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Die Erfindung betrifft eine Walze der im Oberbegriff des Patentan-
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spruchs 1 angegebenen Art.
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Bei einer aus der DE-PS 2 825 320 bekannten Walze dieser Art ist
jeder Lenker zweiteilig. Seine beiden Teile sind über ein Kugelgelenk miteinander
verbunden. Aus der Praxis ist es ferner bekannt, die Lenker mit zwei Kugelgelenken
auszustatten. Diese Gelenke des Lenkers haben die Aufgabe, die Relativbewegungen
zwischen dem Außenumfang des AxiaLsteuerringes und den Bahnauflageelementen, sich
die aus der sich überlagernden Drehbewegung und der Taumelbewegung jedes Punktes
arn Außenurnfang des Axialsteuerringes ergeben, zu kompensieren. Abgesehen davon,
daß die Ausbildung der Lenker sehr aufwendig und deshalb teuer ist, sind sie sehr
wartungsbedürftig. Trotzdem läßt sich ein starker Verschleiß der Gelenke sowohl
durch mechanische Belastungen als auch durch Korrosionseinflüsse, z.B. durch Säuren
oder Laugen aus der Bahn, nicht vermeiden. Zur teilweisen Entlastung der Lenker
ist zwar gemäß der DE-PS 2 825 320 vorgesehen, die Übertragung der Drehbewegung
vorn -.Malzengrundkörper auf den Axialsteuerring durch zusätzliche Koppelungselernente
zu bewerkstelligen. Dies mindert aber den Verschleiß der Gelenke nur unwesentlich
und bedeutet einen sehr kostenintensiven Zusatzaufwand.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Walze der eingangs
genannten Art zu schaffen, bei der die Lenker verschleiß- und wartungsunanfällig
und baulich einfach gestaltet sind, wobei die Lenker sowohl gegen mechanischen als
auch korrosiven Verschleiß resistent sein sollen und zudem auch die Drehbewegung
von den Bahnauflageelementen unmittelbar an den Axialsteuerring übertragen.
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Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden
Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Bei dieser Ausbildung der Lenker entfallen Gelenke und dir bislier
damit bedingte Verschleiß. DL nk der festen Einspannung der beiden
Enden
des Lenkers kann der biegbare und tordierbare Verbindungsabschnitt zwischen den
Spannteilen zwar die Relativbewegungen zwischen den Bahnauflageelementen und dem
Außenumfang des Axialsteuerringes auf ideale Weise kompensieren, gleichzeitig wird
jedoch durch die feste Einspannung sichergestellt, daß die zum axialen Verschieben
der Bahnauflageelemente notwendigen Druck und Zug-.
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kräfte ohne Ausknicken des Lenkers übertragen werden, und daß der
Lenker auch in der Lage ist, die Drehbewegung der Bahnauflageelemente direkt auf
den Axialsteuerring zu übertragen. Die Lenker lassen sich einfach und preiswert
herstellen. Zusätzliche Elemente zur Drehbewegungsübertragung entfallen.
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Eine einfache und zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung geht aus
Anspruch 2 hervor. Kunststoffdrähte oder -stäbe sind dank ihrer relativ großen Elastizitat
besonders gut für diese Aufgabe geeignet. Biegebeanspruchungen werden gut kompensiert,
trotzdem lassen sich hervorragend Druck- und Zugkräfte übertragen. Die auftretende
Torsion der einzelnen Stäbe wird in den zusammenfassenden Spannteilen jeweils aufgehoben.
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Eine für die Praxis besonders gut geeignete Ausführungsform der Erfindung
geht weiterhin aus Anspruch 3 hervor. Eine derartige Kunststofffeder ist ein einfacher
Kunststoff-Formteil, dem allein mit der Formgebung und die materialspeziflschen
Eigenschaften und durch die feste Einspannung seiner beiden Spannteile die Eigenschaften
verliehen sind, die für diesen Zweck benötigt werden.
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Eine weitere, zweckmäßige Ausführungsform geht aus Anspruch 4 hervor.
Bei dieser Ausbildung wird bereits eine ausreichende Dauvrfestigkeit bei der Übertragung
aller auftretenden Kräfte erreicht.
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'Insbesondere die Dauerbelastbarkeit kann noch gesteigert werden,
wenn die Ausführungsform gemäß Anspruch 5 gewählt wird. Mit einer ovalen Querschnittsform
lißt sich der Verbindungsabschnitt so auslegen, daß er in einer Biege- oder Tordierrichtung
andere Kräfte
überträgt als in einer anderen Richtung.
