DE3150319C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Haspel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Besonders vorteilhaft kann die Erfindung beim Kaltwalzen von Bändern aus Stahl sowie Buntmetallen an eingerüstigen umkehrbaren und nichtumkehrbaren Walzwerken sowie an mehrgerüstigen Walzwerken verwendet werden.

Es ist eine Metallbandhaspel bekannt (s. beispielweise Sammelband von NII-INFORMTYASHMASCH "Ab- und Aufrollmaschinen japanischer Firmen" /Rasmototschno­ namototschnye maschiny japonskich firm/, H. 1 - 74 - 4, S. 8, 1974).

Die erwähnte Haspel enthält ein Lagergehäuse, in dem eine Haspeltrommel drehbeweglich gelagert ist. Die Haspeltrommel ist als Hohlwelle mit Spreizsegmenten ausgeführt. Im Inneren der Welle ist koaxial zu dieser und in ihr in Längsrichtung hin- und herbewegbar eine mit den Spreizsegmenten mittels an ihr starr befestigter Keile gekoppelte Treibstange angeordnet. Der Antrieb zur Verschiebung der Treibstange ist als Hydraulikzylinder ausgeführt und - um der Wirkung von achsrechten Außenbelastungen auf die Lager der Haspeltrommelwelle vorzubeugen - unmittelbar an der rotierenden Welle angebracht. Die Zuführung von Druckflüssigkeit zum Hydraulikzylinder findet über einen Rohrwirbel statt.

Einer derartigen baulichen Gestaltung des Antriebs zur Verschiebung der Treibstange zwecks Zusammendrückens beziehungsweise Spreizens der Haspeltrommel haften folgende Nachteile an.

Herkömmlicherweise wird der Drehantrieb der Trommel einer solchen Haspel als Antrieb mit Getriebe ausgeführt, da das Ende der Trommelwelle durch den Hydraulikzylinder besetzt ist.

Ein Antrieb mit Getriebe vermag aber einen konstantbleibenden Metallbandzug beim Walzvorgang - im Vergleich zu einem solchen ohne Getriebe - wegen instabiler Getriebeverluste nur in einem geringen Maße aufrechtzuerhal­ ten.

Es sind auch Haspeln bekannt, bei denen der Trommelantrieb ohne Getriebe ausgeführt ist. Gegebenenfalls kommt ein besonderer Elektromotor mit Hohlwelle zum Einsatz, der die Trommel mittels eines Hydraulikzylinders in Drehung versetzt. Dabei erfolgt die Zuführung der Druckflüssigkeit zum Hydraulikzylinder über einen Rohrwirbel sowie die Hohlwelle des Elektromotors. Dies bedeutet, daß die Übertragung des Drehmomentes mittels Hydraulikzylinders durch Verschiebung der Treibstange zustande kommt, was nicht besonders von Vorteil ist. Darüber hinaus ist bei Verwendung einer solchen Haspel der Einsatz eines viel teureren Elektromotors in Sonderausführung erforderlich.

Der Elektromotor kann weiterhin zwischen den Lagern der Trommelwelle angeordnet sein, was das Vorhandensein von steiferen Wellenlagerungen und einer höheren Steifigkeit sowohl der Trommel- als auch der Elektromotorwelle erfordert. Dies ist zur Verminderung des Einflusses der sich verändernden Bundmasse sowie des Metallbandzuges auf den Spalt zwischen dem Läufer und dem Ständer des Elektromotors notwendig. Hieraus folgt, daß auch in diesem Fall die bauliche Kompliziertheit der Haspel zunimmt und die Verwendung eines viel teureren Elektromotors in Sonderausführung erforderlich ist.

Ein weiterer wesentlicher Nachteil, der den vorstehend beschriebenen Haspeln eigen ist, besteht im Vorhandensein des Rohrwirbels zur Zuführung der Druckflüssigkeit zum Hydraulikzylinder zwecks Betätigung der Treibstange. Das Vorhandensein des Rohrwirbels trägt wesentlich zur Komplizierung des Haspelbetriebs bei, besonders des einer hochtourigen Haspel, da er des öfteren einer Reparatur bedarf.

Daraus kann gefolgert werden, daß durch alles vorstehend Dargelegte die konstruktive Gestaltung der Haspel kompliziert, deren Herstellungskosten erhöht und die Betriebsbedingungen beeinträchtigt sind.

Die vorstehend genannten Nachteile werden durch die bauliche Gestaltung einer Metallbandhaspel (SU-PS 2 01 311) weitgehend behoben.

