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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auf- und Abwickeln
von strangartigem Wickelgut, wobei die Vorrichtung eine um eine
Drehachse drehbar gelagerte Wickeltrommel, eine mit einem Kreuzgewinde
versehene, zu der Drehachse beabstandete Führungsachse
und ein mit dem Kreuzgewinde in Eingriff tretendes und auf der Führungsachse
in Längsrichtung der Führungsachse hin- und herbewegbares
Drehelement aufweist.
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Eine
Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus dem Stand der Technik
bekannt. Die Druckschrift
DE 10 2006 056 244 A1 beschreibt eine Vorrichtung
zum Auf- und Abwickeln von strangartigem Wickelgut, beispielsweise
Kabeln, Seilen oder Schläuchen. Dabei wird das Wickelgut
beim Auf- und Abwickeln durch eine Führungsrolle geführt,
die mit einem Läufer auf einer Führungsachse hin-
und herbewegbar ist. Die Führungsachse weist zur Führung der
Führungsrolle ein Kreuzgewinde auf. Ein Kreuzgewinde ist
ein Linksgewinde, das sich mit einem Rechtsgewinde kreuzt bzw. umgekehrt,
wobei die Gewinde an den äußeren Begrenzungen
des Kreuzgewindes ineinander übergehen. Die Führungsrolle weist
einen Läufer auf, der über einen Gewindeabschnitt
in das Kreuzgewinde eingreift, so dass die Führungsrolle
in axialer Richtung auf der Führungsachse hin- und herbewegbar
ist.
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Bei
der bekannten Aufwickeleinrichtung hat es sich als nachteilig erwiesen,
dass bei geringem Durchmesser des aufzuwickelnden Wickelguts dieses
in zueinander beabstandeten Wicklungen aufgewickelt wird. Das hat
seinen Grund in relativ flach verlaufenden Gewindegängen
des Kreuzgewindes, so dass die Führungsrolle schneller
auf der Führungsachse hin- und herbewegt wird als erforderlich.
Wünschenswert wäre es, wenn die Wicklungen direkt
nebeneinander, nach Möglichkeit ohne Abstände
zwischen den einzelnen Wicklungen auf die Wickeltrommel aufgewickelt
würden. Das kann durch steilere Gewindegänge des
Kreuzgewindes erreicht werden. Allerdings kann die Steilheit der
Gewindegänge nicht beliebig erhöht werden, da
es sonst bei einem Richtungswechsel der Führungsrolle am
Ende des Kreuzgewindes, wo das Links- in das Rechtsgewinde übergeht
oder umgekehrt, zu Problemen kommen kann.
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Ausgehend
vom Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe
zu Grunde, eine bekannte Vorrichtung zum Auf- und Abwickeln von strangartigem
Wickelgut dahingehend auszugestalten und weiterzubilden, dass das
Wickelgut auf der Wickeltrommel möglichst effizient und
besonders gleichmäßig und raumsparend auf- und
abgewickelt werden kann. Diese Aufgabe wird bei der Vorrichtung gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Vorrichtung
eine von dem Drehelement separate Führungsrolle aufweist,
die über ein Getriebe mit dem Drehelement gekoppelt ist.
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Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung wird Wickelgut auf einer Wickeltrommel
auf- oder abgewickelt und dabei von einer Führungsrolle,
die sich parallel zu einer Führungsachse bewegt, geführt.
Um eine möglichst raumsparende und gleichmäßige
Aufwicklung des Wickelguts auf der Wickeltrommel zu erzielen, sollte
jede Wicklung des Wickelguts im aufgewickelten Zustand unmittelbar
neben einer anderen Wicklung anliegen. Damit jede Wicklung unmittelbar
an eine andere angrenzt, ist es notwendig, die Drehgeschwindigkeit
der Wickeltrommel und die Längsbewegung der Führungsrolle
parallel zur Führungsachse auf den Durchmesser des Wickelguts abzustimmen.
