DE7516609U

DE7516609U - Bandrolle

Info

Publication number: DE7516609U
Application number: DE1973@@7516609U
Authority: DE
Original assignee: Garlock Inc
Current assignee: Garlock Inc
Priority date: 1972-02-08
Filing date: 1973-01-24
Publication date: 1975-10-09
Also published as: DE2303292A1; FR2171778A5; JPS4891452A; JPS563311B2; GB1390293A; IT977221B; US3893636A; CA986486A

Description

DIPL-INQ. HORST RÖS? DIPL-ING. PETER KOSEL PATENTANWXLTE

3353 Bm! OwKtoralMini, 23. Mai 1975 Postfach 129 HohtnhAton 5 Telefon: (05382) 2(42

Telegramm-Adreste: Siedpatent edgeodereelni Unsere Akten-Nr. 2 620/5a

Garlcck Ine,

Eintragungsgesuch vom 23. Mai 1975

Garlock Inc.
Division Street
Palmyra. N,Y.. V.St.A.

Bandrolle

Die Erfindung betrifft eine Bandrolle, insbesondere eine Bandrolle mit großem axialem Trägheitsmoment und insbesondere für eine zum Bewickeln eines Werkstücks mit Band dienende Vorrichtung* Das Material auf solchen Bandrollen, meist Polytetrafluoräthylen, wird z.B. zum Bewickeln der Gewinde von Fittings verwendet.

Aus der US-PS 3 320 342 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der das Band direkt von einer Bandrolle abgezogen wird« Ein solches Vorgehen ist aber insbesondere dann unbefriedigend, wenn es darum geht, Band von einer großen Rolle, beispielsweise mit einer Bandlänge von 300 m, zu entnehmen, weil die Nachgiebigkeit des Bandes, die Lagerreibung und das axiale Trägheitsmoment der Bandrolle zu groß sind, als daß die dadurch verursachten Kräfte von einer Antriebswalze überwunden werden könnten« ohne daß das Bandmaterial zu sehr gedehnt wird, so daß beim Schneiden das Schnittende sich zu weit zurückzieht und ein weiterer ordnungsgemäßer Transport des Bandes nicht mehr gegeben ist bzw. das Bandmaterial dauerhaft verformc wird.

Bankkonto: Norddeutsche Landasbank. Filiale Bad Gi. Kto.-Nr. 22.118.970 - Postscheckkonto: Hannover 66715 Ra/Hü.'

7516603 09.10.75

Eine Aufgabe der Erfindung wird deshalb darin gesehen,
eine Bandrolle au chaffen, bei der diese Nachteile
mindestens weitgehend vermieden werden·

Erfindungsgemäß wird dies bei einer eingangs genannten Bandrolle dadurch erreicht, daß mit dem Rollenkern
der Bandrolle Turbinenflügel fest verbunden sind, welche
zum Zusammenwirken cit einen Düsenglied der Vorrichtung
ausgebildet sind, um im Betrieb eine Einleitung der Rollendrehung durch Leiten eines Gasstrahls auf die Turbinenflügel zu ermöglichene Man ermöglichst so das Einwirken
einer pneumatischen Hilfskraft auf die Bandrolle, und zwar
in sehr einfacher Weise, so daß das Bandmaterial nicht
mehr überdehnt wird und der Bandtransport sicher funktioniert.

Mit Vorteil kann man dabei ferner so vorgehen, daß
der Kern wenigstens teilweise hohl ist und ein pneumatisches Gegendruckturbinenrad hat, welches einstückig mit
dem Kern ausgebildet ist. Der Kern bildet dadurch im
Betrieb einen integralen Bestandteil einer zweiten Bandfördereinrichtung, die die Einleitung der Drehung der , Bandrolle sicherstellt. Diese zweite Fördereinrichtung \ enthält also eine pneumatische Gegendruckturbine zum Drehen | der Bandwalze, wobei der Bandwalzenkern für diesen Zweck ^! ein Turbinenrad avfweist. Der Bandkern bildet also, wenn ; er in die entsprechende Vorrichtung eingesetzt wird, i automatisch und ohne weitere Eiüstellmaßnahmen einen Be- ! standteil der zweiten Bandfördereinrichtung, so daß ein i gesonderter Hilfsmotor, Getriebe etc. entfallen können und i man eine sehr einfache und betriebssichere Anordnung ; erhält» !

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung
erläuterte Es zeigt j

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Bandwickelvorrichtung ; mit einer erfindungsgsjiäßen Bandrolle, \

7516609 09.10.75

Pig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fxg. 3 eine teilweise mit Ausblendi .igen versehen«, rückseitige Ansicht der Vorrichtung nach FIg₀ 1 oh-e den Deckel 20,

Fig. 4 eine teilweise im Schnitt dargestellte Ansicht der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 5» 6 und 7 Ansichten des luftdüsenrohres 80; dabei stellt Fig. 5 eine Vorderansicht, Fig„ 6 eine Querschuittsansi^ht und Fig. 7 eine rückseitige Ansicht dar, und

Fig. 8 und 9 vergrößerte Darstellungen einer erfindimgsgemäßen Bandrolle 48, wobei Figo 8 eine rückseitige Draufsicht und Figo 9 eine seitliche Querschnittsansicht zeigt»

Unter Bezugnahme auf Fig, 1 und 2 werden die wesentlichen Merkmale einer pneumatisch betriebenen Bandaufwickelmaschine 10 beschrieben. Diese weist eine Bandrolle 12, beispielsweise für 300 m Band auf, um ein 'Werkstück, beispielsweise Schraubenköpfe oder Verbundstücke (Fittings H)

7516809 09.10.75

-ν-

zu umwickeln. Die Maschine 10 enthält eine Basisplatte 16, eine vordere Befestigungsplatte 18, einen Gehäusedeckel 20 und einen Handgriff 22.

