DE2122849A1 - - Google Patents

Description

Beschreibung Antriebsvorrichtung Die vorliegende Erfindung betrifft einen nach dem Rückstoßprinzip arbeitenden pneumatischen Antrieb, der insbesondere zum Betrieb von Walzen eingesetzt wird.Description of Drive Device The present invention relates to a pneumatic drive working according to the recoil principle, in particular is used to operate rollers.

Beim Antreiben von Walzen gibt es eine Reihe von bekannten Konstruktionen. So sind elektrische Antriebe, die kraftschlüssig oder starr direkt z.B. über Zahnräder, Ketten oder Riemen arbeiten, in einer Vielzahl von Ausführungsbeispielen bekannt. Die Walzen werden vorzugsweise in der Behandlung von Stoffbahnen, beispielsweise solchen aus Kunststoffen, eingesetzt. Die genannten Walzen mit starrem Antrieb sind bei den Behandlungsvorgängen, z.B. Temperaturbeaufschlagung, nicht universelleinsetzbar, da in vielen Fällen die Bahnen Änderungen, vor allem in ihren Dimensionen erfahren. So'sind beispielsweise bei Temperiervorgängen an Kunststoffbahnen Dehnungen oder Schrumpfungen, d.h. Bahnspannungsänderungen, zu verzeichnen, die jedoch, zur Erzielung von einwandfreien Produkten, innerhalb der Behandlung ausgeglichen werden müssen.There are a number of known constructions in driving rollers. Electric drives, for example, which are force-fit or rigid, e.g. via gearwheels, Chains or belts work, known in a variety of embodiments. The rollers are preferably used in the treatment of fabric webs, for example such made of plastics. The rollers mentioned with a rigid drive are at the treatment processes, e.g. exposure to temperature, cannot be used universally, because in many cases the railways experience changes, especially in their dimensions. For example, during temperature control processes on plastic webs, stretching or Shrinkages, i.e. changes in web tension, to be recorded, which, however, are necessary to achieve of flawless products, must be compensated within the treatment.

Hierfür sind die obengenannten Antriebsarten unbrauchbar.The above-mentioned types of drive cannot be used for this.

Eine weitere Gruppe von Antrieben sind die sogenannten StrömungsSlüssigkeitskupplungen und Wirbelstromschlupfantriebe mit Magneten. Bei diesen Schlupfantrieben wird jeweils für eine Walze ein gesondertes Regelgetriebe benötigt. Da für die -meisten Behandlungsarten eine Vielzahl von Walzen benötigt wird, sind die genannten Antriebsarten technisch aufwendig und bedürften zudem einer besonders exakten Abstimmung aufeinander, was bedienungsmäßig ebenfalls einen erheblichen Mehraufwand bedingt.Another group of drives are the so-called flow-fluid couplings and eddy current slip drives with magnets. In each of these slip drives a separate control gear is required for a roller. As for most types of treatment a large number of rollers is required, the types of drive mentioned are technical expensive and also require a particularly precise coordination with each other, what also requires a considerable amount of additional effort in terms of operation.

Eine weitere Antriebsart, die mit Schlupf arbeitet, ist der sogenannte Friktionsantrieb, dessen erheblicher Mangel in den sich während der Arbeitsdauer ändernden Reibwerten liegt.Another type of drive that works with slip is the so-called Friction drive, its significant deficiency in the work time changing coefficients of friction lies.

Es stelite sich somit die Aufgabe einen Antrieb zu schaffen, der im technischen Aufbau einfach, leicht in der Bedienung und Einstellung ist und der die Nachteile der bekannten Antriebs arten vermeidet.The task is therefore to create a drive that can be used in the technical structure is simple, easy to operate and adjust and the avoids the disadvantages of the known types of drive.