Die erwähnte Haspel enthält ein Gehäuse mit in diesem drehbeweglich gelagerter Haspeltrommel, deren freies Ende sich auf eine ausschwenkbare Lagerung abstützt. Die Haspeltrommel ist als Hohlwelle mit Spreizsegmenten ausgeführt. Im Inneren der Welle ist koaxial mit dieser und bezogen auf sie in Längsrichtung hin- und herbewegbar eine Treibstange angeordnet. Diese Treibstange ist mit den Spreizsegmenten mittels an der Stange starr befestigter axialer Keile und an den Spreizsegmenten angeordneter Gegenkeile verbunden.

Der Antrieb zur Verschiebung der Treibstange enthält einen Satz Druckfedern, der innerhalb des Gehäuses koaxial mit der Trommelwelle angeordnet ist. Einerseits sind die Druckfedern an einem an der Hohlwelle starr befestigten Anschlag und andererseits an einer an der Treibstange mittels eines Fangkeils über einen Schlitz der Hohlwelle starr angebrachte und mit dem Antrieb zur Verschiebung der Treibstange beim Zusammendrücken der Haspeltrommel in Zusammenwirkung stehende Buchse abgestützt. Dabei ist der Antrieb zur Verschiebung der Treibstange als im Haspelgehäuse angebrachter Hydraulikzylinder ausgeführt.

Im Verlaufe des Zusammendrückens der Haspeltrommel wirken die Kolbenstangen der Hydraulikzylinder auf die Buchse ein und verschieben diese samt Treibstange, infolge dessen nähern sich die Spreizsegmente dem Mittelpunkt (der Drehachse) der Haspeltrommel. Dabei werden die zwischen dem Anschlag und der Buchse gelegenen Druckfedern zusammengedrückt. Die Kolbenstangen der Hydraulikzylinder betätigen die Buchse nur bei stillstehender Haspeltrommel. Während der Trommeldrehung bleibt zwischen den Kolbenstangen der Hydraulikzylinder und der Buchse unbedingt ein Luftspalt bestehen.

Das Spreizen der Segmente der Haspeltrommel kommt mit Hilfe der Druckfedern zustande.

Durch Verwendung einer Haspel der vorstehend beschriebenen baulichen Gestaltung wird es zwar möglich, einen Trommelantrieb ohne Getriebe anzuwenden sowie auf den Einsatz des Rohrwirbels zur Zuführung der Druckflüssigkeit zum Hydraulikzylinder zu verzichten, die bekannte Haspel gestattet aber nur zwei Arbeitsstellungen der Treibstange, nämlich wenn die Haspeltrommel zwecks Abschiebung des aufgewickelten Bundes zusammengedrückt ist und wenn sie gespreizt ist und die Spreizsegmente zusammen mit den Keilen die zylindrische Oberfläche der Haspeltrommel zum Aufwickeln des Metallbandes bilden.

Die konstruktive Gestaltung der bekannten Haspel erlaubt auch nicht die Spreizung der Haspeltrommel bis auf einen Durchmesser, der den Innendurchmesser des abzuwickelnden Bundes überschreitet, so daß eine Verwendung als Ablauf­ haspel nicht möglich ist.

Ferner gestattet es die bauliche Gestaltung einer solchen Haspel nicht , bei Verwendung einer unsymmetrischen Haspeltrommel auf dieser eine Spule anzubringen. Es muß hervorgehoben werden, daß im modernen Walzwerkswesen Metallband vorzugsweise nicht auf die blanke Haspeltrommel, sondern auf eine Spule aufgewickelt wird.

Aus der DE-PS 9 44 424 ist eine Metallbandhaspel bekannt bei der die Rotation der Haspeltrommel über ein Untersetzungsgetriebe erfolgt. Bei dieser Haspel sind die Keile an der Welle der Haspeltrommel längsverschiebbar bezüglich der Treibstange angeordnet. Die Haspel weist außerdem zwei Antriebe auf, deren einer zur Verschiebung eines Spreizkerns dient, dessen Aufgabe darin besteht, eine Verriegelung in drei verschiedenen Spreizstellungen zu gewährleisten. Das Aufspreizen oder Einziehen erfolgt über die Treibstange mittels zweier Zylinderkolben. Durch die mitrotierenden Arbeitszylinder ist diese Haspel weniger zuverlässig im Betrieb und erschwert es, die Rotation der Haspeltrommel ohne Reduktionsgetriebe durchzuführen, da beide Enden der Welle der Haspeltrommel durch Teile der Arbeitszylinder besetzt sind. In der Einlaufstellung dieser Haspel für ein Band sind die Segmente eingeschoben. Sind dann zwei oder drei Bandwindungen in die Haspel eingelaufen, werden die Führungsansätze der Segmente durch Beaufschlagung des Zylinderkolbens des Spreizkernes entriegelt und dann werden durch den anderen Zylinderkolben die Segmente soweit aufgespreizt, bis sich die Windungen des Bandes um den Haspelkopf festgezogen haben, so daß nunmehr das Band unter dem erforderlichen Zug gehaspelt werden kann. In dieser Stellung wird der Zylinderkolben des Spreizkerns entgegengesetzt beaufschlagt und verriegelt durch den Spreizkern die weiteren Bewegungen der Führungsansätze zwischen den Keilflächen. Ist das Bund fertig gewickelt, löst der Spreizkern abermals die Verriegelung und die Segmente werden durch die nacheinander zur Wirkung kommenden Zylinderkolben in entgegengesetzter Richtung so weit verschoben, bis sie ihren kleinsten Durchmesser erreicht und sich von den inneren Windungen des Bundes gelöst haben. Das heißt, hierbei liegt die Einlaufstellung zwischen der minimalen und maximalen Spreizstellung. In allen Stellungen wird eine Verriegelung vorgenommen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Haspel zu entwickeln, deren Funktionsfähigkeit erweitert ist, d.h. mit ihr sollen zwei maximale Spreizstellungen der Haspeltrommel bei baulicher Einfachheit erreichbar sein, einmal zum Aufwickeln von Bandmaterial unmittelbar auf die Haspeltrommel, zum anderen aber auch in einer zweiten Maximalstellung, zum Aufspannen einer Spule oder eines Bandbundes, wobei aber der eigentliche Arbeitshub jeweils gleich bleiben soll.