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Wichtig sind auch die Merkmale von Anspruch 6, da dann die feste Einspannung
des Lenkers an beiden Enden dazu beiträgt, daß der Verbindungsabschnitt die auftretenden
Relativbewegungen gut kompensiert und zudem die notwendigen Kräfte einwandfrei überträgt
ohne auszuknicken.
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Wichtig ist auch das Merkmal von Anspruch 7, da auf diese Weise das
Widerstandsmoment des Verbindungsabschnittes in einer bestimmten Richtung, z.B.
zum Übertragen der Drehbewegungen, erhöht ist.
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Herstellungstechnisch und aus statischen Gründen ist auch die Ausführungsform
von Anspruch 8 wichtig. Der Lenker kann dabei aus einem flachen Kunststoffband gebildet
werden, in dem der Verbindungsbereich durch ausschneiden oder fräsen entsprechend
biegbar und ttrdierbar gestaltet wird.
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Eine weitere Ausführungsvariante erläutert Anspruch 9. Hierbei werden
in dem Kunststoffmaterial des Lenkers bewußt Scharniere vorgesehen, mit denen die
Relativbewegungen zwischen den Bahnauflageelementen und der Umfangsfläche des Axialsteuerringes
kompensiert werden, ohne daß der weitere Teil des Verbindungsabschrittes größeren
Belastungen ausgesetzt wird. Wiederum durch die feste Einspannung an beiden Enden
des Lenkers wird vermieden, daß der Lenker im Bereich der Scharniere ausknickt.
Die zueinander senkrecht stehenden Scharniere stabilisieren den Verbindungsabschnitt
ohnedies dank ihrer räurnlichen Zueinanderordnung.
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line besonders stabile Ausbildung ergibt sich gemäß Anspruch 10.
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Herstellungstechnisch ist eine Ausführungsform besonders zweckmäßig,
wie sie Anspruch 11 erläutert. In diesen Filmscharnieren kann eine Gefügeorientierung
oder Verdichtung im Kunststoff bewirkt sein, die die Dauerfestigkeit erhöht. Andererseits
wird bereits durch die Dickenverringerungen im Bereich der Filmscharniere die Daue
rfestigkeit
in diesen Bereichen, und zwar gegen Biegung, gesteigert.
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Ein weiterer, wichtiger Gedanke ist in Anspruch 12 enthalten. Diese
Armierung des Kunststoffes trägt ebenfalls zur Erhöhung der Dauerfestigkeit des
Lenkers bei.
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Schließlich ist auch eine Ausführungsform denkbar, wie sie aus Anspruch
13 hervorgeht. Auch eine Stahlfeder, ein Stahlstab oder Stahlrotlr mit den notwendigen
Einspannenden könnte bei entsprechender Formgebung diese Aufgabe lösen, obwohl bei
ihr die Gefahr eines korrosionsbedingten Schadens größer ist als bei einem Kunststoff-Lenke
r.
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Nachstehend werden anhand der Zcichnungen Ausführungsformen der $?rftndung
erläutert.
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Ls zeigen Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung einer Hälfte
einer Walze zum Führen und Ausbreiten einer Bahn, Fig. 2 ein Detail aus Fig. 1 in
einer Perspektivansicht, Fig. 3 eine Schnittansicht durch ein abgewandeltes Detail,
entsprechend einer Schnittansicht in der Ebene III-III von.
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Fig. 2, Fig. 4 eine Seitenansicht einer weiteren \usftihrungsforrn
eines Details und Fig. 5 eine Draufsicht auf die Ausführungsform von Fig. 4.
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Eine sog. Regelwalze 1 dient zum Ausbreiten und Führen einer laufenden
Warenbahn, d.h. die laufende und mit Längsfalten behaftete Bahn umschlingt zu einem
Teil die Kegelwalze 1 und wird dabei quer zur Bahnlaufrichtung unter weitgehender
Beseitigung der Falten auseinandergezogen und zusätzlich in eine bestimmte Sollaufrichturlg
gefüirt. Derartige Walzen werden sowohl für textile Bahnen als auch für Fließbahnen,
Folienbahnen oder E3allnen aus anderen
Materialien eingesetzt.
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Die Regelwalze 1 enthält einen zylindrischen, langgestreckten Walzengrundkörper
2, an dessen Stirnenden 3 Wellenstummel 4 angesetzt sind, die in angedeuteten Lagerstellen
5 drehbar gelagert und abgestützt sind. Der Walzengrundkörper 2 ist auf diese Weise
frei drehbar. Die Lagerstellen 5 befinden sich in einem Rahrçlen 6, dessen unterer
Rehmenholm 7 stationär festgelegt ist. Die nicht dargestellte Bahn läuft beispielsweise
in Höhe der Achse des Walzengrundkörpers 2 auf die Regelwalze 1 auf, umschlingt
diese annähernd über 1800 und läuft dann weiter.
