DE102007020518A1

DE102007020518A1 - Spreader belt mechanism with roller guide

Info

Publication number: DE102007020518A1
Application number: DE200710020518
Authority: DE
Inventors: Andreas Dätig
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-05-02
Filing date: 2007-05-02
Publication date: 2008-11-06
Also published as: WO2008135031A3; WO2008135031A2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spreizbandmechanik mit einer verbesserten Führung des Spreizbandes. Spreizbandmechaniken werden als Maschinenelement für die Antriebstechnik genutzt. Die erfindungsgemäße Spreizbandmechanik umfasst eine erste Rolle zum Auf- und Abrollen des Spreizbandes. Weiterhin umfasst sie eine zweite Rolle, auf welche ein flaches Metallband auf- und abwickelbar ist, wobei die erste und die zweite Rolle derart zueinander angeordnet sind, dass das Metallband zusammen mit dem Spreizband auf die erste Rolle auf- und abwickelbar ist. Die zweite Rolle ist entgegengesetzt zur ersten Rolle drehbar gelagert. Durch die Verwendung einer zusätzlichen zweiten Rolle wird der hinsichtlich der Beanspruchung problematische Abwickelvorgang der ersten, das Spreizband tragenden Rolle indirekt in einen unproblematischen Aufwickelvorgang der zweiten Rolle umgewandelt. Es kommt zu einer geringeren Belastung des Spreizbandes und damit auch zu einem geringeren Verschleiß, was sich nicht zuletzt in deutlich gesenkten Wartungskosten widerspiegelt.The invention relates to a Spreizbandmechanik with improved guidance of the spreader. Spreader belt mechanisms are used as a machine element for drive technology. The expanding band mechanism according to the invention comprises a first roller for winding and unwinding the spreader belt. Furthermore, it comprises a second roller on which a flat metal strip can be wound up and unwound, wherein the first and second rollers are arranged relative to one another such that the metal strip can be wound up and unwound together with the spreading belt onto the first roller. The second roller is rotatably mounted opposite to the first roller. By using an additional second roller, the problematic unwinding operation of the first spreader-carrying roller is indirectly converted to a non-problematic secondary reel-up operation. It comes to a lower load on the spreader and thus also to a lower wear, which is not least reflected in significantly reduced maintenance costs.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft eine Spreizbandmechanik mit einer verbesserten Führung des Spreizbandes. Spreizbandmechaniken werden als Maschinenelement in der Antriebstechnik genutzt.The The invention relates to a spreading band mechanism with an improved guide of the spreading band. Spreader belt mechanisms are used as a machine element used in drive technology.

Eine Spreizbandmechanik ermöglicht eine Übertragung von Zug- und Druckkräften sowie Biegemomenten in begrenztem Umfang durch profilierte Metallbänder. Dabei wird die Steifigkeitseigenschaft eines quer zur Wickelrichtung gewölbten Metallbandes ausgenutzt, sodass damit im Unterschied zu den bekannten Zugmittelgetrieben mit Metallbändern sowohl Zug- als auch Druckkräfte in Längsrichtung des Bandes übertragen werden können. Um diese Kräfte auf die Antriebsrollen zu übertragen, wird die Eigenschaft der Breitenänderung eines gewölbten Bandes benutzt, das im aufgewickelten Zustand seine gesamte Breite einnimmt, während es im ausgewickelten und dann im Querschnitt gewölbten Zustand schmaler ist. Diese Änderung in der Breite wird dazu verwendet, das Band zwischen die Seitenscheiben (Borde) der Antriebsrolle zu klemmen, womit eine kraft- und gegebenenfalls formschlüssige Verbindung hergestellt wird.A Spreizbandmechanik allows a transmission of tensile and compressive forces and bending moments to a limited extent by profiled metal strips. there becomes the rigidity property of a metal band curved transversely to the winding direction exploited, so that so unlike the known traction mechanisms with metal bands both tensile and compressive forces longitudinal of the band can be. To these forces up to transfer the drive rollers, becomes the property of latitude change a domed one Bandes used in the wound state its entire width takes while it is narrower in the unwound and then curved in cross-section state. This change in width, the tape is used between the side windows (shelves) to pinch the drive roller, whereby a force and possibly positive Connection is made.

