DE3101278C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ziehen
eines Stranges nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Vorrichtungen der genannten Art sind bereits seit längerem
bekannt. So offenbart zum Beispiel die FR-PS 11 19 158
eine Zugvorrichtung, die ein Kupplungsteil mit einem in
sich geschlossenen über mehrere, beabstandete Rollen ge
führten Treibkabel als Zugelement enthält. Das Treibkabel
wird schraubenförmig um den zu ziehenden Strang herumge
legt und solcherart mit diesem in Eingriff gebracht.
Weiterhin ist eine Antriebsvorrichtung vorgesehen, die das
Kupplungsteil um die Strangachse herumdreht und gleich
zeitig das Treibkabel über die Rollen bewegt. Die Drehge
schwindigkeit des Kupplungsteiles um die Strangachse ist
dabei so groß, daß die bei der Bewegung des Treibkabels
auf den Strang übertragenen Drehkräfte aufgehoben werden.
Auf den zu ziehenden Strang werden daher von dem bewegten
Treibkabel nur Kräfte übertragen, die in axialer Richtung
wirken. Die Spannung des Treibkabels kann in Abhängigkeit
von der Dicke des zu ziehenden Stranges verändert werden.
Eine ähnliche Vorrichtung beschreibt auch die DE-AS
12 62 716. Hier sind jedoch zusätzlich noch auf dem Treib
kabel in regelmäßen Abständen biegsame Mitnahmeorgane vor
gesehen, die einen verbesserten Reibschluß zwischen dem zu
ziehenden Gegenstand und dem Zugelement herstellen sollen.
Ausgehend von dem zuerst genannten Stand der Technik hat
es sich die Erfindung zur Aufgabe gemacht, eine Vorrich
tung zum Ziehen von Strängen zu schaffen, die besonders
leistungsfähig ist, in der der Strang eine optimale Zen
trierung erfährt und die darüber hinaus wenig Platz in
Anspruch nimmt und einfach zu bedienen ist.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Kennzeich
nungsteils des Anspruches 1. Danach wird erfindungsgemäß
eine Vorrichtung geschaffen, die mindestens drei um die
Strangachse herum angeordnete Kupplungsteile enthält. Die
Bewegung der Kupplungsteile um die Strangachse herum sowie
der Antrieb der darin enthaltenen, voneinander trennbaren
Treibkabel erfolgt synchron. Weiterhin ist in jedem der
Kupplungsteile eine eigene Spannvorrichtung enthalten, die
eine individuelle Einstellung des Treibkabels ermöglicht.
Gegenüber dem Stand der Technik werden mit der erfindungs
gemäßen Vorrichtung einige Vorteile erzielt. So erlaubt
zum Beispiel die Verwendung mehrerer um den Strang herum
angeordneter Kupplungsteile in Umfangsrichtung gesehen
eine gleichmäßige Verteilung der auf den Strang wirkenden
Kräfte. Dies ist besonders dann wichtig, wenn die Stränge
ein empfindliches Äußeres haben. Darüber hinaus erlaubt
die erfindungsgemäße Vorrichtung die Übertragung weit
größerer Kräfte. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen,
daß mehrere um den Strang herum angeordnete, vorzugsweise
gleichmäßig beabstandete, Kupplungsteile zu einer auto
matischen Zentrierung des Stranges beitragen.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Vor
richtung einen stationären und einen um die Strangachse
drehbaren Teil aufweist. Die Kupplungsteile sind in dem
drehbaren Teil in Umfangsrichtung beabstandet in Lager
vorrichtungen aufgenommen und weisen jeweils mindestens
ein Zahnrad auf, das koaxial zu einer bei allen Kupplungs
teilen übereinstimmenden Rolle ausgerichtet und fest mit
dieser verbunden ist. Die Kupplungsteile sind dabei zu
einem stationären, koaxial zur Strangachse orientierten
Zahnrad derart ausgerichtet, daß das in jedem Kupplungs
teil vorgesehene Zahnrad in Eingriff mit diesem statio
nären Zahnrad gelangt. Bei Bewegung des drehbaren Gehäuse
teiles um die Strangachse herum mittels der dafür vorge
sehenen externen Antriebsvorrichtungen kämmen die Kupp
lungsteilzahnräder mit dem stationären Zahnrad und treiben
auf diese Weise die Treibkabel an.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besteht der
drehbare Teil der Vorrichtung aus zwei Endplatten, die in
Strangrichtung gesehen an einander entgegengesetzten Enden
des stationären Teiles gelagert sind. Die beiden Platten
sind durch mindestens eine durchgehende Verbindungsstange
miteinander verbunden.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß in
jedem Kupplungsteil als Spannvorrichtung eine sich zwi
schen mindestens zwei Rollen erstreckende Federvorrichtung
vorgesehen ist, wobei diese Rollen in Strangrichtung ver
schiebbar gelagert sind. Besonders bevorzugt wird eine
Vorrichtung, bei der die die beiden drehbaren Endplatten
verbindende Verbindungsstange als Führung für die in
Strangrichtung verschiebbaren Rollen eines Kupplungsteiles
dient. Bei der Federvorrichtung kann es sich zum Beispiel
um eine Luft- und/oder Schraubenfeder handeln.
