DE8130822U1

DE8130822U1 - Werkstückhalter vorzugsweise für miteinander zu verschweißende Rohre

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Publication number: DE8130822U1
Application number: DE19818130822
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Original assignee: KARL ADOLF WELSCH APPARATEBAU 5243 HERDORF DE
Current assignee: KARL ADOLF WELSCH APPARATEBAU 5243 HERDORF DE
Priority date: 1981-10-22
Filing date: 1981-10-22
Publication date: 1982-08-19

Description

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PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERTcH -'6ERD MÜLLER · D. GROSSE · F. POLLMEIER - 4 -

17. März 1982 g.ni 73 642

Karl Adolf Welsch, Apparatebau, Wolfsweg 27 5243 Herdorf

Werkstückhalter vorzugsweise für miteinander zu verschweißende Rohre ***>

Die Neuerung betrifft einen Werkstückhalter vorzugsweise für geheftete, miteinander zu verschweißende Rohre mit mindestens einer an einem Ständer angeordneten, drehantreibbaren Aufnahmevorrichtung für die zu bearbeitenden Rohre. Derartige Spannvorrichtungen, bei denen die gehaltenen Rohre vorzugsweise kraftbetrieben gedreht werden erleichtern das Aufbringen von Schweißnähten auf dem Rohrumfang erheblich, da bspw. aneinandergeheftete Rohrabschnitte nur zu spannen sind, um durch langsames Rotieren die Stoßfugenbereiche nacheinander an einer definierten, dem Schweißenden gut zugängigen Stelle vorbeilaufen zu lassen. Der Schweißende kann dann praktisch die Schweißvorrichtung, bspw. den Schweißbrenner, im wesentlichen ruhig halten, um nacheinander die gesamte umlaufende Schweißnaht unter dem Brenner passieren zu lassen. Als problematisch erweist sich bei solchen Anordnungen, daß nicht nur in einer Normalen zur Rohrachse liegende Schweißnähte erfaßt werden müssen, sondern, bspw. beim schrägen Anschweißen von Rohren, oft ein Schweißnahtverlauf zu berücksichtigen ist, der gegen eine solche Normale zum Teil erheblich geneigt sein kann.

Eine Einrichtung zum Verschweißen von Rohren, insbesondere zu Rohrbpgen, ist bereits aus der DE-OS 28 05 023 bekannt. Diese insbesondere für Rohre größen Durchmessers ausgelegte Einrichtung jedoch eignet sich nicht für die Ausführung der üblicherweise bspw. bei Heizungsmontagen vor Ort anfallenden Schweißarbeiten, da sie zwar aufzunehmende Rohrscücke sicher zentrisch zu halten vermag und auch ein relativ einfaches Zentrieren der Schweißnähte gespannter Rohre erlaubt,

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infolge ihres Umfanges und Gewichtes jedoch die Mitnahme zu Montagestellen in üblichen Kraftwagen nicht gestattet.

Die Neuerung geht daher von der Aufgabe aus, eine vielseitig anwendbare Einrichtung zum Halten insbesondere zu verschweißender Rohre zu schaffen, welche es gestattet, zu verschweißende Trennungsfugen zentrisch umlaufen zu lassen, und die bei sicherer Funktion und geringem Herstellungsaufwand zumindest beim Transport so geringe Ansprüche stellt, daß sie von einem Monteur verladen und im üblichen Kraftwagen mitgeführt werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe, indem zwei zur Erhöhung der Standsicherheit mit horizontalen Fußleisten ausgestattete Ständerholme kurz unterhalb ihrer oberen Enden gelenkig miteinander verbunden sind und an den Ständerholmen eine kraftantreibbare Welle gelagert ist, die eine Traverse trägt, welche über mit ihren Enden verbundene arretierbare Gelenke mit normal zur Traverse gerichteten Schwenkebenen mit zwei Spannhebeln verbunden sind, deren freie Enden zum Halten von Spannarmen vergeneinander verspannbar sind. Hierdurch wird eine einem Teil eines Sägebockes ähnliche Anordnung geschaffen, die zum Transport durch Parallelschv.'enken der Ständerholme zusammenlegbar ist und nach Spreizen derselben eine sichere Aufstellung erlaubt und welche mit einer Welle ein Spannen von Werkstücken mit Haltepunkten erlaubt, die seitlich beliebig aus den die Drehachse aufweisenden Ebenen verlagerbar sind. Damit lassen sich auch bei nur mäßiger Geschicklichkeit beliebige Rohrstücke so spannen, daß aufzubringende ringförmige Schweißnähte normal und zentrisch zur Drehachse verlaufen, so daß der Bearbeitungsprozeß, bspw. das Verschweißen, wie erwünscht zentrisch erfolgen kann«

