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"Vorrichtung zur Begrenzung des Umfanges der Wendeln eines
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langen wendelförmigen Produktes" Die Erfindung bezieht sich auf die
Handhabung von langen, plattenförmigen, fadenförmigen oder rohrförmigen Werkstücsen.
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Sie bezieht sich auf eine Einrichtung, die dazu bestimmt ist, in Verbindung
mit Vorrichtungen verwendet zu werden, in oder mit denen derartige Werkstücke wendelförmig
geformt werden, wobei diese Vorrichtung, in der Lage ist, nach Belieben den maximalen
Durchmesser der Wendeln einzuregeln, um damit irsbesondere unter Anpassung an die
Stärke des behandelten Materials zu verhindern, daß sich die benachbarten Wendeln
verhäddern.
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Es sind bereits Vorrichtungen bekanntgeworden, in die lange streckte,
üblicherweise metallisch ausgebildete Produkte eingefahrt und in Form einer Wendel
weiterbewegt werden, wobei die Wendeln von einer oder mehreren Tragwellen getragen
werden.
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Diese Vorrichtungen dienen zwei verschiedenen Zwecken.
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Die eine Art, die in Förderrichtung gesehen vor einer Einrichtung
zur Behandlung derartiger Produkte eingesetzt ist, erfüllt die Rolle einer Speicher-
oder Puffereinrichtung. Sie ermöglichst
den örtlichen oder zeitweisen
Stillstand der Werkstücke vor der Behandlungsvorrichtung, , wobei sich bei einem
solchen Stillstand der Durchmesser der Wendeln verringert, und zwar der einen Wendel
nach der anderen. Es ist daher möglich, Behandlungen des Werkstückes vor der eigentlichen
Bearbeitungseinrichtung vorzunehmen, beispielsweise zwei aufeinanderfolgende Wendeln
miteinander zu verschweißen. Ist eine solche Bearbeitung einmal durchgeführt, wird
das Werkstück wiederum in die Speicr.ereinrichtung eingeführt, dadurch, daß die
Windungen wieder einen großen Durchmesser annehmen. Sie kann daher ein zweites mal
geleerte werden, um eine weitere Behandlung der Werkstücke vor der eigentlichen
Behandlungsvorrichtung vorzunehmen. Ein Speicher dieser Art ist in der FR-PS 21
69 531 beschrieben.
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Andere Vorrichtungen sind bekannt und dienen der mechanischen, chemischen
oder elektrolytischen Behandlung von Werkstücken. Sie weisen ein oder mehrere, aufeinanderfolgende
Behandlungsbecken auf, deren Endwände in einigen Fällen von den Wendeln überotiifen
werden. In der DT-OS 22 47 485 wird eine solche Einrichtung beschrieben, bei welcher
das Werkstück von zwei parallelen Wellen getragen wird, wobei die mittlere lineare
Vorschubgeschwinaigkeit des Werkstückes an die vorbestimmte Abgabegeschwindigkeit
des Werkstückes angepaßt werden kann. Bei dieser Einrichtung finden kurzfristzge
oder vorübergehende Kontakte des Werkstückes auf dem Boden des Behandlungsbehälters
statt, Kontakte, die eir.e
gewisse Regelmäßigkeit der Wendeln ermöglichen.
In der DT-OS 26 13 271 wird eine Einrichtung beschrieben, in der ständig von kurzfristigen
Kontakten des Werkstückes Gebrauch gemacht wird, und zwar hier mit einer der Wandungen
des Behandlungsbehälters, um eine automatische Regulierung der Wendeln zu erreichen.