In seiner Grundstruktur besteht ein Spreizbandmodul aus einer Rolle und einem Band und verfügt bei einer rotatorisch gelagerten, angetriebenen Rolle über zwei Bewegungsfreiheiten in einer Ebene. Kräfte können über diese Grundstruktur lediglich in Längsrichtung des Bandes, Momente ausschließlich senkrecht zur Längsrichtung des Bandes und zur Achsrichtung der Rolle übertragen werden. Durch die Kombination mehrerer Spreizbandmodule, die als Gelenk-Glied-Kombination Antriebs- und Führungsglied vereinigen, zu Parallelkinematiken können sehr kompakte Roboter aufgebaut werden. Diese zeichnen sich durch ein sehr gutes Verhältnis von Arbeitsraum zu Bauraum sowie einen vergleichsweise einfachen mechanischen Aufbau aus.In Its basic structure is a Spreizbandmodul of a role and a band and features in a rotationally mounted, driven roller over two Freedom of movement in one plane. Forces can only use this basic structure longitudinal of the band, moments exclusively vertical to the longitudinal direction of the belt and to the axial direction of the roller. By the combination several spreader modules which, as a joint-link combination, drive and guide member unite, parallel kinematics can be very compact robot being constructed. These are characterized by a very good ratio of Working space to space and a comparatively simple mechanical Construction off.

Nachteilig an Spreizbandmechaniken ist die hohe Belastung, der das Metallband während des Überganges vom aufgewickelten in den ausgewickelten gestreckten Zustand ausgesetzt ist. Dies ist insbesondere durch die notwendige Einklemmung des Spreizbandes zwischen die beiden Seitenscheiben der Antriebsrolle gegeben.adversely At Spreizbandmechaniken is the high load, the metal band while of the transition from the wound to the unwound stretched state is. This is especially due to the necessary entrapment of the spreader placed between the two side windows of the drive roller.

Es sind Spreizbandmechaniken bekannt, bei denen die Seitenscheiben der Antriebsrolle in Umfangsrichtung eine Profilierung aufweisen und gezielt vorgespannt sind. Hierdurch sollen die Belastungen des Spreizbandes reduziert werden und die Kraftübertragung effizienter und genauer ermöglicht werden. Jedoch sind auch bei dieser Lösung die Belastungen des Spreizbandes sehr hoch. Das Verschleißverhalten einer solchen Lösung ist bislang nicht bekannt. Ein weiterer Nachteil dieser Lösung besteht darin, dass eine sehr genaue Fertigung der Seitenflächen des Spreizbandes erforderlich ist, um eine verbesserte Kraftübertragung zu ermöglichen. Eine erhöhte Positioniergenauigkeit kann nur durch aufwändige Regelungstechnik erzielt werden.It Spreizbandmechaniken are known in which the side windows the drive roller in the circumferential direction have a profiling and are specifically biased. This should be the burden of Spreading band can be reduced and the power transmission more efficient and more precisely become. However, even with this solution, the loads of the spreader very high. The wear behavior such a solution is not known yet. Another disadvantage of this solution is that requires a very accurate production of the side surfaces of the spreader is to improved power transmission to enable. An increased Positioning accuracy can only be achieved through complex control technology become.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine verbesserte Spreizbandmechanik zur Verfügung zu stellen, bei welcher die Beanspruchung des Spreizbandes insbesondere beim Übergang vom aufgewickelten in den ausgewickelten gestreckten Zustand deutlich gesenkt ist und gleich zeitig eine effizientere und genauere Kraftübertragung ermöglicht ist. Die verbesserte Spreizbandmechanik soll sich durch eine hohe Zuverlässigkeit, eine hohe Langlebigkeit und einen gesenkten Fertigungs- und Wartungsaufwand auszeichnen.The The object of the present invention is therefore to provide an improved Spreader belt mechanism available to ask, in which the stress of the spreader, in particular at the transition from the wound to the unwound stretched state clearly is reduced and at the same time a more efficient and accurate power transmission allows is. The improved Spreizbandmechanik should be characterized by a high Reliability, a high longevity and reduced production and maintenance costs distinguished.

Diese Aufgabe wird durch eine Spreizbandmechanik gemäß dem beigefügten Anspruch 1 gelöst.These The object is achieved by a spreading band mechanism according to the appended claim 1 solved.

