DE3101278C2 - - Google Patents

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.