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Die Benutzung des vorbestimmten Xontaktes der Werkstirske mit dem
Behandlungsbehälter hat zwar das vorherige Aufwickeln der Wendeln vermieden, jedoch
stellte sich heraus, daß die heute in üblicher Weise benutzten technischen Einrichtungen
für Rohre, Bänder oder Drähte bei einer Stärke, die über ein Millimeter liegt, zufriedenstellend
arbeiten. Sie zeigten sich aber für Einrichtungen unbrauchbar, bei denen die Bänder
oder Drähte Durchmesser aufweisen, die wesentlich kleiner sind. Es ist im letzteren
Fall wichtig, daß der Durchmesser der Wendeln erheblich reduziert wird, um zu verhindern,
daß aufgrund der Weichheit, die durch den geringen Werkstücksdurchmesser bedingt
wird, die Wendeln, die keine regelmäßige Form mehr aufweisen, sich vermischene Es
ist daher erforderlich, entweder Speicher und Behandlungsbehälter zu benutzen, die
an das wesentlich stärkere Material angepaßt sind und den Durchmesser der Wendeln
reduzieren oder Speicher und neue Behälter zu benutzen, die geringere Abmessungen
aufweisen. Die erste Lösung ermöglicht nicht den Einsatz des Vorteils, der durch
den vorübergehenden Kontakt, wie oben beschrieben, erreicht wird, der zweite Vorschlag
verlangt,
daß die technischen Einrichtungen verdoppelt werden.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung, die in Verbindung
mit bereits bestehenden Installationen und Vorrichtungen eingesetzt werden kann,
und zwar entweder an die Speichereinrichtungen langer Werkstücke oder an die Einrichtungen,
die der Behandlung der Werkstücke dienen, d.h. die einen Behandlungsbehälter mit
beispielsweise einem Säurebad aufweisen. Diese Vorrichtung bringt in Verbindung
mit diesen Einrichtungen eie Verbesserung,aufgrund der man in der Lage ist, den
Durchmesser der Wendel in den weitesten Grenzen zu wählen, derart, daß die radiale
Steifigkeit der Wendeln, die selbst Funktion der Stärke des Werkstückes ist, sich
an die Verfahrensweise anpaßt, bei der mit dem vorübergehenden Kontakt, wie oben
erläutert, gearbeitet wird. Hierbei sind also die Risiken eines Verhädderns von
zwei oder mehr Wendeln vermieden, die aufgrund einer ungenügenden Quersteifigkeit,
beispielsweise bei schmalen Bändern oder Drähten, auftreten können.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung hat also den Vorteil, daß der Einsatz
der bekannten Verfahren auch für Bänder oder Drähte möglich ist, deren Durchmesser
bis unter 5/lo mm fällt.
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Eine Vorrichtung gemäß der Erfindung kann in Verbindung mit einer
Einrichtung eingesetzt werden, bei der der Vorschub eines langen,
wendelförmig
ausgebildeten Werkstückes, wie beispielsweise eines Bandes, eines Drahtes oder eines
Rohres, erfolgt, wobei diese Vorrichtung insbesondere Mittel aufweist, um die Wendeln
zu tragen. Diese Mittel werden wenigstens durch eine Tragwelle gebildet, Vorrichtungen,
um die Drehbewegung der Tragwelle zu erreichen, Vorrichtungen, um das lange Werkstück
in die Vorrichtung einzuführen und Vorrichtungen, um das Werkstück aus der Bearbeitungseinrichtung
zu entnehmen. Die erfindungsgemäße Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie
Mittel aufweist, um den Durchmesser der Wendeln zu begrenzen, und zwar regelbar
durch Verschieben in einer Richtung, die im wesentlichen senkrecht zu der Längsachse
der Tragwelle oder der Tragwellen steht.
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Gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung bestehen diese Mittel
aus einem Käfig mit beweglichen Seitenwänden, der an seiner Oberseite und nach vorne
und hinten offen ist. Sie können auch durch bewegliche Wände eines Behandlungsbehälters
gebildet werden, der an seiner oberen Seite und nach hinten und vorne offen ist.