Die erfindungsgemäße Spreizbandmechanik umfasst zunächst ein Spreizband, welches von einem gestreckten Zustand reversibel in einen Wickelzustand überführt werden kann. Im gestreckten Zustand weist das Spreizband ein Profil im Querschnitt auf. Hierdurch ist das Spreizband zur Aufnahme von Biegemomenten geeignet. Ist ein Teil des Spreizbandes jedoch in den Wickelzustand überführt worden, so hat dieser Teil des Spreizbandes sein Profil im Wesentlichen verloren. Dieser Teil des Spreizbandes ist daher im Querschnitt flach ausgebildet. Diese Überführung kann fortlaufend erfolgen, sodass das Spreizband bezogen auf seine Längsrichtung stetig in den Wickelzustand überführt werden kann. Diese Überführung ist reversibel, sodass das Spreizband jederzeit wieder zurück in den gestreckten Zustand überführbar ist, in welchem es wieder das Profil aufweist. Die erfindungsgemäße Spreizbandmechanik weist weiterhin eine erste Rolle (Aufwickelrolle) zum Aufrollen und Abrollen des Spreizbandes auf. Derjenige Abschnitt des Spreizbandes, welcher sich zwischen der Aufwickelrolle und dem gestreckten Teil des Spreizbandes befindet, erfährt ein Biegemoment, durch welches das Spreizband an dieser Position von dem gestreckten Zustand in den Wickelzustand überführt wird. Hierdurch verliert es sein Profil und wird im Querschnitt flach. Das flache Spreizband ist nun elastisch genug, um auf der Aufwickelrolle aufgerollt zu werden. Diese Überführung erfolgt in umgekehrter Richtung, wenn das Spreizband von der Aufwickelrolle abgerollt wird. Auf der Aufwickelrolle können große Längen des Spreizbandes auf kleinem Raum vorgehalten werden. Die erfindungsgemäße Spreizbandmechanik weist schließlich mindestens eine zweite Rolle (Sekundärrolle) auf, auf wel che ein steifes, im Querschnitt vorzugsweise nicht profiliertes Sekundärband auf- und abwickelbar ist. Die erste und die zweite Rolle sind erfindungsgemäß so zueinander angeordnet, dass das Sekundärband zusammen mit dem Spreizband auf die Aufwickelrolle auf- und abwickelbar ist. Die Sekundärrolle ist entgegengesetzt zur Aufwickelrolle drehbar gelagert und befindet sich bezogen zur Aufwickelrolle auf der gegenüberliegenden Seite des Spreizbandes. Damit wird das Sekundärband auf die Sekundärrolle aufgewickelt, während das Spreizband von der Aufwickelrolle abgewickelt wird.The expansion band mechanism according to the invention initially comprises a spreading band, which can be reversibly converted from a stretched state into a winding state. In the extended state, the spreader has a profile in cross section. As a result, the spreader is suitable for receiving bending moments. However, if a part of the spreading belt has been transferred to the winding state, this part of the spreading belt has essentially lost its profile. This part of the spreading band is therefore flat in cross section. This transfer can be carried out continuously, so that the spreading belt can be continuously transferred to the winding state with respect to its longitudinal direction. This transfer is reversible, so that the spreader at any time back into the extended state is feasible, in which it has the profile again. The spread tape mechanism according to the invention further comprises a first roll (take-up reel) for rolling up and unrolling the spreader belt. That portion of the spreader, which is located between the take-up roller and the stretched portion of the spreader, undergoes a bending moment, by which the spreader is transferred at this position from the extended state to the winding state. As a result, it loses its profile and is flat in cross section. The flat expansion band is now elastic enough to be rolled up on the take-up roll. This transfer takes place in the reverse direction, when the spreader is unrolled from the take-up roll. On the take-up reel large lengths of the spreader can be kept in a small space. The invention Spreizbandmechanik finally has at least one second role (secondary role) on wel che a rigid, in cross-section preferably not profiled secondary belt up and is unwound. According to the invention, the first and second rollers are arranged relative to one another such that the secondary belt can be wound up and unwound together with the spreading belt onto the take-up reel. The secondary roller is rotatably mounted opposite to the take-up reel and is located relative to the take-up reel on the opposite side of the spreader belt. Thus, the secondary tape is wound on the secondary roll while the spreading tape is unwound from the take-up roll.

Das Sekundärband ist vorzugsweise ein herkömmliches Metall- oder Stahlband, kann aber je nach Anwendungsfall auch aus einem anderen Material vergleichbarer Steifigkeit bestehen. Als Sekundärband kann auch ein beschichtetes Metallband zum Einsatz kommen, was aus Gründen des Korrosionsschutzes zweckmäßig sein kann.The secondary band is preferably a conventional one Metal or steel strip, but can also depending on the application consist of a different material of comparable rigidity. When secondary band Also, a coated metal strip can be used, resulting in establish the corrosion protection be appropriate can.

