BONA, Ali (Prignitzer Weg 3, Kreuztal, 57223, DE)
HOLZHAUER, Thomas (Gübecke 14, Kirchhundem, 57399, DE)
MERZ, Jürgen (Kärtner Strasse 9a, Kreuztal, 57223, DE)
BRAUKMANN, Michael (Ginsburgstrasse 2, Hilchenbach, 57271, DE)
KIPPING, Matthias (Augustastrasse 10, Herdorf, 57562, DE)
BONA, Ali (Prignitzer Weg 3, Kreuztal, 57223, DE)
HOLZHAUER, Thomas (Gübecke 14, Kirchhundem, 57399, DE)
MERZ, Jürgen (Kärtner Strasse 9a, Kreuztal, 57223, DE)
BRAUKMANN, Michael (Ginsburgstrasse 2, Hilchenbach, 57271, DE)
| Patentansprüche:
1. Haspeldorn (1 ) zum Wickeln von Blechen, insbesondere von gewalztem Warmband, mit einem vorzugsweise hohlzylindrisch ausgebildeten Dorn- körper (2), einer relativ zum Dornkörper (2) in axialer Richtung (A) verstellbaren Spreizstange (3) und einer Anzahl Segmente (4), die durch axiale Bewegung der Spreizstange (3) relativ zum Dornkörper (2) radial verstellbar sind, wobei zwischen der Spreizstange (3) und den Segmenten (4) eine Anzahl gelenkig an der Spreizstange (3) und an den Segmenten (4) gelagerte Laschen (5) angeordnet sind,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass zumindest eine Anzahl Laschen (5) im montierten Zustand des Has- peldorns (1 ) durch Ausnehmungen (6) im Dornkörper (2) hindurch treten, die so in den Dornkörper (2) eingebracht sind, dass dieser zumindest an einem seiner axialen Enden (7) frei von Ausnehmungen (6) ist.
2. Haspeldorn nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass alle Laschen (5) durch Ausnehmungen (6) im Dornkörper (2) hindurch treten, die so in den Dornkörper (2) eingebracht sind, dass dieser an seinen axialen Enden (7) frei von Ausnehmungen (6) ist.
3. Haspeldorn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Ausnehmungen (6) als in der Draufsicht recht- eckförmige Durchbrüche im Dornkörper (2) ausgebildet sind.
4. Haspeldorn nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Dornkörper (2) eine im wesentlichen zylindrische Außenkontur aufweist.
5. Haspeldorn nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein axiales Ende (7) des Dornkörpers (2), vorzugsweise beide axialen Enden (7) des Dornkörpers (2), über eine axiale Erstreckung (x) frei von Ausnehmungen (6) ist.
6. Haspeldorn nach Anspruch 4 und Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Erstreckung (x) mindestens 10 %, vorzugsweise mindestens 15 %, des Außendurchmessers (D) des Dornkörpers (2) beträgt.
7. Haspeldorn nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass vier Ausnehmungen (6) zum Durchtritt von Laschen (5) gleichförmig verteilt um den Umfang des Dornkörpers (2) angeordnet sind.
8. Haspeldorn nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Lasche (5) an einer Gelenkstelle (8) in der Spreizstange (3) schwenkbar gelagert ist, wobei die Achse (9) der Gelenkstelle (8) quer zur axialen Richtung (A) der Spreizstange (3) angeordnet ist und wobei das Ende (10) der Lasche (5) in einer in den Außenumfang der Spreizstange (3) eingearbeiteten Aussparung (11 ) angeordnet ist.
9. Haspeldorn nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (11 ) in einem axialen Ende (12) der Spreizstange (3) angeordnet ist.
10. Haspeldorn nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (11 ) im Radialschnitt so ausgebildet ist, dass die Tangente (T) an ihr eines axiales Ende (13) in axiale Richtung (A) der Spreizstange (3) weist. |
Haspeldorn
Die Erfindung betrifft einen Haspeldorn zum Wickeln von Blechen, insbesondere von gewalztem Warmband, mit einem vorzugsweise hohlzylindrisch ausgebildeten Dornkörper, einer relativ zum Dornkörper in axialer Richtung verstellbaren Spreizstange und einer Anzahl Segmente, die durch axiale Bewegung der Spreizstange relativ zum Dornkörper radial verstellbar sind, wobei zwischen der Spreizstange und den Segmenten eine Anzahl gelenkig an der Spreizstange und an den Segmenten gelagerte Laschen angeordnet sind.
