DE3121240C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Klemmvorkrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die radial verschiebbaren Segmente befinden sich während des Wickelvorgangs in einer von der Mitte entfernten Stellung un in einer zurückgezogenen Stellung, wenn der Wickelvorgang beendet ist, damit das Band leichter aus dem Dorn heraus­ gezogen werden kann.

Es wurden bereits Vorrichtungen zur Befestigung von Metall­ bändern vorgeschlagen, die an einem der radial verschieb­ baren Segmente montiert sind, die den Wickelmaschinendorn bilden. Diese Vorrichtungen sind zur Ausbildung eines wirksamen und sicheren Klemmechanismus mit einer Anzahl von Schwierigkeiten behaftet.

Diese Schwierigkeiten beruhen hauptsächlich darauf, daß das Klemm- und Entklemmsystem automatisch arbeiten und sich an die Dicke des Bands anpassen muß. Es sind über der Breite des Bands häufig große Dickenänderungen festzu­ stellen. Wenn das Stahlband zu einer gewissen Anzahl von schmäleren Bändern aufgespalten wird, sind die zum gleich­ zeitigen Halten dieser Bänder bestimmten Klemmsysteme nicht voll zufriedenstellend. Es sind beim Walzen von Metallbändern auf der Breite dieser Bänder oder von einem Band zum anderen Dickenänderungen festzustellen, die bis zu 3% der Nenndicke des Metalls gehen können. Diese Bänder sind aber trotzdem noch verkäuflich.

Aus der DE-OS 26 01 589 ist eine Klemmvorrichtung der eingangs entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzten Art bekannt, bei der zumindest ein Dorn­ segment einen Klemmspalt aufweist, der aus einer in eine Längsausnehmung des Dornsegments eingesetzten Klemmleiste und aus einer zugeordneten Klemmfläche am Dornsegment besteht, wobei in die Klemmleiste und/oder in die zuge­ ordnete Klemmfläche Klemmkörper aus elastischem Klemmstoff eingesetzt sind und die Klemmkörper als Einzelkörper mit vorgegebenen Abständen voneinander in Reihen angeordnet sind.

Andererseits ist aus der US-PS 31 16 891 eine Klemmvorrichtung bekannt, die in eine am feststehenden Segment ausgebildete Aufnahmeöffnung eingesetzt ist, wobei die Klemmelemente einheitlich mit dem Träger ausgebildet sind, der Träger mit axialen Keilflächen ausgebildet ist und Hinterschneidungen im Bereich von Keilflächen zur Zurückführung von Klemmele­ menten in die Öffnungsstellung vorgesehen sind, wenn eine Betätigungsstange zurückgeholt wird.

Aus der DE-OS 23 60 028 ist für eine Metallband-Aufwickel­ trommel eine Klemmvorrichtung mit einer Betätigungsstange zum Verschieben von nicht-schwenkbaren Klemmen bekannt, wobei das Klemmen zwischen einem Spreizkeilelement und einem radial beweglichen Segment, also unter dem Einfluß der Dicke des Bandes auf den Ausziehgrad des Dorns erfolgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Klemmvor­ richtung der eingangs vorausgesetzten Art zu entwickeln, die es ermöglicht, Bänder sehr verschiedener Dicken aufzu­ wickeln, ohne die Ausziehbedingungen des Dorns zu ändern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 das Ende eines spreizbaren Dorns für eine Wickel­ maschine mit einer Klemmvorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 2 einen unterbrochenen Schnitt der Klemmvorrichtung von Fig. 1;

Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht eines Teils von Fig. 2 mit einer Darstellung des Mechanismus in seiner Entklemmstellung;

Fig. 4 einen Schnitt 4-4 von Fig. 3;

Fig. 5 eine der Fig. 3 ähnliche Ansicht mit einer Dar­ stellung des Mechanismus in seiner Klemmstellung;

Fig. 6 einen Schnitt 6-6 von Fig. 5;

Fig. 7 einen Teilschnitt einer Ausführungsvariante der Erfindung;

Fig. 8 einen Schnitt 8-8 von Fig. 7.

