Bandspannvorrichtung
Beim Auf und Abspulen von Bandmaterialien ist es häufig erwünscht, eine Bandspannvorrichtung einzuschalten, die die Bewegung des Bandes behindert, bzw. verzögert. Es kann z. B. erwünscht sein, die Bandbewe- gung zu verzögern, um in dem Material eine Spannung zu erzeugen, so dass es auf die Spule kompakt aufgespult werden kann. In anderen Fällen ist es angezeigt, zwischen aufeinanderfolgenden Stufen einer Bearbeitungseinrichtung eine isolierende Trennung vorzusehen.
Handelt es sich um grosse Bandtransportgeschwindigkeiten, so werden bei einer bekannten Bandspannvorrichtung eine Anzahl von Rollen verwendet, zwischen denen das Bandmaterial abwechselnd auf der einen oder anderen Seite hindurchgeführt wird, wobei die Rollen angetrieben oder einstellbar abgebremst oder auch belastet werden. Auf diese Weise kann ein Durchhängen des Bandmaterials vermieden werden.
Es ist jedoch schwierig, das Bandmaterial durch die gewundene Bewegungsbahn hindurchzuführen, die bei solchen Bandspannvorrichtungen vorgesehen ist. Besteht das handzuhabende Material aus einem zerbrechlichen oder in anderer Hinsicht empfindlichen Stoff, so wird dieses Hindurchführen zu einer ziemlich wichtigen Aufgabe. Eine weitere Schwierigkeit entsteht, wenn die Ausrichtung des Bandmaterials in bezug auf die Bandspannvorrichtung kritisch ist, wie dies oft der Fall ist, wenn mehrere Stränge des Bandmaterials von einer einzigen Bandspannvorrichtung gleichzeitig beeinflusst oder gesteuert werden sollen. Werden die Rollen nicht angetrieben sondern beispielsweise nur durch Reibung belastet, so können sie verhältnismässig leicht aus ihren Stellungen in der gewundenen Bewegungsbahn versetzt werden.
Bei komplizierteren Anlagen, bei denen Antriebe verwendet werden, um den Bandtransport zu unterstützen oder zu verzögern, ist es wegen der Antriebsverbindungen mit den Rollen schwierig, die Rollen aus ihren Stellen in der gewundenen Bewegungsbahn zu versetzen.
Eine bekannte Bandspannvorrichtung verwendet eine Anzahl von Rollenpaaren, deren jede Rolle um ihre Achse drehbar angeordnet und mit einem Rollenantriebselement verbunden ist. Dabei stehen die Rol lenantriebselemente der Rollen jedes Paares miteinander in ständiger Antriebsverbindung und jedes Rollenpaar ist von einem Paar drehbarer Scheiben gehaltert, deren jede eine in Umfangsrichtung verlaufende, mit einem Scheibenantriebselement in Antriebsverbindung stehende Antriebsfläche aufweist.
Dadurch ist jedes Rollenpaar um eine zu den Drehachsen der Rollen parallele Achse um einen Winkel von mindestens 1800 zwischen einer Einführungs- und einer Betriebsstellung drehbar, in welch letzterer in der erwähnten Einführungsstellung direkt durch die Rollenpaare geführtes Bandmaterial an mindestens 5O0/o der Umfangslänge jeder Rollenaussenfläche anliegt.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist nun, eine neue und verbesserte Bandspanneinrichtung der letzterwähnten Art zu schaffen.
Die erfindungsmässige Bandspanneinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass Rollenantriebs-Ubertra- gungselemente zwischen benachbarten Paaren von Rollen angeordnet sind, um jeweils Antriebskraft von den Rollenantriebselementen eines Rollenpaares an diejenigen eines benachbarten Rollenpaares zu übertragen. Die Rollenachsen jedes Rollenpaares sind vom Zentrum der das Paar jeweils halternden Scheibe in gleicher Entfernung am gleichen Scheibendurchmesser gelegen. Je ein Scheibenantriebs-Übertragungselement ist ferner zwischen benachbarten Scheiben zum gleichzeitigen Drehantrieb aller Scheiben vorgesehen, um die Rollenpaare zwischen der Einführungs- und der Betriebsstellung zu drehen.