Haspeldome dieser Art werden eingesetzt, um insbesondere Metallbänder nach ihrer Herstellung bzw. Veredelung zu einem Coil aufzuwickeln.
Aus der EP 0 413 985 B1 ist ein Bandhaspel zum kantengeraden Auf- bzw. Abwickeln von Metallbändern zu einem Bund oder von einem Bund, insbesondere zum Wickeln von gewalztem Warmband, bekannt, mit einem drehbar gelagerten, angetriebenen Haspeldorn, im wesentlichen bestehend aus Dornkörper, Segmenten und Spreizstange, wobei die Segmente unter Zwischenschaltung der axial in dem Dornkörper bewegbaren Spreizstange und einer mit der Spreizstange bewegbaren Kupplung von einem mit dem Haspeldorn rotierenden Antrieb in radiale Richtung spreizbar ist. Dabei ist die Kupplung mit einem der Spreizung des Haspeldorns entsprechenden Spiel zwischen einer Notent- spreizungseinrichtung und dem Gehäuse des hydraulischen Antriebs angeordnet, wobei die Notentspreizungseinrichtung und das Gehäuse des hydraulischen Antriebs in axialer Richtung unbeweglich gegenüber dem Dornkörper sind und wobei die Bewegung der Kupplung im Sinne einer Durchmesserverkleinerung des Haspeldorns durch die Notentspreizungseinrichtung begrenzt wird und die Notentspreizungseinrichtung eine zusätzliche Freigabe der axialen Bewegbarkeit der mit der Kupplung verbundenen Spreizstange um einen bestimmten Wegbetrag ermöglicht. Ein solcher Bandhaspel erfüllt die ihm zugewiesene Aufgabe des Wickeins von Warmband zufriedenstellend.
Die DE 103 47 262 B3 offenbart ein Fettverteilungssystem für einen Haspeldorn, wonach die Fettverteiler in einem Fettverteilerring angeordnet sind, der stirnseitig an die Dornwelle angeflanscht und mit Kanälen versehen ist, die mit in der Dornwelle angeordneten axialen Bohrungen verbunden sind, die direkt und/oder über Querbohrungen zu den Schmierstellen führen. Der in diesem Dokument als Standardhaspeldom zu bezeichnende Haspel besteht ferner aus einem Dornkörper und einer Spreizstange mit Laschen zum Halten der Segmente. An den Dornkörper wird eine Welle stirnseitig angeschraubt, auf der ein Wälzlager mit Gehäuse angebracht ist. Diese Einheit wird dann von einer schwenkbaren Halterung unterstützt. Diese schwenkbare Halterung (auch als Dornlagerung bezeichnet) greift von zwei Seiten um das Wälzlager mit seinem Gehäuse und stützt dieses während des Wickelvorgangs. Beim Austragen des Coils schwenkt die Dornlagerung vom Wälzlager und seinem Gehäuse ab und gibt somit den Weg zum Austragen des Coils frei.
Um die Spreizstange mit den Laschen und den Druckplatten zu den Segmenten innerhalb des Dornkörpers montieren zu können, ist der Dornkörper vorne offen gestaltet.
Durch diese Bauweise lassen sich die Spreizstange, die Laschen und die Druck- platten leicht montieren. Die Steifigkeit dieser Konstruktion ist für eine übliche Belastung ausreichend.
Aufgrund der zunehmenden Tendenz, immer höherfestere Stähle zu walzen und diese zu wickeln, steigern sich die Anforderung an den Haspeldorn einer Warmbandstraße massiv. Gegenüber einem Standardhaspeldom kann die Belastung leicht ein Zwei- bis Dreifaches sein.