Da die Führungsrolle über ein Drehelement auf
der Führungsachse hin- und herbewegt wird, kann eine solche
Abstimmung beispielsweise über die Gewindesteigung des
Kreuzgewindes der Führungsachse erfolgen.
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Um
Wickelgut mit einem großen Durchmesser gleichmäßig
und raumsparend im oben genannten Sinn auf der Wickeltrommel aufwickeln
zu können, muss das Kreuzgewinde der Führungsachse eine
geringe oder flache Gewindesteigung aufweisen. Dadurch bewegt sich
die Führungsrolle je Umdrehung in axialer Richtung weiter
als bei einer höheren oder steileren Gewindesteigung. Das über
die Führungsrolle geführte Wickelgut wird dabei
mit der Führungsrolle in Richtung der Führungsachse
mit einer bestimmten Axialgeschwindigkeit verschoben, die relativ
hoch gegenüber der Drehgeschwindigkeit der Wickeltrommel
ist.
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Um
Wickelgut mit einem geringen Durchmesser mit dicht aneinander liegenden
Wicklungen aufwickeln zu können, ist folglich eine hohe
Gewindesteigung erforderlich. Die Axialgeschwindigkeit der Führungsrolle
ist relativ zur Drehgeschwindigkeit der Wickeltrommel entsprechend
niedrig.
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Bei
Verwendung eines Kreuzgewindes mit einer hohen Gewindesteigung,
wie sie für Wickelgut von geringem Durchmesser notwendig
wäre, ergibt sich jedoch das Problem, dass sich, wenn das
Drehelement an einem Ende des Kreuzgewindes angelangt ist, keine
Umkehr der Bewegungsrichtung des Drehelements und der mit dem Drehelement
verbundenen Führungsrolle einstellt. Damit funktioniert
jedoch der kontrollierte Aufwickelvorgang nicht mehr. Erfindungsgemäß ist
nun erkannt worden, dass dieses Problem dadurch gelöst
werden kann, dass die Drehung der Führungsrolle nicht unmittelbar
auf das Kreuzgewinde wirkt und dadurch direkt in eine axiale Hin-
und Herbewegung umgesetzt wird. Vielmehr wirkt die Drehung der Führungsrolle
mittelbar über ein Getriebe und ein Drehelement auf das
Kreuzgewinde. Die Verwendung des Getriebes ermöglicht es, auch
Wickelgut mit besonders kleinem Durchmesser gleichmäßig
und raumsparend aufzuwickeln. Insbesondere kann durch Verwendung
eines Getriebes mit geeignetem Unter- bzw. Übersetzungsverhältnis
Wickelgut von ganz unterschiedlichem Durchmesser platzsparend aufgewickelt
werden. Wenn ein geeignetes Getriebe eingesetzt wird, kann auch
ein Wickelgut mit besonders großem Durchmesser problemlos
aufgewickelt werden.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen,
dass das Wickelgut zum Aufwickeln über die Führungsrolle
geführt ist und diese durch Reibschluss der Außenseite
des Wickelguts und der Oberfläche der Führungsrolle
im Bereich einer umfangsseitigen Führungsnut o. ä.
in eine Drehbewegung versetzt. Die Drehbewegung der Führungsrolle
wird mittels des Getriebes auf das Drehelement übertragen.
Je nach Übersetzungsverhältnis i des Getriebes
dreht sich das Drehelement schneller (i < 1) oder langsamer (i > 1) als die Führungsrolle.
Vorzugsweise ist die Drehbewegung des Drehelements langsamer als
die Drehbewegung der Führungsrolle, so dass sich die Führungsrolle
in axialer Richtung parallel zur Führungsachse langsamer
bewegt, als wenn sie direkt auf der Führungsachse geführt
wäre, das Wickelgut kann dicht aneinanderliegend auf die
Wickeltrommel aufgewickelt werden. Dies ermöglicht auf
effiziente Weise ein gleichmäßiges und raumsparendes
Aufwickeln von dünnem Wickelgut auf die Wickeltrommel. Zudem
ermöglicht das Getriebe die Verwendung einer Führungsrolle
mit kleinem Durchmesser, so dass der gesamte Führungsmechanismus
besonders platzsparend ausgebildet werden kann. Ein kleinerer Durchmesser
der Führungsrolle würde eigentlich zu einer schnelleren
Umdrehung der Rolle auf Aufwickeln des Wickelguts und damit zu einer
schnelleren axialen Hin- und Herbewegung führen. Durch
die Verwendung des Getriebes mit einem Übersetzungsverhältnis
i > 1 kann die axiale
Hin- und Herbewegung wieder verlangsamt werden.