Zur Sicherung der festen Spannbarkeit hat es sich bewährt, die freien Enden der Spannarme mit innerhalb der Spannebene verschwenkbaren, mit Spannbacken ausgestatteten Schwenkstücken zu versehen, so daß die Spannbacken sich jederzeit fest und

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voll an die Werkstücke anlegen lassen. Zur weiteren Sicherung des festen Fansens werden die Spannbacken mit Greifelementen ausgestattet und in den Schwenkstücken mittels diese durchgreifender Schwenkbolzen gehalten, so daß sie um eine innerhalb der Schwenkabenc der Spannhebel liegende und etwa senkrecht zu diesen sich erstrekkende Achse schwenkbar und arretierbar sind und damit die Werkstücke jeweils in einer Lage zu erfassen .-»rmögen, welche die Greifelemente voll zur Wirkung bringt. Die Arretierung mindestens eines der Schwenkbolzen läßt sich leicht erzielen, indem dieser mit einem Gewinde ausgestattet ist, auf bzw. in das ein durch Anziehen die Arretierung gestattendes Handrad geschraubt ist.

Ein zweckmäßiger Aufbau wird erreicht, indem die Traverse gabelartig angeordnete Schenkel trägt, deren Enden die arretierbaren Gelenke aufweisen. Die Beanspruchbarkeit der Anordnung wird erhöht, wenn die Enden der Schenkel und/oder die Drehgelenke der Spannhebel durch Bügel gegeneinander abgestützt sind. Ein Zentrieren des Spannens läßt sich hierbei leicht erreichen, wenn der die Drehgelenke der Spannhebel abstützende Bügel einen die das Spannen bewirkende Gewindespindel zentrierenden Steg aufweist.

Angetrieben wird die Wells durch eine Antriebsvorrichtr.ng, die von einem der Ständerholme getragen wird.

Insbesondere zum Schweißen gestreckt stumpf aneinanderstoßender Rohre sind die Ständerholme zweckmäßig mit zwei weiteren

Holmen verbindbar, und vor den oberen freien Enden der Ständerholme sowie Holme sind Rollen gelagert, von denen mindestens eine von der Antriebsvorrichtung angetrieben ist. Hierdurch wird im Prinzip ein Aufbau erreicht, wie er bei Sägeböcken vorliegt, und die oben auf die Rollen aufgelegten Rohre lassen sich durch Ablaufen auf den Rollen zentrisch drehen»

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Bewährt hat es sich hierbei, die Antriebsvorrichtung mit einer der Rollen 15 und mit der Welle 10 über Antriebselemente zu verbinden, wobei die auf die Welle 10 einwirkenden Antriebselemente ausrückbar ausgebildet sind. Als vorteilhaft hat es sich hierbei herausgestellt, die Antriebsvorrichtung eine auf der Welle vorgesehene Buchse antreiben zu lassen, die mit der Welle der. Rolle 15 verbunden ist, und ein auf der Welle 10 drehfest angeordnetes Kupplungssfeück 18 vorzusehen, das mit der Buchse ausrückbar verbunden ist.

