EP2961541A1 - Haspel zum wickeln von metallband - Google Patents

Haspel zum wickeln von metallband

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EP2961541A1
EP2961541A1 EP14705139.5A EP14705139A EP2961541A1 EP 2961541 A1 EP2961541 A1 EP 2961541A1 EP 14705139 A EP14705139 A EP 14705139A EP 2961541 A1 EP2961541 A1 EP 2961541A1
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reel
shaft
reel according
bearing
clamping sleeve
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Primetals Technologies Austria GmbH
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Publication date
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    • B65H2301/41—Winding, unwinding
    • B65H2301/413—Supporting web roll
    • B65H2301/4132—Cantilever arrangement

Definitions

  • the invention relates to a reel for winding
  • Metal strip in particular of rolled hot strip, with a mandrel shaft having a first shaft end, which is rotatably supported by means of at least one bearing provided in the reel frame.
  • a rolling stand or rolling mill consisting of several rolling stands.
  • a coil To wrap the metal band into a coil, called a coil, is at the output of the
  • Rolling device provided a reel.
  • a reel has a drive shaft driven by a drive shaft.
  • the mandrel shaft is usually rotatably supported by several bearings in the machine frame of the reel. On the protruding from the machine frame operator end of the mandrel shaft is the
  • a hot strip reel mandrel may have a mass of more than 10 tons, which requires a correspondingly large hoist with high investment costs. The shunting of the hoist in the area of the reel is cumbersome because the space is often very tight.
  • the clamping device can be designed differently. According to their type of actuation, they can be actuated both mechanically and hydraulically. In a preferred embodiment it is provided that the clamping device is designed as a hydraulically operated clamping sleeve. It has a preferred construction for receiving a hydraulic medium provided
  • Cavity in the form of a hollow cylinder If this cavity is subjected to hydraulic pressure, there is a radial expansion of the clamping sleeve and as a result thereof in the region of the bearing seat to a radial spread. This frictional connection can be solved again by reducing the hydraulic pressure and the elastic
  • the clamping takes place by means of a mechanical clamping sleeve.
  • the clamping force is generated manually
  • Figure 1 is a schematic representation of the
  • Figure 2 shows a first embodiment of the invention, in which the clamping device is designed as a hydraulic clamping sleeve;
  • Figure 3 shows a second embodiment of the invention, in which the tensioning device is a combination of hydraulic tensioning device and mechanical tensioning device is formed;
  • FIG 4 shows another variant of the invention, in which the
  • Clamping device as shown in the upper partial section, from a combination consisting of a hydraulic shaft nut and a mechanical clamping sleeve, or - as shown in the lower section section - is designed as a mechanical shaft nut clamping device.
  • FIG. 1 shows parts of a reel 1 in a greatly simplified representation.
  • the reel 1 has a mandrel shaft 2.
  • the mandrel shaft 2 is rotatably supported in a drive-side part 18 by means of two bearings 4 in a machine frame 3. These two bearings 4 can, for example
  • Rolling be each having an inner ring and a
  • Machine frame 3 protrudes in Figure 1 to the left side, includes a spreading device for winding the hot strip to a collar 6.
  • a support bearing 19 supports the outer left end of the spike shaft second
  • the mandrel shaft 2 is driven by a non-illustrated drive via the drive piece 16, which by means of a coupling, for example a 1ösbaren, positive locking Connection, for example in the form of a
  • interlocking connection can also be designed differently, for example, an intermeshing wedge-shaft wedge hub profile. The required for the winding process
  • Torque is thus transmitted essentially through this coupling.
  • connection between the mandrel shaft 2 and the inner ring of the respective bearing 4 is a detachable
  • the tensioning device 5 is constructed such that in a tensioned state, a mandrel shaft 2 introduced into the bearing 4 can be fixed by frictional engagement. For this purpose, a radial expansion in the region of the bearing seat is generated by the tensioning device 5 until it is ensured that there is no slippage between the spine shaft 2 and the inner ring of the bearing 4. By relaxing the tensioning device 5, the frictional connection between the bearing 4 and mandrel shaft 2 can be easily solved again, so that the mandrel shaft 2 from the
  • Machine frame 3 in the direction of arrow 10 of the
  • FIG. 2 shows an embodiment in which a hydraulic clamping sleeve 17 is arranged on the drive-side end piece 18. On the outer circumference, the hydraulic clamping sleeve 17 is surrounded by a bushing 11 with a collar, which in turn is enclosed by the inner ring of the bearing 4. The bearing 4 sits on the outer peripheral side on a bearing half shell 14. The two end faces of the bearing 4 are protected by a bearing cover 13 and a seal, not shown.
  • a cavity 12 is provided in the clamping sleeve 17. This cavity has the shape of a hollow cylinder. It extends axially across the width of the bearing 4.
  • the cavity 12 is connected to a channel which leads to the outside and is closed by a closure 15. This makes it possible to introduce a hydraulic fluid with pressure, so that the opposite in the cavity 12 ring parts of the clamping sleeve 17 undergo a radial expansion. This can be done for example by connecting a pressure line in conjunction with a hydraulic pump. The pressure in the cavity causes the annular parts of the clamping sleeve 12, which face one another in the hollow space, to move slightly away from one another and produce a radially directed pressure between the shaft end piece 18 and the bearing 4, which defines the spiked shaft 2 in the bearing 4. When this connection is to be released, the hydraulic pressure in the cavity 12 is reduced.
  • FIG. 3 shows an embodiment in which the
  • Clamping device 5 is also designed as a hydraulic clamping sleeve 17, but this directly, that is without
  • FIG. 4 shows, in the upper and lower partial sections, an embodiment in each case in which the frictional engagement is produced by a conical seat with a tapered bushing. At the top
  • Machine frame 3 can be fixed, or can be removed by releasing the frictional connection of the machine frame 3.
  • a significant advantage of the invention is that by means of the clamping device quickly and easily mounted a spike shaft 2 in a machine frame 3 of a reel 1

