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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft eine Bandrolle eines spiralig auf- und abwickelbaren
Bandes mit einem antreibbaren Rollenkörper mit einer zentralen
Nabe und einem rotationssymmetrischen Außenmantel sowie
mit zwei stirnseitig am Rollenkörper angebrachten, radial
nach außen gerichteten Seitenscheiben, deren Radius jeweils
größer ist als der Radius des Außenmantels,
wobei zwischen axial inneren Wandungen der Seitenscheiben ein wenigstens
im aufgewickelten Zustand flaches Band parallel zum Außenmantel
des Rollenkörpers und mit seinen Außenkanten parallel
zu den Wandungen der Seitenscheiben geführt ist, wobei
die Außenkanten des Bandes im aufgewickelten Zustand in
reibschlüssigem Kontakt mit den axial inneren Wandungen
der Seitenscheiben sind.
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Hintergrund der Erfindung
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Aus
der
DE 40 33 289 C2 ist
eine Bandrolle eines einziehbaren sowie spiralig auf- und abwickelbaren
Bandmaßes bekannt, welche einen durch einen Federantrieb
antreibbaren Rollenkörper mit einer zentralen Nabe und
einem rotationssymmetrischen Außenmantel und mit zwei stirnseitig
am Rollenkörper angebrachten, radial nach außen
gerichteten Seitenscheiben aufweist. Der Radius der als Flansch dienenden
Seitenscheiben ist jeweils größer ist als der
Radius des Außenmantels, wobei zwischen axial inneren Wandungen
der Seitenscheiben ein wenigstens im aufgewickelten Zustand flaches
Band parallel zum Außenmantel des Rollenkörpers
und mit seinen Außenkanten parallel zu den Wandungen der
Seitenscheiben geführt ist.
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Derartige
Rollenkörper dienen vornehmlich dem Auf- und Abwickeln
eines als Spreizband ausgebildeten Maßbandes, das neben
der Funktion als Maßband für keine weiteren Zwecke
eingesetzt werden soll, weshalb es bei derartigen Bandrollen hauptsächlich
darauf ankommt, das Spreizband durch die Seitenscheiben auf dem
Rollenkörper zu führen, aber möglichst
einen Reibschluss der Außenkanten des Spreizbandes mit
den Seitenscheiben zu vermeiden, um ein leichtes Auf- und Abwickeln
das Maßbandes durch den relativ schwachen Federantrieb nicht
zu behindern.
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Unter
einem Spreizband versteht man ein in Querrichtung bombiertes Band,
das, wenn man es sich selbst überlässt, sich um
eine seiner Längsachse parallele Achse wölbt beziehungsweise
einrollt, so dass die Oberseite des Spreizbandes konvex und die Unterseite
des Spreizbandes konkav gewölbt ist. Solche Bänder
bestehen beispielsweise aus Metall oder Kunststoff und bieten infolge
ihrer Wölbung eine beachtliche Druck- und Biegesteifigkeit,
da sie auch schubsteif sind, anders als ein flaches Band, das nur auf
Zug belastet werden kann.
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Das
Wirkprinzip von Spreizbändern ist seit langem aus dem Bereich
auf rollbarer Maßbänder bekannt und es ist bereits
vorgeschlagen worden, dieses Prinzip für Linearantriebe
oder für Umschlingungstriebe zu nutzen.
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So
wird in der bislang unveröffentlichten
DE 10 2006 059 187 ein Linearführungsmodul
mit einem auf einer Führungsschiene linearbeweglich gelagerten
Führungswagen beschrieben, welcher durch ein Verbindungselement
in Form eines Spreizbandes mit einem Antriebsmotor in Antriebsverbindung
steht. Das Spreizband ist dabei von einer Bandrolle auf- und abwickelbar,
wobei die Bandrolle nicht näher beschriebenen ist, so dass
diesbezüglich noch Raum für Verbesserungen besteht.
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Bei
der Verwendung von Bandrollen zum Einsatz für einen Linearantrieb
oder für ein Umschlingungsgetriebe wird im Gegensatz zu
Bandrollen von Maßbändern ein Reibschluss zwischen
den Seitenscheiben und dem Band angestrebt, da sich hierdurch Zug-
und Druckkräfte präziser übertragen lassen.
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Aus
der
DE 38 38 724 A1 ist
eine Vorrichtung zum Führen eines Spreizbandes mit wenigstens
einer Anlagefläche bekannt, an der zumindest ein Abschnitt
des Bandes so anliegt, dass das Band in diesem Abschnitt unter elastischer
Aufhebung der Querwölbung eine um wenigstens eine Querachse
gekrümmte Längswölbung aufweist, wobei
die Vorrichtung zwei seitliche Abstützflächen
aufweist, die in Richtung der Querachse einander gegenüberliegen und
so aufeinander zu geneigt sind, dass sie von der Querachse weg konvergieren.
Außerdem sind diese Abstützflächen so
angeordnet, dass sich jeder Bandabschnitt, der in den längsgewölbten
Bereich eintritt, aufgrund der Breitenvergrößerung,
die er bei der hierbei erfolgenden Verminderung seiner Querwölbung
erfährt, in elastisch reversibler Weise unverrückbar
zwischen der wenigstens einen Anlagefläche und den zwei
seitlichen Abstützflächen einspannt.