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Verstrebungen 8 am Rahmen 6 dienen zum schwenkbaren Abstützen eines
Steuerringes 9, der über ein nicht dargestelltes Rollen- oder Wälzlager auf einer
Hülse 10 sitzt, die den Wellenstummel 4 mit Abstand umgibt. Die Hülse 10 ist mit
einem Hebel 11 verbunden, der eine vor der Zeichenebene liegende Schwenkachse 12
besitzt, die in einem im Rahmen 6 festgelegten Lager 13 verschwenkbar ist. Am unteren
Ende des Hebels 11 ist ein Anschlußteil 12a befestigt, das in Richtung eines Doppelpfeiles
13 hin- und herbewegt wird, und zwar durch einen nicht dargestellten Steuerantrieb.
Der Anschlußteil 12a kann zudem über eine Spurstange mit einem auch am anderen Ende
der Regelwalze 1 angeordneten Anschlußteil zu einer synchronen Bewegung gekoppelt
sein.
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Der Steuerring 9 hat einen in bezug auf den \Ialzengrundkörper 2 außenliegenden,
zylindrischen Umfangsbereich 14, sowie einen daran anschließenden und zum Walzengrundkörper
2 hin verlaufenden, kegelstumpfförmigen Umfangsbereich 15. Mit Spannschrauben 16
sind auf dem Umfangsbereich 14 eine Vielzahl von axial verlaufenden Lenker 17 befestigt,
die mit ihren anderen Enden durch Spannschrauben 18 mit Befestigungsstellen 19 verspannt
sind, die an den Unterseiten einer Vielzahl von den eigentlichen Walzenmantel bildenden
Bahnauflageelementen 20 festgeschweißt sind.
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Die Bahnauflageelemente 20 liegen in Urnfangsrichtung mit geringen
Zwischenabständen nebeneinander und sind langer, als der Valzengrundkörper.
Sie
erstrecken sich in der dargestellten Grundstellung der Regelwalze- 1 bis annähernd
auf die Höhe der Schwenkachse 12 des Steuerringes 9.
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Der Querschnitt 35 der Bahnauflageelemente 20 ist annähernd C-förmig,
wie im oberen Teil der Zeichnung herausgedreht dargestellt ist. Von einem im wesentlichen
ebenen Querstück 36 erstrecken sich über Rundungen zwei konvergierende Seitenschenkel
37 nach unten, die in einwärts ragende Randf.ansche 38 übergeführt sind. Die Endkanten
der Randflansche 38 stehen sich mit einem beträchtlichen Zwischenabstand gegenüber.
Der Befestigungsteil 19 überbrückt diesen Abstand zwischen den Randflanschen 38
und ist an diesem festgeschweißt.
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Auf dem Walzengrundkörper 2 sind mit axialem Zwischenabstand mindestens
zwei Tragkörper 21 drehbar festgelegt, die als einstückige Kunststoff-Ringscheiben
22 ausgebildet sind. Im Querschnitt betrachtet weist jede Ringscheibe 22 einen äußeren
Ring 23 auf, der Längsführungen 39 für die Randflansche 38 und ggfs. auch für die
Seitenschenkel 37 enthält. Diese Längsführungen 39 sind zweckmäßigewisse eingeformte
Schlitze. An den Ring 23 schließt sich eine Querschnittsverjüngung 24 an, die in
einen innenliegenden Nabenring 25 übergeführt wird, dessen Innenbohrung 26 größer
ist, als der A lßendurchmesser des Walzengrundkörpers 2. In etwa in VerlängerunsT
des Nabenringes 25 sind an die Ringscheibe 22 an beiden Stirnseiten ringförmige
Nabenteile 27 und 28 angeformt, die in Umfangsrichtung verteilt mehrere axial verlaufende
Schlitze 29 aufweisen, so daß die Nabenteile 27, 28 radial verformbar sind. In unverformten
Zustand (nicht dargestellt) haben die Nabenteile 27 und 28 im wesentlichen den gleichen
Innendurchmesser wie der Nabenring 25.
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Außen auf den Nabenteilen 27 und 28 sind Spannringe 30 aufgelegt,
die durch Spannschrauben 31 so zusammengezogen werden, daß sie unter Verengen der
Schlitze 29 die Nabenteile 27 und 28 fest auf
den Außenumfang des
Walzengrundkörpers 2 pressen und auf diese Weise den Tragkörper 21 umdrehbar festlegen.
