[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschwenken eines Drehrahmens, der mindestens
eine Umlenkwalze für eine laufende Bahn trägt, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
[0002] Aus der DE 31 25 852 C1 ist eine Vorrichtung zur Führung von laufenden Materialbahnen
bekannt, die von einem Drehrahmen gebildet ist, an dem zwei Walzen drehbar abgestützt
sind. Der Drehrahmen weist hierzu bogenförmige Führungsbahnen auf, die mit Rollen
zusammenwirken, die in einem stationären Rahmen gehalten sind. Die bogenförmigen Führungsbahnen
weisen dabei einen gemeinsamen Krümmungsmittelpunkt auf, der die Drahachse des Drehrahmens
bildet. Damit läßt sich durch eine entsprechende Ausrichtung der Führungsbahnen die
Drehachse des Drehrahmens in weiten Grenzen verschieben. Insbesondere ist es mit dieser
bekannten Vorrichtung möglich, die Drehachse des Drehrahmens an den Auflaufpunkt der
Warenbahn auf die erste Walze zu verlagern, wodurch sich eine besonders günstige Bahnlaufbeeinflussung
ergibt. Diese bekannte Vorrichtung hat sich zwar in der Praxis bewährt, sie hat jedoch
den Nachteil, daß die Führungsbahnen zur Bildung einer klemmfreien Drehbewegung sehr
genau aufeinander ausgerichtet werden müssen, was insbesondere bei großen Drehrahmen
schwierig durchzuführen ist.
[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten
Art zu schaffen, die bei ungehindertem Bahnlauf ein Verschwenken des Drehrahmens gestattet
und einfach und kostengünstig herstellbar ist.
[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
[0005] Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 weist einen Drehrahmen auf, der mindestens eine
Umlenkwalze für eine laufende Bahn trägt. Je nach Lage der Schwenkachse des Drehrahmens
zur laufenden Warenbahn führt die Umlenkwalze zu einer seitlichen Verlagerung oder
zu einer Spannungsänderung der Warenbahn. Um eine möglichst einfache und schnell reagierende
Bahnlauf- oder Bahnspannungsregelung zu erzielen, wird angestrebt, daß die Schwenkachse
des Drehlagers möglichst nahe am Auflaufpunkt der Warenbahn zur Umlenkwalze liegt.
Um zu verhindern, daß der Bahnlauf durch das Drehlager des Drehrahmens behindert wird,
ist dieses als segmentartig zugeschnittenes Wälzlager ausgebildet. Die Lage des Schnittes
durch das Wälzlager wird vorzugsweise so gewählt, daß die Warenbahn dicht über der
durch das Wälzlager verlaufenden Schnittfläche geführt ist. Das Wälzlager bietet außerdem
den Vorteil einer besonders reibungsarmen Drehlagerung, da lediglich Rollreibung zwischen
den Wälzelementen und den Laufbahnen der gegeneinander drehbaren Lagerschalen auftritt.
Grundsätzlich kann jedes bekannte Wälzlager eingesetzt werden, wobei insbesondere
an Kugel-, Zylinder-, Nadel-, Kegel- und Tonnenlager gedacht ist. Vorzugsweise wird
ein in großen Stückzahlen und damit kostengünstig hergestelltes Standard-Wälzlager
eingesetzt, welches segmentartig zugeschnitten ist, um den Bahnlauf nicht zu behindern.
[0006] Soll die Vorrichtung zur seitlichen Verlagerung der Warenbahn eingesetzt werden,
so läuft die Warenbahn im allgemeinen in Richtung der Schwenkachse des Drehrahmens
auf die Umlenkwalze auf. In diesem Fall ist es gemäß Anspruch 2 vorteilhaft, wenn
das Wälzlager des Drehrahmens durch einen in etwa axialen Schnitt zugeschnitten ist.
Damit ist die Schnittfläche durch das Wälzlager in etwa parallel zur laufenden Warenbahn
ausgerichtet, so daß ein den Einbauverhältnissen entsprechend größtmöglicher Anteil
des Wälzlagers zur Abstützung radialer Lagerkräfte zur Verfügung steht.
[0007] Oft ist es gewünscht, die Schwenkachse des Drehrahmens möglichst genau in die auf
die Umlenkwalze auflaufende Warenbahn zu legen. Damit auch in diesem Fall das Drehlager
den Bahnlauf in keiner Weise behindert, ist es gemäß Anspruch 3 derart zugeschnitten,
daß sich seine Lagerschalen über einen Winkel von weniger als 180° erstrekken. Demnach
liegt die Schwenkachse des Drehrahmens bereits außerhalb des Wälzlagers, so daß die
durch die Schwenkachse geführte Warenbahn vom Wälzlager beabstandet geführt ist. Außerdem
ergibt sich der weitere Vorteil, daß aus einem herkömmlichen Wälzlager auf diese Weise
zwei zugeschnittene Wälzlager gewonnen werden können, die jeweils etwas weniger als
180° umfassen.
