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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff
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des Hauptanspruchs angegebenen Art.
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Aus der US-PS 2 289 796 ist eine Breithalterwalze bekannt, bei der
der Walzenmantel von einzelnen in Walzenlängsrichtung angeordneten Latten gebildet
wird. Die Latten sind in der Walzenmitte halbiert und greifen mit fingerartigen
Fortsetzen so aneinander vorbei, daß jede Latten3 hälfte relativ zur anderen bewegbar
ist. Die außenliegenden Enden der Lattenhälften sind mit Steuerringen in Arbeitsverbindung,
die durch eine Lenkereinrichtung schräg gestellt werden können, so daß bei einer
Drehung der Walze jeweils zwei Lattenhälften über 1800 der Drehung allmählich auseinandergezogen
und über die weiteren 1800 der Drehung wieder gegeneinander geschoben werden. Diese
relative Bewegung der Lattenhälfte wird dazu benutzt, eine über die Walze laufende
Warenbahn zu führen und der Breite zu glätten. Bei dieser bekannten Ausbildung der
Breithaltewalze ist es nachteilig, daß nur im Mittelbereich der Walze eine eigentliche
Streckung der Warenbahn auftritt. Bei empfindlichen Warenbahnen, z.B. dünnen Kunststoffolien
oder leichten Faserfliesen können diese im Mittelbereich der Walze einreißen, während
sie weiter außen zur Faltenbildung neigen.
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Aus der DE-PS 944 939 ist eine Breithaltewalze bekannt, die einen
trommelförmigen Walzenkörper mit am Außenumfang in Walzenlängsrichtung verlaufenden,
kreisbogenförmigen Nuten besitzt. Das Bogenmaß der Nuten übersteigt 1800, so daß
darin eingelegte Gummischnüre mit kreisförmigem Querschnitt formschlüssig gegen
ein radiales Herausfallen gehalten werden. Neben den Stirnseiten des Walzenkörpers
ist jeweils ein Steuerring koaxial zur Walzenwelle drehbar gelagert, in dessen Außenumfang
Klemmbolzen mit Druckscheiben eingeschraubt sind. Die in den Nuten des Walzenkörpers
liegende Gummischnur ist um die Klemmbolzen herumgelegt und mit den Druckplatten
gegen den Außenumfang des Steuerrings gepreßt. Jeder Steuerring kann mittels einer
Kulissenführung schräg gegenüber die Walzenachse angestellt werden, so daß bei einer
Drehung des Walzenkörpers die einzelnen Stränge der Gummischnur über die ersten
1800 einer vollen Drehung gedehnt werden. Bei dieser Breithalterwalze hat es sich
als nachteilig gezeigt, daß die Gummischnüre im wesentlichen nur in Linienberührung
mit einer die Breithalterwalze umschlingenden Warenbahn treten und deshalb nicht
in der Lage sind, diese einwandfrei breit zu halten. Außerdem ist die von den vortretenden
Gummischnurbrücken gebildete Arbeitsfläche der Walze so ungleichmäßig, daß empfindliche
Warenbahnen Schaden annehmen. Beispielsweise drücken sich die Gummischnüre in dünne
thermoplastische Folien
ein und deformieren diese so stark, daß
in der von der Breithaltewalze ablaufenden Warenbahn bleibende Eindrükke zu sehen
sind. Weiterhin kann sich infolge der großen Reibungsflächen zwischen den Gummischnüren
und'den Nuten in der Walzentrommel die durch die Steuerringe aufgebrachte Dehnung
auf die Gummi schnüre nicht gleichmäßig bis zur Mitte fortsetzen, sondern wird im
Bereich der Warenbahnränder am stärksten, so daß diese in der Mitte Falten werfen
bzw. nicht ausreichend gerecht werden. Ein weiterer, wesentlicher Nachteil dieser
bekannten Breithalterwalze liegt schließlich noch darin, daß durch die Schrägstellung
der Steuerringe und den auftretenden Zugkräften seitens der Gummischnurstränge der
Drehwiderstand der Steuerringe soweit ansteigt, daß diese gegenüber der Walzendrehung
zurückbleiben und sich dadurch die Gummischnurabschnitte zwischen den Walzenstirnseiten
und den Steuerringen schräg stellen. Zum einen kann dadurch die Dehnung nicht mehr
einwandfrei auf die Gummischnüre in den Nuten übertragen werden, zum anderen treten
erhebliche Reibungsbelastungen der bei jeder Umdrehung schräg auswärts und einwärts
gezogenen:Gummischnüre auf, die zu Ihrer frühzeitigen Ermüdung bzw. zum Bruch führen.
