DE2653009A1

DE2653009A1 - Foerder- und transportvorrichtung

Info

Publication number: DE2653009A1
Application number: DE19762653009
Authority: DE
Inventors: Joachim Uhing
Original assignee: UHING JOACHIM ING
Current assignee: Uhing Hans Peter Dipl-Ing 2300 Molfsee De Uh
Priority date: 1976-11-22
Filing date: 1976-11-22
Publication date: 1978-05-24
Also published as: CA1083514A; CH616387A5; AT352012B; US4203511A; FR2371358A1; IT1074661B; ATA15977A; NL7701990A; BE850761A; DD131913A5; FR2371358B1; GB1595077A

Description

Förder- und Transportvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Transportieren, Fördern und Bewegen von Objekten auf einer als Führungsschiene ausgebildeten, rotierenden glatten runden Welle, welche in reibschlüssigem Eingriff mit einem oder mehreren Wälzkörpern steht, die es ermöglichen, eine Drehbewegung in eine Schubbewegung längs der Wellenachse umzuwandeln.

In der DT-PS 1 057 411 ist bereits eine derartige Einrichtung beschrieben. In ihr laufen schwenkbare Ringe auf einer Welle, wobei der Kreuzungswinkel zwischen Ring und Wellenachse ein Maß für die Übersetzung zwischen der Dreh- und Schubbewegung ist (Schraubensteigung).

Solche Einrichtungen können aber nur für eine verhältnismäßig kurze Wellenlänge verwendet werden. Außerdem können die Ringe nicht ohne weiteres von der Welle abgenommen werden und es sind besondere Mittel notwendig zur Erzeugung der Anpreßdrücke zwischen den Wälzkörpern (Haftreibung). Die Anpreßdrücke der einzelnen Ringe liegen ferner in verschiedenen Ebenen, so daß sie auf der Welle ein oft schädliches Biegemoment erzeugen. So können mit dieser Anordnung auch nur geradlinige Bewegungen ausgeführt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile eine Vorrichtung zum Transportieren, Fördern und Bewegen von Objekten zu konzipieren, die es ermöglicht, Objekte über große Strecken auf geradlinigen oder gekrümmten Bahnen mit gleicher, verschiedener oder veränderlicher Geschwindigkeit zu führen, wobei die Verbindung des zu transportierenden Objektes mit der antreibenden Welle durch einfaches Aufhängen erfolgt.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß unter Verwendung einer oder mehrerer bei Reibungsgetrieben bekannten Wälzkörpern als Förderteil auf einer rotierenden Welle mindestens zwei dieser Wälzkörper in einem Rollenhalter eingefügt sind, daß ihre Wälzpunkte auf der antreibenden Welle unter einem Winkel stehen, und daß ihre Drehachsen nicht parallel zur Wellenachse liegen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung sind daher die Rollen so auf dem Umfang der Welle verteilt, daß ein ausreichender Reibschluß zwischen den Wälzkörpern und der Welle durch das Eigengewicht des Rollenhalters entsteht, der Rollenhalter dadurch auf der Welle stabil gelagert ist, aber auch leicht abgenommen werden kann. Der Rollenhalter hat keine die Welle umschließende Form und erlaubt es daher, die Welle an beliebigen Stellen durch Gleitlager oder Rollen zu unterstützen, sie also beliebig lang zu machen. Die Welle kann somit aus einem geraden Stück bestehen oder aus mehreren Stücken gerade oder poligonartig zusammengesetzt oder gekrümmt sein.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 den Rollenhalter

Fig. 2 die Wellenunterstützung durch eine Gleitlagerschale Fig. 3 die Wellenunterstützung mit zwei Rollen Fig. 4 die Anordnung der Wälzkörper (Rollen) im Halter Fig. 5 den Rollenhalter mit versetzbaren Anschlägen Fig. 6 eine zusammengesetzte Welle

Fig. 7 eine gebogene Welle

Fig. 8 den Antrieb der Welle durch Verzahnung Fig. 9, 10, 11 + 12

zeigen die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bewegten Objekte im ausgeführten Beispiel Vorhänge in verschiedenen Stellungen und Anordnungen