Zum praktischen Gebrauch empfiehlt es sich, miteinander gelenkig verbundene Holme gegeneinander festlegbar auszubilden, bspw. indem ein die Schenkel der Holme verbindender Fixierhebel einlegbar ist. Ferner hat es sich als empfehlenswert gezeigt, die zusätzlichen Holme nicht mit. eigenen, ausgeprägten Fußleisten auszustatten, sondern sie und die Fußleisten der Ständerholme mit Kupplungselementen auszustatten, mittels derer sie verbindbar sind, und die als in Verbindungsmuffen einführbare Verbindungsbolzen ausgebildet sein können.

Die Welle 10 lllßt sich leicht in einer Ruhestellung festlegen, wenn die Ständer mit einer sich in Richtung auf die Welle in den Spannbereich der Spannbacken erstreckenden Lasche ausgestattet sind.

Im einzelnen sind die Merkmale der Neuerung anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit dieses darstellenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen hierbei:

Figur 1 eine Seitenansicht der Anordnung mit in geringem Abstande vor ihr zum Verbinden bereit aufgestellten Ständern,

Figur 2 vergrößert die Aufsicht auf die abgebrochen dargestellte Welle mit der von ihr getragenen Spannvorrichtung beim Spannen eines Rohres, und

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GERD MÖLLER*· D.' GROSSE - F. POLLMEIER _8-Fig. 3 die Ansicht auf das Ständerpaar.

In der Fig. 1 sind zwei Ständerholme 1, 2 dargestellt, die vermittels einer Schwenkbuchse 5 gelenkig miteinander verbunden sind: Der Ständerholm 1 trägt die Schwenkbuchse 5, die von der am Ständerholm 2 angeordneten Buchse 6 umgriffen wird. Zur Erhöhung der Stabilität sind die Ständerholme 1,2 mit den zugehörigen Fußleisten 3, 4 durch diagonal verlaufende Streben ausgesteift, und eine dem Ständerholm 1 parallele Leiste ist mit einer Buchse verbunden, welche c*.ie Schwenkbuchse 5 umgreift und damit die Buchse 6 gegen axiale Verschiebungen sichert. Damit läßt sich der Ständerholm 2 mit der Buchse 6 um die Schwenkbuchse 5 verdrehen und die herbeigeführte Stellung läßt sich durch einen Fixierhebel 7 festlegen, der an den Ständerholm 2 angelenkt ist und vermittels von Schlitzen einen über den Ständerholm 1 vorstehenden Stift zu fassen vermag, wie dies für Ständer 35 und 36 in Fig. 3 dargestellt ist.

In die Schwenkbuchse 5 sind Wälzlager 8, 9 zur Lagerung der Welle 10 eingelegt. Auf das nach links über die Schwenkbuchse 5 vorstehende Ende der Welle 10 ist eine Buchse 11 aufgeschoben, die einseitig ein mit Mitnahmelöchern ausgestattetes Zahnrad und auf der dem Ständerholm 1 zugewandten Seite eine Keilriemenscheibe trägt. Das Zahnrad ist mittels des Ritzels 12 eines Getriebemotores 13 antreibbar, der fest am Ständerholm 1 angeordnet ist. Die auf der Buchse 11 angeordnete Riemenscheibe ist mittels eines Keilriemens 17 mit einer Riemenscheibe 16 verbunden, deren Welle in ein?;r am oberen Ende des Ständerholmes 1 angeordneten Gabel gelagert ist und eine mindestens einen Gummimantel aufweisende Rolle 15 trägt. Eine gleichartige Gabel 14 und Rolle 15 sind, wenn auch nicht angetrieben, am oberen Ende des Ständerholmes 2 angeordnet. Drehfest ist am Ende der Welle 10 ein Kupplungsstück 18 angeordnet, das mit exzentrischen Gewindebohrungen versehen ist, und von denen eine eine mit einem handlichen Griff versehene Schraube 46 aufweist.