Gelöst wird die vorstehende Aufgabe durch einen Antrieb, dessen kennzeichnendes Merkmal darin besteht, daß er aus einem drehbar gelagerten, innen hohlen radförmigen Körper 1, einer Einrichtung 2 zur Erzeugung einer Gasströmung im Körper 1 und wenigstens einem, am äußeren Umfang des Körpers angeordneten Auslaß 3 für das gasförmige Medium besteht, wobei der Auslaß so angeordnet ist, daß er zu der zum Mittelpunkt des Körpers 1 gedachten Achse einen Winkel bildet sowie an sich bekannter Einrichtungen zur Übertragung des durch Rückstoß zu erzeugenden Drehmomentes auf das anzutreibende Teil.The above problem is solved by a drive, its characteristic Characteristic is that it consists of a rotatably mounted, internally hollow wheel-shaped Body 1, a device 2 for generating a gas flow in the body 1 and at least one, arranged on the outer circumference of the body, outlet 3 for the gaseous medium with the outlet being arranged to face towards the center of the body 1 imaginary axis forms an angle as well as known facilities for Transmission of the torque to be generated by recoil to the one to be driven Part.

Der Antrieb, bei dem das erzeugte gasförmige Medium, vor allem Luft, unter Druck in den hohlen Innenkörper gepreßt wird, strömt an dem oder den Auslässen um einen Winkel abgelenkt aus dem Antriebskörper aus und erzeugt hier einen Rückstoß, der sich in der Auslösung eines Drehmomentes äußert.The drive, in which the gaseous medium generated, especially air, is pressed under pressure into the hollow inner body, flows at the outlet or outlets deflected by an angle out of the drive body and generates a recoil here, which manifests itself in the release of a torque.

Aus der Rückstoßkraft läßt sich das theoretisch zu erzielende Drehmoment nach folgenden Formeln berechnen: oder F - 2 A p tkp] Md = F R [mkpj Hierin bedeuten: F = Rückstoßkraft [kp] Md = Drehmoment [mkp] Q = Durchflußmenge des gasförmigen Mediums [m3/sec] = = Wichte bei 20 C " [kp/m3 3 g = Fallbeschleunigung [m/sec2] Va = Austrittsgeschwindigkeit des gasförmigen Mediums[m/sec] A = Austrittsquerschnitt aller Auslässe Em2] R = Radius = mittlerer Abstand der Mittelpunkte der Ausströmquerschnitte vom Mittelpunkt des radförmigen Körpers M p = Luftdruck [kp/m2] Da sich der Rückstoßantrieb und damit das theoretische Drehmoment aus den gut meßbaren Größen leicht errechnen läßt, ist nach Aufstellung der in der Praxis zu erzielenden Drehmomente eine Angleichung an den jeweiligen Bedarfsfall schnell möglich.The theoretically achievable torque can be calculated from the recoil force using the following formulas: or F - 2 A p tkp] Md = FR [mkpj Herein mean: F = recoil force [kp] Md = torque [mkp] Q = flow rate of the gaseous medium [m3 / sec] = = density at 20 C "[kp / m3 3 g = acceleration due to gravity [m / sec2] Va = exit speed of the gaseous medium [m / sec] A = exit cross-section of all outlets Em2] R = radius = mean distance between the centers of the outflow cross-sections from the center of the wheel-shaped body M p = air pressure [kp / m2 ] Since the recoil drive and thus the theoretical torque can easily be calculated from the easily measurable variables, an adjustment to the respective requirement is quickly possible once the torques to be achieved in practice have been established.