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Fig. 13 einen Rollenhalter mit drei Rollen (Wälzkörpern) und zusätzlichen Reibschlußkräften

Will man z.B. ein Fenster durch einen Vorhang schließen oder eine Raumunterteilung vornehmen, so sind dafür Einrichtungen bekannt, z.B. solche, die aus mehreren Rollen oder Ringen bestehen, die in Schienen oder auf Rohren gelagert sind und auf ihnen mit dem Vorhang verschoben werden können. Er kann entweder direkt oder durch Schnüre oder andere Zugorgane von Hand oder motorisch betätigt werden. Solche motorischen Antriebe sind aufwendig und weisen den Nachteil auf, daß sie

von Hand nur umständlich oder gar nicht bedient werden können.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung vermeidet diese Nachteile. Sie verwendet gemäß Fig. 1 eine glatte, runde Welle 1, die drehbar gelagert ist, auf der mehrere Rollenhalter 4 aufgesetzt und in welchem zwei Rollen 2 und 3 in einem Winkelabstand Oi/ angeordnet und drehbar so gelagert sind, daß sie auf der rotierenden Welle abrollen können.

Durch diese Anordnung wird erreicht, daß je nach Größe des Winkel O^ eine mehr oder weniger große Klemmwirkung der Rollen 2;3 auf der Welle 1 entsteht, wodurch die Haftreibung und damit das übertragbare Reibungsmoment von der Welle auf die Rollenhalter 4 vergrößert wird. Es wird damit der weitere Vorteil erreicht, daß der Rollenhalter 4 auf der Welle 1 zentriert gehalten wird und keine weitere Unterstützung oder Sicherung gegen Abgleiten von der Welle benötigt. Wird er wie in Fig. 1 gezeigt, nur einarmig ausgeführt, mit einer Aufhängeöse 7 zur Aufnahme des Vorhangs oder andere Gegenstände unterhalb der Welle, so können z.B. lange Wellen von einer armfreien Seite her durch schalenartige Gleitlager 8 (Fig. 2) oder durch Rollen 9 (Fig. 3) abgestützt werden. Diese Möglichkeit erlaubt es mit verhältnismäßig dünnen

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Wellen größere Entfernungen zu überbrücken, z.B. mit einer Welle von 12 mm Durchmesser. Entfernungen von 10 m und mehr. Je nach dem Gewicht, das durch einen Rollenhalter 4 transportiert werden soll, wird eine längere Welle in Entfernungen von etwa 0,8 bis 1,2 m in vorgenannter Weise unterstützt. In dieser Art kann man sowohl einzelne Halter mit den Gegenständen als auch mehrere von einem zum anderen Ort transportieren, wie beispielsweise Vorhänge.

Die rotierende Welle 1 bewegt den Halter 4 zusammen mit dem Gegenstand mit einer Geschwindigkeit, welche von der Stellung der Rolle zur Welle abhängig ist. Die Gesetzmäßigkeit sei anhand der Fig. 4 erläutert. Auf der Welle 1 läuft die Rolle 3, die in eine Buchse 10 des Halters 4 sowohl drehbar als auch um den Kreuzungswinkel .·:>' schwenkbar gelagert ist. Je nach Aufgabenstellung kann dieser Steigungswinkel > fest eingestellt oder nachstellbar ausgeführt sein.

Infolge des Reibungsschlusses wälzt sich die Rolle in ihrem Berührungspunkt mit der Welle auf ihr ab und zwar in einer Richtung, die wie in Fig. 4 gezeigt, senkrecht zu ihrer Drehachse steht und mit der Bewegungsrichtung der Welle den Kreuzungswinkel β einschließt. Die Komponente aus diesen beiden Richtungen verschiebt die Rolle 3 in der Achsenrichtung der Welle 1.

