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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft eine Spreizbandmechanik nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Aus
der Praxis sind Spreizbandmechaniken bekannt, die ein Spreizband
verwenden, wobei das Spreizband in einem auf einem Wickelkörper
aufgewickelten Zustand im wesentlichen flach ist und in einem von
dem Wickelkörper abgewickelten Zustand eine Bombierung
in einer zu seiner Längserstreckung senkrechten Richtung
aufweist. Das Spreizband wird in dem aufgewickelten Zustand mit
einer ersten Kante in einer ersten Führungsnut einer ersten Seitenführungsscheibe
und mit einer zweiten Kante in einer zweiten Führungsnut
einer zweiten Seitenführungsscheibe aufgenommen, wobei
die beiden Seitenführungsscheiben an dem Wickelkörper
angeordnet sind. In dem aufgewickelten Zustand des Spreizbandes
kommt es zwischen der jeweiligen Kante des Spreizbandes und der
dieser Kante zugeordneten Führungsnut zu mechanischen Spannungen
sowie zu Verschleiss; weiter treten auch innerhalb des Spreizbandes
insbesondere quer zu dessen Längserstreckung Spannungen
auf, da das Spreizband in dem aufgewickelten Zustand mit einem axialen
Untermass zwischen den beiden Seitenführungsscheiben angeordnet
ist. Als problematisch erweist sich dabei, dass sich die Spannungen
entlang des Spreizbandes ungleichmässig verteilen; ausserdem erfährt
ein bestimmter, willkürlich herausgegriffener Abschnitt
des Spreizbandes während des Auf- bzw. Abwickelns mechanische
Spannungen von unterschiedlichem Betrag. Aufgrund der unterschiedlichen mechanischen
Spannung entlang des Spreizbandes wird die Führungsnut
an manchen Abschnitten mehr und an anderen Abschnitten weniger belastet.
Ist die Spreizbandmechanik mit einem äusseren Antrieb versehen,
der beispielsweise den Wickelkörper in Drehung versetzt,
so überträgt dieser Antrieb auf das Spreizband
zwar eine konstante Leistung, allerdings ruft der Antrieb in dem
Spreizband seinerseits mechanische Spannungen hervor, die auch eine
Komponenten in der Längserstreckung des Spreizbandes aufweisen
können. Die Situation ist vergleichbar mit der einer Schraube,
bei der sich die Klemmkraft unterschiedlich über die Gewindegänge
verteilt, wobei insbesondere der erste Gewindegang den grössten Anteil
an der Klemmkraft aufbringt und entsprechend stärker mechanisch
belastet wird. Die genannten inhomogenen mechanischen Spannungen
begrenzen die Lebensdauer der Spreizbandmechanik und schränken
deren Funktionalität insgesamt ein.
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DE 38 38 724 C2 beschreibt
in
7 ein Ausführungsbeispiel
einer Spreizbandmechanik, bei der ein Spreizband zwischen flanschartigen
Seitenführungsscheiben zwischen Führungsnuten
angeordnet ist. Um das Spreizband mehrlagig, speziell über
drei Gewindegänge der Seitenführungsscheiben,
abzuwickeln, ist gezeigt, dass die Breite des Spreizbandes sich über
dessen Längserstreckung ändert, so dass sich die
in radialer Richtung aussen liegenden Abschnitte des Spreizbandes
glatt an die tiefer, das heisst näher zu dem Wickelkörper
hin angeordneten Abschnitte anlegen können. Die beiden Seitenführungsscheibe
sind hierzu aufeinander zu geneigt, wobei sich ein gedachter Schnittpunkt
der Seitenführungsscheiben ausserhalb der Spreiz bandmechanik
befindet. Nachteilig ist, dass die Änderung der Breite
des Spreizbandes mit dessen Längserstreckung die mechanischen
Eigenschaften des Spreizbandes verändert; insbesondere
rollen sich sehr dünne Spreizbänder mit einem
nahezu kreisförmigen Querschnitt auf. Auch in diesem Fall
bleiben mechanische Spannungen gerade aufgrund der mit der Längserstreckung
veränderlichen Breite des Spreizbandes erhalten. Nachteilig
ist ferner, dass sich Spreizbänder mit veränderlicher
Breite nur aufwendig herstellen lassen. Nachteilig ist weiter, dass
es kaum möglich ist, ein sich verjüngendes Spreizband über
viele Gewindegänge aufzuwickeln, wenn pro Gewindegang die
Breite des Spreizbandes deutlich abnimmt.
