DD257053A1 - Spannvorrichtung fuer einen sich bewegenden strang - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung fuer einen sich bewegenden Strang mit dem Ziel, die Bremswirkung auf den sich bewegenden Strang ueber einen grossen Bereich unter Vermeidung von Oberflaechenreibung zu gewaehrleisten, so dass sowohl fuer unterschiedliche Materialien als auch fuer verschiedene Profile die gleiche Vorrichtung verwendbar ist. Es wird die Aufgabe geloest, eine solche Spannvorrichtung derart zu verbessern, dass die Bremswirkung auf den Strang ueber einen grossen Bereich gleichbleibend ist, indem sich die erforderliche Stellkraft im gesamten Wirkbereich proportional zu dem entstehenden Drehmoment verhaelt. Die Loesung erfolgt dadurch, dass der Strang in einen mehrfach S-foermigen Verlauf um auf Traegern angebrachte Fuehrungsrollen gezwungen wird. Die Traeger sind drehbar gelagert. An den Traegern greift tangential eine Verdreheinrichtung an, so dass der Umschlingungswinkel des Strangs um die Fuehrungsrollen in einem grossen Bereich veraenderlich ist. Die Erfindung ist anwendbar beim Foerdern oder Wickeln von strangfoermigem Gut, beispielsweise beim Wickeln von Spulen. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft das Fördern von strangförmigem Gut wie Kabel, Fäden, Seile, Drähte, Bänder, Folien u.a. zum Zweck des Wickeins oder Spulens. Das bevorzugte Anwendungsgebiet ist das Wickeln von Spulen für die Elektrotechnik.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Spann- bzw. Bremsvorrichtungen für strangförmiges Gut sind bekannt. Eine bekannte Variante besteht darin, die Trommel zu bremsen, von der das Gut Oberflächenreibung auszuüben. Jedoch wird dadurch das strangförmige Gut abgewickelt wird. Eine andere bekannte Lösungsmethode beruht auf dem Prinzip, auf das strangförmige Gut auf Zug belastet und die Oberflächenreibung wirkt sich negativ auf die Oberflächengüte des Materials aus. Demzufolge wurde nach Lösungen gesucht, die diese Nachteile vermeiden. Als vorteilhaft hat sich das Prinzip erwiesen, dem strangförmigen Gut auf dem Weg von der Trommel, auf der es aufgewickelt ist, zu der Vorrichtung, die es verarbeitet, durch wechselseitiges Auslenken und Steuern des entstehenden Drehmoments eine gleichbleibende Spannung zu verleihen. Eine nach diesem Prinzip funktionierende bekannte Vorrichtung zur Konstanthaltung der Spannung in einem sich bewegenden Strang ist in der DE-OS 1952028 beschrieben. Die Vorrichtung besteht aus einem starren Träger, der auf einem fest angeordneten Zapfen drehbar gelagert ist. Der Träger ist als Scheibe oder Balken ausgeführt. An den Enden des Balkens bzw. auf einer dem Durchmesser der Scheibe entsprechenden Linie und in der Nähe des Umfangs der Scheibe befinden sich je ein Strangführungselement, vorzugsweise eine Rolle. In Strangrichtung vor und hinter dem starren Träger sind weitere Strangführungselemente fest angeordnet. Dadurch erhält der Strang eine definierte Ein- und Ablaufbahn hinsichtlich des starren, drehbar gelagerten Trägers, während die auf dem Träger angeordneten Strangführungselemente den Strang S-förmig ablenken. Die S-förmige Ablenkung bewirkt ein Drehmoment auf den Träger.

An dem Träger ist weiterhin eine als druckmittelbetätigbarer Schubstangen-Druckzylinder ausgeführte Verdreheinrichtung angelenkt, die ein entgegengesetzt wirkendes Drehmoment erzeugt. Dadurch wird der Strang abgebremst und erhält eine konstante Spannung, ohne daß die Strangoberfläche durch Reibung beansprucht wird.