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Bei
einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung ist vorgesehen,
dass das Getriebe ein mit der Führungsrolle drehfest verbundenes
weiteres Drehelement umfasst, welches mit dem auf der Führungsachse
hin- und herbewegbaren Drehelement gekoppelt ist. Dadurch, dass
das Getriebe vorzugsweise nur zwei Drehelemente aufweist, kann es
in einem kompakten Gehäuse untergebracht werden.
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Vorzugsweise
ist das Getriebe als Planetengetriebe ausgebildet, wobei das Drehelement
mit dem einem Hohlrad des Planetengetriebes drehfest in Verbindung
steht, und die Führungsrolle drehfest mit einem Sonnenrad
des Planetengetriebes gekoppelt ist. Das Sonnenrad und die Führungsrolle
sind konzentrisch zur Führungsachse um diese drehbar und
längs der Führungsachse hin- und herbewegbar auf
der Führungsachse gelagert. Ein Planetenradträger
ist axial auf der Führungsachse hin- und herbewegbar jedoch
drehfest zur Führungsachse angeordnet bzw. gelagert. Um
eine Drehung des Planetenradträgers um die Führungsachse
zu verhindern, sind an dem Planetenradträger und/oder der
Führungsachse geeignete Drehverhinderungsmittel vorgesehen.
An dem Planetenradträger sind mehrere Planetenräder
des Getriebes drehbar gelagert, wobei die Drehachsen der Planetenräder
alle den gleichen Abstand zur Führungsachse aufweisen.
Die Planetenräder drehen sich zwischen einem äußeren
Zahnkranz des Sonnenrads und eines inneren Zahnkranzes des Hohlrads.
Indem das Getriebe und die Führungsrolle konzentrisch um
die Führungsachse angeordnet sind, kann bei dieser Ausführungsform
auf eine zusätzliche Führungsachse, die eine Rotation des
Getriebes und der Führungsrolle um die Führungsachse
verhindert, verzichtet werden.
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Vorteilhafterweise
sind das weitere Drehelement und das auf der Führungsachse
hin- und herbewegbare Drehelement als Zahnräder ausgebildet und
Bestandteil eines Zahnradgetriebes. Der Vorteil beim Einsatz eines
Zahnradgetriebes besteht in dessen sehr hohen Wirkungsgrad bei geringem
Verschleiß.
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Nach
einer anderen Ausgestaltungsform ist vorgesehen, dass das weitere
Drehelement und das auf der Führungsachse hin- und herbewegbare
Drehelement als Riemenscheibe ausgebildet und Bestandteil eines
Riemengetriebes sind. Der Vorteil des Einsatzes eines Riemengetriebes
besteht in dessen geräuscharmen Lauf, im geringen Gewicht
und im preiswerten Aufbau.
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Vorzugsweise
sind das weitere Drehelement und das auf der Führungsachse
hin- und herbewegbare Drehelement in einem gemeinsamen Gehäuse drehbar
gelagert angeordnet, wobei das Gehäuse zusammen mit dem
Drehelement auf der Führungsachse hin- und herbewegbar
ist. Durch das Gehäuse wird das Getriebe vor Verunreinigung
und Feuchtigkeit geschützt.
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Des
weiteren ist vorteilhaft, dass das Gehäuse eine Führung
aufweist, in die eine weitere Führungsachse eingreift,
die in einem Abstand und parallel zu der mit dem Kreuzgewinde versehenen
Führungsachse verläuft. Dadurch wird verhindert,
dass sich das Gehäuse mit dem Getriebe und der Führungsrolle
während eines Aufwickelvorgangs um die Führungsachse
dreht.