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Abstract

Haspel zum Wickeln von Metallband, insbesondere von gewalztem Warmband, mit einer Dornwelle (2), die ein erstes Wellenendstück (18)aufweist, welches mittels zumindest eines im Maschinenrahmen (3) der Haspel vorgesehenen Lagers (4) drehbar gelagert ist, wobei zwischen dem zumindest einen Lager (4) und der Dornwelle (2) eine Spannvorrichtung (5) angeordnet ist, so dass in einem gespannten Betriebszustand eine reibschlüssige Verbindung zwischen dem zumindest einen Lager (4) und der Dornwelle (2) herstellbar ist.

Description

Beschreibung
Haspel zum Wickeln von Metallband
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Haspel zum Wickeln von
Metallband, insbesondere von gewalztem Warmband, mit einer Dornwelle, die ein erstes Wellenendstück aufweist, welches mittels zumindest eines im Haspelrahmen vorgesehenen Lagers drehbar gelagert ist.
Stand der Technik
Bei der Herstellung von Stahlblech durchläuft ein
metallisches Warmband zum Zwecke der Dickenreduktionen ein Walzgerüst oder eine aus mehreren Walzgerüsten bestehende Walzstraße. Um das Metallband zu einem Bund, einem so genannten Coil, zu wickeln, ist am Ausgang der
Walzvorrichtung ein Haspel vorgesehen. Ein solcher Haspel weist eine von einem Antrieb angetriebene Dornwelle auf. Die Dornwelle ist im Maschinenrahmen des Haspels meist durch mehrere Lager drehbar gelagert. Auf dem vom Maschinengestell abragenden bedienseitigen Ende der Dornwelle wird das
Warmband gewickelt. Die Dornwelle selbst besteht
üblicherweise aus einem Dornkörper, aus Segmenten und einer im Dornkörper axial beweglichen Spreizstange, wodurch die Segmente in radialer Richtung spreizbar sind. Der
antriebsseitige Teil der Dornwelle, der im Maschinengestell gelagert ist, ist an seinem Ende mit einem Drehantrieb gekoppelt. Die gewickelten Coils können dann in axialer Richtung abgenommen werden, beispielsweise von einem
Ausfuhrwagen, der den Coil aus dem Bereich des Haspels heraus fährt .
Während des Herstellungsvorgangs kann es erforderlich sein, dass die Dornwelle gewechselt werden muss. Der Wechsel eines Warmband-Haspeldorns ist zeitaufwändig und erfordert eine Unterbrechung des Wickelvorgangs . Die Unterbrechung kann mehrere Stunden dauern. Dabei muss der schwergewichtige Warmband-Haspeldorn von einem geeigneten Hebezeuge aus dem Haspel gehoben werden. Ein Warmband-Haspeldorn kann eine Masse von mehr als 10 t aufweisen, was ein entsprechend großes Hebezeuge mit hohen Investitionskosten erforderlich macht. Das Rangieren des Hebezeuges im Bereich des Haspels ist umständlich, da die Platzverhältnisse oftmals sehr eng sind .
Darstellung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Haspel anzugeben, bei dem ein Wechsel der Dornwelle vergleichsweise schneller und einfacher und mit einem geringeren gerätetechnischen Aufwand möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch einen Haspel mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Gemäß einem Grundgedanken der Erfindung ist vorgesehen, den antriebseitigen Teil der Dornwelle mittels einer lösbaren Spannvorrichtung in der Lagerung zu befestigen. Dadurch ist es auf einfache Weise möglich, in axialer Richtung die Dornwelle aus dem Gestell der Haspel herauszuziehen.
Umgekehrt kann eine andere Dornwelle über den Bundwagen von der Bedienungsseite in die Lagerung eingeschoben werden. Sobald die neue Dornwelle vollständig im Maschinenrahmen eingeschoben ist, wird die Spanneinrichtung gespannt. Durch dieses Spannen der Wellen-Naben- erbindung wird eine reibschlüssige Verbindung zwischen Dornwelle und dem Lager, genauer gesagt dem Innenring des Lagers, hergestellt. Die Dornwelle ist im Maschinenrahmen dann fixiert und bereit für das Wickeln des Warmbandes.
Die Spannvorrichtung kann konstruktiv unterschiedlich ausgeführt sein. Ihrer Betätigungsart nach kann sie sowohl mechanisch als auch hydraulisch betätigt sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Spannvorrichtung als hydraulisch betätigte Spannhülse ausgebildet ist. Sie weist in einer bevorzugten Bauweise einen zur Aufnahme eines Hydraulikmediums vorgesehenen
Hohlraum in der Form eines Hohlzylinders auf. Wird dieser Hohlraum mit Hydraulikdruck beaufschlagt, kommt es zu einer radialen Aufweitung der Spannhülse und infolge davon im Bereich des Lagersitzes zu einer radialen Spreizung. Diese reibschlüssige Verbindung kann wieder gelöst werden, indem der Hydraulikdruck verringert wird und die elastische