Gemäß Fig. 1 und 2 weist die Maschine IO die folgenden Teile auf: I - einen Halter 30 für ein Werkstück (Fitting 14); II - Führungsfinger 32, um das Band 33 in den festen Eingriff zwischen dem Verbundstück 14 und einer Antriebswalze 23 zu bringen; III - eine Bandreserveeinrichtung 36, um einen Bandvorrat mit relativ niedrigem Bandförderwiderstand im Vergleich zu demjenigen der Bandwalze 12 bereit zu stellen, so daß das Band leicht und schnell durch eine Antriebswalze bei Bedarf direkt dem Verbundstück 14 zugeführt werden kann; IV - eine erste Bandfördereinrichtung (mit der Antriebswalze 34}, um das Band von der Bandfördereinrichtung 36 dem Verbundstück 14 zuzuführen und V - eine zweite Bandfördereinrichtung, um das Band von der Walze 12 der Bandfördereinrichtung 36 zuzuführen. Die zweite Bandfördereinrichtung weist eine pneumatische ("air-assist") Gegendruckturbine gemäß Fig. 2 und ein erstes Trägheitselement (mit einem Kolben 52) in der Bandreserveeinrichtung 36 auf.

Bevor die vorgenannten Teile oder Baugruppen im einzelnen beschrieben werden, wird nun kurz erläutert, wie das Band durch die Maschine 10 gezogen wird. Die Bandwalze 12 ist auf einer Spindel 47 angeordnet, und das Band 33 wird durch ein trichterförmiges Führungselement 37 in und aus der Bandreserveeinrichtung 36 um drei Bandwalzen 38, 39 und 40 herum und dann zu den Führungsfingern 32 gezogen. Nachdem das Verbundstück 14 an Ort und Stelle eingesetzt und ein Startventil 46 gedrückt worden ist, drücken die Führungsfinger das Band 33 zwischen das Verbundstück 14 und die Antriebswalze 34. Die Antriebswalze 34 zieht dann das Band aus der Bandreserveeinrichtung 36 heraus und wickeH: es auf das

7516609 09.10.75

Verbundstück 14 auf, während die zweite Bandfördereinrichtung das Band von der Bandwalze 12 zu der Bandreserveeinrichtung 36 bewegt, um diese für den Wickelvorgang beim nachfolgenden Verbundstück nachzufüllen.

Im folgenden werden die einzelnen Baugruppen erläutert. I Der Werkstückhalter 30

Gemäß Fig. 1, 3 und 4 weist der Werkstückhalter 30 im wesentlichen ein Paar drehbarer Walzen 350 und 35 2 auf, die drehbar auf einer Schwenkplatte 35 4 angeordnet sind, welche mit der vorderen Befestigungsplatte 18 mittels eines Lagerzapfens 356 verbunden ist. Eine Welle 358 ist mit der Schwenkplatte 354 verbunden und erstreckt sich von der Rückseite der Schwenkplatte 354 durch einen vertikalen Schlitz 360 in der Befestigungsplatte 18 bis zu einer Stelle über einem Kolben 362 eines Federkastens 364 mit einer Druckfeder 366, um den Kolben 362 nach oben vorzuspannen. Eine Niederhaltestange 368 ist auf einer Schlittenanordnung 204 mit dem Kolben 362 fluchtend und über der Welle 358 angeordnet. Wenn die Kolbenstange 202 sich gemäß Fig. 3 in der unteren Stellung befindet, drückt die Niederhaltestange 368 die Welle 358 nach unten und dreht damit die Schwenkplatte 354 im Uhrzeigersinn gemäß Fig. 1, um einen ausreichenden Zwischenraum zwischen der Antriebswalze 14 und den Walzen 350 und 352 vortusehen, so daß ein Verbundstück oder Fitting 14 leicht auf den Walzen 350 und ausgerichtet werden kann. Wenn das Startventil 46 gedrückt wird, hebt sich die Kolbenstange 202 mit der Niederhaltestange 368 und läßt den Kolben 362 die Welle 358 aufwärts drücken, so daß die Schwenkplatte 354 im Gegenuhrzeigersinn (gemäß Fig. 1 betrachtet) gedreht und dadurch das Verbundstück l<t antriebsmäßig in Eingriff mit der Antriebswalze 34

7516609 09.10.75

gebracht wird. In ähnlicher Weise wird die Schwenkplatte abgesenkt und ein leichtes Entfernen des umwickelten Verbundstückes 14 ermöglicht, nachdem der Wickelvorgang abgeschlossen ist. Ein einstellbarer Anschlag 370 ist auf der Platte 18 über der Schwenkplatte 354 angeordnet. Die Schwenkplatte 354 ist in Fig, 1 in ihrer oberen oder geschlossenen Position dargestellt, um ein Verbundstück 14 zu halten und zu umwickeln.