Die gestellte Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Eine derartige konstruktive Gestaltung der Haspel gestattet es, unter Beibehaltung einer zugleich hydraulisch und federkraftangetriebenen Vorrichtung zum Zusammendrücken und Spreizen der Haspeltrommel (die sich als baumäßig einfach bewährt hat und die Möglichkeit bietet, den Trommelantrieb ohne Getriebe auszuführen), die Haspeltrommel bis auf einen Durchmesser zu spreizen, der den Innendurchmesser des abzuwickelnden Bundes überschreitet. Bei der gegebenen baulichen Gestaltung der Haspel können die die Treibstange mit den Spreizsegmenten verbindenden Keile zwei Arbeits­ stellungen einnehmen, d. h. sie vollziehen einen achsrechten Hubweg (entlang der Trommeldrehachse) von unterschiedlicher Länge bei demselben Hubweg der Treibstange. Derart können die Keile zwei Arbeitsstellungen bei demselben Hubweg der Treibstange einnehmen. Die eine, wenn die Außenflächen der Spreizsegmente und Keile die Zylinderfläche der Haspel­ trommel bilden, und die andere in dem Fall, wenn die Keile über die Grenzen der vorstehend erwähnten Zylinderfläche herausragen. Dementsprechend ist die Haspeltrommel in drei Stellungen arretierbar:

(1) zusammengedrückte Haspeltrommel (Trommeldurchmesser auf ein Mindestmaß gebracht, Keile an die Trommeldrehachse größtmöglichst angedrückt) - bei diesem Zustand erfolgt das Abziehen des zu einem Bund aufgewickelten Bandes beziehungsweise das Aufsetzen eines Bundes oder einer Spule auf die Trommel;

(2) mittlere Trommelstellung (Außenflächen der Segmente und Keile bilden die Zylinderfläche der Haspeltrommel) - bei dieser Stellung erfolgt das Aufwickeln des Bandes unmittel­ bar auf die Haspeltrommel;

(3) gespreizte Haspeltrommel (Trommeldurchmesser auf ein Maximum gebracht, Keile sind von der Trommeldrehachse maximal entfernt und ragen über die Grenzen der obenerwähnten Zylinderfläche hervor) - bei dieser Trommelstellung erfolgt das Aufsetzen der Spule oder, falls die Haspel als Ablaufhaspel zur Verwendung kommt, eines Bundes.

Hieraus folgt, daß die erfindungsgemäße konstruktive Gestal­ tung der Haspel das Aufwickeln von Bandmaterial sowohl unmittelbar auf die Haspeltrommel als auch auf eine auf dieser aufgespannten Spule gewährleistet und die Anwendungsmöglichkeiten der Haspel erweitert, indem diese auch als Ablaufhaspel verwendet werden kann.

Die Ausführungsform gemäß den Ansprüchen 2 und 3 ergibt eine baulich einfache als auch im Betrieb zuverlässige Haspel.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Metallbandhaspel mit teilweisen Ausbrüchen, in Gesamtansicht;

Fig. 2 die Haspel mit zusammengedrückter Haspeltrommel im Schnitt II-II nach Fig. 1;

Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie III-III in Fig. 2 in einer Stellung des die Keile mit der Treibstange verbindenden Triebwerkes, die dem Aufwickeln des Bandes unmittelbar auf die Haspeltrommel entspricht;

Fig. 4 einen Querschnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 2 in einer Stellung des die Keile mit der Treibstange verbindenden Triebwerkes, die dem Aufwickeln des Bandes auf eine Spule oder der Verwendung der Haspel als eine Ablaufhaspel entspricht;

Fig. 5 die zusammengedrückte Haspeltrommel im Querschnitt;

Fig. 6 die gespreizte Haspeltrommel im Querschnitt in der Stellung, die dem Aufwickeln des Bandes unmittelbar auf die Trommel entspricht;

Fig. 7 die gespreizte Haspeltrommel im Querschnitt mit einer auf diese aufgesetzten Spule.