Verformung der Spannhülse sich zurück bildet.
In einer einfachen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Klemmung mittels einer mechanischen Spannhülse erfolgt. In diesem Fall wird die Spannkraft manuell erzeugt,
beispielsweise durch eine Wellenmutter in Verbindung mit einer Kegelsitz-Kegelbüchse-Konstruktion erfolgt.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Klemmung mittels einer
Kombination aus einer hydraulischen Spannhülse im
Zusammenwirken mit einer manuell betätigten Kegelsitz- Kegelbüchse-Konstruktion .
Kurzbeschreibung der Zeichnu
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im nachfolgenden Teil der Beschreibung auf Zeichnungen Bezug genommen, aus denen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung anhand von nicht
einschränkenden Ausführungsbeispielen zu entnehmen sind.
Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung, welche die
erfindungsgemäße Lagerung der Dornwelle im Maschinenrahmen eines Haspels zeigt; Figur 2 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Spannvorrichtung als hydraulische Spannhülse ausgebildet ist;
Figur 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Spannvorrichtung eine Kombination aus hydraulischer Spannvorrichtung und mechanischer Spannvorrichtung ausgebildet ist;
Figur 4 eine andere Variante der Erfindung, bei dem die
Spannvorrichtung wie im oberen Teilschnitt dargestellt, aus einer Kombination, bestehend aus einer hydraulischen Wellenmutter und einer mechanischen Spannhülse, oder - wie ihm unteren Teilschnitt dargestellt -, als mechanische Wellenmutter-Spannvorrichtung ausgebildet ist.
Ausführung der Erfindung
Die Figur 1 zeigt Teile von einem Haspel 1 in einer stark vereinfachten Darstellung. Der Haspel 1 weist eine Dornwelle 2 auf. Die Dornwelle 2 ist in einem antriebsseitigen Teil 18 mittels zweier Lager 4 in einem Maschinenrahmen 3 drehbar gelagert. Diese beiden Lager 4 können beispielsweise
Wälzlager sein, die jeweils einen Innenring und einen
Außenring aufweisen, wobei der Außenring durch Presssitz im Maschinenrahmen 3 befestigt ist oder sich auf
Lagerhalbschalen 14 abstützt.
Der bedienseitige Teil der Dornenwelle 2, der vom
Maschinenrahmen 3 in Figur 1 zur linken Seite hin abragt, beinhaltet eine Spreizvorrichtung, zum Wickeln des Warmbandes zu einem Bund 6. Ein Stützlager 19 stützt das äußere linke Ende der Dornenwelle 2.
Angetrieben wird die Dornwelle 2 von einem nicht näher dargestellten Antrieb über das Antriebstück 16, welches mittels einer Kupplung, z.B. einer 1ösbaren, formschlüssigen Verbindung, ausgeführt beispielsweise in Form einer
Verzahnung 9, mit der Dornwelle 2 verbunden ist. Die
formschlüssige Verbindung kann auch anders ausgeführt sein, beispielsweise ein ineinandergreifendes Keil-Wellen-Keil- Naben-Profil. Das für den Wickelvorgang erforderliche
Drehmoment wird also im Wesentliche über diese Kupplung übertragen .
Gemäß der Erfindung ist die Verbindung zwischen der Dornwelle 2 und dem Innenring des jeweiligen Lagers 4 eine lösbare
Verbindung die mittels einer Spannvorrichtung 5 hergestellt ist. Die Spannvorrichtung 5 ist so konstruiert, dass in einem gespannten Zustand eine in das Lager 4 eingeführten Dornwelle 2 durch Reibschluss fixiert werden kann. Zu diesem Zweck wird von der Spannvorrichtung 5 solange eine radiale Aufweitung im Bereich des Lagersitzes erzeugt, bis sichergestellt ist, dass es nicht zum Rutschen zwischen Dornenwelle 2 und Innenring des Lagers 4 kommt. Durch Entspannen der Spannvorrichtung 5 lässt sich die reibschlüssige Verbindung zwischen Lager 4 und Dornwelle 2 wieder einfach lösen, so dass die Dornwelle 2 aus dem
Maschinenrahmen 3 in Richtung des Pfeils 10 von der
Bedienseite herausgezogen werden kann.
Durch diese leicht herstellbare und wieder lösbare Wellen- Naben-Reibungsverbindung ist ein Wechsel der Dornenwelle 2 schnell und einfach mit geringem technischem Aufwand möglich. Ein spezielles Hebezeug wird nicht mehr benötigt. Es ist möglich die sonst übliche Wechselzeit eines Dorns von circa acht Stunden auf circa ein bis zwei Stunden zu reduzieren. Der Wechsel ist einfach und bedarf weniger Personal. Der Dorn wird ohne Lagerung und Spreizzylinder gewechselt, wodurch diese nicht mehr als Wechselteil benötigt werden. Im Bereich der Haspel entfällt der Platzbedarf für das Hebezeug. Auch die sonst regelmäßige Überprüfung dieser Vorrichtung