Dabei stehen die Rollenantriebs-Ober- tragungselemente mit den zugeordneten Rollen antriebs- elementen nur dann in Antriebsverbindung, wenn die erwähnten Scheiben sich in ihrer Betriebsstellung befinden.
Die nachfolgende Beschreibung erörtert beispielsweise bevorzugte Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes anhand der Zeichnung. Darin ist:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Maschine, die ein Materialband in einzelne Streifen zerschneidet und diese gesondert aufspult, wobei die Bandspannung durch eine Ausführungsform der erfindungsmässigen Bandspannvorrichtung reguliert wird,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die in der Figur 1 gezeigte Bandspannvorrichtung,
Fig. 3 eine Darstellung der Zahnradanordnung, die bei derselben Vorrichtung verwendet wird,
Fig. 4 eine Darstellung der Zahnradanordnung nach der Fig. 3, von der entgegengesetzten Seite aus gesehen,
Fig. 5 ein Schnitt nach der Linie 5-5 in der Fig. 3, der Einzelheiten der Rollenantriebseinrichtung, der Lagerung und der Einstellvorrichtung für die Rollen bei der in Figur 1 illustrierten Spanneinrichtung zeigt,
Fig.
6 eine schaubildliche Darstellung einer Tragscheibe für ein Antriebsrollenpaar und die
Fig. 7 eine schematische Darstellung, die drei Rollenpaare in der die Spannung regulierenden Stellung zeigt, und die
Fig. 8 eine der Fig. 7 ähnliche Darstellung der drei Rollenpaare in der Einführungsstellung.
Die in der Fig. 1 dargestellte Maschine dient zum Aufteilen (Spalten) eines dünnen Stahlmaterials mit einer Geschwindigkeit von etwa 150 m/min., wobei genaue und gleichmässige Streifen hergestellt werden. Das Material weist eine Stärke von 0,15 mm auf und wird von einer als Ganzes mit 10 bezeichneten Vorrichtung von zwei Gruppen von Schneidelementen 12, 14 in sechs oder mehr einzelne Bänder zerschnitten. Nach dem Zerschneiden bildet das Material eine durchhängende Schleife 18, und das der Breite nach überschüssige Material wird durch eine Bremse 20 und über eine Rolle 22 zu einer Aufwickelspule 24 geleitet.
Die verschiedenen Bänder 16 werden durch die Führung 28 und die Spannvorrichtung 30 geleitet und über die einzelnen Rollen 32 zu den Bandaufwickelspulen 34 befördert, die einzeln von servogesteuerten Antriebseinheiten angetrieben werden, von denen eine Einheit bei 36 dargestellt ist.
Wie aus den Figuren 1 und 7 zu ersehen ist, verläuft die Bahn der Bänder 16 durch die Spannvorrich- tung 30 durch aufeinanderfolgende Paare von Rollen 40 mit glatter Aussenseite und in Form eines < xS) 5 an jedem Walzenpaar, so dass die Bänder 16 an jeder Rolle oder Walze über einen Winkel von mehr als 1800 anliegen. Die Rollen 40 werden im Gleichlauf von einem Motor 38 mit veränderbarem Drehmoment angetrieben, und der erhebliche Reibeingriff zwischen den angetriebenen Rollen 40 und den Bändern 16 sichert eine ordnungsgemässe Spannung der Bänder.
Die Figuren 2 bis 5 zeigen weitere Einzelheiten der Spannvorrichtung. Die Rollen 40 sind zwischen aufrecht stehenden Gestellwandungen 22, 44 gelagert und werden vom Motor 38 mittels eines Zeitgebungsriemens 46 und der Riemenscheibe 48 angetrieben, die an der Antriebswelle 50 befestigt ist. Die Welle 50 betreibt das schrägverzahnte Zahnrad 52, das mit dem Zahnrad 54 kämmt. Das Zahnrad 54 weist eine Keilverbindung mit dem Ende der Welle 60-6 auf, die sich über die Wandung 44 hinaus erstreckt.