Ein Beispiel für solche hochfesten Stähle sind die Rohrgütestufen nach der a- merikanischen API Norm mit dem Grad B und den Gütestufen X42 bis X80. Derzeit sind die Rohrgütestufen X100 bis X120 in der Entwicklung und im be-
ginnenden Einsatz. Diese Werkstoffe stellen eine völlig neue Entwicklung dar. Sie sollen die Forderung nach höherer Festigkeit, verbesserter Korrosionsbeständigkeit und einer Steigerung der Kollapsbeständigkeit (für Meereseinsatz) erfüllen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, die Steifigkeit eines Haspeldorns der eingangs genannten Gattung zu erhöhen und so einen Haspeldorn für das Wickeln hoch- und höchstfester Stähle bereit zu stellen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass zumindest eine Anzahl Laschen des Haspeldorns in seinem montierten Zustand durch Ausnehmungen im Dornkörper hindurch treten, die so in den Dornkörper eingebracht sind, dass dieser zumindest an einem seiner axialen Enden frei von Ausnehmungen ist.
Vorzugsweise treten alle Laschen durch Ausnehmungen im Dornkörper hin- durch, die so in den Dornkörper eingebracht sind, dass dieser an seinen axialen Enden frei von Ausnehmungen ist.
Durch die erfindungsgemäß vorgesehene stirnseitig geschlossene und aus- nehmungsfreie Ausbildung des Dornkörpers ergibt sich - wie noch im Einzelnen zu sehen sein wird - ein wesentlich steiferer Aufbau des Haspels.
Zumindest ein Teil der Ausnehmungen können als in der Draufsicht rechteck- förmige Durchbrüche im Dornkörper ausgebildet sein.
Der Dornkörper hat zumeist eine im wesentlichen zylindrische Außenkontur. Zumindest ein axiales Ende des Domkörpers, vorzugsweise beide axialen Enden des Dornkörpers, ist dabei bevorzugt über eine axiale Erstreckung frei von Ausnehmungen. Namentlich hat es sich bewährt, wenn vorgesehen wird, dass diese axiale Erstreckung mindestens 10 %, vorzugsweise mindestens 15 %, des Außendurchmessers des Dornkörpers beträgt.
Bevorzugt sind vier Ausnehmungen zum Durchtritt von Laschen gleichförmig verteilt um den Umfang des Dornkörpers angeordnet.
Das vorteilhafte Erfindungskonzept lässt sich besonders gut nutzen, wenn spezielle Vorkehrungen für die Montage des Haspeldorns getroffen werden. Hier- nach ist mit Vorteil vorgesehen, dass mindestens eine Lasche an einer Gelenkstelle in der Spreizstange schwenkbar gelagert ist, wobei die Achse der Gelenkstelle quer zur axialen Richtung der Spreizstange angeordnet ist und wobei das Ende der Lasche in einer in den Außenumfang der Spreizstange eingearbeiteten Aussparung angeordnet ist. Die Aussparung ist dabei vorzugsweise in einem axialen Ende der Spreizstange angeordnet. Ferner ergibt sich eine besonders einfache Montagemöglichkeit, wenn weiter vorgesehen wird, dass die Aussparung im Radialschnitt so ausgebildet ist, dass die Tangente an ihr eines axiales Ende in axiale Richtung der Spreizstange weist.
Erfindungsgemäß wird also durch geeignete konstruktive änderungen an der Spreizstange, den Laschen, dem Dornkörper sowie durch eine änderung des Montageablaufs der Dornkörper zur Ermöglichung einer höheren Belastbarkeit an seinem vorderen Ende geschlossen ausgebildet.
Daraus ergeben sich folgende Vorteile:
Der Dornkörper wird insgesamt steifer; es liegt kein offenes Profil mehr vor.
Die Anbindung der Dornverlängerung wird besser, da größere Teilkreisdurch- messer für die Anzugsschrauben und mehr Anzugsschrauben überhaupt möglich sind.
Es lässt sich eine Verbesserung der Dornverlängerungszentrierung erzielen, d. h.:
a) Die Zentrierfläche ist geschlossen.
b) Die Zentrierung ist im Durchmesser größer geworden. c) Durch obige Punkte ist die Fläche größer und die Konstruktion steifer geworden. Dadurch kann die Belastung gesenkt werden.
Die Stirnflächen des Dornkörpers und der Dornverlängerung sind steifer ausge- bildet (Dornkörper ca. 80 % und Dornverlängerung ca. 5 % Verbesserung). Dadurch ist die Wirksamkeit der Anzugschrauben verbessert worden.