II Die Führungsfinger 32

Gemäß Fig. 1, 3 und 4 weist die Anordnung mit den Führungsfingern 32 einen Bandförderblock 250 mit einer Nut 252 in seiner Oberfläche auf, durch welche das Band 33 auf seinem Weg zu dem Verbunc'stück 14 gelangt. Ein Führungsfinger 104 kann sich gleitfähig in der Nut 252 hin und her bewegen und einen geriffelten Boden haben, um das Band 33 in festen Eingriff zwischen dem Verbundstück 14 und der rotierenden A-itriebswalze 34 zu bringen. Die Antriebswalze 34 übernimmt dann das Zuführen des Bandes 33 zum Verbundstück 14 und der Finger 104 gleitet über das Band 33 und zurück nach links (gemäß Fig. 1), um das Fördern des Bandes zu dem nächsten einzuwickelnden Verbundstück vorzubereiten.

Zusätzlich zu der vorbeschriebenen Anordnung ist eine Spuleneinrichtung 320 gemäß Fig. 1 vorgesehen, wie sie In der amerikanischen Patentanmeldung Serial No. 129 472 vom 3o. März 1971 beschrieben ist, deren Inhalt hierdurch mit einbezogen wird.

Die Spuleneinrichtung 320 weist einen Träger 322 und eine Führungsrolle 324 auf, die drehbar auf dem Träger 322 gelagert ist. Die Spuleneinrichtung 320 ist starr mit einer

7516609 09.iii.75

Welle oder einem Zapfen 326 -/erbunden und der Finger 1' ■'■. ist drehbar mit einem Zapfen 222 verbunden. Die Zap fr:· λ 326 und 222 erstrecken sich durch einen Schlitz 224 i:. der Platte 18 und sind starr mit einem Gleitarm 218 gemäß Fig. 3 verbunden. Eine kleine Druckfeder 328 ist zwischen dem Träger 322 und äeir Finger 104 angeordnet, um den Finger 104, in Fig. 1 betrachtet, um den Drehzapfen 222 im Uhrzeigersinn und in Kontakt mit Band 32 in der Nut 252 vorzuspannen.

Wenn der Finger 104 sich, gemäß Fig. 1 befrachtet, nach rechts bewegt, um das Band 3 3 dem Verbundstück 14 zuzuführen, gibt die gleichzeitige nach rechts gerichtete Bewegung der Spuleneinrichtung 320 die Spannung auf dem Band 33 frei, so daß der Finger 104 beim Fördern des Bandes 33 zu dem Verbundstück 14 unterstützt wird, ohne daß irgendwelches Bandmaterial von der Bandreserveeinrichtung 3 6 zurückgezogen werden müßte.

Nachdem das Band 33 dem Verbundstück 14 durch den Finger 104 zugeführt worden ist, gleitet der Finger nach links (gemäß Fig. 1 betrachtet) über das Band 33. Der Finger 1Ο4 kann sich genau im Gegenuhrzeigersinn gegen die Kraft der kleinen Feder 328 drehen.

Gemäß Fig. 3 und 4 ist ein Luftzylinder 200 auf der Basisplatte 16 angeordnet, der eine Kolbenstange 202 und eine Schlitteneinrichtung 204 vertikal hin und her bewegt. Ein Paar vertikaler Führungssäulen 206 und 208 sind mit der Befestigungsplatte 18 mittels eines Paareüs von Führungsgestellen 210 und 212 verbunden. Die Kolbenstange 202 beginnt, ihre Bewegung stets in ihrer untersten Position

7516609 09.ie.75

und bewegt sich aufwärts, wenn das Startventil 46 nieder- j gedrückt ist. Die Kolbenstange 202 ändert .;unn 6/> e Rieh- ! tung und bewegt sich nach unten, wenn ein Schaltarm 214 ' und eine Walze 215 einen Schalter 216 schließen, indem :

der Arm 214, in Fig. 3 betrachtet, nach rechts bewegt wird, j wenn die Rolle 215 in Kor.v.akt mit der Schlitteneinrichtung ι 204 gelanjt. Die Kolbenstange 202 beendet ihre nach unten gerichtete Bewegung, wenn die Niederhaltestange 368 (Fig. 4) auf die Welle 358 auftrifft. An diesem Punkt hat ein nicht dargestelltes pneumatisches Vierwegeventil in allen vier Zuleitungen den gleichen Druck. Das Startventil 46 setzt den Drurk an einer Seite herab und löst die Bewegung des Kolbens aus. Der Schalter 21Pl betätigt das Vierwegeventil und dreht die Druckrichtung sur Änderung der Bewegung um. Die Einrichtung zum Bewegen des Fingers 104 der Fingeranordnung 32 nach rechts (gemäß Fig. 1) weist einen verlängerten Gleitarm 218, der drehbar mit der Platte 18 an der Stelle 220 verbunden ist, und eine Welle 222 auf, die das untere Ende des Gleitarmes 218 mit dem Finger 104 verbindet und sich ' durch den Schlitz 224 in der vorderen Befestigungsplatte 18 erstreckt. Eine Druckfeder 225 hält den Finger 104 in seiner extremen linken Position, es sei denn, daß der Finger 104 in nachfolgend beschriebener Weise nach rechts bewegt wird.

