglicht, erreicht werden soll, und der beim Trockenhaspeln von Wickelgut eine Korbkühlung ermöglicht.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt bei einem Drehkorbhaspel der eingangs genannten Art durch die Merkmale von Patentanspruch 1 und 4.

Dadurch, dass die Austrittsöffnungen für das Kühlmittel im oberen Teil des Behälters derart dimensioniert oder einstell­ bar ausgeführt sind, dass eine ausreichende Wassermenge dem Zentrum des Innenkranzes bzw. Haspelkorbes von oben wieder rückführbar ist, dient diese erfindungsgemäße Maßnahme während der Rotation des Haspelkorbes zur Erzielung einer nahezu horizontalen, bzw. mit einer nur geringen Trichterausbildung versehenen, turbulenten Wasseroberfläche und damit zur Sicher­ stellung gleichmäßiger und vollständiger Ringkühlung und Kühlung der Wickelkränze während des Wickelvorganges.

Dadurch, dass oberhalb der äußeren Wickelstäbe starre Stäbe am Kühlbehälter angebracht sind, die einen Kranz mit etwa gleichem Innendurchmesser wie der Außenkranz bilden und wobei die Stäbe radial justierbar ausgebildet sind, erfolgt vorteilhaft die Rückführung des Wassers durch den Freiraum zwischen den in radialer Richtung einstellbaren stationären Stäben, die gleichzeitig bei Ausbringung des gewickelten Ringes durch Anheben des Wickeltellers Führungsaufgaben und eine Drehlagensicherung des Wickelbodens übernehmen.

Und schließlich weisen mit großem Vorteil die inneren Wickel­ stäbe eine Länge auf, die etwa der gewünschten Badhöhe des Kühlmittels im Zentrum des Innenkranzes entspricht. Mit dieser Maßnahme wird eine weitere Optimierung der Kühlbedingungen erreicht und gleichzeitig die Führung des Wickelgutes verbes­ sert.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist weiter vorgesehen, dass zwischen den äußeren Wickelstäben Lochblechstreifen angeordnet sind, die über Stege an Bandagen, die den äußeren Wickelstabkranz umgeben und mit diesem verschweißt sind, befestigt sind. Mit dieser Maßnahme kann die Kühlmittelführung optimiert werden, je nach Größe bzw. Dimensionierung der Durchtrittsquerschnitte für das Kühlwasser durch die Lochbleche.

Ferner ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung eine kontrollierbare Dichtung zwischen Hohlwelle und Kühlbehälter im Durchtrittsbereich vorgesehen, die ein Austreten von Kühlmittel bei defekter Hauptdichtung anzeigt und so frühzeitig signalisiert, dass die Hauptdichtung an der Durchtrittsstelle der Antriebswelle des Wickeltellers durch den Boden des Kühlmittelbehälters defekt ist. Bei rechtzeitiger Erneuerung der Hauptdichtung lassen sich dadurch plötzliche Wasserdurchbrüche und damit Produktionseinbußen vermeiden. Die Anzeige kann optisch oder akustisch aufgrund mechanischer oder elektrischer Signalübertragung erfolgen.

Bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Drehkorbhaspels zum Trockenhaspeln von Wickelgut wird zur Korbkühlung der Kühlmittelbehälter in Abhängigkeit von der Wickelgeschwindigkeit nur soweit mit Kühlmittel angefüllt, dass sich bei Rotation des Drehkorbhaspels eine ringförmige Wassersäule derart aufbaut, dass nur die Kühlmittelbehälter des Drehkorbhaspels mit dem äußeren Wickelstabkranz mit dem Kühlmittel in Berührung kommt und gekühlt wird.

Auf diese Weise erfolgt eine Kühlung des Außenmantels, bestehend aus einem Außenpinnkranz und Lochblechstreifen durch Sogwirkung, aus einem Wasserreservoir im unteren Tankbereich mit einer Wasserstandshöhe, die in Abhängigkeit von der Wickelgeschwindigkeit zu bestimmen ist, ohne dass das Walzgut mit dem Wasser in Berührung kommt. Der Aufbau einer ringförmigen Wassersäule während der Rotation des Korbes erfolgt selbsttätig bei geeigneter konstruktiver Ausbildung und Anordnung von Außenpinnkranz, Tankinnendurchmesser und Wasseraustrittsöffnungen.

