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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anbringen eines Riemens unter Vorspannung insbesondere an eine Antriebseinheit einer Wäschebehandlungsmaschine, welche eine an einem Motor drehbar gelagerte erste Riemenscheibe und eine an einem anzutreibenden Aggregat angeordnete zweite Riemenscheibe umfasst, wobei der Riemen im entspannten Zustand von der Vorrichtung aufnehmbar bzw. der Riemen an die Vorrichtung ansetzbar ist, und der Riemen an der Vorrichtung zwischen einer der ersten Riemenscheibe zugeordneten Ansetzeinrichtung und einer der zweiten Riemenscheibe zugeordneten Spanneinrichtung geführt ist, wobei die Vorrichtung mit dem Riemen an die Antriebseinheit zur Einfädelung des an der Vorrichtung unter Vorspannung stehenden Riemens auf beide Riemenscheiben auf- bzw. ansetzbar ist.
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Bei einem Riemenantrieb wird ein Keilrippenriemen um eine Riemenscheibe (Antriebsriemenscheibe) herum gelegt, die an ihrem Außenumfang eine Riemenscheibennut aufweist. Bei dieser Art von Riemenantrieb wird im Allgemeinen ein Spannungsstellelement wie etwa eine Spannrolle vorgesehen. Nachdem der Keilrippenriemen auf der Antriebsriemenscheibe angebracht ist, wird das Spannungsstellelement richtig eingestellt, um dem Riemen eine bestimmte Spannung zu geben. Andererseits gibt es auch einen Riemenantrieb ohne Spannungsstellelement. Ein solcher Riemenantrieb vereinfacht die Struktur und verringert die Kosten. Bei diesem Mechanismus wird ein streckbarer Keilrippenriemen verwendet, der Dehnung in der Längsrichtung zulässt. Der Riemen wird auf den Riemenscheiben unter Spannung montiert. Der Riemen enthält hierbei einen flachen Hauptkörper in der Form eines Ringes, worin aus Gewebe hergestellte Kerndrähte eingebettet sind, die gute Streckeigenschaften aufweisen. Am Innenumfang hat der Hauptkörper eine Mehrzahl von Keilrippen, welche miteinander integriert sind. Die Keilrippen erstrecken sich hierbei in der Umfangsrichtung des Riemenhauptkörpers. Andererseits hat die Riemenscheibe eine Riemenscheibennutung, die eine Mehrzahl von Riemenscheibenkeilnuten enthält, die sich in Umfangsrichtung der Riemenscheibe erstrecken. Die Mehrzahl der Keilrippen ist so konfiguriert, dass sie in die von der Riemenscheibe vorgesehenen Riemenscheibenkeilnuten passen. Wenn der Keilrippenriemen auf die Riemenscheibe gesetzt wird, ist es notwendig, den Riemen in Umfangsrichtung des Riemens zu spannen. Der gespannte Riemen wird in Bezug auf die axiale Richtung der Riemenscheibe an der Außenseite des Flansches in die Riemenscheibennutung eingeführt. Bei diesem Vorgang entsteht eine hohe Zugspannung, die die Verwendung einer Vorrichtung zum Anbringen eines Riemens auf einer Riemenscheibe erfordert.
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So ist aus dem Stand der Technik gemäß der
DE 10 2007 047 930 ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Anbringen eines Riemens unter Vorspannung auf eine Antriebseinheit bekannt. Hierbei umfasst die Vorrichtung ein Führungselement, das ein Halterungselement und ein Riemenführungselement aufweist. Dabei erstreckt sich das Halterungselement in Umfangsrichtung der ersten Riemenscheibe und weist eine Innenoberfläche auf, die zum Sitz in der äußeren Riemenscheibennut der ersten Riemenscheibe und zum Abdecken der Außenumfänge des äußeren Riemenscheibenflansches und des mittleren Riemenscheibenflansches konfiguriert ist. Das Riemenführungselement weist eine Riemeneinführungsoberfläche auf, die so konfiguriert ist, dass sie in Drehrichtung der ersten Riemenscheibe weist, wenn das Führungselement auf der ersten Riemenscheibe installiert ist. Eine andere Ausführungsform des Standes der Technik ist aus der
US 60 333 31 A bekannt, wobei diese Vorrichtung es erforderlich macht, dass zunächst exakt der Riemen auf der ersten Riemenscheibe aufgelegt wird, wobei er dann über die zweite Riemenscheibe mit einem an der zweiten Riemenscheibe angesetzten Hebelement im gespannten Zustand aufgezogen wird. Hierzu ist es erforderlich, dass das Hebelement an der zweiten Riemenscheibe befestigt bzw. montiert wird.
