EP3025800B1 - Haspel zum aufwickeln von bandförmigem material - Google Patents
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- EP3025800B1 EP3025800B1 EP15187990.5A EP15187990A EP3025800B1 EP 3025800 B1 EP3025800 B1 EP 3025800B1 EP 15187990 A EP15187990 A EP 15187990A EP 3025800 B1 EP3025800 B1 EP 3025800B1
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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- B65H75/24—Constructional details adjustable in configuration, e.g. expansible
- B65H75/242—Expansible spindles, mandrels or chucks, e.g. for securing or releasing cores, holders or packages
- B65H75/248—Expansible spindles, mandrels or chucks, e.g. for securing or releasing cores, holders or packages expansion caused by actuator movable in axial direction
- B65H75/2484—Expansible spindles, mandrels or chucks, e.g. for securing or releasing cores, holders or packages expansion caused by actuator movable in axial direction movable actuator including wedge-like or lobed member
Definitions
- the present invention relates to a reel for winding strip-shaped material on a driven by a drive device coiler mandrel, which is provided for radially prestressed receiving a coil with Sp DrISSsegmenten, which are provided on its inside with a wedge surface arrangement and are arranged on a spreader on their Outside is provided with a wedge surface arrangement (see for example the DE 27 23 964 A1 on which the preamble of claim 1 is based).
- Reels of the type mentioned are used, for example, in strip production in a rolling process, where regularly in a one-way or Reversier ceremonies the tape unwound with a defined strip tension of a first reel, moved through a nip of a roller device and wound on another reel with defined strip tension is then to be wound on the reel in a subsequent rolling pass after repeatedly repeated passage through the roller means until the desired rolled strip thickness is reached.
- Starting material for such a rolling process is a rolled strip with a relatively large thickness, the must be taken on the first reel at the beginning of the rolling process and must be removed after completion of the rolling process as a rolled strip of the desired thickness of the reel.
- reels that are provided with a small diameter coiler mandrel and Sp Sonsegmenten with relatively small surface area, which serves as a contact surface for transmitting the torque must be transmitted to generate the necessary high radial clamping forces of the expansion tensile forces with the tie rod, in particular in connection can cause a pull bar break due to the exceeding of the permissible voltage values with the stress acting on the drawbar with rotating reel shaft due to continuous alternating bending.
- the present invention has for its object to provide a reel that allows safe torque transmission between the coiler mandrel and a coil with a comparatively simple construction of the coiler mandrel.
- the invention has the features of claim 1.
- a reel is provided with a coiler mandrel having a spreading device which is arranged radially between the expansion segments and a reel shaft and by means of a drive device axially against the expansion segments and the reel shaft is displaceable, wherein the drive means arranged on the reel shaft piston Cylinder unit whose piston for spreading the Sp Sonsegmente via a formed in the reel shaft axial fluid supply can be acted upon with a pressure medium and connected to transmit an axial displacement via a driver with the spreading device.
- the drawbar known from the prior art which interacts with the spreading device via a driver, is replaced by an axially acting piston-cylinder unit which, via the piston, generates the force necessary for generating the radial clamping forces of the expanding segments transfers the expansion segments.
- an axially acting piston-cylinder unit which, via the piston, generates the force necessary for generating the radial clamping forces of the expanding segments transfers the expansion segments.
- the function of the conventional drawbar is replaced by the fluid supply and connected to the fluid supply piston-cylinder unit.
- the reel mandrel of the present invention designed reel, which has only an axially acting piston-cylinder unit for transmitting the tensile forces on the driver, in comparison to the known, provided with a hydraulically operated spreader coiler mandrel a comparatively simple construction.
- This structurally simple construction also makes it possible to retrofit a reel mandrel conventionally designed with a pull rod acting on the driver by retrofitting it with a fluid supply and an axially acting piston-cylinder unit to form a coiler mandrel of a reel designed according to the invention.
- radial return of the expansion segments can be provided on the reel mandrel, in particular at one axial end of the coiler mandrel, for example, a spring means, so that a fluid supply, which acts to act on a single-acting piston, which cooperates with the driver such that the expansion segments radially be moved to the outside, in principle, is sufficient for the realization of a reel according to the invention.
- the radial return of the expansion segments can then be done after switching off the pressurization of the piston via the restoring forces of the prestressed spring device.
- the fluid supply has a coaxial channel arrangement with an inner channel and an outer channel arranged concentrically to the inner channel, and the piston of the piston-cylinder unit is designed as a double-acting piston.
- both a radially outward movement of the expansion segments and a radially inwardly directed movement of the expansion segments can take place via the pressure medium acting on the piston-cylinder unit.
