DE2457905A1

DE2457905A1 - In einen bewegten materialstrang einzusetzender materialspeicher

Info

Publication number: DE2457905A1
Application number: DE19742457905
Authority: DE
Inventors: Siegfried H Hunke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-12-14
Filing date: 1974-12-06
Publication date: 1975-06-19
Also published as: NL7416192A; CA1008235A; US3854675A; FR2254506A1; BE823306A; IT1032153B; GB1437560A; JPS50106068A

Description

Dipl.-Ing. Egon Prinz

Dr. Gertrud Hauser r ■ »ooc Mtmih.n 6o, 5. Dezember 1974

Dipl.-Ing. Gottfried Leiser *.*.„.,.„.■. ,9

Patentanwälte 2457905

Telegramme ι Labyrinth München '

SIEGERIED H. HUME

268.Babbitt Road

!Ehomaston, Gonneotiout 06787 /V.St.A.

Unser Zeichen: H 1028

In einen bewegten Materialstrang einzusetzender Materialspeicher

In Verfahrensanlagen für die teil- oder vollkontinuierliche Fertigung und/oder Behandlung von Materialien oder Gütemmit im Verhältnis zur Querschnittsfläche großen Längen finden vielfach Materialspeicher Verwendung. Das dem Verfahren ausgesetzte Material durchläuft als Durchlaufgut die Speicher, deren Aufgabe es ist, dem Verfahren eine begrenzte Unabhängigkeit von ein- und auslaufseitigen Geschwindigkeitsdifferenzen zu geben. Art und Ausmaß dieser Unabhängigkeit hängt von der Anzahl und der Kapazität der eingesetzten Materialspeicher ab.

Ein einzelner Materialspeicher in einer Anlage dient hauptsächlich dem Ausgleich von zeitweilig zwischen den Anlagenendpunkten auftretenden Geschwindigkeitsunterschieden unter Einhaltung von Zügen innerhalb der für das Verfahren zulässigen Grenzwerte. Mehrere Materialspeicher in einer Anlage erlauben zwischen diesen Speichern ein kontinuierliches Verfahren mit wählbar konstanten Verfahrensgeschwindigkeiten und -zügen, wobei an den Anlagenenden einlaufseitig wie auslaufseitig das Produkt aus Dauer und positiver wie negativer Abweichung

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von der Verfahrensgeschwindigkeit von der Kapazität des jeweiligen MaterialSpeichers abhängt. Anlagen für ■vollkontinuierliche Verfahren sind überwiegend mit je einem einlaufseitigen und einem auslaufseitigen Materialspeicher ausgerüstet, deren Kapazität das Anhalten des Materials oder Durchlaufgutes zum Zusammenfügen am Einlaufende und zum Teilen und Aufbringen auf eine Wickelvorrichtung am Auslaufende bei gleichbleibender oder verminderter Verfahrensgeschwindigkeit ermöglicht.

Eine einfachere Ausführungsform der bekannten Materialspeicher besteht aus einer räumlichen Anlagen- oder Bodenvertiefung zwischen zwei Umlenkrollen oder Förderrollenpaaren in der die erforderliche Speicherlänge des Materials oder Durchlaufgutes frei durchhängt oder abgelegt wird. Beschickung und Entleerung dieser Materiälspeicherart sind Funktionen der jeweiligen Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den beiden Rollen oder Rollenpaaren, und eine Zugabhängigkeit dieser Funktionen ist nur über eine entsprechende Drehzahlregulierung der Förderrollenpaare zu erreichen.