Anstelle der oben angesprochenen Federvorrichtung zur Ein
regulierung der Spannung des Treibkabels sieht eine weitere
Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die zur Führung des
Treibkabels vorgesehene Auflagefläche mindestens einer
Rolle jedes Kupplungsteiles als Mantelfläche eines Kegel
stumpfes ausgebildet ist. Je nach auf das Treibkabel wir
kendem Widerstand wird dieses seine Position auf der der
art abgeschrägten Auflagefläche der Rolle einnehmen.
Im folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungs
beispielen in Verbindung mit Zeichnungen näher erläutert
werden.
Dabei zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines einzelnen Kupp
lungsteiles, von denen erfindungsgemäß mindestens
drei in einer Einheit eingesetzt werden,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Kupplungsteiles,
in dem die Anpassung des Tragkabels an unterschied
liche Durchmesser eines zu ziehenden Stranges doku
mentiert ist,
Fig. 3A einen Längsschnitt durch das linke Ende einer Aus
führungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 3B einen Längsschnitt durch das rechte Ende einer Aus
führungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 4A einen Querschnitt entlang der Linie 4A-4A in Fig.
3A,
Fig. 4B einen Querschnitt entlang der Linie 4B-4B in Fig.
3B,
Fig. 5 eine Aufsicht auf die Rolle eines Kupplungsteiles
mit einer abgeschrägten Auflagefläche, und
Fig. 6 eine Detaildarstellung der in der Ausführungsform
nach Fig. 5 eingesetzten Rollenanordnung.
Fig. 1 zeigt in einer Ausführungsform ein Kupplungsteil
10, von dem in der vorliegenden Erfindung immer mindestens
drei in einer Einheit angeordnet werden. Jedes Kupplungs
teil 10 enthält ein Treibkabel 12, das schraubenförmig um
einen Strang 11 herumgewickelt ist. Der Grund dafür, daß
mindestens drei oder mehr derartiger Einheiten benötigt
werden, liegt darin, daß sich nur so eine selbstausglei
chende und selbstzentrierende Wirkung der Vorrichtung für
den zu ziehenden Strang herstellen läßt und daher Führun
gen oder dergleichen vermieden werden können. Die optimale
Anzahl der Kupplungsteile richtet sich nach der Größe des
zum Schieben oder Ziehen des Stranges 11 erforderlichen
Antriebes. Die endgültige Anzahl der Kupplungsteile wird
man in Abhängigkeit von den Umfangsabmessungen des Stranges
11 und des Treibkabels 12 wählen; es können maximal bis
zu fünfzehn Kupplungsteile in einer einzigen Antriebsein
heit um den Strang herum in Stellung gebracht werden. Es
wird dabei und auch in jeder weiteren Ausführungsform der
Erfindung bevorzugt, das Treibkabel 12 mit dem zu ziehenden
Strang 11 über eineinhalb Windungen in Eingriff zu bringen,
obwohl natürlich auch jede weitere beliebige Anzahl von
Umwicklungen verwendet werden kann. In jedem Kupplungsteil
10 sind Rollen 14, 15, 16, 17, 18 und 19 vorgesehen, die
das in sich geschlossene Tragkabel 12 führen. Obwohl die
Rollenpaare 14, 15 und 18 und 19 so dargestellt sind, als
seien sie voneinander versetzt, sind sie in der tatsächlich
verwirklichten Ausführungsform eigentlich koaxial.