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Im Fall des Einsatzes eines Käfigs besteht dieser vorzugsweise aus
wenigstens vier kleineren bogenförmigen Spanten, die zu zweit einander gegenüberliegen
und gelenkig an einem Bodenträger des Käfigs angeordnet und über eine Vielzahl von
parallelen Streben miteinander verbunden sind, wobei die parallelen Streben
der
Tragwelle parallel sein sollten. Entsprechende Mittel ermöglichen den seitlichen
Abstand der Käfigwände voneinander zu regulieren, wodurch die Größe der sich bildenden
Wendel begrenzt wird. Diese Mittel können durch wenigstens zwei FUhrungsschienen
gebildet sein, die gegenüber der Vertikalen geneigt sind und die auf der einen und
anderen Seite des Käfigs angeordnet werden, wobei auf jeder eine seitliche Rolle
abrollt, die als Leerlaufrolle an der oberen Kante angeordnet ist ur.d auf einem
der Bögen vorgesehen wird. Eine entsprechende Einrichtung ermöglicht das Abrollen
der Seitenrollen an den geneigten Schienen, um auf diese Weise den Käfig zu schließen,
in dem die Rolle der Tragwelle des Werkstückes genähert wird. Durch diese Bewegung
wird das Volumen des Käfigs reduziert, in welchem sich die Wendeln ausbilden können,und
dieses Volumen kann dem optimalen Durchmesser der Wendel angepaßt werden, so daß
dadurch am besten das Verfahren ausgeübt werden kann, das automatisch über den zeitweisen
Kontakt der Wendeln mit den Kanten des Käfigs arbeitet.
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Die Erfindung betrifft zwei verschiedene Mechanismen, je nachdem ob
die Einrichtung mit einem Speicherbehälter eingesetzt wird, d.h. ohne ein Behandlungsbad
oder mit einem Behälter, der ein Behandlungsbo? enthält. Im ersten Fall wird die
Einrichtung, die es ermöglicht, daß die Rolle auf den Schienen bewegt wird, durch
einen
Motor gebildete der eine vertikale Stange antreibt, deren Ende sich in eine Schraubmutter
des Bodenträgers des Käfigs schraubt. Die Rotation der Stange bewirkt das Anheben
des Bodenträgers des Käfigs, der selbst die Rollbewegung der Rolle in den Schienen
bewirkt und damit das Zusammenziehen des Käfigs.
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Bei der zweiten Ausführungsform wird die Einrichtung, die die Rollbewegung
der Rolle an der Schiene ermöglicht, durch Hydraulikzylinder gebildet, die außerhalb
des Behandlungskäfigs angeordnet sind, so daß keine Beeinflussungen durch Spritzer
oder Dämpfe des Behandlungsbades auftreten können. Diese Hydraulikzylinder arbeiten
auf eine feste Stange, die am Käfig angeordnet ist und bewirken das Steigen oder
Senken der Rollen in den Schienen und damit eine entsprechende Zusammenziehbewegung
oder bffnungsbewegung des Käfigs, Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend
anhand der Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen zeigen dabei in Fig. 1 einen Querschnitt
gemäß der Linie I - I in Fig. 2 durch eine rfindungsgemäße Einrichtung, in Fig.
2 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Einrichtung, in Fig. 3 eine schaubildliche
Ansicht auf die Einrichtung gemäß den vorhergehenden Figuren, in
Fig.
4 in größerem Maßstab eine Frontansicht der gelenkigen Befestigung der Spanten des
Teiles A der Fig. 2, in Fig. 5 in gleichem Maßstab wie Fig. 4 eine Schnittdarstellung
gemäß der Linie 5 - S in Fig. 2, in Fig. 6 in gleichem Maßstab wie in den Fig. 4
und 5 eine Draufsicht auf das Teil A in Fig. 2, in Fig. 7 eine Einzeldarstellung
im Schnitt gemäß der Linie 7 - 7 in großem Maßstab des Teiles B der Fig. 1, in Fig.
8 einen Schnitt durch eine Ausführungsform des Antriebsmechanismus der Rollen und
in Fig. 9 eine Ansicht einer anderen Ausführungsforn der Antriebsvorrichtung für
die Rollen.
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Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen eine erfindungsgemäße Einrichtung, die
in einer Speichervorrichtung angeordnet ist, die ohne Behandlungsbad arbeitet. Diese
Speichervorrichtung enthalt den Behälter 1 und eine Tragwelle 2, die durch Motormittel
3 angetrieben werden. Ein langes Werkstück, beispielsweise Metallband 4 von geringem
Durchmesser, wird in die Vorrichtung durch die Antriebsrollen 5 und 6 eingeführt,
die durch den Motor 7 angetrieben werden. Das Band 4 bildet in der Speichereinrichtung
eine
Vielzahl von Wendeln 8, 9 und 10 und wird über die Antriebsrollen
11 und 12, die durch die Motormittel 1 angetrieben werden, aus der Vorrichtung herausgezogen.