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An ihrem rechts dargestellten Ende weist die Welle 10 gemäß Fig. 1 und 2 eine Traverse 19 auf, von deren Enden sich parallel zur Welle 10 erstreckende Schenkel 20 ausgehen, deren freie Enden gegeneinander durch einen halbkreisförmig ausgebildeten Bügel 21 abgestützt sind und Gelenke 23, 47 tragen, von denen mindestens eines fixierbar ausgebildet und als Zahnkupplung 23 ausgeführt ist, die durch eine mit einem Handrad 22 ausgestattete Schraube angezogsn wird und damit sperrbar ist. Die freien Schenkel der Gelenke sind mit quer zu den Gelenken 23 und 47 verschwenkbaren Gelenken 24 versehen, wobei die Gelenke 24 gegeneinander durch einen tiefer gelegenen Bügel 25 versteift sind und schwenkbare Spannarme 28 tragen, die über ein Handrad 26 mittels einer Gewindespindel 27 aufeinanderzu spannbar sind, wobei der Bügel 25 mit einem ausladenden, am freien Ende gabelartig in eine Nut der Gewindespindel 27 eingreifenden Steg diese und damit die Schwenkwege der Spannarme 28 zentriert.

An den freien Enden der Spannarme 28 sind, vermittels von Gelenkbolzen 29 schwenkbar, Schwenkstücke 30 angeordnet, die mit Auflagebolzen 32 ausgestattete Spannbacken 31 vermittels von Schwenkbolzen 33 tragen, welche eine Drehung der Spannbacken 31 vor den sie haltenden Schwenkstücken erlauben, und deren einer mit einem über das zugehörige Schwenkstück 30 hinausragenden Gewinde ausgestattet ist und mittels eines auf dieses aufgeschraubten Handrades 34 in der eingenommenen Stellung feststellbar ist.

In Fig. 3 sind zwei zusätzliche Holme 35, 36 gezeigt, die durch einen Schwenkbolzen 37 miteinander verbunden sind, dessen Rückseite, wie Fig. 1 zeigt, mit einer Lasche 38 ausgestattet ist. Am unteren Ende der Holme 35, 36 sind Verbindungsbolzen 39, 40 vorgesehen, die in Verbindungsmuffen 41 und 42 der Fußleisten 3 und 4 einschiebbar sind. Einmal eingestellte gegenseitige Schwenklagen der Holme 35 und können durch einen an den Holm 35 angelenkten Fixierhebel 7

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festgestellt werden, der mit einem seiner Einschnitte über einen am Holm 36 angeordneten Bolzen schwenkbar ist. Am oberen Ende der Holme sind in Gabeln 44 nicht angetriebene Rollen 45 gelagert.

Zum Schweißen gleichachsig stumpf aneinanderzufügender Rohre werden diese nach der Heftung auf aii Rollen 15 und 45 aufgelegt. Der Durchmesser der Rohre kann hierbei durch unterschiedliches Spreizen der Holme und Ständerholme und damit durch Anpassen des Abstandes der jeweiligen Rollenpaare berücksichtigt werden. Nach Einführen der Verbindungsbolzen 39, 40 in die Verbindungsmuffen 41, 42 ist damit eine sägebockähnliche Ar.Ordnung geschaffen, auf die die zu verbindenden Rohre aufgelegt worden können. Zum Schweißen wird dann der zv/eckmäßig in seiner Drehgeschwindigkeit einstellbare Getrie bemotor 13 nach weitgehendem Herausschrauben der Schraube 46 eingeschaltet, so daß er über die Buchse 11 und den Keilriemen 17 eine der Rollen 15 antreibt und damit das aufgelegte Rohr kontinuierlich und lanysam umwälzt, so daß der gewünschte Effekt erzielt wird: Die zu verschweißenden Stoßstelle wird langsam und kontinuierlich am Schweißenden vorbeigeführt.

Zweckmäßig werden für den Schweißvorgang die mit der Welle verbundenen Spannelemente aus dem Wirkungsbereich der vorzunehmenden Schweißung gebracht. Hierbei kann die Welle 10 in die in Fig. 1 dargestellte Drehstellung geführt werden, und die Spannbacken 31 werden gegen die nach Einführen der Verbindungsbolzen 39, 40 in die Verbindungsmuffen 41, 42 dann zwischen sie eingetretene Lasche 38 angestellt, welche die Welle 10 gegen weitere Drehungen festhält.

