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Die Erfindung bezieht sich auf eine Spanavorrichtung, mit der ein
dünner Streifen, im besonderen ein schmaler Streifen aus Rasierklingenstahl von
einer Dicke von etwa 0,025 mm, durch Reibung abgebremst, jedoch nicht gereckt wird,
während der Streifen mit hoher Geschwindigkeit auf eine drehbare Aufwickelspule
aufgewickelt wird. Die Spnnnvorrichtung weist eine Reihe von Rollenpaaren, deren
Rollen um die eigene Achse drehbar gelagert und antreibbar sind, Rollenantriebselemente
zur Übertragung des Drehantriebes zwischen den Rollen jeweils eines Rollenpaares
und zwei auf Abstand stehende drehbare Scheiben auf, in denen jeweils die Rollen
eines Rollenpaares mit gleichem Abstand von der Mitte der Scheibe sowie längs eines
Durchmessers der Scheibe gelagert sind. Jede Scheibe weist amUmfang eine Antriebsfläche
auf, die mit einem zusammenwirkenden Scheibenantriebselement in Eingriff steht,
so daß jedes Rollenpaar über einen Winkel von mindestens 1800 um eine zu den Drehachsen
der Rollen parallele Achse in eine Einführungsstellung und in eine Transportsteuerungsstellung
drehbar ist, in der der durch die Reihe von Rollenpaaren in deren Einführungsstellung
direkt eingeführte dünne Streifen mit mindestens 50 O/o des Umfanges jeder Rolle
in Berührung steht.
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Beim Auflaufenlassen von Streifenmaterial auf Aufwickelspulen und
beim Abwickeln des Materials von denselben ist es häufig erwünscht, eine Transportsteuerungseinrichtung
zwischenzuschalten, die den Streifen in seiner Bewegung hindert, um eine Zugspannung
in dem Material hervorzurufen, so daß es mit dicht aufeinanderliegenden Lagen auf
die Spule aufgewickelt werden kann und einen kompakten Wickel ergibt. Unter anderen
Umständen wieder kann es erwünscht sein, zwischen aufeinanderfolgenden Verarbeitungsstufen
eines fabrikationsmäßigen Herstellungsverfahrens eine Trennung vorzunehmen.
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Bei großen Aufwickelgeschwindigkeiten des Streifenmaterials wird bei
einer herkömmlichen Transportsteuerungseinrichtung eine Reihe Rollen vorgesehen,
durch die der Streifen bald mit Antrieb und bald mit Belastung oder Bremsung desselben
hindurchgeschickt wird. Auf diese Art kann ein Durchhängen des Streifens vermieden
werden.
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Es ist jedoch schwierig, Streifen den gewundenen, bei derartigen
Steuerungseinrichtungen vorgesehenen Pfad entlang einzuführen. Wo das einzuführende
Material leicht zerbrechlich oder in anderer Hinsicht empfindlich ist, wird das
Problem einer einwandfreien Einführung besonders wichtig. Eine weitere Kompliziertheit
entsteht dann, wenn die Ausrichtung des Streifenmaterials auf die Transportsteuerungseinrichtung
von entscheidender Bedeutung ist, wie es des öfteren dort der Fall ist, wo gleichzeitig
mehrere Stränge Streifenmaterials durch eine einzige Transportsteuerungseinrichtung
zu steuern sind. Wenn z. B. die Rollen nicht angetrieben, sondern nur durch Reibung
belastet werden, können sie ziemlich leicht aus ihren Stellungen längs des gewundenen,
vom Material einzuschlagenden Pfades herausgeraten. Bei verwickelteren Einrichtungen,
bei denen Antriebe verwendet werden, die den Transport entweder beschleunigen oder
verzögern, wird es infolge der mit den Rollen herzustellenden Antriebsverbindungen
schwierig, die Rollen aus ihren Plätzen, die sie längs des gewundenen Pfades einnehmen,
zu verschieben.
