HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Diese Erfindung betrifft eine Zuführung durch Rollen bzw.
Rollenzuführvorrichtung, worin ein bahnartiges Material
zwischen einer Hauptrolle und einer Nebenrolle gehalten wird
und von diesen zugeführt wird.
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Beispielsweise wird in einer Schneidemaschine zum
Zuschneiden eines Materials auf eine vorbestimmte Länge oder in
einer Preßmaschine, die in einem Fabrik-Automatisierungssystem
verwendet wird, ein bahnartiges Material intermittierend
durch eine Rollenzurührvorrichtung von einer Rolle aus ein
solchen Material zugeführt, und das derart zugeführte
bahnartige Material wird jedesmal dann geschnitten oder gepreßt,
wenn die Rollenzuführvorrichtung die Zuführung des Materia
unterbricht.
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Im allgemeinen umfaßt eine solche herkömmliche
Rollenzuführvorrichtung einen Elektromotor als eine Antriebsquelle, und
die Drehung des Motors wird auf die Hauptrolle der
Rollenzuführvorrichtung über kraftübertragende Zwischenelemente
übertragen, wie etwa einen Riemen, Zahräder, Gelenke usw..
Die Rollenzuführvorrichtung weist die Hauptrolle und eine
Nebenrolle auf, die in gegenüberliegender Zuordnung zur
Hauptrolle angeordnet ist, und ein Spalt zwischen der
Hauptrolle und der Nebenrolle wird entsprechend der Dicke des
bahnartigen Materials eingestellt, das zwischen diesen
zugeführt werden soll, und wird so bestimmt, daß die Hauptrolle
und die Nebenrolle leicht gegen das bahnartige Material an
gedrückt werden. Bei diesem Aufbau wird die Hauptrolle zur
Drehung angetrieben, und das bahnartige Material wird so
zwischen die Hauptrolle und die Nebenrolle eingeführt, daß
das bahnartige Material durch die Reibung zwischen der
Hauptrolle und dem bahnartigen Material zugeführt wird. Zu
diesem Zeitpunkt wird die Nebenrolle in Abhängigkeit von der
Bewegung des bahnartigen Materials gedreht.
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Bei einer solchen herkömmlichen Rollenzuführvorrichtung, wie
sie beispielsweise in der US-A-3 977 589 gezeigt ist, die
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entspricht, treten, weil die
Drehung des Motors auf die Hauptrolle über kraftübertragende
Zwischenelemente, wie einen Riemen, Zahnräder, Gelenke usw.,
übertragen wird, ein Rattern, Totgänge, Schwingungen usw. in
den kraftübertragenden Zwischenelementen auf. Dies hat zu
dem Problem geführt, daß die Gleichförmigkeit der
Zuführgeschwindigkeit und die Positionierungsgenauigkeit oder
-präzision nicht in befriedigender Weise erreicht werden kann.
Ein anderes Problem ist jenes, daß die Vorrichtung dazu
neigt, wegen der kraftübertragenden Zwischenelemente sperrig
zu werden.
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Es ist deshalb ein Ziel dieser Erfindung, eine
Rollenzuführvorrichtung vorzusehen, die in hohem Maße präzise ist und
einen kompakten Aufbau aufweist. Dieses Problem wird durch
die Merkmalskombination des Anspruchs gelöst.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie in Anspruch 1
umrissen, benutzt die Rollenzuführvorrichtung eine Hauptrolle,
die einen ringförmigen Stator aufweist, der am Montagerahmen
befestigt ist, sowie einen ringförmigen Läufer, der drehbar
am Außenumfang des ringförmigen Stators angebracht ist,
wobei der ringförmige Stator und der ringförmige Läufer
miteinander zusammenwirken, um einen Direktantriebsmotor zu
bilden.
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Wenn die Hauptrolle, die den Direktantriebsmotor bildet,
erregt wird, dann wird der ringförmige Läufer durch eine
magnetische, anziehende Kraft gedreht, die zwischen dem
ringförmigen Stator und dem ringförmigen Läufer erzeugt wird,
der rund um diesen herum vorgesehen ist. Der
Direktantriebsmotor kann ein Schrittmotor sein; in diesem Fall sind
Erregerspulen jeweils auf erste Zähne gewickelt, die am
Außenumfang des ringförmigen Stators ausgebildet sind, und zweite
Zähne sind am Innenumfang des ringförmigen Läufers
ausgebildet. Die Erregerspulen werden in einer Reihenfolge erregt,
um in der Folge die ersten Zähne so zu magnetisieren, daß
jeder zweite Zahn, der einem magnetisierten der ersten Zähne
nächstgelegen ist, durch diesen magnetisierten ersten Zahn
angezogen wird und hierdurch den ringförmigen Läufer der
Hauptrolle dreht. Das bahnartige Material wird zwischen dem
sich drehenden ringförmigen Läufer der Hauptrolle und der
ringförmigen Rolle der Nebenrolle hindurchgeführt, um
zugeführt zu werden.