- a structurally particularly simple embodiment is possible if the inner channel is formed by an inserted into an axial bore of the reel shaft and the outer channel channel formed between the sewer pipe and a bore wall of the axial bore annular channel, such that an application of a piston surface of the piston via the sewer pipe and an impact of an opposing piston surface of the piston takes place via the annular channel.
- a cylinder space of the piston-cylinder unit is formed by a bore section of the axial bore of the reel shaft.
- the piston is guided with a guide member on a sewer pipe end of the sewer pipe, wherein the guide member is provided with a fluid passage for forming an axially penetrating the piston and exiting in the piston surface for pressurizing the piston surface pressure line.
- the guide member is provided with a fluid passage for forming an axially penetrating the piston and exiting in the piston surface for pressurizing the piston surface pressure line.
- the formed in the guide part fluid channel is used to form a telescopic extension of the sewer pipe, so that regardless of the relative position of the piston relative to the sewer pipe, a pressure medium supply is ensured on a piston surface for pressurizing the piston.
- the opposing piston surface is acted upon by the opening into the cylinder chamber of the piston-cylinder unit annular channel of the channel arrangement with pressure medium, the piston serves not only to form a telescopic extension of the inner channel formed by the sewer pipe, but also to extend the External channel of the channel arrangement.
- the piston opposite the guide part preferably has an actuating part led out of the cylinder space guided in the reel shaft, on which the driver for the connection to the spreading device is arranged, so that a direct coupling of the driver to the piston is possible without the use of special coupling elements.
- Fig. 1 shows a coiler mandrel 10 with a reel shaft 11, which, in particular the Fig. 4 can be seen, is provided with three distributed over the circumference expansion segments 12, which form an expansion drum 13, which serves for torque transmission to a coil not shown here, the coil being disposed on a recorded by the expansion drum coil or directly on the expansion drum can.
- a first support bearing 52 is provided on a left shaft end 50 of the reel shaft 11 and a second support bearing 53 is provided on a right shaft end 51 of the reel shaft 11.
- the expansion segments 12 are arranged on a spreader 14, which in the present case has three also distributed over the circumference of the reel shaft 11 arranged and each having a spreading segment 12 associated with spreader bars 15.
- the expansion segments 12 are provided on their inner side with a wedge surface arrangement 16 with an axially aligned row arrangement of wedge surfaces 17, which cooperate with wedge surfaces 18 likewise formed in an axial row arrangement of a wedge surface arrangement 19 formed on an outer side of the expansion strips 15, that with reference to the Fig. 1 to the left axial displacement of the spreader bars 15 on the reel shaft 11, the expansion segments 12 are moved radially outward.
- FIG. 4 shows the cross section of the coiler mandrel 10 in a despread state in which the spreader bars 15 in their in Fig. 1 drawn position.
- Fig. 5 shows the cross section of the coiler mandrel 10 in a spread state in which the expansion strips 15 from the in Fig. 1 drawn position shifted to the left.
- a piston-cylinder unit 21 is provided on a central axis 20 of the reel shaft 11 with a piston 22, which via an associated with the piston 22 driver 23 an axial movement of the Piston 22 transmits to the Sp Dahln 15.
- the driver 23 is disc-shaped and engages, as in particular Fig. 3 shows, with its peripheral edge 24 formed in at the right axial end of the spreaders 15 grooves 25 a.
- the piston 22 of the piston-cylinder unit 21 is disposed in a formed in the region of the right shaft end 51 of the reel shaft 11 cylinder chamber 26, wherein the cylinder space 26 is formed by a bore portion of an extending through the reel shaft 11 axial bore 28.
- the piston-cylinder unit 21 For connection to a pressure medium supply, the piston-cylinder unit 21 is connected to a coaxial channel arrangement 29, which has a centrally inserted into the axial bore 28 sewer pipe 30 and a concentric with the inner channel disposed outer channel to form an inner channel, through an intermediate the sewer pipe 30 and a bore wall 27 of the axial bore 28 formed annular channel 31 is formed.
- the sewer pipe 30 is mounted in support sleeves 32, which are supported with its outer periphery on the bore wall 27 of the axial bore 28 and concentric with a receiving bore 54 for receiving the sewer pipe 30 through holes 33 for a pressure medium flow.
- the piston 22 of the piston-cylinder unit 21 is designed as a double-acting piston having a piston surface 34 and an opposing piston surface 35, which are each annularly formed on opposite sides of a sealing against a cylinder sleeve 55 inserted into the cylinder chamber 55 piston head.
- the piston 22 On the side of the piston head 36 provided with the piston surface 34, the piston 22 has an actuating part 37, which is guided through a passage opening 39 formed in a cylinder bottom 38 and sealed relative to the cylinder bottom 38.