Die Mehrzahl der bekannten Materialspeicher besteht im wesentlichen aus Umlenk- oder Zugrollen, deren Achsenden oder Einbaustücke in gemeinsamer Ebene oder in parallel versetzten Ebenen geführt sind, wobei das Fassungsvermögen dieser Speicherart von der Anzahl der Rollen und der Größenordnung der verfügbaren Mittenabstandswege abhängt. Materialspeicher für schmales bis rundes Durchlaufgut weisen oftmals zwei in gemeinsamer Ebene geführte und gegenläufig bewegliche Achsen auf, die jeweils mit einer Anzahl unabhängig rotationsfähiger Umlenkrollen bestückt sind. Die Beaufschlagung dieser

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Speicher geschieht durch teilweises Umschlingen aller Umlenkrollen "bei wechselnder Achsfolge und' / durch straffes Einlegen des Durchlaufgutes in die Führungsrille der Rollen. Bei Materialspeichern mit einzelgeführten Umlenkrollen erfolgt die eingängliche Beaufschlagung ebenfalls durch teilweises Umschlingen aller Rollen mit dem Durchlaufgut in Anordnungsfolge der Rollen. Die oftmals nur von Hand zu erbringende Beaufschlagung ist verhältnismäßig umständlich und zeitraubend.

Ähnlich in der Ausführung sind Materialspeicher, bei denen jeweils eine der einzelgeführten Umlenkrollen. einer Rollengruppe zwischen, zwei Umlenkrollen der gegenläufigen Rollengruppe durchgeführt werden kann, bis beide Rollengruppen sich jenseits der dazwischenliegenden Einstoß- oder Durchzugebene für das Durchlaufgut befinden. Die Vereinfachung in der Beaufschlagung erfordert jedoch längere Führungswege, die zudem um mindestens einen Rollendurchmesser versetzt sein müssen. Bei vergleichbarer Speicherkapazität ist diese Speicherart größer in der Ausführung und teurer in der Anschaffung.

Die bekannten Materialspeicher mit geführten Umlenkrollen haben vorwiegend vertikal oder horizontal angeordnete Führungswege. Die Achsenden oder Einbaustücke gleiten in den Führungswegen zum Zwecke der Mitteriabstandsänderung,oder sie sind mit Rollen versehen oder als solche ausgeführt. Bei horizontaler Anordnung überwiegt die Rollenausführung. Unter Vernachlässigung von Reibung und Beschleunigung beträgt die Summe der

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zum Speichern erforderlichen und an den Umlenkrollenachsen aufzubringenden Kräfte in etwa dem doppelten Produkt aus Verfahrenszug und der Anzahl der Rollen.

Bei den bekannten Materialspeichern dienen Drehbewegungen überwiegend oder ausschließlich der Förderung des Durchlaufgutes, dem Ausgleich der MittenabStandsänderungen und der Reibungsminderung. An der Beschickung und Entleerung der Materialspeicher sind Drehbewegμngen nur unwesentlich oder gar nicht beteiligt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Materialspeicherart zu schaffen, bei der Drehbewegung Hauptfunktion für die Beschickung und die Entleerung der Speicher ist, die große Speicherkapazität bei verhältnismäßig kleinem Raumbedarf ermöglicht, die einfach zu beaufschlagen ist und bei der das zum Speichern erforderliche Drehmoment weitgehend unabhängig von der Anzahl der Rollen, der Speicherglieder und damit von der Speicherkapazität ist.

Ein in einen bewegten Materialstrang einzusetzender Materialspeicher gemäß der Erfindung eignet sich vorzugsweise, jedoch'nicht'ausschließlich, für Verfahrensanlagen, in denen Kabel, Drähte, Seile, Streifen oder Bänder gefertigt oder behandelt werden.