Durch die Verwendung einer zusätzlichen zweiten Rolle wird der hinsichtlich der Beanspruchung problematische Abwickelvorgang der ersten, das Spreizband tragenden Rolle indirekt in einen unproblematischen Aufwickelvorgang der zweiten Rolle umgewandelt. Die Aufwickelrolle dient hierbei als Spannrolle, die ein sauberes Abwickeln ermöglicht und die Sekundärrolle als Antriebsrolle. Beim Aufwickelvorgang wird das Sekundärband gemeinsam mit dem Spreizband auf die Aufwickelrolle aufgewickelt. Die Sekundärrolle fungiert als Antriebsrolle und als Träger des Sekundärbandes, während die Aufwickelrolle nun als Spannrolle arbeitet. Die beiden Rollen werden somit für die unterschiedlichen Bewegungsrichtungen einmal als Antrieb und einmal als Spannrolle eingesetzt. Bei der auf diese Weise realisierten Spreizbandmechanik kommt es zu einer deutlich geringeren Belastung des Spreizbandes und damit auch zu einem geringerem Verschleiß, was sich nicht zu letzt in einer erhöhten Zuverlässigkeit und Langlebigkeit der Spreizbandmodule und dadurch gesenkten Wartungskosten widerspiegelt.By the use of an additional second Role becomes the problematic unwinding process the first, the spread band carrying role indirectly in a unproblematic Winding the second role converted. The take-up roll serves as a tension roller, which allows a clean unwinding and the secondary role as a drive roller. During the winding process, the secondary belt becomes common wound with the spreader on the take-up reel. The secondary role acts as a drive roller and as a carrier the secondary band, while The take-up reel now works as a tension roller. The two roles will be thus for the different directions of movement once as drive and once used as a tensioner. In the thus realized Spreizbandmechanik it comes to a significantly lower load on the spreader and thus less wear and tear, which does not last in an elevated reliability and longevity of Spreizbandmodule and thereby reduced maintenance costs reflects.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spreizbandmechanik ist zumindest eine der beiden Seitenscheiben der ersten und der zweiten Rolle mit einer Verzahnung versehen. Die beiden Verzahnungen stehen hierbei miteinander im Eingriff. Auf diese Weise kann die gewünschte Vorspannung erzeugt werden sowie eine Synchronisation der beiden Rollen erfolgen.In a particularly preferred embodiment the spreading band mechanism according to the invention is at least one of the two side windows of the first and the second roller provided with a toothing. The two gears are engaged with each other. In this way, the desired Biasing can be generated as well as a synchronization of the two Rolling done.

Nach einer vorteilhaften Ausführung weist das Sekundärband in etwa die selbe Breite wie das Spreizband in seinem flachen aufgewickelten Zustand auf. Dadurch ist gewährleistet, dass sich das Sekundärband beim Aufwickelvorgang problemlos gemeinsam mit dem Spreizband auf die Aufwickelrolle aufwickeln lässt. Bei anderen Ausführungsformen könnte das Sekundärband auch eine geringere Breite als das Spreizband aufweisen. Die Breite sollte jedoch so gewählt werden, dass das Sekundärband den größten Bereich des Spreizbandes beim Aufwickeln abdeckt.To an advantageous embodiment has the secondary band roughly the same width as the spreader in its flat wound State on. This ensures that that is the secondary band when winding up easily together with the spreader on can wind up the take-up reel. In other embodiments, the secondary band also have a smaller width than the spreading band. The width should be so chosen be that the secondary band the largest area covering the spreader during winding.

Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn bei einer weiteren Ausführungsform eine der beiden Rollen motorisch zu einer Rotation antreibbar ist. Die Rollen können aber auch gebremst oder freilaufend betrieben werden.When has appropriate it turned out, if in a further embodiment, one of the two roles motor is driven to a rotation. But the roles can be also be braked or freewheeling operated.

Das Profil des Spreizbandes ist bevorzugt durch eine einfache Wölbung gebildet. Diese Profilform eines Spreizbandes hat sich bislang als die für die meisten Anwendungen geeignetste Form erwiesen. Die erfindungsgemäße Spreizbandmechanik ist aber grundsätzlich auch für andere Profile des Spreizbandes geeignet. Beispielsweise sind auch wellenförmige oder dreieckförmige Profile verwendbar. Das Spreizband kann auch ein Profil im Längsschnitt aufweisen, beispielsweise in Form von Löchern oder Zacken.The Profile of the spreader is preferably formed by a simple curvature. This profile form of a spreader has so far been considered the most Applications most suitable form proved. The spreading band mechanism according to the invention but is basically also for other profiles of the spreader suitable. For example, wavy or triangular Profiles usable. The spreader can also be a profile in longitudinal section have, for example in the form of holes or spikes.

