WO2009000239A1

WO2009000239A1 - Bandrolle eines spiralig auf- und abwickelbaren bandes

Info

Publication number: WO2009000239A1
Application number: PCT/DE2008/000997
Authority: WO
Inventors: Harald Grab; Robby Lipfert; Dirk Schmidt
Original assignee: Schaeffler Kg
Priority date: 2007-06-23
Filing date: 2008-06-17
Publication date: 2008-12-31
Also published as: DE102007028966A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bandrolle (1) eines spiralig auf- und abwickelbaren Bandes (10; 13), mit einem antreibbaren Rollenkörper (2) mit einer zentralen Nabe (3) und einem rotationssymmetrischen Außenmantel (4) sowie mit zwei stirnseitig am Rollenkörper (2) angebrachten, radial nach außen gerichteten Seitenscheiben (5, 6), deren Radius jeweils größer ist als der Radius des Außenmantels (4), wobei zwischen axial inneren Wandungen (8, 9) der Seitenscheiben (5, 6) ein wenigstens im aufgewickelten Zustand flaches Band (10; 13) parallel zum Außenmantel (4) des Rollenkörpers (2) und mit seinen Außenkanten (11, 12) parallel zu den Wandungen (8, 9) der Seitenscheiben (5, 6) geführt ist, wobei die Außenkanten (11, 12) des Bandes (10; 13) im aufgewickelten Zustand in reibschlüssigem Kontakt mit den axial inneren Wandungen (8, 9) der Seitenscheiben (5, 6) sind und in der Nabe (3) zumindest teilweise ein mit der Nabe (3) verbundener Antriebsmotor (17) angeordnet ist, dessen Abtriebswelle (18) drehfest mit der Nabe (3) verbunden ist. Um ein Drehmoment auf die Bandrolle präziser aufzubringen ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Antriebsmotor (17) als Außenläufermotor (17) ausgebildet ist, wobei ein als Außenrotor (32) ausgebildetes, die Abtriebswelle bildendes zylindrisches Mantelteil (18) drehfest mit der Nabe (3) verbunden ist.

Description

Bezeichnung der Erfindung

Bandrolle eines spiralig auf- und abwickelbaren Bandes

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bandrolle eines spiralig auf- und abwickelbaren Bandes mit einem antreibbaren Rollenkörper mit einer zentralen Nabe und einem rotationssymmetrischen Außenmantel sowie mit zwei stirnseitig am Rollenkörper angebrachten, radial nach außen gerichteten Seitenscheiben, deren Radius jeweils größer ist als der Radius des Außenmantels, wobei zwischen axial inneren Wandungen der Seitenscheiben ein wenigstens im aufgewickelten Zustand flaches Band parallel zum Außenmantel des Rollenkör- pers und mit seinen Außenkanten parallel zu den Wandungen der Seitenscheiben geführt ist, wobei die Außenkanten des Bandes im aufgewickelten Zustand in reibschlüssigem Kontakt mit den axial inneren Wandungen der Seitenscheiben sind und in der Nabe zumindest teilweise ein mit der Nabe verbundener Antriebsmotor angeordnet ist, dessen Abtriebswelle drehfest mit der Nabe verbunden ist. Hintergrund der Erfindung

Aus der US 5,768,797 ist eine Bandrolle eines einziehbaren sowie spiralig auf- und abwickelbaren Bandmaßes bekannt, welche einen durch einen Gleichstrommotor antreibbaren Rollenkörper mit einer zentralen Nabe und einem rotationssymmetrischen Außenmantel sowie mit stirnseitig am Rollenkörper angebrachten, radial nach außen gerichteten Seitenscheiben aufweist. Der Radius der als Flansch dienenden Seitenscheiben ist größer ist als der Radius des Außenmantels, wobei zwischen axial inneren Wandun- gen der Seitenscheiben ein wenigstens im aufgewickelten Zustand flaches Band parallel zum Außenmantel des Rollenkörpers und mit seinen Außenkanten parallel zu den Wandungen der Seitenscheiben geführt ist. Der als Innenläufer ausgebildete Gleich-strommotor ist zumindest teilweise axial innerhalb der Nabe angeordnet, wobei seine zentrale Abtriebswelle die Bandrolle über ein Planetengetriebe antreibt. Der Rollenkörper dient dem Auf- und Abwickeln eines als Spreizband ausgebildeten Maßbandes, das neben der Funktion als Maßband für keine weiteren Zwecke eingesetzt werden soll, weshalb es bei derartigen Bandrollen vornehmlich darauf ankommt, das Spreizband durch die Seitenscheiben auf dem Rollenkörper zu führen, aber möglichst einen Reibschluss der Außenkanten des Spreizbandes mit den Seitenscheiben zu vermeiden, um ein leichtes Auf- und Abwickeln das Maßbandes nicht zu behindern.