Eine Metallbandhaspel enthält ein Lagergehäuse 1 (s. Fig. 1), in welchem eine Haspeltrommel 2 drehbeweglich gelagert ist. Die Haspeltrommel 2 ist im Lagergehäuse 1 in Wälz- oder Gleitlagern (nicht gezeigt) gelagert und weist ein freies Ende auf, das sich auf eine ausschwenkbare Lagerung 3 abstützt. Hieraus folgt, daß die auf die Haspeltrommel 2 während des Betriebs einwirkenden Belastungen aufgrund der Bundmasse und des Metallbandzugs durch die vorstehend erwähnten Lager und die ausschwenkbare Lagerung 3 aufgenommen werden.

Die Haspeltrommel 2 ist als eine Hohlwelle 4 mit Spreizsegmenten 5 und 6 ausgeführt, die an der Welle 4 - wie es aus Fig. 5 bis 7 ersichtlich ist - radial verstellbar angeordnet sind. Dabei sind die Spreizsegmente 5 und 6 mit der Hohlwelle 4 mittels Rückstellfedern 7 (wie es in Fig. 6 gezeigt ist) gekoppelt, die auf die Spreizsegmente 5 und 6 ständig einwirken und sie an die Hohlwelle 4 andrücken. Die Hohlwelle 4 der Haspeltrommel 2 ist mit einem Antrieb 8 zum Drehen der Haspeltrommel 2 (siehe Fig. 1) gekoppelt.

Im Inneren der Hohlwelle 4 der Haspeltrommel 2 ist koaxial mit dieser eine Treibstange 9 angeordnet, die mit den Spreizsegmenten 5 und 6 in Zusammenwirkung steht. Die Treibstange 9 ist bezüglich der Hohlwelle 4 in Längsrichtung hin- und herbewegbar montiert.

An der Hohlwelle 4 der Haspeltrommel 2 sind Keile 10 angeordnet, welche die Treibstange 9 mit den Spreizsegmenten 5 und 6 der Hohlwelle 4 (s. Fig. 1, 5 bis 7) verbinden. Dabei sind die Keile 10 an der Hohlwelle 4 der Haspeltrommel 2 bezüglich der Treibstange 9 längsverstellbar angeordnet und mit der letztgenannten mittels eines Triebwerkes 11 (s. Fig. 1 und 2) verbunden. Das Triebwerk 11 sichert einen Hubweg von unterschiedlicher Länge der Keile 10 bei demselben Hubweg der Treibstange 9. Mit der Außenfläche der Keile 10 stehen Einsatzstücke 12 und 13 (s. Fig. 5 bis 7) in Wechselwirkung, welche die Keile 10 mit den Spreizsegmenten 5 und 6 verbinden und an der Hohlwelle 4 der Haspeltrommel 2 radialverstellbar angeordnet sind.

Im Körper der Hohlwelle 4 der Haspeltrommel 2 ist ein Einklemmschlitz 14 ausgeführt, in den das Ende des zu walzenden Metallbandes bei dessen Aufwickeln eingeführt wird. Zum Einklemmen des Anfangs des zu walzenden Metallbandes ist an der Hohlwelle 4 eine Klemmvorrichtung 15 angeordnet, deren Klemmelement 16 in den vorstehend erwähnten Schlitz 14 eingreift.

Im Inneren des Lagergehäuses 1 ist ein Satz Druckfedern 17 (s. Fig. 1) untergebracht. Die Druckfedern 17 sind koaxial zur Hohlwelle 4 der Haspeltrommel 2 angeordnet und stützen sich einerseits auf einen an der Hohlwelle 4 angebrachten Anschlag 18 und andererseits auf eine auf die Hohlwelle 4 freilaufend aufgesetzte und an der Treibstange 9 mittels eines Fangkeils 20 starr befestigte Buchse 19 ab. Dabei steht die Buchse 19 mit dem Antrieb zur Verschiebung der Treibstange 9 beim Zusammendrücken der Haspeltrommel 2 in Wechselwirkung. Der Antrieb der Treibstange 9 ist als im Inneren des Lagergehäuses 1 untergebrachter Satz Hydraulikzylinder ausgeführt, deren Zylindergehäuse 21 an der Wand des Lagergehäuses 1 befestigt und deren Kolbenstangen 22 mit der Möglichkeit einer aussetzenden Zusammenwirkung mit der Buchse 19 angeordnet sind.