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Weiterhin
ist vorteilhaft, dass das Drehelement an seinem Innenumfang einen
Läufer aufweist, der um eine senkrecht zu der Führungsachse
ausgerichtete Drehachse drehbar ist und dass auf der zu der Führungsachse
gerichteten Oberfläche des Läufers ein Innengewindeabschnitt
ausgebildet ist. Der Läufer ermöglicht es, dass
das Getriebe mitsamt der Führungsrolle entlang der Führungsachse
besonders einfach hin- und herbewegt werden kann, indem das Drehelement
mit seinem Innengewindeabschnitt in das Kreuzgewinde der Führungsachse
eingreift und in eine Drehbewegung um seine Drehachse versetzt wird.
Indem der Läufer um die Drehachse orthogonal zur Führungsachse
drehbar ist, kann er den Steigungswinkel des Linksgewindes oder
den Steigungswinkel des Rechtsgewindes des Kreuzgewindes durch Drehung
um seine Drehachse annehmen. Wenn der Läufer und damit
das Drehelement eine äußere Begrenzung des Kreuzgewindes
erreicht, wird er durch einen sich dort ändernden Steigungswinkel
des Kreuzgewindes der Führungsachse entlang seiner Drehachse
derart gedreht, dass er – und damit auch das Drehelement – seine
Bewegungsrichtung ändert. Dies ermöglicht auf
besonders einfache Weise ein Hin- und Herbewegen des Gehäuses mitsamt
des Getriebes und der Führungsrolle beim Aufwickeln des
Wickelguts.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen,
dass die Vorrichtung einen Niederhalter aufweist, der dazu ausgebildet
ist, das Wickelgut zumindest beim Aufrollen auf die Winkeltrommel
auf den Außenumfang der Führungsrolle zu drücken.
Der Niederhalter kann zwei Stellungen aufweisen: In einer ersten
Stellung zum Aufwickeln des Wickelguts ist der Abstand zwischen
Niederhalter und Außenumfangsfläche der Führungsrolle
minimiert. Indem der Niederhalter das Wickelgut auf die Führungsrolle
drückt, wird die Führungsrolle sicher und zuverlässig
in eine Drehbewegung gebracht und zusammen mit dem Gehäuse, dem
Getriebe und dem Drehelement in axialer Richtung auf der Führungsachse
hin- und herbewegt. Zum Abwickeln des Wickelguts kann der Niederhalter in
eine zweite Stellung gebracht werden, so dass sich der Abstand zwischen
Niederhalter und Außenumfangsfläche der Führungsrolle
vergrößert. Dadurch kann das Wickelgut aus der
Führungsrolle entnommen und einfach und schnell von der
Wickeltrommel abgewickelt werden, insbesondere, indem einfach am
abgewickelten Ende des Wickelguts gezogen wird.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
Schnittansicht auf eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung;
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2 eine
Schnittansicht durch ein Getriebe der erfindungsgemäßen
Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
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3 eine
Schnittansicht durch eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung; und
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4 eine
Schnittansicht durch eine dritte bevorzugte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Vorab
ist anzumerken, dass funktionsäquivalente Teile in den
Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und nicht
jedes Mal erneut beschrieben sind.
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1 zeigt
eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung 1 zum Auf- und Abwickeln von strangartigem
Wickelgut, insbesondere von Kabeln und Schläuchen. Die
Vorrichtung 1 umfasst im Wesentlichen ein Profilrohr 17,
eine auch als Kabeltrommel bezeichnete Wickeltrommel 3,
eine Führungsachse 5 mit einem Kreuzgewinde 7,
ein Getriebe 9 bestehend aus einem Drehelement 11 und einem
weiteren Drehelement 13, eine Führungsrolle 27 und
eine weitere Führungsachse 35.