- the actuating member 37 is provided with the driver 23 and with its axial end 56 in the in the Fig. 1 and 3 shown axial position of the spreader bars 15 and the piston 22 out of a journal 57 of the reel shaft 11 led out.
- the piston head 36 On the side provided with the counter-piston surface 35, the piston head 36 is provided with a guide part 40, which has a fluid channel 41 which simultaneously serves for the longitudinally displaceable arrangement of the piston 22 on an axial end 42 of the sewer pipe 30.
- the fluid channel 41 extends through the piston head 36 and has at its end outlet holes 43, the outlet cross-sections 44 are arranged in the piston surface 34.
- a pressure medium is applied to the piston 22 via a pressure medium which, as in FIG Fig. 1 represented by means of a to which the piston-cylinder unit 21 opposite axial shaft end 50 of the capstan shaft 11 is connected by means of a rotary feeder 45.
- the rotary feeder 45 has two pressure ports 46, 47, wherein in In this case, the pressure port 46 is connected to a pressure line of a hydraulic pump not shown here, so that pressurized pressure medium, ie preferably a hydraulic oil, is connected via the pressure port 46 to the sewer pipe 30 and via the sewer pipe end 42 into the fluid channel 41 of in Fig. 1 in its right stop position shown piston 22 passes.
- pressurized pressure medium ie preferably a hydraulic oil
- a radial return of the expansion segments 12 from the spread position can be done by switching off the pressurization of the piston surface 34, wherein an accelerated and defined radial feedback takes place in that over a pressurization of the second pressure port 47 of the rotary feeder 45, a pressure connection between the opposing piston surface 35 and a pump takes place via the annular channel 31, which opens into the cylinder chamber 26 and by pressurizing the opposing piston surface 35, a return of the piston 22 in the in Fig. 1 shown axial position causes.
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen Haspel zum Aufwickeln von bandförmigem Material auf einen mittels einer Antriebseinrichtung antreibbaren Haspeldorn, der zur radial vorgespannten Aufnahme eines Coils mit Spreizsegmenten versehen ist, die an ihren Innenseite mit einer Keilflächenanordnung versehen sind und auf einer Spreizeinrichtung angeordnet sind, die auf ihrer Außenseite mit einer Keilflächenanordnung versehen ist (siehe z.B. die
DE 27 23 964 A1 , auf welcher der Oberbegriff des Anspruchs 1 basiert). - Haspeln der eingangs genannten Art werden beispielsweise bei der Bandherstellung in einem Walzverfahren eingesetzt, wo regelmäßig in einem Einweg- oder Reversierbetrieb das Band mit einem definierten Bandzug von einem ersten Haspel abgewickelt, durch einen Walzspalt einer Walzeneinrichtung hindurchbewegt und auf einem weiteren Haspel mit definiertem Bandzug aufgewickelt wird, um anschließend in einem nachfolgenden Walzgang nach mehrfach wiederholtem Durchlauf durch die Walzeneinrichtung auf dem Haspel aufgewickelt zu werden bis die gewünschte Walzbandstärke erreicht ist. Ausgangsmaterial für ein derartiges Walzverfahren ist ein Walzband mit relativ großer Dicke, das zu Beginn des Walzverfahrens auf dem ersten Haspel aufgenommen werden muss und nach Beendigung des Walzverfahrens als Walzband mit der gewünschten Dicke von dem Haspel abgenommen werden muss. Zur Drehmomentübertragung von dem rotierenden Haspeldorn auf das Coil bzw. eine das Coil aufnehmende Spule erfolgt mittels der Spreizeinrichtung ein radiales Auseinanderbewegen der Spreizsegmente gegen die Innenwandung der Spule bzw. das ein zylinderförmiges Coilauge ausbildende aufgewickelte innere Ende des Coils.
- Zur Erzeugung der auf die Spreizsegmente wirkenden radialen Spannkraft ist es aus der
DE 34 39 628 C2 bekannt, den Haspeldorn mit einer durch eine Bohrung der Haspelwelle hindurch geführten Zugstange zu versehen, die über einen Mitnehmer mit der Spreizeinrichtung verbunden ist, so dass infolge einer axialen Bewegung der Zugstange mit Aufbringung einer entsprechenden Zugkraft auf die Spreizeinrichtung eine Aufweitung von radial auf der Spreizeinrichtung angeordneten Spreizsegmenten erfolgt. - Insbesondere bei Haspeln, die mit einem im Durchmesser kleinen Haspeldorn und Spreizsegmenten mit relativ kleiner Oberfläche versehen sind, die als Kontaktfläche zur Übertragung des Drehmoments dient, müssen zur Erzeugung der notwendigen hohen radialen Spannkräfte der Spreizsegmente Zugkräfte mit der Zugstange übertragen werden, die insbesondere in Verbindung mit der bei rotierender Haspelwelle auf die Zugstange wirkenden Beanspruchung durch umlaufende Wechselbiegung zu einem Zugstangenbruch infolge der Überschreitung der zulässigen Spannungswerte führen können.