Die Verschleißplatten der Dornsegmente stützen sich jetzt am geschlossenen Dornkörper und nicht mehr über die Dornverlängerung ab. Dadurch werden die Anzugsschrauben entlastet.
Insgesamt ergibt sich eine wesentlich stabilere Haspelanordnung, die dafür geeignet ist, auch festes und hochfestes Band zu haspeln.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele gemäß dem Stand der Technik und gemäß der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 den Radialschnitt durch einen Teil eines Haseldorns gemäß dem Stand der Technik,
Fig. 2 das eine axiale Ende des Dornkörpers des Haspeldorns gemäß Fig. 1 ,
Fig. 3 die Ansicht B des Haspeldorns gemäß Fig. 2,
Fig. 4 eine zu Fig. 2 analoge Darstellung des Dornkörpers gemäß der Erfindung,
Fig. 5 die Ansicht C des Haspeldorns gemäß Fig. 4,
Fig. 6 den axialen Endabschnitt des Dornkörpers, der Spreizstange und eines Segments eines Haspeldorns im Radialschnitt gemäß dem Stand der Technik und
Fig. 7 die zu Fig. 6 analoge Darstellung eines Haspeldorns gemäß der Er- findung.
In den Figuren 1 bis 3 ist eine vorbekannte Lösung illustriert. Der dargestellte Haspeldorn 1 weist einen im wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildeten Dornkörper 2 auf, in dem eine Spreizstange 3 in axiale Richtung A relativ zum Dorn- körper 2 verschieblich angeordnet ist. Mehrere Segmente 4 sind in radiale Richtung verschieblich, d. h. aufspreizbar, um den Dornkörper 2 herum angeordnet. Bei der axialen Verschiebung der Spreizstange 3 relativ zum Dornkörper 2 sorgen nicht dargestellte keilförmig ausgebildete Anlaufflächen an der Spreizstange dafür, dass die Segmente 4 radial nach außen gedrückt werden. Zu Details wird auf die EP 0 413 985 B1 verwiesen, in der diese bekannte Ausführungsform näher beschrieben ist. Das radiale Zurückziehen der Segmente bei der axialen Bewegung der Spreizstange 3 in die Gegenrichtung stellen Laschen 5 sicher, die an der Spreizstange 3 und an den Segmenten 4 gelenkig angeordnet sind. Auch dies ist detaillierter in der genannten EP 0 413 985 B1 illustriert und beschrieben.
An den Dornkörper 2 ist stirnseitig eine Welle 14 angeschraubt, auf der ein Wälzlager mit Gehäuse angebracht ist. In Fig. 1 ist die Anschraubfläche 15 der Welle 14 (auch als Dornverlängerung bezeichnet) am Dornkörper 2 eingezeich- net. Die Aufnahme für das Wälzlager ist mit 16 bezeichnet. Die Welle 14 kontaktiert stirnseitig über Druckplatten 17 die Segmente 4.
Die gesamte Einheit wird dann von einer schwenkbaren Halterung unterstützt. Die schwenkbare Halterung (auch Dornlagerung genannt) greift von zwei Seiten um das Wälzlager mit seinem Gehäuse (nicht dargestellt) und stützt dieses während des Wickelvorgangs. Beim Austragen des gewickelten Coils schwenkt
die Dornlagerung vom Wälzlager und seinem Gehäuse ab und gibt somit den Weg zum Austragen des Coils frei.
Wie in den Figuren 2 und 3 zu sehen ist, ist der Dornkörper 2 vorne, d. h. stirnseitig, offen gestaltet, um die Spreizstange 3 mit den an ihr befestigten Laschen 5 in den Domkörper 2 montieren zu können. Die einfache Montage wird also durch die Ausnehmungen 6 sichergestellt, die in das axiale Ende 7 des Dornkörpers 2 eingearbeitet sind.
In nachteiliger Weise ergibt sich damit eine relativ starke Schwächung des axia- len Endes des Dornkörpers 2, so dass der Haspeldorn in seiner Steifigkeit begrenzt ist. Das Haspeln hochfesten Bandmaterials ist damit nur bedingt mit einem solchen Haspeldorn möglich.