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Der Erfindung liegt in Kenntnis dieser Nachteile die Aufgabe zugrunde,
eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der eine Warenbahn
auf einer
nahezu vollkommen zylindrischen Walzenfläche gleichmäßig
in die Breite gerecht werden kann und bei der die Belastung der für die Breithaltung
verantwortlichen Elemente gering ist.
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Die gestellte Aufgabe der erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen
des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst. Die breiten Querschenkel der T-Profile
sind in der Lage, die Bandabschnitte sehr sicher und gleichmäßig zu führen, so daß
die von beiden Enden auf die Bandabschnitte aufgebrachte Dehnung über die gesamte
Bandabschnittlänge gleichmäßig verteilt wird. Die geführte Warenbahn wird somit
sehr gleichmäßig in die Breite geH streckt. Dadurch, daß zwischen den Steuerringen
und den Walzenkörper relative Verdrehungen ausgeschaltet werden, unterliegen die
Bandabschnitte keine zusätzlichen Beanspruchungen, was ihrer Standzeit und ihrer
Elastizität zu Gute kommt. Die Warenbahn wird sehr schonend behandelt und trotzdem
mit gutem Wirkungsgrad in die Breite gereckt, da sie in dem Umschlingungsbereich
eine große Reibungsfläche mit den Bandabschnitten vorfindet, so daß die spezifische
Flächenbelastung gering gehalten bleibt.
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Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Bandabschnitte aus den im Anspruch
2 angegebenen Werkstoffen bestehen. Aus
Kunststoff oder Gummi hergestellte
Bandabschnitte können preiswerte und maßgenaue Endlosfabrikate sein.
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Ein weiteres, zweckmäßiges Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Vorrichtung gibt Anspruch 3 an. Damit findet die Warenbahn eine nahezu vollkommene
Zylindermanteloberfläche vor, so daß auch nur mehrere Mikronstärke, empfindliche
Kunststoffolien ohne weiteres geführt und breitgehalten werden können.
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Der Breithalteeffekt und die Führung wird dann zweckmäßig verbessert,
wenn gemäß Anspruch 4 vorgegangen wird.
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Zur weiteren Entlastung der Bandabschnitte bei ihrer bei jedem Umlauf
stattfindenden Längung und Kontraktion trägt die im Anspruch 5 angegebenene Maßnahme
bei. Auf diese Weise wird nicht nur der Verschleiß zwischen den Bandabschnitten
und den Querstegen verringert, sondern auch die beim Dehnen und Zusammenziehen auftretende
Reibungsarbeit auf einem Minimum gehalten.
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In der Praxis hat sich in besonderem eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ausgezeichnet, wie sie Anspruch 6 angibt. Die T-Längsprofile können
bereits bei der Herstellung mit dieser Beschichtung versehen werden, die auf diese
Weise fest und dauerhaft hält.
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Eine weitere, bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist aus Anspruch 7 erkennbar. Diese Gestaltungsmaßnahme erleichtert den Zusammenbau
der Vorrichtung und gestattet es ferner, einen beschädigten Bandabschnitt rasch
auszuwechseln.
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Besonders zweckmäßig ist dabei, wenn die Voraussetzungen gemäß Anspruch
8 vorliegen. Die Arbeitsverbindung zwischen den Stiften und den Enden der Bandabschnitte
ist damit nach Art eines Kugelgelenks ausgebildet, das in der Lage ist, auch hohe
Kräfte gleichmäßig und ohne extreme Reibungsbelastungen zu übertragen. Von besonderer
Bedeutung ist ferner eine Maßnahme, wie sie bei einem weiteren, bevorzugten Ausführungsbeispiel
gemäß Anspruch 9 vorgesehen ist. Die Steuerringe werden hiermit stets synchron mit
dem Walzenkörper gedreht, wobei die Bandabschnitte selbst hinsichtlich Verdrehkräften
entlastet sind.
