DE2523239A1

DE2523239A1 - Friktionsrollenantrieb fuer draht- oder stabfoermiges material

Info

Publication number: DE2523239A1
Application number: DE19752523239
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl Ing Goett; Klaus Dipl Ing Dr Ritter; Gerhard Dipl Ing Schmidt
Original assignee: EVG Entwicklungs und Verwertungs GmbH
Current assignee: EVG Entwicklungs und Verwertungs GmbH
Priority date: 1974-06-17
Filing date: 1975-05-26
Publication date: 1976-01-02
Also published as: JPS5114661A; CH587766A5; IT1038796B; CS185691B2; AU8217375A; FR2274536B1; DE2523239B2; ES438606A1; GB1454738A; ATA500174A; FR2274536A1; AT338596B; BE830134A; ZA753853B

Description

Patentanwälte

26. Mai 1975

jiVG Entwicklungs- u.Verwertungs-Gesellschaft m.b.H. in Graz (Steiermark, Österreich)
Vinzenz-Muchitsch-Strasse 36

Patentanmeldung

Friktionsrollenantrieb für draht- oder stabförraiges Material

Um draht- oder stabförmiges Material zu Verarbeitungsnaschinen zuzuführen, werden im allgemeinen genutete Friktionsrollen verwendet. Dabei wird der Draht zwischen paarweise gegenüberliegenden, sich gegensinnig drehenden Treibrollen, die durch Federn gegeneinandergedrückt werden, eingeklemmt und durch die von den Rollen auf ihn ausgeübten Reibungskräfte fortbewegt. Eine typische Vorschubvorrichtung dieser Art zeigt die FR-PS 1,4-57-786 im Vorschubweg einer Maschine zum Biegen von Betoneisen.

Durch die für derartige Antriebe typische tangentiale Berührung zwischen Draht und Friktionsrollen bleibt einer-

-2-509881/0953

seits die Berührungsfläche zwischen dem Draht und den Rollen sehr klein, wodurch die auf den Draht übertragenen Kräfte gleichfalls nur klein sein können, und anderseits kann sich der Draht im Hinblick auf den geradlinigen Durchlauf durch den Rollenspalt ungehindert um seine eigene Längsachse drehen.

Ein Verdrehen des Drahtes um seine Längsachse tritt vor allem dann ein, wenn der Draht auf seinem Zuführungsweg zu einer Verarbeitungsmaschine eine Richtvorrichtung zum Geraderichten durchlaufen muß, weil der Draht dann die Tendenz hat, sich durch Drehung um seine Längsachse der Wirkung der Richtvorrichtung zumindest teilweise zu entziehen. Durch Verdrehung um seine Längsachse stellt sich der Draht stets so ein, daß die von der Richtvorrichtung auf ihn ausgeübte Wirkung ein Minimum erreicht.

Diese unerwünschte Drehung um die eigene Längsachse verursacht einerseits ein ungenügendes Richten, d.h. der Draht wird nicht vollständig gerade, und anderseits kommt der Draht bei nachgeschalteten Verarbeitungsmaschinen, etwa einer Biegemaschine für Betonstahl, in stets unterschiedlicher axialer Winkellage an, so daß die in der Biegemaschine ausgeführten Biegevorgänge in unterschiedlichen axialen Ebenen erfolgen und daher z.B. nicht mit Sicherheit ein in einer Ebene liegender Bügel erzeugt werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Fiktionsrollenantrieb so auszubilden, daß ein Verdrehen des geförderten draht- oder stabförmigeη Materials um seine Längsachse verhindert und gleichzeitig die für den Vorschub nutzbare Berührungsfläche zwischen diesem Material und den Friktionsrollen erheblich vergrößert wird.

-3-509881 /0953

_ 3 —

Diese Aufgebe wird bei einem Friktionsrollenantrieb für draht- oder stabförmiges Material, bei welchem der Vorschubweg zwischen Tr'eibrollen verläuft, die vorzugsweise in Umfangsrichtung genutet sind, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß er zumindest drei einen gekrümmten Yorschubv/eg festlegende Rollen enthält, wobei zwei Rollen, von denen zumindest eine eine ortsfest gelagerte Treibrolle ist, auf der einen Seite des Vorschubweges angeordnet sind und die auf der anderen Seite des Vorschubweges angeordnete dritte Rolle eine schwimmend gelagerte Treibrolle ist, die mit jeder der beiden bezüglich des Vorschubweges gegenüberliegenden Rollen einen vom draht- oder stabförmigeη Material zu durchlaufenden Rollenspalt bildet und mittels einer elasCiscnen Andrückvorrichtung zumindest angenähert in Richtung der Winkelsymnetrale zwischen den von ihrer Achse zu den beiden Rollenspalten verlaufenden Radien belastet ist.

