DE3538677A1

DE3538677A1 - Wendehaspel

Info

Publication number: DE3538677A1
Application number: DE19853538677
Authority: DE
Inventors: Manfred Rothenpieler; Gerhard Diehl
Original assignee: SMS Schloemann Siemag AG; Schloemann Siemag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 1985-10-31
Filing date: 1985-10-31
Publication date: 1987-05-07
Also published as: JPH0527492B2; EP0221373B1; EP0221373A1; JPS62104622A; ATE49357T1; DE3668122D1; US4728051A

Description

Die Erfindung geht aus von einem Wendehaspel mit zwei an einer drehbaren Kopfplatte gelagerten, unabhängig vonein ander drehantreibbaren, zum aufeinanderfolgenden, kontinuier lichen Wickeln von Walzband vorgesehenen Haspeln, welche je weils Trommeln aufweisen, die aus mehreren, spreizbewegba ren Segmenten bestehen, welche sich mit keilförmig ausge bildeten Gleitflächen axial verschiebbar gegen die an der Kopfplatte gelagerten, als Hohlwellen ausgebildeten Haspel wellen abstützen, die von mittels Stellantrieben axial ver schiebbaren Stempeln durchgriffen sind, deren freie Enden vermittels Anschlußflanschen zur Übertragung der Spreiz bzw. Entspreizbewegung mit den Segmenten verbunden sind, und bei welchem die Haspel durch Drehen der Kopfplatte zyklisch jeweils aus einer Ausgangs- in eine Übergabeposi tion fahrbar sind.

Die bekannten, der Gattung entsprechenden Wendehaspel weisen fest mit den Haspeln verbundene Stellantriebe auf, welche die zu beschleunigenden bzw. abzubremsenden Massen der An lage erheblich erhöhen, so daß große und kostspielige An triebe, Getriebe und Kupplungen notwendig werden. Die Ein speisung des für den Betrieb dieser Stellantriebe erforder lichen Antriebsmediums, bspw. eines Hydrauliköls, erfolgt über störanfällige, kostspielige Drehzuführungen oder über Medienkupplungen, die während der Stillstandsphasen - z.B. bei der Bandbund-Übergabe - die Speiseleitung mit einem Druck speicher verbinden. Bei einem derartigen Aufbau ist an jedem Haspel neben dem fest mit diesem verbundenen Stellantrieb ein Druckspeicher zugeordnet, der die entsprechenden Dreh bewegungen mit durchzuführen hat, so daß auch hierdurch er hebliche Anlagen- und Betriebskosten anfallen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen in der Kon struktion einfachen, kostengünstig erstellbaren Wendehaspel zu schaffen, der ohne störanfällige Medienzuführungen zu den Stellantrieben auskommt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Stempel der Has pel in an sich bekannter Weise die Segmente der Trommeln mittels Druckfedern in gespreiztem Zustand halten, daß min destens ein stationär angeordneter Stellantrieb vorgesehen ist, dessen Stellglied den Stempel eines in seine Entspreiz stellung eingefahrenen Haspels zur Durchführung einer Ent spreizbewegung gegen die Kraft der Druckfeder durchzudrücken vermag, und daß der Stellantrieb eine Kupplungsklaue aufweist, in die während der Drehung der Kopfplatte entsprechende Kupp lungselemente an den Haspelwellen mit Spiel einfahrbar sind, so daß eine formschlüssige Verbindung des Stellantriebes mit dem jeweilig in die Stellung des Stellantriebes eingefahre nen Haspel bewirkbar ist.

Die Verwendung von Haspeln, deren Trommeln durch Federkraft in gespreiztem Zustand gehalten werden, macht das Mitführen der Stellantriebe bei der Drehbewegung der Haspel und der Kopfplatte überflüssig. Lediglich dort, wo das Bandbund vom Haspel abgenommen bzw. auf denselben aufgeschoben werden soll, ist ein stationär angeordneter Stellantrieb notwendig, der stets über fest Medienzuführungen mit der Speiseleitung ver bunden ist. Damit beim Entspreizen einer Haspeltrommel keine die Lager der Haspelwelle in axialer Richtung beaufschlagende Kräfte und auch keine die Lager der Kopfplatte beanspruchenden Kräfte auftreten, weisen Haspelwelle und Stellantrieb Kupp lungselemente auf, die vor jeder Spreizbewegung des Stellglie des formschlüssig verbunden werden und entsprechend auftre tende axiale Kräfte aufnehmen.