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Bei
dieser Vorrichtung wird also ein elastisch verformbares Band mit
Querwölbung auf einer Rolle aufgewickelt, wobei sich das
Band dabei aufgrund einer Breitenänderung zwischen zwei
Seitenscheiben kraftschlüssig festklemmt. Dieser Effekt
wird genutzt, um das Drehmoment des Wickelkörpers in eine schlupffreie
Translationsbewegung des Bandes umzuwandeln.
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Aus
der
DE 39 13 443 A1 ist
eine ähnliche Bandrolle mit zueinander in schwalbenschwanzförmiger
Anordnung ausgerichteten axial inneren Wandungen der Seitenscheiben
bekannt, bei der sowohl das Spreizband als auch die axial inneren
Wandungen der Seitenscheiben eine zackenartige Profilierung aufweisen.
Hierdurch soll die exakte Reproduzierbarkeit der relativen Lage
des Spreizbandes bezüglich der die Anlage- und Abstützflächen
tragenden Seitenscheiben auch bei einer extrem hohen Anzahl von
Anlege- und Abhebevorgängen gewährleistet werden.
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Aus
der
DE 10 2005
048 263 A1 ist schließlich ein Linearantrieb bekannt,
bei dem ein Spreizband auf einen Aktor in Form eines pneumatischen Zylinders
Druck- oder Zugkräfte ausübt. Das Spreizband ist
auf eine Bandrolle aufwickelbar bzw. von dieser abwickelbar. Hierbei
ist eine Führungsanordnung in gezackter Nutenform in den
Wandungen der Seitenscheiben zum Aufwickeln des Spreizbandes vorgesehen,
in welche die Außenkanten des Spreizbandes eingreifen.
Die Nuten sollen die vom Spreizband auf den Aktor übertragenen
Druckkräfte verbessern.
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Bei
den genannten Konstruktionen, bei welchen das Spreizband zwischen
den Seitenscheiben eingeklemmt bzw. reibschlüssig an den
Seitenscheiben geführt wird, ist eine Einstellung der Kontaktkräfte
zwischen den Außenkanten des Spreizbandes und den Seitenscheiben
nicht oder doch zumindest nicht präzise genug möglich.
Dies beeinflusst jedoch maßgeblich den Verschleiß an
Spreizband und Bandrolle sowie die Güte des Führungsmechanismus
des Spreizbandes. Je nach Anwendungsfall wird das Spreizband nämlich
unterschiedlich weit ausgefahren, so dass über die Lebensdauer des
Spreizbandes bzw. der Bandrolle Abschnitte des Spreizbandes unterschiedlich
häufig durch Auf- und Abwickelvorgänge mit der
damit verbundene Biegeschwellbeanspruchung sowie der Beanspruchung
aus dem Reibkontakt zur Bandrolle beansprucht werden.
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Außerdem
ist bei bisherigen Lösungen die Bandrolle mit den Seitenscheiben
regelmäßig aus einem Vollmaterial gefertigt, wodurch
die Montage des Spreizbandes auf die Rolle erschwert wird. Die Breite des
Spreizbandes muss dabei auf die Ausführung der Bandrolle
angepasst werden, oder umgekehrt muss die Rolle durch weitere Bearbeitungsvorgänge an
die Bandgeometrie angepasst werden. Nachteilig bei den bislang bekannt
gewordenen Lösungen ist ferner eine fehlende Einstellbarkeit
der Kontaktkräfte zwischen den Seitenflächen des
Spreizbandes und den Seitenscheiben. Dies beeinflusst jedoch maßgeblich
den Verschleiß an Spreizband und Bandrolle sowie die Güte
der Führungsmittel.
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Aufgabe der Erfindung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bandrolle zu schaffen,
welche die geschilderten Nachteile nicht aufweist. Insbesondere
ist es Aufgabe der Erfindung, eine Bandrolle vorzustellen, bei welcher
die Montage des Bandes und die Einstellung der Vorspannkraft des
zwischen den Seitenscheiben eingespannten Bandes einfach zu bewerkstelligen ist.
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Beschreibung der Erfindung
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Der
Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich die gestellte
Aufgabe dadurch lösen lässt, dass der Abstand
der Seitenscheiben zueinander veränderlich ausgebildet
ist.
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Die
Erfindung geht daher aus von einer Bandrolle eines spiralig auf-
und abwickelbaren Bandes, mit einem antreibbaren Rollenkörper
mit einer zentralen Nabe und einem rotationssymmetrischen Außenmantel
sowie mit zwei stirnseitig am Rollenkörper angebrachten,
radial nach außen gerichteten Seitenscheiben, deren Radius
jeweils größer ist als der Radius des Außenmantels,
wobei zwischen axial inneren Wandungen der Seitenscheiben ein wenigstens
im aufgewickelten Zustand flaches Band parallel zum Außenmantel
des Rollenkörpers und mit seinen Außenkanten parallel
zu den Wandungen der Seitenscheiben geführt ist, wobei
die Außenkanten des Bandes im aufgewickelten Zustand in
reibschlüssigem Kontakt mit den axial inneren Wandungen
der Seitenscheiben sind. Zur Lösung der gestellten Aufgabe
ist zudem vorgesehen, dass wenigstens eine Seitenscheibe axial verschiebbar
ausgebildet ist, und dass der axiale Abstand zwischen den axial
inneren Wandungen der Seitenscheiben veränderlich ist.