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DE 38 38 724 C2 beschreibt
in einem ersten Ausführungsbeispiel zu
1 bzw.
2 eine Spreizbandmechanik,
bei der die beiden Seitenführungsscheiben aus einem biegsamen
Material hergestellt sind, so dass die Seitenführungsscheiben
in axialer Richtung von einander weg federn können. Hierzu
ist insbesondere eine nur dünne Ausbildung der Seitenführungsscheiben
erforderlich. Nachteilig ist, dass die biegsamen Seitenführungsscheiben
gerade durch das zwischen diese aufgenommene Spreizband auseinander
gedrückt werden, so dass das Spreizband eine zusätzliche
hohe mechanische Belastung erhält. Da insbesondere die
in radialer Richtung untere, dem Wickelkörper nächste
Lage des Spreizbandes für das mechanische Auseinanderdrücken
der Seitenführungsscheiben verantwortlich ist, und radial
weiter aussen liegende Lagen des Spreizbandes nur noch wenig zu
dem mechanischen Verspannen der Seitenführungsscheiben
beitragen, tritt innerhalb des Spreizbandes erst recht eine entlang dessen
Längserstreckung veränderliche Spannung auf. Nachteilig
ist ferner, dass die elastischen Eigenschaften der gespannten oder
einer häufigen mechanischen Welchselbelastung unterliegenden
Seitenführungsscheiben mit der Zeit veränderlich
sind, so dass die Funktionalität der Spreizbandmechanik
insgesamt zeitabhängig wird. Ungünstig ist ferner,
dass die gegeneinander verspannten Seitenführungsscheiben
das Abwickeln des Spreizbandes erschweren, da die Seitenführungsscheiben
beidseitig gegen das Spreizband drücken.
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Aufgabe der Erfindung
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, die eingangs genannte Spreizbandmechanik
im Hinblick auf eine verlängerte Lebensdauer zu verbessern.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Diese
Aufgabe wird für die genannte Spreizbandmechanik erfindungsgemäss
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Die
starre Ausbildung mindestens einer der beiden Seitenführungsscheiben
verhindert einen Verschleiss der Seitenführungsscheiben
durch eine zu hohe mechanische Belastung insbesondere bei ständiger
bzw. häufig wechselnder elastischer Biegung. Weiter ermöglicht
die starre Ausbildung mindestens einer der beiden Seitenführungsscheiben
ermöglicht eine sichere Oberleitung der eingeleiteten mechanischen
Beanspruchung an den Wickelkörper, an dem die mindestens
eine starre Seitenführungsscheibe angeordnet ist. Aufgrund
der Starrheit der mindestens einen Seitenführungsscheibe
lässt sich beispielsweise auch der Anpressdruck einstellen,
mit dem die der mindestens einen starren Seitenführungsscheibe
zugeordnete Kante des Spreizbandes an der Seitenführungsscheibe
anliegt.