Die Feder 225 erstreckt sich entlang einer Stange 240 zwischen einem Block 242 auf der Platte 18 und einem Kragen 244, der mit einem Ende der Stange 240 verbunden ist. Das andere Ende der Stange 240 gleitet durch den Block 24 2 und ist mit dem Gleitarm 218 verbunden.

Auf der Platte 18 ist an einem Drehzapfen 228 ein schwenk-

751660S 09.10.75

bares Joch 226 mit gabelförmigen Armen 230 angeordnr>*·., die 3inen Zapfen 222 aufnehmen. Das Joch 226 weist eine Kippvorrichtung 232 auf, die schwenkbar mit dem Joch bei 233 verbunden ist und am Ende eine Jochrolle 234 enthält. Die Kippvorrichtung 232 ist in der in Fig. 3 dargestellten Position durch eine Feder vorgespannt. Die Kippeinrichtung 232 kann im Uhrzeigersinn gemäß Fig. 3 kippen, ohne daß das Joch 226 sich bewegt. Wenn die Kippeinrichtung 232 im Gegenuhrzeigersinn gemäß Fig. 3 durch einen Nocken 236 bewegt wird, dreht sich das Joch 226 im Gegenuhrzeigersinn (gemäß Fig. 3), so daß der Zapfen 222 und aer Finger 1Ο4 nach links (bzw. nach rechts in Fig. 1) gedrückt wird, um das Band 33 zu dem Verbundstück 14 zu fördern. Der Nocken 236 ist auf einer Zahnstange 237 angeordnet, die mit der Schlittenanordnung 204 verbunden ist, um die Kippeinrichtung 232 und das gleitfähige Joch 226 und den Finger 104 während de^ ersten Teiles der nach unten gerichteten Bewegung der Kolbenstange 202 zu bewegen.

Eine Zahnstange 237 ist mit der Schlittenanorduung verbunden, um die Antriebswalze 34 zu drehen, und es ist eine Einrichtung zum Betätigen des Messers 146 mit der Schlitzeinrichtung 204 verbunden, wie es in dem US-Patent 3 320 342 im Prinzip beschrieben ist.

III Die Bandreserveeinrichtung 36

Gemäß Fig. 1 und 2 weist die Bandre

ein Zylinderrohr 50 auf, in welchem ein Kolben 52 zur vertikalen Hin- und Herbewegung angeordnet ist. Das Rohr 50 ist auf der Basisplatte 16 mittels eines Sockels 54 gelagert und wird in der vertikalen Stellung durch einen

7516609 09.10.75

-Aq-

Halter 56 geh :'^η, der mit der Vorderplatte 18 verbunden ist. Am Boden des Rohres 50 befindet sich ein Meßfühler 60 für den Strahl, welcher beispielsweise intermittierend betätigbar ist und welcher einen Schalter enthält, durch den der Luftstrom zu der pneumatischen Gegendruckturbine 4 2 und zu einer Bremse 64 geregelt werden kann, wie noch beschrieben wird.

Die Oberseite des Kolbens 52 ist mit einer Walze 66 mittels eines federnden Halters 68 versehen, der mit dem Kolben 52 verbunden ist, und eine Achse 70, auf welcher die Walze 6 6 frei drehbar gelagert ist, erstreckt sich durch eine axiale Bohrung in dem Kolben 52 und zwischen Löchern in gegenüberliegenden Abschnitten des Halters 68. Die Achse bzw. der Achszapfen 70 hat an jedem Ende nicht dargestellte Schultern, um die seitlichen Abschnitte des Halters 68 im Abstand von der Walze 66 ?n halten. Der Boden des Kolbens 5 2 ist mit einer Verlängerung 72 versehen, welche sich in den Meßfühler 60 erstreckt und von diesem abgetastet wird. Wenn der Kolben 52 sich am bodenseitigen Ende des Rohres 50 befindet (gewünschtenfalls kann er auf dem Meßfühler 60 aufliegen) sind die durch den Schalter in dem Meßfühler 60 gesteuerten Luftleitungen geschlossen. Nachdem der Vorsprung 72 des Kolbens 52 einmal aus dem Meßfühler 50 herausgehoben worden ist, öffnet der Schalter in dem Meßfühler gleichzeitig die Luftleitungen zur Turbine 42 und zur

ie~~6~T~(wie im Abschnitt V beschrieben wird) , wobei die Antriebswalze 34 nach weiterem Bandmaterial von der Bandreserveeinrichtung 36 verlangt.

Das Rohr 50 beschränkt die seitliche Bewegung des Kolbens 52, gestattet aber die axiale (im bevorzugten Ausführungs-

7516609 09.10.75

beispiel vertikale Bewegung) und die Drehbewegung. Das Rohr 50 hat einen vertikalen Schlitz 74 (mit einem horizontalen oberen Abschnitt 76}, in dein sich ein gleitfähig angeordneter Riegel 78 befindet, der den · olben in eine Position hebt, so daß die Walze 66 sich über dar Oberseite des Rohres 50 befindet und das Abwickeln des Bandes durch den mit der Walze versehenen Kolben 52 erleichtert .