Zum Schweißen abgewinkelter Rohre oder schräg zur Rohrachse verlaufender Schweißnähte wird nach der Eeftung der zu verbindenden Rohrstücke und nach Entfernen der Holme 35 und 36 eines der zu verbindenden Rohrstücke zwischen den Spannbacken 31 durch Drehen des Handrades 26 eingespannt; die schwenkbar

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an nach unten weisenden Auslegern der Spannarme 26 angeordneten Muttern ziehen die Spannarme 28 aufeinanderzu, wenn die ein Rechtsgewinde und ein Linksgewinde aufweisende Gewindespindel 27 verdreht wird. Das eingespannte Rohrstück 43 wird dann nach Lösen der Handräder 22 und 34 durch Verschwenken der Spannarme 28 in den Gelenken 23 und 47 sowie Verdrehen der Spannbacken 31 in ihren Schwenkstücken 30 so gedreht, daß die die zu erstellende Schweißnaht bestimmende Stoßstelle zentrisch zur Verlängerung der Welle 10 steht. Durch Anziehen der Handräder 32 und 34 wird diese Stellung fixiert, und durch Anziehen der Schraube 46 wird erreicht, daß deren vorderes Schaftende aus den Bohrungen des Kupplungsstückes 18 in eine der Sackbohrungen des Zahnrades der Buchse 11 eintritt, so daß nunmehr eine drehfeste Verbindung zwischen der Welle 10 und der durch den Getriebemotor 13 betriebenen Buchse 11 erzielt ir.t. Wird nunmehr der Getriebemotor eingeschaltet, so werden die eingespannten Rohrstücke langsam so gedreht, daß ein durchgehendes Schweißen der Stoßstelle einfach erreichbar ist.

Die angegebene Anordnung ist im Bedarfsfalle leicht transportierbar: Durch Abziehen der Holme 35 und 36 läßt sie sich zerlegen, und nach Abheben der Fixierhebel 7 können die Holmpaare 35, 36 und 1 sowie 2 zusammengeklappt werden, so daß ein nur geringer Raumbedarf für den Transport erreicht wird. Die angegebene Bauweise ergibt auch ein relativ geringes Gewicht, so daß die Unterbringung selbst in größeren Kofferräumen von Personenwagen möglich ist und bei eine Hecktür aufweisenden Wagen keinerlei Probleme mehr stellt. Das Verladen, die Aufstellung und die Bedienung können jeweils von einem Mann erfolgen.

Selbstverständlich ist eine Menge von Varianten möglich, es hat sich jedoch gezeigt, daß die angegebenen Elemente einen mit mäßigem Aufwände erstellbaren robusten Aufbau ergeben. So könnte selbstverständlich die zum Ein- und Ausschalten

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der Bewegung der Welle 10 benutzte Kupplung als Klauenkupplung oder dergleichen ausgebildet werden; die angegebene Bauart jedoch erlaubt auch eine einfache, zweifelsfreie Bedienung und gibt praktisch keinen Anlaß zu Störungen, insbesondere wenn durch eine in den Zeichnungen nicht dargestellte Abdeckhaube das Ritzel 12, das in dieses eingreifende Zahnrad der Buchse 11 und der Keilriemen 17 mit seinen Riemenscheiben von einer Abdeckhaube umgriffen sind. Im Falle gestreckter Rohre ergibt der sägebockartige Aufbau in Verbindung mit den Rollen 15 und 45 eine einfache und trotzdem wirkungsvolle Anordnung, und kompliziertere Werkstücke mit schrägverlaufenden aufzubringenden Schweißnähten lassen sich mühelos zwischen den Spannarmen halten und durch die unterschiedlichen Gelenke in jene Stellung führen, in der die zu legende Schweißnaht zentrisch umläuft und damit mit geringstem Aufwand aufbringbar ist. Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, zusätzlich eine Regelvorrichtung anzuordnen, welche die Umlaufzahl des Abtriebsgliedes des Getriebemotores einzustellen und damit an unterschiedliche Rohrdurchmesser anzupassen gestattet. Eine solche Regel- oder Stellvorrichtung kann als einfacher Regel-Transformator oder Thyristoren aufweisender Spannungsregler ausgebildet sein, insbesondere wenn zu dem Antrieb unter Zwischenschaltung eines Gleichrichters ein Gleichstrommotor großer Regelfähigkeit eingesetzt wird.

