DE10141567A1

DE10141567A1 - Haspelvorrichtung für Metallbänder, insbesondere für Stahlbänder

Info

Publication number: DE10141567A1
Application number: DE10141567A
Authority: DE
Inventors: Winfried Leisten
Original assignee: SMS Demag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 2001-08-24
Filing date: 2001-08-24
Publication date: 2003-03-06
Also published as: WO2003022477A1; JP4426294B2; KR100875630B1; CA2458328A1; ATE300367T1; DE50203781D1; CA2458328C; ES2243791T3; EP1427551B1; TW575468B; RU2004108693A; BR0212038A; CN1547516A; US20040232272A1; CN1269585C; US7044418B2; BR0212038B1; JP2005501730A; KR20040035737A; RU2295413C2

Abstract

Für eine Haspelvorrichtung für Metallbänder, insbesondere für Stahlbänder, mit einem in Haspeldornlagern (4a) drehgelagerten Haspeldorn (4) werden Maßnahmen für ein sicheres Einschwenken, Greifen, Zentrieren und Stützen des Haspeldornes (4) vorgeschlagen, indem das Haspeldornlager (4) am Drehlager-Außenring (6) von einem Ringspalt (7) umgeben ist und indem der Drehlager-Außenring (6) mittels nach innen schließbaren Klemm-Elementen (8) und bei eingeschobenem Haspeldorn (4) zentrierbar ist oder bei nach außen rückgestellten Klemm-Elementen (8) innerhalb des Ringspaltes (7) frei bewegbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Haspelvorrichtung für Metallbänder, insbesondere für Stahlbänder, mit einem in Haspellagern drehgelagerten Haspeldorn.
Die bekannten Haspelaußenlager in Form von Schwenktoren können die Haspeldornspitze nicht sicher reproduzierbar zentrieren, weil die Haspeldornspitze ihre Lage zur theoretischen Haspeldorn-Achse verändert. Ungünstige Hebelverhältnisse und das Prinzip aufeinander schwenkender Konen (ein Teil auf Pendelrollenlager) lassen die herkömmlichen Haspelaußenlager oft nicht voll einschwenken, die Haspeldorn- Spitze wird dadurch nicht sicher gegriffen und der drehende Haspeldorn ist unruhig. Dadurch entstehen technische und technologische Probleme beim Walzen. Die Haspeldorn-Spitze kann ihre theoretische Lage zur Haspeldornachse verlassen durch die Last am Haspeldorn (Bundgewicht, Bandzug) oder durch Verschleiß oder Beschädigung am Haspeldorn und dessen Lagerung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen für ein sicheres Einschwenken, Greifen, Zentrieren und Stützen vorzuschlagen.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Haspeldornlager am Drehlager-Außenring von einem Ringspalt umgeben ist und dass der Drehlager-Außenring mittels nach innen schließbarer Klemm-Elemente und bei eingeschobenem Haspeldorn zentrierbar ist oder bei nach außen rückgestellten Klemm-Elementen innerhalb des Ringspalts frei bewegbar ist. Dadurch kann die Haspeldornspitze sicher in das Haspellager eingeschwenkt, zentriert und für den Betrieb gestützt werden. Ein Klemmen der Haspeldornspitze findet nicht statt; es ist eine axiale Beweglichkeit vorgesehen. Der Biegung des Haspeldorns muss die Gestaltung der Lagerung an der Haspeldornspitze Rechnung tragen.

In Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Ringspalt auf eine Lageabweichung des Haspeldorns von mindestens 10 mm abgestimmt ist. Der Drehlager-Außenring erhält dadurch eine ausreichende Bewegungsfreiheit beim Einspielen des Haspeldorns.

Die konstruktive Ausbildung sieht vor, dass ein am Lagergestell gebildeter und befestigter Lagerring einen drehbar geführten Innenring aufnimmt, in dem die durch Drehen betätigbaren Klemm-Elemente angeordnet sind.

Die Übertragung einer Drehantriebskraft ist dahingehend gestaltet, dass der Innenring mittels eines außerhalb des Lagerrings angeordneten, mit Hebelabstand zum theoretischen Haspeldorn-Zentrum angelenkten Kolben-Zylinder-Antriebs drehverstellbar ist.

