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Spanntrommel für Materialbahnen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Spanntrommel für Materialbahnen, z. B. für die Treibriemenherstellung, an der die Materialbahn unter Reibung anliegt, welche Trommel von einer Welle getragen ist und mit einer Bremseinrichtung zusammenwirkt.
Vielfach soll Material, insbesondere eine laufende Materialbahn, vor dem Durchgang oder während des Durchganges durch eine Vorrichtung bzw. während eines Verfahrens gespannt werden. Wo solches Material von Haspeln oder Trommeln zugeführt wird, wurde auf der Haspel ein Bremsmechanismus angebracht, doch ergaben sich Schwierigkeiten in der Aufrechterhaltung einer annähernd konstanten Spannung im Material, weil sich dessen Durchmesser auf der Haspel ständig änderte. Diese Änderung des Ma- terialdurchm6Ssers nötigt zu einem ständigen Wechsel im Bremsmoment, damit eine im wesentlichen konstante Spannung erzielt wird. Ausserdem ergab sich eine erhebliche Schwierigkeit darin, dem Material eine Anfangsspannung zu verleihen, bevor es von der Haspel abzulaufen beginnt.
Die erfindungsgemässe Spanntrommel kennzeichnet sich dadurch, dass die Trommel mit einem ihrer Enden lose drehbar auf der Welle gelagert ist, während ihr anderes Ende mit der Welle mittels einer Mitnahmeeinrichtung verbunden ist, die mindestens ein nachgiebiges Glied enthält, und dass die Bremseinrichtung zur Ausübung eines Bremsmomentes auf die Welle zusammen mit einer Einrichtung zur Anzeige der Grösse der Verdrehung zwischen Welle und Trommel am freien Ende der Trommel vorgesehen ist.
Die Art der Antriebseinrichtung zwischen dem anzutreibenden Trommelende und der Welle ist einigermassen vorgeschrieben durch die Grösse der zur Einwirkung auf das Material zu bringenden Spannung und durch den Trommeldurchmesser, da diese zusammen die Grösse des anzuwendenden Bremsmomentes bestimmen. Für manche Bremswerte mag es genügen, als nachgiebiges Glied eine oder mehrere Federn zu verwenden ; diese können Druck- oder Zugfedern in Schraubenform sein, die zwischen dem andern Trommelende und einem sternartigen Glied wirksam sind, das auf der Welle festsitzt. Es kann aber auch das nachgiebige Glied eine einzige Schraubenfeder sein, die um die Welle gewickelt und an einem Ende mit dieser verbunden ist, während das andere Federende an die Trommel angeschlossen ist.
Für grössere Werte des Bremsmomentes kann es zweckmässig sein, die Welle selbst als nachgiebiges Glied zu benützen und das eine'Ende der Trommel unmittelbar auf die Welle aufzuklemmen.
Bei jeglicher Ausbildung des nachgiebigen Gliedes tritt bei Einwirkung einer Spannung auf das um die Trommel gelegte Material eine gewisse relative Winkelverstellung zwischen dem freien Trommelende und der Welle im unmittelbaren Bereich der letzteren ein. Werden als nachgiebiges Glied Federn verwendet, so kann diese Winkelverstellung innerhalb der in Aussicht genommenen Grösse des Bremsmomentes verhältnismässig erheblich und das Ausmass dieser Winkelverstellung leicht feststellbar sein oder dadurch angezeigt werden, dass auf die Welle nächst dem freien Ende der Trommel eine Scheibe aufgesetzt wird, die sich samt der Welle gegenüber dem freien Trommelende dreht. Eine Skala kann dabei entweder auf der Scheibe oder auf dem Trommelende vorgesehen werden und mit einem Zeiger am freien Trommelende bzw. auf der Scheibe zusammenarbeiten.