Die Unterschiede zwischen den theoretischen Berechnungen und der Praxis sind hauptsächlich durch StrömungsEeibungs-und Laufwiderstände bedingt. Der Antrieb soll deshalb strömungstechnisch gut ausgebildet sein, d. h. die Strömung soll beispielsweise nicht durch Erhebungen im Innern des Körpers oder dergleichen behindert werden. Es hat sich deshalb als strömungstechnisch vorteilhaft erwiesen, den Innenkern des Körpers zu polieren. Die Ausführung des radförmigen Körpers ist im wesentlichen ebenfalls auf die Vermeidung von Laufwiderständen abgestimmt, so daß in bevorzugter Ausführung die Auslässe in Form von Kanälen ausgebildet sind, die unterhalb des äußeren Radius des Körpers liegen (Abb. 2). Die Reibungswiderstände sollen insgesamt ebenfalls möglichst niedrig gehalten werden, was z.B. bei der Ausführung mit Zuführungsteilen, die mit dichtenden Kupplungen zwischen der Einrichtung zur Erzeugung der Gasströmung und dem eigentlichen Antriebskörper arbeitet, zu beachten ist. Hier werden entsprechend bekannte Lager, z.B. Nadellager, eingebaut. Der Gesamteigenverlust des Antriebes gegenüber der theoretischen Berechnung soll nicht mehr als 30% betragen. In den meisten Fällen betragen die Verluste jedoch lediglich 15 bis 20%.The differences between theoretical calculations and practice are mainly caused by flow friction and running resistance. The drive should therefore be well developed in terms of flow, d. H. the flow should for example are not obstructed by bumps inside the body or the like. It has therefore proven to be advantageous in terms of flow, the inner core of the Polish body. The design of the wheel-shaped body is essential also matched to the avoidance of running resistance, so that in preferred Execution, the outlets are in the form of channels below the outer radius of the body (Fig. 2). The frictional resistances should total also be kept as low as possible, which is e.g. those with sealing couplings between the device for generating the gas flow and the actual drive body is working, must be observed. Here will be accordingly known bearings, e.g. needle bearings, installed. The total inherent loss of the drive opposite to the theoretical calculation should not be more than 30%. In most cases however, the losses are only 15 to 20%.

Der erfindungsgemäße Antrieb, der sich durch seinen einfachen Aufbau auszeichnet, besitzt gegenüber elektrisch betriebenen Antrieben u.a. den erheblichen Vorteil, daß er leicht, z.B. über Drosselklappen regulierbar ist und vor allem in explosionsgeschützten Räumen eingesetzt werden kann. Außerdem läßt sich mit dem erfindungsgemäßen Antrieb ein stetiges und ruckfreies Antreiben, z.B, von Walzen erreichen.The drive according to the invention, which is characterized by its simple structure has, among other things, the considerable compared to electrically operated drives The advantage that it is easy to regulate, e.g. via throttle valves, and especially in explosion-proof rooms can be used. You can also use the drive according to the invention a steady and jolt-free driving, e.g. of rollers reach.

Bei dem Antrieb kann sowohl mit kleinen Mengen an Gas und hohem statischem Druck, z.B. Preßluft, als auch mit großen Mengen an Gas und kleinem statischem Druck, z.B. mittels eines Ventilators, gearbeitet werden. Wegen der Wirtschaftlichkeit ist dem letzteren Verfahren der Vorzug innerhalb der erfindungsgemäßen Antriebsart zu geben.The drive can use both small amounts of gas and high static Pressure, e.g. compressed air, as well as with large amounts of gas and low static pressure, e.g. by means of a fan. Because of the economy the latter method is preferred within the drive type according to the invention admit.

Bei dem neuen Antrieb sind zwei Möglichkeiten gegeben, das gasförmige Medium dem eigentlichen Antriebskörper zuzuführen.The new drive has two options, the gaseous one Supply medium to the actual drive body.

Die erste Art arbeitet mit Anschlußleitungen, die mit dem Antriebskörper und der Einrichtung zur Erzeugung der Gasströmung verbunden sind. Hierbei sind dicht ende Kupplungen vorgesehen, die entweder an den Antriebskörper oder aber der anderen Einrichtung angebracht sind.- Die zweite Art, der wegen der technischen Einfachheit im Rahmen der Erfindung der Vorzug zu geben ist, arbeitet mit einem engen sogenannten Dichtspalt, der je nach zugeführter Gasmenge -und Durchmesser des Antriebskörpers bemessen sein muß.The first type works with connecting lines that connect to the drive body and the device for generating the gas flow are connected. Here, tight-ended couplings are provided, either on the drive body or else the other means are attached .-- The second kind, because of the Technical simplicity is to be given preference within the scope of the invention, works with a narrow so-called sealing gap, which depends on the amount of gas supplied and the diameter of the drive body must be dimensioned.