Nachteilig an der bekannten Lösung ist, daß der Schubstangen-Druckzylinder einen nichtlinearen Kennlihienverlauf aufweist, da wegen des fixierten Angriffspunktes an dem Träger die Stellkräfte nicht stets tangential wirken. Dadurch muß entweder mittels einer aufwendigen Regelung die nichtlineare Veränderung des Betrages der Stellkraft innerhalb des Wirkbereichs gewährleistet werden, oder der Wirkbereich ist auf einen kleinen Stellwinkel des Trägers beschränkt, über den die Stellkraft einen annähernd linearen Anstieg beibehält.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung bezweckt, die Bremswirkung auf einen sich bewegenden Strang über einen großen Bereich unter weitestgehender Vermeidung von Oberflächenreibung zu gewährleisten, so daß sowohl für unterschiedliche Materialien als auch für verschiedene Profile die gleiche Vorrichtung verwendbar ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung _t

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung für einen sich bewegenden Strang derart zu verbessern, daß die Bremswirkung auf den Strang über einen großen Bereich gleichbleibend ist. Die Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst, daß der Strang S-förmig um zwei als Strangführungselemente wirkende auf einem starren Träger drehbar gelagerte Führungsrollen verläuft und an den Träger eine Verdreheinrichtung angreift, wobei wenigstens zwei Träger in Strangrichtung hintereinander angeordnet und die Träger mit Trägerzapfen starr verbunden sind. Die Trägerzapfen sind drehbar gelagert, beispielsweise in einer Gehäusewand, in einer Getriebewand, in einem speziell zu diesem Zweck angebrachten Lagerbock o.a. Die Verdreheinrichtung ist derart angeordnet, daß sie an allen Trägern tangential wirkend angreift. Auf jedem Träger sind zwei achsparallele Rollenachsen angeordnet, auf denen jeweils eine oder mehrere Führungsrollen drehbar gelagert sind.

Ein erfindungswesentliches Merkmal besteht darin, daß die an jedem Träger angebrachten Rollenachsen jeweils auf einer Linie, die durch den Drehpunkt des entsprechenden Trägers verläuft, und vorzugsweise in der Nähe des Trägerumfangs angeordnet sind.

Die Erfindung ist weiterhin dadurch charakterisiert, daß die Verdreheinrichtung den treibenden und die Träger den getriebenen Teil eines Getriebes mit großer Untersetzung darstellen.

Ausgestaltet wird die erfindungsgemäße Lösung durch die Verdreheinrichtung und den entsprechenden Wirkverbund zu den Trägern. Die Verdreheinrichtung ist eine an allen Trägern angreifende Schnecke, wobei der Umfang der Träger entsprechend verzahnt ist. Die Verdreheinrichtung kann jedoch auch als Stirn- oder Kegelrad ausgeführt sein und lediglich an einem der Träger eingreifen. Der Wirkverbund zu den anderen Trägern wird mittels zwischen den Trägern angeordneten Zwischenstirnrädern erreicht. Diese Lösungsvariante umfaßt sowohl gezahnte als auch Reibräder in jeglicher Kombination. Die Bremswirkung auf den sich bewegenden Strang wird durch den S-förmigen Verlauf erzielt. Der S-förmige Strangverlauf entsteht durch entsprechendes teilweises Umschlingen der Führungsrollen. Gesteigert wird die Bremswirkung durch die Aneinanderreihung mehrerer mit Führungsrollen versehener Träger. Auf Grund der stufenlosen Verstellbarkeit der Träger ist ein großer Verstellbereich und somit ein großer Wirkbereich hinsichtlich verschiedener Strangmaterialien und-profile gegeben. In Ausgangsstellung verläuft der Strang zwischen den Führungsrollen der Träger hindurch, ohne diese zu umschlingen. Dadurch wird ein sehr leichtes Einlegen des Strangs in die Vorrichtung möglich. Dieser Vorteil kommt besonders dann zum Tragen, wenn beispielsweise straffer Draht oder schwere Kabel oder Seile durch die Vorrichtung gespannt bzw. gebremst werden sollen. Durch die stufenlose und synchrone Verstellbarkeit der Träger sind innerhalb eines großen Bereichs beliebige Drehwinkel der Träger einstellbar. Der Verdrehungswinkel der Träger erzeugt den Umschlingungswinkel des Strangs um die Führungsrollen und damit die Größe der Bremskraft, die auf den Strang wirkt. Da der Strang über die Führungsrollen und die Rollenachsen ein Drehmoment auf die Träger erzeugt, das den Verdrehungswinkel der Träger aufzuheben bestrebt ist, dient die Verdreheinrichtung gleichzeitig zur Erzeugung des Gegendrehmoments. Die Übertragung des Gegendrehmoments erfolgt vorteilhaft über die starre Verbindung Träger-Trägerzapfen-Rollenachsen. Auf Grund der stets tangential am Träger angreifenden Verdreheinrichtung ist gewährleistet, daß die zur Erzeugung des Gegendrehmoments notwendige Stellkraft über den gesamten Wirkbereich proportional dem Drehmoment ist.