Gitterstäbe 14, die parallel zur Tragwelle 2 verlaufen, begrenzen den kleinsten
Durchmesser der Wendeln. Der vorstehend beschriebene Speicher sowie die ihn bildenden
Mittel und die Arbeitsweise sind an sich bekannt.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung ist in Fig. 1 dargestellt, und zwar
unter zwei Positionen, die untere Stellung C und die obere Stellung D.
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Sie besteht aus einem Käfig 15, der aus sechs bogenförmigen Spanten
16, 17, 18, 19, 20 und 21 besteht, die gelenkig an einem Bodenträger 22 anschließen
und einer Vielzahl von langgestreckten parallelen Streben 23. Die Streben bestehen
aus U-Eisen, in denen aus Holz bestehende Füllstücke 24 eingesetzt sind. Der gelegentliche
Kontakt des Werkstückes erfolgt an diesen Füllstücken. Man hat festgestellt, daß
gerade Holz sich besonders for die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet, wenn diese
in einem Speicher eingesetzt wird, wobei selbst ein längerer Kontakt des Werkstückes
keinen wesentlichen Verschleiß an dem Holzbauteil hervorruft.
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Es ist offensichtlich, daß in dem Fall, in dem die Vorrichtung in
einer Einrichtung, die ein chemisches Behandlungsbad, wie
beispielsweise
ein Säurebad, benutzt, die Füllstücke aus Holz durch Elemente ersetzt werden, die
keiner Korrosion unterliegen, beispielsweise elektrokeramische Platten, wie sie
in der DT-OS 26 13 271 beschrieben sind. Weiterhin können alle metallischen Teile
der Vorrichtung durch einen Überzug geschützt sein, der aus einem für die Behandlungsbäder
korrosionsfesten Werkstoff besteht, wie beispielsweise PVC. Eine andere Lösung besteht
darin, daß für alle wesentlichen Elemente des Käfigs ein korrosionsfester Werkstoff
eingesetzt wird, wie beispielsweise Polyesterharz, wodurch die Notwendigkeit der
Einsatzstücke in den Streben veriteden wird. Hierbei erfolgt dann der Kontakt des
Werkitückes unmittelbar an den Streben.
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Die Begrenzung der freien Entwicklung der Wendeln wird durch das Abstützen
des Werkstückes an den Füllstücken 24 gewährleistet, wobei der Käfig Jede Stellung
zwischen den Endstellungen C und D einnehmen kann. Der Übergang des Käfigs von der
Position C zur Position D oder jede andere Zwischenstellung wird über eine Einrichtung
25 gesteuert, die durch einen Motor 26 angetrieben wird und die auf eine Gewindestange
27 wirkt.
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Die gelenkige Lagerung der Spanten 16 bis 21 an dem Bodenträger 22
ist in Einzelheiten in den Fig. 4 bis 6 dargestellt. n kann diesen Figuren entnehmen,
daß am Ende der Spanten 16 und 17 beispielsweise Drehzylinder 28 und 29 angeordnet
sind,die die Drehbewegung um die Wellen 30 und 31 ermöglichen und die zwischen
Platten
32, 33 bzw. 34 und 35 angeordnet sind, die beispielsweise durch Verschweißen mit
dem Bodenträger 22 verbunden sind. Das Ende 36 des Bodenträgers 22 (Fig. 6) nimmt
eine Mutter 37 auf, die dieselbe Gewindesteigung wie die Gewindestange 27 besitzt
und in welcher sich die Gewindestange unter Einwirkung der Einrichtung 25 drehen
kann. Eine andere Lösung besteht darin, daß beispielsweise durch Verschweißen das
Ende des Bodenträgers 22 eine Schraube trägt, die sich auf die Stange 27 aufschraubt.
Ein vertikales Profilstück 38 ermöglicht die Führung des Endes 36 des Bodenträgers
22 bei seiner Vertikalbewegung durch die Stange 27.