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Während eine Antriebsrolle, die einen elektrischen
Antriebsstator umfaßt, der einen äußeren Rollenabschnitt als
Motorläufer benutzt, in der DE-B-1 192 584 schon offenbart wurde,
geschieht dies in Verbindung mit dem Antrieb eines Riemens,
wo die Motorausbildung zur Benutzung in der Umgebung der
vorliegenden Erfindung außerstande ist, von der speziell
gefordert wird, daß sie eine genaue, festgelegte Verschiebung
desw Bahnmaterials vor einer Schneidetätigkeit oder
dergleichen ergeben muß.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Fig. 1 ist ein Querschnitt einer Rollenzuführvorrichtung
gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
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Fig. 2 ist die Seitenansicht der Rollenzuführvorrichtung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
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Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben.
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Eine Rollenzuführvorrichtung 1, die in Fig. 1 und 2 gezeigt
ist, weist einen Montagerahmen 2 mit L-förmigem Querschnitt,
eine Hauptrolle 3, die an der Innenoberfläche des
Montagerahmens 2 angebracht ist, und eine Nebenrolle 4 auf, die an
der Innenoberfläche des Montagerahmens 2 angebracht ist und
in vertikal gegenüberliegender Zuordnung zur Hauptrolle 3
angeordnet ist. Die Drehachsen 3A und 4A der Hauptrolle 3
und der Nebenrolle 4 stehen zueinander parallel.
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Die Hauptrolle 3 weist eine Basis 7 auf, die fest am
Montagerahmen 3 mittels Schrauben 5 und 6 angebracht ist, einen
ringförmigen Stator 10, der an der Basis 7 mit den Schrauben
8 und 9 fest angebracht ist, einen ringförmigen Läufer 12,
der drehbar am Außenumfang des ringförmigen Stators 10 über
ein Lager 11 angebracht ist, und ein ringförmiges Abdeckteil
13, das fest am Außenumfang des ringförmigen Läufers 12
angebracht ist. Der ringförmige Stator 10 und der ringförmige
Läufer 12 wirken miteinander zusammen, um einen
Direktantriebsmotor zu bilden, wie später noch eingehender
beschrieben wird. Die Basis 7 kann integriert mit dem ringförmigen
Stator 10 ausgebildet sein. Das ringförmige Abdeckteil 13
kann in Abhängigkeit von Art und Eigenschaften eines
bahnartigen Materials 38, das zugeführt werden soll weggelassen
werden.
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Eine Vielzahl von Zähnen 14 ist an der Außenumfangsfläche
des ringförmigen Stators 10 in gleichmäßigen Abständen
ausgebildet, und eine Erregerspule (nicht gezeigt) ist auf
jeden der Zähne 14 aufgewickelt. Zähne 15 sind mit gleichen
Abständen an der Innenumfangsfläche des ringförmigen Läufers
12 ausgebildet, die in gegenüberliegender Zuordnung zu den
Zähnen 14 angeordnet sind. Die Anzahl der Zähne 15 ist
kleiner als die Anzahl der Zähne 14. Ein Antriebsschaltung 16
ist mit der Erregerspule des Stators 10 so verbunden, daß
diese Spulen in vorbestimmter Reihenfolge aufeinanderfolgend
erregt werden. Die Antriebsschaltung 16 ist mit einer
Steuerschaltung 17 zum Steuern der Drehzahl, der Drehrichtung
und des Drehwinkels des Motors verbunden und ist auch mit
einer Gleichstromquelle 18 verbunden. Das Lager 11 dient
dazu, den Läufer 12 zu veranlassen, sich glatt gegenüber dem
Stator 10 zu drehen, und dient auch dazu, den Spalt zwischen
den Zähnen 15 des Läufers 12 und den Zähnen 14 des Stators
10 genau und so klein wie möglich aufrechtzuerhalten. Auf
der einen Seite ist das Lager 11 von Anschlagringen 19 und
20 abgestützt, die am Außenumfang des Stators 10 bzw. am
Innenumfang des Läufers 12 angebracht sind, und auf der
anderen Seite ist das Lager 11 von einer Anschlagplatte 23
abgestützt, die fest am inneren Ende des Läufers 12 mittels
Schrauben 21 und 22 befestigt ist. Der Läufer 12 hat die
Form eines Zylinders mit einem geschlossenen Boden und einem
mittleren Wellenabschnitt 25, der sich axial zum Zylinder
erstreckt, und eine Bohrung 24 erstreckt sich axial durch
den Wellenabschnitt 25. Das ringförmige Abdeckteil 13 ist
aus einem geeigneten Material hergestellt, um eine geeignete
Reibungskraft bezüglich des bahnartigen Materials 38 zu
liefern, das zugeführt werden soll.