Sowohl die Masse als auch das Gewicht des mit der Walze versehenen Ko±bens 52 sind funktionsv/ichtig. Der Kolben 52 (und insbesondere dessen Masse) bildet das erste Trägheitselement, dessen Trägheitskraft überwunden werden rviß, wenn die Maschine 10 plötzlich einen Nachschub an Bandmaterial 33 erforderlich macht. Das Gewicht des Kolbens 5 unterstützt die pneumatische Gegendruckturbine 4 2 bei der Drehung der Bandwalze 12, so daß Bandmaterial zu der p.ar.dreservseinrichtung 36 gefördert wird. Das lineare Tr^aheitsmornrnt des ersten Trägheitselementes 52 ist natürlich viel geringer als die kombinierten Rotationsträgheitsmomente des zweiten Trägheitselementes (mit der Spindel und der Bandwalze 12 mit dem Kern 48 und beiroiclsweisG 300 m aufgewickeltem Bandmaterial, was zusammen ei:. Gewicht von mehreren Pfunden geben kann) . Das Gev.-icht des ersten Trägheitselementes (der Kolben 52) liegt vorzugsweise in der Größenordnung von etwa ¹OO g. Die Höhe- de.-Rohres 50 ist derart besessen, daß der Kolben 52 niemals während des Wickelvorganges das obere Ende des Rohres erreicht.

7516609 09.10.75

IV Die erste Bandfördereinrichtung

Die erste Bandfördereinrichtung besteht aus der Antriebswalze 34 und ist in dem US-Patent 3 32Ο 342 voll beschrieben , (vergleiche beispielsweise Fig. 5 mit der Zahnstange 36) und dieses braucht daher nicht im einzelnen beschrieben zu werden. Nachdem die Fingeranordnung 32 das Band 33 zwischen die Antriebsv/alze 34 und das Verbundstück 14 gedrückt hat, übernimmt die Antriebswalze 34 die erforderliche Menge Bandmaterial 33 und zieht diese von der Bandreserveeinrichtung gegen die relativ niedrige Trägheitskraft oder den "Bandförderwiderstand" des Kolbens 52.

V Die zweite Bandfördereinrichtung

Gemäß Fig. 1 und 2 und Fig. 5 bis 9 umfaßt die zweite Bandfördereinrichtung die pneumatische Gegendruckturbine 42 und das erste Trägheitselement (den Kolben 52) zur Drehung der Bandwalze 12, so daß Bandmaterial in das Reserverohr 50 gefördert wird, wenn es oder nachdem es von der Bandreserveeinrichtung 36 durch die Antriebswalze 34 abgezogen worden ist, un ein Verbundstück 14 zu umwickeln. Abgesehen von möglicherweise sehr kleinen Verbundstücken 14 arbeitet die zweite Fördereinrichtung gleichzeitig mit der AntrJ.ebswalze 34.

Die Turbine 42 weist eine Luftdüsenleitung 80 (Fig. 2 und 5 bis 7) mit Luftdüsenanschlüssen 82 und Durchgängen 83 auf, durch welche die Luft zu einem mit Flügeln versehenen Turbinenrad 84 (Fig. 2, 8 und 9) gerichtet wird und das Turbinenrad 84 dreht. Der innere Durchmesser des Turbinenrades 84 ist wenig größer (vorzugsweise ca. 3 mm) als der

7516609 09.10.75

-η-

Außendurchmesser des Blocks 80 für die Anschlußleitungen.

Der Block 8O ist auf der Stirnseite der Platte 18 mittels einer Kopfschraube 86 befestigt. Fig. 5 bis 7 zeigen den halbkreisförmigen Anschlußblock 80 mit einer inneren halbkreisförmigen Anschlußkammer 88, die mit mehreren umfangseitig gleichmäßig beabstandeten Luftdüsenanschlüssen 82 mittels mehrerer Durchgänge 83 in Verbindung steht. Die Durchgänge 83 sind vorzugsweise in einem Winkel von ungefähr 45° bezüglich des Mittelpunkts des Blockes 80 angeordnet. Der Block 80 enthält eine größere Bohrung 92, die mit der Kammer 88 in Verbindung steht, mit einem Loch 9 4 durch die Platte 18 und mit einem Luftrohr 96, das durch ein geeignetes Anschlußstück 98 mit der Platte 18 am Loch 94 verbunden ist. Der Block 80 zum Anschluß der Leitungen weist auch eine Bohrung 8O mit Innengewinde auf, welche zur Befestigung der Spindel 47 am Block 80 mittels einer Schraube 101 dient.' Das Turbinenrad 42 bildet einen einstückigen Teil der Gesamtanordnung der Bandwalze 12. Die Bandwalze 12 enthält eine Bandlänge 33, welche auf dem Kern 48 aufgewickelt ist. Die Bandwalze 12 ist auf der Maschine 10 angeordnet, in dem der Kern 48 über die Spindel 47 geschoben und die Bandwalze 12 mittels eines Verriegelungsgliedes 102 verriegelt wird.