Das Spreizband besteht vorzugsweise aus einem elastischen Metall oder einem elastischen Kunststoff. Aufgrund der Elastizität des Spreizbandes kann dieses reversibel von dem gestreckten Zustand in den Wickelzustand überführt werden. Das Spreizband ist aufgrund innerer Kräfte bestrebt, das Profil einzunehmen und so den gestreckten Zustand anzunehmen. Wirkt ein Biegemoment auf das Spreizband, so kann das Spreizband aufgrund des Querprofils dem Biegemoment zunächst widerstehen. Ist das Biegemoment jedoch größer als ein Überführungsbiegemoment, so knickt das Spreizband schlagartig an der Einwirkungsstelle des Biegemomentes ein und verliert dort sein Profil. Die profillosen Abschnitte des Spreizbandes lassen sich mit geringeren Biegemomenten verformen, sodass das Spreizband aufgewickelt werden kann. Wird das auf das Spreizband wirkende Biegemoment kleiner als ein Rückführungsbiegemoment, nimmt das Spreizband wieder sein Profil an und schnellt in den gestreckten Zustand.The Spreader is preferably made of an elastic metal or an elastic plastic. Due to the elasticity of the spread band this can be reversibly converted from the stretched state to the winding state. The expansion band is anxious to take the profile due to internal forces and so to assume the stretched state. Acts a bending moment on the spreader, so the spreader can due to the cross profile the bending moment initially resist. However, if the bending moment is greater than a transfer bending moment, so the spreader bends abruptly at the point of action of the Bending moment and loses his profile there. The profileless Sections of the spreader can be with lower bending moments deform, so that the spreader can be wound up. Becomes the bending moment acting on the spreading band is smaller than a return bending moment, the spreader returns to its profile and shoots in the stretched Status.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Spreizbandmechanik ist das Spreizband im Wickelzustand breiter als im gestreckten Zustand. Durch den Verlust des Profils im Wickelzustand ist das Spreizband flach und dadurch breiter. Diese Eigenschaft kann beispielsweise für eine zusätzliche Führung an der ersten, das Spreizband tragenden Rolle ausgenutzt werden.In a preferred embodiment the Spreizbandmechanik is the spreader in the winding state wider as in the stretched state. Due to the loss of the profile in the winding state the spreader is flat and therefore wider. This attribute can be for example an additional guide be exploited on the first, the spread band-carrying role.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:Further Advantages, details and developments of the present invention result from the following description of a preferred embodiment, with reference to the drawing. Show it:

1 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spreizbandmechanik; 1 a perspective view of a preferred embodiment of a spread tape mechanism according to the invention;

2 eine Prinzipdarstellung zur Veranschaulichung der beim Aufwickeln wirkenden Kräfte; 2 a schematic diagram illustrating the forces acting during winding forces;

3 eine Prinzipdarstellung zur Veranschaulichung der beim Abwickeln wirkenden Kräfte. 3 a schematic diagram to illustrate the forces acting during unwinding forces.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spreizbandmechanik. Die Spreizbandmechanik umfasst ein Spreizband 01, welches beispielsweise als Aktuator zur Positionierung dienen kann. Über das Spreizband 01 sind Zug- und Druckkräfte, aber auch Biegemomente in einem begrenzten Umfang übertragbar. An seinem proximalen Ende ist das Spreizband 01 auf einer ersten Rolle 02 (Aufwickelrolle) aufgewickelt. Am distalen Ende kann beispielsweise ein Werkzeug angebracht sein, welches durch das Spreizband 01 positioniert werden soll. 1 shows a perspective view of a preferred embodiment of an expansion band mechanism according to the invention. The spreader mechanism comprises a spreader belt 01 which can serve as an actuator for positioning, for example. About the spread band 01 tensile and compressive forces, but also bending moments are transferable to a limited extent. At its proximal end is the spreader 01 on a first roll 02 (Take-up reel) wound up. At the distal end, for example, a tool may be attached, which by the spreader 01 should be positioned.

Das Spreizband 01 ist in zwei Zuständen gezeigt. Derjenige Abschnitt des Spreizbandes 01, der auf der Aufwickelrolle 02 aufgewickelt ist, befindet sich in einem Wickelzustand. Der andere gezeigte Abschnitt des Spreizbandes 01 befindet sich in einem gestreckten Zustand. Das Spreizband 01 ist im gestreckten Zustand im Wesentlichen geradlinig ausgestreckt und weist ein gewölbtes Profil im Querschnitt auf.The spread band 01 is shown in two states. The section of the spreading band 01 that's on the take-up roll 02 is wound up, is in a winding condition. The other section of the spreading band shown 01 is in a stretched condition. The spread band 01 is stretched straight in the stretched state substantially and has a curved profile in cross section.