Man kann also mit verschieden eingestellten Rollen z.B. die Halter mit gleicher oder verschiedener Geschwindigkeit in gleich- oder entgegengesetzter Richtung wandern lassen, aber auch durch Wechseln der Wellendrehrichtung diese Bewegungsrichtungen umkehren. Werden auch die Wellendrehzahl und/oder der Steigungswinkel ,ό veränderbar gemacht, so können noch weitergehende Bedingungen für den Verlauf der Bewegungen erfüllt werden, z.B. die Geschwindigkeit der Bewegung vom zu-

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rückgelegten Weg abhängig machen oder in beiden Richtungen verschieden groß wählen oder durch den Einfluß fremder Kenngröße steuern. Der Halter kann seinen Winkel (6 selbst dadurch verändern, daß ein an der Rolle angebrachter Arm bei der Verschiebung des Halters gegen einen feststehenden Anschlag fährt und daraufhin den Winkel z.B. auf "Null" verringert (Stillstand). Wenn es sich aber um den Transport von nur geringen Gewichten handelt, ist es nicht notwendig, den Steigungswinkel zu verändern. Es genügt dann, die Bewegung des Rollenhalters in seiner axialen Richtung durch einen Anschlag zu begrenzen.

Ordnet man gemäß Fig. 5 die anschlagenden Teile 11 des Halters 4 so an, daß sie in verschiedene Stellungen verschoben werden können, so sind auch alle die Stationen erreichbar, die zu diesem Teil passende Gegenanschläge 12 haben. Diese Anschläge können so ausgebildet sein, daß der am Halter aufgehängte Gegenstand von ihm gelöst und z.B. an dieser Station abgeworfen wird. (Verteilersystem).

Ein weiterer Vorteil dieses Rollenhalters ist der, daß für die Erzeugung des Reibschlusses zwischen den Wälzkörpern keine zusätzlichen elastischen Kräfte, z.B. solche durch Federn erzeugt, benötigt werden. Für die Wellen kann handelsüblicher Werkstoff aus Stahl, Metall, Kunststoff usw. massiv oder als Rohr mit großen Maßtoleranzen verwendet werden. Auch die Beschaffenheit der Oberflächen ist von untergeordneter Bedeutung; sie kann glatt oder rauh sein. Wichtig ist dabei nur, daß die Reibungszahl zwischen Wellen und Rollen möglichst größer als 0,1 ist. Da die Rollen auch eine gewisse Breite haben, können sie beim Abwälzen auf der Wellenoberfläche auch Rillen, Löcher usw. ohne wesentliche Störung der Bewegung überwinden. Diese können beispielsweise

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entstehen, wenn man mehrere kurze Wellen zu einer längeren zusammensetzt. Je nach Ausführung können dabei schmale Rillen, Unebenheiten durch Versatz der Wellenenden usw. auftreten. Diese Eigenschaften erlauben es aber auch, Wellen so zusammen zu setzen, daß sie nicht fluchten, sondern einen Winkel miteinander bilden. Man erreicht dadurch, daß die Rollenhalter nicht nur auf einer Geraden entlang geführt werden, sondern auf einem angenäherten Bogen, der aus geraden Wellenschienen zusammengesetzt ist, Fig. 6. Die Verbindungsstellen können Kreuzgelenke, Verzahnungen, Mitnehmerstifte, Drahtspiralen usw. sein. Wichtig ist nur, daß. die Verbindungen von den Massen der Wellendurchmesser nicht wesentlich abweichen und keine Lücken bilden, die größer als die Breite der Laufrollen sind. Statt starrer Wellen können auch solche verwendet werden, die sich auch dn gebogenem Zustand um die Längsachse drehen lassen, z.B. lange, elastische Wellen, Kunststoffrohre, Wellrohre, biegsame Wellen usw. (Fig. 6). Es ist auch möglich, die Rollenhalter so zu führen, daß sie am Ende der Welle in die Nähe der Ausgangsstellung gelangen, wenn der Wellenzug eine annähernd geschlossene Form hat. Auch ein vollständig geschlossener Kreis, der keine Wellenenden mehr hat, ist ebenfalls ausführbar. Der Antrieb einer solchen zusammengesetzten Welle kann dann an einer oder mehreren Stellen durch entsprechende Verzahnung erfolgen (Fig. 8).