Die Erfindung sieht zur Vermeidung dieses Nachteils die in den Figuren 4 und 5 skizzierte Lösung vor. Das axiale Ende 7 des Dornkörpers 2 ist hier frei von Ausnehmungen 6. Diese sind vielmehr erst nach einer axialen Erstreckung x - gemessen in axiale Richtung A - vorgesehen und als Durchbrüche durch die hohlzylindrische Wandung des Dornkörpers 2 vorgesehen. Die axiale Erstreckung x liegt dabei bei mindestens 10 % des Außendurchmessers D des Dorn- körpers 2. Dabei haben die Ausnehmungen 6, wie in Fig. 4 zu erkennen, eine im wesentlichen recheckförmige Kontur.
Um eine einfache Montage des Haspeldorns zu ermöglichen, ist folgende Ausgestaltung vorgesehen:
Im Stand der Technik (s. Fig. 6) sind die einzelnen Laschen 5 mit ihren einem Ende 10 an einer Gelenkstelle 8 mit der Achse 9 des Gelenks in einer Aussparung 11 positioniert. Die Aussparung 11 hat im Radialschnitt eine wannenförmi- ge Kontur. Die Laschen 5 stehen dabei bei der Montage nach oben ab, so dass die Spreizstange 3 mit an ihr befestigten Laschen 5 in den Dornkörper 2 einge-
schoben werden kann. Die stirnseitig offene Ausgestaltung des Dornkörpers 2 ermöglicht dies.
Dem gegenüber ist eine solche Montage bei der erfindungsgemäßen Lösung nicht möglich, da der Dornkörper 2 stirnseitig geschlossen ist. Daher ist die Aussparung 11 für die Gelenkstelle 8 der Lasche 5 - wie es in Fig. 7 gesehen werden kann - so ausgeführt, dass sie in einem axialen Ende 12 der Spreizstange 3 angeordnet ist. Ferner ist vorgesehen, dass die Aussparung 11 im Radialschnitt so ausgebildet ist, dass die Tangente T an ihr eines axiales Ende 13 in axiale Richtung A der Spreizstange 3 weist. Hiermit wird es möglich, bei der Montage die an der Spreizstange 3 angeordneten Laschen 5 so zu positionieren, wie es in Fig. 7 mit der Bezugsziffer 5' angedeutet ist. In dieser Stellung kann die Spreizstange 3 samt Laschen 5 in den Dornkörper 2 eingeschoben werden.
Die Wirkungsweise der Lasche 5 wird durch die Abstände a (s. Fig. 6) bzw. b (s. Fig. 7) bestimmt. Die Auslegung des Abstands b erfolgt fachmännisch so, dass es bei der Montage keine Kollisionsprobleme mit anderen Bauteilen gibt und die Laschen 5 nach dem Einschieben der Spreizstange 3 in den Dornkörper 2 von der Position 5' in die Stellung geklappt werden können, die mit 5 be- zeichnet ist. Die angrenzenden Bauteile (insbesondere die Form und Größe der Ausnehmungen 6) werden ggf. entsprechend ausgelegt.
Der Vorteil der vorgeschlagenen Anordnung ist also, dass sich die Spreizstange 3 samt an ihr befestigten Laschen 5 nunmehr auch leicht montieren lässt.
Der vorgeschlagene Haspeldorn 1 eignet sich hervorragend zum Wickeln hoch- und höchstfester Materialien.
Bezuqszeichenliste:
1 Haspeldorn
2 Dornkörper
3 Spreizstange
4 Segment
5 Lasche
5" Lasche in der Montageposition
6 Ausnehmung
7 axiales Ende des Dornkörpers
8 Gelenkstelle
9 Achse der Gelenkstelle
10 Ende der Lasche
11 Aussparung
12 axiales Ende der Spreizstange
13 axiales Ende der Aussparung
14 Welle (Dornverlängerung)
15 Anschraubfläche
16 Aufnahme für ein Wälzlager
17 Druckplatte
A axiale Richtung
X axiale Erstreckung
D Außendurchmessers des Dornkörpers
T Tangente a Abstand b Abstand