Im Wickelzustand ist das Spreizband 01 im Querschnitt flach und breiter als im gestreckten Zustand. Es weist eine Wölbung gegebenenfalls nur noch ansatzweise auf. Das im Wickelzustand befindliche Spreizband 01 verändert bei auftretenden Biegemomenten seine Form in Längsrichtung, sodass es auf die Aufwickelrolle 02 aufgewickelt werden kann. Der Übergang vom gestreckten Zustand in den Wickelzustand bzw. umgekehrt erfolgt während des Auf- bzw. Abwickelns fortlaufend in Längsrichtung des Spreizbandes 01.In the winding state is the spreader 01 flat and wider in cross-section than in the extended state. It may have a curvature only rudimentary. The expanding band located in the winding state 01 changes its shape in the longitudinal direction when bending moments occur so that it touches the take-up roll 02 can be wound up. The transition from the extended state to the winding state or vice versa takes place during the winding or unwinding continuously in the longitudinal direction of the spreader 01 ,

Mit der ersten Rolle 02 steht eine zweite Rolle 04 (Sekundärrolle), auf welche ein Sekundärband 05 auf- und abwickelbar ist, in Verbindung. Das Sekundärband ist in der gezeigten Ausführung als Metallband ausgeführt. Alternativ kämen auch Kunststoff- oder Mischmaterialbänder in Frage. Die beiden Rollen 02, 04 sind so zueinander angeordnet, dass das Spreizband 02 gemeinsam mit dem Metallband 05 auf die erste Rolle 02 auf- bzw. abgewickelt werden kann. Bei dem Metallband 05 handelt sich um ein gewöhn liches flaches, keine Profilierung aufweisendes Band. Vorzugsweise wird ein Stahlband eingesetzt. Das Metallband 05 ist in der Regel in etwa derselben Breite wie das Spreizband 01 in seinem flachen, aufgewickelten Zustand ausgeführt. Ein derart ausgebildetes Metallband 05 lässt sich besonders einfach auf die erste Rolle 02 gemeinsam mit dem Spreizband 01 aufwickeln. Beim Abwickelvorgang ist gewährleistet, dass das Spreizband 01 im Übergangsbereich vom aufgewickelten flachen Zustand in den gewölbten Zustand vom Metallband 05 gut abgestützt wird und dadurch einer geringeren Beanspruchung unterliegt.With the first role 02 is a second role 04 (Secondary role), on which a secondary band 05 can be wound up and unwound, in conjunction. The secondary band is designed as a metal band in the embodiment shown. Alternatively, plastic or mixed material bands would also be suitable. The two roles 02 . 04 are arranged to each other so that the spreader 02 together with the metal band 05 on the first role 02 can be wound up or processed. At the metal band 05 is a usual flat flat, no profiling exhibiting band. Preferably, a steel strip is used. The metal band 05 is usually about the same width as the spreader 01 executed in its flat, wound state. Such a trained metal band 05 can be particularly easy on the first role 02 together with the spread band 01 wrap. When unwinding ensures that the spreader 01 in the transition region from the wound flat state in the curved state of the metal strip 05 is well supported and thus subject to a lower stress.

Die Rollen 02, 04 haben einen gegensinnigen Drehsinn. Zur Synchronisation der Rollen 02, 04 ist zumindest jeweils eine der beiden Seitenscheiben 07 der Rollen 02, 04 mit einer Verzahnung (nicht dargestellt) versehen, welche miteinander im Eingriff stehen. Auf diese Weise kann das Drehmoment von der einen zur anderen Rolle übertragen werden. Gleichzeitig kann die gewünschte Vorspannung erzeugt werden. Anstelle der Verzahnung zwischen den Rollen könnte zu deren Synchronisation auch ein Reibschluss hergestellt sein oder die Rollen werden von Direktantrieben angetrieben. Im letztgenannten Fall ist eine Anpassung der Umdrehungsgeschwindigkeit möglich, was gerade bei großen Wickellängen erforderlich erscheint, um eine Schlaufenbildung beim Umwickeln des Sekundärbandes von der ersten zur zweiten Rolle zu vermeiden.The roles 02 . 04 have an opposite direction of rotation. To synchronize the roles 02 . 04 is at least one of the two side windows 07 the roles 02 . 04 provided with a toothing (not shown), which are engaged with each other. In this way, the torque can be transmitted from one to the other role. At the same time, the desired preload can be generated. Instead of the teeth between the rollers could be made to synchronize a frictional engagement or the rollers are driven by direct drives. In the latter case, an adjustment of the rotational speed is possible, which appears to be necessary especially for large winding lengths to avoid looping when wrapping the secondary band from the first to the second role.

Beim Aufwickeln wird das Spreizband 01 in Richtung der ersten Rolle 02 bewegt. Die Kraftübertragung erfolgt über einen Befestigungspunkt 08 des Spreizbandes 01 auf der ersten Rolle 02 und den Radius (Aufwickelradius) der ersten Rolle 02. Die zweite Rolle 04 dient hierbei lediglich als Träger des Metallbandes 05, welches zusammen mit dem Spreizband 01 auf die erste Rolle 02 aufgewickelt wird.When winding up the spreader 01 in the direction of the first role 02 emotional. The power transmission takes place via an attachment point 08 of the spreading band 01 on the first roll 02 and the radius (winding radius) of the first roller 02 , The second role 04 serves here only as a carrier of the metal strip 05 , which together with the spreader 01 on the first role 02 is wound up.