Es hat sich bewährt, daß der stationär angeordnete Stell antrieb in der Bandbund-Übergabeposition angeordnet ist.

Bei Aufwickelhaspeln ist es angebracht, daß ein zweiter stationär angeordneter Stellantrieb im Bereich der den Band anfang erfassenden Ausgangsposition vorgesehen ist. Dabei kann der Stellantrieb in der Bandbund-Übergabeposition einen vol len Entspreizhub ausführen, während der Stellantrieb in der den Bandbund erfassenden Ausgangsposition einen die Haspel trommel nur geringfügig entspreizenden Hub bewirken muß.

Das volle Entspreizen der Haspeltrommel in Bandbund-Übergabe position erlaubt das Abziehen der gewickelten Bandbunde. Das teilweise Entspreizen der Haspeltrommel in der Ausgangspo sition erleichtert das Aufwickeln des Bandanfangs. Die ersten zwei bis drei Windungen werden mit teilweise entspreizter Haspeltrommel gewickelt. Anschließend wird die Haspeltrommel gespreizt, so daß die Anfangswindungen fest auf der Haspel trommel sitzen. Beim Wickeln in teilweise entspreiztem Zu stand nehmen entsprechende Lager an der Kupplungsklaue des stationären Stellantriebes die Rotation des Haspels auf.

Zweckmäßigerweise bestehen die Stellantriebe aus zwei Antriebs einheiten, nämlich aus einem auf Führungen verfahrbaren Ent spreizantrieb und einem den Entspreizantrieb verfahrenden Verschiebeantrieb.

Dabei ist bemerkenswert, daß der Verschiebeantrieb das zwischen der Kupplungsklaue und den Kupplungselementen der Haspelwellen vorgesehene Spiel aufhebend bzw. nach dem Entspreizen wieder herstellend verschiebebeaufschlagbar ist. Das Spiel ist auf jeden Fall notwendig, damit beim Einfahren des Haspels in eine Entspreizstellung des Stellantriebes keine Beschädigungen auftreten können. Bei der Entspreizbewegung würde sich ein Spiel jedoch nachteilig auswirken, da unerwünschte Kräfte auf die Has pelwelle und die Kopfplatte übertragen würden.

Ein weiterer, noch einfacher und kostengünstiger aufgebauter Stellantrieb ergibt sich, wenn ein auf einer Führung verschieb barer Entspreiz- und Verschiebeantrieb eingesetzt wird.

Von Vorteil ist dabei, daß der Entspreiz- und Verschiebeantrieb das zwischen der Kupplungsklaue und dem Kupplungselement der Haspelwelle vorgesehene Spiel aufhebend bzw. nach dem Entsprei zen zusammen mit einem Anschlag wiederherstellend verschiebebe aufschlagbar ist.

Eine weitere, zweckmäßige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Wendehaspels ergibt sich dadurch, daß mindestens einem Haspel ein Anschlag zur walzmittengerechten Positionierung einer Walzbandhülse auf der Haspeltrommel zugeordnet ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeich nung näher erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 einen Wendehaspel in der Vorderansicht,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Antriebes eines Wen deshaspels nach Fig. 1,

Fig. 3 ein in den Stellantrieb der Bandbund-Übergabeposition eingefahrenen Haspel,

Fig. 4 den Haspel nach Fig. 2 ohne Spiel zwischen dem Kupp lungselement und der Kupplungsklaue,

Fig. 5 den Haspel nach Fig. 2 in entspreizter Stellung, und

Fig. 6 einen Haspelabschnitt mit Stellantrieb, der durch einen Entspreiz- und Verschiebeantrieb gebildet wird.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Wendehaspel 1 in seiner Vorderansicht. Der Wendehaspel 1 weist eine Kopfplatte 2 mit stirnseitiger Verzahnung 3 auf, in die Antriebszahnräder 4 von Motoren 5 (siehe Fig. 2) sowie ein Führungsrad 6 eingrei fen. Über die Antriebszahnräder 4 kann die Kopfplatte 2 ent sprechend der gewünschten Betriebsart - auf- oder abwickeln - im bzw. entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht werden. Dabei können die Motoren 5 derart gesteuert werden, daß durch die ungleiche Masseverteilung an der Kopfplatte 2 auftretende ruckartige Zahnflankenwechsel zwischen den Antriebs zahnrädern 4 und der Verzahnung 3 der Kopfplatte 2 ausgeschlossen werden.