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Durch
diesen Aufbau wird vorteilhaft erreicht, dass wenigstens eine Seitenscheibe
der Bandrolle relativ zur anderen Seitenscheibe auf einem Rollenkörper
verschoben werden kann, oder dass die Winkellage wenigstens einer
Seitenscheibe auf einem Zylinderkörper veränderlich
ist. Dadurch ist eine konstante und/oder veränderliche
Vorspannkraft des Bandes erreichbar. Die axiale Ver-stellung der
Seitenscheibe kann durch unterschiedliche konstruktive Maßnahmen
realisiert werden, beispielsweise durch die Nutzung von axial wirksamen
Federn, elastischen Elementen, Aktoren oder Unterlegscheiben. Hierbei kann
die Verschiebung der Seitenscheiben zueinander stufenlos oder in
diskreten Schritten erfolgen. Die Einstellung der Vorspannkraft
des Bandes kann passiv über Federn oder dergleichen oder
aktiv über eine Vorspannungsregelung erfolgen, welche eine
Kraftmessung und einen Regelkreis beinhalten kann.
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Die
Verschiebung der Seitenscheiben ist für die Verschleißbeeinflussung
im μm-Bereich möglich, während für
das Aufwickeln unterschiedlicher Bandbreiten ein Verschieben der
Seitenscheiben im cm-Bereich stattfinden kann.
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Die
Seitenscheiben können auf der Bandrolle entsprechend den
heute bekannten Welle-Naben-Verbindungen an unterschiedlichen Positionen auf
der Bandrolle fixiert werden. Diese Fixierung kann vorteilhafterweise
auch wieder gelöst werden. Ein weiterer positiver Effekt
der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Bandrolle
ist darin zu sehen, dass Bänder unterschiedlicher Breite
aufgewickelt werden können.
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Außerdem
kann vorgesehen sein, dass die axial verschiebliche Seitenscheibe
als Ringscheibe mit einem axial äußeren Ringflansch
mit mehreren axialen Bohrungen ausgebildet ist, durch welche jeweils
Führungsstifte geführt sind, welche an einer Stirnseite
des Rollenkörpers angeordnet sind, wobei die Seitenscheibe
entlang der Führungsstifte axial verschieblich ist. Vorzugsweise
ist die radial innere Mantelfläche der Seitenscheibe auf
dem Außenmantel des Rollenkörpers gleitend angeordnet.
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Diese
Ausgestaltung lässt sich noch dadurch ergänzen,
dass konzentrisch um die Führungsstifte jeweils eine als
Schraubenfeder ausgebildete Druckfeder angeordnet ist, welche den
Ringflansch der Seitenscheibe mit einer Federkraft drückend
beaufschlagt.
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In
einer anderen praktischen Weiterbildungen kann vorgesehen sein,
dass sich die Druckfeder mit einem axialen Ende gegen eine Innenseite
des Ringflanschs der Seitenscheibe sowie mit ihrem anderen axialen
Ende gegen einen stirnseitigen Absatz des Rollenkörpers
abstützt und die Seitenscheibe mit Druck nach axial außen
beaufschlagt.
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Alternativ
dazu kann vorgesehen sein, dass sich die Druckfeder mit einem axialen
Ende gegen eine Außenseite des Ringflanschs der Seitenscheibe abstützt
und die Seitenscheibe mit ihrem anderen axialen Ende mit Druck nach
axial innen beaufschlagt.
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Eine
andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass axial außen
an einen axial über den Absatz überstehenden Achsstumpf
des Rollenkörpers ein Deckel lösbar befestigt
ist, dessen axiale Innenseite einen axialen Anschlag für
die Seitenscheibe bildet.
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In
einer besonders praktischen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen,
dass ein über den Absatz überstehender Achsstumpf
des Rollenkörpers mit einem Außengewinde versehen
ist, auf welches eine Schraubmutter aufschraubbar ist, welche beim
Aufschrauben mit einer axial inneren Stirnseite die axiale Außenseite
des Ringflansches der Seitenscheibe nach axial innen verschiebt.
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Ebenso
liegt es im Rahmen der Erfindung vorzusehen, dass die axial verschiebliche
Seitenscheibe durch Schrauben am Rollenkörper gehalten ist,
wobei die Schrauben und die Führungsstifte mit radialem
Versatz zueinander am Rollenkörper angeordnet und durch
axiale Bohrungen in der Seitenscheibe geführt sind, wobei
die Führungsstifte jeweils an ihrem axial äußeren
Ende eine Ringnut aufweisen, in welche ein Sprengring eingesetzt
ist, welcher gegen die axiale Außenseite des Ringflansches
zur Anlage gebracht werden kann.
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Außerdem
kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass sich die
Druckfeder mit einem axialen Ende gegen die axiale Innenseite des Deckels
abstützt.
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Besonders
vorteilhaft ist ebenso eine Ausgestaltung der Erfindung, die sich
dadurch auszeichnet, dass zur Einstellung des axialen Abstandes
zwischen den sich axial gegenüberliegenden Wandungen der
Seitenscheiben wenigstens eine Distanzscheibe vorgesehen ist. Diese
Ausgestaltung lässt sich auch noch dadurch ergänzen,
dass die Distanzscheibe zwischen der Stirnseite des Achsstumpfs und
der axialen Innenseite des Deckels angeordnet ist.