Beim Abwickeln erfolgt die Kraftübertragung über den Radius (Abwickelradius) der Aufwickelrolle 02, den Befestigungspunkt des Metallbandes 05 auf der Sekundärrolle 04 und dem Aufwickelradius der Sekundärrolle 04. Die Aufwickelrolle 02 dient dabei als Spannrolle, die ein sauberes Abwickeln des Spreizbandes 01 ermöglicht.When unwinding, the power is transmitted through the radius (unwinding radius) of the take-up reel 02 , the attachment point of the metal strip 05 on the secondary role 04 and the winding radius of the secondary roller 04 , The take-up roll 02 serves as a tension roller, which is a clean unwinding of the spreader 01 allows.

2 zeigt eine Prinzipdarstellung zur Veranschaulichung der beim Aufwickeln wirkenden Kräfte. Diese Prinzipdarstellung ist auf die in der 1 gezeigte Spreizbandmechanik bezogen, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit auf die Darstellung einzelner Merkmale verzichtet wurde. Auf die Aufwickelrolle 02 wirkt ein Drehmoment M₁, sodass das Spreizband 01 in eine Richtung 11 bewegt wird (Aufwickeln). Das Drehmoment M₁ wirkt entgegen einer Kraft F_L und einer durch die Sekundärrolle 04 bewirkten Vorspannung F_V2 auf das Spreizband 01. Von der Spreizbandrolle (Aufwickelrolle mit aufgewickeltem Spreizband) ausgehend wirken radial nach außen Einzelkräfte F_Rx, die aus dem Bestreben des Spreizbands 01 zur Einnahme des gewölbten Zustands resultieren. Die Aufwickelrolle weist einen Radius r₁ auf. Bei der Sekundärrolle 04 wirken Einzelkräfte F_Rx radial nach außen. Auf die Sekundärrolle 04 wirkt ein Drehmoment M₂. Die Sekundärrolle 04 weist einen Radius r₂ auf. Für das Drehmoment M₂ der Sekundärrolle 04 gilt: –M2 = FV2·r2,wobei F_V2 für die Vorspannung steht. Somit ergibt sich für das Drehmoment der Aufwickelrolle 02: M1 = FL·r1 + FV2·r2,wobei der erste Summand dem durch die Aufwickelrolle 02 bewirkten Antriebsmoment entspricht und der zweite Summand dem durch die Sekundärrolle 04 bewirkten Vorspannungsmoment. 2 shows a schematic diagram to illustrate the forces acting during winding forces. This schematic representation is on in the 1 Referring to Spreizbandmechanik shown, was omitted for reasons of clarity on the representation of individual features. On the take-up reel 02 acts a torque M ₁ , so that the spreader 01 in one direction 11 is moved (winding). The torque M ₁ acts against a force F _L and one through the secondary roller 04 caused bias F _V2 on the spreader 01 , From the Spreizbandrolle (take-up reel with wound spreader) starting act radially outward individual forces F _Rx , resulting from the tendency of Spreizbands 01 to take the domed state. The take-up roll has a radius r ₁ on. In the secondary role 04 Individual forces F _{Rx act} radially outward. On the secondary role 04 a torque M ₂ acts. The secondary role 04 has a radius r ₂ . For the torque M _{2 of} the secondary pulley 04 applies: -M 2 = F V2 · r 2 . where F _{V2 stands} for the bias voltage. This results in the torque of the take-up roll 02 : M 1 = F L · r 1 + F V2 · r 2 . wherein the first addend to the by the take-up reel 02 caused drive torque and the second addend by the secondary role 04 caused preload moment.