Unter einem Spreizband versteht man ein in Querrichtung bombiertes Band, das, wenn man es sich selbst überlässt, sich um eine seiner Längsachse parallele Achse wölbt beziehungsweise einrollt, so dass die Oberseite des Spreizbandes konvex und die Unterseite des Spreizbandes konkav gewölbt ist. Solche Bänder, beispielsweise aus Metall oder Kunststoff hergestellt, bieten infolge der Wölbung eine beachtliche Druck- und Biegesteifigkeit, da sie auch schubsteif sind; anders als ein flaches Band, das nur auf Zug belastet werden kann. Das Wirkprinzip von Spreizbändern ist seit langem aus dem Bereich aufrollbarer Maßbänder bekannt und es ist bereits vorgeschla- gen worden, dieses Prinzip für Linearantriebe oder für Umschlingungstriebe zu nutzen.

So wird in der bislang unveröffentlichten DE 10 2006 059 187 ein Linearfüh- rungsmodul mit einem auf einer Führungsschiene linearbeweglich gelagerten Führungswagen beschrieben, welcher durch ein Verbindungselement in Form eines Spreizbandes mit einem Antriebsmotor in Antriebsverbindung steht. Das Spreizband ist dabei von einer Bandrolle auf- und abwickelbar, wobei die Bandrolle mit einem außerhalb der Nabe angeordneten Antriebs- motor in Wirkverbindung steht. Der Antriebsmotor ist nicht näher beschrieben, so dass diesbezüglich noch Raum für Verbesserungen ist.

Bei der Verwendung von Bandrollen zum Einsatz für einen Linearantrieb oder für ein Umschlingungsgetriebe wird im Gegensatz zu Bandrollen von Maßbändern ein Reibschluss zwischen den Seitenscheiben und dem Band angestrebt, da sich hierdurch Zug- und Druckkräfte präziser übertragen lassen.

Aus der DE 38 38 724 A1 ist eine Vorrichtung zum Führen eines Spreizban- des mit wenigstens einer Anlagefläche bekannt, an der zumindest ein Abschnitt des Bandes so anliegt, dass das Band in diesem Abschnitt unter elastischer Aufhebung der Querwölbung eine um wenigstens eine Querachse gekrümmte Längswölbung aufweist, wobei die Vorrichtung zwei seitliche Abstützflächen aufweist, die in Richtung der Querachse einander gegenüber- liegen und so aufeinander zugeneigt sind, dass sie von der Querachse weg konvergieren, und die so angeordnet sind, dass sich jeder Bandabschnitt, der in den längsgewölbten Bereich eintritt, aufgrund der Breitenvergrößerung, die er bei der hierbei erfolgenden Verminderung seiner Querwölbung erfährt, in elastisch reversibler Weise unverrückbar zwischen der wenigstens einen Anlagefläche und den zwei seitlichen Abstützflächen einspannt. Bei dieser Vorrichtung wird also ein elastisch verformbares Band mit Querwölbung auf einer Rolle aufgewickelt, wobei sich das Band dabei aufgrund einer Breitenänderung zwischen zwei Seitenscheiben kraftschlüssig festklemmt. Dieser Effekt wird genutzt um das Drehmoment des Wickelkörpers in eine schlupffreie Translationsbewegung des Bandes umzuwandeln. Hierbei kann die Nabe der Bandrolle mit einer Abtriebswelle eines nicht näher beschrie- benen elektrischen Motors verbunden sein.

