SE507246C2

SE507246C2 - Winding apparatus

Info

Publication number: SE507246C2
Application number: SE9600776A
Authority: SE
Inventors: Krister Kaellstroem
Original assignee: Maskinsystem Ab
Priority date: 1996-02-28
Filing date: 1996-02-28
Publication date: 1998-04-27
Also published as: DE69721842D1; EP1012094A1; WO1997031849A1; ATE239656T1; DE69721842T2; SE9600776D0; EP1012094B1; SE9600776L

Abstract

The invention relates to a winding apparatus (1) having several winding reels (3-6) provided side by side and driven by a common drive shaft (2) and having a distribution and equalization mechanism (9, 12, 13, 16, 17, 18, 19, 22, 23, 24, 25) in the form of a gear mechanism for equalizing the driving force between the reels. According to the invention the distribution and equalization mechanism comprises two or several steps (9, 12, 13, 16, 17 and 18, 19, 22, 23, 24, 25, respectively) acting coaxially around the shaft and around each other and provided radially outside each other and within the radial as well as the total axial extension of the reels (3-6).

Description

507246 2 Även om dessa lösningar fyllt sin funktion har de samtliga varit behäftade med nackdelar såsom högt slitage och/eller höga kost- nader. 507246 2 Although these solutions have fulfilled their function, they have all been subject to disadvantages such as high wear and / or high costs.

Försök har även gjorts med olika typer av kuggmekanismer men ingen av dessa lösningar har varit helt tillfredsställande med avseende på kostnad, enkelhet och/eller kompakthet. Således beskrivs i JP 62-51538 en differentialväxelmekanism vid vilken planetväxlar anordnade sida vid sida på en drivaxel utnyttjas för att fördela drivkraften lika.pá haspelskivorna. I detta utförande erfodras en planetväxel för varje haspelskiva och dessutom en planetväxel mellan varje par av haspelskivor, och följaktligen innehåller mekanismen oundvikligen ett stort antal kugghjul som erfordrar stort utrymme och medför hög kostnad.Experiments have also been made with different types of gear mechanisms, but none of these solutions have been completely satisfactory in terms of cost, simplicity and / or compactness. Thus, JP 62-51538 describes a differential gear mechanism in which planetary gears arranged side by side on a drive shaft are used to distribute the driving force evenly on the reel discs. In this embodiment, a planetary gear is required for each reel and also a planetary gear between each pair of reels, and consequently the mechanism inevitably contains a large number of gears which require large space and entail high cost.

Slutligen beskriver amerikanska patentskriften 1 834 407 en mekanism för att på två av en gemensam drivaxel drivna rullar upprulla band med likformig spänning i banden oavsett skillnad i diameteruppbyggnad på rullarna. I detta fall utnyttjas en konventionell differential för att fördela drivkraften lika på rullarna genom att tillåta den med förhöjd spänning eller dragkraft påverkade rullen att släpa efter. Den visade konstruk- tionen är mycket utrymmeskrävande i och med att drivaxeln ligger helt utanför rullarna och att överföringskugghjul och differen- tialen är anordnade mellan rullarna. Den är slutligen konstruerad endast för drivning av två rullar.Finally, U.S. Pat. No. 1,834,407 discloses a mechanism for winding belts of uniform tension in the belts driven on two rollers driven by a common drive shaft, regardless of the difference in diameter structure of the rollers. In this case, a conventional differential is used to distribute the driving force evenly on the rollers by allowing the roller actuated with increased tension or traction to lag behind. The construction shown is very space-consuming in that the drive shaft is completely outside the rollers and that the transmission gears and the differential are arranged between the rollers. Finally, it is designed only for driving two rollers.

Syftet med uppfinningen är således att med utgångspunkt från den ovan angivna, kända tekniken åstadkomma en förbättrad pàhasp- lingsanordning av inledningsvis angivet slag, vilken är relativt enkel och billig och mycket kompakt konstruerad.The object of the invention is thus, on the basis of the above-mentioned prior art, to provide an improved winding device of the type indicated in the introduction, which is relatively simple and inexpensive and very compactly constructed.