Außen an den Nabenteilen 27 und 28 angeformte Schultern 32 sichern die Spannringe
30 gegen ein seitliches Abrutschen. In den Querschnittseinschnürungen 24 können
auch Durchbrüche 33 ausgebildet sein. Ferner ist es zweckmäßig, zusätzlich zu der
kraftschlüssigen Sicherung des Tragkörpers 21 auf den Walzengrundkörper 2 auch eine
formschlüssige Sicherung 34 vorzusehen, die durch eine eingeschraubte Madenschraube
oder einen Sicherungsstift gebildet sein kann.
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Bei der Montage der Tragkörper 21 werden diese einfach auf dem Walzengrundkörper
2 aufgeschoben und dann in einer vorbestimmten axialen Position durch Anziehen der
Spannschrauben 31 über die Spannbänder 30 lagegesichert. Durch diese einfache und
trotzdem exakte Befestigung, lassen sich die Tragkörper 21 in ihrer Anzahl auf dem
Walzengrundkörper 2 nachträglich ergänzen oder reduzieren und auch ortsverändern.
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Die Regelwalze arbeitet wie folgt: Über den Anschlußteil 12a wird
der Steuerring 9 schräg angestellt.
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Die Lenker 17 übertragen diese Schrägstellung des Steuerringes 9 auf
die Bahnauflageeleinente 20, indem sie zur Seite gezogen oder geschoben werden.
Mit der Schrägstellung des Steuerringes 9 wird nun bewirkt, daß die Bahnauflageelemente
20 in bezug auf den Walzengrundkörper 2 unterschiedlich weit axial verschoben stehen.
Wenn nun auf der Regelwalze 1 eine Bahn läuft, so wird über die Umschlingungskraft
die Regelwalze 1 mit einer Ulnfangsgeschwindigkeit gedreht, die der Bahnlaufgeschwindigkeit
in etwa entspricht. Diese Drehbewegung wird über die Tragkörper 21 sowohl auf den
Walzengrundkörper 2 als auch über die Lenker 17 auf den Steuerring 9 übertragen,
der ja relativ zur Hülse 10 frei drehbar ist. Dies bedeutet, daß bei einer 360"
Drehung der Regelwalze 1 jedes Bahnauflageelement 20 allmählich eine gewisse Strecke
in Fig. 1 nach rechts und darauffolgend wieder eine gewisse Strecke nach links verschoben
wird.
Der Bereich, in dem die Bahn auf die Regelwalze 1 aufzulaufen beginnt und der Bereich,
in dem die Bahn die Regelwalze 1 wieder verläßt, werden derart auf die Schrägstellung
des Steuerringes 9 abgestimmt, daß sich zwischen diesen Bereichen alle mit dem Steuerring
9 gekoppelten Bahnauflageelemente in einer Richtung ~relativ zum Walzengrundkörper
axial verschieben, in welcher Bewegungsrichtung das Ausbreiten und gleichzeitige
lühren der Bahn bewirkt wird. Das Ausmai3 der Längsbewegung der Bahnauflageelernente
20 kann durch die Schrägstellung des Steuerringes 9 eingestellt werden.
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Infolge der taumelnden Bewegung, die beispielsweise die Spannschraube
16 mit dem Steuerring 9 ausführt, bedingt durch die Schrägstellung des Steuerringes
9, und auch infolge der unterschiedlichen axialen Lagen des hervorgehobenen Bahnauflageelementes
20 in Fig.
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1 , wird der Lenker 17 bei jeder Umdrehung der Regelwalze 1 verschiedenen
Belastungen und Bewegungen ausgesetzt, so daß hier eine starre Verbindung nicht
möglich ist. Es tritt eine schwierig beherrschbare Kinematik auf, die bisher zu
einem starken Verschleiß der in diesen Bereich angeordneten Gelenke führte.
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Der Lenker 17 ist deshalb als beidseitig fest eingespannter Träger
ausgebildet, der sich nur an dem Befestigungsteil 19 einerseits und an dem Umfangsabschnitt
14 andererseits fest abstützt, während er dazwischen gebogen und tordiert wird.
Dabei überträgt er gleichzeitig die Drehbewegung, die von der laufenden Bahn den
Bahnauflageelementen 20 aufgezwungen wird, auf den schräg laufenden Steuerring 9.
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Eine erste Ausführungsform des Lenkers 17 ist in einer perspektivischen
Ansicht aus Fig. 2 im Detail erkennbar. Er ist als Kunststofffeder gestaltet und
besitzt an beiden freien Enden stabile Spannteile 40, 41 von plattenförmiger Gestalt.