Fig. 1 zeigt einen spreizbaren Dorn 10 mit drei Segmenten 12, 14 und 16 herkömmlicher Bauart. Diese Segmente werden durch an der Welle 20 der Wickelmaschine befestigte Keile 18 radial nach außen oder innen ver­ schoben. Das Segment 12 ist stark ausgezogen dargestellt und ist von besonderer Bedeutung, da es die Bandklemmvor­ richtung 22 nach der Erfindung aufnimmt.

Eine Aufnahmeöffnung 24 erstreckt sich parallel zur Längsachse des Dorns. Diese Aufnahmeöffnung 24 ist im allgemeinen rechteckig und hat zueinander parallele und ebene Führungsflächen 26 und 28, die als Führung für die beweglichen Elemente der Bandklemm­ vorrichtung 22 dienen, die vollständig in dieser Öffnung 24 enthalten ist.

Fig. 2 bis 4 zeigen die Konstruktion der Bandklemmvorrichtung 22 und deren Anordnung im Segment 12. Fig. 4 ist eine ver­ größerte Ansicht des Segments 12 im selben Schnitt wie von Fig. 1. Wie angegeben, weist die Aufnahmeöffnung 24 die paral­ lelen Führungsflächen 26 und 28 auf, die mit angrenzenden Teilen der Bandklemmvorrichtung 22 in Berührung stehen, wobei die obere Fläche 26 durch ein gesondertes Teil 27 des Segments 12 gebildet ist, das durch Schrauben 29 befestigt ist und zum Schutz der Bandklemmvorrichtung gegen große Kräfte dient, die im Verlauf des Betriebs durch die Spannung des Bands entwickelt werden. Überdies bildet das Teil 27 eine Außenfläche, die die Verlängerung der Außenkontur des Dorns 10 darstellt, und hat die erforderlichen mechanischen Eigenschaften, die zum Tragen der auf dem Dorn 10 gebildeten Spule dient.

Die in Fig. 4 links angeordnete Aufnahmeöffnung 24 hat eine einen Schlitz 30 bildende Erweiterung, in der das Führungsende 5 des Metallbands sitzt, deren Tiefe zur Bildung der erforderlichen Klemmfläche aus­ reicht und die ebenfalls die Einführungsstrecke dieses Bands innerhalb des Dorns 10 begrenzt.

Eine der Klemmflächen 36 wird durch eine der ebenen Flächen erhalten, die die im Dorn 10 vorgesehene Öffnung 24 bilden. Diese ebene Klemmfläche 36 bildet am Schnittpunkt mit der Tangente am Umfang des Dorns einen Winkel von etwa 45°. Wenn sich der Dorn 10 in zurückgezogener Stellung befindet, besteht ein Einführungsschlitz in die Klemmvorrichtung, dessen Abmessung größer als die maximale Dicke des zu klem­ menden Führungsendes 5 des Bands, vorzugsweise gleich dem Dreifachen dieser Dicke, ist.

Die Bandklemmvorrichtung 22 hat eine gewisse Anzahl von ähnlichen Klemmelementen 32, die über eine Anlenkung mit zur Achse des Dorns 10 paralleler Achse mit einem Träger 34 verbunden sind. Dieser steht in Berührung mit den beiden Führungsflächen 26 und 28, während die Klemmelemente 32 allein mit der Fläche 28 in Berührung stehen. Die Klemmelemente 32 haben eine äußere Klemmfläche 35, die zur gegenüberlie­ genden Fläche 36 gerichtet ist zur Herbeiführung der Klem­ mung des Endes 5 der Bänder. Jedes Klemmelemente 32 hat in Höhe der Klemmfläche 35 ein gekrümmtes Profil mit einer solchen Form, daß eine Drehung des Klemmelements 32 im Gegenuhrzeigersinn aufgrund der Bandspannung eine Ver­ schiebung der Klemmfläche 35 in Richtung der Fläche 36 bewirkt, was den Abstand zwischen diesen beiden Flächen vermindert und folglich die Klemmwirkung erhöht.