Wird die Welle selbst als nachgiebiges Glied benützt, kann die Grösse der Winkelverstellung des freien Trommelendes in bezug auf die Welle in deren Umgebung für direkte Beobachtung unzureichend sein und es kann ein auf die relative Winkelverstellung ansprechendes Lenkersystem benützt werden, um diese Winkelverstellung zu vergrössern bzw. um der Scheibe eine vergrösserte Winkelverstellung zum Trommelende zu verleihen.
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Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann zu einer Spannung des Materials verwendet werden, gleich- gültig, ob letzteres ortsfest bleibt oder sich bewegt. Soll eine Spannung auf bewegtes Material zur Einwir- kung gebracht werden, ist eine Drehung der Trommel und der Welle notwendig und da eine Beobachtung derWinke1verste1lung zwischen dem freien Trommelende und der Welle im Bereich derselben während einer derartigen Drehung nicht möglich sein könnte, ordnet man einen oder mehrere Schalter am freien Trom- melende und an der Scheibe so an, dass sie auf die Grösse der relativen Winkelverstellung zwischen den genannten Elementen ansprechen. Einer von solchen Schaltern kann einer unteren Grenze der anzuwen- denden Spannung und der andere Schalter ihrer oberen Grenze zugeordnet sein.
Die Verbindung zwischen diesen Begrenzungsschaltern kann über Schleifringe hergestellt werden. Die
Schalter können in einen Stromkreis zur Überwachung des auf die Welle wirkenden Bremsmomentes ge- schaltet sein.
In manchen Fällen kann das Bremsmoment auf die Welle durch eine bekannte Bremse mit Trommel und Bremsband wirksam werden. Das Band kann durch einen von Begrenzungsschaltern gesteuerten Servo- mechanismus gespannt werden, beispielsweise durch einen pneumatischen Kolben und Zylinder, wobei die Begrenzungsschalter Ventile steuern, die von Solenoiden betätigt werden und die den Zu- und Austritt von Luft zu bzw. aus dem Zylinder regeln.
Um dem auf die Trommel aufgewickelten Material vor seiner Bewegung eine Anfangsspannung verleihen zu können, ist eine Einrichtung vorgesehen, um die Welle in entgegengesetzter Richtung zu jener drehen zu können, in der sie gedreht wird, sobald das Material wandert.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert, in welchen Fig. l schematisch das Zuführungs- und Spannende einer Vorrichtung zur Herstellung von Treibriemen, Fig. 2 eine Fortsetzung der Fig. l mit Vorwärmer und Härtungsabschnitt der Vorrichtung, Fig. 3 einen Schnitt durch eine Spanntrommel und Welle einer Ausgestaltung der Erfindung, Fig. 4 eine Ausführung- form der Steuerung, Fig. 5 einen Schnitt durch Spanntrommel und Welle einer weiteren Ausführung der Erfindung, Fig. 6 eine Stirnansicht, teilweise im Schnitt einer Vergrösserungsvorrichtung für die Ausführung nach Fig. 5 und Fig. 7 eine schematische, schaubildliche Darstellung einer Spanntrommel zeigt.
Als Beispiel soll die Erfindung für eine Vorrichtung zur Herstellung eines Mehrlagentreibriemens beschrieben werden. Eine Ausführungsform hievon ist in den Fig. l und 2 schematisch veranschaulicht ; sie besteht aus einem Ständer 10, der eine Anzahl von Haspeln 12 trägt, von denen jede eine Bahn 13 aus mit plastischem Material imprägniertem Gewebe für den Treibriemen liefert ; ferner besitztdieVorrich- tung einen Vorwärmer 14 für die einzelnen Bahnen und eine Wärmehärtungseinrichtung 15, in welcher die Bahnen rund um eine Walze 16 geführt, mit ihr durch ein endloses Stahlband 17 in Kontakt gehalten und schliesslich bei 18, miteinander verbunden, abgeführt werden.