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Im
Folgenden werden die Anordnungen dieser Elemente und ihre Verbindungen
untereinander beschrieben: Die Wickeltrommel 3 ist auf
einer an dem Profilrohr 17 drehbar gelagerten Drehachse 19 angebracht
und kann mittels einer Kurbel 21 in Drehbewegung um die
Drehachse 19 versetzt werden. An den äußeren
Enden der Wickeltrommel 3 sind Seitenwangen 23 angeordnet,
die ein seitliches Herabrutschen des aufgewickelten Wickelguts während oder
nach dem Aufwickeln verhindern. In einem Abstand zur Wickeltrommel 3 ist
die Führungsachse 5 an dem Profilrohr 17 angebracht.
Die Führungsachse 5 verläuft in axialer
Richtung parallel zu der Drehachse 19 der Wickeltrommel 3.
Der Außenumfang der Führungsachse 5 weist
einen als Kreuzgewinde 7 ausgebildeten Abschnitt auf. In
das Kreuzgewinde 7 greift ein Läufer 41 (dargestellt
in 2) des Drehelements 11 ein. Das Drehelement 11 und
das weitere Drehelement 13 sind als Zahnräder
ausgestaltet, die miteinander das Zahnradgetriebe 9 bilden.
Das weitere Drehelement 13 ist über eine Welle 25 drehfest mit
der Führungsrolle 27 gekoppelt, die an einem Ende
der Welle 25 angeordnet ist. Die Führungsrolle 27 weist
eine radiale Führungsnut 37 zur Aufnahme des Kabels
auf. Das Getriebe 9 wird durch ein Gehäuse 29 vor
Schmutz, Feuchtigkeit und mechanischer Beanspruchung von außen
(z. B. Schläge, Stöße) geschützt.
Am oberen Ende des Gehäuses 29 ist ein Führungselement 31 mit
einer Öffnung 33 angeordnet. Durch die Öffnung 33 verläuft
die weitere Führungsachse 35, die an einem der
Wickeltrommel 3 bzw. der Drehachse 19 gegenüberliegenden
Ende des Profilrohrs 17 parallel beabstandet zur Führungsachse 5 angeordnet
ist.
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Im
Folgenden wird die Funktionsweise der Erfindung anhand eines aufzuwickelnden
Kabels erläutert: Um ein Kabel 39 auf die Wickeltrommel 3 aufzuwickeln,
dreht eine Person die Wickeltrommel 3 mit Hilfe der Kurbel 21 in
eine bestimmte Drehrichtung. Alternativ kann die Wickeltrommel 3 auch
elektrisch, pneumatisch, hydraulisch oder auf andere Weise in eine
Drehbewegung versetzt werden. Wesentlich ist, dass die Führungsrolle 27 im
Rahmen der Drehbewegung der Wickeltrommel 3 ebenfalls in
eine Drehbewegung versetzt wird. Dies erfolgt, indem das Kabel 39 in
der Führungsnut 37 der Führungsrolle 27 geführt
wird und das Wickelgut 39 mittels Reibschluss mit der Führungsrolle 27 in
Eingriff tritt.
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Die
Führungsrolle 27 ist über die Welle 25 mit
dem weiteren Zahnrad 13 drehfest verbunden. Durch die Drehbewegung
des weiteren Zahnrads 13 wird über das Zahnradgetriebe 9,
das als Stirnradgetriebe ausgebildet ist, das Zahnrad 11 angetrieben. Am
Innenumfang des Zahnrads 11 ist über einen Innenumfangsabschnitt
der Läufer 41 angeordnet, der in der 2 dargestellt
ist. Auf der zu der Führungsachse 5 gerichteten
Oberfläche des Läufers 41 ist ein Innengewindeabschnitt 43 ausgebildet,
der in das Kreuzgewinde 7 der Führungsachse 5 eingreift.