Detta syfte uppnås med hjälp av en pàhasplingsanordning som upp- visar de särdrag som anges i den kännetecknande delen av det bifogade kravet l. 507246 s De beroende underkraven anger fördelaktiga vidareutvecklingar av uppfinningstanken.This object is achieved by means of an attachment device which exhibits the features stated in the characterizing part of the appended claim 1. 507246 s The dependent subclaims indicate advantageous further developments of the inventive concept.

Uppfinningen och dess ytterligare särdrag och fördelar förklaras närmare nedan i anslutning till ett på de bifogade ritningarna, i exemplifierande syfte illustrerat utföringsexempel därav. På ritningarna visar: Fig. 1 ett tvärsnitt genom ett páhaspelhuvud i en utförings- form av uppfinningen, och fig. 2 en ändvy, sedd från vänster i fig. 1, av pàhaspelhuvu- det enligt uppfinningen.The invention and its further features and advantages are explained in more detail below in connection with an exemplary embodiment thereof illustrated in the accompanying drawings, by way of example. In the drawings: Fig. 1 shows a cross-section through an osprey head in an embodiment of the invention, and Fig. 2 shows an end view, seen from the left in Fig. 1, of the osprey head according to the invention.

Vid den på ritningarna visade utföringsformen av uppfinningen betecknas pàhaspelhuvudet i sin helhet med hänvisningssiffran 1 och uppbärs och drivs detta av den med hänvisningssiffran 2 betecknade drivaxeln. I det visade utförandet drivs fyra haspel- huvuden 3-6 av samma axel 2 och är bandrimporna avsedda att upp- lindas på plastbobiner 7, fastlàsta vid haspelskivorna med hjälp av en speciell làsmekanism 8 (se i synnerhet fig. 2) inbyggd i de respektive haspelskivorna 3-6.In the embodiment of the invention shown in the drawings, the reel head is designated in its entirety by the reference numeral 1 and is supported and driven by the drive shaft denoted by the reference numeral 2. In the embodiment shown, four reel heads 3-6 are driven by the same shaft 2 and the belt ribs are intended to be wound on plastic bobbins 7, locked to the reel discs by means of a special locking mechanism 8 (see in particular Fig. 2) built into the respective reel reels 3-6.

Enligt uppfinningen ástadkommes grundläggande, i ett eller flera steg, en lika fördelning av drivkraften från drivaxeln 2 på de ingående haspelskivorna,varvid den inbördes anpassningen efter den skiljaktiga diameteruppbyggnaden pà haspelskivorna åstadkom- mes genom motsvarande anpassning av rotationshastigheten för haspelskivorna medelst en kugghjulsmekanism. Enligt en särskilt kompakt och kostnadsmässigt fördelaktig lösning àstadkommes detta genom en i sin helhet mellan drivaxeln 2 och haspelskivorna 3-6 och inom såväl den axiella som den radiella utsträckningen för haspelskivorna anordnad fördelnings- eller utjämningsanordning som nu skall beskrivas med hänvisning till ritningarna.According to the invention, a basic, in one or more steps, an equal distribution of the driving force from the drive shaft 2 on the included reel discs is achieved, the mutual adjustment according to the different diameter structure of the reel discs being achieved by corresponding adjustment of the rotational speed of the reel discs by a gear mechanism. According to a particularly compact and cost-effective solution, this is achieved by a distribution or leveling device arranged in its entirety between the drive shaft 2 and the reel discs 3-6 and within both the axial and radial extent of the reel discs, which will now be described with reference to the drawings.