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Ändert
sich ein axialer Abstand der ersten Führungsnut zu dem
zugeordneten Abschnitt der zweiten Führungsnut sich in
einer radialen Richtung, lässt sich durch eine geeignete
Gestaltung des gegenseitigen Abstandes der einander zugeordneten Führungsnuten
die Breite festlegen, mit der das Spreizband aufgewickelt ist, so
dass auch der Druck, mit dem die beiden Kanten des Spreizbandes
gegen die Führungsnuten pressen, einstellbar wird. Insbesondere
lässt sich der axiale Abstand der beiden Führungsnuten
so einstellen, dass entlang der Längserstreckung des Spreizbandes
in der aufgewickelten Stellung des Spreizbandes dieses mit im wesentlichen
konstantem Einspannkraft zwischen den beiden Seitenführungsscheiben
aufgenommen ist. Im Ergebnis lassen sich – zusammen mit
der starren Ausbildung mindestens einer der beiden Seitenführungsscheiben – Verschleisserscheinungen
herabsetzen bzw. auf die gesamte Länge des Spreizbandes
in dessen aufgewickelter Stellung annähernd gleichmässig
verteilen.
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Die
vorgenannte radiale Änderung des axialen Abstandes der
beiden Führungsnuten kann sich über die gesamte
Erstreckung der beiden Führungsnuten, also über
beide Gewindegänge der beiden Führungsnuten, erstrecken;
allerdings kann auch vorgesehen sein, dass die radiale Änderung
des axialen Abstandes der beiden Führungsnuten nur einen Abschnitt
der beiden Gewindegänge betrifft, beispielsweise einen
Abschnitt, bei dem bei dem Auf- bzw. Abwickeln die jeweiligen Abschnitte
der Führungsnuten einer besonders hohen mechanischen Beanspruchung
unterliegen.
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Vorzugsweise
ist vorgesehen, dass ein axialer Abstand der ersten Seiteführungsscheibe
zu der zweiten Seitenführungsscheibe einstellbar ist, so dass
durch ein einfaches Einstellen bzw. Nachstellen mindestens einer
der beiden Seitenführungsscheiben auch der axiale Abstand
der Führungsnuten eingestellt werden kann.
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Besonders
bevorzugt ist hinsichtlich der Einstellbarkeit des axialen Abstandes
der beiden Seitenführungsscheiben vorgesehen, dass mindestens eine
der beiden Seitenführungsscheiben relativ zu der anderen
der beiden Seitenführungsscheiben axial verschiebbar angeordnet
ist, so dass sich der axiale Abstand der Führungsnuten
entlang der radialen Richtung um einen im wesentlichen konstanten
Betrag einfach einstellen bzw. nachstellen lässt.
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Alternativ
oder ergänzend hierzu ist hinsichtlich der Einstellbarkeit
des axialen Abstandes der beiden Seitenführungsscheiben
besonders bevorzugt vorgesehen, dass mindestens eine der beiden
Seitenführungsscheiben relativ zu der anderen der beiden
Seitenführungsscheiben verkippbar angeord net ist, so dass
durch ein Verkippen mindestens einer der beiden Seitenführungsscheiben
der axiale Abstand der beiden Führungsnuten in einer Weise
eingestellt bzw. nachgestellt werden kann, dass der axiale Abstand
der beiden Führungsnuten in radialer Richtung um einen
unterschiedlichen Betrag veränderbar ist.
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Vorzugsweise
ist vorgesehen, dass bei mindestens einer der beiden Seitenführungsscheiben eine
Tiefe der Führungsnut in radialer Richtung variiert, so
dass der axiale Abstand der beiden Seitenführungsscheiben,
unter Einbeziehung der Tiefe der Führungsnuten, einstellbar
wird. Die Führungsnut kann bei einer oder beiden Seitenführungsscheiben beispielsweise
dort tief ausgestaltet werden, wo hohe mechanische Belastungen auftreten,
wobei zusätzlich vorgesehen sein kann, dass die beiden
Seitenführungsscheiben eine feste zueinander parallele Ausrichtung
aufweisen können.