Das Klemmelement 32 hat somit eine gekrümmte Fläche 35, die eine Art vonNocken darstellt, dessen Form so geschaf­ fen ist, daß die Wirkungslinie der Klemmkraft stets durch die Drehmitte des Nockens verläuft. Der Nocken hat eine Berührungsfläche in Form einer Spirale, die von der Dreh­ mitte ausgeht und somit eine Berührungsfläche entwickelt, die zur geklemmten ebenen Fläche stets tangential ist. Sie ist hierdurch selbsthemmend.

Jedes Klemmelement 32 hat auf seiner Innen­ fläche durchbohrte Vorsprünge 28 (Fig. 2 und 3), die in Verbin­ dung mit komplementären Vorsprüngen 40 eine Anlenkung der verschiedenen Klemmelemente am gleichen Träger 34 ermöglichen, und zwar unter Verwendung einer gemeinsamen Anlenkspindel 42 zur Verbindung jedes Klemmelements 32 mit dem Träger 34. Gemäß Fig. 3 hat der Träger 34 an seiner Rückseite axiale Keilflächen 44, die mit komplementären Gegenkeilflächen 46 einer Betätigungsstange 48 zusammenarbeiten. Diese steht auch in Berührung mit einem Teil 50 mit Gegenteilflächen 52, die mit Keilflächen 51 der Betätigungsstange 48 zusammenarbeiten, vgl. Fig. 3. Die Teile 34, 48 und 50 bilden eine recht­ eckige Anordnung, die in der Öffnung 24 untergebracht ist. Die Teile 34 und 48 werden durch die Flächen 26 und 28 und durch Stifte 58 geführt, die es der Klemmvorrichtung 22 ermöglichen, sich der Klemmfläche 36 zu nähern oder sich hiervon zu entfernen. Zur Bildung eines starren Mechanismus zum Halten der Klemmelemente 32 und zur Aufnahme der Klemm­ kräfte ohne Zuhilfenahme einer große Kräfte entwickeln­ den Steuereinrichtung haben die Keilflächen der Teile 34, 48 und 50 ähnliche Keilwinkel, die unter Beachtung des mathema­ tisch bestimmbaren Reibungskoeffizienten zwischen den Keil­ flächen selbsthemmend oder beinahe selbsthemmend sind. Diese selbsthemmende Eigenschaft der Keilflächen verhindert jede Bewegung der Betätigungsstange 48 aufgrund der Über­ tragung der Klemmkraft unabhängig von den Kräften, die das Band auf die verschiedenen die Klemmvorrichtung 22 bilden­ den Teile ausüben kann. Für die hier dargestellte Vorrich­ tung beträgt dieser Keilwinkel etwa 11°.

Von Bedeutung sind auch gewisse weitere konstruktive An­ ordnungen der Teile 32, 34 und 48. Jede Keilfläche des Trägers 34 hat einen T-förmigen Schlitz 54, der ein T-förmiges Teil 56 aufnimmt. Dieses Teil bewirkt die zwangsläufige Rückzugbewegung des Klemmelements 32 von seiner Betriebs- oder Klemmstellung (Fig. 6) in seine Nicht-Betriebsstellung (Fig. 4) oder Freigabestellung des Bands, wenn sich der Dorn 10 in seiner zusammengezogenen Stellung und die Betätigungs­ stange 48 in ihrer Rücksetzstellung befinden.