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In Fig. 2 erkennt man die gelenkige Verbindung 39 und 40, die der
vorbeschriebenen Verbindung entspricht und die die Spanten 18 und 19 einerseits
und 20 und 21 andererseits mit dem Bodenträger 22 verbindet. Das dem Ende A gegenüberliegende
Ende des Bodenträgers 22 ist ebenfalls mit einer Antriebsvorrichtung für die Gewindestange
und mit einer Führung ausgerüstet, wobei auch eine Antriebsvorrichtung vorgesehen
ist, die der Antriebsvorrichtung 25 entspricht. Diese Einrichtung wird entweder
von einem Motor angetrieben, der mit dem Motor 26 synchron läuft oder durch den
Motor 26 selbst angetrieben. Eine andere Antriebsmöglichkeit der zwei Einrichtungen
25 besteht darin, daß diese Einrichtung mit dem Antriebsmotor 3 der Tragwelle 2
verbunden wird.
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Die Einrichtungen, durch die die beiden Seiten des Käfigs quer zur
Lngsachse verstellt werden können, um somit das Innenvolumen des Käfigs zu verringern,
bestehen aus seitlichen Schienen, die die Bezugszeichen 42, 43, 44 und 45 tragen,
die zu zweit symmetrisch angeordnet sind. Auf diesen Schienen werden Führungsrollen
geführt, die in Nähe des oberen Endes jedes Spanten angeordnet sind und die somit
vier bewegliche aber identische Verbindungen schaffen. Eine einzige dieser Verbindung
ist in Fig. 7 in ihren Einzelheiten dargestellt. In dieser Schnittdarstellung ist
die seitliche Schiene 42 erkennbar, die U-profllfOrmig ausgebildet ist. Ein Spanten
16 ist mit einem Träger 46 ausgerüstet, an dessen Ende eine Leerlaufrolle 47 vorgesehen
ist. Die Neigung der Schienen 42 bis 45 von unten nach oben zur Längsachse des Käfigs
sichert das Verkleinern des Innenvolumens des Käfigs, wenn dieser aus der Stellung
C in die Stellung D geführt wird.
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Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform einer Antriebseinrichtung fUr die
Gewindestange 27, durch deren Drehung der Bodenträger 22 angehoben wird. Eine Welle
48 trägt an ihrem Ende ein Kettenrad 49, das vom Motor 26 und über eine nicht dargestellte
Kette angetrieben werden kann. Die Welle 48 wird in zwei Lagern So und 51 gelagert,
die von einem Träger 52 getragen wird, der selbst auf einem Gebäude 53 angeordnet
ist. Am Kopf der Welle 48 wird ein Kegelrad 54 festgelegt, ddS mit einem weiteren
Kegelrad
55 kämmt, das selbst am Ende der Gewindestange 27 angeordnet
ist.
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Die Gewindestange 27 dreht sich in einem Lager 56, das über einen
Sockel 57 mit dem Bauteil 53 über die Bolzen 58 verbunden ist. Eine Drehung der
Welle 48 treibt auf diese Weise die Gewindestange 27 an. Eine identische Einrichtung
ist auf dem anderen Endteil des Käfigs vorgesehen.
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In Fig. 9 ist in einem Teilschnitt ein Behandlungsbehälter 70 dargestellt,
von dem eine vertikale Wand 60 erkennbar ist und der Boden 61. Bei 62 ist die Tragwelle
für das lange und flexible, in dem Behälter 70 zu behandelnde Werkstück dargestellt.
Die Einrichtung ist mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgerüstet, die einen
Käfig aufweist, von welchem ein Spanten 63 dargestellt ist, der gelenkig an einem
Bodenträger 69 angeordnet ist und Streben 44 trägt. Eine Rolle 65, die am oberen
Teil des Käfigs an einem Bolzen 71 angeordnet ist, kann in einer Führungsschiene
66, die am Käfig 70 angeordnet ist, laufen. Eine doppelt abgebogene Führungsstange
67 verbindet den Bolzen 71 mit dem Kolben eines Hydraulikzylinders 68. Wenn der
Hydraulikzylinder in Richtung des Pfeiles f in Fig. 9 betätigt wird, führt sich
die Rolle 65 in der Führungsschiene 66, und auf diese Weise wird erreicht, daß sich
der Käfig schließt, so, wie dies bei der anderen Antriebsart bereits oben beschrieben
worden ist.
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L e e r s e i t e