DE10022926C2 - Vorrichtung zum Verschwenken eines Drehrahmens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschwenken eines Drehrahmens, der mindestens eine Umlenkwalze für eine laufende Bahn trägt, gemäß dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruchs 1.

Aus der DE 32 12 176 C2 ist eine Bahnführungsvorrichtung mit einem Drehrahmen bekannt. Dieser Drehrahmen ist an einer festen Achse abgestützt, die vorzugsweise annähernd mit dem Umfang der in Laufrichtung vorderen Führungswalze fluchtet. Um den Bahnlauf nicht zu behindern, ist es da­ bei erforderlich, diese Achse geringfügig in Richtung zur Mitte des Drehrahmens zu verlagern. Dies führt jedoch zu einer ungünstigeren Bahnlaufführung und zu unerwünschten Bahnspannungen quer zur Bahnlaufrichtung.

Aus der DE 30 08 775 C2 ist ein weiterer Drehrahmen be­ kannt, der ebenfalls über eine feste Drehachse drehbar abgestützt ist. Diese Drehachse ist zwischen den die Wa­ renbahn umlenkenden Führungswalzen des Drehrahmens ange­ ordnet, um den Bahnlauf nicht zu behindern.

Aus der DE 31 25 852 C1 ist eine Vorrichtung zur Führung von laufenden Materialbahnen bekannt, die von einem Drehrahmen gebildet ist, an dem zwei Walzen drehbar abge­ stützt sind. Der Drehrahmen weist hierzu bogenförmige Führungsbahnen auf, die mit Rollen zusammenwirken, die in einem stationären Rahmen gehalten sind. Die bogenförmigen Führungsbahnen weisen dabei einen gemeinsamen Krümmungs­ mittelpunkt auf, der die Drahachse des Drehrahmens bil­ det. Damit läßt sich durch eine entsprechende Ausrichtung der Führungsbahnen die Drehachse des Drehrahmens in wei­ ten Grenzen verschieben. Insbesondere ist es mit dieser bekannten Vorrichtung möglich, die Drehachse des Drehrah­ mens an den Auflaufpunkt der Warenbahn auf die erste Wal­ ze zu verlagern, wodurch sich eine besonders günstige Bahnlaufbeeinflussung ergibt. Diese bekannte Vorrichtung hat sich zwar in der Praxis bewährt, sie hat jedoch den Nachteil, daß die Führungsbahnen zur Bildung einer klemm­ freien Drehbewegung sehr genau aufeinander ausgerichtet werden müssen, was insbesondere bei großen Drehrahmen schwierig durchzuführen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei un­ gehindertem Bahnlauf ein Verschwenken des Drehrahmens ge­ stattet und einfach und kostengünstig herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 weist einen Drehrahmen auf, der mindestens eine Umlenkwalze für eine laufende Bahn trägt. Je nach Lage der Schwenkachse des Drehrahmens zur laufenden Warenbahn führt die Umlenkwalze zu einer seitlichen Verlagerung oder zu einer Spannungsänderung der Warenbahn. Um eine möglichst einfache und schnell reagierende Bahnlauf- oder Bahnspannungsregelung zu er­ zielen, wird angestrebt, daß die Schwenkachse des Drehla­ gers möglichst nahe am Auflaufpunkt der Warenbahn zur Um­ lenkwalze liegt. Um zu verhindern, daß der Bahnlauf durch das Drehlager des Drehrahmens behindert wird, ist dieses als segmentartig zugeschnittenes Wälzlager ausgebildet. Die Lage des Schnittes durch das Wälzlager wird vorzugs­ weise so gewählt, daß die Warenbahn dicht über der durch das Wälzlager verlaufenden Schnittfläche geführt ist. Das Wälzlager bietet außerdem den Vorteil einer besonders reibungsarmen Drehlagerung, da lediglich Rollreibung zwi­ schen den Wälzelementen und den Laufbahnen der gegenein­ ander drehbaren Lagerschalen auftritt. Grundsätzlich kann jedes bekannte Wälzlager eingesetzt werden, wobei insbe­ sondere an Kugel-, Zylinder-, Nadel-, Kegel- und Tonnen­ lager gedacht ist. Vorzugsweise wird ein in großen Stück­ zahlen und damit kostengünstig hergestelltes Standard- Wälzlager eingesetzt, welches segmentartig zugeschnitten ist, um den Bahnlauf nicht zu behindern.