- In der
WO 2009/156159 A1 wird daher beispielsweise vorgeschlagen, die radiale Spannkraft der Spreizsegmente nicht über eine Zugstange, sondern vielmehr über eine Vielzahl von radial über den Umfang des Haspeldorns verteilt angeordnete hydraulische Kolben-Zylinder-Einheiten zu erzeugen, wobei für jedes Spreizsegment zumindest jeweils eine radial unmittelbar auf das Spreizsegment wirkende Kolben-Zylinder-Einheit erforderlich ist. Die bekannte Ausgestaltung erfordert einen komplexen Aufbau der Haspelwelle sowie besondere konstruktive bzw. steuerungstechnische Maßnahmen zur Synchronisierung der Kolben-Zylinder-Einheiten, um sicherzustellen, dass die Zylinder die Spreizsegmente gleichmäßig ausfahren. - Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Haspel vorzuschlagen, der eine sichere Drehmomentübertragung zwischen dem Haspeldorn und einem Coil bei vergleichsweise einfachem konstruktivem Aufbau des Haspeldorns ermöglicht.
- Zur Lösung dieser Aufgabe weist die Erfindung die Merkmale des Anspruchs 1 auf.
- Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Haspels wird ein Haspel bereitgestellt mit einem Haspeldorn der eine Spreizeinrichtung aufweist, die radial zwischen den Spreizsegmenten und einer Haspelwelle angeordnet und mittels einer Antriebseinrichtung axial gegenüber den Spreizsegmenten und der Haspelwelle verschiebbar ist, wobei die Antriebseinrichtung eine an der Haspelwelle angeordnete Kolben-Zylinder-Einheit aufweist, deren Kolben zur Spreizung der Spreizsegmente über eine in der Haspelwelle ausgebildete axiale Fluidzuführung mit einem Druckmittel beaufschlagbar und zur Übertragung eines axialen Verschiebewegs über einen Mitnehmer mit der Spreizeinrichtung verbunden ist.
- Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Haspel wird die aus dem Stand der Technik bekannte Zugstange, welche über einen Mitnehmer mit der Spreizeinrichtung zusammenwirkt, durch eine axial wirkende Kolben-Zylinder-Einheit ersetzt, die über den Kolben die zur Erzeugung der radialen Spannkräfte der Spreizsegmente notwendige Kraft auf die Spreizsegmente überträgt. Im Vergleich zu einer konventionellen Zugstange, die sich zur Übertragung der für die Betätigung der Spreizsegmente erforderlichen Zugkraft durch eine axiale Bohrung des Haspeldorns über dessen gesamte Länge erstreckt, wird bei dem erfindungsgemäßen Haspel die Kraft zur Betätigung der Spreizsegmente über ein fluides Druckmittel übertragen, so dass eine Zugbelastung lediglich auf den im Vergleich zu einer Zugstange wesentlich kürzer und kompakter ausführbaren Kolben der Kolben-Zylinder-Einheit wirkt. Im Wesentlichen wird also die Funktion der konventionellen Zugstange durch die Fluidzuführung und die an die Fluidzuführung angeschlossene Kolben-Zylinder-Einheit ersetzt. Dabei weist der Haspeldorn des erfindungsgemäß ausgebildeten Haspels, der zur Übertragung der Zugkräfte auf den Mitnehmer lediglich eine axial wirkende Kolben-Zylinder-Einheit aufweist, im Vergleich zu dem bekannten, mit einer hydraulisch betätigten Spreizeinrichtung versehenen Haspeldorn einen vergleichsweise einfachen konstruktiven Aufbau auf.
- Dieser konstruktiv einfache Aufbau ermöglicht es auch, einen konventionell mit einer auf den Mitnehmer wirkenden Zugstange ausgebildeten Haspeldorn durch Nachrüstung mit einer Fluidzuführung und einer axial wirkenden Kolben-Zylinder-Einheit zu einem Haspeldorn eines erfindungsgemäß ausgestalteten Haspels umzurüsten. Insbesondere ist es in einem besonders einfachen Fall möglich, eine ohnehin zur Aufnahme der Zugstange in einem Haspeldorn ausgebildete axiale Bohrung als Fluidzuführung für eine axial an den Haspeldorn angeschlossene Kolben-Zylinder-Einheit zu nutzen.