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Vorzugsweise
ist vorgesehen, dass mindestens eine der beiden Seitenführungsscheiben
eine Seitenfläche aufweist, die zu die gegenüberliegende Seitenführungsscheibe
eine Neigung aufweist, so dass aufgrund der Neigung der mindestens
einen Seitenfläche der axiale Abstand der beiden Führungsnuten
einstellbar ist. Die Seitenfläche kann sich über
die gesamte radiale Erstreckung hin auf die gegenüberliegende
Seitenführungsfläche hin- oder von dieser Wegneigen;
hierzu kann ein im wesentlichen lineares Profil vorgesehen sein,
das mit der radialen Richtung einen Winkel einschliesst. Alternativ
hierzu kann die Neigung auch in radialer Richtung variieren, beispielsweise,
indem der dem Wickelkörper nahe Abschnitt der Seitenfläche
auf die gegenüberliegende Seitenführungsscheibe
hin und der dem Wickelkörper beabstandete Abschnitt der
Seitenfläche von der gegenüberliegenden Seitenführungsscheibe wegweist.
Es ist ebenfalls möglich, dass die Seitenfläche
nicht einen linearen Verlauf, sondern einen gekrümmten
Verlauf aufweist.
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Es
versteht sich, dass die vorgenannten Massnahmen zur Änderung
des axialen Abstandes der Führungsnuten in radialer Richtung,
nämlich die Verschiebung bzw. Verkippung der Seitenführungsscheiben
relativ zueinander bzw. die Änderung der Tiefe der Führungsnuten
in radialer Richtung bzw. die Einstellung einer Neigung von einer
Seitenfläche mindestens einer der beiden Seitenführungsscheiben,
auch in Kombination vorgesehen sein können.
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Vorzugsweise
weist das Spreizband entlang seiner Längserstreckung eine
im wesentlichen konstante Breite auf, wobei Spreizbänder
konstanter Breite einfacher herzustellen und leichter zu führen sind
als Spreizbänder mit variabler Breite.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen
Ansprüchen sowie aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemässen Spreizbandmechanik unter Bezugnahem
auf die anliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemässen Spreizbandmechanik, bei teilweise
abgewickeltem Spreizband,
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2 zeigt
einen Querschnitt durch die Spreizbandmechanik aus 1,
und
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3 zeigt
den Ausschnitt ,Z' aus 2 in vergrösserter
Ansicht.
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Detaillierte Beschreibung
der Zeichnung
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1 zeigt
eine Spreizbandmechanik 1, die ein teilweise abgewickeltes
Spreizband 2, eine erste Seitenführungsscheibe 3 und
eine zweite Seitenführungsscheibe 4 umfasst. Der
aufgewickelte Abschnitt des Spreizbandes 2 ist zwischen
den beiden Seitenführungsscheiben 3, 4 aufgenommen,
der abgewickelte Abschnitt des Spreizbandes 2 weist eine
Bombierung auf. Für den aufgewickelten Abschnitt des Spreizbandes 2 ist
eine erste Kante 5 der ersten Seitenführungsscheibe 3 und
eine zweite Kante 6 der zweiten Seitenführungsscheibe 4 zugeordnet.
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2 zeigt
einen Wickelkörper 7, an den sowohl die erste
Seitenführungsscheibe 3 als auch die zweite Seitenführungsscheibe 4 jeweils
mittels einer Schraubverbindung, die mehrere Schrauben 8 umfasst,
befestigt sind. Der Wickelkörper 7 ist um eine Drehachse 9 symmetrisch.