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Ein besonders platzsparender Aufbau ergibt sich dabei, wenn die Maßnahmen
gemäß Anspruch 10 verwirklicht werden.
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Ein herstellungstechnisch einfaches und robustes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt schließlich Anspruch 11 erkennen. Dieser
Walzenkörper zeichnet sich durch seine leichte Bauweise und sein geringes
Trägheitsmoment
aus.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachstehend
anhand der Zeichnung näher erläutert werden.
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Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung durch die linke
Hälfte einer Vorrichtung zum Führen und Breithalten einer Warenbahn, Fig. 2 die
linke Hälfte eines Axialschnittes in der Ebene II in Fig. 1 und Fig. 2b die rechte
Hälfte eines Axialschnittes in der Ebene II in Fig. 1.
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Eine Vorrichtung 1 dient, wie Fig. 2b zeigt, zum Führen bzw. Breithalten
einer laufenden Warenbahn W die in Pfeilrichtung und mit einem Umschlingungswinkel
von annähernd 900 darüber läuft und in der Breite gestreckt wird.
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Die Vorrichtung 1 enthält einen Walzengrundkörper, der auf einer Welle
2- aufbaut, die in Abdrehungen 3 und Lagern 4 in einem Gehäuse 5 drehbar ist. Die
Welle 2 kann entweder frei drehbar gelagert sein, ebenso kann die durch einen nicht
dargestellten Antrieb in eine entsprechende Drehbewegung versetzt werden.
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Auf dem dickeren Teil der Welle 2 sind in deren Längsrichtung verteilt
Stützringe 6 aufgeschoben und mit Madenschrauben 7 befestigt. Die Stützringe 6 besitzen
sternförmig angeordnete Radialeinschnitte 8, in denen sich über im wesentlichen
die ganze Wellenlänge erstrekkende, T-förmige Längsprofile 9 mit ihrem Hochschenkel
eingesetzt und befestigt sind. Die T-Profile 9 besitzen Querschenkel 10, die radial
außen liegen und als Gleitführung für darüber geschobene Bandabschnitte 12 dienen.
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Die Bandabschnitte 12 besitzen c-förmigen Querschnitt und greifen
um die Querstege 10 herum. Sie sitzen in einem Gleitsitz darauf und lassen sich
in Längsrichtung leicht verschieben. Die breite Bandabschnitte 12 ist auf die Winkelabstände
zwischen den einzelnen Längsprofilen 9 abgestimmt, so daß zwischen den aufgeschobenen
Bandabschnitten 12 nur schmale Längsspalte 11 entstehen. Die Bandabschnitte 12 sind
an ihrer nach außenweisenden Oberseite 13 konvex gekrümmt, so daß sie in ihrer Gesamtheit
einen annähernd glatten Zylindermantel bilden. Zwischen der Innenseite 14 jedes
Bandabschnittes 12 und dem Quersteg 10 ist eine gleitfähige Schicht 36 vorgesehen,
die ein leichtes Verschieben der Bandabschnitte 12 auf den Längsprofilen 9 gestattet.
Diese Schicht 36 kann beispielsweise ein Schmierfilm sein. Genauso denkbar ist jedoch,
daß die Querstege 10 vor dem Einsetzen in die Stützringe 6 mit einer gleitfreudigen
Beschichtung, z.B.
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aus Polytetraflouräthylen versehen wurden. Die Oberseiten
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der Bandabschnitte 12 können zweckmäßigerweise aufgerauht oder mit einer rutschfesten
Beschichtung 37 versehen sein, so daß zwischen der Zylinderfläche und der darüber
geführten Warenbahn W keine Relativbewegungen auftreten (Fig. 2a). Wie aus Fig.
1 hervorgeht, sind am Ende der über die Längsprofile 9 überstehenden Bandabschnitte
12 in deren Innenseiten 14 Einsätze 16 eingesteckt und entsprechend darin befestigt,
die am nach außenragenden Ende jeweils eine Öse 17 mit kugeliger Form tragen.