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Es besteht bereits eine ganze Anzahl von Ver-
suchen, der Schwierigkeiten
beim Spannen laufenden Streifen- oder Drahtmaterials Herr zu werden. Bei Maschinen
zum Richten sich kontinuierlich mit hoher Geschwindigkeit bewegender Stahlbänder
durch Recken derselben z. B. werden auf Abstand stehende Spanneinrichtungen verwendet,
durch die das Band hindurchgeht und die zum Recken desselben z. B. mit verschiedenen
Drehzahlen betrieben werden. Das Band wird durch die Spanneinrichtungen über seine
Elastizitätsgrenze hinaus gereckt. Bei Wickelmaschinen zum besonders straffen Aufwickeln
von Metallbändern wird das aufzuwickelndeBand zur Erhöhung seiner Spannung S-fönnig
um zwei abgebremste Rollen herumgeführt, ehe es unter Zug aufgewickelt wird. Zur
Erleichterung der Einführung des Bandes kann eine Scheibe, in der die beiden Rollen
drehbar gelagert sind, aus einer Stellung, in der das Band auf ziemlich geradem
Wege durch diese Rollen hindurchgeht, in eine Stellung gedreht werden, in der das
Band S-förmig die Rollen umschlingt, wodurch seine Haftung auf diesen Rollen vergrößert
wird. Beim Herstellen von Bändern in Stahlbandwalzwerken wird das Band beim Auswalzen
gleichzeitig durch eine auf der Zuführ- und eine auf der Austrittseite der Walze
angeordnete Spannvorrichtung einer Zugspannung unterworfen, wobei diese Spannvorrichtungen
oft die Form zweier voneinander unabhängiger und getrennt angetriebener, zwischenWalze
undAufwickelvorrichtung geschalteter Rollen haben, die das Band beim Durchlaufen
derselben S-förmig umschlingt. Die von diesen Spannrollen auf das Band ausgeübte
Zugkraft hängt von der Größe der Berührungsfläche ab, die der SpannrolleReibungskräfte
auszuüben ermöglicht.
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Beim Spannen laufenden Streifenmaterials werden vielfach Elektromotoren
zum Antrieb der Spannvorrichtungen vorgesehen, die von einer einzigen Stromquelle
aus in Hintereinanderschaltung betrieben werden und die erforderlichen Bandspannungen
durch entsprechende Regelung der Motorstromkreise einzustellen gestatten.
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Die : Erfindung löst die Aufgabe, dünnes, sich mit hoher Geschwindigkeit
bewegendes Streifenmaterial mit einer gewissen Spannung auf eine Aufwickelspule
aufzuwickeln, ohne dabei ein Recken des Materials oder eine Verformung desselben
entstehen zu lassen, dadurch, daß sie zwischen benachbarten Scheiben ein Scheibenantriebsübertragungselement
vorsieht, so daß alle Rollenpaare zugleich in die Einführstellung und in die Transportsteuerungsstellung
gedreht werden können und daß, wenn die Rollenpaare ihre Transportsteuerungsstellung
einnehmen, auf den Scheiben gelagerte Rollenantriebsübertragungselemente wirksam
werden, die den Drehantrieb zwischen den Rollenantriebselementen benachbarter Rollenpaare
übertragen, so daß alle Rollenpaare einen Drehantrieb in gleicher Richtung von einer
Antriebsquelle erhalten, die die Welle einer Rolle eines Rollenpaares antreibt Bei
dieser Anordnung erzeugt jedes Rollenpaar nur einen Teil der Spannung, die zum ordnungsmäßigen
Aufwickeln des unter Kontrolle gehaltenen Streifens erforderlich ist. Die Spannung
wird von der erfindungsgemäßen Vorrichtung derart proportioniert, daß eine vorherbestimmte
Bremswirkung auf eine Reihe von Rollenpaaren verteilt wird, die leicht aus einer
offenen Einführstellung in eine geschlossene Transportsteuerungsstellung bewegbar
sind. Dadurch, daß bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung das aufzuwickelnde
Streifenmaterial
auf die genannte Art schnell eingeführt werden kann, wird die bei jedem Streifenwechsel
auftretende unproduktive Einrichtungszeit wesentlich verkürzt. Die Vorrichtung ermöglicht
ein leichtes Einführen von empfindlichem und leicht zerbrechlichem Material, so
daß sie auch zum Aufwickeln anderen Materials als Rasierklingenstahl, wie z. B.
photographischer Filme, verwendet werden kann.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnungen
nachstehend im einzelnen erläutert. Es zeigt F i g. 1 das Schema einer Längsschneide-
und Aufwickeleinrichtung zum Zerschneiden eines Stahlstreifens in mehrere Streifen
und Aufwickeln der hierdurch entstehenden Streifen auf einzelne Aufwickelspulen,
wobei die Spannung der Streifen durch eine Spannvorrichtung geregelt wird, Fig.