Die Keile 10 sind mit der Treibstange 9 (s. Fig. 1 und 2) durch ein Triebwerk 11 verbunden. Dieses Triebwerk kann baulich verschieden ausgeführt werden. Über die größte bauliche Einfachheit sowie die Betriebszuverlässigkeit verfügt eine solche Haspelausführungsform, bei der das Triebwerk 11 so gestaltet ist, wie es aus Fig. 2 bis 4 hervorgeht. Das Triebwerk 11 enthält einen Flansch 23, der an der Treibstange 9 starr befestigt ist. An der den Keilen 10 zugewandten Stirnfläche des Flansches 23 schließt ein Drehring 24 an. Dabei sind an den zugeordneten Stirnflächen der Keile 10 und des Drehringes 24 Vorsprünge 25 und 26 ausgeführt.

Die Vorsprünge 25 an der Stirnfläche der Keile 10 und die Vorsprünge 26 an der Stirnfläche des Drehringes 24 sind diametral entgegengesetzt. Dabei ist der Abstand zwischen den an der Stirnfläche des Drehringes 24 befindlichen Vorsprüngen 26 so gewählt, daß die an den Keilen 10 vorhandenen Vorsprünge 25 zwischen die am Drehring 24 angeordneten Vorsprünge 26 eingreifen können. Wenn sich das Triebwerk 11 in der Ausgangsstellung befindet (das ist der Zeitpunkt, in dem die Trommel 2 völlig zusammengedrückt ist), sind die an den Keilen 10 vorhandenen Vorsprünge 25 gegenüber den Lücken zwischen den am Drehring 24 befindlichen Vorsprüngen 26 gelegen. Dabei bleiben zwischen den an den Keilen 10 vorhandenen Vorsprüngen 25 und den am Drehring 24 befindlichen Vorsprüngen 26 sowie zwischen den an den Keilen 10 vorhandenen Vorsprüngen 25 und der Stirnfläche des Flansches 23 Spielräume h ₁ und h ₂ bestehen. Die Größe des Spielraums h ₂ überschreitet die des Spielraums h ₁ und die Differenz zwischen diesen Größen entspricht der Dicke des Drehringes 24.

Zur Drehung des Drehringes 24 enthält das Triebwerk 11 ein Schraubenpaar 27 für die Umwandlung der Längsbewegung in eine Drehbewegung. Das Schraubenpaar 27 weist zwei miteinander über Schraubgewinde in Wechselwirkung stehende Hülsen 28 und 29 auf. Die Innenhülse 28 ist an einer Zwischenhülse 30 längsverstellbar angeordnet, die am Stummel der Treibstange 9 starr befestigt ist. Dabei wird die Innenhülse 28 in einer ihrer Endstellungen durch eine Feder 31 festgehalten und ist mit einem Antrieb zu deren Axialverstellung gekoppelt.

Die Außenhülse 29 des Schraubenpaars 27 ist am Drehring 24 starr befestigt und bezüglich der Zwischenhülse 30 drehbeweglich angeordnet.

Der Antrieb zur Axialverstellung der Innenhülse 28 kann in der Richtung, die der Wirkungsrichtung der Feder 31 entgegengesetzt ist, in baulicher Hinsicht verschieden ausgeführt werden. In Fig. 1 und 2 ist eine Ausführungsform des Antriebs dargestellt, der als Hydraulikzylinder gestaltet ist. Das Zylindergehäuse 32 des Hydraulikzylinders ist dabei an der ausschwenkbaren Lagerung 3 koaxial mit der Hohlwelle 4 der Haspeltrommel 2 angeordnet. Die Kolbenstange 33 des Hydraulikzylinders ist mit der Möglichkeit einer aussetzenden Zusammenwirkung mit der Innenhülse 28 der Schraubpaarung 27 angeordnet. Eine derartige bauliche Gestaltung des Antriebs des Triebwerks 11 ist aus der Sicht dessen Zusammenwirkung mit der Haspeltrommel 2 besonders vorteilhaft und erfordert weiterhin keine bauliche Komplizierung der eigentlichen Haspeltrommel 2.

In Fig. 7 ist eine gespreizte Haspeltrommel 2 mit auf diese aufgesetzter Spule 34 dargestellt. Dabei sind zur Gewährleistung eines zuverlässigen Kontaktes zwischen der Haspeltrommel 2 und der Spule 34 beim Aufwickeln des Metallbandes auf die Spule 34 zumindest auf einem der Einsatzstücke 12 Nasen 35 ausgeführt, welche in Aussparungen 36 der Spule 34 eingreifen.

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Metallbandhaspel besteht in folgendem.