Der enge Dichtspalt befindet sich dabei zwischen dem drehbaren Körper und einem feststehenden Teil, beispielsweise dem äußeren Gehäuse eines Ventilators. Bei üblichen Durchmessern des Antriebskörpers, etwa im Bereich bis zu 2 m, liegt die Größe des Dichtspaltes vorzugsweise im Bereich zwischen 1/100 mm bis 0.5 mm, wobei angestrebt wird, möglichst geringe Größen einzuhalten. Es ist jedoch auch vorgesehen, mit einer Labyrinthdichtung zu arbeiten, wobei die Abmessungen im üblichen Rahmen größer gehalten werden können. Die Auslässe können oberhalb des äußeren Radius des Antriebskörpers angeordnet sein. Man gibt jedoch der Anordnung unterhalb (Abb. 2) deswegen den Vorzug, da hierbei zusätzlich Luftwiderstände beim Drehen vermieden werden. Bei dieser Art des Antriebes sind die Auslässe, z.B.The narrow sealing gap is located between the rotatable body and a fixed part, for example the outer casing of a fan. With usual diameters of the drive body, approximately in the range up to 2 m the size of the sealing gap preferably in the range between 1/100 mm to 0.5 mm, The aim is to keep sizes as small as possible. However, it is too intended to work with a labyrinth seal, the dimensions being in the usual Frame can be kept larger. The outlets can be above the outer radius be arranged of the drive body. However, the arrangement below (Fig. 2) is preferred because it also avoids air resistance when turning will. With this type of drive, the outlets, e.g.

in quadratischer Form in den Antriebskörpern eingearbeitet.incorporated into the drive body in a square shape.

Für viele Antriebe ist jedoch die Berücksichtigung des Luftwiderstandes nicht besonders kritisch, so daß man auch abgewinkelte Rohre als Auslässe an den Antriebskörper anbringen kann (Abb. 1).For many drives, however, the air resistance must be taken into account not particularly critical, so that one too angled tubes as Can attach outlets to the actuator body (Fig. 1).

Wenn auch bereits ein Auslaß zur Erzielung des Rückstoßes und damit des Drehmomentes ausreicht, so ist mehreren Auslässen wegen der Laufruhe der Vorzug zu geben, wobei aus den gleichen Gründen insbesondere eine. völlige Symmetrie der Auslässe hergestellt wird.Even if already an outlet to achieve the recoil and thus the torque is sufficient, multiple outlets are preferred because of the smoothness to give, for the same reasons in particular one. complete symmetry of the Outlets is made.

Eine Umlenkung des Gasstromes um wenige Winkelgrade reicht bereits zur Erzeugung des Rückstosses aus. Um jedoch zu einer optimalen Ausnutzung zu gelangen, liegt die Umlenkung im Bereich zwischen 70 bis 110 Winkelgrade, bevorzugt zwischen 85 und 950, wobei für die Winkelgebung in vielen Fällen die mechanische Auslegung des Antriebes mitbestimmend ist. Der Winkel wird gebildet von den verlängerten gedachten Linien zwischen dem Mittelpunkt des Antriebskörpers und des äußeren Radius und der gedachten Mittelachse des Auslasses in Auslaßrichtung. Wenn mehrere Auslässe vorgesehen sind, so werden diese in bevorzugt er Ausführung mit dem gleichen Winkel versehen.A deflection of the gas flow by a few degrees is sufficient to generate the recoil. However, in order to achieve optimal utilization, the deflection is in the range between 70 and 110 degrees, preferably between 85 and 950, whereby in many cases the mechanical design for the angle setting of the drive is a determining factor. The angle is formed by the elongated imaginary Lines between the center of the drive body and the outer radius and the imaginary central axis of the outlet in the outlet direction. If several outlets are provided are, these are provided with the same angle in a preferred embodiment.