Fördelnings- eller utjämningsanordningen eller dess forsta steg består av ett första koniskt kugghjul eller drev 9 som är lagrat 507246 4 i drivaxeln 2 med dess centrumaxel A vinkelrät mot drivaxelns 2 centrumaxel C. I det visade utförandet är det första koniska kugghjulet närmare bestämt medelst passbult 10 och flänslager 10a roterbart lagrat i en pà drivaxeln fastkilad (plattkilen lla) ring 11. Det första koniska kugghjulet 9 är således stationärt men roterbart uppburet av drivaxeln 2.The distribution or leveling device or its first stage consists of a first bevel gear or gear 9 which is mounted in the drive shaft 2 with its center axis A perpendicular to the center axis C of the drive shaft 2. In the embodiment shown, the first bevel gear is more precisely by means of a pass bolt 10. and flange bearing 10a rotatably mounted in a ring 11 wedged on the drive shaft (flat wedge 11a). The first bevel gear 9 is thus stationary but rotatably supported by the drive shaft 2.

På vardera sidan om det första koniska kugghjulet 9 är tva lager- hus 12, 13 roterbart lagrade pà drivaxeln 2 med hjälp av spàrkul- lager 14 resp. 15. På sina mot det första koniska kugghjulet 9 vända ytor uppbär lagerhusen 12, 13 vardera ett andra koniskt kugghjul (kuggring) 16 resp. 17 vilka stár i kuggingrepp med det första koniska kugghjulet eller drevet 9. Vid rotation av driv- axeln 2 kommer således drivkraften att via det första koniska drevet 9 överföras till de bägge lagerhusen 12, 13 via de andra koniska kugghjulen 16, 17, samtidigt som en inbördes utjämnings- rörelse mellan lagerhusen 12, 13 medges, pà det sätt som kommer att beskrivas ytterligare nedan.On each side of the first bevel gear 9, two bearing housings 12, 13 are rotatably mounted on the drive shaft 2 by means of deep groove ball bearings 14 and 14, respectively. 15. On their surfaces facing the first bevel gear 9, the bearing housings 12, 13 each carry a second bevel gear (gear ring) 16 and 16, respectively. 17 which are in gear engagement with the first bevel gear or gear 9. Upon rotation of the drive shaft 2, the driving force will thus be transmitted via the first bevel gear 9 to the two bearing housings 12, 13 via the second bevel gears 16, 17, at the same time as a mutual leveling movement between the bearing housings 12, 13 is permitted, in the manner which will be described further below.

Vart och ett av lagerhusen 12 och 13 uppbär vid sin yttre omkrets tredje koniska kugghjul eller drev 18 resp. 19 vilka liksom det första koniska drevet E) är lagrade med sina centrumaxlar B ^vinkelräta mot drivaxelns 2 centrumaxel C. Lagringen i respektive lagerhus 12, 13 sker här likaledes i på lagerhusen fastkilade ringar 12a resp. 13a, medelst passbult 20 och flänslager 20a så att dessa tredje koniska drev 18 och 19 är stationärt men roter- bart lagrade i förhållande till sina respektive lagerhus.Each of the bearing housings 12 and 13 carries at its outer circumference third conical gears or gears 18 resp. 19 which, like the first conical gear E), are mounted with their center axes B1 perpendicular to the center axis C of the drive shaft 2, the bearing in the respective bearing housings 12, 13 here also takes place in rings 12a and 3, respectively, wedged on the bearing housings. 13a, by means of a pass bolt 20 and flange bearings 20a so that these third conical gears 18 and 19 are stationary but rotatably mounted relative to their respective bearing housings.

På vardera sidan om respektive tredje koniska drev 18, 19 är de första och andra respektive tredje och fjärde haspelskivorna 3, 4 resp. 5, 6 anordnade, varvid dessa medelst glidlager 21 är roterbart lagrade pà motsvarande lagerhus 12 resp. 13 och för ingrepp med respektive tredje koniska drev 18, 19, vid sina innerytor uppbär fjärde koniska kugghjul 22, 23 resp. 24, 25.On each side of the respective third conical gears 18, 19, the first and second and third and fourth reel discs 3, 4 and 4, respectively. 5, 6, these being rotatably mounted by means of sliding bearings 21 on corresponding bearing housings 12 resp. 13 and for engagement with the respective third conical gears 18, 19, at their inner surfaces the fourth conical gears 22, 23 resp. 24, 25.