Am entgegengesetzten Ende der Welle 60-6 ausserhalb der Wandung 42 ist ein Zahnrad 62-6 befestigt, das mit dem Rollenantriebszahnrad 62-5 kämmt, das eine Keilverbindung mit der Welle 60-5 aufweist, an der die Rolle 40-5 befestigt ist. Ferner ist an der Welle 60-6 auswärts vom Zahnrad 62-6 ein Kupp lungszahnrad 64 angebracht, das ein an der Welle 60-3 befestigtes Zahnrad 66 antreibt. Ebenso ist am entgegengesetzten Ende der Welle 60-3 ein Zahnrad 62-3 befestigt, das ein an der Welle 60 in befestigtes Zahnrad 62-4 antreibt, an welcher Welle 60 4 die Rolle 40-4 befestigt ist. An der Welle 60 4 ist ferner ein Kupplungszahnrad 68 befestigt, das mit dem an der Welle 60-1 angebrachten Zahnrad 70 kämmt.
An der Welle 60-1 ist mittels einer Keilverbindung ein Antriebszahnrad 62-1 befestigt, das mit dem die Antriebswelle 60-2 und die Rolle 40-2 antreibenden Zahnrad 62-2 kämmt.
Die verschiedenen Wellen der Rollen sind in den allgemein mit 72 bezeichneten Lagern gelagert, verlaufen zueinander parallel und werden nach der obenstehenden Beschreibung zwangsläufig von den Zahnrädern 52, 54, 64, 66, 68 und 70 synchron von der gemeinsamen Antriebseinheit angetrieben, derart, dass sie die Bewegung der Bänder 16 entweder verzögern oder beschleunigen. Herkömmliche Kontrollvorrichtun- gen, z. B. Fühler in Form von photoelektrischen Einrichtungen, kontrollieren die Drehzahl der Rollen 40 und verzögern deren Umlauf, wobei die Durchhangschleife 18 dadurch aufrecht erhalten wird, dass den von den einzelnen Spulen antrieb en erzeugten Aufwickelkräften ein Widerstand entgegengesetzt wird, so dass die Bänder 16 mit einer bestimmten Spannung aufgespult werden können.
Die Lager 72 für die Rollenwellen sind in den Scheiben 80 (Fig. 6) eingesetzt, die ihrerseits in die Wandungen 42, 44 des Gestells der Spannvorrichtung eingesetzt sind. Jede Scheibe trägt an der einen Umfangskante einen Zahnkranz 82 und weist eine abgesetzte Lagerfläche 84 auf, die zur entgegengesetzten Umfangskante verläuft, sowie eine radiale Scheibenausrichtungsfläche 86 zwischen dem Zahnkranz und dem Lagerelement einer jeden Scheibe. Die Scheiben sind ferner mit zwei Aussenkungen 88 versehen, die die Lager 72 aufnehmen.
Jede Wandung 42, 44 ist mit drei zylindrischen Durchbohrungen versehen, deren Mitten aufeinander ausgerichtet sind, und in jede Durchbohrung wird eine Scheibe so eingesetzt, dass die Scheibenausrichtungsfläche 86 an der Aussenseite der Wandung anliegt.
Die drei Scheiben in der Wandung 42 sind mit 80-1, 80-3 und 80-5 in der absteigenden Reihenfolge und die drei Scheiben in der Wandung 44 sind entsprechend mit 80-2, 80-4 und 80-6 bezeichnet. (Es wird darauf hingewiesen, dass die Scheibe 80-6 eine koaxiale Aussenkung aufweist zur Aufnahme eines Lagers 81, in dem das Ende der Welle 50 koaxial gelagert ist.) Die von den gegenüberstehenden Wandungen getragenen beiden entsprechenden Scheiben lagern daher die Wellen der Rollen parallel zu einander.