Der Antrieb kann direkt, z.B. auf einer Walzenachse befestigt werden, das Drehmoment kann jedoch auch über an sich bekannte mittel wie Ketten, Riemen, Zahnräder oder dergleichen ibt.'-tragen werden. Wegen des geringeren Übertragungsverlustes wird jedoch die direkte Befestigung an dem anzutreibenden Teil bevorzugt.The drive can be attached directly, e.g. on a roller axle will, However, the torque can also be achieved using known means such as chains, belts, Gears or the like ibt .'- be worn. Because of the lower transmission loss however, direct attachment to the part to be driven is preferred.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Abbildungen nochmals näher erläutert, ohne jedoch auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt zu sein.The invention is further illustrated by the following figures explained without, however, being limited to the exemplary embodiments shown.

Abb. 1 zeigt im Schnitt in Draufsicht schematisch einen Antrieb mit oberhalb des äußeren Radius des Antriebskörpers liegenden Auslässen.Fig. 1 shows a schematic section in plan view with a drive outlets lying above the outer radius of the drive body.

Abb. ta zeigt den Antrieb der Abb. 1 im halben Schnitt in Seitenansicht.Fig. Ta shows the drive of Fig. 1 in half section in side view.

Abb. 2 zeigt im Schnitt in Draufsicht einen Antrieb mit unterhalb des äußeren Radius angeordneten Auslässen.Fig. 2 shows a section in plan view of a drive with below of the outer radius arranged outlets.

Abb. 2a zeigt den Antrieb der Abb. 2 im halben Schnitt in Seitenansicht.Fig. 2a shows the drive of Fig. 2 in half section in side view.

In Abb. 1 ist der nach innen hohle Körper 1 dargestellt, der mit dem Einlaß 8 für das gasförmige Medium versehen ist.In Fig. 1, the inwardly hollow body 1 is shown, which with the Inlet 8 is provided for the gaseous medium.

Die Auslässe 3 befinden sich an den beiden symmetrisch angeordneten Rohren 7. Der Winkel W zwischen der Achse zum Mittelpunkt des Körpers und der Mittelachse des Auslasses beträgt in diesem Fall 900, jedoch sind auch andere Winkelstellungen möglich. R bedeutet den in die Berechnung des Rückstoßes bzw. des Drehmomentes eingehenden Radius.The outlets 3 are located on the two symmetrically arranged Pipes 7. The angle W between the axis to the Center of the body and the central axis of the outlet in this case is 900, but others are as well Angular positions possible. R means that in the calculation of the recoil or the Torque incoming radius.

Die Pfeile sollen den Rückstoß und die Drehrichtung verdeutlicher.The arrows are intended to make the recoil and the direction of rotation clearer.

In Abb. 1a ist der Innenraum des Körpers 1 und die schematisch dargestellte Einrichtung 2 zur Erzeugung des Gasströmung zu erkennen. Zwischen dem feststehenden Teil 5 und dem drehbar gelagerten Körper 1 befindet sich der Dicht spalt 4.In Fig. 1a the interior of the body 1 and is shown schematically Device 2 for generating the gas flow to be recognized. Between the fixed Part 5 and the rotatably mounted body 1 is the sealing gap 4.

Der Antrieb ist mit dem anzutreibenden Teil 6 fest verbunden. Wenn auch der Auslaß 3 des Rohres 7 hier einen runden Querschnitt aufweist, so sind auch-eckige Auslaßquerschnitte nicht ausgeschlossen.The drive is firmly connected to the part 6 to be driven. if the outlet 3 of the pipe 7 here also has a round cross-section, so they are also angular Outlet cross-sections not excluded.

Abb. 2 zeigt die bevorzugte Ausführungsform des Antriebes wobei die Auslässe 3 in Form von quadratischen Kanälen in dem Körper 1 unterhalb von dessen äußeren Radius angeordnet sind.- 8 bedeutet wieder den Einlaß und R der in die Berechnung eingehende Radius.Fig. 2 shows the preferred embodiment of the drive wherein the Outlets 3 in the form of square channels in the body 1 below it outer radius are arranged. - 8 means again the inlet and R the in the calculation incoming radius.