2 eine teilweise im Schnitt wiedergegebene Draufsicht auf die in F i g. 1 gezeigte
Spannvorrichtung, F i g. 3 eine in Schaubildform wiedergegebene Seitenansicht eines
Teils der in der Spannvorrichtung verwendeten Zahnradverbindung, F i g. 4 eine schaubildliche
Ansicht anderer Teile der in der Spannvorrichtung angewandten Zahnradverbindung,
von der Seite aus gesehen, die der der Darstellung der Fig. 3 zugrunde liegenden
gegenüberliegt, Fig. 5 ein längs der Linie 5-5 der Fig. 3 gelegter Schnitt, der
Einzelheiten des in der Spannvorrichtung verwendeten Triebwerks und der die Rollen
tragenden und in die ihnen zukommenden Stellungen bringenden Vorrichtungen wiedergibt,
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer drehbaren, ein Rollenpaar lagernden Scheibe,
und Fig. 7 und 8 einander ähnelnde schematische Wiedergaben der Spannvorrichtung,
die die drei vorgesehenen Rollenpaare in einer Transportsteuerungsstellung (Fig.
7) und in einer Einführungsstellung (F i g. 8) wiedergeben.
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Mit der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung soll ein dünner Stahlstreifen
mit einer Geschwindigkeit von 150 m/min und darüber so aufgeschlitzt werden, daß
dabei genaue und gleichmäßige Streifenränder entstehen. Die Stärke dieses Materials
liegt etwa in dem Gebiet von 0,15 mm, und dasselbe wird von einer mit dem Bezugszeichen
10 bezeichneten Längsschneideeinrichtung mittels in zwei Reihen angeordneter Trennmesserelemente
12,14 zu sechs oder mehr Streifen zerschnitten. Nach Zerschneiden des Materials
in die verschiedenen Streifen tritt dasselbe bei 18 in eine durchhängende Schleife
ein, und dann wird das in Breitenrichtung überschüssige Material durch eine Bremse
20 hindurch über die Rolle 22 der Aufwickelspule 24 zugeführt.
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Die verschiedenen Streifenl6 werden durch die Leitvorrichtung 28
und durch die mit dem Bezugszeichen 30 bezeichnete Spannvorrichtung hindurchgeschickt,
um über einzelne Rollen 32 den Streifenaufwickelspulen 34 zugeführt zu werden, die
von ihnen zugeordneten, servogesteuerten Antriebsvorrichtungen, von denen eine in
36 wiedergegeben ist, gesondert angetrieben werden.
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Wie in Fig. 1 und 7 dargestellt ist, verläuft der Weg der Streifen
16 beim Hindurchgehen derselben durch die Spannvorrichtung 30 durch aufeinanderfolgende
Rollenpaare mit glatter Oberfläche hindurch
unter Bildung dreier S-förmiger Kurven.
Die Rollen dieser Rollenpaare sind, wie eingangs bemerkt, um die eigene Achse drehbar
und antreibbar gelagert; sie werden von Rollenantriebselementen angetrieben, die
den Drehantrieb zwischen den Rollen jeweils eines Rollenpaares übertragen. Die drei
Rollenpaare 40-1, 40-2; 40-3, 40-4; 40-5, 40-6 (s. Fig. 1) sind in den Aussparungen
88 von drei auf Abstand stehenden Scheiben 80 gelagert, von denen eine in F i g.
6 wiedergegeben ist, und zwar jedes Rollenpaar in der Scheibe längs eines Durchmessers
derselben und so, daß die beiden von der Scheibenmitte bestehenden Abstände der
Rollen eines Paares einander gleich sind. Es sind insgesamt sechs Scheiben 80 vorgesehen,
von denen die drei in den Zeichnungen mit 80-1, 80-3, 80-5 bezeichneten in der lotrechten
Gestellwange 42 (F i g. 3), die in der Draufsicht F i g. 2 die untere Wange darstellt,
und die anderen drei, in den Zeichnungen mit 80-2, 80-4, 80-6 bezeichneten in der
lotrechten Gestellwange 44 (Fig. 4), die in der Draufsicht Fig. 2 die obere darstellt,
gelagert sind.