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Es
liegt ebenso im Rahmen der Erfindung vorzusehen, dass die Distanzscheibe
in einem Spalt zwischen dem Absatz des Rollenkörpers und
der axialen Innenseite des Ringflansches angeordnet ist. Ebenso
praktisch ist eine Weiterbildung der Erfindung, bei welcher vorgesehen
ist, dass die Distanzscheibe zwischen der Schraube und der axialen
Außenseite des Ringflansches angeordnet ist.
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Andere
praktische Ausgestaltungen der Erfindung zeichnen sich dadurch aus,
dass die Bandrolle als Tandemrolle ausgebildet ist und zwei Rollenkörper
aufweist, welche durch eine mittig zwischen ihnen platzierte gemeinsame
Doppelseitenscheibe miteinander verbunden sind, wobei jeder Rollenkörper
zum Auf- und Abwickeln jeweils eines Bandes dient und wobei zwei
jeweils axial äußere Seitenscheiben axial verschiebbar
ausgebildet sind, wobei der axiale Abstand zwischen den axial inneren
Wandungen der axial verschiebbaren Seitenscheiben zu den axial inneren
Wandungen der Doppelseitenscheibe jeweils veränderlich
ist.
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Ebenfalls
im Rahmen der Erfindung liegt es vorzusehen, dass die Wandungen
der Seitenscheiben jeweils mit Nuten versehen sind, in welchen die Außenkanten
des Bandes eingreifen. Diese Ausgestaltung lässt sich auch
noch dadurch ergänzen, dass die Nuten als zueinander konzentrische
Ringnuten oder spiralförmige Nuten ausgeführt
sind.
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In
einer anderen praktischen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen
sein, dass das Band ein aus Federstahl bestehendes Spreizband ist,
welches im aufgewickelten Zustand flach und im abgewickelten Zustand
zum Übertragen von Zug und Druckkräften von der
Bandrolle auf ein Abtriebselement gewölbt ist, wobei eine
Oberseite des Spreizbandes eine konvexe und eine Unterseite des
Spreizbandes eine konkave Wölbung aufweist. Diese Ausgestaltung
lässt sich auch noch dadurch ergänzen, dass das
Abtriebselement ein Führungswagen einer Linearführungseinrichtung
ist.
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Besonders
vorteilhaft ist schließlich noch eine Ausgestaltung der
Erfindung, die sich dadurch auszeichnet, dass die Bandrolle als
Antriebselement eines Linearantriebs, eines Umschlingungsgetriebes, als
längenveränderlicher Aktor, als Umlenkrolle, als Speicher
für ein Band oder als Spule für ein Maßband verwendet
ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
erfindungsgemäß ausgebildete Bandrolle wird nachfolgend
anhand mehrerer bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme
auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
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1 einen
Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäß ausgebildeten Bandrolle;
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2 einen
Ausschnitt A der Bandrolle gemäß 1 in
vergrößerter Darstellung;
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3 ein
zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten
Bandrolle im Querschnitt;
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4 einen
Ausschnitt B der Bandrolle gemäß 3 in
vergrößerter Darstellung;
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5 ein
drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten
Bandrolle im Querschnitt
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6 einen
Ausschnitt C der Bandrolle gemäß 5 in
vergrößerter Darstellung;
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7 ein
viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten
Bandrolle im Querschnitt;
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8 einen
Ausschnitt D der Bandrolle gemäß 7 in
vergrößerter Darstellung;
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9 ein
fünftes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten
Bandrolle im Querschnitt.
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Ausführliche Beschreibung
der Zeichnungen
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In
den 1 bis 9 ist jeweils in verschiedenen
Ansichten eine erfindungsgemäß ausgebildete Bandrolle 1 dargestellt,
wobei für gleiche Bauteile die gleichen Bezugsziffern verwendet
werden.
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Die
Bandrolle 1 weist jeweils einen antreibbaren Rollenkörper 2 mit
einer zentralen Nabe 3 und einem rotationssymmetrischen
Außenmantel 4 auf. In die zentrale Nabe 3 ist
ein nicht dargestellter Antrieb, beispielsweise in Form eines Federmotors,
einsetzbar, durch welchen die Bandrolle in Drehung versetzt werden
kann. Es ist auch möglich, die Nabe 3 mit einer
Welle beispielsweise eines elektrischen oder hydraulischen Antriebsmotors
zu verbinden, um die Bandrolle 1 durch diesen Antriebsmotor
in Drehung zu versetzen. Am Rollenkörper 2 sind
stirnseitig zwei nach radial außen gerichtete Seitenscheiben 5, 6 angebracht,
wobei der Radius der Seitenscheiben 5, 6 jeweils
größer ist als der Radius des Außenmantels 4,
so dass die Seitenscheiben 5, 6 zwei Flansche bilden.
Jeweils eine Seitenscheibe 6 ist dabei starr mittels Schrauben 7 am
Rollenkörper 2 befestigt, während jeweils
eine andere Seitenscheibe 5 axial verschiebbar am Rollenkörper 2 gelagert
ist. Es ist jedoch auch möglich, beide Seitenscheiben 5, 6 axial verschieblich
am Rollenkörper 2 anzubringen.