Während man bisher zum Spannen jeder Bahn 13 eine Reibungsbremse an jeder Trommel 12 anordnete, läuft nach der Erfindung jede Bahn 13 über eine Spanntrommel 19. Diese Trommeln 19 sind von einem gemeinsamen Gestell 20 getragen. Die Bahn jeder Materiallage von der Haspel 12 zum Vorwärmer 14 führt rund um eine lose laufende Walze 21, sodann rund um die Spanntrommel 19, hierauf zwischen zwei allen gemeinsamen Führungswalzen 22, 23 hindurch und sodann über je eine Führungswalze 24, die beim Eintritt in den Vorwärmer 14 angeordnet ist. Wie aus Fig. 2 deutlicher ersichtlich, laufen im Vorwärmer die Bahnen 13 gegeneinander und werden beim Austritt 25 miteinander in Berührung gebracht.
Der Verlauf einer Bahn rund um die Spanntrommel 19 ist klarer aus Fig. 7 erkenntlich, die zeigt, dass die Materiallage 13 anfänglich um eine lose drehbare Walze 21 und dann um die Spanntrommel 19 läuft.
Die Walze 21 wird vorzugsweise gegen die Spanntrommel 19, etwa mit Hilfe von Gewichten 26, angedrückt, so dass die Bahn 13 mit der Oberfläche der Trommel 19 in Reibungskontakt verbleibt. Bringt man auf die Spanntrommel 19 ein Bremsmoment zur Einwirkung, etwa mit Hilfe einer Bremstrommel 27 und eines Bremsbandes 28, so wird auf die Bahn 13a hinter der Spanntrommel 19 eine Spannung ausgeübt werden, indem man ein Ende 29 der Spanntrommel 19 konzentrisch auf der Welle 30 frei drehbar lagert und das andere Ende 31 der Spanntrommel 19 mit der Welle in feste Verbindung bringt, die mindestens ein nachgiebiges Glied enthält ; die Grösse der Spannung in der Bahn 13a kann durch Beobachtung des Ausmasses der Winkelverstellung des freien Endes 29 der Spanntrommel 19 in bezug auf den Teil 32 der Welle 30 festgestellt werden.
Ein Weg dies zu erreichen, ist schematisch in Fig. 3 veranschaulicht. Das Ende 29 der Spanntrommel 19 wird vom Stirn- oder Endteil 33 um die Welle 30 frei drehbar gehalten, während mittels eines Bundes 35 eine Scheibe 34 am Teil 32 der Welle 30 befestigt ist, der sich im Bereich des freien Endes 29 befindet. Das freie Ende 29 überragt den. Stirn- oder End-
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teil 33 und die Scheibe 34 liegt innerhalb des überragenden Teiles. Das andere Ende 31 der Spanntrommel 19 wird von einem zweiten Stirn-oder Endteil 36 getragen, der um die Welle 30 drehbar und mit dem einen Ende 37 einer Feder 38 verbunden ist, deren anderes Ende an dem auf die Welle 30 aufgekeilten Bund 39 befestigt ist.
Die Spannung in der Bahn 13a lässt zwischen Spanntrommel 19 und Welle 30 ein Drehmoment entstehen, dessen Grösse als Winkelverstellung zwischen dem freien Ende 29 und der Scheibe 34 beobachtet werden kann.
Eine Einrichtung, mit deren Hilfe die Winkelverstellung zwischen Scheibe 34 und freiem Ende 29 zur Steuerung der Grösse des auf die Welle 30 zur Wirkung gebrachten Bremsmomentes und damit auch zur Steuerung der Grösse der Spannung in der Bahn 13a verwendet werden kann, ist in Fig. 4 veranschaulicht. Die Scheibe 34 trägt ein Kontaktpaar 40, 41 und das freie Ende 29 der Trommel weist einen feststehenden Kontakt 42 auf. Die Kontakte 40 und 42 dienen zusammen als Schalter für die untere Grenze und die Kontakte 41 und 42 zusammen als Schalter für eine obere Grenze. Die Kontakte 40, 41 sind auf einem isolierten Träger 43 angebracht, der in der Umfangsrichtung auf der Scheibe 34 in jede gewünschte Stellung bewegbar ist ; die Kontakte 40 und 41 sind zueinander in Übereinstimmung mit der erwünschten Toleranz der anzuwendenden Spannung verstellbar.