Vorteil der Erfindung insgesamt ist es, dass beim Nasshaspeln Ringe von Wickelgut bis zu hohen Ringgewichten einer gleichmäßigen, einstellbaren Wärmebehandlung unterzogen werden können und damit eine Qualitätsverbesserung des Gefüges und der Material-Oberfläche erreicht wird, da die Verzunderung mit Eintreten des Wickelgutes in das Kühlmedium unterbunden wird, ohne dabei die Durchsatzleistung der Anlage zu beeinträchtigen. Außerdem ist es möglich, mit der Anlage das Wickelgut wahlweise trocken oder nass zu haspeln, ohne Einbußen an Wickelgeschwindigkeit in Kauf nehmen zu müssen. Auch ist die Anlage so konzipiert, dass abhängig von den zu behandelnden Qualitäten das Kühlmittel augenblicklich abgelassen oder zugeführt werden kann. Eine besonders günstige Kühlmittelzufuhr von oben vermeidet die Bildung von Wasserkegeln infolge der wirksamen Zentrifugalkräfte und ermöglicht eine besonders gute Durchwirbelung des Kühlmittels bei Frischwasserzufuhr. Schließlich ist eine besonders wirksame und wartungsfreundliche Schmierung zwischen Hubgestell und Antriebswelle gegeben.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Drehkorbhaspel in schematischer Seitenansicht, teilgeschnitten,

Fig. 2 einen Drehkorbhaspel in ausschnittweise gegenüber Fig. 1 vergrößerter Darstellung,

Fig. 3 den Drehkorbhaspel in geschnittener Draufsicht, im unteren Behälterbereich.

Der in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Drehkorbhaspel bzw. Garrett-Haspel 1 soll sowohl zum sogenannten "Trockenhaspeln" als auch zum "Nasshaspeln" von Wickelgut als Rund-, Flach-, Vierkant- und Sechskantprofile mit ca. 6 mm bis 50 mm Durchmesser verwendet werden. Der Drehkorbhaspel 1 besteht gemäß den Fig. 1 und 2 im wesentlichen aus einem über eine Hohlwelle 2 angetriebenen Wickelstabträger 3 mit darauf befestigten, kranzförmig angeordneten Wickelstäben 4, 5. Die auch als Pinne bezeichneten Wickelstäbe 4, 5 bilden dabei jeweils einen inneren Wickelstabkranz 44 und einem äußeren Wickelstabkranz 45, zwischen welchen das Wickelgut W eingeführt und zu Ringen aufgewickelt wird.

Gemäß Fig. 1 wird das Wickelgut W in bekannter Weise schräg von oben in Richtung des Pfeiles E mittels eines von einem Antriebsmotor über ein Zwischengetriebe angetriebenen Treibrollensatzes 6 durch ein Führungsrohr 7 in den Wickelraum zwischen den rotierenden inneren und äußeren Wickelstabkränzen 44, 45 geführt und zum Wickelgut W in Form von Ringen bzw. einem sogenannten Coil gewickelt. Der Antrieb der Hohlwelle 2 erfolgt beispielsweise von einen Antriebsmotor 8 über eine Antriebswelle 9 und ein Kegelradgetriebe 10 auf die Hohlwelle 2. Um auch beim Nasshaspeln einen hohen Durchsatz zu erzielen, sind weitere Antriebsmotore über entsprechende Antriebswellen und Kegelradgetriebe nicht dargestellt an der Hohlwelle 2 wahlweise zuschaltbar.

Zwischen den inneren und äußeren Wickelstabkränzen 44, 45 des Wickelstabträgers 3 ist ein Hubteller 20 angeordnet, welcher über ein Hubgestänge 21 mit einem hydraulischen Hubzylinder 22 verbunden ist. Durch Beaufschlagung des Hubzylinders 22 wird das zwischen den Wickelstabkränzen 44, 45 gebildete Wickelgut W mittels des Hubgestänges 21 und des Hubtellers 20 in die gestrichelt dargestellte Position 20' oberhalb des ortsfest angeordneten Kühlmittelbehälters 23 angehoben. Danach wird das Wickelgut W vom Schwenkarm 24 erfasst und mittels eines Schwenkzylinders in den Bereich eines weiteren Schwenkarms (nicht dargestellt) in Richtung auf einen Ringförderer abgeschoben und am Ende dieses Ringförderers einer nicht dargestellten Ringsammelstation zugeführt.