Weitere Ausgestaltungen bestehen darin, dass der Kolben-Zylinder-Antrieb aus der Offenstellung, in der das Gelenk für die Kolbenstange in einer horizontalen Ebene mit dem theoretischen Haspeldorn-Zentrum liegt, in eine Schließstellung unterhalb der horizontalen Ebene mit dem theoretischen Haspeldorn-Zentrum verstellbar ist, wobei das Gehäuse des Kolben-Zylinder-Antriebs am Lagergestell gelenkig gelagert ist. Dadurch können Schwenkbewegungen mit einer seitlichen Komponente ausgeführt werden.

In Weiterentwicklung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass in dem Innenring über den Umfang verteilte Steuerflächen jeweils etwa tangential zu dem Drehlager- Außenring für den zu zentrierenden Haspeldorn vorgesehen sind, an dem die Klemm-Elemente gleitend anliegen. Der Vorteil ist eine spielfreie Übertragung der Klemmkraft.

Die Klemm-Elemente sind sowohl für das Schließen als auch für das Öffnen zwangsgeführt. Dadurch werden Anfangs- und Endpositionen mit großer Genauigkeit erreicht.

Eine weitere Ausgestaltung ist dadurch gegeben, dass das Klemm-Element jeweils aus einem Klemmstein besteht, der auf der zugeordneten Steuerfläche gleitend bewegbar ist.

Vorteilhaft ist außerdem, dass zwischen dem Innenring und dem Gleitstein eine mechanische Anschlagfläche gebildet ist.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, dass ein Abschnitt der Steuerflächen jeweils aus einem Gleitstück besteht, das am Lagerring befestigt ist. Dadurch wird eine bei Verschleiß austauschbare Gleitfläche für den Klemmstein geschaffen.

Weiterhin ist vorteilhaft, dass der Klemmstein dem Zentrum zugewandt an den Radius des Drehlager-Außenringes angepasst ist. Dementsprechend können Stützkräfte auf den Außenring des Wälzlagers übertragen werden.

Eine vorteilhafte Einstellung des Gleitstückes in seine praktische Lage wird dadurch erzielt, dass der Klemmstein jeweils mittels einer Drehachse, die den Klemmstein durchdringt und außen am starr befestigten Lagerring endet, in beidseitigen Laschen gelagert ist. Die Laschen bewirken eine zwangsläufige Rückstellung der Klemmsteine in ihrem Abstand zur Haspeldornachse entsprechend der Stellung des Innenrings oder verhindern ganz und gar ein Herausfallen des oberen Klemmsteins.

Eine weitere Ausbildung sieht vor, dass der Lagerring im Lagergestell als austauschbare Kassette ausgebildet ist. Die Kassette kann als Ersatzteil bevorratet werden und die Fertigung wird erheblich vereinfacht.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das nachfolgend näher erläutert wird.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht eines Schwenktors mit Haspeldornlager,

Fig. 2 einen Schnitt A-A gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen Ausschnitt aus Fig. 1 als Ansicht auf das Haspeldornlager beim geöffneten Haspeldornlager,

Fig. 4 den Ausschnitt wie Fig. 3 unter der Annahme, dass der Haspeldorn etwa 10 mm durchhängen würde, und geschlossenem Haspeldornlager,

Fig. 5 einen vergrößerten Teilschnitt durch den Klemmstein mit Gleitstück und

Fig. 6 eine Ansicht einer austauschbaren Kassette.