Aus der DE 10 2005 048 263 A1 ist schließlich ein Linearantrieb bekannt, bei dem ein Spreizband auf einen Aktor in Form eines pneumatischen Zylinders Druck- oder Zugkräfte ausübt. Das Spreizband ist auf eine Bandrolle aufwi- ckelbar bzw. von dieser abwickelbar. Hierbei ist eine Führungsanordnung in gezackter Nutenform in den Wandungen der Seitenscheiben zum Aufwickeln des Spreizbandes vorgesehen, in welche die Außenkanten des Spreizbandes eingreifen. Innerhalb einer Nabe der Bandrolle ist ein elektrischer Motor angeordnet, durch welchen die Bandrolle antreibbar ist. Bei diesem Motor kann es sich um einen Schrittmotor handeln.

Die bisherigen technischen Lösungen bieten hinsichtlich der Ausbildung und Anordnung des Antriebsmotors noch Raum für Verbesserungen. In der Regel kommen hierbei elektrische Gleichstrom- oder Wechselstrommotoren zum Einsatz, welche regelmäßig als Innenläufer-Motoren ausgebildet sind, deren Innenläuferrotor gleichzeitig die Abtriebswelle bildet, welche direkt oder über ein Getriebe mit der Nabe des Rollenkörpers verbunden ist. Dies führt zu drehmomentschwachen Antrieben oder zu Antrieben, welche einen vergleichsweise großen Bauraum benötigen.

Ebenfalls bekannt ist die Verwendung von Servomotoren, die in der Regel so optimiert sind, dass eine bestimmte Abgabeleistung über eine relativ hohe Drehzahl erreicht wird. Die zuvor beschriebene Spreizbandmechanik benötigt aber ein möglichst genau definiertes Drehmoment bei geringer Drehzahl, nämlich in einem Drehzahlbereich von 0 bis etwa 1500 U/min. Zugleich sind eine kompakte Bauform und eine hohe Genauigkeit wünschenswert. Je nach Verwendung der Bandrolle soll der Antriebsmotor ein möglichst hohes Drehmoment auf den Rollenkörper der Bandrolle übertragen können.

Aufgabe der Erfindung

Ausgehend von den dargelegten Nachteilen der Lösungen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zu Grunde, eine Bandrolle vorzustellen, welche die geschilderten Nachteile beseitigt. Insbesondere ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Bandrolle zu schaffen, welche hinsichtlich Baugröße und Antriebscharakteristik des mit ihr verbundenen Antriebsmotors verbessert ist.

Beschreibung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich die gestellte Aufgabe überraschend gut dadurch lösen lässt, dass in die Nabe des Rollenkörpers der Bandrolle ein Außenläufermotor eingesetzt ist, dessen als Außenrotor ausgebildetes Mantelteil drehfest mit der Nabe verbunden ist.

Die Erfindung geht gemäß den Merkmalen des Hauptanspruchs daher aus von einer Bandrolle eines spiralig auf- und abwickelbaren Bandes mit einem antreibbaren Rollenkörper mit einer zentralen Nabe und einem rotations- symmetrischen Außenmantel sowie mit zwei stirnseitig am Rollenkörper angebrachten, radial nach außen gerichteten Seitenscheiben, deren Radius jeweils größer ist als der Radius des Außenmantels, wobei zwischen axial inneren Wandungen der Seitenscheiben ein wenigstens im aufgewickelten Zustand flaches Band parallel zum Außenmantel des Rollenkörpers und mit seinen Außenkanten parallel zu den Wandungen der Seitenscheiben geführt ist, wobei die Außenkanten des Bandes im aufgewickelten Zustand in reibschlüssigem Kontakt mit den axial inneren Wandungen der Seitenscheiben sind, und wobei in der Nabe zumindest teilweise ein mit der Nabe verbundener Antriebsmotor angeordnet ist, dessen Abtriebswelle drehfest mit der Nabe verbunden ist.

Zudem ist vorgesehen, dass der Antriebsmotor als Außenläufermotor ausgebildet ist, wobei ein als Außenrotor ausgebildetes, die Abtriebswelle bildendes zylindrisches Mantelteil drehfest mit der Nabe verbunden ist.