Wenn nicht nur ein Rollenhalter sondern mehrere gleichzeitig bewegt werden sollen, wie es z.B. bei Vorhängen vorkommt, so gibt es dafür verschiedene Möglichkeiten. Die Stoffbahn 13 (Fig. 9,10,11,12) wird etwa alle 10-15 cm mit einem Rollenhalter 4 versehen. Die Rollen stehen auf solchem Steigungswinkel, daß sich alle in eine Richtung bewegen. Ist der Winkel bei allen gleich, so laufen alle mit der gleichen Geschwindigkeit bis der Vorhang aufgespannt ist. Nur sein Anfang, der festgesetzt ist, hat keine Geschwindigkeit. Jeder

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Rollenhalter 4 wandert mit der gleichen Geschwindigkeit, legt aber verschiedene große Strecken zurück, bis der ganze Vorhang geöffnet ist. Die Strecke des zweiten Halters ist z.B. doppelt so groß wie die des ersten, des dritten dreimal so groß usw. Das Vorhangfeld zwischen Vorhanganfang und erstem Halter 4 wird also zuerst aufgespannt sein und der Halter bleibt jetzt stehen und rutscht auf der Welle während sich die weiteren Felder nach und nach in gleicher Weise öffnen, Fig. 9.

Dabei gleiten also die Rollen der Halter mehr oder weniger auf der Welle; es findet bei diesen Rollenstellungen kein reines Abrollen mehr statt. Dadurch wird das Antriebsmoment der Welle etwas vergrößert, was aber in den meisten Fällen in Kauf genommen werden kann. Beim Öffnen des Vorhangs spielt sich der Vorgang in der umgekehrten Reihenfolge ab, Fig. 10.

Eine andere Art des Öffnungs- und Schließvorganges wird erreicht, wenn die Rollen nicht auf den gleichen, sondern auf verschiedenen Steigungswinkel eingestellt sind und zwar auf immer größere Winkel ß , je weiter sie vom Vorhangsanfang entfernt sind. Dadurch wird erreicht, daß beim Öffnen oder Schließen alle Halter gleichzeitig zu laufen beginnen, jeder aber mit einer anderen und zwar solchen Geschwindigkeit, daß alle etwa zur gleichen Zeit ihre Endstellung erreichen.

Die Antriebsenergie ist daher in diesem Falle am geringsten, da nur reines Abrollen und kein Gleiten irgendeiner Rolle stattfindet, Fig. 11.

Die Fig. 12 zeigt schließlich, wie z.B. zwei Vorhänge auf einer gemeinsamen Welle von den beiden Außenstellungen aus sich gegenläufig aufeinanderzubewegen, um die Fensteröffnung zu verschließen. Ein besonderer Vorteil bei dieser Antriebsart für Vorhänge ist der, daß die Stoffbahnen bequem erst mit

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den Rollenhaltern 4 versehen und dann durch sie auf die Welle 1 gehängt und auch abgenommen werden kann. Die Welle, ihre Lagerung und der Antriebsteil braucht dabei nicht verändert werden.

Ein weiterer Vorteil ist der, daß die Vorhänge nicht unbedingt durch Drehung der Welle betätigt werden müssen. Sie können ebenso von Hand in der sonst üblichen Art geschlossen und geöffnet werden, z.B. durch Vor— und Zurückziehen des Vorhanges. Dabei ist die Verschiebung der Halter auf der Welle verhältnismäßig leichtgängig, da auch bei diesem

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Vorgang die Rollen des Halters auf der Welle zum großen Teil abrollen.

Aber auch die Welle selbst braucht nicht motorisch angetrieben zu werden, sondern auch von Hand durch eine Kurbel mit oder ohne Übersetzung. Aber auch andere Elemente zur Bewegungsübertragung auf die Welle sind verwendbar, wie z.B. Schnurzüge, Gelenkwellen usw.