Soll die Vorrichtung zur seitlichen Verlagerung der Wa­ renbahn eingesetzt werden, so läuft die Warenbahn im allgemeinen in Richtung der Schwenkachse des Drehrahmens auf die Umlenkwalze auf. In diesem Fall ist es gemäß Anspruch 2 vorteilhaft, wenn das Wälzlager des Drehrahmens durch einen in etwa axialen Schnitt zugeschnitten ist. Damit ist die Schnittfläche durch das Wälzlager in etwa paral­ lel zur laufenden Warenbahn ausgerichtet, so daß ein den Einbauverhältnissen entsprechend größtmöglicher Anteil des Wälzlagers zur Abstützung radialer Lagerkräfte zur Verfügung steht.

Oft ist es gewünscht, die Schwenkachse des Drehrahmens möglichst genau in die auf die Umlenkwalze auflaufende Warenbahn zu legen. Damit auch in diesem Fall das Drehla­ ger den Bahnlauf in keiner Weise behindert, ist es gemäß Anspruch 3 derart zugeschnitten, daß sich seine Lager­ schalen über einen Winkel von weniger als 180° erstrec­ ken. Demnach liegt die Schwenkachse des Drehrahmens be­ reits außerhalb des Wälzlagers, so daß die durch die Schwenkachse geführte Warenbahn vom Wälzlager beabstandet geführt ist. Außerdem ergibt sich der weitere Vorteil, daß aus einem herkömmlichen Wälzlager auf diese Weise zwei zugeschnittene Wälzlager gewonnen werden können, die jeweils etwas weniger als 180° umfassen.

Das Wälzlager weist üblicherweise Wälzelemente in Form von Kugeln, Nadeln oder Rollen auf, die in einem Käfig zueinander beabstandet gehalten sind. Dieser Käfig führt beim Verschwenken der Lagerschalen des Wälzlagers gegen­ einander eine Relativbewegung zu diesen aus. Um zu ver­ hindern, daß der Käfig bei dieser Relativbewegung den Bahnlauf behindert, ist es gemäß Anspruch 4 günstig, wenn sich der Käfig über einen kleineren Winkel als die Lager­ schalen erstreckt. Wie weit der Käfig zuzuschneiden ist, hängt dabei von der Lage der Warenbahn und vom erforder­ lichen Schwenkwinkelbereich des Drehrahmens ab, wobei der Käfig um so kürzer auszubilden ist, je näher die Waren­ bahn am Wälzlager läuft und je größer der Schwenkwinkel­ bereich des Drehrahmens ist. Insbesondere bei Schwenkwin­ keln, die größer als 5° sind, ist es vorteilhaft, zusätz­ lich die fest mit dem Gestell verbundene Lagerschale se­ kanten- oder segmentartig zuzuschneiden.

Insbesondere in jenen Fällen, in denen das Wälzlager we­ niger als 180° umfaßt, sind die Lagerschalen des Wälzla­ gers ohne weitere Maßnahmen nicht mehr aneinander gehal­ ten. Bei Einbaulagen, in denen die Zugkraft der Warenbahn bzw. die Gewichtskraft des Drehrahmens und der Umlenkwal­ ze die Lagerschalen des Wälzlagers radial gegeneinander drückt, spielt dies keine Rolle, da durch diese radial wirkende Kraft die Lagerschalen aneinander gehalten wer­ den. Bei anderen Einbaulagen ist es gemäß Anspruch 5 er­ forderlich, die Lagerschalen des Wälzlagers durch minde­ stens ein Haltemittel in Form eines Gleitteils oder einer drehbaren Rolle aneinander zu halten. Dieses Haltemittel ist dabei mit einer der Lagerschalen fest verbunden und drückt an der den Wälzelementen gegenüberliegenden Seite gegen die andere Lagerschale. Bei Einbaulagen des Drehrahmens, in denen das Haltemittel nur eine geringe Druckkraft ausüben muß, reicht die Ausbildung des Hal­ temittels in Form eines Gleitteils völlig aus, da hier­ durch nur geringe Reibungskräfte entstehen. Bei höheren Druckkräften ist jedoch die Ausbildung des Haltemittels als drehbare, ggf. kugelgelagerte Rolle zur Reduktion der dabei entstehenden Reibungskräfte vorzuziehen.