Wegen der synchronen und linearen Verstellbarkeit der Träger ist es möglich, auf jeder Rollenachse mehrere Führungsrollen, die für verschiedene Strangprofile ausgelegt sind, anzuordnen. Dadurchist das Umrüsten der Vorrichtung unnötig, wenn im Betrieb verschiedene Materialien und Profile verarbeitet werden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Äusführungsbeispiels näher erläutert. Das Beispiel entspricht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die beim Wickeln von Spulen für die Elektrotechnik Anwendung findet. Die dazugehörige Zeichnung zeigt in

Fig. 1: die Ansicht einer Vorrichtung in Strangrichtung, in

Fig.2: eine 2-Träger-Vorrichtung in Strängeinlegestellung und in

Fig. 3: eine weitere 2-Träger-Vorrichtung in Betriebsstellung.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zeigt einen Träger 1 mit einem dazugehörigen Trägerzapfen 7, die aus einem Stück hergestellt sind. An dem Träger sind Rollenachsen 2 befestigt. Die Rollenachsen 2 befinden sich in der Nähe des Umfangs des Trägers 1. Auf jeder Rollenachse 2 sind drei Führungsrollen 3, die paarweise unterschiedliche Profile aufweisen, drehbar gelagert angeordnet. Der Trägerzapfen 7 befindet sich in einer Getriebewand 8, in der er drehbar gelagert ist. Auf der Getriebeinnenseite ist der Träger 1 mit einer Verzahnung 5 versehen, in die eine Schnecke 6 eingreift. Außerdem ist in Fig. 1 ein Strang 4 angedeutet. Die Lage des Strangs 4 zeigt, daß sich die Vorrichtung in Einlegestellung befindet, denn der Strang 4 verläuft zwischen den zugeordneten Führungsrollen 3, ohne diese zu umschlingen.

In Fig. 2 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Strangeinlegestellung abgebildet. Die Vorrichtung besteht aus zwei Trägern 1, die in Strangrichtung hintereinander angeordnet sind. Jeder Träger 1 verfügt über zwei Führungsrollen 3. Die Führungsrollen 3 sind derart auf den Trägern 1 angeordnet, daß ihre Mittelpunkte, die den Rollenachsen 2 nach Fig.1 entsprechen, auf gedachten Durchmessern, die orthogonal zur Strangrichtung sind, und in der Nähe der Umfange der Träger 1 liegen. Der Strang 4 verläuft zwischen den Führungsrollen 3 jedes Trägers 1 und durch die Drehpunkte der Träger 1.

An einem der Träger 1 greift ein treibendes Stirnrad 9 an, das mit einem Antrieb bekannter Bauart, etwa einem Elektromotor gekoppelt ist. Ein Zwischenstirnrad 10 ist derart angeordnet, daß es mit beiden Trägern 1 in Wirkverbindung steht. Figur 3 zeigt die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in der Perspektive von Fig. 2. Dargestellt sind die zwei Träger 1 und die entsprechend Fig.2 angebrachten Führungsrollen 3. Die gedachte Verbindungsgerade durch die Drehpunkte der Führungsrollen 3 und den Drehpunkt des jeweiligen Trägers 1 entspricht jedoch nicht mehr der Senkrechten der Strangrichtung, da die Träger 1 um einen Winkel von etwa 225° entgegen dem Uhrzeigersinn verdreht dargestellt sind. Dadurch ist der Strang 4 gezwungen, einen doppelt S-förmigen Verlauf zu nehmen.

Entsprechend der Darstellung in Fig. 1 sind tangential zu den Trägern 1 Schnecken 6, die untereinander starr verbunden sind, angeordnet. Die Welle 11, die die Schnecken 6 miteinander verbindet, ist analog dem treibenden Stirnrad 9 nach Fig. 2 an einen

Antrieb gekoppelt. .