Der Materialspeicher kennzeichnet sich erfindungsgemäß durch einen drehbaren und einem Drehmoment unterworfenen Grundkörper mit wenigstens zwei zu dessen Dreh-

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naöhträglloh geändert

achse etwa parallelen,. Gruppen von frei drehbaren Rollen oder Scheiben tragenden Achsen und Ein- und Auslaufführungen, die den Materialstrang auf eine Rolle der einen Gruppe, von dieser in umgekehrtem Richtungssinne auf eine Rolle der oder einer anderen Rollengruppe leiten und schließlich von diesen Rollen ableiten, wobei Mittel zur axialen Relativbewegung zwischen dem Grundkörper einerseits und ' den Ein- und. Auslaufführungen andererseits vorgesehen sind, durch die jede der Rollen und die Ein- und Auslaufführungen einander gegenüberzustellen sind.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines einfachen Ausführungsbeispiels veranschaulicht. Es zeigen: ·

Fig. 1 einen rotierenden Materialspeicher schematisch in der Endansicht und im Teilschnitt,

Fig. 2 einen rotierenden Materialspeicher schematisch , und im Teilschnitt. im Grundriß

Bei der Ausführung gemäß der Zeichnung besteht der rotierende Materialspeicher 10 aus einem Grund- oder Drehkörper 12, zwei Gruppen von unabhängig rotationsfähigen Rollen oder Scheiben 4, die auf zwei Achsen oder Lagern 3 angeordnet sind, welche sich vorzugsweise aber nicht unbedingt gleichwinklig im gleichen Abstand von und parallel zu der Hauptachse des rotierenden Materialspeichers 10 befinden, wobei, die Rollen oder Scheiben 4 am Umfang eine für die Aufnahme und die Führung des Materials oder Durchlaufgutes 1 geeignete Form haben, und der Planetenbewegung um die Hauptachse des rotierenden Materialspeichers 10 fähig sind.· Die Form der Rollen oder Scheiben 4 erlaubt an

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der Einlaufführung 5 und an der Auslaufführung 6 das Aufbringen des bereits γοη Rollen oder Scheiben 4 geführten Materials oder Durchlaufgutes 1 auf die jeweils auf der anderen Achse o. dgl. 3 befindliche und in der Reihenfolge nächste Rolle oder Scheibe 4. Weitere Bestandteile der Ausführung gemäß der Zeichnung sind die Einlaufführung 5 und die Auslaufführung 6, hier in Form von Rollen, die Hauptachse 14 und deren Lager 7, ein axial angeordneter reibungsarmer Schraubentrieb 8, dessen Steigung im bestimmten Verhältnis' zum axialen Mittenabstand der Rollen oder Scheiben 4 steht, und der Antrieb 9, welcher in diesem Fall aus einem Linearmotor bestehen kann.

Die anfängliche Beschickung des rotierenden Materialspeichers 10 geschieht in seiner Grund- oder Leerstellung in einfacher Weise dadurch, daß das aus der Einlaufführung 5 austretende Material oder Durchlaufgut 1 auf dem Wege zur Auslaufführung 6 zwischen zwei sich am Ende der Gruppen in gleicher Ebene gegenüberliegenden Rollen oder Scheiben 4 durchgeführt und auf diese beiden Rollen oder Scheiben 4 aufgebracht wird. Bei der Ausführung gemäß der Zeichnung sind die Drehrichtungen der Führungen 5, 6 und der Rollen oder Scheiben 4 als Folge der Flußrichtung des Materials oder Durchlaufgutes 1 im Verhältnis zum Uhrzeigersinn bei der Einlaufführung 5 negativ, bei der ersten Rolle oder Scheibe 4 positiv, bei der folgenden Rolle oder Scheibe 4 negativ und bei der Auslaufführung 6 positiv.

Von dem Antrieb 9 wird bei der Ausführung gemäß der Zeichnung über den Schraubentrieb 8 und die Achse 14