Nach Abschluß des Walzvorgangs und des Aufwickelns des vorhergehenden Metallbandbundes wird die Rotation der Haspeltrommel 2 (s. Fig. 1) durch Abschalten des Antriebs 8 eingestellt. Zum Abziehen des aufgewickelten Bundes ist es erforderlich, die Haspeltrommel 2 zusammenzudrücken. Das Zusammendrücken der Haspeltrommel 2 erfolgt folgenderweise: Man schaltet den Antrieb der Treibstange 9 ein. Dabei wird Druck in den Zylindergehäusen 21 der Hydraulikzylinder aufgebaut, infolgedessen deren Kolbenstangen 22 auf die Buchse 19 einwirken und diese in Richtung des Zusammendrückens der Druckfedern 17 verschieben. Zusammen mit der Buchse 19 wird in Richtung der ausschwenkbaren Lagerung 3 auch die Treibstange 9 samt Keilen 10 verschoben. Dabei werden unter der Wirkung der Rückstellfedern 7 die Spreizsegmente 5 und 6 (s. Fig. 5 bis 7) und mit diesen auch die Einsatzstücke 12 und 13 in Radialrichtung zur Achse der Haspeltrommel 2 gedrückt.

Die Verschiebung der Treibstange 9 (s. Fig. 1) wird erst dann eingestellt wenn sich die Kolbenstangen 22 der Hydraulikzylinder auf das Zylindergehäuse 21 abstützen. Damit läuft der Zusammendrückvorgang der Haspeltrommel 2 aus. Die Hydraulikzylinder des Antriebs der Treibstange 9 bleiben bis zum Zeitpunkt des Spreizens der Haspeltrommel 2 unter Druck. Die vollkommen zusammengedrückte Haspeltrommel 2 ist in Fig. 5 dargestellt. Nach Beenden des Zusammendrückvorgangs der Haspeltrommel 2 wird die ausschwenkbare Lagerung 3 (s. Fig. 1) ausgeschwenkt und das Bund gewalzten Metallbandes von der Haspeltrommel 2 abgezogen.

Wie vorstehend bereits dargelegt wurde, befindet sich das die Keile 10 mit der Treibstange 9 verbindende Triebwerk 11 zum Zeitpunkt des vollkommenen Zusammendrückens der Haspeltrommel 2 in der Ausgangsstellung. Diese Stellung ist dadurch gekennzeichnet, daß sich die an den Keilen 10 vorhandenen Vorsprünge 25 gegenüber den Lücken zwischen den am Drehring 24 gelegenen Vorsprüngen 26 befinden, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Dabei bleiben zwischen den Vorsprüngen 25 und den Vorsprüngen 26 sowie zwischen den Vorsprüngen 25 und der Stirnfläche des Flansches 23 Spielräume h ₁ und h₂ bestehen (s. Fig. 2). Die Innenhülse 28 des Schraubenpaars 27 wird durch die Feder 31 in ihrer Endstellung festgehalten, während die Kolbenstange 33 des als Antrieb des Triebwerkes 11 dienenden Hydraulikzylinders in das Zylindergehäuse 32 des Hydraulikzylinders völlig eingezogen ist und beim Heranführen der ausschwenkbaren Lagerung 3 (s. Fig. 1) an die Haspeltrommel 2 zwischen der Kolbenstange 33 (s. Fig. 2) und der Innenhülse 28 ein garantierter Spielraum bestehen bleibt.

Zum weiteren Betrieb der Haspel wird die Haspeltrommel 2 gespreizt. Dabei sind mehrere Betriebszustände der Haspel möglich.

In einem dieser Betriebszustände der Haspel wird die Haspeltrommel 2 gespreizt, um Metallband unmittelbar auf die Haspeltrommel 2 aufzuwickeln. Zu diesem Zweck wird nach dem Heranführen der ausschwenkbaren Lagerung 3 an die Haspeltrommel 2 die Zuführung der Druckflüssigkeit in die Zylindergehäuse 21 (s. Fig. 1) der Hydraulikzylinder eingestellt. Die Treibstange 9 verschiebt sich unter Einwirkung der Druckfedern 17 auf die mit diesen gekoppelte Buchse 19 in der Richtung, die der ausschwenkbaren Lagerung 3 entgegengesetzt ist, wobei gleichzeitig die Kolbenstangen 22 der Hydraulikzylinder in die Zylindergehäuse 21 eingezogen werden. Dabei setzt die Verschiebung der Keile 10, und zugleich die Radialverstellung der Einsatzstücke 12 und 13 (s. Fig. 5 bis 7) sowie der Spreizsegmente 5 und 6 (Spreizen der Haspeltrommel 2) erst dann ein, wenn der Spielraum h ₂ zwischen den Stirnflächen der an den Keilen 10 vorhandenen Vorsprünge 25 und der Stirnfläche des Flansches 23 (s. Fig. 2) ausgeglichen ist. Die Vorsprünge 25 greifen zwischen die Vorsprünge 26 des Drehringes 24 ein, wie es in Fig. 3 dargestellt ist.