An der Kopfplatte 2 sind Haspel 7 und 8 drehbar gelagert, welche die Kopfplatte 2 durchgreifen. Die Haspel 7 und 8 sind gleich aufgebaut, der Haspel 7 befindet sich jedoch in der Ausgangsposition, in der der Bandanfang von nicht gezeigten Umschlingern erfaßt und in einigen Windungen ge wickelt wird. Der Haspel 8, auf dem sich ein fertig gewik keltes Bandbund 9 befindet, ist dagegen in der Bandbund Übergabeposition gezeigt.

Auf der Rückseite (siehe Fig. 2) der Kopfplatte 2 befinden sich die Drehantriebe für die Haspel 7 und 8. Dabei ist we sentlich, daß der Haspel 7 über eine zentrale Welle 10 mit dem stationär angeordneten Antrieb 11 und der Haspel 8 über eine zur zentralen Welle 10 koaxial gelagerte Hohlwelle 12 mit dem ebenfalls stationär angeordneten Antrieb 13 dreh antreibbar verbunden sind. An den Enden der zentralen Welle 10 und der Hohlwelle 12 sind Zahnräder 14 und 15, die mit an den Haspeln 7 und 8 drehfest angeordneten Zahnrädern 16 und 17 kämmen.

Dieser Antrieb der Haspel 7 und 8 macht fest an den Haspeln sitzende Drehantriebe, die durch komplizierte und störanfäl lige Drehzuführungen mit Energie versorgt werden müssen, über flüssig. Gleichzeitig werden durch diese Art des Antriebes die drehanzutreibenden Massen sehr klein.

Die Fig. 3 stellt den Haspel 8 in der Bandbund-Übergabepo sition dar. Der Haspel 8 ist in den Stellantrieb 18 einge fahren.

Der Haspel 8 besteht aus einer Haspelwelle 19, in der ein Stempel 20 axial verschiebbar gelagert ist. Die Haspelwelle 19 weist keilförmig ausgebildete Gleitflächen 21 auf, auf denen sich Segmente 22 axial verschiebbar abstützen. Durch axiale Verschiebung der Segmente 22 auf den keilförmig aus gebildeten Gleitflächen 21 können Spreizbewegungen der die Haspeltrommel 23 bildenden Segmente 22 bewirkt werden. Die Segmente 22 sind über einen Anschlußflansch 24 mit dem Stem pel 20 verbunden. Durch eine zwischen Haspelwelle 19 und Stempel 20 angeordnete Druckfeder 25 wird die Haspeltrommel 23 im gespreizten Zustand gehalten. Durch Beaufschlagung des Stempels 20 gegen die Federkraft läßt sich die Haspel trommel 23 entspreizen.

Am freien Ende der Haspelwelle 19 ist ein Kupplungselement 26 vorgesehen. Das Kupplungselement 26 ist mit Spiel in die Kupplungsklaue 27 des Stellantriebes 18 eingefahren.

Der Stellantrieb 18 weist einen Entspreizantrieb 28 und einen Verschiebeantrieb 29 auf. Der Entspreizantrieb 28 ist auf Führungen 30 in Richtung auf den Haspel 8 hin- und herverfahr bar. Die Verfahrbewegung wird durch den mit dem Entspreizan trieb 28 über die Kolbenstange 31 verbundenen Kolben 31 des Verschiebeantriebs 29 bewirkt.

Das Spiel zwischen der Kupplungsklaue 27 am Entspreizantrieb 28 und dem Kupplungselement 26 an der Haspelwelle 19 ist nach Fig. 4 aufgehoben. Dazu wurde der Kolben 31 derart beauf schlagt, daß der Entspreizantrieb 28 auf den Führungen 30 von der Haspelwelle 19 fortbewegt wurde. Zwischen dem Stell antrieb 18 und dem Haspel 8 wurde dadurch ein Formschluß her gestellt, ohne daß die Haspelwelle 19 durch axiale Kräfte beaufschlagt wurde.

Fig. 5 zeigt den Haspel 8 mit entspreizter Haspeltrommel 23. Der Kolben 33 des Entspreizantriebes 28 wurde in Richtung auf die Haspelwelle 19 hin bewegt. Die Kolbenstange 34 hat den Stempel 20 gegen die Kraft der Druckfeder 25 axial ver schoben und die Segmente 22 sind auf der keilförmig ausge bildeten Gleitfläche 21 in Entspreizstellung bewegt worden.