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Bei diesen nach dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zum Anbringen eines Riemens unter Vorspannung wird es als nachteilig angesehen, dass die Montage des Riemens etliche Handgriffe erforderlich macht, um einen Riemen unter Vorspannung auf die beiden Riemenscheiben zu ziehen. Dabei ist es erforderlich, dass so genannte Hilfswerkzeuge an den Riemenscheiben montiert werden müssen, um auf diese Weise den unter Spannung stehenden Riemen auf die beiden Riemenscheiben zu zwängen.
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Spannvorrichtungen für Riemen von Riementrieben werden in der
FR 2 859 261 A und in der
US 758 081 A gezeigt.
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Der Erfindung stellt sich das Problem, eine Vorrichtung zum Anbringen eines Riemens unter Vorspannung derart weiterzubilden, dass diese einerseits eine einfache Montage ermöglicht, wobei andererseits die Vorrichtung eine automatisierte Montage bereitstellen bzw. ermöglichen soll.
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Das Problem wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die mit der Erfindung erreichten Vorteile bestehen nun darin, dass mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Riemen im vorgespannten Zustand unmittelbar auf die Antriebseinheit angesetzt bzw. aufgezogen werden kann. Dabei ist es nicht mehr erforderlich, dass zusätzlich montierte Werkzeuge an den Riemenscheiben vorgehalten werden müssen, um das Aufziehen des Riemens zu ermöglichen. Der Riemen wird von der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfasst und im gespannten Zustand justiert auf die erste Riemenscheibe fixierend aufgesetzt, wobei mittels der Spanneinrichtung dann der Riemen automatisch auf die zweite Riemenscheibe gezogen wird. Dies erfolgt in einem Arbeitsgang an der Antriebseinheit. Zur Automatisierung der Vorrichtung kann diese mit einem Roboterarm zusammenwirken, so dass in Arbeitstakten von 15 Sekunden vorgespannte Riemen an die Antriebseinheit montiert werden können.
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Erfindungsgemäß besteht die Ansetzeinrichtung aus geführten Bolzen, die jeweils in zwei in der Grundplatte angeordneten Kulissen geführt sind, und die Spanneinrichtung besteht aus einer Teilkreisscheibe, die an der Grundplatte drehbar gelagert ist, so dass bei ihrer Drehung sich der Riemen auf die Riemenscheibe legt.
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Die Ansetzvorrichtung wirkt hierbei zur Anbringung des Riemens auf der ersten Riemenscheibe zeitversetzt zu der der zweiten Riemenscheibe zugeordneten Spannvorrichtung. Somit wird zunächst auf die erste Riemenscheibe, die dem Motor zugeordnet ist, die exakt fixierte Ansetzung des Riemens vorgenommen, bevor dann zeitversetzt die Spanneinrichtung arbeitet, die mit der zweiten Riemenscheibe zusammenwirkt. Dabei sind die Ansetzvorrichtung und die Spannvorrichtung in einer Ebene liegend an einer das Grundgestell der Vorrichtung bildenden Grundplatte angeordnet. Die Bolzen der Ansetzvorrichtung besitzen an ihren freien Enden jeweils einen Abschnittsbereich mit geringerem Durchmesser zur Bildung einer umlaufenden Ansetzkante, die auf die erste Riemenscheibe aufgesetzt ist. Somit wird sichergestellt, dass, wenn die Vorrichtung angesetzt wird, hier an der ersten Riemenscheibe eine exakte Anlage durch die Ansetzkanten gegeben wird, wobei die Ansetzkanten plan in einer ersten Stellung der Bolzen auf der ersten Riemenscheibe aufliegen. Dadurch wird auch sichergestellt, dass entsprechend der Riemen mit seinen Keilnuten exakt zu den Keilnuten ausgerichtet ist, die sich auf der ersten Riemenscheibe befinden. Die Bolzen sind in den Kulissen mittels einer an der Grundplatte horizontal angeordneten Zylinderanordnung bewegbar. Die Kulissen sind hierbei in der Grundplatte symmetrisch zueinander angeordnet und weisen eine gewinkelte Dachform auf.