Durch diesen Aufbau wird vorteilhaft erreicht, dass ein kompakter und dreh- momentstarker Antriebsmotor in die Bandrolle integriert ist, wobei der Antriebsmotor wenigstens zum größten Teil seiner axialen Länge in die Nabe der Bandrolle eingeschoben ist und den Bauraum der Nabe optimal ausfüllt, so dass der zur Verfügung stehende Bauraum optimal genutzt bzw. sogar verkürzt werden kann. Dabei ist es auch möglich, den als Außenläufermotor ausgebildeten Antriebsmotor vollständig in die Nabe einzubauen, insbesondere dann, wenn er als Trommelmotor ausgebildet ist.

Derartige Trommelmotoren sind an sich bekannt, beispielsweise durch die DE 1 488 383 A1 und die DE 26 12 537 A1. Bislang wurden solche Motoren für Rollförderanlagen als antreibende Fördewalze genutzt. Andere bekannte Außenläufermotoren werden als Lüfter verwendet, bei denen das Lüfterrad mit dem Mantelteil des Außenrotors verbunden ist. Der Vorteil derartiger Außenläufermotoren besteht darin, dass die Magnete großflächig an der radial äußeren Wandung angebracht werden können, so dass sich mit derar- tigen Motoren höhere Drehmomente übertragen lassen als bei Innenläufer- motoren, bei denen die Magnete auf der zentralen Abtriebswelle angeordnet sind.

Die Nabe der erfindungsgemäßen Bandrolle fungiert quasi als Hohlwelle, in welche das als Außenrotor ausgebildete Mantelteil des Außenläufermotors drehfest eingeschoben ist. Auf diese Weise lässt sich der Rollenkörper der

Bandrolle direkt und ohne Zwischenschaltung eines Getriebes drehen, wobei ein Drehmoment besonders fein selbst bei geringsten Drehzahlen knapp über Null dosiert werden kann.

Außerdem kann vorgesehen sein, dass der Außenläufermotor eine als Innenstator ausgebildete stationäre Achse aufweist, welche mit einem Ende in einem Befestigungsflansch gelagert ist, wobei auf die Achse ein Ständerblechpaket mit Ständerwicklungen aufgezogen ist.

In anderen praktischen Weiterbildungen kann vorgesehen sein, dass an ei- nem zylindrischen Innenmantel des Mantelteils Permanentmagnete befestigt sind, welche zusammen mit dem Mantelteil den Außenrotor bilden.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Befestigungsflansch einen Absatz aufweist, auf dem ein Innenring eines Kugellagers be- festigt ist, dessen Außenring am Innenmantel des Mantelteils gelagert ist, und dass auf einem dem Befestigungsflansch abgewandten Ende der stationären Achse ein Innenring eines Kugellagers befestigt ist, dessen Außenring am Innenmantel des Mantelteils gelagert ist.

Ebenso liegt es im Rahmen der Erfindung vorzusehen, dass der axiale Abstand zwischen den Kugellagern größer ist als der axiale Abstand zwischen den Seitenscheiben.

In einer besonders praktischen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Rollenkörper einstückig mit dem Mantelteil verbunden ist.

Besonders vorteilhaft ist ebenso eine Ausgestaltung der Erfindung, die sich dadurch auszeichnet, dass der Antriebsmotor ein elektronisch kommutierter Außenläufermotor ist.

Es liegt ebenso im Rahmen der Erfindung vorzusehen, dass die Seitenscheiben starr oder axial verschieblich am Rollenkörper angebracht sind. Andere praktische Ausgestaltungen der Erfindung zeichnen sich dadurch aus, dass der Antriebsmotor mit elektronischen Sensoren versehen ist, welche der Motorsteuerung und der Positionserfassung des Bandes dienen.

In einer weiteren praktischen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Nabe des Rollenkörpers mit dem Mantelteil des Antriebsmotors durch Presssitz, durch Schraubmittel, durch Kleben oder durch Schweißen verbunden ist.

Gemäß einer anderen Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Wandungen der Seitenscheiben jeweils mit Nuten versehen sind, in welchen die Außenkanten des Bandes eingreifen. Diese Ausgestaltung lässt sich auch noch dadurch ergänzen, dass die Nuten als zueinander konzentrische Ringnuten ausgeführt sind.