Bei diesem Friktionsrollenantrieb wird die schwimmend gelagerte Rolle im Bereich zwischen den beiden von ihr mit den anderen Rollen gebildeten Rollenspalten vom draht- oder stabförmigen Material umschlungen, so daß diesem Material ein gekrümmter Vorschubweg aufgezwungen und so eine freie Drehung des ablaufenden Materials um seine Längsachse verhindert wird. Ferner wird für jeweils zwei Rollenspalte eine gemeinsame Andrückvorrichtung verwendet, die infolge ihrer schwimmenden, d.h. in einer Ebene allseits beweglichen Lagerung die Aufrechterhaltung des AnpreBdruckes an beiden Rollenspalten auch bei draht- oder stabförmigem Material gewährleistet, dessen Querschnitt, wie bei Rippenbotonstahl, in Längsrichtung veränderlich ist.

Die erzielbare Vorschvbleistung erfindungsgemäßer Friktionsrolle nant riebe kann durch Hinzufügen weiterer Rollen erhöht

-4-50988 1/0953

v/erden, wobei, verglichen mit bekannten, aus paarweise zusammenwirkenden Rollen bestehenden Antrieben mit η Rollen nicht wie bisher n/2 Rollenspalte, sondern n-1 Rollenspalte gebildet werden.

Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen hervor. Es zeigen:

Die Fig. 1, 2 und 3 Schemas von erfindungsgemäßen Friktionsrolle nantriebeη mit drei bzw. vier bzw. fünf Rollen und

Fig. 4 den Friktionsrollenantrxeb nach Fig. 3> ergänzt durch die Trag- und Andrückvorrichtungen für die schwimmend gelagerten Rollen.

Der in Fig. 1 gezeigte Friktionsrollenantrxeb weist insgesamt drei angetriebene Friktionsrollen auf, von denen zwei, nämlich die Rollen 1 und 3, an ortsfesten Achsen A^, und A^ auf der einen Seite des Vorschubweges eines Drahtes D gelagert sind, während die Achse Ap der auf der gegenüberliegenden Seite dieses Vorschubweges befindlichen dritten Rolle schwimmend gelagert ist. Der Antrieb der schwimmend gelagerten Rolle 2 erfolgt z.B. über eine Kardanwelle. Die Rolle bildet mit der Rolle 1 einen Rollenspalt S und mit der Rolle 3 einen Rollenspalt S, und wird zwischen den beiden Rollenspalten vom Draht D über einen Zentriwinkel von etwa 90° umschlungen. In Fig. 1 ist, von der Achse A_? der Rolle 2 ausgehend, die Winkelsymmetrale S zwischen den zu den Rollenspalten S und S, verlaufenden Radien R und R, eingezeichnet. Die Achse A^ der schwimmend, d.h. in einer Ebene allseits beweglich gelagerten Rolle wird durch eine nur-schematisch angedeutete Andrückvorrichtung 11 federnd gegen die beiden Rollen 1 und 3 gedrückt, wobei die Wirkungs-

-5-

509881/0953

richtung W dieser Kraft angenähert mit der Winkelsynrr.etralen S übereinstimmt, aber in der durch einen Pfeil P angedeuteten Drehrichtung der Holle 2 bezüglich der 'Jirikelsymmetrale S etwas in Richtung zum zweiten Eollenspalt S, der Holle 2 verlagert ist. Die sich drehende Rolle 2 hat nämlich die Tendenz, in Fig. 1 am zulaufenden Draht D hochzusteigen, wodurch bei Belastung der Rollenachse Ap in Richtung der Winkelsymmetralen S der Rollenspalt S, schwächer belastet werden würde als der Rollenspalt S . Durch die erwähnte Versetzung der V/irkungsrichtung W der Andrückkraft werden die in den beiden Rollenspalten S und S, wirksamen Komponenten dieser Kraft besser egalisiert.

Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß beim dargestellten Antrieb der zulaufende Teil des Drahtes D gleichsam einen festgehaltenen Kurbelarm bildet, der eine Drehung des ablaufenden Teiles des Drahtes um seine Längsachse verhindert. Durch die Bildung zweier Rollenspalte mit nur drei Rollen wird auf einfache Weise eine starke Vorschubkraft erzielt und die schwimmende Lagerung der Rolle 2 gewährleistet, daß auch bei unterschiedlichem Querschnitt des Drahtes D in den beiden Rollenspalten S und S, die Andrückkräfte praktisch unverändert erhalten bleiben, wie dies beispielsweise beim Vorschub von Rippenbetonstähleη erforderlich ist.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind beiderseits des Vorschubweges Je eine ortsfest gelagerte Rolle 1 bzw. 4- und eine schwimmend gelagerte Rolle 2 bzw. 3' angeordnet. Die schwimmend gelagerten Rollen 2 und 3' liegen längs des Vorschubweges zwischen den beiden ortsfest gelagerten Rollen, wobei der durchlaufende Draht D innerhalb des Friktionsrollenantriebes in zwei gegensinnigen Viertelkreisbögen die Rollen 2 und 3* umschlingt und parallel zu seiner Zulaufrichtung aus der Vorrichtung wieder, abläuft. Durch den Drahtteil im gekrümmten Vorschubv/eg wird wieder eine

-6-509881/0953

Drehung des ablaufenden Drohtteiles um seine Lanfjsachse verhindert.

Die schwimmend gelagerte Bolle 2 wird durch eine wieder nur schematisch dargestellte Andrückvorrichtung 11 gegen die ortsfest gelagerte Rolle 1 und die schwimmend gelagerte Rolle 3¹ gedrückt und bildet mit diesen beiden Rollen Rollenspalte S und S, . Die schwimmend gelagerte Rolle 3¹ wird analog durch eine Andrückvorrichtung 11 elastisch gegen die schwimmend gelagerte Rolle 2 und die ortsfest gelagerte Rolle 4- gedrückt und bildet mit diesen beiden Rollen Rollenspalte S, und S . Die Wirkungsrichtungen W der von den Andruckvorrichtungen 11 ausgeübten Kräfte sind bezüglich der Winkelsymmetralen S zwischen den zugeordneten Rollenspalten in analoger Weise winkelversetzt, wie dies für die Andrückvorrichtung 11 an Hand von Fig. 1 bereits erläutert worden ist.

Es ist ersichtlich, daß beim Friktionsrollenantrieb nach Fig. 2 mit vier Rollen drei Rollenspalte gebildet werden.

Fig. 3 zeigt einen Friktionsrollenantrieb mit fünf Rollen, bei dem vier Rollenspalte dadurch gebildet v/erden, da3 auf der einen Seite des Vorschubweges des Drahtes D drei ortsfest gelagerte Rollen 1,3 und 5 und auf der anderen Seite des Vorschubwe.ges zwei schwimmend gelagerte Rollen 2 und -Klange ordnet sind, wobei die schwimmend gelagerte Rolle 2 mit den ortsfest gelagerten Rollen 1 und 3 und die schwimmend gelagerte Rolle 4 mit den ortsfest gelagerten Rollen 3 und jeweils zwei Walzenspalte S₁S-. bzw. S , S, bildet. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 haben die erste und dritte der ortsfest gelagerten Rollen, also die Rollen 1 und 5» kleineren Durchmesser als die übrigen Rollen und sie sind bezüglich der Rollen 2, 3 und 4- so angeordnet, daß die Rollenspalte S und S-, in Zulauf- und Ablauf richtung des Drahtes

-7-509881/0953

zumindest angenähert aufeinander eingefluchtet sind, so daß der Friktionsrollenantrieb in einen beliebigen geraden Drahtvorschubweg eingefügt werden kann. Durch die teilweise Uinschlingung der Rollen 2, 3 und 4 wird wieder ein gekrümmter Vorschubweg vorgeschrieben, v/obei durch den auf diesem gekrümmten Weg befindlichen Drahtteil der ablaufende Drahtteil gegen Drehung um seine Längsachse festgehalten wird.

Um eine möglichst hohe Vorschubleistung zu erzielen, werden zweckmäßig alle Rollen angetrieben, wobei die Umfangs- bzw. Winkelgeschwindigkeiten der großen Rollen 2, 3 und 4 unter- ' einander gleich gewählt werden und die V/i nke Ige schv/i ndigkeit der großen Rollen 2, 4 sich zur Winkelgeschwindigkeit der kleinen Rollen 1, 5 wie der Radius dieser kleinen Rollen zu den um den Durchmesser des Drahtes D vermehrten Radius der großen Rollen verhalten soll, um die Umfangsgeschwindigkeit der kleinen Rollen 1, 5 in den Berührungspunkten mit dem die große-n Rollen 2, 4 teilweise umschlingenden Draht D an die Geschwindigkeit der gedehnten AuBenzone des Drahtes anzugleichen und so auch die kleineren Rollen für den Antrieb voll auszunutzen.