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Im Bereich der Kulissen sind in zweckmäßiger Weise auf der Grundplatte Führungssteine angeordnet, die mit den Bolzen in Wirkverbindung stehen. Um den Führungssteinen eine geführte Bewegung zu verleihen, sind die Führungssteine durch einen Nutstein verbunden, der wiederum in einer auf der Grundplatte angeordneten Nut geführt ist. Somit ist sichergestellt, dass der Nutstein eine translatorische Bewegung in Bezug zu der Zylinderanordnung vollziehen kann. Es versteht sich, dass sich bei Aufsetzen der Vorrichtung mit dem Riemen die Bolzen zunächst in einer ersten Grundstellung befinden, wobei der Riemen über den Durchmesser der ersten Riemenscheibe von den Bolzenelementen gespannt wird. Infolge der gewinkelten Dachformen der Kulissen werden die Bolzen nach außen zwangsgeführt, so dass sich der Riemen dann aufgrund der Winkellage der auseinandergehenden Schenkel bereichsweise an die erste Riemenscheibe anlegt. Werden die Bolzen in der gewinkelten Kulisse weiter verfahren, so laufen diese in den zusammengehenden Schenkeln wieder zusammen, so dass die beiden Bolzen hinter der ersten Riemenscheibe zusammengeführt werden und der gespannte Riemen somit frei von den Bolzen auf der ersten Riemenscheibe liegt.
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Die Teilkreisscheibe ist vorzugsweise aus einem Viertelkreissegment gebildet, welches mittels eines auf der Grundplatte angeordneten Servomotors antreibbar ist. Hierbei weist das Viertelkreissegment einen Durchmesser auf, der geringfügig größer ausfällt als der Durchmesser der zweiten Riemenscheibe. Es versteht sich, dass, wenn beispielsweise der gespannte Riemen exakt auf der ersten Riemenscheibe aufgezogen ist, nun die Spannvorrichtung in ihrer Ausgestaltung eines Viertelkreissegmentes den gespannten Riemen über die zweite Riemenscheibe zieht, indem das Viertelkreissegment das Bogenmaß von 270° überstreicht, so dass sich der gespannte Riemen auf die zweite Riemenscheibe spannt. Ist das Bogenmaß von 270° der zweiten Riemenscheibe überstrichen, so verschwenkt das Viertelkreissegment in den Bereich zwischen dem Obertrum und dem Untertrum des Riemens. Die Vorrichtung ist dann infolge der eingefahrenen vorderen Bolzen und des zwischen den beiden Trumabschnitten des Riemens liegenden Viertelkreissegmentes von dem Riemen befreit, so dass die Vorrichtung von der Antriebseinheit abgenommen werden kann.