In einer anderen praktischen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Band ein aus Federstahl bestehendes Spreizband ist, welches im aufgewickelten Zustand flach und im abgewickelten Zustand zum Übertragen von Zug und Druckkräften von der Bandrolle auf ein Abtriebselement ge- wölbt ist, wobei eine Oberseite des Spreizbandes eine konvexe und eine Unterseite des Spreizbandes eine konkave Wölbung aufweist. Diese Ausgestaltung lässt sich auch noch dadurch ergänzen, dass das Abtriebselement ein Führungswagen eines Linearführungsmoduls gemäß der DE 10 2006 059 187 A1 ist.

Besonders vorteilhaft ist schließlich noch eine Ausgestaltung der Erfindung, die sich dadurch auszeichnet, dass die Bandrolle als Antriebselement eines Linearantriebs, eines Umschlingungsgetriebes, als längenveränderlicher Aktor, als Umlenkrolle, als Speicher für ein Band oder als Spule für ein Maß- band verwendet ist. Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäß ausgebildeten Bandrolle wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt die einzige Figur einen Längsschnitt durch eine Bandrolle gemäß der Erfindung.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

In der einzigen Figur ist im Längsschnitt eine erfindungsgemäße Bandrolle 1 dargestellt, welche einen antreibbaren Rollenkörper 2 mit einer zentralen Nabe 3 und einem rotationssymmetrischen Außenmantel 4 aufweist. Am Rollenkörper 2 sind stirnseitig zwei nach radial außen gerichtete Seiten- Scheiben 5, 6 angebracht, wobei der Radius der Seitenscheiben 5, 6 jeweils größer ist als der Radius des Außenmantels 4, so dass die Seitenscheiben 5, 6 zwei Flansche bilden. Die Seitenscheiben 5, 6 sind jeweils starr am Rollenkörper 2 befestigt, wobei es jedoch auch möglich ist, eine oder beide Seitenscheiben 5, 6 axial verschieblich am Rollenkörper 2 anzubringen. Die Nabe 3 weist eine zylindrische Innenmantelfläche 7 auf.

Ein axialer Abstand zwischen axial inneren Wandungen 8, 9 der Seitenscheiben 5, 6 ist so bemessen, dass er kleiner ist als die axiale Breite eines Bandes 10, das parallel zum Außenmantel 4 und mit seinen Außenkanten 11 , 12 zwischen und parallel zu den axial inneren Wandungen 8, 9 der Seitenscheiben 5, 6 geführt ist.

Das Band 10 ist spiralig auf den Rollenkörper 2 aufwickelbar, so dass bei mehreren Wicklungswindungen eine entsprechende Anzahl von Lagen des Bandes 10 radial übereinander zu liegen kommen. Die unterste Lage des Bandes 10 ist dabei mit radialem Abstand zum Außenmantel 4 angeordnet, wobei es jedoch auch möglich ist, die unterste Lage in Kontakt mit dem Außenmantel 4 zu bringen.

Bei dem Band 10 handelt es sich jeweils um ein aus Federstahl bestehendes Spreizband 13, welches im aufgewickelten Zustand flach und im abgewickelten Zustand zum Übertragen von Zug- und Druckkräften von der Bandrolle 1 auf ein Abtriebsmittel gewölbt ist, wobei eine Oberseite 14 des Spreizbandes 13 eine konvexe und eine Unterseite 15 des Spreizbandes 13 eine konkave Wölbung aufweist. Das Spreizband 13 ist mit einem ersten, nicht dargestellten Ende auf den Rollenkörper 2 aufwickelbar und von diesem abwickelbar. Ein zweitens Ende ist mit einem nicht dargestellten Abtriebselement verbunden, welches durch das Spreizband 13 auf Zug oder auf Druck belastbar und betätigbar, insbesondere verfahrbar ist.