3 zeigt eine Prinzipdarstellung zur Veranschaulichung der beim Abwickeln wirkenden Kräfte. Diese Prinzipdarstellung ist wiederum auf die in der 1 gezeigte Spreizbandmechanik bezogen, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit auf die Darstellung einzelner Merkmale verzichtet wurde. Auf die Aufwickelrolle 02 wirkt jetzt ein Drehmoment M₁ mit gegenüber der Darstellung in 3 entgegen gesetztem Richtungssinn, sodass das Spreizband 01 in eine Richtung 12 bewegt wird (Abwickeln). Auf die Spreizbandrolle (Aufwickelrolle mit aufgewickeltem Spreizband) wirken radiale Einzelkräfte F_Rx. Die Aufwickelrolle 02 weist einen Radius r₁ auf. Bei der Sekundärrolle 04 wirken Einzelkräfte F_Rx radial nach außen. Auf die Sekundärrolle 04 wirkt ein Drehmoment M₂. welches einen gegenläufigen Drehsinn zum Drehmoment M₁ der Aufwickelrolle 02 aufweist. Das Drehmoment M₂ wirkt entgegen einer Kraft F_Lo und einer durch die Aufwickelrolle 02 bewirkten Vorspannung F_V1 Somit ergibt sich für das Drehmoment der Sekundärrolle: M2 = FLo·r2 + FV1 wobei der erste Summand dem durch die Sekundärrolle 04 bewirkten Antriebsmoment und der zweite Summand dem durch die Aufwickelrolle 02 bewirkten Vorspannungsmoment entspricht. 3 shows a schematic diagram to illustrate the forces acting during unwinding forces. This schematic representation is again on in the 1 Referring to Spreizbandmechanik shown, was omitted for reasons of clarity on the representation of individual features. On the take-up reel 02 Now affects a torque M ₁ with respect to the representation in 3 opposite direction sense, so the spread band 01 in one direction 12 is moved (unwinding). On the Spreizbandrolle (take-up reel with wound spreader) act radial individual forces F _Rx . The take-up roll 02 has a radius r ₁ . In the secondary role 04 Individual forces F _{Rx act} radially outward. On the secondary role 04 a torque M ₂ acts. which an opposite sense of rotation to the torque M _{1 of} the take-up roll 02 having. The torque M ₂ acts against a force F _Lo and one through the take-up roll 02 caused bias F _V1 Thus results for the torque of the secondary role: M 2 = F Lo · r 2 + F V1 wherein the first summand by the secondary role 04 caused drive torque and the second summand that through the take-up reel 02 corresponds to the applied prestressing torque.

0101: Spreizbandspread spectrum
0202: erste Rolle (Aufwickelrolle)first Roll (take-up roll)
0303
0404: zweite Rolle (Sekundärrolle)second Roll (secondary roll)
0505: Sekundärband (Metallband)Secondary band (metal band)
0606
0707: Seitenscheibenside windows
0808: Befestigungspunkt des Spreizbandesattachment point of the spreading band
0909: Befestigungspunkt des Metallbandesattachment point of the metal band
1010
1111: Richtung des Spreizbandes beim Aufwickelndirection of the spreader during winding
1212: Richtung des Spreizbandes beim Abwickelndirection the spreader when unwinding

Claims

Spreading band mechanism for transmitting tensile and compressive forces and bending moments, comprising: - a spreading band ( 01 ), which in a stretched state has a profile in cross-section, wherein the expansion band ( 01 ) is continuously reversibly convertible into a winding state in which the expansion band ( 01 ) is formed flat transverse to the longitudinal direction; and - a first role ( 02 ) for winding and unwinding the spreader belt ( 01 ); characterized in that it further comprises a second roller ( 04 ) to which a secondary band ( 05 ) is wound up and unwindable, wherein the first and the second roll ( 02 . 04 ) are arranged to each other such that the secondary band ( 05 ) together with the spreading band ( 01 ) on the first roll ( 02 ) is wound up and unwound, the second roll ( 04 ) opposite to the first role ( 02 ) is rotatably mounted and relative to the first roller ( 02 ) is located on the opposite side of the spreader, so that the secondary belt ( 05 ) on the second roll ( 04 ) is wound while the spreader ( 01 ) from the first roll ( 02 ).

Spreizbandmechanik according to claim 1, characterized in that the first and the second roller ( 02 . 04 ) on at least one of its two side windows ( 07 ) have a toothing, wherein these teeth intermesh.

Spreizbandmechanik according to claim 1, characterized in that the first and second rollers ( 02 . 04 ) are independently drivable and synchronized.

Spreizbandmechanik according to one of claims 1 to 3, characterized in that the secondary band is a rigid, flat in cross-section metal band ( 05 ).

Spreizbandmechanik according to claim 4, characterized in that the metal strip ( 05 ) in about the same width as the spread band ( 01 ) in its flat wound state.

Spreizbandmechanik according to one of claims 1 to 5, characterized in that one of the two rollers ( 02 . 04 ) is motor driven to a rotation.

Spreizbandmechanik according to one of claims 1 to 6, characterized in that the spreader ( 01 ) consists of an elastic metal or an elastic plastic.

Spreizbandmechanik according to one of claims 1 to 7, characterized in that the spreader strip ( 01 ) changes under the action of a bending moment from the extended state to the winding state, wherein the acting bending moment is greater than a transfer bending moment.

Spreizbandmechanik according to one of claims 1 to 8, characterized in that the spreader strip ( 01 ) is wider in the winding state than in the stretched state.