Um das Haltemittel präzise gegenüber dem Wälzlager aus­ richten zu können, ist es gemäß Anspruch 6 günstig, die­ ses an einem Exzenter verstellbar zu halten. Damit läßt sich durch einfaches Verdrehen des Exzenters eine sehr präzise Ausrichtung des Haltemittels zum Wälzlager erzie­ len. Insbesondere kann das Gleitteil oder die Rolle auch sehr einfach nachgestellt werden, falls dies durch Abnut­ zungserscheinungen während des Betriebs erforderlich sein sollte.

Insbesondere bei großen Drehrahmen ist es nicht zweckmä­ ßig, dessen gesamte Gewichtskraft in einem einzigen Dreh­ lager abzustützen, da in diesem Fall das Drehlager und der Drehrahmen sehr massiv ausgebildet sein müßten, was sich wiederum negativ auf die zu bewegenden Massen aus­ wirkt. Um auch einen großen Drehrahmen rasch verschwenken zu können, ist es daher gemäß Anspruch 7 vorteilhaft, diesen zusätzlich über mindestens ein Gleitteil oder min­ destens eine Rolle an einer Stützplatte abzustützen, so daß der Drehrahmen relativ leicht ausgebildet werden kann. Das Gleitteil oder die Rolle sind dabei von der Schwenkachse beabstandet, so daß eine gute Lagerung des Drehrahmens gegeben ist. Vorzugsweise sind zwei Gleittei­ le oder zwei Rollen vorgesehen, wodurch sich zusammen mit dem Drehlager eine sehr stabile Drei-Punkt-Auflage des Drehrahmens ergibt. Die Gleitteile oder Rollen stützen dabei ausschließlich axial zur Schwenkachse gerichtete Kräfte ab, so daß an der Stützplatte keinerlei Bogenführungen vorgesehen sein müssen. Damit entfällt insbesonde­ re die Notwendigkeit, die Stützplatte genau auf die Dreh­ achse auszurichten, so daß sich die Montage der Vorrich­ tung trotz des Vorsehens der Gleitteile oder Rollen sehr einfach gestaltet.

Schließlich ist es gemäß Anspruch 8 vorteilhaft, wenn dem Gleitteil oder der Rolle ein weiteres Gleitteil oder eine weitere drehbare Rolle zur Abstützung des Drehrahmens ge­ genüberliegt, die an der Gegenseite der Stützplatte abge­ stützt ist. Damit können neben axialen Druck- auch axiale Zugkräfte von den Gleitteilen oder Rollen aufgenommen werden, so daß diese Vorrichtung problemlos auch über Kopf eingebaut und betrieben werden kann.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird bei­ spielhaft anhand der Zeichnung erläutert, ohne den Schutzumfang zu beschränken.

Es zeigt:

Fig. 1 eine räumliche Darstellung eines Drehrahmens mit einem Drehlager und

Fig. 2 eine gegenüber Fig. 1 vergrößerte, räumliche Darstellung des Drehlagers.

Fig. 1 zeigt eine räumliche Darstellung eines Drehrah­ mens 1, an dem zwei Umlenkwalzen 2 über Flansche 3 frei drehbar abgestützt sind. Alternativ ist es auch vorstell­ bar, eine oder beide Umlenkwalzen 2 motorisch anzutrei­ ben. Über die Umlenkwalzen 2 ist eine Warenbahn 4 ge­ führt, die an jeder Umlenkwalze 2 um etwa 90° umgelenkt wird. Die Warenbahn 4 läuft in Richtung 5 auf die vordere Umlenkwalze 2 zu und entgegen der Laufrichtung 5 von der hinteren Umlenkwalze 2 ab und wird demnach insgesamt um 180° umgelenkt. Die Warenbahn 4 ist teilweise gebrochen dargestellt, um den Blick auf die darunterliegenden Teile freizugeben.