Beim Aufwickeln des Spreizbandes 13 läuft dieses zunächst mit geradem Verlauf und konkav/konvex gewölbt in die Bandrolle 1 ein. Durch die Biegung um seine Längsachse wird das Spreizband 13 flachgelegt und wickelt sich als nun flaches Band 10 auf den Rollenkörper 2 auf. Dabei geraten die Au- ßenkanten 11 , 12 des Bandes 10 in den reibschlüssigen Kontakt mit den axial inneren Wandungen 8, 9 der Seitenscheiben 5, 6, deren axialer Abstand zueinander kleiner als die Breite des Bandes 10 ist. Dadurch, dass die Außenkanten 11 , 12 des Bandes in reibschlϋssigen Kontakt mit den Seitenscheiben 5, 6 sind, lässt sich das Band 10 bzw. das Spreizband 13 schlupf- frei bewegen. Um die Führung des Bandes 10 und um die Reproduzierbarkeit der Position der Außenkanten 11 , 12 an den Seitenscheiben 5, 6 zu verbessern, sind die Wandungen 8, 9 der beiden Seitenscheiben 5, 6 jeweils mit Nuten 16 versehen. Die Nuten 16 sind als zueinander konzentrische Ringnuten ausgeführt. Beim Aufwickeln des Spreizbandes 13 auf den Rollenkörper 2 werden die in Kontakt mit den Wandungen 8, 9 kommenden Außenkanten 11 , 12 in die Nuten 16 gedrückt, wodurch das Spreizband 13 zusätzlich gegen den Rollenkörper 2 verklemmt wird.

In die zentrale Nabe 3 ist ein Antriebsmotor 17 eingesetzt, durch welchen der Rollenkörper 2 und damit die Bandrolle 1 in Drehung versetzt werden kann. Bei dem Antriebsmotor 17 handelt es sich um einen elektronisch kommutierten Außenläufermotor 17, welcher auch als Trommelmotor bezeichnet wird. Er weist ein äußeres, rohrförmiges Mantelteil 18 aus ferromagnetischem Material, bevorzugt Stahl, auf, welches drehfest mit dem zylindrischen Innenmantel 7 der Nabe 3 des Rollenkörpers 2 verbunden ist. Das Mantelteil 18 stellt die Abtriebswelle und die Rückschlusshülse des Antriebsmotors 17 dar.

Der Außenläufermotor 17 weist ein stationäres Tragteil auf, welches wegen seines Aussehens umgangssprachlich als Achse bezeichnet wird. Diese Achse 19 ist im Betrieb stationär, dreht sich also nicht. Die Achse 19 ist an einem Ende in einem nur angedeuteten Befestigungsflansch 20 gelagert, welcher an einem nicht dargestellten Gehäuse oder einem anderen stationären Teil befestigt werden kann. Der Befestigungsflansch 20 weist einen Absatz 21 auf, auf dem ein Innenring 22 eines Kugellagers 23 befestigt ist, dessen Außenring 24 in einem Absatz 25 des Mantelteils 18 gelagert ist.

Auf einem dem Befestigungsflansch 20 abgewandten Ende der stationären Achse 19 ist ebenfalls ein Innenring 26 eines Kugellagers 27 befestigt, dessen Außenring 28 einem Absatz 29 des Mantelteils 18 gelagert ist. Hierbei ist der axiale Abstand zwischen den beiden Kugellagern 23 und 27 größer als der axiale Abstand zwischen den Seitenscheiben 5 und 6, wodurch die Stützweite und damit die Belastbarkeit der Bandrolle 1 in Hinblick auf die durch das Spreizband 13 erzeugte radiale Lagerlast erhöht ist. Am zylindrischen Innenmantel 30 des als Rückschlusshülse wirkenden Mantelteils 18 sind Permanentmagnete 31 des Außenläufermotors 17 befestigt, welche zusammen mit dem Mantelteil 18 einen Außenrotor 32 definieren. Dieser wirkt mit einem Innenstator 33 zusammen, welcher durch ein auf die Ach- se 19 aufgezogenes Ständerblechpaket 34 mit Ständerwicklungen 35 gebildet ist. Die Ständerwicklungen sind an nicht dargestellten elektrischen Leitungen angeschlossen, welche durch die Achse 19 und durch den Befestigungsflansch 20 geführt sind. Die Permanentmagnete 31 sind bevorzugt in radialer Richtung magnetisiert. Die Magnetanordnung kann beispielsweise vierpolig ausgebildet sein.