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Dadurch,
dass zumindest die Seitenscheibe 5 axial verschieblich
am Rollenkörper 2 gehaltert ist, ist ein axialer
Abstand zwischen axial inneren Wandungen 8, 9 der
Seitenscheiben 5, 6 variabel einstellbar. Bei
maximaler Verstellung der Seitenscheibe 5 nach axial außen
ist der in 1 dargestellte maximale axiale
Abstand dmax größer als die axiale Breite d1 eines
Bandes 10, welches parallel zum Außenmantel 4 und
mit seinen Außenkanten 11, 12 zwischen
und parallel zu den axial inneren Wandungen 8, 9 der
Seitenscheiben 5, 6 geführt ist. Liegt
dagegen die Seitenscheibe 5 so weit es geht nach axial
innen am Rollenkörper 2 an, so ist der minimale
Abstand dmin zwischen den axial inneren Wandungen 8, 9 der
Seitenscheiben 5, 6 gleich oder kleiner der axialen
Breite d1 des Bandes 10.
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Das
Band 10 ist spiralig auf den Rollenkörper 2 aufwickelbar,
so dass bei mehreren Wicklungswindungen eine entsprechende Anzahl
von Lagen des Bandes 10 radial übereinander zu
liegen kommen. Die unterste Lage des Bandes 10 ist dabei
mit Abstand zum Außenmantel 4 angeordnet, wobei
es jedoch auch möglich ist, die unterste Lage direkt in Kontakt
mit dem Außenmantel 4 zu bringen.
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Bei
dem Band 10 handelt es sich jeweils um ein aus Federstahl
bestehendem Spreizband 13, welches im aufgewickelten Zustand
flach und im abgewickelten Zustand zum Übertragen von Zug-
und Druckkräften von der Bandrolle 1 auf ein Abtriebsmittel
gewölbt ist, wobei eine Oberseite 14 des Spreizbandes 13 eine
konvexe und eine Unterseite 15 des Spreizbandes 13 eine
konkave Wölbung aufweist. Das Spreizband 13 ist
mit einem ersten, nicht dargestellten Ende auf den Rollenkörper 2 befestigt
sowie aufwickelbar und von diesem abwickelbar. Ein zweitens Ende
ist mit einem nicht dargestellten Abtriebselement verbunden, welches
durch das Spreizband 13 auf Zug oder auf Druck belastbar
und betätigbar, beispielsweise axial verfahrbar ist. Das
zweite Ende des Spreizbandes 13 ist axial verschiebbar
durch einen Schlitz eines nicht dargestellten Gehäuses
der Bandrolle 1 geführt. In dem Gehäuse
ist der Rollenkörper 2 drehbar gelagert.
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Beim
Aufwickeln des Spreizbandes 13 läuft dieses zunächst
mit geradem Verlauf und konkav/konvex gewölbt in die Bandrolle 1 ein.
Durch die Biegung um seine Längsachse wird das Spreizband 13 flachgelegt
und wickelt sich als nun flaches Band 10 auf den Rollenkörper 2 auf.
Dabei geraten die Außenkanten 11, 12 des
Bandes 10 in einen reibschlüssigen Kontakt mit
den axial inneren Wandungen 8, 9 der Seitenscheiben 5 und 6,
deren axialer Abstand dmin kleiner oder gleich der Breite d1 des
Bandes 10 ist. Dadurch, dass die Außenkanten 11, 12 des
Bandes in reibschlüssigen Kontakt mit den Seitenscheiben 5, 6 sind,
lässt sich das Band 10 bzw. das Spreizband 13 schlupffrei
bewegen. Um die Bandführung sowie die Reproduzierbarkeit
der Position der Außenkanten 11, 12 an
den Seitenscheiben 5, 6 zu verbessern, sind die
Wandungen 8, 9 der Seitenscheiben 5, 6 jeweils
mit Nuten 16 versehen. Die Nuten 16 sind hier
beispielhaft als zueinander konzentrische Ringnuten ausgeführt.
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Beim
Aufwickeln des Spreizbandes 13 auf den Rollenkörper 2 werden
die in Kontakt mit den Wandungen 8, 9 kommenden
Außenkanten 11, 12 in die Nuten 16 gedrückt,
wodurch das Spreizband 13 zusätzlich gegen den
Rollenkörper 2 verklemmt wird.
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Um
im Bedarfsfalle die Montage des Bandes 10 auf dem Rollenkörper 2 zu
erleichtern, wird die axial verstellbare Seitenscheibe 5 in
eine Position des maximalen axialen Abstandes dmax zur starren Seitenscheibe 6 verschoben,
so dass der Abstand zwischen den Wandungen 8, 9 der
Seitenscheiben 5, 6 deutlich größer
ist als die Breite des Bandes 10. Nach der Montage wird
die Seitenscheibe 5 wieder auf einen geringeren Abstand
dmin verstellt, so dass das Band 10 unter Erzeugung einer
Vorspannung zwischen den Seitenscheiben 5, 6 reibschlüssig
geführt ist. Die Festlegung der verschieblichen Seitenscheibe 5 in
ihrer die Vorspannung erzeugenden Position kann auf verschiedene,
noch zu beschreibende Weise vorgenommen werden. Die Verschiebung
der Seitenscheiben 5, 6 zueinander kann stufenlos
oder in diskreten Schritten erfolgen.