entfällt . Die Betätigung der Spannvorrichtung 5 kann auf unterschiedliche Art und Weise bewirkt sein. Die Betätigung kann z.B. hydraulisch oder mechanisch erfolgen. Figur 2 zeigt eine Ausführungsform, bei der eine hydraulische Spannhülse 17 auf dem antriebsseitigen Endstück 18 angeordnet ist. Außenumfangsseitig ist die hydraulische Spannhülse 17 von einer Buchse 11 mit einem Bund umgeben, die wiederum vom inneren Ring des Lagers 4 umschlossen ist. Das Lager 4 sitzt außenumfangsseitig auf einer Lagerhalbschale 14 auf. Die beiden Stirnseiten des Lagers 4 sind durch einen Lagedeckel 13 und eine nicht näher dargestellte Dichtung geschützt. In der Spannhülse 17 ist ein Hohlraum 12 vorgesehen. Dieser Hohlraum weist die Form eines Hohlzylinders auf. Er erstreckt sich axial über die Breite des Lagers 4. Der Hohlraum 12 ist mit einem Kanal verbunden, der nach außen führt und von einem Verschluss 15 verschlossen ist. Dadurch ist es möglich, eine Hydraulikflüssigkeit mit Druck einzubringen, so dass die im Hohlraum 12 gegenüberliegenden Ringteile der Spannhülse 17 eine radiale Aufweitung erfahren. Dies kann beispielsweise durch Anschließen einer Druckleitung in Verbindung mit einer Hydraulikpumpe erfolgen. Der Druck im Hohlraum führt dazu, dass die im Hohlraum sich gegenüberstehenden Ringteile der Spannhülse 12 geringfügig sich voneinander weg bewegen und zwischen dem Wellen-Endstück 18 und dem Lager 4 eine radiale gerichtete Pressung erzeugt wird, welche die Dornenwelle 2 im Lager 4 festlegt. Wenn diese Verbindung gelöst werden soll, wird der Hydraulikdruck im Hohlraum 12 reduziert. Folge davon ist, dass sich die im Hohlraum gegenüberliegenden Ringteile der Spannhülse 12 sich wieder aufeinander zu bewegen. Die Pressung ist weg und die Verbindung zwischen Dornenwelle 2 und Lager 4 ist gelöst. Die Dornenwelle 2 kann in axialer Richtung zur Bedienseite hin aus dem Maschinenrahmen 3 des Haspels entnommen werden.
Figur 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der die
Spannvorrichtung 5 ebenfalls als hydraulische Spannhülse 17 ausgebildet ist, diese aber direkt, das heißt ohne
Zwischenschaltung einer Buchse, auf den inneren Ring des Lagers 4 wirkt. Die Spannhülse 17 wird durch eine
Wellenmutter 8 fixiert. Im Unterschied zu Figur 2 ist der Verbindungskanal zwischen Außenraum und Hohlraum 12 an der Stirnseite der hydraulischen Spannhülse 17 von außen
zugänglich. Er ist ebenfalls mit einer Verschlussschraube 15 verschlossen .
Die Figur 4 zeigt im oberen und unteren Teilschnitt jeweils eine Ausführungsform, bei der der Reibschluss durch einen Kegelsitz mit Kegelbüchse hergestellt ist. Im oberen
Teilschnitt erfolgt die Betätigung wieder hydraulisch, indem nun die innen liegende mechanische Spannhülse 7 axial mit der sie außenumfangsseitig umgebenden Kegelbüchse 11 axial versetzt wird. Die Klemmung wird also sowohl mechanisch als auch hydraulisch erzeugt. Im unteren Teilschnitt erfolgt das Erzeugen der Spann- beziehungsweise Klemmkraft rein
mechanisch. Gemeinsam ist den beiden Ausführungen der Figur 4 dass wieder in radialer Richtung eine Pressung erzeugt wird, mittels derer die Dornenwelle 2 im Lager 4 des
Maschinenrahmen 3 fixiert werden kann, beziehungsweise durch Lösen der reibschlüssigen Verbindung vom Maschinenrahmen 3 ausgebaut werden kann.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist es, dass mittels der Spannvorrichtung schnell und einfach eine Dornenwelle 2 in einem Maschinenrahmen 3 eines Haspels 1 montiert
beziehungsweise demontiert werden kann. Die Wechselzeit eines Warmbandes-Haspeldorns , der bei bekannten Haspeln oft sechs bis acht Stunden Produktionsunterbrechung beansprucht, kann deutlich reduziert werden.
Obwohl die Erfindung in Detail durch die oben dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Zusammenstellung der verwendeten Bezugszeichen
1 Haspel
2 Dornwelle
3 Maschinenrahmen
4 Lager
5 Spann orrichtung
6 Bund, Warmbund
7 mechanische Spannhülse
8 Wellenmutter
9 Verzahnung
10 Ausziehrichtung
11 Buchse
12 Hohlraum
13 Lagerdeckel
14 Lagerhalbschale
15 Verschluss
16 Antriebstück:
17 hydraulische Spannhülse
18 Wellenendstück
19 Stützlager