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In Weiterbildung der Erfindung ist auf der Grundplatte ein als Bügel ausgebildetes Gestell angeordnet. An dem Gestell sind jeweils zwei Griffelemente mit Schalterelementen vorgesehen, wobei diese eine nach EN 574 beschriebene Zweihandbedienung realisieren. Infolge der getrennten Anordnung sowie einer unabhängigen Steuerung der Elemente kann es zu keiner Kollision zwischen der Ansetzeinrichtung und der Spanneinrichtung kommen. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist hierbei das Gestell im Kopfbereich mit einer Platte versehen, die insbesondere eine Befestigung der Vorrichtung an einem Roboterarm ermöglicht. Es versteht sich, dass in Ausbildung dieser Vorrichtung die Möglichkeit eröffnet wird, eine vollautomatische Anbringung eines gespannten Riemens auf eine Antriebseinheit vorzunehmen, wobei der Roboterarm mit der Vorrichtung zunächst einen Riemen aufnimmt, diesen leicht vorspannt, und ihn dann auf die Antriebseinheit ansetzt und spannt und die Vorrichtung wieder entfernt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
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1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung gemäß der Erfindung;
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2 eine Unteransicht der Vorrichtung gemäß der 1;
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3 eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung mit angesetztem Riemen;
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4 eine Detailansicht der Ansetzeinrichtung in einer ersten Position;
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5 eine weitere Detailansicht der Ansetzeinrichtung in einer zweiten Position; und
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6 eine weitere Detailansicht der Ansetzeinrichtung in einer dritten Position;
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7 eine Unteransicht der Vorrichtung mit angesetztem gespannten Riemen;
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8 eine perspektivische Darstellung der Spanneinrichtung in einer ersten Position;
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9 eine weitere perspektivische Darstellung der Spanneinrichtung in einer zweiten Position;
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10 eine weitere Unteransicht der Vorrichtung mit aufgefädeltem Riemen an der Antriebseinheit; und
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11 eine weitere perspektivische Darstellung der Vorrichtung in abgehobenem Zustand.
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Die 1, 2 und 3 zeigen jeweils in unterschiedlichen Darstellungen eine Vorrichtung 1 zum Anbringen eines Riemens 2 unter Vorspannung, insbesondere an einer Antriebseinheit 3, wie sie beispielsweise in den 8, 9 und 11 gezeigt wird. Dabei handelt es sich bei der Antriebseinheit 3 vorzugsweise um eine Antriebseinheit 3 für eine Wäschebehandlungsmaschine, welche eine an einem Motor 4 drehbar gelagerte erste Riemenscheibe 5 und eine an einem anzutreibenden Aggregat 6 angeordnete zweite Riemenscheibe 7 umfasst. Hierbei kann das Aggregat 6 eine Waschtrommel umfassen. Gemäß der Erfindung wird zunächst der Riemen 2 im entspannten Zustand, wie dies in der 3 dargestellt ist, von der Vorrichtung 1 aufgenommen bzw. an die Vorrichtung 1 angesetzt. Dabei wird der Riemen 2 an der Vorrichtung 1 zwischen einer der ersten Riemenscheibe 5 zugeordneten Ansetzeinrichtung 8 und einer der zweiten Riemenscheibe 7 zugeordneten Spanneinrichtung 9 vorgespannt geführt. Diese Situation ist insbesondere in der 3 gezeigt. Dabei ist die Vorrichtung 1, wie sich dies aus der Zusammenschau der 4 bis 10 ergibt, mit dem Riemen 2 an die Antriebseinheit 3 zur Einfädelung des an der Vorrichtung 1 unter Vorspannung stehenden Riemens 2 auf die beiden Riemenscheiben 5 und 7 aufsetzbar bzw. ansetzbar, wie dies insbesondere in der 8 dargestellt ist. Zur Einfädelung des Riemens 2 auf die Antriebseinheit 3 wirkt die Ansetzeinrichtung 8 zeitlich versetzt zu der Spanneinrichtung 9. Wie sich die Ansetzeinrichtung 8 konstruktiv und in ihrer Wirkung darstellt, ergibt sich aus der Abfolge der 4, 5 und 6, wo in Detailansichten die Arbeitsweise der Ansetzeinrichtung 8 dargestellt wird.