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In
den 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel
einer Bandrolle 1 im Querschnitt dargestellt, wobei in 2 ein
vergrößerter Ausriss der Bandrolle 1 entsprechendem
dem Kreis A aus 1 gezeigt ist. Die axial verschiebliche
Seitenscheibe 5 ist als Ringscheibe mit einem axial äußeren
sowie radial inneren Ringflansch 17 mit mehreren axialen Bohrungen 18 ausgebildet,
durch welche jeweils Führungsstifte 19 geführt
sind. Die Führungsstifte 19 weisen einen etwas
kleineren Durchmesser als die Bohrungen 18 auf und sind
in einen Absatz 20 in der Stirnseite des Rollenkörpers 2 eingeschraubt.
Die Seitenscheibe 5 ist dadurch entlang der Führungsstifte 19 axial
verschieblich. Dabei gleitet eine radial innere Mantelfläche 21 der
Seitenscheibe 5 auf dem Außenmantel 4 des
Rollenkörpers 2 oder weist dazu einen geringen
radialen Abstand auf. Zumindest durch die Führungsstifte 19 ist
die Seitenscheibe 5 axial geführt und zentriert.
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Konzentrisch
um die Führungsstifte 19 ist jeweils eine als
Schraubenfeder ausgebildete Druckfeder 22 angeordnet, welche
sich mit einem axialen Ende gegen eine Innenseite 23 des
Ringflanschs 17 der Seitenscheibe 5 sowie mit
ihrem anderen axialen Ende gegen den Absatz 20 des Rollenkörpers 2 abstützt
und folglich die Seitenscheibe 5 axial vom Rollenkörper 2 weg
drückt. Um ein vollständiges Abziehen der Seitenscheibe 5 vom
Rollenkörper 2 zu verhindern bzw. im Bedarfsfalle
zu ermöglichen, ist axial außen an einen axial über
den Absatz 20 überstehenden Achsstumpf 24 des
Rollenkörpers 2 ein Deckel 25 mittels
Schrauben 26 angeschraubt. Eine axiale Innenseite 27 des
Deckels 25 bildet einen axialen Anschlag für die
Seitenscheibe 5.
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Zur
Einstellung des korrekten Abstandes zwischen den sich axial gegenüberliegenden
Wandungen 8, 9 der Seitenscheiben 5, 6 und
zur Einstellung der korrekten Vorspannung dient eine in 2 erkennbare
Distanzscheibe 28, welche zwischen der Stirnseite 29 eines
Achsstumpfs 24 des Rollenkörpers 2 und
der axialen Innenseite 27 des Deckels 25 angeordnet
ist. Je nach einzustellendem axialen Abstand dmin können
auch mehrere Distanzscheiben 28 zwischen dem Deckel 25 und
dem Achsstumpf 24 angeordnet werden, wobei die Distanzscheiben 28 als
einfache Unterlegscheiben ausgebildet sein können. Je weniger
Distanzscheiben 28 zwischen Deckel 25 und Achsstumpf 24 angeordnet
werden, umso geringer wird der axiale Abstand zwischen den Seitenscheiben 5, 6.
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In
den 3 und 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Bandrolle 1 im
Querschnitt und als vergrößerter Ausschnitt entsprechend
dem Kreis B aus 3 dargestellt. Diese Bandrolle 1 entspricht
weitgehend der Bandrolle 1 aus 1 und 2,
wobei die Wirkrichtung der Druckfedern 22 genau entgegen
gesetzt ist. Die axial verschiebliche Seitenscheibe 5 ist
ebenfalls als Ringscheibe mit einem axial äußeren
sowie radial inneren Ringflansch 17 mit mehreren axialen
Bohrungen 18 ausgebildet, durch welche jeweils Führungsstifte 19 geführt
sind. Die Führungsstifte 19 weisen desgleichen
einen etwas geringeren Durchmesser als die Bohrungen 18 auf
und sind ebenfalls in einem Absatz 20 in der Stirnseite
des Rollenkörpers 2 eingeschraubt. Die Seitenscheibe 5 ist
dadurch entlang der Führungsstifte 19 axial verschieblich
angeordnet. Dabei gleitet eine radial innere Mantelfläche 21 der Seitenscheibe 5 auf
dem Außenmantel 4 des Rollenkörpers 2.
Zumindest durch die Führungsstifte 19 ist die
Seitenscheibe 5 dadurch axial geführt und zentriert.
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Zur
Einstellung des korrekten Abstandes zwischen den sich axial gegenüberliegenden
Wandungen 8, 9 der Seitenscheiben 5, 6 und
zur Einstellung der korrekten Vorspannung dient ebenfalls eine Distanzscheibe 28,
welche zwischen der axialen Stirnseite 29 des Achsstumpfs 24 des
Rollenkörpers 2 und der axialen Innenseite 27 des
Deckels 25 angeordnet ist. Je nach einzustellendem axialen
Abstand dmin können auch mehrere Distanzscheiben 28 zwischen
Deckel 25 und Achsstumpf 24 angeordnet werden,
wobei die Distanzscheiben 28 als einfache Unterlegscheiben
ausgebildet sein können.