Der Kernabschnitt 48 der Bandwalze 12 weist im wesentlichen einen Zylinder auf, auf dem das Band aufgewickelt werden soll, sowie ein Rad einer Gegendruckturbine. Der Kern 48 enthält ein hohles zylindrisches Rohr 106, auf dem das Band aufgewickelt ist, und zwei hohle, zylindrische oder ringförmige Naben 108 und ]10, die einstückig mit dem Rohi 106 ausgebildet sind und vorzugsweise dauerhaft mit dem

7516609 09.10.75

-/lit

Rohr an dessen Enden verbunden sind. Jede der Naben 108 und HO hat einen inneren Abschnitt (1Ο9 bzw. 111} mit einer inneren Zylinderfläche (113 und 115), wodurch eine enge Gleitpassung der Spindel 47 über der. Naben 115 bzw. 118 erreicht wird. Der äußere Ring HO weist einen Absatz, vorzugsweise eine ringförmige Nut 112 auf der äußeren radialen Fläche auf, welche den Riegel 102 aufnimmt, um die Bandwalze 12 auf der Spindel 47 der Maschine 10 zu halten. Der Außenring enthält auch eine Schulter 107, um die Walze 12 auf der Spindel 47 in geeigneter Weise axial auszurichten, wobei das Turbinenrad 84 der inneren Nabe 180 im Abstand zu der äußeren halbkreisförmigen Fläche des Anschlußblocks 80 liegt. Die innere Nabe 108 enthält das Turbinenrad 8 4 als einen Teil ader Nabe (Fig. 8 und 9) und enthält mehrere umfangseitig äquidistante Flügelblätter 114, von denen jedes vorzugsweise in einer Ebene liegt, die parallel zur Achse des Kernes 48 ist. Die Flügelblätter erstrecken sich radial von der Innenseite 117 der Nabe nur teilweise durch die Nabe 108 selbst, so daß die Abstände oder Nuten 121 eine Tiefe haben, die kleiner als die Stärke der Nabe ist. Die Flügeiblätter 114 erstrecken sich axial oder längsseitig von der Innenfläche 119 der Nabe 108 wiederum nur teilweise durch die Nabe 108, so daß die Nuten 121 zwischen den Flügelblättern 114 an zwei Seiten eingeschlossen sind (d.h. auf deren radialen und axialen Außenseiten). Wenn die Bandwalze 12 auf der Spindel 47 befestigt ist und Druckstrahlen auf die Flügelblätter 114 auftreffen, wird die Bandwalze 12 zunächst durch die von den Drurkstrahlen auf die Flügelblätter ausgeübte Kraft gedreht.

7516609 09.10.75

Das Hauptmerkmal der pneumatischen ( "air-as.si ώ t" j G'j ; .-.-druckturbine 42 besteht darin, daß sie im aktiviert-:: Z-:- stand Cwenn komprimierte Luft sich außerhalb des DIi.=; :.:- blocks 80 entspannt und auf die Blätter 114 der Turbine auf trifft) eine impuls förmige Kraft erzeugt, v/odurch der Bandwalze 12 eine geringe Drehbewegung mitgegeben v;ird. Unmittelbar nach dem Impuls kann das pneumatische System weiter Luft anfordern, aber im stationären Zustand unterstützt die Turbine 4 2 die Rotation der Walze des Bandmaterials nur noch wesentlich geringer. Dieses Merkmal der Turbine trägt dazu bei, daß eine Übersteuerung ("overriding") der Bandwalze 12 und eine damit verbunden > Störung des Bandzugs vermieden wird. Der von der Turbi .e 42 abgegebene Impuls wir&tmit dem Kolbengewicht 4 2 zusammen, um das abgerufene Band kontinuierlich zu fördern, ^is ¹^^ ^ Ξ"^ndrsserveeinrichtun*⁷ wieder c^ef^llt ^rji^ird

Der Leitungsdruck wird vorzugsweise über den Schalter 3 30 j η Fig. 2 derart eingestellt, daß die Impulskraft ausreicht, um die Drehung der Bandv/alze 12 auszulösen, und die stationäre Kraft soll nicht ausreichen, um die Drehung der Bandv/alze 12 weiter aufrecht zu erhalten. Die stationäre Kraft und das Gewicht des Kolbens 52 reichen aus, u~ die Rotation der Bandwalze 12 zu unterstützen.

Gemäß Fig. 2 v/eist die Spindel 47 ein Paar Endnaben 116 und 118 auf, die durch einen hohlen zylindrischen Abstandshalter 120 im Abstand gehalten sind und durch mehrere Schraul. 3n 122 verbunden'sind. Die durch eine Feder vorgespannte Kernverriegelungseinrichtung 102 ist mit der Nabe 118 gemäß Fig. 2 verbunden. Jede der Naben 116 und 118 hat ein Lager 124 und 126, das darin im Press-Sitz zur

751S60S 09.10.75

drehbaren Befestigung der Spindel 47 auf der Schraube 101 angeordnet ist, dia nit dem Loitungsblocr: SO verbunden ist.

