EP0504296B1 - HASPEL ZUM AUF- UND/ODER ABWICKELN VON METALLBÄNDERN MIT BANDZUGKRÄFTEN ZWISCHEN 10 kN und 1000 kN - Google Patents

HASPEL ZUM AUF- UND/ODER ABWICKELN VON METALLBÄNDERN MIT BANDZUGKRÄFTEN ZWISCHEN 10 kN und 1000 kN Download PDF

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EP0504296B1
EP0504296B1 EP91901522A EP91901522A EP0504296B1 EP 0504296 B1 EP0504296 B1 EP 0504296B1 EP 91901522 A EP91901522 A EP 91901522A EP 91901522 A EP91901522 A EP 91901522A EP 0504296 B1 EP0504296 B1 EP 0504296B1
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EP
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hollow shaft
motor
winder
winding
drive
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EP91901522A
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Bernd Berger
Eckhard Betz
Peter Reinthal
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Sundwiger Eisenhuette Maschinenfabrik & Co GmbH
Original Assignee
Sundwiger Eisenhuette Maschinenfabrik & Co GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C47/00—Winding-up, coiling or winding-off metal wire, metal band or other flexible metal material characterised by features relevant to metal processing only
    • B21C47/28—Drums or other coil-holders
    • B21C47/30—Drums or other coil-holders expansible or contractible

Definitions

  • the invention relates to a reel for winding and / or unwinding metal strips with strip tensile forces between 10kN and 1000kN, consisting of an expandable winding drum, which is carried by a hollow shaft which is mounted twice in a stand and by means of a drive rod running through the hollow shaft the hollow shaft arranged actuating cylinder can be actuated, and from a rotary drive coupled to the hollow shaft, which has a motor consisting of a stator and a rotor (see for example US-A-3 300 157).
  • the actuating cylinder is arranged on the end of the hollow shaft opposite the winding drum. In this way it is achieved that the up to 1000kN large axial forces of the actuating cylinder for spreading the winding drum from the Hollow shaft added and thus not transferred to the bearing of the stand. With an axial arrangement of the winding drum, hollow shaft and drive, however, these forces should be able to be transmitted from the bearings and the couplings between the drive and the shaft, which cannot be achieved with reasonable effort. It is therefore common in practice not to arrange the shaft with an axially arranged drive, but with a drive arranged next to the shaft, usually with the interposition of a gear.
  • the invention has for its object to provide a reel of the type mentioned, which is structurally simpler than the known reel with a small moment of inertia.
  • An electric motor in particular a three-phase motor, is preferably used as the motor.
  • the inventive integration of the drive motor in the actual reel leads to a low level Mass moment of inertia because the motor does not need its own shaft and bearing, and for a backlash-free drive because the rotor sits directly on the hollow shaft of the winding drum.
  • the control behavior of the drive is therefore optimal.
  • a control range in the train from 1:30 to 1:40 and at the moment from 1: 100 to 1: 150 can be achieved without any problems in the entire control range with a train consistency of 2%.
  • stator Because of the arrangement of the rotor between the bearings of the stator, it is possible, according to one embodiment of the invention, to design the stator in such a way that it simultaneously forms the motor housing.
  • a reel consisting of an expandable winding drum 1 and a hollow shaft 2 is rotatably mounted in a stand 3.
  • a cylinder piston arrangement 4 is provided, the piston rod of which is designed as a drive rod 5 and extends through the hollow shaft 2 and is connected to expansion elements 6 of the expandable winding drum 1.
  • the stand 3 is designed as a housing. On a base 7, two supporting walls 8, 9 are arranged at a distance from one another, which accommodate bearings 10 for the rotatable mounting of the shaft 2.
  • the rotary drive 12 of the reel which is formed by an electric motor, in particular by a three-phase motor, is arranged between these supporting walls 8, 9.
  • the rotor of the electric motor is formed by a partial section of the shaft 2 arranged between the bearings 10, 11 and a laminated core 13 with an associated winding arranged thereon.
  • the stator 14 surrounding the rotor 2, 13 is supported on the base 7 via a torque arm 15.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Winding, Rewinding, Material Storage Devices (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Winding Of Webs (AREA)
  • Unwinding Webs (AREA)
  • Adhesive Tapes (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Haspel zum Auf- und/oder Abwickeln von Metallbändern mit Bandzugkräften zwischen 10kN und 1000kN, bestehend aus einer spreizbaren Wickeltrommel, die von einer in einem Ständer zweifach gelagerten Hohlwelle getragen und über eine durch die Hohlwelle verlaufende Treibstange von einem auf der Hohlwelle angeordneten Stellzylinder betätigbar ist, und aus einem an der Hohlwelle angekuppelten Drehantrieb, der einen aus einem Stator und einem Läufer bestehenden Motor aufweist (siehe zum Beispiel US-A-3 300 157).
  • Bei einem bekannten Haspel dieser Art ist der Stellzylinder an dem der Wickeltrommel gegenüberliegenden Ende der Hohlwelle angeordnet. Auf diese Art und Weise wird erreicht, daß die bis 1000kN großen axialen Kräfte des Stellzylinders für das Spreizen der Wickeltrommel von der Hohlwelle aufgenommen und somit nicht auf die Lager des Ständers übertragen werden. Bei einer axialen Anordnung von Wickeltrommel, Hohlwelle und Antrieb müßten diese Kräfte dagegen von den Lagern und den Kupplungen zwischen dem Antrieb und der Welle übertragen werden können, was mit vertretbarem Aufwand nicht zu verwirklichen ist. Deshalb ist es in der Praxis üblich, die Welle nicht mit einem axial angeordneten Antrieb, sondern mit einem neben der Welle angeordneten Antrieb, in der Regel unter Zwischenschaltung eines Getriebes, anzuordnen. Um einen großen Stellbereich zu haben, ist es üblich, als Antrieb eine Motorkombination von im Tandem betriebenen, einzeln zuschaltbaren Motoren und/oder ein Schaltgetriebe einzusetzen. Diese Art des Antriebes hat eine Reihe von Nachteilen: Eine spielfreie Übertragung der Drehbewegung vom Antriebsmotor auf die Wickeltrommel läßt sich praktisch nicht verwirklichen. Wegen der Vielzahl der am Antrieb beteiligten Bauteile hat der Haspel ein hohes Massenträgheitsmoment. Sein Regelverhalten ist deshalb nicht optimal.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Haspel der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei einem kleinen Massenträgheitsmoment konstruktiv einfacher als der bekannte Haspel ist.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Haspel der eingangs genannten Art durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.
  • Als Motor kommt vorzugsweise ein Elektromotor, insbesondere ein Drehstrommotor in Frage.
  • Die erfindungsgemäße Integration des Antriebsmotors in den eigentlichen Haspel führt zu einem geringen Massenträgheitsmoment, weil der Motor keine eigene Welle und keine eigene Lagerung braucht, und zu einem spielfreien Antrieb, weil der Läufer unmittelbar auf der Hohlwelle der Wickeltrommel sitzt. Das Regelverhalten des Antriebes ist deshalb optimal. Insbesondere mit einem Drehstrommotor läßt sich ein Regelbereich im Zug von 1:30 bis 1:40 und im Moment von 1:100 bis 1:150 bei einer Zugkonstanz von 2% im gesamten Regelbereich problemlos erreichen.
  • Wegen der Anordnung des Läufers zwischen den Lagern des Ständers ist es möglich, nach einer Ausgestaltung der Erfindung den Ständer so auszubilden, daß er gleichzeitig das Motorgehäuse bildet.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert, die den Haspel im vertikalen Axialschnitt zeigt.
  • Ein aus einer spreizbaren Wickeltrommel 1 und einer Hohlwelle 2 bestehender Haspel ist in einem Ständer 3 drehbar gelagert. Zur Betätigung der spreizbaren Wickeltrommel 1 ist eine Zylinderkolbenanordnung 4 vorgesehen, deren als Treibstange 5 ausgebildete Kolbenstange sich durch die Hohlwelle 2 erstreckt und mit Spreizelementen 6 der spreizbaren Wickeltrommel 1 verbunden ist.
  • Der Ständer 3 ist als Gehäuse ausgebildet. Auf einem Sockel 7 sind mit Abstand voneinander zwei Tragwände 8,9 angeordnet, die Lager 10 für die drehbare Lagerung der Welle 2 aufnehmen. Zwischen diesen Tragwänden 8,9 ist der von einem Elektromotor, insbesondere von einem Drehstrommotor, gebildete Drehantrieb 12 des Haspels angeordnet. Der Läufer des E-Motors wird von einem zwischen den Lagern 10,11 angeordneten Teilabschnitt der Welle 2 und einem darauf angeordneten Blechpaket 13 mit zugehöriger Wicklung gebildet. Der ebenfalls aus einem Blechpaket und einer Wicklung bestehende, den Läufer 2,13 umgebende Stator 14 ist über eine Drehmomentstütze 15 auf dem Sockel 7 abgestützt.