Zwei Paare von leerlaufenden Zahnrädern 90 stehen mit den Zahnkränzen 82 im Eingriff und verkuppeln die Scheiben miteinander. Zwischen den Trag wandungen 42, 44 erstrecken sich zwei Wellen 92, 94, und an jedem die Wandung durchstossenden Ende jeder Welle ist mittels einer Keilverbindung ein Zahnrad befestigt. An der Welle 92 ist ferner ein Handgriff 96 befestigt. Wird der Handgriff 96 gedreht, so werden auch die beiden Zahnräder 90 gedreht, die ihrerseits die Scheiben 80-1, 80-2, 80-3 und 80 vI drehen.
Die Drehung der Scheiben 80-3 und 80 > wird über die unteren Zahnräder 90 auf die Scheiben 80-5 und 80-6 übertragen. Die Scheiben und die von diesen getragenen Rollen können daher in eine geschlossene oder spannende Stellung nach der Fig. 7 und in offene Einführungsstellung nach der Fig. 8 synchron bewegt werden.
Bei der in der Fig. 8 dargestellten Stellung wird eine geradlinige Bewegungsbahn parallel zu den Mitten der drei Paare von Wandungsdurchbohrungen geschaffen, über die die verschiedenen Bänder 16 leicht hinweggeführt werden können. Bei dieser Stellung besteht zwischen den Rollen 40 eines jeden Rollenpaares ein erheblicher Zwischenraum, so dass jede gewünschte Neuanordnung oder Ausrichtung der Bänder leicht durchgeführt werden kann. Bei dem bei dieser Stellung möglichen unbehinderten Einführen der Bänder wird im wesentlichen jede Gefahr einer Beschädigung vermieden, die bei einem verwickelteren Einführungspfad besteht. Nach dem ordnungsgemässen Einführen der Bänder werden die Scheiben mit Hilfe des Handgriffes 96 über einen Winkel von etwas weniger als 270 in die in der Fig. 7 dargestellte Stellung gedreht.
Bei dieser Stellung liegt jedes Band an jeder Rollenaussenseite über einen Winkel von mehr als 1800 an, wodurch ein erheblicher Reibantrieb geschaffen wird.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Kupplungszahnräder 64, 66, 68 und 70 nur in der Spannstellung (Fig. 7) miteinander kämmen, während die Antriebszahnräder 62 jedoch während des Drehens der Scheiben miteinander im Eingriff bleiben. Während der Drehbewegung der Scheiben bleiben ferner auch die schrägverzahnten Zahnräder 52, 54 miteinander im Eingriff, da die Achse der Welle 50 in der Mitte der Scheiben 80-6 gelegen ist, wie bereits beschrieben, und da das Zahnrad 54 sich um das Zahnrad 52 herum bewegt.
In der Spannstellung hemmt die Spannvorrichtung 30 die Bänder 16 durch den Reibeingriff zwischen diesen und den Rollen 40, wenn die Bänder von den Kraftquellen 36 auf die Spulen 34 gezogen werden.
Der Motor 38 mit einstellbarem Drehmoment betreibt die Rollen 40 über das Getriebe, die Riemenscheibe 48 und über den Zeitgebungsriemen 46 und setzt den Zugkräften der Kraftquellen 36 einen Widerstand entgegen. Die Spannung in den Bändern 16 für die gewünschten Aufspulbedingungen wird daher von der Spannvorrichtung 30 durch das Zusammenwirken der Kraftquellen 36 mit dem Bremsmotor 38 bestimmt, wobei zwischen den Schneidvorrichtungen 12, 14 und der Spannvorrichtung eine Durchhangsschleife aufrechterhalten wird.
An der beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können von Sachkundigen Anderungen, Abwandlungen und Ersetzungen vorgenommen werden. Beispielsweise können die Transportsteuerungselemente anders ausgestaltet, z. B. mit einem Gummi überzug versehen werden. Ferner können für diese Art von Vorrichtung verschiedene, an sich bekannte An triebsquellen und Antriebskupplungen verwendet werden.