Die erforderlichen Andrückvorrichtungen für die schwimmend gelagerten Rollen 2 und 4 sind in Fig. 3 nicht eingezeichnet, werden aber nun an Hand von Fig. 4 erläutert. In Fig. sind die Rollen 1 und 3 an ortsfesten Achsen A^, A? gelagert, während die Achse Ap der Rolle 2 schwimmend gelagert ist. Die Achse Ap wird von einem Lenkergestänge getragen, das mit der Andrückvorrichtung 11 kombiniert ist. Diese Kombination von Trag- und Andrückvorrichtung weist einen bei 12 gelenkig gelagerten Winkelhebel 13 mit zwei Hebelarmen 13a und 13b auf, wobei der Hebelarm 13b über einen Lenker 14 mit dem Lager der Achse Ap der Rolle 2 verbunden ist und dieses Lager seinerseits über zwei aneinandergelenkte Lenker 15 und 16 gelenkig mit einem Festpunkt 17 am

-8-50988 1/0953

Vorrichtungsgestell in Verbindung steht. Am Arm 13a des Winkelhebels 13 greift eine z.B. durch eine Feder 18 gebildete Ruhelast an, die über den Winkelhebel 13 und das angeschlossene Lenkergestänge das Lager der Achse Ap in einer Ruhelage hält, in der sich die Rolle 2 unmittelbar an den Rollen 1 und 3 bzw. bei Abstellung der Vorrichtung während des Durchlaufes eines Drahtes an dem Draht D abstützt. Ferner greift am Hebelarm 13a eine durch einen mit Druckmedium beaufschlagbaren Zylinder 19 angedeutete Betriebslast an, die je nach der erforderlichen Vorschubleistung eingestellt werden kann und die Andrückkraft der Rolle 2 in der Wirkungsrichtung W vermittelt, welche für die jeweils gewünschte Vorschubleistung erforderlich ist. Vorteilhaft werden für den Antrieb aller Treibrollen hydraulische Motoren verwendet, wobei der vom gleichen hydraulischen Druckmedium beaufschlagte Zylinder 19 so dimensioniert wird, daß ein Schlupf der Treibrollen am Draht D verhindert wird, indem vor Auftreten eines solchen Schlupfes die hydraulischen Motoren abgewürgt werden.

Die vorstehend erläuterte Andrückvorrichtung 11 kann sinngemäß auch bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 und 2 Anwendung finden. Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4- sind die Lenkergestänge 13-17 und 13'—17' für die beiden schwimmend gelagerten Rollen 2 und 4- im wesentlichen spiegelbildlich symmetrisch aufgebaut und die zweiten Arme 13a, 13a¹ der Winkelhebel 13, 13* dieser Gestänge sind durch gemeinsame Belastungsvorrichtungen 18 und 19 gegensinnig belastet, wodurch sich ein vereinfachter Gesamt auf bau ergibt.

In Fig. 3 sind von den Lenkergestängen 13-17 bzw. 13'-17' nach Fig. 4 nur die langen Lenker 15 bzw. 15' eingezeichnet, welche die Lager für die Rollenachsen Ap und A₁, tragen.

-9-509881/0953

Diese Lenker sind mit Drahtablenkerη 20 bzw. 21 versehen, die das vordere Ende des Drahtes beim Einfädeln zv/ischen den Rollen bzw. von der nachgeschalteten Drahtbearbeitungsmaschine führen.

Die dargestellten Ausführungsbeispiele lassen verschiedene Abwandlungen im Rahmen der Erfindung zu. So kann die Anzahl der verwendeten Rollen vermehrt v/erden, es können einige Rollen als Leerrollen ausgebildet werden, ferner können die Größenverhältnisse der verschiedenen Rollen und ihre gegenseitige Anordnung so variiert werden, daß eine den jeweiligen Einsatzbedingungen entsprechende Richtungsbeziehung zwischen der Zulaufrichtung und der Ablaufrichtung des Drahtes erhalten wird.