Im Rahmen einer Drehbewegung des Zahnrads 11 rotiert der
Läufer 41 um die Führungsachse 5,
so dass sich das gesamte Zahnradgetriebe 9 und damit auch die
Führungsrolle 27 in axialer Richtung längs
der Führungsachse 5 bewegen. Da das Zahnradgetriebe 9 über
einen sehr hohen Wirkungsgrad verfügt, wird die rotierende
Bewegung der Führungsrolle 27 auf sehr effiziente
Weise in eine translatorische Bewegung transformiert.
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Ein
wichtiger Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass
auch Kabel mit einem sehr geringen Durchmesser dank des eingesetzten
Getriebes 9 gleichmäßig und mit unmittelbar
aneinander angrenzenden Wicklungen auf die Wickeltrommel 3 aufgewickelt
werden kann. Das Zahnradgetriebe 9 ermöglicht
aufgrund seines Übersetzungsverhältnisses i > 1 (Antriebesdrehzahl
(von Führungsrolle 27) > Abtriebsdrehzahl (auf Drehelement 11)
eine langsame Längsbewegung der gesamten Vorrichtung 1 einschließlich
Führungsrolle 27 parallel zur Führungsachse 5,
auch wenn der Steigungswinkel des Kreuzgewindes 7 eher
gering oder flach ist. Selbstverständlich muss das Kreuzgewinde 7 in
Längsrichtung so ausgebildet sein, dass die Vorrichtung 1 über
die gesamte Breite der Wickeltrommel 3 hin- und hergeführt
werden kann. Dadurch kann das Wickelgut 39 optimal auf
die Wickeltrommel 3 aufgewickelt werden.
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Im
Rahmen einer axialen Bewegung der Vorrichtung 1, d. h.
der Führungsrolle 27 und des Getriebes 29,
längs der Führungsachse 5 wird eine Rotation
um die Führungsachse 5 beim Auf- und Abwickeln des
Wickelguts dadurch verhindert, dass das Gehäuse 29 der
Vorrichtung 1 durch eine weitere Führungsachse 35 geführt
wird. Die weitere Führungsachse 35 verläuft
parallel zur Führungsachse 5 durch die Öffnung 33 des
Führungselements 31 des Gehäuses 29 und
verhindert so zuverlässig eine Rotation der Vorrichtung 1 einschließlich
des Gehäuses 29 und der Führungsrolle 27 um
die Führungsachse 5.
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2 stellt
einen Längsschnitt durch das Zahnradgetriebe 9 mit
den Zahnrädern 11 und 13 und das Gehäuse 29,
welches das Getriebe 9 umgibt, dar. Der Läufer 41 weist
den Innengewindeabschnitt 43 auf. Der Gewindequerschnitt
des Innengewindes bildet einen Winkel 45 von etwa 90 Grad.
Der Läufer 41 ist mit Hilfe eines Bolzens 47,
welcher über ein Außengewinde in ein Innengewinde
einer entsprechenden Öffnung des Zahnrads 11 eingreift,
justierbar. In Zusammenwirken mit dem eingedrehten Bolzen 47 übt
eine Feder 49 eine mit Hilfe des Bolzens 47 einstellbare
Federkraft auf den Läufer 41 aus. Somit ist ein
Mindestanpressdruck des Innengewindeabschnitts 43 an das
Kreuzgewinde 7 der Führungsachse 5 gewährleistet.
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Der
Innengewindeabschnitt 43 des Läufers 41 wird
dadurch stets in einer Nut des Kreuzgewindes 7 geführt.
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Erreicht
das Getriebe 9 ein Ende des Kreuzgewindes 7 auf
der Führungsachse 5 und folgte der Läufer 41 bisher
beispielsweise dem Rechtsgewinde des Kreuzgewindes 7, so
bewirkt dort die Änderung des Steigungswinkels des Kreuzgewindes 7 der
Führungsachse 5, dass sich der Läufer 41 um
eine Drehachse 51 ebenfalls um diesen Betrag dreht, bis
er schließlich den Steigungswinkel des Linksgewindes des
Kreuzgewindes 7 angenommen hat und von dem Linksgewinde
zurück zu dem anderen Ende des Kreuzgewindes 7 der
Führungsachse 5 geführt wird.