Die Längsverstellung der Treibstange 9 und der Keile 10 sowie die Radialverstellung der Einsatzstücke 12 und 13 wie auch der Spreizsegmente 5 und 6 vollzieht sich bis zu dem Zeitpunkt, wenn sich die Buchse 19 auf die an der Hohlwelle 4 der Haspeltrommel 2 angebrachten Feststellstücke abstützt. Nach Beenden der Verstellung der Treibstange 9 ist die Haspeltrommel 2 zum unmittelbaren Aufwickeln des Metallbandes auf sie gespreizt (s. Fig. 6).

In einem anderen Betriebszustand der Haspel wird die Haspeltrommel 2 gespreizt um Metallband auf eine auf die Haspeltrommel 2 aufgesetzte Spule 34 (s. Fig. 7) aufzuwickeln oder um einen Metallbandbund auf der Haspeltrommel 2 bei Verwendung der Haspel als Ablaufhaspel aufzuspannen.

Zu diesem Zweck wird auf die Haspeltrommel 2 eine Spule 34 bzw. ein Bund aufgesetzt und die ausschwenkbare Lagerung 3 an die Haspeltrommel 2 herangeführt (s. Fig. 1). Dann wird in das Zylindergehäuse 32 des Hydraulikzylinders des Antriebs des Triebwerkes 11, das die Keile 10 mit der Treibstange 9 verbindet, Druckflüssigkeit eingeleitet, so daß sich die Kolbenstange 33 bewegt und dabei auf die Innenhülse 28 (s. Fig. 2) einwirkt. Das Schraubenpaar 27 wandelt dabei die lineare Bewegung der Innenhülse 28 in eine Drehbewegung der Außenhülse 29 um. Solcherart kommt die Drehung des Ringes 24 zustande. Dabei stellen sich die am Drehring 24 vorhandenen Vorsprünge 26 gegenüber den an den Keilen 10 ausgeführten Vorsprüngen 25 ein, wie es in Fig. 4 gezeigt ist.

Dann wird die Einleitung von Druckflüssigkeit in die Zylindergehäuse 21 (s. Fig. 1) der Hydraulikzylinder abgeschaltet. Die Treibstange 9 fängt an, sich unter Wirkung der Druckfedern 17 zu verschieben und spreizt dabei die Haspeltrommel 2, wie es vorstehend beschrieben worden ist. Bei Benutzung der Haspel im gegebenen Betriebszustand setzt die Längsverschiebung der Keile 10 erst dann ein, wenn der Spielraum h ₁ zwischen den Stirnflächen der an den Keilen 10 vorhandenen Vorsprünge 25 und der am Drehring 24 ausgeführten Vorsprünge 26 (s. Fig. 2) ausgeglichen ist. Da aber h ₂<h ₁, ist, fangen die Keile 10 bei demselben Hubweg der Treibstange 9 (d. h. genau so, wie beim vorstehend beschriebenen Betriebszustand) eher an, sich zu verschieben, infolgedessen übertrifft der Hubweg der Keile 10 im gegebenen Betriebszustand der Haspel den Hubweg der besagten Keile 10 beim vorstehend erläuterten Betriebszustand um eine Größe, die der Differenz h ₂-h ₁ (Dicke des Drehringes 24) gleich ist.

Dies hat eine größere Radialverschiebung der Einsatzstücke 12 und 13 sowie der Spreizsegmente 5 und 6 zur Folge (s. Fig. 7) als im vorstehend beschriebenen Betriebszustand der Haspel. Ein um die vorragenden Einsatzstücke 12 und 13 herum umschriebener Kreis hat also einen größeren Durchmesser. Entlang dieser Kreislinie, deren Durchmesser dem Innendurchmesser der Spule 34 bzw. des Bundes gleich ist, erfolgt die Befestigung von Spule oder Bund an der Haspeltrommel 2 durch die von den Einsatzstücken 12 und 13 auf die Innenflächen der Spule 34 bzw. des Bundes ausgeübten Spreizbelastungen.

Der maximale Metallbandzug wird beim Aufwickeln des Metallbandes auf die Spule 34 durch die Größe der vorstehend erwähnten Spreizkraft bei einem bestimmten Reibungsbeiwert sowie durch die zulässige Flächenpressung an der Berührungsstelle der Oberfläche der Aussparung 36 der Spule 34 und der Nasen 35 eines der Einsatzstücke 12 bedingt. Beim Abwickeln des Metallbandes, d. h. wenn die Haspel als Ablaufhaspel eingesetzt ist, wird der maximale Metallbandzug nur durch die Größe der Spreizkraft und den Reibungsbeiwert bestimmt.