Nach Übergabe des Bandbundes 9 wird die Haspeltrommel 23 durch Zurückziehen der Kolbenstange 34 und durch mittels Federkraft zurückgestelltem Stempel 20 wieder gespreizt. Anschließend wird durch Betätigung des Verschiebeantriebes 29 das Spiel zwischen Kupplungselement 26 und Kupplungsklaue 27 wieder hergestellt, so daß der Haspel 8 aus der Bandbund Übergabeposition ausfahren kann.

Bei bekannten, der Gattung entsprechenden Wendehaspeln müssen die fest an den Haspeln angeordneten Stellantriebe derart gesteuert werden, daß die Kolben der Stellantriebe in der Bandbund-Übergabeposition einen großen Hub und in der Aus gangsposition nur einen kleinen Hub durchführen. Durch den großen Hub muß die Haspeltrommel vollständig entspreizt wer den, damit die Bandbunde abgenommen werden können. Der kleine Hub dient lediglich dazu, das Aufwickeln und Festsetzen der ersten Windungen des Walzbandes auf der Haspeltrommel zu er leichtern.

Bei dem erfindungsgemäßen Wendehaspel führt der Stellantrieb in der Ausgangsposition immer nur einen kleinen Entspreizhub aus, während der Stellantrieb in der Bandbund-Übergabeposition stets einen großen Entspreizhub durchzuführen hat. Steuerungen die einen Stellantrieb einmal zu einem großen Hub und einmal zu einem kleinen Hub veranlassen, werden nicht benötigt.

Die Fig. 3 bis 5 zeigen einen dem Haspel 8 zugeordneten Anschlag 35. Der über eine Kolben-Zylinder-Einheit 36 gesteuerte An schlag 35 dient zur walzmittengerechten Positionierung einer Walzband-Hülse auf der Haspeltrommel 23.

In Fig. 6 ist ein Stellantrieb 18′ gezeigt, der gegenüber dem Stellantrieb 18 der Fig. 3 bis 5 einfacher aufgebaut ist und kostengünstiger erstellt werden kann.

Der Stellantrieb 18′ besteht aus einem Entspreiz- und Ver schiebeantrieb 37, der sowohl die das Spiel zwischen dem Kupplungselement 26 und der Kupplungsklaue 27′ aufhebende bzw. wiederherstellende Verschiebebewegungen des Entspreiz und Verschiebeantriebs 37 als auch die Entspreizbewegung des Stempels 20 bewirkt.

Das Spiel zwischen dem Kupplungselement 26 und der Kupplungs klaue 27′ wird dadurch aufgehoben, daß die Kolbenstange 39 gegen den Stempel 20 bewegt wird. Bei weiterer Beaufschlagung des Kolbens 40 wird der ganze Entspreiz- und Verschiebeantrieb 37 auf der Führung 30′ von dem Stempel 20 fort verschoben. Ist das Spiel zwischen dem Kupplungselement 26 und der Kupplungs klaue 27′ aufgehoben, so wird bei weiterer Beaufschlagung des Kolbens 40 der Stempel 20 relativ zur Haspelwelle 19 entspreiz verschoben.

Soll das Spiel zwischen dem Kupplungselement 26 und der Kupp lungsklaue 27′ wieder hergestellt werden, damit der Haspel aus der Bundbildestellung bzw. der Bundübergabestellung aus fahren kann, so wird der Kolben 40 derart beaufschlagt, daß die Kolbenstange 39 gegen einen Anschlag 38 gefahren wird. Bei weiterer Beaufschlagung des Kolbens 40 wird der Entspreiz und Verschiebeantrieb 37 auf der Führung 30′ zum Stempel 20 hin bewegt. Das Spiel zwischen dem Kupplungselement 26 und der Kupplungsklaue 27′ ist wiederhergestellt.