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Im Gehäuse 5 ist ein pleuelartiges Element 18 auf einer Antriebswelle
19 schwenkbar befestigt und:kann über eine Keilverbindung 20 und einen Antriebshebel
21 um die Achse der Welle 19 verschwenkt werden, wenn der Antriebshebel 21 im Sinne
eines Doppelpfeiles verschwenkt wird.
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Das Element 18 enthält in seiner Innenbohrung 22 ein Walzlager 23,
in dem ein Steuerring 24 drehbar festgelegt ist. Der Steuerring 24 besitzt an seiner
im Walzenkörper zuweisenden Stirnseite eine zur Gewichtsersparnis umlaufende Aussparung
25. In den Umfangsbereich des Steuerringes 24 sind (Fig. 2b) radial angeordnete
Stifte 26 eingesetzt. Ein Stift 26a ist radial nach innen verlängert und durchsetzt
eine fensterartige Ausnehmung 27 im Steuerring 24. Die Stifte 26, 26a durchsetzen
die Ösen 17 in den Einsätzen 16. Im unmittelbaren Eingriffsbereich sind
die
Stifte 26, 26a kugelig verdickt, so daß eine zugfeste Verbindung in Form eines Kugelgelenkes
entsteht. In den zwei dem Gehäuse 5 naheliegenden Stützringen 6 sind Bohrungen 29
ausgebildet, in denen ein Schiebelager 30 in Form einer Hülse festgelegt ist. In
diese Hülse ist ein passender Lagerzapfen 31 eingesteckt, der darin parallel zur
Wellenlängsachse verschieblich gehalten wird.
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Der Lagerzapfen 31 ist an seinem freien Ende zu einem Universalgelenk
32 erweitert, das innerhalb der Ausnehmung 27 im Steuerring 24 liegt und an dem
durchgehenden Stift 26a angelenkt ist. Durch diese Ausbildung kann sich das Universalgelenk
32 in Richtung des Doppelpfeiles 33 relativ gegenüber dem Stift 26a bewegen.
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Die Antriebswelle 19 für das Element 18 kann - wie angedeutet - mittels
einer Lenkerverbindung 34 mit einem entsprechenden Element 18 an der anderen Stirnseite
der Vorrichtung 1 verbunden sein, so daß die beiden Elemente 18 eine synchrone gegenläufige
Bewegung ausführen und die Steuerringe 24 jeweils um den gleichen Winkelbetrag schrägstellen.
Das Gehäuse 5 übergreift die zu den Stiften 26, 26a führenden Enden der Bandabschnitte
12 mit einer Abweisnase 35, so daß eine seitlich verschobene auflaufende Warenbahn
nicht in den Bereich der Betätigung des Steuerringes 24 dringen kann und dort beschädigt
wird oder eine Beschädigung hervorruft.
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Da die Bandabschnitte 12 in Richtung eines Doppelpfeiles 15 elastisch
dehnbar sind, erfahren sie bei einem Umlauf 0 der Welle 2 um die ersten 180 der
Drehbewegung eine zunehmende Längung, wenn die Steuerringe 24 schräg gestellt sind.
Diese zunehmende Längung der Bandabschnitte 12 erfolgt zweckmäßigerweise im besonderen
in dem Umschlingungsbereich der Warenbahn W, so daß diese an der Breite gerecht
wird. Der Grad der Breithaltung wird durch die Schräglage der Steuerringe 24 bestimmt.
Da der Lagerzapfen 31 über das Universalgelenk 32 mit dem Steuerring 24 bzw. dem
Stift 26a eine drehfeste Verbindung zwischen dem Steuerring 24 und den Stützringen
6 herstellt, werden Verdrehbelastungen zuverlässig von den freien Enden der Bandabschnitte
12 ferngehalten. Die Lenkerverbindung 34 stellt weiterhin sicher, daß bei gleichbleibendem
Breithaltegrad die von den Bandabschnitten 12 definierte Zylinderfläche der seitlichen
Bewegung der Warenbahn W zunächst folgt, jedoch dann durch die Wirkung der Lenkverbindung
34 eine Rückführung der Warenbahn W in die richtige Mittellage herbei-führt.