Zur Abdichtung der Innenseite des Außenläufermotors 17 ist ein Deckel 36 vorgesehen, welcher das Mantelteil 18 endseitig abschließt und an diesem befestigt ist. Innen am Deckel 36 sind Sensoren 37 angeordnet, beispiels- weise zur Steuerung von Hallgeneratoren. Die Sensoren 37 haben die Funktion, die Drehstellung des Mantelteils 18 relativ zur stationären Achse 19 zu erfassen, welches besonders bei langsamem Lauf des Motors 17 und Verwendung einer Drehzahlregelung sehr exakt geschehen muss. Diese Sensoren 37 werden außer zur Motorsteuerung noch zur Drehwinkelbestimmung des Rollenkörpers 2 und damit der Wegbestimmung des Spreizbandes 13 genutzt, so dass sonst notwendige Sensoren zur Positionserfassung des Bandes 10 bzw. des Spreizbandes 13 entfallen können.

Eine nur angedeutete Leiterplatte 38 ist auf der Achse 19 befestigt und trägt elektronische Bauelemente des elektronisch kommutierten Außenläufermotors 17. Die elektronische Leiterplatte trägt ebenfalls Sensoren oder Impulsgeber 39, welche mit den Sensoren 37 am Deckel 36 zusammenwirken. Auf diese Weise lässt sich die Drehstellung des Mantelteils 18 und damit die Drehstellung der Bandrolle 1 exakt erfassen. Durch die Ausgestaltung des Antriebsmotors 17 als Außenläufermotor 17 lässt sich ein hohes Drehmoment verzögerungsfrei und auch bei geringen Umdrehungen auf die Bandrolle 1 aufbringen. Zur Verbindung des Rollenkörpers 2 mit dem Antriebsmotor 17 wird dieser mit dem rohrförmigen Mantelteil 18 in die Nabe 3 eingeschoben oder einge- presst, und zwar so weit, bis sich der Rollenkörper 2 gegen einen radial vorstehenden Rand 40 anlegt. Die drehfeste Verbindung von Nabe 3 mit Man- telteil 18 kann durch einfachen Presssitz erzielt werden. Möglich ist es aber auch, das Mantelteil 18 und die Nabe 3 durch Schraubmittel, durch Kleben oder Schweißen miteinander zu verbinden. Eine besonders interessante Abwandlung ist eine nicht dargestellte Variante, bei welcher der Rollenkörper 2 einstückig mit dem Mantelteil 18 verbunden bzw. mit diesem ausgebildet ist.

Das Band 10 kann auch einen flachen Querschnitt oder einen beliebig anders geformten Querschnitt aufweisen. Je nach Art des verwendeten Bandes 10 kann auch der Einsatzzweck der Bandrolle 1 variieren. Mögliche Einsatz- bereiche sind neben der beschriebenen Verwendung als Antriebselement in Linearmodulen als Ersatz von Zahnriemen die Verwendung als längenveränderlicher Aktor, als Umlenkrolle, als Speicher für ein Band oder als Spule für ein Maßband. Bevorzugt wird die Bandrolle mit einem Abtriebsmittel in Form eines Führungswagen verbunden, wie er aus der DE 10 2006 059 187 bekannt ist.

Bezugszahlenliste

Bandrolle

Rollenkörper

Nabe

Außenmantel

Seitenscheibe

Zylindrische Mantelfläche

Wandung

Band

Außenkante von 10

Spreizband

Oberseite von 13

Unterseite von 13

Nut

Antriebsmotor

Mantelteil

Achse

Befestigungsflansch

Absatz

Innenring

Kugellager

Außenring

Absatz

Innenring

Kugellager

Außenring

Absatz

Innenmantel

Permanentmagnet Außenrotor

Innenstator

Ständerblechpaket

Ständerwicklung

Deckel

Sensor

Leiterplatte

Sensor

Rand

Claims

Patentansprüche

1. Bandrolle (1) eines spiralig auf- und abwickelbaren Bandes (10; 13), mit einem antreibbaren Rollenkörper (2) mit einer zentralen Nabe (3) und einem rotationssymmetrischen Außenmantel (4) und mit zwei stirnseitig am Rollenkörper (2) angebrachten, radial nach außen gerichteten Seitenscheiben (5, 6), deren Radius jeweils größer ist als der Radius des Außenmantels (4), wobei zwischen axial inneren Wandungen (8, 9) der Seitenscheiben (5, 6) ein wenigstens im aufgewickelten Zustand flaches Band (10; 13) parallel zum Außenmantel (4) des Rollenkörpers (2) und mit seinen Außenkanten (11 , 12) parallel zu den Wandungen (8, 9) der