Der Drehrahmen 1 ist über eine Schwenkvorrichtung 6 an einem Gestell 7 schwenkbar abgestützt, welches lediglich beispielhaft in Kastenform ausgebildet ist. In diesem ka­ stenförmigen Gestell 7 sind Aggregate wie Hydraulikpumpen sowie elektronische Komponenten untergebracht, die zum Betrieb des Drehrahmens 1 erforderlich sind.

Die Schwenkvorrichtung 6 für den Drehrahmen 1 wird von einem Drehlager 8 und Stützrollen 9 gebildet, die einer­ seits am Drehrahmen 1 gehalten und andererseits an einer am Gestell 7 vorgesehenen Stützplatte 10 abgestützt sind.

Die Stützrollen 9 sind jeweils paarweise in je einer Ga­ bel 11 drehbar und gegeneinander verstellbar gehalten, wobei sie die Stützplatte 10 zwischen sich einschließen. Beim Verschwenken des Drehrahmens 1 um die Schwenkachse 12 wälzen sich die Stützrollen 9 an der Stützplatte 10 ab, so daß axial zur Schwenkachse 12 gerichtete Kräfte von den Stützrollen 9 reibungsarm aufgenommen werden.

In einem Bereich 13 ist die Stützplatte 10 bogenförmig ausgebildet, wobei der Krümmungsmittelpunkt dieses Bogens auf der Schwenkachse 12 liegt. Dadurch ist die Stützplat­ te 10 in allen vorgesehenen Schwenklagen etwa gleich weit von den beiden Gabeln 11 beabstandet. Damit können die Gabeln 11 kurzschenkelig ausgebildet werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Stützrollen 9 den Kontakt zur Stützplatte 10 verlieren.

Da die Stützrollen 9 keinerlei radiale Kräfte aufnehmen müssen, können an die Genauigkeit und die Ausrichtung des bogenförmigen Bereichs 13 der Stützplatte 10 sehr geringe Anforderungen gestellt werden. Insbesondere ist eine ge­ naue Ausrichtung des bogenförmigen Bereichs 13 auf die Schwenkachse 12 nicht erforderlich. Vorzugsweise ist we­ nigstens eine der Rollen 9 in jeder Gabel 11 in Richtung der Schwenkachse 12 verstellbar gehalten, so daß deren Spiel ausgeglichen werden kann.

Um den Drehrahmen 1 um die Schwenkachse 12 aktiv ver­ schwenken zu können, ist am Gestell 7 ein Hydraulikzylin­ der 14 abgestützt, dessen Kolbenstange 15 innenseitig am Drehrahmen 1 angreift. Alternativ zu einem Hydraulikzylinder 14 kann auch ein Pneumatikzylinder oder ein Elek­ troantrieb eingesetzt werden.

Aufbau und Funktionsweise des Drehlagers 8 werden im fol­ genden anhand der räumlichen Darstellung gemäß Fig. 2 erläutert. Das Drehlager 8 ist fest auf der Stützplatte 10 des Gestells 7 gehalten. Dabei ist eine innere Lager­ schale 21 des Drehlagers 8 über nicht dargestellte Hal­ temittel, vorzugsweise in Form von Schrauben, drehfest mit der Stützplatte 10 des Gestells 7 verbunden. An die­ ser inneren Lagerschale 21 ist vorzugsweise eine nicht dargestellte, gehärtete Lauffläche gehalten, an der sich Wälzelemente 23 in Form von Kugeln abwälzen. Diese Wälze­ lemente 23 werden durch einen Käfig 24 zueinander auf Ab­ stand gehalten, so daß die Wälzelemente 23 ausschließlich Rollreibung vollführen. Außenseitig wälzen sich die Wäl­ zelemente 23 an einer vorzugsweise gehärteten Laufbahn einer äußeren Lagerschale 25 ab, die gegenüber der inne­ ren Lagerschale 21 um die Schwenkachse 12 verdrehbar ge­ halten ist.