Das Schwenktor 1 ist für eine Haspelvorrichtung für Metallbänder, insbesondere für Stahlbänder vorgesehen, die auf den Haspeldorn 4 aufgewickelt werden. Ein Lagergestell 2 besteht aus einer Schweißkonstruktion, wie z. B. aus Bändern und Rippen 2b. Diese Schweißkonstruktion umfasst einen Lagerring 2a, der das Haspeldornlager 4a aufnimmt.
Das Schwenktor 1 ist um Schwenklager 3a, 3b schwenkbar, wobei der Haspeldorn 4 vom theoretischen Haspeldorn-Zentrum 9 abweichen kann, so dass ein Einführen der Haspeldornspitze in das Haspeldornlager 4a nicht oder nur unter Schwierigkeiten möglich wäre.
Das Einspielen der Haspeldornspitze wird dadurch ermöglicht, dass das Haspeldornlager 4 an einem Drehlager-Außenring 6 von einem Ringspalt 7 umgeben ist. Der Drehlager-Außenring 6 ist nunmehr bei nach außen rückgestellten Klemm- Elementen 8 innerhalb des Ringspaltes 7 frei bewegbar, bis der Haspeldorn 4 das Haspeldornlager 4a gefunden hat. Danach wird der Drehlager-Außenring 6 mittels der nach innen schließbaren Klemm-Elemente 8 bei eingeschobenem Haspeldorn 4 zentriert und gestützt. Dabei ist der Ringspalt 7 auf eine Lageabweichung des Haspeldorns 4 von mindestens 10 mm abgestimmt.
Für die Ausbildung der Klemm-Elemente 8 sind unterschiedliche Gestaltungen möglich. Eine vorteilhafte Ausführungsform (Fig. 1) sieht einen an dem Lagergestell 2 gebildeten, starr mit der Schweißkonstruktion verbundenen Lagerring 2a vor, der einen drehbar geführten Innenring 5 aufnimmt. In dem Innenring 5 sind die durch Drehen verschiebbaren Klemm-Elemente 8 gelagert. An dem Innenring 5 ist ein Hebel befestigt, der durch einen Ausschnitt des Lagerrings 2a radial nach außen reicht. Mit einem Hebelabstand zum theoretischen Haspeldorn-Zentrum 9 ist ein Kolben- Zylinder-Antrieb 10 außerhalb des Lagerrings 2a angelenkt. Die Kolbenstange 12 ist an dem Innenring 5 befestigt, wobei der Innenring 5 jeweils Parallelführungen 25 für die Klemmsteine 8a bildet. In der in Fig. 3 gezeichneten Offenstellung 13 liegt dieses Gelenk 14 in einer horizontalen Ebene 15, in der auch das theoretische Haspeldorn- Zentrum 9 liegt. Der Kolben-Zylinder-Antrieb 10 bewegt den Innenring 5 mit den Klemm-Elementen 8 in eine Schließstellung 16, die in Fig. 4 gezeichnet ist. Die Schließstellung 16 ist definiert durch die mechanische Anschlagfläche 20a zwischen dem Innenring 5 und dem Gleitstück 20. Dabei gelangt das Gelenk 14 - wie ersichtlich - ca. 15° unterhalb der horizontalen Ebene 15, in der das theoretische Haspeldorn-Zentrum 9 liegt. Um dieser Bewegung nachzukommen, ist das Gehäuse 11 des Kolben-Zylinder-Antriebs 10 am Lagergestell 2 unter Anlage an einer der Rippen 2b gelenkig gelagert.
Die Anlenkung der Kolbenstange 12 erfolgt über den dargestellten Gabelkopf. Die Funktionen des Innenrings 5 sind sodann wie folgt ausgestattet:
In dem Innenring 5 sind z. B. drei in Abständen von 120° verteilte Steuerflächen 17 jeweils etwa tangential zu dem Drehlager-Außenring 6 für den zu zentrierenden Haspeldorn 4 vorgesehen. An diesen Steuerflächen 17 liegen die Klemm-Elemente 8 gleitend an. Im Ausführungsbeispiel sind die Klemm-Elemente 8 sowohl für das Schließen als auch für das Öffnen des Haspeldornlagers 4a zwangsgeführt.
Das Klemm-Element 8 wird durch einen Klemmstein 8a gebildet, der auf der Steuerfläche 17 auf dem Gleitstück 20 gleitend bewegt wird. Ein Abschnitt 19 der Steuerfläche 17 wird durch ein Gleitstück 20 gebildet, das am Innenring 5 befestigt ist. Das Gleitstück 20 ist dem Zentrum 9 zugewandt, an den Radius des Drehlager-Außenrings 6 angepasst, der ein Kegel-Wälzlager 6a abschließt. Der Klemmstein 8a ist jeweils mittels einer Drehachse 21, die den Klemmstein 8a durchdringt und außen am starr befestigten Lagerring 2a endet, in beidseitigen Laschen 22 schwenkbar gelagert (Fig. 2). In Fig. 3 ist außerdem ein breiterer Schlitz 23 gezeigt, der die sich überlagernden radialen und tangentialen Bewegungen des Klemmsteins 8a berücksichtigt.
Gemäß Fig. 5 ist in größerer Darstellung sichtbar, dass die Anschlagfläche 20a, eine Gleitfläche 20b und eine Führungsfläche 20c für die Funktionen von Bedeutung sind. Die mechanische Anschlagfläche 20a zwischen dem Innenring 5 und dem Gleitstück 20 legt die Endposition der Klemm-Elemente 8 eindeutig fest und verhindert ein Verkeilen der Klemm-Elemente 8.
In Fig. 6 ist eine alternative Ausführungsform der sonst gleichen Gestaltung gezeigt. Der Lagerring 2a kann im Lagergestell 2 als komplett austauschbare Kassette 24 ausgebildet werden, wodurch ein bevorratbares Ersatzteil entsteht und die Fertigung erheblich vereinfacht wird. Die Kassette 24 ist mittels einer horizontalen Reihe von Verschraubungen 26 und einer vertikalen Reihe von Verschraubungen 26 leicht lösbar und gegen eine neue Kassette 24 austauschbar. Bezugszeichenliste 1 Schwenktor
2 Lagergestell
2a Lagerring
2b Rippe
3a Schwenklager
3b Schwenklager
4 Haspeldorn
4a Haspeldornlager
5 Innenring
6 Drehlager-Außenring
6a Kegel-Wälzlager
7 Ringspalt
8 Klemm-Element
8a Klemmstein
9 theoretisches Haspeldorn-Zentrum
10 Kolben-Zylinder-Antrieb
11 Gehäuse des Kolben-Zylinder-Antriebs
12 Kolbenstange mit Gabelkopf
13 Offenstellung
14 Gelenk der Kolbenstange
15 horizontale Ebene
16 Schließstellung
17 Steuerfläche
18 auftragsgeschweißtes Segment
19 Abschnitt
20 Gleitstück
20a Anschlagfläche
20b Gleitfläche
20c Führungsfläche
21 Drehachse
22 Lasche
23 breiterer Schlitz
24 Kassette
25 Parallelführungen
26 Verschraubungen