Claims

Patentansprüche
Haspel zum Wickeln von Metallband, insbesondere von gewalztem Warmband, mit einer Dornwelle
(2), die ein erstes Wellenendstück (18) aufweist, welches mittels zumindest eines im Maschinenrahmen
(3) der Haspel (1) vorgesehenen Lagers (4) drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem zumindest einen Lager (4) und der Dornwelle (2) eine Spannvorrichtung (5) angeordnet ist, so dass in einem gespannten
Betriebszustand eine reibschlüssige Verbindung zwischen dem zumindest einen Lager
(4) und der Dornwelle (2) herstellbar ist.
Haspel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung (5) mechanisch oder hydraulisch betätigbar ist.
Haspel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung
(5) eine hydraulisch betätigte
Spannhülse (17) aufweist.
Haspel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulisch betätigte Spannhülse (17) zur Aufnahme eines Hydraulikmediums einen Hohlraum (12) in der Form eines Hohlzylinders aufweist.
Haspel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der als Hohlzylinder ausgebildete Hohlraum (12) über einen das Hydraulikmedium leitenden Kanal von außen zugänglich ist .
6. Haspel nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Erstreckung des Hohlraums (12) breiter ist als die Breite des zugeordneten Lagers (4) .
7. Haspel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal von außen mittels eines Verschlusses (15)
verschließbare ist.
8. Haspel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung als mechanisch betätigte Spannhülse (7) ausgebildet ist.
9. Haspel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanisch betätigte Spannhülse (7) eine Kegelsitz- Kegelbüchsen-Anordnung und eine Wellenmutter (8) aufweist .
10. Haspel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Spannvorrichtung aus einer hydraulisch
betätigten Wellenmutter gebildet ist.
11. Haspel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass das Wellenendstück 18 in zwei Lager 4 gelagert ist.
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