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auf den Grund- oder Drehkörper 12 ein im Uhrzeigersinn wirkendes und in der Größenordnung regulierbares Drehmoment ausgeübt. Wenn und solange die Größenordnung dieses Drehmomentes die des durch den Verfahrenszug über das Material oder Durchlaufgut 1 auf den Drehkörper 12 ausgeübten Gegenmomentes übersteigt, bewegt sich der Grund- oder Drehkörper 12 im Uhrzeigersinn bei gleichzeitiger Axialverschiebung. Durch entsprechende Wahl von Richtung und Größenordnung der Steigung des Schraubentriebs 8 wird die in der Reihenfolge nächste Rolle oder Scheibe 4 beider Achsen 5 an der Einlaufführung 5 und an der Auslaufführung 6 in die günstigste Stellung zum Aufbringen bzw. Abführen des Materials oder Durchlaufgutes 1 gebracht. Die"so erfolgende Beschickung des Materialspeichers 10 kann fortgesetzt werden, solange freie Rollen oder Scheiben 4 verfügbar sind. Da der axiale Mittehabstand der Rollen oder Scheiben nur geringfügig größer als die Breite oder der Durchmesser des Materials oder Durchlaufgutes 1 sein muß, kann bei kleinen Breiten oder Durchmessern des Materials oder Durchlaufgutes 1 eine Vielzahl von Rollen oder Scheiben 4 auf den Achsen 3 angeordnet werden, so daß der rotierende Materialspeicher 10 bei verhältnismäßig geringem Raumbedarf eine große Speicherkapazität erhält.

Wenn und solange die Größenordnung des vom Verfahrenszug über das Material oder Durchlaufgut 1 auf den Grund- oder Drehkörper 12 ausgeübten Drehmomentes die des vom Antrieb 9 über den Schraubentrieb 8 und die Hauptachse 14 auf den Grund- oder Drehkörper 12 ausge-

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übten Momentes übersteigt, bewegt sich der Grundoder Drehkörper 12 gegenläufig zum Uhrzeigersinn bei gleichfalls gegenläufiger Axialverschiebung des Grund- oder Drehkörpers 12. Die nach vorgenannten Gesichtspunkten gewählte Richtung und Steigung des Schraubentriebs 8 bewirkt dabei das Abnehmen des Materials oder Durchlaufgutes 1 von den Rollen oder Scheiben 4 an der Einlaufführung 5 und an der Auslaufführung 6. Die damit erfolgende Entleerung ,des rotierenden Materialspeichers IO kann fortgesetzt werden, bis der Grund- oder Drehkörper 12 in die Grund- oder Leerstellung zurückgekehrt ist.

Die Eignung des rotierenden Materialspeichers zur Aufnahme von Längenänderungen des Materials oder Durchlaufgutes als Folge von einlauf- und auslaufseitigen Geschwindigkeitsdifferenzen unter Einhaltung des Verfahrenszugs innerhalb von regeltechnisch und konstruktiv beeinflußbaren Grenzwerten ist klar erkennbar.

Da die vom Material oder Durchlaufgut als Folge des Verfahrenszüges auf die Rollen oder Scheiben und deren Achsen oder Lager ausgeübten Kräfte vom Grund— oder Drehkörper aufgenommen werden, ist das zur Beschickung des rotierenden Materialspeichers erforderliche Drehmoment weitgehend unabhängig von der Anzahl der Rollen oder Scheiben und damit von der Speicherkapazität.

Die anhand der Zeichnung beschriebene Ausführung stellt nur eine von vielen möglichen Varianten des rotierenden Materialspeichers gemäß der Erfindung dar, von denen einige nachstehend genannt sind.

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In Annäherung an den runden Wickelkörper können ζ. B. drei oder mehr Rollenachsen oder -lager mit winkelgerecht versetzt darauf angeordneten Rollen oder Scheiben Verwendung finden. Statt des Dreh- · körpers 12 oder außer demselben können die Ein- und Auslaufführungen 4, 5 axial verstellbar sein.

In Verfahren, die das Verschieben der Ein- und Auslaufführungen erlauben, können dieselben zum Aufbringen des Materials oder Durchlaufgutes auf die Rollen oder Scheiben und zum Abnehmen des Materials oder Durchlaufgutes von diesen in Abhängigkeit von der Richtung und der Größenordnung der Radialbewegung des Grundoder Drehkörpers in axialer Richtung verfahren werden.