Der Kontakt 42 ist an einen Pol einer Stromquelle zweckmässig durch die metallischen Teile der Vorrichtung angeschlossen und die Kontakte 40 und 41 sind über Schleifringe 44 bzw. 45 mit einem Ende von Solenoidicklungen 46 bzw. 47 verbunden, deren andere Enden an den andern Pol der Stromquelle gelegt sind. Auf die Welle 30 ist auch eine Bremstrommel 27 aufgesetzt, um welche ein Bremsband 28 geschlungen ist, von dem ein Ende bei 48 festgelegt, das andere Ende mit einem Arm eines Winkelhebels 49 verbunden ist, dessen anderer Arm mit dem Kolben eines Zylinders 50 verbunden ist. Das der Scheibe zugehörige Solenoid 47 steuert ein normal geschlossenes Ventil 51 für den Zutritt von Pressluft zum Zylinder 50, wogegen das Solenoid 46 ein normal geschlossenes Ventil 52 steuert, um Luft aus dem Zylinder abströmen zu lassen.
Zur Erzielung einer genaueren Steuerung sind Kolben und Zylinder 50 vorzugsweise mit einem Kessel 53 von grösserem Fassungsraum parallel geschaltet, so dass verhältnismässig grössere Luftmengen zu dem Zylinder zutreten bzw. aus dem Zylinder abgeführt werden müssen, um bei Änderung des Bremsmomentes den Kolben eine gegebene Bewegung ausführen zu lassen.
Im Betrieb bei Einstellung der Kontakte 40 und 41 in bezug aufeinander und in bezug auf die Scheibe 34 in der gewünschten Art wird, wenn die angewendete Spannung in der Materialbahn um mehr alseinen gegebenen Betrag von erwünschtem Ausmass abnimmt, der Kontakt 42 auf den Kontakt 40 auftreffen, wodurch der Kreis des Solenoides 47 geschlossen wird. Das Ventil 51 öffnet sich und lässt mehr Luft zum Zylinder 50 des Kolbens zutreten, damit die auf das Bremsband 28 ausgeübte Spannung erhöht und dadurch auch das auf die Welle 30 zur Wirkung gebrachte Bremsmoment vergrössert wird. In gleicher Weise wird bei steigender Spannung in der Materialbahn um mehr als einen bestimmten Betrag gegenüber dem gewünschten Ausmass der Kontakt 42 auf den Kontakt 41 auftreffen und das Ventil 52 öffnet sich, um Luft aus dem Zylinder 50 austreten zu lassen.
Für höhere Spannungswerte, wie solche bei Bahnen zur Herstellung von Treibriemen od. dgl. auftre- ten, kann die Welle 30 als nachgiebiges Glied an Stelle der Feder 38 in Fig. 3 verwendet werden, obgleich die relative Winkelverstellung zwischen freiem Trommelende und dem benachbarten Wellenteil verhältnismässig kleiner sein wird. Es ist daher eine Vergrösserungseinrichtung für diese Verstellung notwendig.
Eine hiezu dienliche Einrichtung ist in den Fig. 5 und 6 veranschaulicht.
Dabei ist das freie Ende 29 der Trommel 19 vom Stirn- oder Endteil 33 gleich wie in Fig. 3getragen, jedoch ist der weitere, den andern Stirn- oder Endteil 31 der Trommel 19 tragende Teil 36 auf die Welle 30 bei 54 aufgekeilt. Zwischen Teil 33 und Scheibe 34 ist auf die Welle 30 ein Glied 55 aufgekeilt.