Von dem Spreizband 2 ist nur ein dem Wickelkörper 7 benachbarter
Bereich dargestellt, dabei ist der in 2 rechte
Abschnitt des Spreizbandes 2 mit dessen Kanten 5, 6 an
den beiden Seitenführungsscheiben 3, 4 aufgenommen, so
dass der rechte Abschnitt des Spreizbandes 2 im wesentlichen
glatt anliegt. Bezogen auf einen axialen Abstand (gemessen in einer
Richtung parallel zu der Drehachse 9) der beiden einander
zuweisenden Seitenflächen der beiden Seitenführungsscheiben 3, 4 weisen
die beiden Kanten 5, 6 des Spreizbandes 2 ein Übermass
auf, so dass die beiden Kanten 5, 6 des Spreizbandes
mindestens abschnittsweise in das jeweilige Korpus der Seitenführungsscheiben 3, 4 eindringen,
um glatt anliegen zu können. Der in 2 linke
Abschnitt des Spreizbandes 2 weist noch die Bombierung
auf, weil der linke Abschnitt des Spreizbandes mit den Kanten 5, 6 noch
nicht in das jeweilige Korpus der Seitenführungsscheiben 3, 4 eingedrungen
ist. Das Korpus der beiden Seitenführungsscheiben 3, 4 ist
massiv ausgestaltet, weist in einer zur der Drehachse 9 parallelen
Richtung eine grosse Erstreckung auf und wird durch die Schrauben 8 flächig
an den Wickelkörper 7 angedrückt, so dass
die Seitenführungsscheiben 3, 4 als starr
anzusehen sind und nicht durch das sich aufwickelnde Spreizband 2 elastisch
verformt werden können. Bei einem weiteren Aufwickeln des
Spreizbandes 2 legen sich die jeweiligen Lagen glatt übereinander,
so dass das Spreizband 2 in radialer Richtung (parallel zu
der Symmetrieachse 10) auf den Wickelkörper 7 zu
liegen kommt.
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3 zeigt
eine erste Führungsnut 11, die an der auf die
zweite Seitenführungsscheibe 4 weisenden Seitenfläche 12 der
ersten Seitenführungsscheibe 3 angebracht ist.
Eine vergleichbare Führungsnut ist auch an der auf die
erste Seitenführungsscheibe 3 weisenden Seitenfläche
der zweiten Seitenführungsscheibe 4 angeordnet,
so dass die Anordnung symmetrisch zu der Symmetrieachse 10 (2)
ist. Die erste Führungsnut 11 ist als Gewindegang
ausgebildet und weist ein im Querschnitt V-förmiges Profil
auf, in das die erste Kante 5 des Spreizbandes 2 eingreift.
In 3 ist sowohl die Dicke des Spreizbandes 2 (Erstreckung
in Richtung der Symmetrieachse 10) als auch die Eindringtiefe
der ersten Kante 5 des Spreizbandes 2 in die Führungsnut 11 übertrieben
dargestellt. In radialer Richtung (parallel zu der Symmetrieachse 10)
nimmt die Tiefe der V-förmigen Einschneidung in das Korpus
der ersten Seitenführungsscheibe 3 zu, so dass
nahe dem Wickelkörper 7 die erste Führungsnut 11 nur
eine geringe und in einem Abstand von dem Wickelkörper 7 die Führungsnut 11 eine
grosse Tiefe aufweist. Als Tiefe der ersten Führungsnut 11 wird
dabei der Abstand des Nutgrundes, hier speziell der Spitze des ,V'
des Querschnittsprofils der ersten Führungsnut 11,
zu der an die Führungsnut 11 angrenzenden Oberfläche
der Seitenfläche 12 angesehen.
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Aufgrund
der in radialer Richtung zunehmenden Tiefe der Führungsnut 11 ändert
sich der in axialer Richtung, parallel zu der Drehachse 9,
gemessene Abstand der gegenüberliegenden Abschnitte der Führungsnut 11 der
ersten Seitenführungsscheibe 3 und der in 3 nicht
dargestellten zweiten Führungsnut der zweiten Seitenführungsscheibe 4.
Der axiale Abstand der beiden gegenüberliegenden Führungsnuten 11 wird
dabei von der jeweiligen Stelle an gemessen, an der die Kante 5, 6 des
Spreizbandes 2 an der Führungsnut 11 anliegt,
also nicht zwangsläufig von dem Nutgrund, insbesondere,
wenn die Führungsnut 11 V-förmig zuläuft
und das Spreizband 2 eine endliche Dicke aufweist, so dass
die Kante 5, 6 des Spreizbandes 2 an
einer Flanke des V-förmigen Nutprofils anliegt.