Die zv/ei te Ban ä fördere in r Ächtung weist die vorbeschriebene pneumatische Gegendruckturbine 42 zuir. Auslösen der Drehbewegung der Bandwalze ]2 und auch das erste Trägheitselement de* Kolbens 52 auf, wob^i das Gewicht des Kolbens bewirkt, iaß die sie! drehende Banriwal?e 12 sich weiter dreht, bis der Kolben 5 2 zu/n Boden des Rohres 5O zurückkehrt und der Vorsprung 72 von dem Meßfühler 60 erfaßt wird. Der Meßfühler 60 schaltet dann die Luftzufuhr zur Turbine 42 ab. Der Mcß-fühler 60 ist mit dem Lufteinlaßrohr 130 verbunden, d«s an einen Anschlußblock 131 für eine Luftleitung angeschlossen ist. Der heßfühler 60 ist mit einem Rohr 96 verbunden, welches Luft zu der Turbine 42 und auch zu dem mit der Bremse 64 verbundenen Rohr fördert. Der Meßfühler 60 v/eist einr Schaltvorrichtung auf, ■welche die Verbindung zwischen der Lufteinlaßleitung 130 und d^n beiden Luftleitungen 96 und 132 öffnet und unterbricht. Der Meßfühler enthält weiterhin eine Meßeinrichtung, v;elche den Vorsprung 72 des Kolbens 52 erfaßt und de·¹ Schalter betätigt.

Es v/ird nun die federbelastete Bremse 64 gemäß Fig. 2 der zweiten Fördereinrichtung beschrieben. Die Bremse 64 ist auf dei- Vorderplatte 18 direkt oberhalb des Anschlußblocks 80 angeordnet (und zwar in dessen Ausnehmung innerhalb der kreisförmigen "Hülle" des Blocks 80), und ein Bremsschuh 134 kann sich vorwärts in Kontakt mit der Nabe 116 der Spindel 47 bewegen, um die Drehung der Bandwalze 12 zu beenden. Der Bremsschuh 134 ist im Kontakt mit der Nabe federbelastet und verhindert dessen Rotation. Wenn sich der

7516609 09.10.75

Vorsprung 72 jedoch aus deir Meßfühler 60 heraus hebt, wird der Bremse 64 Drucklv ;.t zugeführt, und der Bremssc)-,n 134 wird von der Nabe 116 gegen die Kraft der Feder abgehoben, um die Drehung der Bandwalze 12 frei zu geben.

Betrieb der Vorrichtung

Die Reihenfolge der Betriebsvorgänge gemäß der Erfindung, sowie des ersten Trägheitselementes 5 2 und der zweiten Trägheitselemente (Walze 12 und Spindel 47) und der pneumatisch betriebenen Turbine 4 2 ii>t folgende:

1. Nach dem Einsetzen tines einzuwickelnden Verbundstückes 14 in den Werkstückhalter 30 und nach der Betätigung des Startventiles 46 wird das Band 33 durch den Finger 104 zu den aufeinander abgestimmten Flächen zwischen der Antriebswalze 34 und dem Verbundstück 14 vorwärts be./egt. Bis zu diesem Punkt ist kein Vorschub des Bandes vom Vorrat im Rohr 50 oder von der Vorratswalze 12 erforderlich.

2. Nach der Drehung der Antriebswalze 37 zur Zufuhr des Bandes wird von der Bandreserve in dem Rohr 50 Bandmaterial 33 benötigt, worauf das erste Trägheitselement 52 angehoben wird, der Strömungsmittel-Meßfühler 60 betätigt wird und die Leitungsdruckluft die feder^-elastete Bremse 64 frei gibt und gleichzeitig Druckluftstrahlen auf die Blätter 114 des Gegendruckturbinenrades 84 auftreffen, um die Drehung der Bandwalze 12 auszulösen.

3. Der stationäre Betrieb der Turbine 42 zusammen mit dem Gewicht des ersten Trägheitselementes 52 reichen aus,

7516609 09.10.75

um die Drehung der Bandrolle 12 aufrechtzuerhal+ en,

4. Bei der Drehung der Bandrolle 12 und der damit verbundenen Abwicklung von Bandmaterial 33 verlagert sich das Gewicht 52 nach unten zum Boden des Rohres 50, wo es durch den Meßfühler 60 erfaßt wird, der dann gleichzeitig die Luftzufuhr zur Turbine 42 und zur Bremse 64 drosselt; die Bremse 64 wird dabei automatisch wieder betätigt. Dadurcn wird der Wickelvorgang vervollständigt, und das bewickelte Verbundstück 14 kann dann entfernt und ein anderes Verbundstück eingesetzt werden»

Die vorstehende detaillierte Beschreibung entspricht der derzeit bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; es sind jedoch verschiedene Abwandlungen möglich. Beispielsweise kann das erste Trägheitselei&ent 52 durch ein Federsystem ersetzt werden, weiches einen relativ kleinen Bandförderwiderstand für die Antriebswalze 34 darstellen würde (im Vergleich zu dem relativ größeren Bandförderwiderstand, welchen die große Bandrolle 12 selbst darstellen würde), und die expandierte Feder würde dann die fortgesetzte Drehung der Bandrolle 12 (zum Nachfüllen der Bandreserveeinrichtung 36) nach der anfänglichen Drehung infolge der Gegendruckturbine 42 fortsetzen. Es können auch Bandrollen kleineren oder größeren Durchmessers anstelle der beschriebenen Rolle für ca. 300 m Bandmaterial verwendet werden. Das Gewicht des ersten Trägheitselementes (Kolben 52) kann leicht geändert werden, indem Gewicht hinsugeführt oder entfernt wird, beispielsweise indem ein Stapel von Unterlegscheiben für das Gewicht verwendet wird. Die Maschine 10 kann abgewandelt werden, so daß sie in anderen Stellungen als der normalen senkrechten Stellung arbeitet, und die Achse des Verbundstückes kann eine beliebige Orientierung haben, beispielsweise vertikal statt horizontal gelagert sein. Der Bandvorrat braucht sich nicht in einem