- Für die radiale Rückstellung der Spreizsegmente kann dabei an dem Haspeldorn, insbesondere an einem axialen Ende des Haspeldorns, beispielsweise eine Federeinrichtung vorgesehen werden, so dass eine Fluidzuführung, die zur Beaufschlagung eines einfach wirkenden Kolbens, der mit dem Mitnehmer derart zusammenwirkt, dass die Spreizsegmente radial nach außen bewegt werden, grundsätzlich für die Realisierung eines erfindungsgemäßen Haspels ausreichend ist. Die radiale Rückstellung der Spreizsegmente kann dann nach Abschaltung der Druckbeaufschlagung des Kolbens über die Rückstellkräfte der vorgespannten Federeinrichtung erfolgen.
- Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Fluidzuführung eine koaxiale Kanalanordnung mit einem Innenkanal und einem konzentrisch zum Innenkanal angeordneten Außenkanal auf, und der Kolben der Kolben-Zylinder-Einheit ist als doppelt wirkender Kolben ausgebildet. Bei dieser besonderen Ausführung des Haspels kann sowohl eine radial nach außen gerichtete Bewegung der Spreizsegmente als auch eine radial nach innen gerichtete Bewegung der Spreizsegmente über das auf die Kolben-Zylinder-Einheit wirkende Druckmittel erfolgen.
- Eine konstruktiv besonders einfache Ausgestaltung wird möglich, wenn der Innenkanal durch ein in eine axiale Bohrung der Haspelwelle eingesetztes Kanalrohr und der Außenkanal als ein zwischen dem Kanalrohr und einer Bohrungswand der axialen Bohrung ausgebildeter Ringkanal ausgebildet ist, derart, dass eine Beaufschlagung einer Kolbenfläche des Kolbens über das Kanalrohr und eine Beaufschlagung einer Gegenkolbenfläche des Kolbens über den Ringkanal erfolgt.
- Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein Zylinderraum der Kolben-Zylinder-Einheit durch einen Bohrungsabschnitt der axialen Bohrung der Haspelwelle ausgebildet ist.
- Vorzugsweise ist der Kolben mit einem Führungsteil auf einem Kanalrohrende des Kanalrohrs geführt, wobei der Führungsteil mit einem Fluidkanal zur Ausbildung einer axial den Kolben durchdringenden und in der Kolbenfläche zur Druckbeaufschlagung der Kolbenfläche austretenden Druckleitung versehen ist. Einerseits wird hiermit eine besonders exakte Führung des Kolbens im Zylinderraum der Kolben-Zylinder-Einheit ohne die Ausbildung eines hierfür vorgesehenen Kolbenführungselementes ermöglicht. Vielmehr weist das Kanalrohr eine Doppelfunktion auf, die zum einen die Zuleitung des Druckmittels und zum anderen die Führung des Kolbens betrifft. Andererseits wird der im Führungsteil ausgebildete Fluidkanal zur Ausbildung einer teleskopartigen Verlängerung des Kanalrohrs genutzt, so dass unabhängig von der Relativstellung des Kolbens gegenüber dem Kanalrohr eine Druckmittelzuführung auf eine Kolbenfläche zur Druckbeaufschlagung des Kolbens sichergestellt ist.
- Wenn gemäß einer Weiterbildung die Gegenkolbenfläche über den in den Zylinderraum der Kolben-Zylinder-Einheit einmündenden Ringkanal der Kanalanordnung mit Druckmittel beaufschlagt wird, dient der Kolben nicht nur zur Ausbildung einer teleskopartigen Verlängerung des durch das Kanalrohr gebildeten Innenkanals, sondern darüber hinaus auch zur Verlängerung des Außenkanals der Kanalanordnung.
- Vorzugsweise weist der Kolben gegenüberliegend dem Führungsteil einen aus dem in der Haspelwelle ausgebildeten Zylinderraum herausgeführten Betätigungsteil auf, auf dem der Mitnehmer für die Verbindung mit der Spreizeinrichtung angeordnet ist, so dass eine unmittelbare Ankopplung des Mitnehmers an den Kolben ohne die Verwendung besonderer Kopplungselemente möglich ist.
- Wenn der Betätigungsteil des Kolbens bei in Spreizstellung angeordneten Spreizsegmenten aus einem Wellenende der Haspelwelle herausragt, kann bei Bedarf, beispielsweise, wenn eine Störung in der Druckmittelversorgung der Kolben-Zylinder-Einheit auftritt, eine radiale Rückstellung der Spreizsegmente durch eine äußere Krafteinwirkung auf den Betätigungsteil des Kolbens, beispielsweise durch einen Hammerschlag bewirkt, erfolgen.
- Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform eines Haspeldorns eines erfindungsgemäßen Haspels anhand der Zeichnungen näher erläutert.
- Es zeigen:
- Fig.1:
- einen Haspeldorn im Längsschnitt;
- Fig. 2:
- eine vergrößerte Darstellung des linken Wellenendes des in
Fig. 1 dargestellten Haspeldorns; - Fig. 3:
- eine vergrößerte Darstellung des rechten Wellenendes des in
Fig. 1 dargestellten Haspeldorns; - Fig. 4:
- einen Schnitt durch den Haspeldorn gemäß Schnittlinienverlauf IV-IV in
Fig. 1 in einem entspreizten Zustand des Haspeldorns; - Fig. 5:
- einen Schnitt durch den Haspeldorn gemäß Schnittlinienverlauf IV-IV in
Fig. 1 in einem gespreizten Zustand des Haspeldorns. -
Fig. 1 zeigt einen Haspeldorn 10 mit einer Haspelwelle 11, die, wie insbesondere derFig. 4 zu entnehmen ist, mit drei über den Umfang verteilten Spreizsegmenten 12 versehen ist, die eine Expansionstrommel 13 ausbilden, welche zur Drehmomentübertragung auf ein hier nicht näher dargestelltes Coil dient, wobei das Coil auf einer von der Expansionstrommel aufgenommenen Spule oder unmittelbar auf der Expansionstrommel angeordnet sein kann. - In den
Fig. 1 und2 ist jeweils nur eine linke bzw. eine rechte Hälfte eines Haspeldorns 10 dargestellt, wobei an einem linken Wellenende 50 der Haspelwelle 11 ein erstes Stützlager 52 und an einem rechten Wellenende 51 der Haspelwelle 11 ein zweites Stützlager 53 vorgesehen ist. - Wie ferner insbesondere aus einer Zusammenschau der
Fig. 1 und 4 zu ersehen ist, sind die Spreizsegmente 12 auf einer Spreizeinrichtung 14 angeordnet, die im vorliegenden Fall drei ebenfalls über den Umfang der Haspelwelle 11 verteilt angeordnete und jeweils einem Spreizsegment 12 zugeordnete Spreizleisten 15 aufweist. - Die Spreizsegmente 12 sind auf ihrer Innenseite mit einer Keilflächenanordnung 16 mit einer axial ausgerichteten Reihenanordnung von Keilflächen 17 versehen, die mit ebenfalls in einer axialen Reihenanordnung ausgerichteten Keilflächen 18 einer auf einer Außenseite der Spreizleisten 15 ausgebildeten Keilflächenanordnung 19 derart zusammenwirken, dass bei einer bezugnehmend auf die
Fig. 1 nach links gerichteten axialen Verschiebung der Spreizleisten 15 auf der Haspelwelle 11 die Spreizsegmente 12 radial nach außen bewegt werden. - Zur Erläuterung dieses Aufspreizvorgangs zeigt
Fig. 4 den Querschnitt des Haspeldorns 10 in einem entspreizten Zustand, in dem sich die Spreizleisten 15 in ihrer inFig. 1 gezeichneten Stellung befinden.Fig. 5 zeigt den Querschnitt des Haspeldorn 10 in einem gespreizten Zustand, in dem sich die Spreizleisten 15 aus der inFig. 1 gezeichneten Stellung nach links verschoben befinden. - Zur Ausführung der axialen Verschiebung der Spreizleisten 15 der Spreizeinrichtung 14 auf der Haspelwelle 11 ist auf einer Mittelachse 20 der Haspelwelle 11 eine Kolben-Zylinder-Einheit 21 vorgesehen mit einem Kolben 22, der über einen mit dem Kolben 22 verbundenen Mitnehmer 23 eine axiale Bewegung des Kolbens 22 auf die Spreizleisten 15 überträgt. Im Fall des dargestellten Ausführungsbeispiels ist der Mitnehmer 23 scheibenförmig ausgebildet und greift, wie insbesondere auch
Fig. 3 zeigt, mit seinem Umfangsrand 24 in am rechten axialen Ende der Spreizleisten 15 ausgebildete Nuten 25 ein. - Wie die
Fig.1 und3 zeigen, ist der Kolben 22 der Kolben-Zylinder-Einheit 21 in einem im Bereich des rechten Wellenendes 51 der Haspelwelle 11 ausgebildeten Zylinderraum 26 angeordnet, wobei der Zylinderraum 26 durch einen Bohrungsabschnitt einer sich durch die Haspelwelle 11 erstreckenden axialen Bohrung 28 gebildet ist. - Zum Anschluss an eine Druckmittelversorgung ist die Kolben-Zylinder-Einheit 21 mit einer koaxialen Kanalanordnung 29 verbunden, die zur Ausbildung eines Innenkanals ein in die axiale Bohrung 28 zentral eingesetztes Kanalrohr 30 und einen konzentrisch zum Innenkanal angeordneten Außenkanal aufweist, der durch einen zwischen dem Kanalrohr 30 und einer Bohrungswand 27 der axialen Bohrung 28 gebildeten Ringkanal 31 gebildet ist. Zur definierten zentralen Anordnung des Kanalrohrs 30 ist das Kanalrohr 30 in Stützhülsen 32 gelagert, die sich mit ihrem äußeren Umfang an der Bohrungswand 27 der axialen Bohrung 28 abstützen und konzentrisch zu einer Aufnahmebohrung 54 zur Aufnahme des Kanalrohrs 30 Durchflussbohrungen 33 für eine Druckmitteldurchströmung aufweisen.