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Beide
Zahnräder 11 und 13 sind an dem Gehäuse 29 drehbar
gelagert. Das weitere Zahnrad 13 ist auf der Welle 25 drehfest
angeordnet, wobei die Welle 25 über mehrere Lager 53,
die vorzugsweise als Kugellager ausbildet sind, mit dem Gehäuse 29 verbunden
ist. Selbstverständlich kann die Lagerung als Fest-Los-Lagerung,
als Stützlagerung oder auch als angestellte Lagerung oder
Lagerkombination ausgebildet sein. Auch das Zahnrad 11 ist
an dem Gehäuse 29 drehbar gelagert. Es verfügt über
mehrere Lagerzapfen 55, deren Außenumfang über
mehrere vorzugsweise als Kugellager ausgestaltete Lager 53 mit
dem Gehäuse 29 verbunden sind. Selbstverständlich
ist auch hier die Verwendung anderer Lager oder Lagerkombinationen
denkbar.
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Es
ist auch vorstellbar, dass das Zahnradgetriebe 9 aus mindestens
drei oder mehr ineinander greifenden Zahnrädern besteht.
Alternativ können die Drehelemente 11 und 13 auch
als Riemenscheiben ausgebildet sein, die über einen Riemen
miteinander gekoppelt sind. Selbstverständlich wäre
auch der Einsatz von mehr als zwei Riemenscheiben, insbesondere
vier Riemenscheiben, von denen jeweils zwei über einen
Riemen gekoppelt sind, denkbar. Das Getriebe 9 kann auch
auf beliebig andere Weise ausgebildet sein.
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3 zeigt
eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Sie sieht vor,
dass die Führungsrolle 27 unmittelbar drehfest
mit dem weiteren Drehelement 13 verbunden ist. Hierzu ist
die Führungsrolle 27 zentral und konzentrisch
an dem weiteren Drehelement 13 befestigt. Durch eine zentrale Öffnung
des weiteren Drehelements 13 verläuft parallel
zur Führungsachse 5 die weitere Führungsachse 35,
so dass das weitere Drehelement 13 mit der Führungsrolle 27 um die
weitere Führungsachse 35 rotiert und zugleich von
dieser in axialer Richtung geführt ist. Auf diese Weise
ist die Vorrichtung 1 gegen eine Rotation um die Führungsachse 5 gesichert.
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Das
weitere Drehelement 13 verfügt über zwei
Seitenelemente 14, die in axialer Richtung seitlich neben
der Führungsrolle 27 angeordnet sind. Der Außenumfang
der Seitenelemente 14 weist einen Zahnkranz 15 auf.
Das Drehelement 11 weist außenumfangsseitig entsprechende
seitliche Zahnkränze 12 auf. Die Zahnkränze 15 des
weiteren Drehelements 13 greifen in die entsprechenden
Zahnkränze 12 des Drehelements 11 ein,
so dass das weitere Drehelement 13 das Drehelement 11 im
Rahmen eines Aufwickelvorgangs antreibt. Das Drehelement 11 weist
zudem an seinem Außenumfang eine zentrale Nut 16,
durch welche die Führungsrolle 27 dreht, auf.
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4 stellt
eine dritte Ausführungsform der Erfindung vor. Diese sieht
vor, dass die Führungsrolle 27 zusammen mit dem
Drehelement 11 und weiteren, als Zahnräder ausgebildeten
Drehelementen ein Planetengetriebe 57 bildet.
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Das
Drehelement 11 hat eine zentrische Öffnung 59,
durch die die Führungsachse 5 verläuft.
Das Drehelement 11 ist also in Längsrichtung auf
der Führungsachse 5 beweglich angeordnet und weist – wie in
der ersten Ausführungsform beschrieben – an dem Innenumfang
der Öffnung 59 einen Läufer mit einem Innengewindeabschnitt
auf, der in das Kreuzgewinde 7 der Führungsachse 5 eingreift.