Härigenom kommer den till lagerhusen 12, 13 fördelade drivkraften i ett andra steg att fördelas till respektive haspelskivor 3-6. Återigen sker, genom kuggingreppet mellan de tredje och fjärde 507246 5 koniska kugghjulen en utjämning av drivkraften mellan varje par av haspelskivor 3, 4 resp. 5, 6 för att kompensera för den skill- nad i diameteruppbyggnad mellan dessa som i annat fall skulle leda till en skillnad i den dragkraft som verkar mot dessa vid påhasplingen, och detta närmare bestämt genom att haspelskivorna i varje par kan röra sig i förhållande till varandra samtidigt som de två på respektive lagerhus uppburna haspelskivorna kan röra sig i förhållande till det andra paret.As a result, the driving force distributed to the bearing housings 12, 13 in a second step will be distributed to the respective reel discs 3-6. Again, by the gear engagement between the third and fourth bevel gears, a driving force is equalized between each pair of reel discs 3, 4 and 4, respectively. 5, 6 to compensate for the difference in diameter build-up between them which would otherwise lead to a difference in the tensile force acting against them during the spooling, and this more precisely by the reel discs in each pair being able to move in relation to each other at the same time as the two reel discs supported on each bearing housing can move in relation to the other pair.

I och med den beskrivna fördelnings- eller utj ämningsanordningens mycket kompakta konstruktion kommer haspelskivorna, även om de är relativt smala, att kunna vara placerade omedelbart intill varandra samtidigt som hela fördelnings- eller utjämningsanord- ningen är inrymd mellan drivaxeln 2 och dessa haspelskivor 3-6.Due to the very compact construction of the described distribution or leveling device, the reel discs, even if they are relatively narrow, will be able to be placed immediately next to each other at the same time as the entire distribution or leveling device is accommodated between the drive shaft 2 and these reel discs 3-6. .

Lämpligen anordnas därvid glidlager 26 även mellan haspelskivorna 3-6 för att ytterligare minimera friktionen.Suitably, sliding bearings 26 are also arranged between the reel discs 3-6 in order to further minimize the friction.

I synnerhet av fig. 2 framgår en lämplig låsmekanism 8 för fast- låsning av plastbobinerna 7, varvid denna utgöres av en i ett spår i respektive haspelskiva 3-6 inrymd spärrhake 27 som med hjälp av ett fjäderpaket 28 är fjäderbelastad till ett fast- låsande läge. Varje haspelskiva 3-6 uppvisar i anslutning till spärrhakens 27 ena ände ett genomgående hål 29, genom vilka ett icke visat lossningsverktyg kan införas efter inriktning av hålen 29 i alla haspelskivor så att de befinner sig i linje med varandra, och kan manövreras för att samtidigt lösgöra alla spärrhakarna 27 från sina respektive plastbobiner. Även om fördelnings- eller utjämningsanordningen ovan beskrivits i ett utförande med fyra haspelskivor 3-6 är det uppenbart att uppfinningen inte är begränsad till ett utförande med just fyra haspelskivor även om detta utförande för närvarande bedöms vara det mest praktiska och ändamålsenliga. I fallet med endast två haspelskivor skulle således endast de första och andra koniska kugghjulen erfordras och skulle i själva verket lagerhusen utgöras av de respektive haspelskivorna. Teoretiskt är det även tänkbart att anordna ytterligare fördelningssteg för att driva 507246 6 åtta haspelskivor eller fler, men i praktiken skulle ett dylikt utförande troligen inte vara att föredraga eftersom framförallt de radiella dimensionerna för haspelhuvudet skulle bli för stora.In particular Fig. 2 shows a suitable locking mechanism 8 for locking the plastic bobbins 7, this being a locking hook 27 accommodated in a groove in the respective reel disc 3-6 which is spring-loaded by means of a spring package 28 to a locking location. Each reel disc 3-6 has, in connection with one end of the pawl 27, a through hole 29, through which a loosening tool (not shown) can be inserted after aligning the holes 29 in all reel discs so that they are in line with each other, and can be operated to simultaneously detach all the pawls 27 from their respective plastic bobbins. Although the distribution or leveling device has been described above in an embodiment with four reel discs 3-6, it is obvious that the invention is not limited to an embodiment with just four reel discs, although this embodiment is currently judged to be the most practical and expedient. Thus, in the case of only two reel discs, only the first and second bevel gears would be required and, in fact, the bearing housings would be the respective reel discs. Theoretically, it is also conceivable to provide additional distribution steps for driving eight or more reels, but in practice such an embodiment would probably not be preferable because above all the radial dimensions of the reel head would be too large.