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Jede Scheibe ist mit einem Zahnkranz 82 versehen, mit dem sie in das
Zahnradgetriebe der Spannvorrichtung 30 eingreift, und besitzt nach dem gegenüberliegenden
Scheibenrand zu eine eingezogene Tragfläche 84 (F i g. 6), mit der sie in der jeweiligen
Gestellwange 42, 44 gelagert ist, sowie zwischen Zahnkranz und tragender Fläche
eine Bundfläche 86, mit der sie sich gegen die Außenfläche der jeweiligen Gestellwange
anlegt. Die in den Gestellwangen vorgesehenen, zur Aufnahme der Scheiben 80 dienenden
zylindrischen Öffnungen sind mit ihren Mittelpunkten aufeinander ausgerichtet, so
daß die drei Scheiben 80-1, 80-3 und 80-5 in Gestellwange 42 und die drei Scheiben
80-2, 80-4 und 80-6 in der Gestellwange 44 die Rollenpaare, parallel zueinander
ausgerichtet, tragen.
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Jede Rolle 40 wird von einer Welle 60 getragen, die in den Zeichnungen
mit der gleichen Zusatzzahl wie die zugehörige Rolle bezeichnet ist (in Fig. 2 gehört
z. B. die Welle 60-5 zur Rolle 40-5).
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Vergleicht man Fig.7 und Fig. 8 mit der Fig. 4, in der sich die Rollenpaare
40-2, 40-1; 40-4, 40-3 ; 40-6, 40-5 in Form ihrer Wellen 60-2, 60-1; 60-4, 60-3;
60-6, 60-5 abzeichnen, so sieht man, daß durch eine gleichzeitige Drehung aller
sechs Scheiben um zu den Rollenachsen parallele Achsen die Rollenpaare aus einer
sogenannten Transportsteuerungsstellung, der in F i g. 7 dargestellten Stellung,
in der die Streifen 16 mit jeder glatten Rollenfiäche mit einem Umschlingungswinkel
von über 1800 in Berührung stehen und damit einen sicheren Streifentransport auf
die Aufwickelspulen mit verschiedenen Aufwickelspannungen ermöglichen, in die in
Fig. 8 wiedergegebene Stellung, die sogenannte Einführungsstellung, gedreht werden
können, in der sich die Streifen von den Rollen getrennt haben; in dieser Stellung
können gegebenenfalls neue Streifen zwischen den Rollenpaaren eine und den Streifenaufwickelspulen
34 zugeführt werden. Mit welchen Mitteln sich dieses ausführen läßt, soll Gegenstand
der folgenden Betrachtungen sein.
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Aus Fig. 2 ist zu ersehen, daß die in Fig. 1 wiedergegebene Antriebsquelle,
der Motor 38, die Rollen 40 der Vorrichtung 30 über einen Riemen 46 und die auf
die Welle 50 aufgesetzte Riemenscheibe 48 antreibt. Die Welle 50 treibt das Schrägzahnrad
52 an, das mit dem Schrägzahnrad 54 im Eingriff steht, welches
auf
das aus der Gestellwange 44 vorstehende Ende der Welle 60-6 aufgekeilt ist.
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Am entgegengesetzten Ende der Welle 60-6 ist vor der Gestellwange
42 das Zahnrad 62-6 befestigt, das mit dem Rollenantriebszahnrad 62-5 in Eingriff
steht, das auf der die Rolle 40-5 tragenden Welle 60-5 aufgekeilt ist. Ferner ist
auf die Welle 60-6 außerhalb des Zahnrades 62-6 das Rollenantriebsübertragungselement,
das Zahnrad64, aufgesetzt, das mit dem auf Welle 60-3 befestigten Rollenantriebsübertragungselement,
dem Zahnrad 66, des benachbarten Rollenpaares in Eingriff steht und dieses antreibt.