Die Kraft, die sich von dem Treibkabel 12 auf den Strang
11 ohne Schlupf übertragen läßt, ist eine Funktion der
folgenden drei Größen: des Reibungskoeffizienten zwischen
dem Strang 11 und dem Treibkabel 12, der Anzahl Wicklungen
(Ausmaß des Kontaktes) des Treibkabels 12 um den Strang 11
und der Spannung in dem Treibkabel 12. Eine ähnliche Be
ziehung besteht für den schlupffreien Antrieb zwischen den
Rollen 14, 15, 18 und 19 und dem Treibkabel 12. Aus diesem
Grund wird die Anzahl an Rollenpaaren 14, 15 und 18, 19
verwendet. Dadurch läßt sich die ohne Schlupf mögliche
Antriebskraft erhöhen. Sollte der Reibungskoeffizient der
jeweils gewählten Rollen und Treibkabelmaterialien keine
ausreichende Antriebskraft gewährleisten, lassen sich zu
sätzliche Rollen leicht hinzufügen und die Antriebskraft
so erhöhen.
Die Rollen 16 und 17 bilden einen Teil einer Spannungsvor
richtung 20 zur Einregelung des Tragkabels 12. Die Rolle
16 ist mit einer Federeinrichtung 22 verbunden, die paral
lel zur Achse des Stranges 11 beaufschlagt wird. Die Feder
einrichtung 22 kann beispielsweise eine Schraubenfeder
sein; es kann sich dabei aber auch um eine Feder mit kon
stanter Kraft handeln. Weiterhin ist eine Federeinrichtung
24 vorgesehen, die die Rolle 17 in entgegengesetzter Rich
tung, ebenfalls parallel zur Strangachse, beaufschlagt.
Die Feder 24 kann zum Beispiel ein doppelt wirkender pneu
matischer oder hydraulischer Zylinder sein.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, arbeitet die Einstellvorrich
tung 20 halbautomatisch. Ihr Funktionieren soll für den
Fall, daß ein Strangabschnitt mit vergrößertem Durchmesser
in die Antriebseinheit eintritt, erläutert werden. In
diesem Fall steigt die Länge des zur Umwicklung des ver
größerten Strangabschnittes notwendigen Treibkabels an.
Eine solche Verlängerung des Treibkabels kann durch Ver
längerung des Steigungswinkels "o" und der Teilungslänge
"p" auf dem zu ziehenden Strang erreicht werden; um dies
zu erreichen, muß das Bedienungspersonal nach Eintritt des
vergrößerten Abschnittes in die Antriebseinheit den pneu
matischen Zylinder 24 betätigen, um den Kolben 26 und die
Rolle 17 nach links (wie in Fig. 2 gezeigt) zu bewegen,
wodurch sich die Treibkabellänge in dem Arbeitstrum erhöht.
Gleichzeitig verändern sich der Steigungswinkel und die
Teilungslänge in gewünschtem Maße. Weiterhin verringert
sich die Geschwindigkeit in der Axialbewegung des Stranges
11 infolge der Abnahme in der Ganglänge der Schraube. Eine
ähnliche, jedoch genau entgegengesetzte Folge von Vorgän
gen läuft ab, wenn sich der Durchmesser des Stranges 11
verringert.
Die Betriebsweise der Einstellvorrichtung 20 kann jedoch
auch vollautomatisch vorgesehen werden, indem man die
Federeinrichtung 22 versteift und den Luftzylinder 24 mit
einem Druck versieht, der der durchschnittlichen Spannung
des Tragkabels 12 entspricht. Jede Zunahme oder Abnahme
der Treibkabelspannung ist direkt auf Veränderungen des
Strangdurchmessers zurückzuführen. Die linear arbeitende
Federeinrichtung 24 stellt die Rolle 17 nach links oder
rechts in Abhängigkeit der auf sie wirkenden Kraft und
verändert dadurch die Länge des Treibkabels 12 in dem
Arbeitstrum.
Weitere Einzelheiten werden in den Fig. 3A, 4A, 3B und
4B ausführlicher gezeigt. Man erkennt, daß die Rollen 14
und 15 koaxial in einem Lager 28 aufgenommen werden. Zwi
schen den Rollen 14 und 15 ist ein mitumlaufendes Zahnrad
30 fest gelagert. Jedes Zahnrad 30 kämmt mit einem sta
tionären Zahnrad 32. Als Zahnradsatz 30, 32 können be
liebige bekannte Sonnen- und Planetengetriebe verwendet
werden, bevorzugt ist jedoch ein umlaufendes Schneckenrad
und ein stationäres Rad. Sowohl das Zahnrad 32 als auch
sein Gegenstück, ein Zahnrad 33 am gegenüberliegenden Ende
der Antriebseinheit, sind durch eine Struktur 34 fest mit
dem Boden verbunden. Endplatten oder Scheiben 36 und 37,
die die Lager 28 aufnehmen, sind beweglich an der statio
nären Struktur 34 gelagert. Die Endplatten 36 und 37 wer
den ihrerseits durch eine Anzahl Verbindungsstangen 38
(zwei für jedes Kupplungsteil 10) miteinander verbunden
und die gesamte Vorrichtung kann in einem Gehäuse 40 ange
ordnet werden.