Des weiteren umfasst das Drehelement 11 ein Hohlrad 61 mit
einem innenseitigen Zahnkranz 63. Über das Hohlrad 61 ist das
gesamte Drehelement 11 Bestandteil des Planetengetriebes 57.
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Die
Führungsrolle 27 ist drehbar um die Führungsachse 5 und
konzentrisch hierzu gelagert. Sie ist mit einem Sonnenrad 65 des
Planetengetriebes 57 drehfest verbunden. Das Sonnenrad 65 ist
ebenfalls konzentrisch und drehbar um die Führungsachse 5 angeordnet.
Es weist außenumfangsseitig einen Zahnkranz 67 auf.
Führungsrolle 27 und Sonnenrad 65 sind
außerdem entlang der Führungsachse 5 axial hin-
und herbewegbar gelagert.
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Zwischen
dem äußeren Zahnkranz 67 des Sonnenrads 65 und
dem inneren Zahnkranz 63 des Hohlrads 61 sind
mehrere Planetenräder 69 in Form von Zahnrädern
angeordnet, in der vorliegenden Ausführungsform sind es
vier. Auch eine beliebig andere Anzahl von Planetenrädern 69 ist
denkbar, bspw. drei. Die Planetenräder 69 sind
an einem Planetenradträger 71 drehbar gelagert.
Auch der Planetenträger 71 kann längs
der Führungsachse 5, also in axialer Richtung,
bewegt werden. Er ist über Lager mit dem Hohlrad 61 und
dem Sonnenrad 65 verbunden und wird bei einer Bewegung
des Hohlrads 61 in Längsrichtung mitbewegt. Im
Gegensatz zu dem Sonnenrad 65 und dem Hohlrad 61 soll
sich der Planetenträger 71 jedoch nicht um die
Führungsachse 5 drehen. Um eine solche Rotation
zu verhindern, greift der Planetenträger 71 über
ein Element 73, bspw. einen Bolzen oder eine Nase, in eine
auf der Führungsachse 5 in Längsrichtung
ausgebildete Nut (nicht dargestellt) ein.
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Ein
wichtiger Aspekt beim Einsatz des Planetengetriebes 57 besteht
darin, dass bei einer Längsbewegung der Führungsrolle 27 auf
der Führungsachse 5, wie sie beim Auf- oder Abwickeln
des Wickelguts auftritt, aufgrund der konzentrischen Anordnung der
Führungsrolle 27 und des Planetengetriebes 57 bezüglich
der Führungsachse 5 auf die Verwendung einer weiteren
Führungsachse 35 verzichtet werden kann. Vielmehr
reicht die Führungsachse 5 zur Führung
der Führungsrolle 27 und des Planetengetriebes 57 aus.
Diese Ausführungsform ist somit besonders kompakt.
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Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung ist auch der Einsatz eines Niederhalters,
wie er beispielsweise in der Druckschrift
DE 10 2006 056 244 A1 beschrieben
wird, denkbar. Der Niederhalter dient dazu, zumindest beim Aufrollen
des Winkelguts
39 auf die Wickeltrommel
3 das
Wickelgut
39 auf den Außenumfang der Führungsrolle
27 in
die Ringnut
37 zu drücken. Er ist vorzugsweise
direkt am Gehäuse
29 bewegbar befestigt und kann
zwischen zwei Stellungen verschwenkt werden, wobei der Niederhalter in
einer ersten Stellung das Wickelgut
39 auf den Außenumfang
der Führungsrolle
27 drückt und in einer zweiten
Stellung einen größeren Abstand zum Außenumfang
der Führungsrolle
27, damit das Wickelgut
39 aus
der Ringnut
37 entnommen und komfortabel abgewickelt werden
kann.
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Die
vorliegende Erfindung ermöglicht es somit, unabhängig
von der Gewindesteigung des Kreuzgewindes 7 des Führungsachse 5 Wickelgut mit
beliebigem Durchmesser optimal, d. h. mit dicht nebeneinander liegenden
Wicklungen, auf die Wickeltrommel 3 aufzuwickeln.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102006056244
A1 [0002, 0042]