- Wie insbesondere
Fig. 3 zeigt, ist der Kolben 22 der Kolben-Zylinder-Einheit 21 als doppelt wirkender Kolben ausgebildet mit einer Kolbenfläche 34 und einer Gegenkolbenfläche 35, die jeweils ringförmig an einander gegenüberliegenden Seiten eines gegen eine in den Zylinderraum eingesetzte Zylinderhülse 55 abdichtenden Kolbenkopf 36 ausgebildet sind. Der Kolben 22 weist auf der mit der Kolbenfläche 34 versehenen Seite des Kolbenkopfs 36 einen Betätigungsteil 37 auf, der durch eine in einem Zylinderboden 38 ausgebildete Durchgangsöffnung 39 hindurchgeführt und gegenüber dem Zylinderboden 38 abgedichtet ist. Der Betätigungsteil 37 ist mit dem Mitnehmer 23 versehen und mit seinem axialen Ende 56 in der in denFig. 1 und3 dargestellten axialen Stellung der Spreizleisten 15 bzw. des Kolbens 22 aus einem Lagerzapfen 57 der Haspelwelle 11 herausgeführt. - Auf der mit der Gegenkolbenfläche 35 versehenen Seite ist der Kolbenkopf 36 mit einem Führungsteil 40 versehen, der einen Fluidkanal 41 aufweist, der gleichzeitig zur längsverschiebbaren Anordnung des Kolbens 22 auf einem axialen Ende 42 des Kanalrohrs 30 dient. Der Fluidkanal 41 erstreckt sich durch den Kolbenkopf 36 und weist an seinem Ende Austrittsbohrungen 43 auf, deren Austrittsquerschnitte 44 in der Kolbenfläche 34 angeordnet sind.
- Zum Betrieb des doppelt wirkenden Kolbens 22 erfolgt eine Druckmittelbeaufschlagung des Kolbens 22 über ein Druckmittel, das, wie in
Fig. 1 dargestellt, mittels einer an das der Kolben-Zylinder-Einheit 21 gegenüberliegende axiale Wellenende 50 der Haspelwelle 11 mittels einer Drehzuführung 45 angeschlossen ist. Wie insbesondereFig. 2 zeigt, weist die Drehzuführung 45 zwei Druckanschlüsse 46, 47 auf, wobei im vorliegenden Fall der Druckanschluss 46 mit einer Druckleitung einer hier nicht näher dargestellten hydraulischen Pumpe verbunden ist, so dass unter Druck stehendes Druckmittel, also vorzugsweise ein Hydrauliköl, über den Druckanschluss 46 an das Kanalrohr 30 angeschlossen ist und über das Kanalrohrende 42 in den Fluidkanal 41 des inFig. 1 in seiner rechten Anschlagstellung dargestellten Kolbens 22 gelangt. Infolge des Austritts des Druckmittels aus den Austrittsbohrungen 43 in eine zwischen dem Zylinderboden 38 und der Kolbenfläche 34 gebildeten Druckraum 48 baut sich im Druckraum 48 ein Druck auf, der den Kolben 22 in seine in denFig. 1 und3 durch strichpunktierte Umrisslinien des Führungsteils 40 angedeutete linke Stellung bewegt. In dieser Stellung befinden sich dann infolge der Übertragung der axialen Bewegung des Kolbens 22 über den Mitnehmer 23 auf die Spreizleisten 15 die Spreizsegmente 12 in der insbesondere inFig. 5 dargestellten radial ausgefahren Stellung, wobei die von den Spreizsegmenten 12 ausgeführte radiale Bewegung durch eine hier nicht näher dargestellte Spule oder ein Coilauge eines Coils begrenzt wird und so die für die Übertragung eines Drehmoments vom Haspeldorn 10 auf die Spule oder das Coil erforderliche Normalkraft zwischen den Spreizsegmenten 12 und der Spule bzw. dem Coil aufgebaut wird. - Eine radiale Rückführung der Spreizsegmente 12 aus der Spreizstellung kann durch eine Abschaltung der Druckbeaufschlagung der Kolbenfläche 34 erfolgen, wobei eine beschleunigte und definierte radiale Rückführung dadurch erfolgt, dass über eine Druckbeaufschlagung des zweiten Druckanschlusses 47 der Drehzuführung 45 eine Druckverbindung zwischen der Gegenkolbenfläche 35 und einer Pumpe über den Ringkanal 31 erfolgt, der in den Zylinderraum 26 einmündet und durch Druckmittelbeaufschlagung der Gegenkolbenfläche 35 eine Rückführung des Kolbens 22 in die in
Fig. 1 dargestellte axiale Stellung bewirkt.