Fig. 4B zeigt Lagervorrichtungen 42, in denen die Rollen
17 jedes Kupplungsteiles aufgenommen werden. Jede Rolle
ist über einen Stift 44 und ein Lager 45 in dem Lagerblock
42 aufgenommen. Die Verbindungsstangen 38 wirken dabei als
Führungen für die Blöcke 42, die durch die Federeinrichtung
24 beaufschlagt werden, um die Länge des Treibkabels zu
verändern. Mit der beschriebenen Ausführungsform lassen
sich Stränge, die große Durchmesserveränderungen aufweisen,
bewegen. Dies ist zum Teil darauf zurückzuführen, daß die
Antriebskraft nicht von der Entfernung der Rollen 14, 15,
18 und 19 zu dem zu bewegenden Strang 11 abhängig ist, und
demzufolge diese Rollen so weit voneinander beabstandet
angeordnet werden können, wie es erforderlich ist, um jede
Schwankung in dem Strangdurchmesser zu kompensieren. Auf
mindestens einer der Endplatten 36, 37 ist ein Kettenrad
46 gelagert. Dieses Kettenrad wird durch einen Motor über
ein Ritzel 50 angetrieben, wobei die Endplatte 36 und da
mit auch die über die Verbindungsstangen 38 mit ihr ver
bundene Endplatte 37 an der Struktur 34 gedreht wird.
Gleichzeitig werden auch die an den Verbindungsstangen 38
befestigten Kupplungsteile 10 in einer Kreisbewegung um
die Achse des Stranges 11 bewegt. Die Bewegung der Kupp
lungsteile verursacht über die Zusammenwirkung zwischen
den Zahnrädern 30, 32 und 33 einen Antrieb des Tragkabels
12 und damit eine Bewegung des von den Treibkabeln um
wickelten Stranges 11. Bei der Wahl der Zahnradübersetzung
wird darauf geachtet, daß die Abwickelrate am vorderen
Ende des Treibkabels 12 so groß ist, daß die radial auf
den Strang wirkenden Kräfte aufgehoben werden (d. h. der
Strang 11 wird ausschließlich in axialer Richtung bewegt).
Die Fig. 5 und 6 zeigen eine weitere mögliche Ausfüh
rungsform, die immer dann zum Einsatz kommen kann, wenn
ein Strang mit relativ gleichmäßigen Umfangsabmessungen
bzw. lediglich geringfügigen Abweichungen darin zu bewegen
ist. In diesem Fall kann die Einstellvorrichtung 20 in
Fortfall kommen. Statt dessen kann die Rolle 15 des Paares
14 und 15 durch eine Rolle 52 ersetzt werden, deren für
die Führung des Tragkabels gedachte Auflagefläche einen
kontinuierlich abnehmenden Umfang aufweist. Dies kann zum
Beispiel dadurch geschehen, daß man die Auflagefläche in
Form der Mantelfläche eines abgestumpften Kegelzylinders
ausbildet. Eine derartig ausgebildete, im Querschnitt ab
geschrägt erscheinende Auflagefläche nimmt kleine Verän
derungen in dem Strangumfang 11 dadurch auf, daß sich das
Treibkabel 12 aus seiner normalen, mittleren Laufstellung
auf der Abschrägung herauf- bzw. herunterbewegt. Im Ideal
fall können zusätzlich zu der Federeinrichtung auch die
Verbindungsstangen und das Gehäuse fortfallen und die zwei
Endplatten lediglich durch zwei mittels einer Heberwelle
(nicht gezeigt) miteinander verbundene Zahnräder ange
trieben werden.
Diese vereinfachte Ausführungsform weist noch eine Anzahl
weiterer Vorteile auf. Eine der Endplatten 36, 37 kann
relativ zu der anderen gedreht werden, um die durch den
Arbeitstrumm der Kabel 12 gebildete Schraube abzuwickeln.
Dadurch wird zwar das äußere Kabeltrum nach innen verdreht,
die Öffnung jedoch, durch die der Strang 12 hindurchgeführt
werden muß, wird erheblich vergrößert und erleichtert da
durch die anfängliche Einführung des Kabels.