Beim sogenannten Nasshaspeln wird dem Kühlmittelbehälter 23 durch Rohrleitungen bzw. Kühlmittelzuführungen 30, 31 über entsprechend betätigbare, nicht dargestellte Regelventile Kühlmittel K zugeführt. Der Kühlmittelbehälter 23 wird für das Nasshaspeln bis über die Ringhöhe des Wickelgutes W mit Kühlmittel K angefüllt, wobei als Kühlmittel vorzugsweise Wasser verwendet wird. Um den Garrett-Haspel 1 jedoch auch ohne Kühlmittel K zum sogenannten Trockenhaspeln des Wickelgutes W nutzen zu können, ist an dem Kühlmittelbehälter 23 ein Auslassrohr 32 mit nicht dargestelltem Auslassventil und Pumpe zum Leeren des Kühlmittelbehälters 23 vorgesehen. Die Frischwasserzufuhr kann bevorzugt von oben und fallweise zusätzlich auch von unten zur besseren Durchströmung des Wickelgutes W mit Kühlmittel K erfolgen.

Im oberen Teil des Kühlmittelbehälters 23, d. h. genau in Höhe des gewünschten Kühlwasserspiegels, sind in der Behälterwand Austrittsöffnungen 33 für das Kühlmittel K vorgesehen, die so dimensioniert oder einstellbar sind, dass eine ausreichende Menge Kühlmittel K dem Zentrum des inneren Wickelstabkranzes 44 von oben zugeführt wird. Es entsteht somit ein Wasserkreislauf im Kühlmittelbehälter 23 mit einer im wesentlichen im Zentrum nach unten gerichteten und einer an der Behälterwand bzw. außerhalb des äußeren Wickelstabkranzes 45 nach oben gerichteten Hauptströmungsrichtung. Oberhalb der äußeren Wickelstäbe 5 sind starre Stäbe 35, quasi in Verlängerung der Wickelstäbe 5, am Kühlmittelbehälter 23 angebracht, die einen Kranz der starren Stäbe 35 mit etwa gleichem Innendurchmesser wie der äußere Wickelstabkranz 45 bilden, und wobei die Stäbe 35 vorzugsweise radial justierbar ausgebildet sind. Mit großem Vorteil weisen die inneren Wickelstäbe 4 eine Länge auf, die etwa der gewünschten Badhöhe des Kühlmittels K im Zentrum des inneren Wickelstabkranzes 44 entspricht.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, sind zwischen den äußeren Wickelstäben 5 Lochblechstreifen 40 angeordnet, die an Stegen 41 befestigt sind. Die Stege 41 sind an Bandagen 42, 43, Fig. 1, 2 abgestützt, wobei die Bandagen 42, 43 mit den Wickelstäben 5 des äußeren Wickelstabkranzes 45 verschweigt sind. Die Schmierung der Führung der Hubgestänge (Fig. 1 und 2, Ziffer 21) im Bereich der Hohlwelle (Fig. 1 und 2, Ziffer 2) in Höhe des Wickelstabträgers 3 erfolgt durch radial im Wickelstabträger 3 angeordnete Schmiermittelkanäle 50 über ein- und ausrückbare Zentrierkegel 51, die von Kolbenstangen 52 über hydraulische Kraftmittel 53 betätigbar sind.

Gemäß den Fig. 1 und 2 besteht die Abdichtung der als Hohlwelle 2 ausgebildeten Antriebswelle des Wickelstabträgers 3 an der Durchtrittsstelle durch den Boden des Kühlmittelbehälters 23 aus einer Kombination einer fettgeschmierten Vordichtung, einem Schleuderteller zum Entfernen etwaiger Tropfenbildung des Kühlmediums (K) und einer ölgeschmierten Hauptdichtung (nicht dargestellt). Zwischen der Hohlwelle 2 und dem Kühlmittelbehälter 23 ist ferner eine Dichtung 55 vorgesehen, die im Falle von Leckwasser frühzeitig signalisiert, dass die Hauptdichtung an der Durchtrittsstelle der Antriebswelle des Wickelstabträgers 3 durch den Boden des Kühlmittelbehälters 23 defekt ist. Dies geschieht beispielsweise dadurch, dass Leckwassertropfen auf einem Teller unter dem Boden des Kühlmittelbehälters 23 gesammelt und durch eine nicht dargestellte Rohrleitung nach außen geführt werden. Ein vermehrtes Auftreten von Leckwasser kann so auf einfache Weise an geeigneter Stelle sichtbar gemacht werden.