Befindet sich die Vorrichtung in Strangeinlegestellung gemäß Fig. 1 und Fig. 2, ist ein sehr leichtes Einlegen des Stranges 4 gegeben, da die Führungsrollen 3 geradlinig passiert werden. Dieser Vorteil wirkt sich hinsichtlich der notwendigen Zeit für das Einlegen und hinsichtlich der aufzuwendenden Kraft positiv aus.

Zum Bremsen des Stranges 4, das zu einer gleichbleibenden Strangspannung beim Wickeln der Spulen führt, wird mittels des Antriebs entweder das treibende Stirnrad 9 oder die Schneckenwelle 11 in Drehbewegung versetzt. Dadurch werden die Träger 1 um ihren Drehpunkt gedreht, so daß der Strang 4 von den Führungsrollen 3 erfaßt und in einen S-förmigen Verlauf je Träger 1 gebracht wird. Der Drehwinkel der Träger 1 entspricht einem bestimmten Umschlingungswinkel des Stranges 4 um die Führungsrollen 3. Der Umschlingungswinkel jedoch ist das Kriterium für die Einstellung der Bremskraft und somit der Strangspannung. Der gespannte Strang 4 bewirkt über die Führungsrollen 3 und die Rollenachsen 2 Drehmomente auf die Träger 1, die den Verdrehungswinkel der Träger 1 aufzuheben bestrebt sind.

Der Wirkverbund zwischen Trägern 1 und Verdreheinrichtung 6 oder 9,10 ist selbsthemmend, so daß ein den auf die Träger 1 wirkenden, durch den gespannten Strang 4 hervorgerufenen Drehmomenten entgegenwirkendes Drehmoment entsteht, und der Verdrehungswinkel der Träger 1 erhalten bleibt Dieses Gegendrehmoment wird über die starre Verbindung Träger 1 — Trägerzapfen 7 —Rollenachsen 2 auf die Führungsrollen 3 übertragen.

Da sowohl durch das Stirnrad- als auch durch das Schneckengetriebe gewährleistet ist, daß die Stellkraft zur Erzeugung des Gegendrehmoments stets tangential an den Trägern 1 wirkt, verhält sich der Betrag der Stellkraft im gesamten Trägerverstellbereich proportional zum Drehmoment. Dadurch ist im gesamten Wirkbereich eine gleichbleibende Bremswirkung gesichert, ohne daß eine Bedienungsperson aufwendige Einstellungen nach nichtlinearen Kennlinen vornehmen muß. Wegen des synchronen Verhaltens der Drehwinkel der Träger 1 besteht die Möglichkeit, ohne mathematischen Aufwand eine beliebige Anzahl von Trägern 1 zu einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zu vereinigen.

Claims (6)

1. Spannvorrichtung für einen sich bewegenden Strang, wobei der Strang S-förmig um zwei als Strangführungselemente wirkende auf einem starren Träger dehnbar gelagerte Führungsrollen verläuft und an den Träger eine Verdreheinrichtung angreift, gekennzeichnet dadurch, daß wenigstens zwei Träger (1) in Strangrichtung hintereinander angeordnet, die Träger (1) mit Trägerzapfen (7) starr verbunden und die Trägerzapfen (7) drehbar geeignet gelagert sind und die Verdreheinrichtung (6; 9) an allen Trägern (1) tangential wirkend angeordnet ist.

2. Spannvorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß auf jedem Träger (1) zwei achsparallele Rollenachsen (2) angeordnet sind, auf denen jeweils eine oder mehrere Führungsrollen (3) drehbar gelagert sind.

3. Spannvorrichtung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die an jedem Träger (1) angebrachten Rollenachsen (2) jeweils auf einer Linie, die durch den Drehpunkt des entsprechenden Trägers (1) verläuft, und vorzugsweise in der Nähe des Trägerumfangs angeordnet sind.

4. Spannvorrichtung nach einem der Punkte 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Wirkverbindung von der Verdreheinrichtung (6; 9) zu den Trägern (1) ein Getriebe mit großer Untersetzung darstellt.

5. Spannvorrichtung nach einem der Punkte 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Verdreheinrichtung (6) eine an allen Trägern (1), deren Umfang entsprechend verzahnt ist, angreifende Schnecke ist.

6. Spannvorrichtung nach einem der Punkte 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Verdreheinrichtung (9) ein an einem der Träger (1) angreifendes Stirn-oder Kegelrad ist, wobei zwischen den Trägern (1) jeweils ein Zwischenstirnrad (10) angeordnet ist.