7516609 09.io.75

Rohr zu befinden und braucht auch nicht vertikal angeordnet zu sein. Es kann auch eine andere Turbine anstelle der bevorzugten Turbine 42 verwendet erden. Beispielsweise sind andere Arterj von Flügelblättern auf dem Kerr 48 möglich; sie können, wie dargestellt, in dem Kern 4b angeordnet sein oder aus diesem herausragen, wenn dies gewünscht wird ο /uch kann die Luft gewünschtenfalls in den Kern eintreten und aus diesem austreten, um dessen Erehung zu bewirke:). Die Durchgänge 83 und die Flügelblätter 114 können in anderen Winkeln angeordnet sein, als sie in der ! Zeichnung des bevorzugten Ausführungsbeispieles dargestellt

sind«, Die Erfindung kann auch nützlich beim Umwickeln anderer Gegenstände mit oder ohne Gewinde verwendet werden, beispielsweise bei Schrauben, Bolzen, Stangen Uodgl«, ohne daß notwendigerweise die Abdichtung von Strömungsmitteln bezweckt wird.

Patentanwälte

Dipl.-Iny. Horst R se Dipl.-Ing. Pe tor Ko sei

7516609 09.10.75

Claims

DIPL-JNG. HORST ROSE ' DIPL.- ING. PETER KOSEL

PATENTANWÄLTE

3353 Bad Gandershelm, 23. Mai 1975

Postfach 129

Hohenhfifen 5

Telefon: (05382)2842

Telegramm-Adresse: Siedpatent Badgandershelm

Unsere Akten-Nr. 262C/3a

Garlock Inc.

Eintragungsgesuch vom 23. Mai 1975

Schutzansprüche

1. Bandrolle, insbesondere Bandrolle mit großem axialem Trägheitsmoment und insbesondere für eine zum Bewickeln eines Werkstücks mit Band dienende Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Rollenkern (106, 108, 110) der Bandrolle Turbinenflügel (114) fest verbunden sind, welcLe zum Zusammenwirken mit einem Düsenglied der Vorrichtung ausgebildet sind, um im Betrieb eine Einleitung der Rollendrehung durch Leiten eines Gasstrahls auf die Turbinenflügel (114) zu ermöglichen.

2. Bandrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbinenflügel (114) einstückig mit dem Rollenkern (12) ausgebildet sind.

3. Bandrolle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbinenflügel (114) im Bereich des einen Endes des Rollenkerns (12) angeordnet sind,

4. Bandrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbinenflügel (114) an der radial inneren und axial äußeren Seite eines nabenartigen Glieds (108) ausgebildet sind.

Ra/Hn,

Bankkonto: Norddeutsche Landesbank, Filiale Bad Gandershelm, Kto.-Nr. 22.118.970 · Postscheckkonto. Hannover «6715

7516609 09.ie.75

5. Bandrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurcn gekennzeichnet, daß die Turbinenflügel (114) jeweils in Ebenen liegen, welche etwa durch die Längsachse der Banarolle verlaufen,

6. Bandrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet> daß der Rollenkern (12) hohl ausgebildet ist, und daß die Turbinenflügel (114) im Inneren des Rollenkerns angeordnet sind_o

7. Bandrolle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das die Turhinenflügel (114) aufweisende nabenartige Glied (108, 109) am einen Ende des Rollenkerns (106) vorgesehen ist, und daß am anderen Ende des Rollenkerns ein zweites nabenartiges Glied (110_: 1H) vorgesehen ist,

8. Bandrolle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite nabenartige Glied (110, 111) einen kleineren Innendurchmesser aufweist als das erste nabenartige Glied (108, 109).

9ο Bandrolle nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite nabenartige Glied (110) eine sich radial nach innen erstreckende Ringschulter (111) aufweist, welche zum Lagern der Bandrolle auf einer Welle ausgebildet ist.

1O₀ Bandrolle nach einem der Ansprüche 7 bis 9. dadurch gekennzeichnet, da£ das zweite nabenartige Glied (110, 111) auf seiner Außenseite eine Ausnehmung (¹12) zur Aufnahme eines Verriegelungsglieds (102) aufweist.

7516609 O9.10.75

11. Bandrolle nach mindestens einem der Ansprüche

7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß beid*» nabenartigen Glieder einen dem Innendurchmesser des RoI ι ο u.erns (106) angepaßten Außendurchmesser aufweisen und jeweils an ihren äußeren Enden eine radial nach außen ragende Schulter (119) haben, deren Außendurchmesser jeweils etwa dem Außendurchmesser des Rollenkerns (106) entspricht.

12. Bandrolle nach mindestens einem der Ansprüche

4 oder 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbinenflügel (114) zwischen sich Nuten (121) definieren, welche auf zwei Seiten vom ersten nabenartigen Teil (108, 109) umschlossen sind.

13. Bandrolle nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem Band aus Polytetrafluoräthylen bewickelt i t,»

7516609 09.10.75