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Auch
bei dieser Ausgestaltung ist axial außen an einen axial über
den Absatz 20 überstehenden Achsstumpf 24 des
Rollenkörpers 2 ein Deckel 25 mittels
Schrauben 26 angeschraubt. Eine axiale Innenseite 27 des
Deckels 25 bildet einen axialen Anschlag für die
Druckfedern 22, welche konzentrisch um Führungsstifte 19 angeordnet
sind. Die ebenfalls als Schraubenfedern ausgestalteten Druckfedern 22 stützen
sich im Gegensatz zu der Ausführung gemäß den 1 und 2 mit
einem axialen Ende gegen eine axiale Außenseite 30 des
Ringflanschs 17 der Seitenscheibe 5 und mit ihrem
anderen axialen Ende gegen die axiale Innenseite 27 des
Deckels 25 ab. Folglich wird die Seitenscheibe 5 axial
zum Rollenkörper 2 gedrückt. Die Einstellung
der gewünschten Vorspannkraft erfolgt durch Auswahl der
Federkennwerte der Druckfedern 22 sowie der Dicke der Distanzscheibe 28 oder
eines Paketes von Distanzscheiben 28. Hierbei kann auch
der Spalt zwischen dem Absatz 20 des Rollenkörpers 2 und
der axialen Innenseite 23 des Ringflansches 17 zur
Feineinstellung mit einer Distanzscheibe 28 ausgefüllt
werden.
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Konstruktiv
unterscheidet sich die Bandrolle 1 der 3 und 4 also
nicht von der Bandrolle 1 der 1 und 2.
Lediglich die Druckfedern 22 sind anders angeordnet, und
zwar so, dass die Federkraft die Seitenscheibe 5 axial
nach innen drückt.
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In
den 5 und 6 ist ein drittes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Bandrolle 1 im
Querschnitt sowie als vergrößerter Ausschnitt
entsprechend dem Kreis C aus 5 dargestellt.
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Bei
dieser Ausführungsform der Erfindung wird eine als Zentralmutter 31 ausgebildete
Schraubmutter zur Einstellung des axialen Abstandes zwischen den
Seitenscheiben 5, 6 verwendet. Diese Zentralmutter 31 ist
axial auf einem Achsstumpf 24 des Rollenkörpers 2 aufschraubbar,
wozu der Achsstumpf 24 mit einem Außengewinde 32 versehen
ist. Eine axial innere Stirnseite 33 der Zentralmutter 31 drückt
beim Aufschrauben die axiale Außensei te 30 des
Ringflansches 17 der Seitenscheibe 5 nach axial innen
und verschiebt auf diese Weise die Seitenscheibe 5 nach
axial innen, wodurch der axiale Abstand zwischen den Seitenscheiben 5, 6 verringert wird.
Der Ringflansch 17 wird ebenfalls durch Führungsstifte 19 geführt
und zentriert, die Bohrungen 18 im Ringflansch 17 mit
geringem radialem Spiel durchgreifen. Zur präzisen Einstellung
des Abstandes zwischen den beiden Seitenscheiben 5, 6 kann
in den Spalt zwischen dem Absatz 20 und der axialen Innenseite 23 des
Ringflansches 17 eine nicht dargestellte Distanzscheibe
eingesetzt werden. Um eine Gegenkraft auf den Ringflansch 17 bei
zu großem Abstand zwischen Absatz 20 und Innenseite 23 des Ringflansches 17 zu
erzeugen, kann in den Spalt auch ein Federelement, beispielsweise
in Form einer Tellerfeder, eingesetzt werden.
-
Um
ein ungewolltes Verdrehen der Zentralmutter 31 zu verhindern,
kann diese mit einer nicht dargestellten Verdrehsicherung versehen
sein, beispielsweise in Form von Stiften, Sicherungsschrauben oder
durch ein Sicherungsblech.
-
In 7 und 8 ist
ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Bandrolle 1 im Querschnitt und als vergrößerter
Ausschnitt entsprechend dem Kreis D aus 7 dargestellt.
Bei dieser Ausgestaltung der Bandrolle 1 ist die axial
verschiebliche Seitenscheibe 5 direkt und ohne einen Deckel
mit dem Rollenkörper 2 verschraubt. Um eine exakte
Führung und Zentrierung der Seitenscheibe 5 am
Rollenkörper 2 zu gewährleisten, sind
Schrauben 26 und Führungsstifte 19 mit
radialem Versatz zueinander angeordnet. Um ein ungewolltes Ablösen
der Seitenscheibe 5 vom Rollenkörper 2 nach
einem Lösen der Schrauben 26 zu verhindern, weisen
die Führungsstifte 19 an ihrem axial äußeren
Ende 34 jeweils eine Ringnut 35 auf, in die ein
Sprengring 36 eingesetzt ist, welcher gegen die axiale
Außenseite 30 des Ringflansches 17 anliegt.
-
Um
ein vollständiges Abziehen der Seitenscheibe 5 im
Bedarfsfalle zu ermöglichen, muss lediglich nach Abziehen
der Schrauben 26 der Sprengring 36 entfernt werden,
wonach sich die Seitenscheibe 5 komplett entfernen lässt.
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Wie
bei der Ausführungsform gemäß 1 und 2 ist
auch bei der Variante gemäß den 7 und 8 konzentrisch
um die Führungsstifte 19 jeweils eine als Schraubenfeder
ausgebildete Druckfeder 22 angeordnet, welche sich mit
einem axialen Ende gegen die axiale Innenseite 23 des Ringflanschs 17 der
Seitenscheibe 5 sowie mit ihrem anderen axialen Ende gegen
die Stirnseite 37 des Rollenkörpers 2 abstützt
und folglich die Seitenscheibe 5 axial vom Rollenkörper 2 weg
drückt.