Eine weitere konstruktive Ausgestaltung kann beispielsweise auch darin bestehen, dass die starren Stäbe 35 im oberen Teil des Kühlmittelbehälters 23 auch am Behälterdeckel angebracht sein.

Claims (4)

1. Drehkorbhaspel mit Wasserkühlung für Wickelgut (W), bestehend aus einem über eine Hohlwelle (2) angetriebenen, umlaufenden Wickelstabträger (3) mit zwei konzentrisch darauf angeordneten Kränzen von Wickelstäben (4, 5), einem zwischen dem inneren und dem äußeren Wickelstabkranz (44, 45) angeordneten, zur Abgabe des Wickelgutes (W) heb- und senkbaren Hubteller (20) und einem ortsfest angeordneten, von oben zwischen den rotierenden inneren und äußeren Wickelstabkränzen (44, 45) in den Wickelraum gerichteten Führungsrohr (7), wobei der Wickelstabträger (3) mit den Wickelstäben (4, 5) und der Hubteller (20) in einem nach oben offenen, topfartig ausgebildeten, die Hohlwelle (2) des Wickelstabträgers (3) nach unten dichtend umschließenden und wahlweise bis über die Ringhöhe des Wickelgutes (W) mit Kühlmittel (K) beschick- oder entleerbaren Kühlmittelbehälter (23) angeordnet ist und die Kühlmittelzufuhr von oben und/oder seitlich von unten in den Kühlmittelbehälter (23) erfolgt, die Kühlmittelzufuhr regelbar und ein Auslassrohr (32) zum Ablassen des Kühlmittels (K) aus dem Kühlmittelbehälter (23) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb der äußeren Wickelstäbe (5) starre Stäbe (35) am Kühlmittelbehälter (23) angebracht sind, die einen Kranz mit etwa gleichem Innendurchmesser wie der des äußeren Wickelstabkranzes (45) bilden, wobei die Stäbe (35) radial justierbar ausgebildet sind, dass Austrittsöffnungen (33) für das Kühlmittel (K) im oberen Teil des Kühlmittelbehälters (23) in der gewünschten Badhöhe des Kühlmittels (K) vorgesehen und derart dimensioniert oder einstellbar sind, dass zur Erzielung einer nahezu horizontalen, turbulenten Kühlmitteloberfläche eine ausreichende Menge Kühlmittel (K) dem Zentrum des inneren Wickelstabkranzes (44) von oben durch den Freiraum zwischen den starren Stäben (35) wieder zuführbar ist, und dass die inneren Wickelstäbe (4) eine Länge aufweisen, die etwa der gewünschten Badhöhe im Zentrum des inneren Wickelstabkranzes (44) entspricht.

2. Drehkorbhaspel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den äußeren Wickelstäben (5) Lochblechstreifen (40) angeordnet sind, die über Stege (41) an Bandagen (42, 43) die den äußeren Wickelstabkranz (45) umgeben und mit diesem verschweißt sind, befestigt sind.

3. Drehkorbhaspel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine kontrollierbare Dichtung (55) zwischen Hohlwelle (2) und Kühlmittelbehälter (23) im Durchtrittsbereich vorgesehen ist, die ein Austreten von Kühlmittel (K) bei defekter Hauptdichtung anzeigt.

4. Verwendung eines Drehkorbhaspels nach Anspruch 1, 2 oder 3 zum Trockenhaspeln von Wickelgut (W), wobei zur Korbkühlung der Kühlmittelbehälter (23) in Abhängigkeit von der Wickelgeschwindigkeit nur soweit mit Kühlmittel (K) angefüllt wird, dass sich bei Rotation des Drehkorbhaspels (1) eine ringförmige Wassersäule derart aufbaut, dass nur die Kühlmittelbehälterwand des Drehkorbhaspels (1) mit dem äußeren Wickelstabkranz (45) mit dem Kühlmittel (K) in Berührung kommt und gekühlt wird.