I ett sådant fall bedöms det för närvarande vara lämpligare att anordna flera separat drivna haspelhuvuden med exempelvis vardera fyra haspelskivor eller att seriekoppla två dylika haspelhuvuden via en traditionell differential.In such a case, it is currently considered more appropriate to arrange several separately driven reel heads with, for example, four reel discs each or to connect two such reel heads in series via a traditional differential.

Med ledning av vad som beskrivits ovan torde det nu vara uppen- bart att när drivning inleds via drivaxeln 2 kommer denna att via de första, andra, tredje och fjärde koniska kugghjulen 9, 16, 17, 18, 19 och 22-25 överföras till haspelskivorna 3-6. Den genom den olika diameteruppbyggnaden på de enskilda haspelskivorna resulte- rande skiljaktiga dragkraften som bandrimporna strävar efter att utöva mot respektive haspelskiva kommer automatiskt att utjämnas av den beskrivna fördelnings- eller utjämningsanordningen. Detta sker på så sätt att drivkraften fördelas lika mellan haspel- skivorna genom att skivorna var för sig bringas att rotera med ett varvtal som med respektive diameteruppbyggnad ger samma periferihastighet, dvs en utjämning kommer att ske av den till haspelskivorna överförda drivkraften genom att dessa via de nämnda koniska kugghjulen kommer att rotera relativt varandra i en utsträckning som motsvarar skillnaden i diameteruppbyggnad.Based on what has been described above, it should now be obvious that when driving is initiated via the drive shaft 2, this will be transmitted via the first, second, third and fourth bevel gears 9, 16, 17, 18, 19 and 22-25 to reel reels 3-6. The different tensile force resulting from the different diameter build-up on the individual reel discs which the belt rips strive to exert against the respective reel disc will be automatically equalized by the described distribution or equalizing device. This is done in such a way that the driving force is distributed evenly between the reel discs by causing the discs to rotate individually at a speed which with the respective diameter structure gives the same peripheral speed, ie an equalization will take place of the driving force transmitted to the reel discs. said bevel gears will rotate relative to each other to an extent corresponding to the difference in diameter structure.

Den kompakta konstruktionen erhålles genom anordnandet av stegen radiellt utanför varandra så att de verkar koaxiellt runt driv- axeln 2 och runt varandra, inom den axiella såväl som radiella utsträckningen för de vid sidan av varandra liggande haspel- skivorna, och detta även när relativt smala haspelskivor är anordnade tätt intill varandra. Närmare bestämt erhålles den kompakta konstruktionen genom det ovan närmare beskrivna arrange- manget av de i fördelnings- eller utjämningsanordningen ingående komponenterna. Genom att man genomgående kan utnyttja maskinkom- ponenter huvudsakligen av standardutförande kan vidare kostnader- na för konstruktionen hållas låga. 507246 7 Även om uppfinningen ovan beskrivits med särskild hänvisning till ett föredraget utföringsexempel därav skall det vara uppenbart att uppfinningen även omfattar sådana modifieringar och föränd- ringar därav som faller inom fackmannens normala kunnande. Upp- finningens omfattning skall således endast begränsas av de bifo- gade patentkraven.The compact construction is obtained by arranging the steps radially outside each other so that they act coaxially around the drive shaft 2 and around each other, within the axial as well as radial extent of the adjacent reel discs, and this even when relatively narrow reel discs are arranged close together. More specifically, the compact construction is obtained by the arrangement described in more detail above of the components included in the distribution or equalization device. By being able to consistently use machine components mainly of standard design, the costs for the design can also be kept low. Although the invention has been described above with particular reference to a preferred embodiment thereof, it should be apparent that the invention also encompasses such modifications and alterations thereof as fall within the ordinary skill of the art. The scope of the invention is thus to be limited only by the appended claims.