Die Verschiebung der Buchse 19 (s. Fig. 1) unter der Wirkung der Druckfedern 17 sowie der mit dieser Buchse gekoppelten Treibstange 9 wird erst dann eingestellt, wenn sich die Einsatzstücke 12 und 13 (s. Fig. 7) auf die Innenfläche der Spule 34 bzw. des zum Abwickeln aufgesetzten Bundes abstützen. Gegebenenfalls stützt sich die Buchse 19 auf die an der Hohlwelle 4 der Haspeltrommel 2 (s. Fig. 1) vorhandenen Feststellstücke nicht ab.

Nach Befestigung der Spule 34 (s. Fig. 7) bzw. des Bundes auf der Haspeltrommel 2 ist die Haspel zum Aufwickeln bzw. zum Abwickeln des nächsten Bundes bereit. Während der Drehung der Trommel 2 bleibt zwischen der Kolbenstange 33 (s. Fig. 2) des Hydraulikzylinders und der Innenhülse 28 ein Spielraum bestehen, dessen Breite dem Hubweg der Treibstange 9 gleich ist.

Nach Beendigung des Auf- bzw. Abwickelns wird die Haspeltrommel 2 auf die vorstehend beschriebene Weise zusammengedrückt. Nach Abschluß der Verschiebung der Treibstange 9 in Richtung der ausschwenkbaren Lagerung 3 (völlig zusammengedrückte Stellung der Haspeltrommel 2) wird die Kolbenstange 33 des Hydraulikzylinders von der Innenhülse 28 abgeführt, indem der Druck im Zylindergehäuse 32 des Hydraulikzylinders abgebaut wird. Unter Wirkung der Feder 31 verschiebt sich die Innenhülse 28, dreht dabei die Außenhülse 29 und bringt samt dieser auch den Drehring 24 in die Ausgangsstellung des Triebwerkes 11.

Nach Beendigung des Zusammendrückvorgangs der Haspeltrommel 2 und nachdem das Triebwerk 11 in die Ausgangsstellung gebracht ist, ist die Haspeltrommel 2 für die Ausführung nachfolgender Arbeitsgänge, wie Spreizen zum Aufwickeln von gewalztem Metallband unmittelbar auf die Haspeltrommel bzw. auf die Spule, wie auch zum Aufsetzen eines nachfolgenden Bundes bei Verwendung der Haspel als Ablaufhaspel, bereit.

Claims (3)

1. Haspel für bandförmiges Material, insbesondere Metallband, mit einer in einem Lagergehäuse drehbewegbar gelagerter Haspeltrommel, die als Hohlwelle mit Spreizsegmenten ausgebildet ist, in deren Innerem eine Treibstange koaxial angeordnet ist, die relativ zur Hohlwelle in Längsrichtung hin- und herverschiebbar und mit den Spreizsegmenten mittels Keilen verbunden ist, sowie mit im Innern des Lagergehäuses untergebrachten Druckfedern, die um die Hohlwelle verteilt achsparallel angeordnet sind und sich einerseits an einem an der Hohlwelle angebrachten Anschlag und andererseits an einer an der Treibstange starr befestigten und mit einem Antrieb zur Verschiebung der Treibstange beim Zusammendrücken der Haspeltrommel zusammenwirkenden Buchse abstützen, dadurch gekennzeichnet, daß die Keile (10) an der Hohlwelle (4) der Haspeltrommel (2) längsverschiebbar bezüglich der Treibstange (9) angeordnet sind und mit der Treibstange (9) über ein Triebwerk (11) in Verbindung stehen, das bei demselben Hubweg der Treibstange (9) unterschiedliche Hubwege der Keile (10) ermöglicht.

2. Haspel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Keile (10) mit der Treibstange (9) verbindende Triebwerk (11) als ein an der Treibstange (9) starr befestigter Flansch (23) mit an diesem anschließenden Drehring (24) sowie einem Schraubenpaar (27) ausgeführt ist, enthaltend zwei ineinander verschraubbare Hülsen (28 und 29), von denen die Innenhülse (28) auf der Treibstange (9) längsverstellbar angeordnet und die Außenhülse (29) mit einem Drehring (24) starr verbunden und bezüglich der Treibstange (9) drehbewegbar angeordnet ist, wobei der Drehring (24) und die Keile (10) mit Vorsprüngen (26 bzw. 25) versehen sind, die durch die Verdrehung des Drehrings (24) in gegenseitige Anlage- oder in Außereingriffsposition stellbar sind.

3. Haspel nach Anspruch 2, bei der das freie Ende der Haspeltrommel auf einer ausschwenkbaren Lagerung abstützbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des die Keile (10) mit der Treibstange (9) verbindenden Triebwerkes (11) als Hydraulikzylinder ausgeführt ist, dessen Zylindergehäuse (32) an der ausschwenkbaren Lagerung (3) koaxial zur Hohlwelle (4) der Haspeltrommel (2) angebracht ist und dessen Kolbenstange (33) mit der Innenhülse (28) des Schraubenpaares (27) in Eingriff bringbar ist.