Die Spannteile 40, 41 enthalten Bohrungen 42 für die Spannschrauben 16, 18. Die
Spannteile 40, 41 sind durch einen Verbindungsabschnitt 43 miteinander verbunden,
der
bei dieser Ausführungsform von zwei im Querschnitt vierkantigen Stäben 44 gebildet
wird, die zueinander parallel mit einem Zwischenabstand 45 verlaufen. Der Verbindungsabschnitt
43 ist schmaler als die Spannteile 41. Der Verbindungsabschnitt 42 ist in begrenztem
Maß biegbar und tordierbar Gleichzeitig ist er infolge der beidendig festen Einspannung
jedoch in der Lage, Zug-und Druckkräfte ohne auszuknicken zu übertragen, welche
Kräfte für die Bewegung der Bahnauflageelemente 20 erforderlich sind. Infolge der
aus Fig. 1 erkennbaren Anordnung des Lenkers vermag der Verbindungsabschnitt 43
auch die annähernd tangential zum Walzenmantel gerichtete IJmfangskraft zu übertragen,
mit der der Steuerring 9 synchron mit der Walze gedreht wird.
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Die Dauerfestigkeit insbesondere im Verbindungsabschnitt 43 kann dann
noch gesteigert werden, wenn - wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 - der Querschnitt
der Stäbe 44' kreisförmig oder oval ausgebildet ist. Die Breite des Zwischenabstandes
45 zwischen den Stäben 44' entspricht annähernd dem Stabdurchmesser d, der geringer
ist als die Plattendicke D im Bereich der Spannteile 40, 41.
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Die Stäbe 44' könnten auch mit einem elliptischen Querschnitt ausgebildet
werden, wobei die längere Ellipsenachse dann annähernd parallel zur Ebene der Spannteile
41 lage.
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In Fig. 3 ist auch angedeutet, daß der Kunststoff, aus dem der Lenker
17 besteht, armiert sein kann, z.B. durch eingelegte Glasfasern 46 cder ähnliche,
zugfeste Fasern, Federn oder Drähte.
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Aus den Fig. 4 und 5 ist in zwei Ansichten eine weitere Ausführungsform
eines Lenkers 17 erkennbar, der ein Kunststoffformteil ist und wiederum zwei Spannteile
47, 48 von plattenförmiger Gestalt mit Bohrungen 49 für die Spannschrauben aufweist.
Der Verbindungsabschnitt 43' zwischen den Spannteilen 47 und 48 ist mit dem Spannteil
47 über ein Scharnier 50 verbunden, das parallel zum Spannteil 47 und senkrecht
zur Längsrichtung des Lenkers verläuft. Mit dem Spannteil 48 ist der Verbindungsabschnitt
43 über ein weiteres
Scharnier 51 verbunden, das ebenfalls parallel
zum Spannteil 48 und senkrecht zur Längsrichtung des Lenkers verläuft. Ein erster,
kurzer Teil 52 des Verbindungsabschnittes 43' verbindet das Scharnier 51 mit einem
dazu senkrecht und ebenfalls senkrecht zur Längsrichtung des Lenkers stehenden dritten
Scharnier 53. Zwischen dem Scharnier 53 und dem Scharnier 50 erstreckt sich ein
in den beiden Ansichten gemäß den Fig. 4 und 5 dreieckiger und im Querschnitt kreuzförmiger
Teil 54. Die Scharniere 51 50, 53 sind annähernd gleich lang, wie die Spannteile
48 breit sind.
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Die gezeigten Lenker 17 können entweder Formteile aus einem Kunststoff
sein oder auch aus Kunststoffplatten durch Ausschneiden (Fig.
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2) hergestellt werden. Obwohl in den Fig. 2 und 3 nur jeweils zwei
Stäbe gezeigt sind, könnte auch eine größere Anzahl solcher Stäbe vorgesehen sein,
die ggfs. sogar dann in einer räumlichen Zueinanderordnung stehen. Denkbar ist ferner,
den Lenker 17 aus einer Stahlblattfeder mit festen Einspannteilen zu bilden.
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Der mit dem Bahnauflageelement zu verbindende Spannteil des Lenkers
könnte in seiner Form auch so gestaltet sein, daß der Befestigungsteil 19 wegfällt
und der Spannteil direkt mit einem Formschluß in das Profil des Bahnauflageelementes
20 eingreift und an diesem unmittelbar befestigt wird. Beispielsweise könnte der
Spannteil gabelförmig ausgebildet werden.