-10-509881/0953

Claims

- AQ - Patentansprüche :

1. Friktionsrollenantrieb für draht- oder stabförmiges Material, bei welchem der Vorschubweg zwischen Treibrollen verläuft, die vorzugsweise in Unfangsrichtung genutet sind, dadurch gekennzeichnet, d&ß er zumindest drei einen gekrümmten Vorschubweg festlegende Rollen (1, 2, 3) enthält, wobei zwei Rollen (1, 3), von denen zumindest eine

(1) eine ortsfeste gelagerte Treibrolle ist, auf der einen Seite des Vorschubweges angeordnet sind und die auf der anderen Seite des Vorschubweges angeordnete dritte Rolle

(2) eine schwimmend gelagerte Treibrolle ist, die mit jeder der beiden bezüglich des Vorschubweges gegenüberliegenden Rollen (1, 3) einen vom draht- oder stabförmige η Material zu durchlaufenden Rollenspalt (S_a, S, ) bildet und mittels einer elastischen Andrückvorrichtung (11) angenähert in Richtung der WinkeIsymmetrale (8) zwischen den von ihrer Achse (A₀) zu den beiden Rollenspalten (S , S,) verlaufenden Radien (R , R, ) belastet ist.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Vorschubweg zwei ortsfest gelagerten Rollen (1, 3)

eine schwimmend gelagerte Rolle (2) gegenüberliegt, wobei der Vorschubweg die schwimmend gelagerte Rolle (?) über einen Zentriwinkel von zumindest angenähert 90 ^i:rnschlingt (Fig. 1).

3. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beidseits des Vorschubwe'ges je eine ortsfest gelagerte

Rolle (1 bzw. 4-) und eine schwimmend gelagerte Rolle (2 bzw. 3') angeordnet sind, wobei die schwimmend gelagerten Rollen (2, 3') längs des Vorschubweges zwischen den beiden ortsfest gelagerten Rollen (1, 4-) liegen und jede schwimmend

-11-509881/0953

gelagerte Rolle (2, 3¹) mit einer ortsfest gelagerten (1 bzw. 4) und der jeweils anderen schwimmend gelagerten Rolle (3* bzw. 2) Rollenspalte (S , S, bzw. S, , S.) bildet (Fig. 2).

4. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß' auf der einen Seite des Vorschubweges drei ortsfest

gelagerte Rollen (1, 3, 5) und auf der anderen Seite des Vorschubweges zwei schwimmend gelagerte Rollen (2, 4) angeordnet sind, wobei jede schwimmend gelagerte Rolle (2, 4) mit zwei ortsfest gelagerten Rollen (1, 3 bzw. 2, 5) Rollenspalte (S , S_fe bzw. S_c, S.) bildet (Fig. 3 und 4).

5. Antrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste (1) und die dritte (5) der ortsfest gelagerten Rollen (1, 3₅ 5) kleineren Durchmesser als die übrigen Rollen (2, 3, 4) haben und daß die vom ersten und letzten Rollenpaar (1, 2 bz-.·;. 4-, 5) gebildeten Rollenspalte (S ,

S ) zumindest angen-ihert aufeinander eingefluchtet sind. d

6. Antrieb nach den Ansprüchen 4 und 5» dadurch gekennzeichnet, daß alle Rollen (1 bis 5) Treibrollen sind

und daß sich die V/inke!geschwindigkeit der vom draht- oder stabförmigeη Material teilweise umschlungenen schwimmend gelagerten Rollen (2, 4) größeren Durchmessers zur Winkelgeschwindigkeit der Rollen (1, 5) kleineren Dui'chniessers etwa wie der Radius dieser Rollen (1, 5) zu dem um den Durchmesser des draht- oder stabförmigen Materials vermehrten Radius der Rollen (2, 4) größeren Durchmesser verhält.

7. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkungsrichtung (W) der von der

elastischen Andrückvorrichtung (11) ausgeübten Kraft be-

-12-50 988 1/0953

züglich der V/inkelsymmetralen (S) der zu den Roll enspo (S , S, ) verlaufenden Radien (R , R,) in jDrehrichtun^ (P)

SL D cL O

der schwimmend gelagerten Rolle (2) zum zweiten Rollen.'-.p.-ilt (S, ) derselben hin winkelvernetzt ist.

8. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager der schwimmend gelagerten

Rolle (2, 4) von einem Lenkergestänge (13-17) getragen sind, von dem ein Endteil den einen Arm (13b) eines ortsfest gelagerten V/inkelhebels (13) bildet, dessen anderer Arm (13a) einer konstanten Ruhelast, z.B. mittels einer Feder (18), und einer regelbaren Betriebslast, z.B. mittels eines druckmittelbeaufschlagten Arbeitszylinders (19), ausgesetzt ist.

9. Antrieb nach den Ansprüchen 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkergestänge (13-17; 13'-17') für

die beiden schwimmend gelagerten Rollen (2, 4) im wesentlichen spiegelbildlich symmetrisch aufgebaut sind und daß die zweiten Arme (13a, 13a¹) der Winkelhebel (13, 13¹) durch gemeinsame Belastungsvorrichtungen (18, 19) gegensinnig belastet sind.

tentanwalt

509881/095 3

Leerseite