Wie aus Fig. 6 ersichtlich, ist ein an diesem Glied 55 bei 57 drehbarer Hebel 56 mittels eines Lenkers 58 mit einem Ohr 59 des Trommelendes 29 verbunden. Das andere Ende des Hebels 56 ist mittels eines Lenkers 60 mit einem Zahnquadranten 61 verbunden, der bei 62 am Glied 55 drehbar ist und mit einem* Zahnrad 63 in Eingriff steht. Diesem Zahnrad 63 ist ein Quadrant 64 zugeordnet, der mit einem auf der Welle 30 lose drehbaren Zahnrad 65 in Eingriff steht, das mit der Scheibe 34 verbunden ist. Mit Hilfe des Hebels, der Lenker, der Quadranten und Zahnräder scheint die relative Winkelverstellung zwischen freiem Trommelende 29 und dem auf die Welle 30 aufgekeilten Glied 55 als vergrösserte Bewegung der Scheibe 34 in bezug auf das freie Ende 29-auf. Das Mass der Vergrösserung kann das Zehn-oder Mehrfache sein.
So kann beispielsweise eine geringe Winkelverstellung et des freien Endes 29 zur Welle 30 so vergrössert werden, dass die entsprechende Verstellung der Scheibe 34 zum freien Trommelende etwa 900 beträgt.
Das freie Trommelende 29 kann mit einem Zeiger 66 und die Scheibe 34, wie bei 67 angedeutet, mit einer Skala versehen sein.
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In jenen Fällen, wo das Bremsmoment auf die Welle 30 erheblich und die Geschwindigkeit der Bewegung der Bahnen 13a klein ist, empfiehlt es sich, die Welle 30 mit der Bremstrommel durch ein bei 68 in Fig. 7 angedeutetes Übersetzungsgetriebe zu verbinden, so dass die Umlaufgeschwindigkeit der Trommel 27 grösser als jene der Welle 30 und sohin das auf die Trommel 27 wirksame Bremsmoment entsprechend geringer ist.
Damit die über die Trommel 19 laufende Bahn 13 anfänglich von Hand aus straff gezogen werden kann, nachdem ihr vorderes Ende in den Vorwärmer od. dgl. eingezogen wurde, wird vorzugsweise zwischen Bremstrommel 27 und Welle 30 eine einseitig wirkende Kupplung 69 eingeschaltet. Nachdem die Bahn anfänglich von Hand aus straff gezogen wurde, ist es oft nötig, der Bahn 13a vor Inbetriebsetzung der Vorrichtung eine Anfangsspannung zu geben. Diese Anfangsspannung kann dadurch erzielt werden, dass man die Welle 30 in entgegengesetzter Richtung zu jener dreht, die sie bei Betrieb der Vorrichtung ausführt. Eine derartige umgekehrte Drehung der Welle 33 kann von Hand aus oder durch ein Schneckengetriebe 70 und eine einseitig wirkende Kupplung 71 hervorgebracht werden.
Es ist klar, dass die Anwendung der Erfindung auf eine Vorrichtung zur Herstellung eines Mehrlagentreibriemens nur als ein Beispiel gedacht ist und die Vorrichtung auch in andern Gewerben oder für Verfahren anwendbar ist, bei welchen eine Spannung einer streifenförmigen, in Bewegung befindlichen oder unbewegten Materialbahn notwendig ist.
PATENTANSPRÜCHE :
EMI4.1
unter Reibung anliegt, welche Trommel von einer Welle getragen ist und mit einer Bremseinrichtung zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommel (19) mit einem (29) ihrer Enden (29, 31) lose drehbar auf der Welle (30) gelagert ist, während ihr anderes Ende (31) mit der Welle mittels einer Mitnahmeeinrichtung verbunden ist, die mindestens ein nachgiebiges Glied enthält, und dass die Bremseinrichtung zur Ausübung eines Bremsmomentes auf die Welle zusammen mit einer Einrichtung zur Anzeige der Grösse der Verdrehung zwischen Welle und Trommel am freien Ende (29) der Trommel vorgesehen ist.