Die innere 21 und äußere Lagerschale 25 sind entlang ei­ ner Schnittfläche 26 zugeschnitten, wobei die Drehachse 12 im Bereich des weggeschnittenen Teils der Lagerschalen 21, 25 vorgesehen ist. Zusätzlich ist die fest mit der Stützplatte 10 verbundene innere Lagerschale 21 seg­ mentartig zugeschnitten, damit sie bei der Verschwenkung des Drehrahmens 1 den Bahnlauf nicht behindert. Die La­ gerschalen 21, 25 umfassen daher weniger als die Hälfte eines vollen Kreises, so daß das Drehlager 8 den Lauf der durch die Schwenkachse 12 verlaufenden Warenbahn 4 in keiner Weise behindert. Der Drehrahmen 1 ist an der äuße­ ren Lagerschale 25 durch nicht dargestellte Haltemittel, vorzugsweise in Form von Schrauben, festgelegt, so daß dieser um die Schwenkachse 12 verschwenkbar gehalten ist.

Um die Lagerschalen 21, 25 des Drehlagers 8 trotz des Zu­ schnitts auf weniger als 180° sicher aneinander zu hal­ ten, sind auf der Stützplatte 10 des Gestells 7 Rollen 27 drehbar gehalten. Diese Rollen 27 sind auf Exzentern 28 abgestützt, bei deren Verdrehung sich der Abstand der Rollen 27 von der äußeren Lagerschale 25 entsprechend verändert. Damit kann die Andruckkraft der Rollen 27 den Erfordernissen gemäß eingestellt und auch nachträglich angepaßt werden.

Bezugszeichenliste

1

Drehrahmen

2

Umlenkwalze

3

Flansch

4

Warenbahn

5

Laufrichtung

6

Schwenkvorrichtung

7

Gestell

8

Drehlager

9

Stützrolle

10

Stützplatte

11

Gabel

12

Schwenkachse

13

bogenförmiger Bereich der Stützplatte

14

Hydraulikzylinder

15

Kolbenstange

21

innere Lagerschale

23

Wälzelement

24

Käfig

25

äußere Lagerschale

26

Schnittfläche

27

Rolle

28

Exzenter

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Verschwenken eines Drehrahmens (1), der mindestens eine Umlenkwalze (2) für eine laufende Wa­ renbahn (4), insbesondere eine Textil- oder Folienbahn trägt, und der über ein Drehlager (8) schwenkbar in einem Gestell (7) abgestützt ist, wobei die Warenbahn (4) nahe der Schwenkachse (12) des Drehlagers (8) geführt ist, da­ durch gekennzeichnet, daß das Drehlager (8) von einem segmentartig zugeschnittenen Wälzlager (8) gebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wälzlager (8) durch einen in etwa axialen Schnitt zugeschnitten ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich Lagerschalen (21, 25) des zugeschnit­ tenen Wälzlagers (8) über einen Winkel von weniger als 180° erstrecken.

4. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zugeschnittene Wälzla­ ger (8) Wälzelemente (23) aufweist, die in einem Käfig (24) gehalten sind, der sich über einen kleineren Winkel als die Lagerschalen (21, 25) erstreckt.

5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gegeneinander drehba­ ren Lagerschalen (21, 25) des Wälzlagers (8) durch minde­ stens ein Haltemittel (27) aneinander gehalten sind, das vorzugsweise von einem Gleitteil oder einer drehbaren Rolle (27) gebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltemittel (27) an einem Exzenter (28) verstell­ bar gehalten ist.

7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehrahmen (1) über mindestens ein von der Schwenkachse (12) beabstandetes Gleitteil oder mindestens eine Rolle (9) an einer am Ge­ stell (7) gehaltenen Stützplatte (9) abgestützt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gleitteil oder der Rolle (9) ein an der Gegensei­ te der Stützplatte (7) abgestütztes Gleitteil oder eine drehbare Rolle (9) zur Abstützung des Drehrahmens (1) ge­ genüberliegt.