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Die Nebenrolle 4 weist eine Trageachse 28 auf, die fest am
Montagerahmen 2 mittels Schrauben 26 und 27 angebracht ist,
und eine ringförmige Rolle 31, die drehbar am Außenumfang
der Trageachse 28 über zwei Lager 29 und 30 angebracht ist.
Das Lager 29 ist von einem Absatzabschnitt 32 der Trageachse
28 und einem Absatzabschnitt 33 der ringförmigen Rolle 31
abgestützt, und das andere Lager 30 ist von einem
Absatzabschnitt 34 der ringförmigen Rolle 31 und einer Absatzplatte
37 abgestützt, die fest am Außenende der Trageachse 28
mittels Schrauben 35 und 36 befestigt ist.
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Die Wirkungsweise der Rollenzuführvorrichtung wird nun
beschrieben. Elektrischer Strom wird dem ringförmigen Stator
10 der Hauptrolle 3 durch die obenerwähnten Erregerspulen
(nicht gezeigt) zugeführt, die am Stator 10 vorgesehen sind.
Der elektrische Strom wird von einer Erregerspule auf eine
andere in der Reihenfolge umgeschaltet, die von der
Antriebsschaltung 16 festgelegt ist, so daß die Erregerspulen
aufeinanderfolgend in der Reihenfolge der Anordnung der
Spulen erregt werden. Deshalb werden die Zähne 14, an denen die
Erregerspulen aufgewickelt sind, jeweils in einer Folge
magnetisiert. Der Zahn 15 des Läufers 12, der dem
magnetisierten Zahn 14 nächstgelegen ist, wird zu diesem magnetisierten
Zahn 14 so hingezogen, daß der Läufer 12 bewegt wird. Wenn
deshalb das bahnartige Material 38 zwischen der rotierenden
Hauptrolle 3 und Nebenrolle 4 eingeführt wird, dann wird das
bahnartige Material 38 durch die Reibung zwischen dem
bahnartigen Material 38 und dem ringförmigen Abdeckteil 13 rund
um die Hauptrolle 3 zugeführt, und zu diesem Zeitpunkt wird
auch die Nebenrolle 4 in Abhängikeit von der Bewegung des
bahnartigen Materials 38 gedreht.
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In der obigen Ausführungsform kann, obwohl der Schrittmotor,
der dem Typ nach eine variable Reluktanz aufweist, als
Direktantriebsmotor verwendet wird, auch irgendein anderer
geeigneter Motor verwendet werden, wie etwa ein Hybrid-
Schrittmotor, der einen Läufer aufweist, der aus einem
Permanentmagneten hergestellt ist und Zähne aufweist, sowie ein
bürstenloser Gleichstrommotor. Unter diesen
Direktantriebsmotoren sind jene, die einen Außenläufer aufweisen, der aus
einem Permanentmagneten hergestellt ist, nicht geeignet zum
Zuführen eines bahnartigen Materials, das magnetische
Eigenschaften aufweist. Selbst in diesem Fall kann jedoch das
Zuführen eines solchen bahnartigen Materials dadurch
durchgeführt werden, daß man den Außenumfang des Läufers mit einem
ringförmigen Abdeckteil aus nichtmagnetischem Material
abdeckt, um eine magnetische Abschirmung herzustellen.
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Obwohl die vorliegende Erfindung im einzelnen unter
Bezugnahme auf die dargestellte Ausführungsform beschrieben
wurde, können verschiedenartige Techniken, die auch bei
herkömmlichen Rollenzuführvorrichtungen angewandt werden,
verwendet werden. Beispielsweise kann die Nebenrolle zur
Hauptrolle hin und von dieser weg beweglich sein, in welchem Fall
die Nebenrolle federnd in Berührung mit der Hauptrolle
gedrückt wird.
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Wie oben beschrieben, liegt bei der Rollenzuführvorrichtung
der vorliegenden Erfindung die Hauptrolle in Form eines
Außenläufer-Direktantriebsmotors vor. Deshalb ist die
Rollenzuführvorrichtung der vorliegenden Erfindung frei vom
Rattern und von den Totgängen, die einer herkömmlichen
Vorrichtung innewohnen, ist in hohem Grade präzise und kann
einen kompakten Aufbau aufweisen.