Die Klemmelemente 32, der Träger 34 und die Anlenkspindel verschieben sich unter der Wirkung der am Träger 34 befestig­ ten Führungsstifte 58 (Fig. 3) von der Öffnungsstellung zur Klemmstellung in einer in derselben Ebene erfolgenden Gesamt­ bewegung. Diese Stifte verschieben sich in T-förmigen Aus­ nehmungen 60 an der Unterseite des Segments 12, vgl. Fig. 4. Während dieser Bewegung erzeugt die Betätigung dieser Betätigungsstange 48 eine Kraftkomponente, die zu der Richtung der das Klemmen erzeugenden Kraft senkrecht ist. Die Stifte 58 widersetzen sich dieser senkrechten Kraftkomponente derart, daß die Bewegung der Klemm­ elemente 32 nur in Richtung der Klemmwirkung erfolgt.

Ein ähnliches System wird zur Begrenzung der Bewegung der Betätigungsstange 48 (Fig. 3) auf eine zu den Gegenkeilflächen 52 parallele Bewegung begrenzt. Hierzu sind an der Be­ tätigungsstange 48 Stifte 62 befestigt, die sich in T-förmigen Ausnehmungen 64 auf der Unterseite des Elements 12 verschieben. Diese Ausnehmungen verlaufen parallel zu den Gegenkeilflächen 52 des feststehenden Teils 50. Die Neigung der Ausnehmung 64 gegenüber der Achse der Betätigungsstange 48 bestimmt die Richtung und die Größe der Bewegung von Träger 34 und Betätigungsstange 48. Das symmetrische Profil der Betätigungs­ stange 48 ermöglicht eine Bewegung der Anordnung der Klemm­ vorrichtung 22 mit ausreichend großer Amplitude bei einer verhältnismäßig geringen Verschiebung der Betätigungsstange 48. Durch Anpassung des Neigungswinkels der Gegenkeilflächen der be­ tätigungsstange 48 an den für den Klemmvorgang benötigten Hub und an den für die Ausdehnung oder Zusammenziehung der Segmente 12, 14 und 16 des Dorns 10 erforderlichen Hub und unter Beachtung des verfügbaren Raums in der Ausnehmung des Segments können bei einem ziemlich schwach ausgeprägten Keilwinkel große Bewegungen der Klemmvor­ richtung 22 erzielt werden. Bei den meisten Anwendungen kann der Keilwinkel selbsthemmend sein bei Anwendung von speziellen Schmiermitteln zur Erzielung eines gegebe­ nen Reibungskoeffizienten. Gemäß Fig. 2 besteht das Klemm­ element 32 aus mehreren Elementen, während die anderen Teile 34 und 42 der Klemmanordnung die Betätigungsstange 48 und das Teil 50 jeweils aus einzigen Bauteilen bestehen. Das Vorliegen des Klemmelements 32 in Form von mehreren Ab­ schnitten hat den großen Vorteil eines einzigen Trägers 34 zur Klemmung eines oder mehrerer Metallbänder bei Erzeugung von wirksamen Klemmkräften, selbst wenn das oder die geklemmten Metallbänder Dickenänderungen haben oder wenn die einzeln geklemmten Metallbänder unter­ einander ungleichmäßige Dicken haben.

Wie oben ausgeführt, schwenken die Klemmelemente 32 unter der Wirkung einer Bewegung nach außen, die durch die Spannung eines beliebigen geklemmten Bands erzeugt wird. Diese Schwenkung der Klemmelemente 32 um die Achse der Anlenkspindel 42 erzeugt eine Zunahme der Klemmkraft derart, daß jegliches Gleiten des oder der Bänder nach außen verhindert wird. Die Betätigung der Betätigungsstange 48 kann auf ver­ schiedene Arten erfolgen. Zum Beispiel kann gemäß Fig. 2 das Ende einer an der Betätigungsstange 48 befestigten Stange 66 mit einer nicht gezeigten gesonderten Energie­ quelle verbunden sein, z. B. mit einer Stellmotorvorrichtung, oder kann unmittelbar mit einem beweglichen Teil des durch einen Hebel gespreizten Dorns 10 verbunden sein. Dieses letztere System wird zur Ausführung des Klemmvorgangs bevor­ zugt, da es die Bewegung der Klemmvorrichtung 22 mit der Spreiz- oder Zusammenziehungsbewegung der Segmente 12, 14, 16 des Dorns 10 verbindet und diese Funktionen unab­ hängig macht.