-
Zur
Einstellung des korrekten Abstandes zwischen den sich axial gegenüberliegenden
Wandungen 8, 9 der Seitenscheiben 5, 6 und
zur Einstellung der korrekten Vorspannung dient jeweils eine als Unterlegscheibe
ausgebildete Distanzscheibe 38, welche zwischen der Schraube 26 und
der axialen Außenseite 30 des Ringflansches 17 angeordnet
ist. Je nach einzustellendem axialen Abstand dmin können
auch mehrere Distanzscheiben 38 zwischen Schraube 26 angeordnet
werden. Je mehr Distanzscheiben 38 zwischen Schraube 26 und
Außenseite 30 des Ringflansches 17 angeordnet
sind, um so geringer ist der axiale Abstand zwischen den Seitenscheiben 5, 6.
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In 9 ist
ein fünftes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Bandrolle 1 im Querschnitt dargestellt. Diese Bandrolle 1 ist
als Doppel- oder Tandemrolle 39 ausgebildet und weist zwei
Rollenkörper 2 und 2a auf, die durch
eine mittig zwischen ihnen platzierte gemeinsame Doppelseitenscheibe 40 miteinander
verbunden sind. Die beiden Rollenkörper 2, 2a sind
jeweils durch Passstifte 41 mit der Doppelseitenscheibe 40 verbunden.
Es sind jedoch auch andere Verbindungsarten der Rollenkörper 2, 2a mit
der Doppelseitenscheibe 40 möglich, beispielsweise
durch Verkleben, Löten, Schweißen oder Verschrauben.
-
Jeder
der beiden Rollenkörper 2, 2a dient zum
Auf- und Abwickeln jeweils eines Bandes 10, 13 in
der zuvor beschriebenen Weise. Entsprechend den Ausführungsformen
der Bandrolle 1 gemäß den 1 bis 8 weist
auch die Bandrolle 1 der 9 eine starre
Seitenscheibe, nämlich die mittig angeordnete Doppelseitenscheibe 40 auf,
während beide axial äußeren Seitenscheiben 5, 5a axial
verschieblich ausgebildet sind. Die Verstellmechanik zum axialen
Verschieben der Seitenscheiben 5, 5a entspricht dabei
der Verstellmechanik der Seitenscheibe 5 aus 7 und 8,
es lassen sich aber auch die Verstellmechanismen gemäß den
zuvor beschriebenen Ausführungsformen der 1 bis 6 zum
Einstellen des axialen Abstandes zwischen der Doppelseitenscheibe 40 und
der Seitenscheibe 5 bzw. 5a verwenden. Die beiden
Seitenscheiben 5, 5a weisen wie zuvor beschrieben
axial innen konzentrische Ringnuten auf, welche in 9 nicht
dargestellt sind. Ebenso weist die Doppelseitenscheibe 40 axial
beidseitig Nuten zur Führung der Seitenkanten des Bandes 10 auf,
welche in 9 ebenfalls nicht gezeigt sind.
-
Das
Band 10 der 1 bis 9 kann auch einen
flachen Querschnitt oder einen beliebig anders geformten Querschnitt
aufweisen. Je nach Art des verwendeten Bandes 10 kann auch
der Einsatzzweck der Bandrolle 1 variieren. Mögliche
Einsatzbereiche sind neben der beschriebenen Verwendung als Antriebselement
in Linearantriebsmodulen als Ersatz von Zahnriemen die Verwendung
als längenveränderlicher Aktor, als Umlenkrolle,
als Speicher für ein Band oder als Spule für ein
Maßband.
-
- 1
- Bandrolle
- 2
- Rollenkörper
- 2a
- Rollenkörper
- 3
- Nabe
- 4
- Außenmantel
- 5
- Seitenscheibe
- 5a
- Seitenscheibe
- 6
- Seitenscheibe
- 7
- Schraube
- 8
- Wandung
- 9
- Wandung
- 10
- Band
- 11
- Außenkante
von 10
- 12
- Außenkante
von 10
- 13
- Spreizband
- 14
- Oberseite
von 13
- 15
- Unterseite
von 13
- 16
- Nut
- 17
- Ringflansch
- 18
- Bohrung
- 19
- Führungsstift
- 20
- Absatz
- 21
- innere
Mantelfläche von 5
- 22
- Druckfeder
- 23
- Innenseite
von 17
- 24
- Achsstumpf
- 25
- Deckel
- 26
- Schraube
- 27
- Innenseite
von 25
- 28
- Distanzscheibe
- 29
- Stirnseite
von 24
- 30
- Außenseite
von 17
- 31
- Zentralmutter
- 32
- Außengewinde
- 33
- Stirnseite
von 31
- 34
- äußeres
Ende von 19
- 35
- Ringnut
- 36
- Sprengring
- 37
- Stirnseite
von 2
- 38
- Distanzscheibe
- 39
- Tandemrolle
- 40
- Doppelseitenscheibe
- 41
- Passstift
- A
- Kreis
- B
- Kreis
- C
- Kreis
- D
- Kreis
- d1
- Axiale
Breite des Bandes 10
- dmax
- Maximaler
axialer Abstand
- dmin
- Minimaler
axialer Abstand
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 4033289
C2 [0002]
- - DE 102006059187 [0006]
- - DE 3838724 A1 [0008]
- - DE 3913443 A1 [0010]
- - DE 102005048263 A1 [0011]