Claims

1. Haspelvorrichtung für Metallbänder, insbesondere für Stahlbänder, mit einem in Haspellagern drehgelagerten Haspeldorn, dadurch gekennzeichnet, dass das Haspeldornlager (4) am Drehlager-Außenring (6) von einem Ringspalt (7) umgeben ist und dass der Drehlager-Außenring (6) mittels nach innen schließbarer Klemm-Elemente (8) und bei eingeschobenem Haspeldorn (4) zentrierbar ist oder bei nach außen rückgestellten Klemm-Elementen (8) innerhalb des Ringspalts (7) frei bewegbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringspalt (7) auf eine Lageabweichung des Haspeldorns (4) von mindestens 10 mm abgestimmt ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein am Lagergestell (2) gebildeter und befestigter Lagerring (2a) einen drehbar geführten Innenring (5) aufnimmt, in dem die durch Drehen betätigbaren Klemm-Elemente (8) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (5) mittels eines außerhalb des Lagerrings (2a) angeordneten, mit Hebelabstand zum theoretischen Haspeldorn-Zentrum (9) angelenkten Kolben-Zylinder-Antriebs (10) drehverstellbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben-Zylinder-Antrieb (10) aus der Offenstellung (13), in der das Gelenk (14) für die Kolbenstange (12) in einer horizontalen Ebene (15) mit dem theoretischen Haspeldorn-Zentrum (9) liegt, in eine Schließstellung (16) unterhalb der horizontalen Ebene (15) mit dem theoretischen Haspeldorn- Zentrum (9) verstellbar ist, wobei das Gehäuse (11) des Kolben-Zylinder- Antriebs (10) am Lagergestell (2) gelenkig gelagert ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Innenring (5) über den Umfang verteilte Steuerflächen (17) jeweils etwa tangential zu dem Drehlager-Außenring (6) für den zu zentrierenden Haspeldorn (4) vorgesehen sind, an dem die Klemm-Elemente (8) gleitend anliegen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemm-Elemente (8) sowohl für das Schließen als auch für das Öfnen zwangsgeführt sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemm-Element (8) jeweils aus einem Klemmstein (8a) besteht, der auf der zugeordneten Steuerfläche (17) gleitend bewegbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Innenring (5) und dem Gleitstein (20) eine mechanische Anschlagfläche (20a) gebildet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschnitt (19) der Steuerflächen (17) jeweils aus einem Gleitstück (20) besteht, das am Lagerring (2a) befestigt ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmstein (8a) dem Zentrum (9) zugewandt an den Radius des Drehlager-Außenringes (6) angepasst ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmstein (8a) jeweils mittels einer Drehachse (21), die den Klemmstein (8a) durchdringt und außen am starr befestigten Lagerring (2a) endet, in beidseitigen Laschen (22) gelagert ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerring (2a) im Lagergestell (2) als austauschbare Kassette (24) ausgebildet ist.