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Die Ansetzeinrichtung 8 und die Spanneinrichtung 9 sind hierbei in einer Ebene liegend an einer das Grundgestell 10 der Vorrichtung 1 bildenden Grundplatte 11 angeordnet. Die Ansetzeinrichtung 8 besteht aus zwei jeweils in der Grundplatte 11 angeordneten Kulissen 12 und 13, wobei in den Kulissen 12 und 13 Bolzen 14 und 15 geführt sind. Dabei weisen die Bolzen 14 und 15 an ihren freien Enden jeweils einen Abschnittsbereich 16 und 17 mit geringerem Durchmesser auf. Diese Abschnittsbereiche 16 und 17 bilden umlaufende Ansetzkanten 18 und 19, welche auf den Rand der ersten Riemenscheibe 5 angesetzt werden. Dabei sind die in den Kulissen 12 und 13 geführten Bolzen 14 und 15 mittels einer auf der Grundplatte 11 horizontal angeordneten Zylinderanordnung 20 bewegbar. Die Zylinderanordnung 20 ist insbesondere in den 3, 4, 5 und 6 zu erkennen. Wie aus den Unteransichten der 2 und 7 der Vorrichtung 1 zu erkennen ist, sind die Kulissen 12 und 13 in der Grundplatte 11 symmetrisch zueinander angeordnet. Die einzelne Kulisse 12, 13 weist hierbei eine gewinkelte Dachform auf, wobei diese spitzwinklig ausgebildet ist. Wie aus den Ansichten zu erkennen ist, weisen die Kulissen 12, 13 Schenkelpaare 21.1 und 21.2 bzw. 22.1 und 22.2 auf. Dabei sind im Bereich der Kulissen 12, 13 auf der Grundplatte 11 Führungssteine 23 und 24 angeordnet, die mit den Bolzen 14 und 15 in Wirkverbindung stehen. Wie aus der 3, aber auch aus den 4, 5 und 6, zu erkennen ist, sind die Führungssteine 23 und 24 durch einen Nutstein 25 verbunden, der in einer auf der Grundplatte 11 angeordneten Nut 26 geführt ist. Der Nutstein 25 ist zur Durchführung einer translatorischen Bewegung auf der Grundplatte 11 mit der Zylinderanordnung 20 verbunden. Somit versteht es sich, dass, wenn der Nutstein 25 in der Nut 26 durch die Kraft der Zylinder bewegt wird, die Bolzen 14 und 15 in den Kulissen 12 und 13 zwangsgeführt werden, so dass sie die Schenkelabschnitte 21.1, 21.2 bzw. 22.1, 22.2 durchfahren, wie dies insbesondere in den Unteransichten der 2, 7 und 10 zu erkennen ist.
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Zur Arbeitsweise der Ansetzeinrichtung 8 erfolgt zunächst das Ansetzen des Riemens 2 an die erste Riemenscheibe 5 in der Form, dass zunächst der an den Bolzen 14 und 15 angesetzte Riemen 2, so wie er in der 3 dargestellt ist, mittels der Ansetzkanten 18 und 19 auf die erste Riemenscheibe 5 angesetzt wird. Somit wird zunächst eine ausgerichtete Lage des Riemens 2 im Bereich der Riemenscheibe 5 vollzogen. Die beiden Bolzen 14 und 15 befinden sich hierbei, wie in der 7 dargestellt, in den vorderen Schenkelbereichen 21.1 und 22.1. Diese Situation ist in der perspektivischen Ansicht in der 4 dargestellt, wo das exakte Ansetzen und Ausrichten des Riemens 2 an der ersten Riemenscheibe 5 gezeigt wird. Durch Betätigung der Zylinderanordnung 20 wird nun eine Bewegung der Bolzen 14 und 15 in der Kulisse 12 und 13 derart vollzogen, dass sich die Bolzen 14 und 15 aus den Schenkelabschnitten 21.1 und 22.1 zurück bewegen und bis in den Umkehrpunkt gefahren werden, bis sie in den Schenkelbereich 21.2 und 22.2 gelangen. Diese Situation ist in der 5 dargestellt, wo deutlich gezeigt ist, dass die beiden Bolzen 14 und 15 auseinander gefahren sind, und sich der Riemen 2 bereits ausgerichtet an die erste Riemenscheibe 5 angelegt hat. Werden nun die Bolzen 14 und 15 in den Schenkelbereichen 21.2 und 22.2 weiter bewegt, so fahren die beiden Bolzen 14 und 15 wieder aufeinander zu und geben somit den gespannten Riemen 2 frei, der an der ersten Riemenscheibe 5 seine exakte Lage einnimmt. Ist dieser Arbeitsvorgang mit der Ansetzeinrichtung 8 der Vorrichtung 1 vollzogen, so beginnt nun der Arbeitstakt der Spannvorrichtung 9.