Wenn es aber notwendig ist, größere Schubkräfte mit den Rollenhaltern zu erzeugen oder wenn die Schwerkraft für den Reibungsschluß nicht ausgenutzt werden kann, z.B. bei vertikal stehender Welle, so kann man die Haftreibung durch z.B. elastische Kräfte erhöhen. Das ist erreichbar durch drei oder mehr Rollen, die auf dem Wellenumfang so verteilt sind, daß der Winkelabstand zwischen gegenüberliegenden Rollen mindestens 180 ist. Bei drei Rollen werden sie vorwiegend auf den Umfang gleichmäßig verteilt, d.h. der Abstand beträgt je 120°.

Anordnungen von drei und mehr Rollen in einer Ebene sind an sich bekannt, auch drei Ringe, die eine Welle umschließen, sind für diesen Zweck vielfach in Gebrauch. Sie können aber immer nur im Zusammenhang mit verhältnismäßig kurzen Wellen verwendet werden. Bei langen Wellen, die nicht nur an den

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Enden gelagert, sondern auch in Zwischenstellungen unterstützt werden müssen (s. Fig. 6 u. 7) sind keine geschlossenen Rollengruppen oder Ringanordnungen brauchbar. Aber offene Halter, in welchen drei Rollen gelagert sind, können z.B. im Zusammenhang mit unterstützten Wellen verwendet werden. Wie sie Fig. 13 zeigt; in dieser Zeichnung ist darauf verzichtet worden, die Rollen um einen Steigungswinkel verdreht darzustellen.

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Leerseite

Claims

1.) Vorrichtung zum Transportieren, Fördern und Bewegen von Objekten auf einer als Führungsschiene ausgebildeten, rotierenden glatten runden Welle, welche in reibschlüssigem Eingriff mit einem oder mehreren Wälzkörpern steht, dadurch gekennzeichnet, daß unter Verwendung einer oder mehrerer bei Reibungsgetrieben bekannten Wälzkörpern als Förderteil auf einer rotierenden Welle mindestens zwei dieser Wälzkörper (2,3) in einem Rollenhalter (4) eingefügt sind, daß ihre Wälzpunkte (5,6) auf der antreibenden Welle (1) unter einem Winkel (OG) stehen, und daß ihre Drehachsen nicht parallel zur WellenacHse (1) liegen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks leichter und schneller Austauschbarkeit der Rollenhalter (4) hakenförmig ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 u. 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibschluß zwischen den Wälzkörpern (3,4) und der Welle (1) durch das Eigengewicht des Rollenhalters (4) und/oder durch zusätzliche Gewichte entsteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 u. 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit für den Arbeitsvorschub der Vorrichtung durch Verändern der Lage der Wälzkörperachsen zur Wellenachse (1) ein Kreuzungswinkel (β ) entsteht, der einstellbar ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Rollenhalter (4) auf der Welle (1) angeordnet sind, deren Kreuzungswinkel (ρ ) so einstellbar sind, daß die Rollenhalter (4) in Bewegung zueinander immer, den gleichen Abstand aufweisen.

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6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Rollenhalter (4) auf der Welle (1) angeordnet sind, deren Kreuzungswinkel (/3) so einstellbar sind, daß alle Rollenhalter (4) mit der gleichen Geschwindigkeit laufen.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungs- und Förderrichtung der Rollenhalter (4) durch Ändern der Drehrichtung der Welle (1) einerseits und durch Ändern des Kreuzungswinkels (β ) der Rollenhalter andererseits, einstellbar ist.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei vorgegebener Übersetzung zwischen der Drehung der Welle (1) und die Vorschubbewegung von Rollenhalter (4) mit Rolle (3) Fig. 4 der Kreuzungswinkel iß) unveränderbar festliegt (Fig. 1).

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das schädliche Durchbiegen langer Wellen (1) durch Abstützen mittels Gleit- oder Rollenlager (8,9) Fig. 2,3 und 13 verhindert wird, wobei diese jedoch nur in dem Bereich angebracht sind, die nicht von den Rollen (2,3 und 3') bestrichen werden.

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