So können z. B. auch anstelle des Linearmotors und des Schraubentriebs in Abhängigkeit voneinander regulierte Antriebe für die Radialbeweg'ung und die Axialbewegung des Grund- oder Drehkörpers, oder die Radialbewegung des Grund- oder Drehkörpers und die Axialbewegung der Ein- und Auslaufführungen eingesetzt werden.

Als Antriebe können ölhydraulisehe oder.pneumatische Linear- und/oder Radialmotoren sowie' Elektromotoren oder elektro-mechanische Antriebe, die beispielsweise mit elektrischen oder mechanischen Momentenkupplungen versehen sind, eingesetzt werden.

Die Stellung des Materialspeichers,mit senkrechter oder waagerechter Achse, richtet sich nach den örtlichen Gegebenheiten.

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Claims

■ Patentansprüche

/IJ In einen bewegten Materialstrang einzusetzender .Materialspeicher zum Ausgleich von Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen dem Ein- und dem Auslauf des Materialstranges, gekennzeichnet durch einen drehbaren und einem Drehmoment unterworfenen Grundkörper (12) mit wenigstens zwei zu dessen Drehachse etwa parallelen, Gruppen von frei drehbaren Rollen oder Scheiben (4).tragenden Achsen (3) und Ein- und Auslaufführungen (5, 6), die den . Materialstrang auf eine Rolle (4) der einen Gruppe, von ,dieser in umgekehrtem Richtungssinne auf eine Rolle (4) der oder einer anderen Rollengruppe leiten und schließlich von diesen Rollen (4) ableiten, wobei Mittel zur axialen Relativbewegung zwischen dem Grundkörper (12) einerseits und den Ein- und Auslaufführungen (5, 6) andererseits vorgesehen sind, durch die jede der Rollen (4) und die Ein- und Auslaufführungen (5, 6) einander gegenüberzustellen sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen oder Lager (3) der unabhängig rotationsfähigen Rollen oder Scheiben (4) allgemein gleichwinklig zueinander und im gleichen Radialabstand von der Achse des Grundkörpers (12) angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzielung der relativen Axialbewegung zwischen der Einlaufführung (5) und

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der Auslaufführung (6) einerseits und dem mit Rollen oder Scheiben (4) bestückten Grundkörper (12) andererseits in beiden Richtungen und in Abhängigkeit von der Drehbewegung des Grundkörpers (12) auf die Einlaufführung ^5) und die Auslaufführung (6) einwirkt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzielung einer relativen Axialbewegung zwischen den Ein- und Auslaufführungen (5, 6) und dem Grundkörper (12) auch oder nur auf diesen einwirkt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzielung einer relativen Axialbewegung in beiden Richtungen in Abhängigkeit von der Drehbewegung des Grundkörpers (12) und zur Erzielung der Drehbewegung des Grundkörpers (12) in beiden Richtungen um dessen Achse aus einem Schraubentrieb (8) besteht, dessen Achse mit der des Grundkörpers· (12) zusammenfällt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, • daß ein Teil des Schraubentriebs (8) auf der Achse des Grundkörpers (12) und damit drehbar am Grundkörper (12) befestigt ist und der mit dem ersten Teil des Schraubentriebs (8) im Eingriff befindliche andere Teil des Schraubentriebs (8) fest angebracht ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (10) mit einer Einrichtung ausgerüstet ist, die auf den mit Rollen oder

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Scheiben (4) bestückten Grundkörper (12) ein
Drehmoment ausübt, das die Drehbewegung des
Grundkörpers (12) um seine Achse in einer Richtung zur Beschickung der Vorrichtung (10) mit
einer zu speichernden Länge der Materialien (l) sowie die Drehbewegung des Grundkörpers (12) in die entgegengesetzte Richtung zur Abführung einer gespeicherten Länge der Materialien (l) von der Vorrichtung (10) gegen das ausgeübte Drehmoment ermöglicht.

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