Claims

507246 8 PATENT REQUIREMENTS

Coiling device (1) with a number of coil shafts (3-6) driven by a common drive shaft (2) and arranged with a distributing and leveling device (9, 12, 13) acting in two or three steps. 16-19, 22-25) in the form of a gear mechanism, for equalizing the driving force between the reel discs, characterized in that the first steps of the distribution and leveling device (9, 12, 13, 16-19, 22-25) comprise two bearing housings (12, 13) rotatably mounted on the drive shaft (2) which are interconnected by first and second equalization gears (9; 16, 17), in that an intermediate, alternatively last step of the distribution and equalization device (9, 12, 13, 16-19, 22-25) comprises a pair of further bearing housings rotatably supported on each of said bearing housings (12, 13) in the preceding step, alternatively pairs of reel discs (3, 4; 5, 6), which are connected in pairs through third and fourth equalization gears (18, 19; 22, 23, 24, 25).

Attachment device (1) according to claim 1, characterized in that the first leveling gear (9) of the first stage (9, 12, 13, 16, 17) is stationary but rotatably mounted on the drive shaft (2) and is arranged with its center axis ( A) extended perpendicular to the center axis (C) of the drive shaft and in gear engagement with the two second equalizing gears (16, 17) arranged coaxially around the drive shaft, which are fixedly mounted on each of the bearing housings (12, 13).

Clamping device (1) according to claims 1 and 2, characterized in that the intermediate, alternatively the third step (18, 19, 22-25) third leveling gear (18, 19) is stationary but rotatably mounted at the outer circumference of the respective , bearing housings (12 or 13) included in the previous step with their center axes (B) extending perpendicular to the center axis (C) of the drive shaft (2) and in gear engagement with the fourth leveling gears (22-25) arranged coaxially around the drive shaft which are fixedly mounted on each of the additional bearing housings, alternatively on each of the reel discs (3-6).

Clamping device (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that all the first, second, third and fourth gears (9, 16, 17, 18, 19, 22, 23, 24, 25) are bevel gears. 507246 9

Clamping device (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that the first and third gears (9, 18, 19) are rotatably mounted by means of a pass bolt (10, 20) and a stop bearing (10a, 20a) in a ring (11, 12a, 13a) wedged at the drive shaft (2) and at the previous stage bearing housing (12, 13), respectively.

Clamping device (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that the bearing housing (12, 13) of the first stage is mounted on the drive shaft (2) by means of groove ball bearings (14, 15).

Spooling device (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that the spool discs (3-6) are rotatably mounted on sliding bearings (12, 13) by means of sliding bearings (21).

Attaching device (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that plain bearings (26) are arranged between the reel discs (3-6).

Attachment device (1) according to one or more of the preceding claims, characterized by latches (27) accommodated in grooves in the outer circumference of the reel discs (3-6) which are spring-loaded by means of spring packages (28) to a position for locking of bobbins (7) arranged on the reel discs for winding strips thereon.

A spooling device (1) according to claim 9, characterized in that each spool disc (3-6) in connection with one end of the groove hook (27) has a through hole (29) for inserting a loosening tool therethrough, after alignment of the holes ( 29) in all reel reels so that they are in line with each other, and maneuvering thereof for simultaneous release of all ratchets (27) from their respective plastic bobbins (7).