Bezugszeichenübersicht 1 Wendehaspel
2 Kopfplatte
3 Verzahnung
4 Antriebszahnräder
5 Motor
6 Führungsrolle
7 Haspel
8 Haspel
9 Bandbund
10 zentrale Welle
11 Antrieb
12 Hohlwelle
13 Antrieb
14 Zahnrad
15 Zahnrad
16 Zahnrad
17 Zahnrad
18 Stellantrieb
19 Haspelwelle
20 Stempel
21 keilförmige Gleitfläche
22 Segmente
23 Haspeltrommel
24 Anschlußflansch
25 Druckfeder
26 Kupplungselement
27 Kupplungsklaue
28 Entspreizantrieb
29 Verschiebeantrieb
30 Führungen
31 Kolbenstange
32 Kolben
33 Kolben
34 Kolbenstange
35 Anschlag
36 Kolben-Zylinder-Einheit
37 Entspreiz- und Verschiebeantrieb
38 Anschlag
39 Kolbenstange
40 Kolben

Claims

1. Wendehaspel mit zwei an einer drehbaren Kopfplatte gelagerten, unabhängig voneinander drehantreibbaren, zum aufeinanderfolgenden, kontinuierlichen Wickeln von Walzband vorgesehenen Haspeln, welche jeweils Trommeln aufweisen, die aus mehreren, spreizbewegbaren Segmenten bestehen, welche sich mit keilförmig ausgebildeten Gleit flächen axial verschiebbar gegen die an der Kopfplatte gelagerten, als Hohlwellen ausgebildeten Haspelwellen abstützen, die von mittels Stellantrieben axial verschieb baren Stempeln durchgriffen sind, deren freie Enden ver mittels Anschlußflanschen zur Übertragung der Spreiz bzw. Entspreizbewegung mit den Segmenten verbunden sind, und bei welchem die Haspel durch Drehen der Kopfplatte zyklisch jeweils aus einer Ausgangs- in eine Bandbund übergabeposition fahrbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Stempel (20) der Haspel (7, 8) in an sich bekann ter Weise die Segmente (22) der Haspeltrommeln (23) mit tels Druckfedern (25) in gespeiztem Zustand halten, daß mindestens ein stationär angeordneter Stellantrieb (18) vorgesehen ist, dessen Stellglied (33, 34) den Stem pel (20) eines in seine Entspreizstellung eingefahrenen Haspels (7 oder 8) zur Durchführung einer Entspreizbewe gung gegen die Kraft der Druckfeder (25) durchzudrücken vermag, und daß der Stellantrieb (18) eine Kupplungsklaue (27) aufweist, in die während der Drehung der Kopfplatte (2) entsprechende Kupplungselemente (26) an den Haspel wellen (19) mit Spiel einfahrbar sind, so daß eine form schlüssige Verbindung des Stellantriebes (18) mit dem jeweiligen in die Entspreizstellung des Stellan triebes (18) eingefahrenen Haspel (7 oder 8) bewirkbar ist.

2. Wendehaspel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der stationär angeordnete Stellantrieb (18) in der Bandbund-Übergabeposition angeordnet ist.

3. Wendehaspel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter stationär angeordneter Stellantrieb (18) im Bereich der den Bandanfang erfassenden Ausgangs position vorgesehen ist.

4. Wendehaspel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb (18) in der Bandbund-Übergabepo sition einen vollen Entspreizhub auszuführen vermag, und daß der Stellantrieb (18) in der den Bandanfang er fassenden Ausgangsposition einen die Haspeltrommel (23) nur geringfügig entspreizenden Hub bewirkt.

5. Wendehaspel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellantriebe (18) aus zwei Antriebseinheiten, vorzugsweise Kolben-Zylinder-Einheiten bestehen.

6. Wendehaspel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stellantrieb (18) aus einem auf Führungen (30) verschiebbaren Entspreizantrieb (28) und einem den Ent spreizantrieb (28) verfahrenden Verschiebeantrieb (29) besteht.

7. Wendehaspel nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschiebeantrieb (29) das zwischen der Kupp lungsklaue (27) und den Kupplungselementen (26) der Haspelwellen (19) vorgesehene Spiel aufhebend bzw. nach dem Entspreizen wieder herstellend verschiebebeaufschlag bar ist.

8. Wendehaspel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens dem Haspel (8) ein Anschlag (35) zur walzmitten gerechten Positionierung einer Walzband-Hülse auf der Haspeltrommel (23) zugeordnet ist.

9. Wendehaspel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß der Stellantrieb (18′) aus einem auf Führungen (30′) verschiebbaren Entspreiz- und Verschiebeantrieb (37) be steht.

10. Wendehaspel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Entspreiz- und Verschiebeantrieb (37) das zwischen der Kupplungsklaue (27) und dem Kupplungselement (26) der Haspelwelle (19) vorgesehene Spiel aufhebend bzw. nach dem Entspreizen zusammen mit einem Anschlag (38) wiederher stellend verschiebebeaufschlagbar ist.