Eine wichtige Ausgestaltung der Erfindung ist die Konzeption des Betätigungsmechanismus, der eine starre und selbsthemmende Positionierung der Klemmvorrichtung 22 er­ möglicht, was einen geringen Platzbedarf benötigt, vgl. Fig. 5 und 6. Wenn in dieser Stellung das eine oder mehrere Bänder den Schlitz 30 verlassen wollen, während sie von den Klemmelementen 32 gehalten werden, werden das oder die Klemmelemente schwenken und somit eine Verschiebung des Unterteils dieser Klemmelemente erzeugen, wodurch allmäh­ lich die Klemmkraft in Abhängigkeit von der Bewegung des Bands erhöht wird, während die Keilflächen am Träger 34 in ihrer Klemmstellung halten. Wenn ein Rücklauf des Trägers 34 und folglich der Klemmelemente 32 gewünscht ist, er­ zeugen die Wirkung der Keilflächen und die mit den Teilen 32, 34 und 48 verbundene Bewegung eine zwangsläufige Entklemmkraft, die auf die Klemmelemente wirkt und die schnelle und sichere Freigabe der Bänder und das voll­ ständige Öffnen der Klemmvorrichtung 22 herbeiführt.

Fig. 7 und 8 zeigen eine Variante der Erfindung, auf die auch die Bemerkungen bezüglich des Aufbaus und der Funktion der Wickelmaschine, insbesondere der Klemmvorrichtung, Anwendung finden. Das Element 68 des Dorns 40 hat statt einer rechteckigen eine trapezförmige Aufnahmeöffnung 70, vgl. Fig. 8.

In der Aufnahmeöffnung 70 sind zwei Teile 72 und 74 von Klemmelementen 72 und 74 mit besonderem Profil angeordnet. Diese beiden Teile haben ähnliche geneigte Außenflächen 76, die mit komplementären Flächen 78 in der Aufnahmeöffnung 70 zusam­ menfallen. Jedes der beiden Teile 72 und 74 hat eine Innen­ fläche, die der anderen Innenfläche des anderen Teils zugewandt ist, wobei die beiden Flächen die Klemmung des Bands bewirken. Die Innenflächen 80 sind in einer gegenseitigen Berührungsstellung oder Klemmstellung dargestellt, d. h. in der geschlossenen Stellung, die durch Verschieben der Klemmelemententeile 72, 74 nach außen erhal­ ten wird.

Eine Reihe von Trennfedern 82 befindet sich zwischen den Klemmelemententeilen 72 und 74, um deren gleichmäßiges Spreizen während des Öffnungsvorgangs zu ermöglichen zur Öffnung eines Schlitzes für die Einführung des Führungsendes 5 des Metallbands. An der Unterseite der Klemmelemente befinden sich T-förmige Vorsprünge 84, die Gleitführungen bilden und in eine Führungsnut im Träger 86 passen, eine formschlüssige Verbindung in radialer Richtung ermöglichen und ein Gleiten der Klemmelemententeile 72, 74 in der senk­ rechten Richtung ermöglichen, die der Richtung des Klemm­ vorgangs entspricht. Der Träger 86 hat axiale Keilflächen 88, die komplementär in Gegenkeilflächen 90 auf einer Betätigungsstange 92 passen. Die beschriebenen T-förmigen Vorsprünge 84 gewährleisten ein zwangsläufiges Schließen der Klemmvorrichtung. Das geringfügige Be­ triebsspiel ermöglicht den Klemmelemententeilen 72, 74, sich mit Beginn der Klemmung am Metallband zu verkeilen, und ermöglicht somit die individuelle Wirkung der verschiedenen Klemm­ elemente zum Ausgleich einer eventuellen Dickenänderung des Bands. Die Keilflächen 88 am Träger 86 und die Keilflächen 90 an der Betätigungs­ stange 92 werden in ihrer Arbeitsstellung durch Schultern derart gehalten, daß im Augenblick der Rücklaufbewegung der Betätigungsstange 92 sich die Klemmelemente 72 und 74 voneinander entfernen.