Claims (8)
- Haspel zum Aufwickeln von bandförmigem Material auf einen mittels einer Antriebseinrichtung antreibbaren Haspeldorn (10), der zur radial vorgespannten Aufnahme eines Coils mit Spreizsegmenten (12) versehen ist, die auf ihrer Innenseite mit einer Keilflächenanordnung (16) versehen sind und auf einer Spreizeinrichtung (14) angeordnet sind, die auf ihrer Außenseite mit einer Keilflächenanordnung (19) versehen ist,
wobei die Spreizeinrichtung (14) radial zwischen den Spreizsegmenten (12) und einer Haspelwelle (11) angeordnet und mittels einer Antriebseinrichtung axial gegenüber den Spreizsegmenten (12) und der Haspelwelle (11) verschiebbar ist, wobei die Antriebseinrichtung eine an der Haspelwelle (11) angeordnete Kolben-Zylinder-Einheit (21) aufweist, deren Kolben (22) zur Spreizung der Spreizsegmente (12) über eine in der Haspelwelle (11) ausgebildete axiale Fluidzuführung mit einem Druckmittel beaufschlagbar und zur Übertragung eines axialen Verschiebewegs mit der Spreizeinrichtung (14) verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, dass diese Verbindung über einen Mitnehmer (23) erfolgt. - Haspel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Fluidzuführung eine koaxiale Kanalanordnung (29) mit einem Innenkanal und einem konzentrisch zum Innenkanal angeordneten Außenkanal aufweist, und der Kolben (22) der Kolben-Zylinder-Einheit (21) als doppelt wirkender Kolben ausgebildet ist. - Haspel nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Innenkanal durch ein in eine axiale Bohrung (28) der Haspelwelle (11) eingesetztes Kanalrohr (30) und der Außenkanal als ein zwischen dem Kanalrohr (30) und einer Bohrungswand (27) der axialen Bohrung (28) ausgebildeter Ringkanal (31) ausgebildet ist, derart, dass eine Beaufschlagung einer Kolbenfläche (34) des Kolbens (22) über das Kanalrohr (30) und eine Beaufschlagung einer Gegenkolbenfläche (35) des Kolbens (22) über den Ringkanal (31) erfolgt. - Haspel nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Zylinderraum (26) der Kolben-Zylinder-Einheit (21) durch einen Bohrungsabschnitt der axialen Bohrung (28) der Haspelwelle (11) ausgebildet ist. - Haspel nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Kolben (22) mit einem Führungsteil (40) auf einem Kanalrohrende (42) des Kanalrohrs (30) geführt ist, wobei der Führungsteil (40) mit einem Fluidkanal (41) zur Ausbildung einer axial den Kolben durchdringenden und in der Kolbenfläche (34) zur Druckbeaufschlagung der Kolbenfläche (34) austretenden Druckleitung versehen ist. - Haspel nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Gegenkolbenfläche (35) über den in den Zylinderraum (26) der Kolben-Zylinder-Einheit (21) einmündenden Ringkanal (31) der Kanalanordnung (29) mit Druckmittel beaufschlagt wird. - Haspel nach Anspruch 5 und 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Kolben (22) gegenüberliegend dem Führungsteil (40) einen aus dem in der Haspelwelle (11) ausgebildeten Zylinderraum (26) herausgeführten Betätigungsteil (37) aufweist, auf dem der Mitnehmer (23) zur mechanischen Kopplung mit der Spreizeinrichtung (14) angeordnet ist. - Haspel nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Betätigungsteil (37) des Kolbens (22) bei in Spreizstellung angeordneten Spreizsegmenten (12) aus einem Wellenende (51) der Haspelwelle (11) herausragt.
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