Claims (5)

  1. Haspel zum Auf- und/oder Abwickeln von Metallbändern mit Bandzugkräften zwischen 10kN und 1000kN, bestehend aus einer spreizbaren Wickeltrommel (1,6), die von einer in einem Ständer (3) zweifach gelagerten Hohlwelle (2) getragen und über eine durch die Hohlwelle (2) verlaufende Treibstange (5) von einem auf der Hohlwelle (2) angeordneten Stellzylinder (4) betätigbar ist, und aus einem an der Hohlwelle (2) angekuppelten, zwischen den beiden Lagern der Hohlwelle (2) angeordneten, aus einem Stator (14) und einem Läufer (13) bestehenden Antriebsmotor (12),
    dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (2) als Läuferwelle und die Treibstange (5) als in der Hohlwelle (2) gelagerte Wickeltrommelwelle ausgebildet sind.
  2. Haspel nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (12) ein Elektromotor ist.
  3. Haspel nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (12) ein Drehstrommotor ist.
  4. Haspel nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (12) ein Hydromotor ist.
  5. Haspel nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Ständer (3) als Motorgehäuse ausgebildet ist.
EP91901522A 1989-12-13 1990-12-13 HASPEL ZUM AUF- UND/ODER ABWICKELN VON METALLBÄNDERN MIT BANDZUGKRÄFTEN ZWISCHEN 10 kN und 1000 kN Expired - Lifetime EP0504296B1 (de)

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