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Die Spanneinrichtung 9 besteht aus einer Teilkreisscheibe 27, wie sie in der 7 zu erkennen ist. Diese ist an der Grundplatte 11 drehbar gelagert. Um insbesondere einerseits einen Spanneffekt aber auch um andererseits die Möglichkeit zu schaffen, dass die Spanneinrichtung 9 sich von der zweiten Riemenscheibe 7 befreien kann, besteht die Teilkreisscheibe 27 aus einem Viertelkreissegment, welches mittels eines auf der Grundplatte 11 angeordneten Servomotors 28 antreibbar ist. Dieser ist in den 1 und 3 zu erkennen. Das Vierteilkreissegment weist einen Durchmesser auf, der geringfügig größer ausfällt als der Durchmesser der zweiten Riemenscheibe 7. Diese Situation ist in der 8 zu erkennen, wo der Riemen 2 auf dem Viertelkreissegment der Teilkreisscheibe 27 angeordnet ist. In Zusammenschau der 7 und 8 versteht es sich, dass, wenn das Viertelkreissegment gedreht wird, sich der Riemen 2 auf die Riemenscheibe 7 legt, wobei dies unter Mitwirkung der sich mitdrehenden Riemenscheibe 5 erfolgt. Somit überfährt dann das Vierteilkreissegment das gespannte Bogenmaß von 270° des Riemens 2 an der Riemenscheibe 7. Wird das Viertelkreissegment über das Bogenmaß von 270° weitergedreht, so gelangt es zwischen die beiden Trumabschnitte 29 und 30 des gespannten Riemens 2. Diese Situation ist in der 10 in Unteransicht dargestellt, wobei deutlich zu erkennen ist, dass einerseits die Ansetzeinrichtung 8 und die Spanneinrichtung 9 in einer Situation dargestellt sind, wo der Riemen 2 über die erste Riemenscheibe 5 und die zweite Riemenscheibe 7 gespannt angeordnet ist. In dieser Situation besteht nun die Möglichkeit, die Vorrichtung 1, wie in der 11 dargestellt, von der Antriebseinheit 3 wieder abzuheben, so dass die Vorrichtung 1 wieder zur Aufnahme und zur Montage eines weiteren Riemens 2 für eine andere Antriebseinheit 3 bereit ist.
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Wie insbesondere noch aus den 1 und 3 zu erkennen ist, ist auf der Grundplatte 11 ein als Bügel ausgebildetes Gestell 31 angeordnet, welches jeweils mit zwei Griffelementen 32 und 33 versehen ist. Jedes Griffelement 32 und 33 ist jeweils mit einem gesonderten Schalterelement 34 und 35 bestückt. Mit den Schalterelementen 34 und 35 kann nach Art einer Zweihandbedienung die Vorrichtung 1 gestartet werden, wobei die weiteren Arbeitsschritte der Ansetzeinrichtung 8 und der Spanneinrichtung 9 durch eine in den Zeichnungen nicht dargestellte speicherprogrammierbare Steuerung abgearbeitet und überwacht werden. Dabei ist das Schalterelement 34 zur Betätigung der Zylinderanordnung 20 bestimmt, wobei das Schalterelement 35 zur Betätigung des Servomotors 28 für die Teilkreisscheibe 27 bestimmt ist. Wird es gewünscht, dass beispielsweise diese als handbetätigbare ausgelegte Vorrichtung 1 nun mit einem nicht näher dargestellten Roboter zusammenwirken soll, so besteht die Möglichkeit, dass die an dem Gestell 31 im Kopfbereich vorgesehene Platte 36 zur Festlegung an einen nicht näher dargestellten Roboterarm herangezogen werden kann. Es versteht sich dann, dass beispielsweise der Roboterarm hier derart programmiert ist, dass er den Riemen 2 mit der Vorrichtung 1 aufnimmt und entsprechend die beschriebenen Abläufe an der Antriebseinheit 3 durchführt, so dass eine vollautomatische Anbringung des Riemens 2 an der Antriebseinheit 3 gegeben ist.