Claims

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1. Werkstückhalter für vorzugsweise geheftete, durch eine umlaufende Schweißnaht miteinander zu verschweißende Rohre mit mindestens einer an einem Ständer angeordneten drehantreibbaren Aufnahmevorrichtung für die zu bearbeitenden Rohre,

dadurch gekennzeichnet, daß zwei mit horizontalen Fußleisten (3, 4) ausgestattete Ständerholme (1, 2) kurz unterhalb ihrer oberen End<?n gelenkig miteinander verbunden sind (Schwenkbuchse 5) und an den S*-änderholmen eine kraftantreibbare Welle (10) gelagert ist, die eine Traverse (19) trägt, welche über mit ihren Enden verbundene arretierbare Gelenke (47, Zahn-Kupplung 23) mit normal zur Traverse gerichteten Schwenkebenen mit zwei Spannarmen (28) verbunden sind, deren freie Enden zum Halten von Werkstücken gegeneinander verspannbar sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Spannarme (28) mit innerhalb der Spannebene verschwenkbaren, mit Spannbacken (31) ausgestatteten Schwenkstücken (30) versehen sind.

3. Anordnung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die mit Greifelementen (Auflagebolzen 32) versehenen Spannbacken (31) mit die Schwenkstücke (30) durchgreifenden Schwenkbolzen (33) um eine innerhalb der Schwenkebene der Spannarme (28) liegende und etwa senkrecht zu diesen sich erstreckende Achse schwenkbar und arretierbar sind.

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4. Anordnung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende mindestens eines der Schwenkbolzen (33) ein Gewinde aufweist, auf das ein Handrad (34) geschraubt ist.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Traverse (19) gabelartig angeordnete Schenkel (20) trägt, deren Enden die arretierbaren Gelenke (Zahnkupplung 23, 47) aufweisen.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Schenkel (2ü) und/oder die Drehgelenke (24) der Spannarme (28) durch Bügel (21, 25) gegeneinan~ der abgestützt sind.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der die Drehgelenke (24) abstützende Bügel (25) einen die das Spannen bewirkende Gewindespindel (27) zentrierenden Steg aufweist.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Ständerholme (1, 2) eine Antriebsvorrichtung (Getriebeicotor 13) trägt.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ständerholme (1, 2) mit zwei weiteren Holmen (35, 36) verbindbar sind, und daß vor den oberen freien Enden der Ständerholme und Holme Rollen (15, 45) gelagert sind, von denen mindestens eine von der Antriebsvorrichtung (Getriebemotor 13) antreibbar ist.

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10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (Getriebemotor 13) mit einer der Rollen (15) und mit der Welle (10) über Antriebselemente verbunden ist, und daß die auf die Welle (10) einwirkenden Antriebselemente ausrückbar ausgebildet sind.

11. Anordnung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß auf der Welle (10) eine mittels der Antriebsvorrichtung (Getriebemotor 13) antreibbare Buchse (11) gelagert ist, die mit der Welle der Rolle (15) verbunden ist, und daß ein auf der Welle (10) drehfest angeordneted Kupplungsstück (18) und die Buchse (11) ausrückbar verbunden sind.

12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß miteinander verbundene Holme (1, 2, 35, 36) gegeneinander festlegbar sind (Fixierhebel 7).

13. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Holme (35, 36) vermittels von Kupplungselementen (Verbindungsbolzen 39, 40, Verbindungsmuffen 41, 42) mit den Fußleisten (3, 4) verbindbar sind.

14. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ständer (35, 36) sich in Richtung auf die Welle (1O) in den Spannbereich der Spannbaeken (31) erstreckende Laschen (38) aufweisen.