Die Betätigungsstange 92 wird auf ihrer gesamten Länge von einer starren Gleitfläche 94 gehalten, die zum Segment 68 gehört. Mit der Betätigungsstange 92 ist eine Stange 98 verbunden, die auf die Betätigungsstange die Bewegungen für das Öffnen oder Schließen der Klemm­ elemente 72 und 74 überträgt. Die komplementären Keilflächen dieser Vorrichtung sind wie bei der vorhergehenden Vor­ richtung vorzugsweise selbsthemmend.

Die Klemmelemente 32, 72 und 74 sind vorzugsweise stangen­ förmig.

Claims (8)

1. Klemmvorrichtung am spreizbaren Dorn (10) einer Wickel­ maschine zum Festklemmen des Führungsendes (5) von Metallband, wobei die Vorrichtung (22) als Ganzes in einer Aufnahmeöffnung (24, 70) eines radial verschieb­ baren Segments (12, 68) des Dorns (10) angeordnet ist, mit vorzugsweise mehreren, in Längsrichtung des Dorns nebeneinanderliegenden, einen verstellbaren Klemmschlitz (30) für das Bandführungsende bildenden Klemmelementen (32; 72, 74), dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmelemente (32; 72, 74) an einem gemeinsamen Träger (34, 86) für sich quer zur Achsrichtung des Dorns (10) beweglich gehalten sind und daß der Träger (34, 86) mit axialen Keilflächen (44, 88) ausgebildet ist, dessen Gegenkeilflächen (46, 90) an einer axial verschiebbaren Betätigungsstange (48, 92) zugeordnet sind.

2. Klemmvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmelemente (32) am Träger (34) derart ange­ lenkt sind, daß die Bandspannung die Schwenkung erzeugt.

3. Klemmvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmelemente (32) eine gekrümmte Klemmfläche (35) aufweisen, die einen Nocken mit der Form einer von der Drehmitte ausgehenden Spirale derart gebildet, daß die Wirkungslinie der Klemmkraft stets durch die Drehmitte des Nockens zur Entwicklung einer Berührungs­ fläche hindurchgeht, die zur ebenen geklemmten Fläche stets tangential ist (Fig. 1-6).

4. Klemmvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem Keilflächen (51) der verschiebbaren Be­ tätigungsstange (48) mit Gegenkeilflächen (52) eines feststehenden hinteren Teils (50) zusammenarbeiten.

5. Klemmvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebeeinrichtung in Höhe der Keilflächen eine T-förmige Führungseinrichtung (62, 64, 54, 56) aufweist zur Zurückführung der Klemmelemente (32) in die Öffnungsstellung, wenn die Betätigungsstange (48) zurückgeführt wird (Fig. 1-6).

6. Klemmvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmelemente (72, 74) und deren Träger (86) quer zur Achsrichtung des Dorns (10) und senkrecht zu einer Radialebene miteinander korrespondierende Führungsnuten bzw. -vorsprünge (84) aufweisen und die Klemmelemente (72 od. 74) und eine Begrenzungswand der Aufnahmeöffnung (70) mit zu dieser Radialebene angestellten korrespondierenden Keilflächen (76, 78) ausgebildet sind derart, daß bei Verschiebung des Trägers (86) nach außen der Klemmschlitz verengt wird.

7. Klemmvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeöffnung (70) symmetrisch ausgebildet ist und die Klemmelemente von je zwei spiegelbildlich angeordneten Teilen (72, 74) gebildet sind, wobei die einander zugewandten ebenen Flächen (80) beider Teile den Klemmschlitz begrenzen.

8. Klemmvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, gekennzeichnet durch derartige Keilwinkel, daß der Mechanismus selbsthemmend ist.