In gleicher Art ist am entgegengesetzten Ende von Welle 60-3 das Rollenantriebselement
62-3 befestigt, das in das Rollenantriebselement 62-4 des benachbarten Rollenpaares
eingreift und dieses antreibt, welches auf die die Rolle 40-4 tragende Welle 60-4
aufgekeilt ist. Auf dieserWelle60-4 ist auch ein Rollenantriebsübertragungselement,
das Zahnrad 68, befestigt, das mit dem auf der Welle 60-1 aufsitzenden Rollenantriebsübertragungselement,
dem Zahnrad 70, in Eingriff steht. Auf die letztgenannte Welle 60-1 ist das Rollenantriebselement
62-1 aufgekeilt, das in das Rollenantriebselement 62-2 des benachbarten Rollen paares
eingreift und die Welle 60-2 mit der Rolle 40-2 antreibt. Die verschiedenen Wellen
sind in herkömmlicher Weise gelagert (die Lagerung derselben ist allgemein in Fig.
5 mit dem Bezugszeichen 72 bezeichnet), sie drehen sich um zueinander parallele
Achsen und werden, wie aus der vorstehenden Beschreibung der aus den Zahnrädern
52, 54 und den Rollenantriebsübertragungselementen bestehenden Zahnradverbindung
hervorgeht, synchron mit der gemeinsamen Antriebsquelle und schlupffrei angetrieben
und können somit auf die Streifen 16 Verzögerungs- oder Beschleunigungskräfte ausüben.
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Zwischen den benachbarten Scheiben 80-1, 80-2, 80-3, 80-4, 80-5 und
80-6 (s. F i g. 3 und 4) ist je ein Scheibenantriebsübertragungselement, das in
Fig. 3 nur als einfaches Zahnrad erscheinende Zahnradpaar 90 vorgesehen, das, wie
dies am deutlichsten Fig. 3 zeigt, alle Wellen 60 der drei vorhandenen Rollenpaare
zugleich aus derTransportsteuerungsstellung in die Einführungsstellung zu drehen
gestattet. Die beiden Wellen 92,94 verlaufen zwischen den beiden Gestellwangen 42,
44, und auf ihre Enden ist dort, wo die Welle aus der Wange heraustritt, je ein
Scheibenantriebsübertragungselement aufgekeilt. Auf der Welle 92 ist fernerhin ein
Handgriff 96 befestigt.
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Durch Drehen dieses Handgriffes werden die beiden obenliegenden Scheibenantriebsübertragungselemente
90 gedreht, die wieder die Scheiben 80-1, 80-2, 80-3 und 80-4 drehen. Durch die
beiden untenliegenden Scheibenantriebsübertragungselemente werden die Drehbewegungen
der Scheiben 80-3 und 80-4 auf diejenige der Scheiben 80-5 und 80-6 (s. F i g. 3
und 4) übertragen und hierdurch der Übergang der Rollenpaare in die in Fig. 8 dargestellte
Einführungsstel lung herbeigeführt. Bei dieser Drehung der Scheiben bleiben die
mit 62 bezeichneten Rollenantriebselemente benachbarter Rollen und ebenso die zum
Antrieb dienenden Schrägzahnräder 52, 54 während der gesamten Drehbewegung der Scheiben
in Eingriff, da die Achse der Welle 50 mit der Mitte der Scheibe80-6 zusammenfällt
(s. Fig 4) und das Zahnrad 54 sich um das Zahnrad 52 herumbewegt (F i g. 2). Die
Wellen und mit ihnen die Rollenpaare
werden also in dieser Stellung vom Motor 38
weiterbewegt. In dieser Stellung besteht ein gerader Pfad parallel zu den Mitten
der drei Paare von Gestellwangenöffnungen, längs dessen die Streifen 16 bequem durch
die Rollenpaare hindurchgeführt werden können. Zwischen den Rollen 40 jedes Paares
besteht in dieser Stellung ein reichlicher Abstand, so daß jede gewünschte Umgruppierung
oder Ausrichtung der Streifen mit Leichtigkeit ausgeführt werden kann.
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Beim Übergang aus der Einführungs- in die Transportsteuerungsstellung,
der durch Zurückdrehen des Handgriffs 96 um einen Winkel von weniger als 2700 herbeigeführt
wird (s. wieder F i g. 7 und 8), werden auf den Wellen 60 gelagerte Rollenantriebsübertragungselemente,
und zwar die Zahnräder 64, 66, 68 und 70 (s. Fig. 2) wirksam, die den Drehantrieb
zwischen den Rollenantriebselementen 62-1, 62-2, 62-3 und 62-4 benachbarter Rollenpaare
übertragen, so daß die gesamten bereits im vorstehenden beschriebenen Räderwerksübertragungen
stattfinden.