Seitenscheiben (5, 6) geführt ist, wobei die Außenkanten (11 , 12) des Bandes (10; 13) im aufgewickelten Zustand in reibschlüssigem Kontakt mit den axial inneren Wandungen (8, 9) der Seitenscheiben (5, 6) sind, wobei in der Nabe (3) zumindest teilweise ein mit der Nabe (3) verbun- dener Antriebsmotor (17) angeordnet ist, dessen Abtriebswelle (18) drehfest mit der Nabe (3) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (17) als Außenläufermotor (17) ausgebildet ist, wobei ein als Außenrotor (32) ausgebildetes, die Abtriebswelle bildendes zylindrisches Mantelteil (18) drehfest mit der Nabe (3) verbunden ist.

2. Bandrolle nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Außenläufermotor (17) eine als Innenstator (33) ausgebildete stationäre Achse (19) aufweist, welche an einem Ende in einem Befestigungsflansch (20) gelagert ist, wobei auf die Achse (19) ein Ständerblechpaket (34) mit Ständerwicklungen (35) aufgezogen ist.

3. Bandrolle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an einem zylindrischen Innenmantel (30) des Mantelteils (18) Permanentmagnete (31) befestigt sind, welche zusammen mit dem Mantelteil (18) den Au- ßenrotor (32) bilden.

4. Bandrolle nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsflansch (20) einen Absatz (21) aufweist, auf dem ein Innenring (22) eines Kugellagers (23) befestigt ist, dessen Außenring (24) am Innenmantel (30) des Mantelteils (18) gelagert ist, und dass auf einem von dem Befestigungsflansch (20) abgewandten Ende der stationären Achse (19) ein Innenring (26) eines Kugellagers (27) befestigt ist, dessen Außenring (28) am Innenmantel (30) des Mantelteils (18) gelagert ist.

5. Bandrolle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Abstand zwischen den Kugellagern (23, 27) größer ist als der axiale Abstand zwischen den Seitenscheiben (5, 6).

6. Bandrolle nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Rollenkörper (2) einstückig mit dem Mantelteil

(18) verbunden ist.

7. Bandrolle nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (17) ein elektronisch kommutier- ter Außenläufermotor (17) ist.

8. Bandrolle nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenscheiben (5, 6) starr oder axial verschieblich am Rollenkörper (2) angebracht sind.

9. Bandrolle wenigstens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (17) mit elektronischen Sensoren (37) versehen ist, welche der Motorsteuerung und der Positionserfassung des Bandes (10; 13) dienen.

10. Bandrolle nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (3) des Rollenkörpers (2) mit dem Mantelteil (18) des Antriebsmotors (17) durch Presssitz, durch Schraubmittel, durch Kleben oder durch Schweißen verbunden ist.

11. Bandrolle nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandungen (8, 9) der Seitenscheiben (5, 6) jeweils mit Nuten (16) versehen sind, in welchen die Außenkanten (11 , 12) des Bandes (10, 13) eingreifen.

12. Bandrolle nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (16) als zueinander konzentrische Ringnuten ausgeführt sind.

13. Bandrolle nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (10) ein aus Federstahl bestehendes Spreizband (13) ist, welches im aufgewickelten Zustand flach und im abgewickelten Zustand zum Übertragen von Zug- und Druckkräften von der Bandrolle (1 ) auf ein Abtriebselement gewölbt ist, wobei eine Oberseite (14) des Spreizbandes (13) eine konvexe und eine Unterseite (15) des Spreizbandes (13) eine konkave Wölbung aufweist.

14. Bandrolle nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebselement ein Führungswagen einer Linearführungsvorrichtung ist.

15. Bandrolle nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Bandrolle (1) als Antriebselement eines Linearantriebs, eines Umschlingungsgetriebes, als längenveränderlicher Aktor, als Umlenkrolle, als Speicher für ein Band (10; 13) oder als Spule für ein Maßband verwendet ist.