In der Abb. 2a sind zusätzlich die Einrichtung 2, das feststehende Teil 5, der Dichtspalt 4 und das anzutreibende Teil 6 zu erkennen.In Fig. 2a are also the device 2, the fixed Part 5, the sealing gap 4 and the part 6 to be driven can be seen.

Claims (7)

PatentansprücheClaims 1. Antrieb, insbesondere zum Antreiben von Walzen, dadurch gekennzeichnet, daR er aus einem drehbar gelagerten, innen hohlen radförmigem Körper (1), einer Einrichtung (2) zur Erzeugung einer Gasströmung im Körper (1) und wenigstens einem, am äußeren Umfang des Körpers angeordneten Auslaß (3) für das gasförmige Medium besteht, wobei der Auslaß so angeordnet ist, daß er zu der zum Mittelpunkt des Körpers (1) gedachten Achse einen Winkel bildet sowie an sich bekannte Einrichtungen zur Übertragung des durch Rückstoß zu erzeugenden Drehmomentes auf das anzutreibende Teil.1. Drive, in particular for driving rollers, characterized in that that it consists of a rotatably mounted, internally hollow wheel-shaped body (1), a Device (2) for generating a gas flow in the body (1) and at least one, on the outer circumference of the body arranged outlet (3) for the gaseous medium with the outlet being arranged to face towards the center of the body (1) imaginary axis forms an angle as well as known devices for Transmission of the torque to be generated by recoil to the one to be driven Part. 2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beaufschlagung des Körpers (1) mit dem gasförmigen Medium über einen engen Dichtspalt (4), insbesondere zwischen 1/aoo mm und 0.5 mm, der zwischen dem drehbaren Körper (1) und einem feststehenden Teil (5) gebildet ist, erfolgt.2. Drive according to claim 1, characterized in that the application of the body (1) with the gaseous medium via a narrow sealing gap (4), in particular between 1 / aoo mm and 0.5 mm, that between the rotatable body (1) and a stationary one Part (5) is formed, takes place. 3. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beaufschlagung des Körpers (1) mit dem gasförmigen Medium über wenigstens eine mit dem Körper (1) oder der Einrichtung (2) zur Erzeugung des Gasströmung Leitung (6) erfolgt, wobei je nach Befestigung die entgegengesetzte Verbindung mit dem Körper (1) oder der Einrichtung (2) über dichtende, eine Drehung erlaubende Kupplungen erfolgt.3. Drive according to claim 1, characterized in that the application of the body (1) with the gaseous Medium about at least one with the body (1) or the device (2) for generating the gas flow line (6) takes place, depending on the attachment, the opposite connection with the body (1) or the device (2) via sealing, rotation-permitting couplings he follows. 4. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (3) unterhalb des äußeren Radius des Körpers (1) liegt.4. Drive according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the outlet (3) is below the outer radius of the body (1). 5. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Anordnung mehrerer Auslässe (3) diese symmetrisch zueinander angebracht sind.5. Drive according to one of claims 1 to 4, characterized in that that when several outlets (3) are arranged, these are attached symmetrically to one another are. 6. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet; daß der Winkel des Auslasses mit der gedachten Achse zum Mittelpunkt des Körpers (1) 70 bis 1100, bevorzugt zwischen 85 bis 950 beträgt.6. Drive according to one of claims 1 to 5, characterized in that; that the angle of the outlet with the imaginary axis to the center of the body (1) is 70 to 1100, preferably between 85 to 950. 7. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren Auslässen (3) die Winkel mit der gedachten Achse zum Mittelpunkt des Körpers (1) gleich sind.7. Drive according to one of claims 1 to 6, characterized in that that with several outlets (3) the angle with the imaginary axis to the center of the body (1) are the same. LeerseiteBlank page