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3 zeigt
weiter, dass die Seitenfläche 12 der ersten Seitenführungsscheibe 3 auf
die nicht dargestellte Seitenfläche der zweiten Seitenführungsscheibe 4 hin
geneigt ist; hierzu weist die Seitenfläche 12 ein
Profil auf, dem gemäss der dem Wickelkörper 7 benachbarte
Abschnitt der Seitenfläche 12 gegenüber
dem dem Wickelkörper 7 entfernten Abschnitt der
Seitenfläche 12 zurückspringt. Hierzu zeigt 3 eine
Hilfslinie 13, die parallel zu der Symmetrieachse 10 liegt,
sowie eine Einhüllende 14, die in der Seitenfläche 12 liegt,
wobei erkennbar ist, dass die Einhüllende 14 bezüglich
der Hilfslinie 13 um einen geringen Winkel von weniger
als 5° geneigt ist. Mit zunehmenden Abstand von dem Wickelkörper 7 läuft
die erste Seitenführungsscheibe 3 auf die dieser gegenüberliegende
zweite Seitenführungsscheibe 4 zu. Eine derartige
Ausbildung kann bei der Herstellung der ersten bzw. Seitenführungsscheibe 3, 4 bei der
Formgebung bzw. bei der Einbringung der ersten bzw. zweiten Führungsnut 11 angebracht
werden.
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Bei
dem vorstehend dargestellten Ausführungsbeispiel war die
erste bzw. zweite Seitenführungsscheibe 3, 4 mittels
Schrauben 8 an dem Wickelkörper 7 befestigt,
so dass die Seitenführungsscheiben 3, 4 jeweils
flächig und damit fest an dem Wickelkörper 7 anliegen.
Es versteht sich, dass die Schrauben 8 auch so angeordnet
sein können, dass bei einem Anziehen der Schrauben 8 mindestens eine
der beiden Seitenführungsscheiben 3, 4 entlang der
Richtung der Drehachse 9 und damit in axialer Richtung
verschoben werden können, so dass der gegenseitige axiale
Abstand der beiden Seitenführungsscheiben einstellbar ist.
Es versteht sich weiter, dass die Schrauben 8 auch so angeordnet
sein können, dass bei einem Anziehen der Schrauben 8 mindestens
eine der beiden Seitenführungsscheiben 3, 4 relativ
zu der anderen Seitenführungsscheibe verkippt werden kann.
Es versteht sich ebenfalls, dass auch andere Möglichkeiten
zum gegenseitige Verstellen der beiden Seitenführungsscheiben 3, 4 vorgesehen
sein können.
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Bei
dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel waren
beide Seitenführungsscheiben 3, 4 mittels
der Schrauben 8 an dem Wickelkörper 7 fest
angeordnet. Es versteht sich, dass mindestens eine der beiden Seitenführungsscheiben
auch beweglich, insbesondere auch federnd gelagert an dem Wickelkörper 7 angeordnet.
Aufgrund der beweglichen, insbesondere federnden Lagerung der ansonsten
starren Seitenführungsscheiben 3, 4 können
diese ausweichen, wenn axiale Kräfte auftreten, und in die
Ausgangsstellung zurückkehren, sofern die axialen Kräfte
nachlassen. Insbesondere kann sich ein Zustand einstellen, bei dem
die Seitenführungsscheiben 3, 4 nur soweit
verschoben werden, wie während des Auf- bzw. Abwickelns
des Spreizbandes 2 neue Kräfte auftreten bzw.
verschwinden.
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- 1
- Spreizbandmechanik
- 2
- Spreizband
- 3
- erste
Seitenführungsscheibe
- 4
- zweite
Seitenführungsscheibe
- 5
- erste
Kante des Spreizbandes 2
- 6
- zweite
Kante des Spreizbandes 2
- 7
- Wickelkörper
- 8
- Schraube
- 9
- Drehachse
- 10
- Symmetrieachse
- 11
- Führungsnut
- 12
- Seitenfläche
- 13
- Hilfslinie
- 14
- Einhüllende
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 3838724
C2 [0003, 0004]