Fig. 5 zeigt weiterhin ein Merkmal, das beiden Ausführungs
formen gemeinsam ist. Bei einer geringen Anzahl von Treib
kabeln (fünf oder weniger) beschreibt ein relativ flexibler
Strang mit geringem Durchmesser infolge der hohen Spannung
zwischen den Treibkabeln eine schlangenförmige Linie. Da
durch entsteht zusätzlich zu den durch die schraubenför
mige Kabestanwirkung übertragenen Reibungskräften eine Art
Tauwirkung, die das Ausmaß der Antriebskräfte erhöht.
Neben diesen zwei gezeigten Ausführungsformen gibt es
selbstverständlich eine Reihe weiterer Veränderungen oder
Abwandlungen, die sich anbieten.
Es können selbstverständlich
neben Strängen mit kreisförmigem Querschnitt wie gezeigt
weiterhin auch ovale oder Vieleckformen durch die erfin
dungsgemäße Vorrichtung bewegt werden. Außerdem kann jedes
Treibkabel die Form eines zwei- oder dreiseitigen Riemens
aufweisen, mit einer vor dem Zusammenspleißen seiner Enden
in seine Länge eingebrachten Verdrehung. Auf diese Weise
wechselt das Treibkabel seine Kontaktfläche bei jeder Um
drehung, wodurch die Lebensdauer erhöht wird.
Claims (7)
1. Vorrichtung zum Ziehen eines Stranges, bestehend aus ei
nem Kupplungsteil mit einem in sich geschlossenen über
mehrere beabstandete Rollen geführten Treibkabel, das
schraubenlinienförmig um den zu bewegenden Strang in
Eingriff bringbar ist und das eine Spannvorrichtung zur
Regulierung der Spannung des Treibkabels aufweist, und
einer Antriebsvorrichtung zur gleichzeitigen Bewegung
des Treibkabels und Drehung des Kupplungsteiles um die
Achse des Stranges, wobei die Drehgeschwindigkeit so
groß ist, daß die bei der Bewegung des Treibkabels auf
den Strang übertragenen Drehkräfte aufgehoben werden,
dadurch gekennzeichnet, daß mehr als zwei, vorzugsweise
drei, synchron angetriebene Kupplungsteile (10) vorgesehen
sind, wobei jedes der Kupplungsteile (10) mit einer
Spannvorrichtung (20) versehen ist und jeweils ein ge
trenntes Treibkabel (12) enthält.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sie einen stationären (34) und einen um die Strang
achse drehbaren Teil (36, 37) aufweist, daß jedes Kupp
lungsteil (10) mindestens ein Zahnrad (30) enthält, das
koaxial zu mindestens einer für alle Kupplungsteile
übereinstimmenden Rolle (15) ausgerichtet und fest mit
dieser verbunden ist, daß die Kupplungsteile (10) in
dem drehbaren Teil (36, 37) in Umfangsrichtung beabstan
det in Lagervorrichtungen (28) aufgenommen und relativ
zu mindestens einem stationären koaxial zur Strangachse
orientierten Zahnrad (32) ausgerichtet sind, derart,
daß jeweils ein übereinstimmender Satz Kupplungsteil
zahnräder (30) mit dem stationären Zahnrad (22) in Ein
griff gelangt, und daß Antriebsvorrichtungen (46, 50)
vorgesehen sind zum Drehen des drehbaren Gehäuseteils
(36, 37) .
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß der drehbare Teil aus zwei an in
Strangrichtung gesehen einander entgegengesetzten Enden
des stationären Teils (34) gelagerten Endplatten (36,
37) besteht, die durch mindestens eine durch das Gehäu
se hindurchgehende Verbindungsstange (38) miteinander
verbunden sind.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß als Spannvorrichtung (20) eine sich
zwischen mindestens zwei Rollen (16, 17) jeder Kupp
lungseinheit (10) erstreckende Federvorrichtung (22,
24, 26) vorgesehen ist, wobei die Rollen (16, 17) in
Strangrichtung verschiebbar gelagert sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Federvorrichtung (20) eine Luft- (24, 26) und/
oder Schraubenfeder (22) beinhaltet.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Verbindungsstangen (38) als Füh
rung für die Lagervorrichtungen (42) dienen, die die in
Strangrichtung verschiebbaren Rollen (16, 17) eines
Kupplungsteiles (10) aufnehmen.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß die zur Führung des Treibkabels (12)
vorgesehene Auflagefläche (52) mindestens einer Rolle
jedes Kupplungsteiles (10) als Mantel
fläche eines Kegelstumpfes ausgebildet ist.
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