[0008] Das Wälzlager weist üblicherweise Wälzelemente in Form von Kugeln, Nadeln oder Rollen
auf, die in einem Käfig zueinander beabstandet gehalten sind. Dieser Käfig führt beim
Verschwenken der Lagerschalen des Wälzlagers gegeneinander eine Relativbewegung zu
diesen aus. Um zu verhindern, daß der Käfig bei dieser Relativbewegung den Bahnlauf
behindert, ist es gemäß Anspruch 4 günstig, wenn sich der Käfig über einen kleineren
Winkel als die Lagerschalen erstreckt. Wie weit der Käfig zuzuschneiden ist, hängt
dabei von der Lage der Warenbahn und vom erforderlichen Schwenkwinkelbereich des Drehrahmens
ab, wobei der Käfig um so kürzer auszubilden ist, je näher die Warenbahn am Wälzlager
läuft und je größer der Schwenkwinkelbereich des Drehrahmens ist. Insbesondere bei
Schwenkwinkeln, die größer als 5° sind, ist es vorteilhaft, zusätzlich die fest mit
dem Gestell verbundene Lagerschale sekanten- oder segmentartig zuzuschneiden.
[0009] Insbesondere in jenen Fällen, in denen das Wälzlager weniger als 180° umfaßt, sind
die Lagerschalen des Wälzlagers ohne weitere Maßnahmen nicht mehr aneinander gehalten.
Bei Einbaulagen, in denen die Zugkraft der Warenbahn bzw. die Gewichtskraft des Drehrahmens
und der Umlenkwalze die Lagerschalen des Wälzlagers radial gegeneinander drückt, spielt
dies keine Rolle, da durch diese radial wirkende Kraft die Lagerschalen aneinander
gehalten werden. Bei anderen Einbaulagen ist es gemäß Anspruch 5 erforderlich, die
Lagerschalen des Wälzlagers durch mindestens ein Haltemittel in Form eines Gleitteils
oder einer drehbaren Rolle aneinander zu halten. Dieses Haltemittel ist dabei mit
einer der Lagerschalen fest verbunden und drückt an der den Wälzelementen gegenüberliegenden
Seite gegen die andere Lagerschale. Bei Einbaulagen des Drehrahmens, in denen das
Haltemittel nur eine geringe Druckkraft ausüben muß, reicht die Ausbildung des Haltemittels
in Form eines Gleitteils völlig aus, da hierdurch nur geringe Reibungskräfte entstehen.
Bei höheren Druckkräften ist jedoch die Ausbildung des Haltemittels als drehbare,
ggf. kugelgelagerte Rolle zur Reduktion der dabei entstehenden Reibungskräfte vorzuziehen.
[0010] Um das Haltemittel präzise gegenüber dem Wälzlager ausrichten zu können, ist es gemäß
Anspruch 6 günstig, dieses an einem Exzenter verstellbar zu halten. Damit läßt sich
durch einfaches Verdrehen des Exzenters eine sehr präzise Ausrichtung des Haltemittels
zum Wälzlager erzielen. Insbesondere kann das Gleitteil oder die Rolle auch sehr einfach
nachgestellt werden, falls dies durch Abnutzungserscheinungen während des Betriebs
erforderlich sein sollte.
[0011] Insbesondere bei großen Drehrahmen ist es nicht zweckmäßig, dessen gesamte Gewichtskraft
in einem einzigen Drehlager abzustützen, da in diesem Fall das Drehlager und der Drehrahmen
sehr massiv ausgebildet sein müßten, was sich wiederum negativ auf die zu bewegenden
Massen auswirkt. Um auch einen großen Drehrahmen rasch verschwenken zu können, ist
es daher gemäß Anspruch 7 vorteilhaft, diesen zusätzlich über mindestens ein Gleitteil
oder mindestens eine Rolle an einer Stützplatte abzustützen, so daß der Drehrahmen
relativ leicht ausgebildet werden kann. Das Gleitteil oder die Rolle sind dabei von
der Schwenkachse beabstandet, so daß eine gute Lagerung des Drehrahmens gegeben ist.
Vorzugsweise sind zwei Gleitteile oder zwei Rollen vorgesehen, wodurch sich zusammen
mit dem Drehlager eine sehr stabile Drei-Punkt-Auflage des Drehrahmens ergibt. Die
Gleitteile oder Rollen stützen dabei ausschließlich axial zur Schwenkachse gerichtete
Kräfte ab, so daß an der Stützplatte keinerlei Bogenführungen vorgesehen sein müssen.
Damit entfällt insbesondere die Notwendigkeit, die Stützplatte genau auf die Drehachse
auszurichten, so daß sich die Montage der Vorrichtung trotz des Vorsehens der Gleitteile
oder Rollen sehr einfach gestaltet.
[0012] Schließlich ist es gemäß Anspruch 8 vorteilhaft, wenn dem Gleitteil oder der Rolle
ein weiteres Gleitteil oder eine weitere drehbare Rolle zur Abstützung des Drehrahmens
gegenüberliegt, die an der Gegenseite der Stützplatte abgestützt ist. Damit können
neben axialen Druck- auch axiale Zugkräfte von den Gleitteilen oder Rollen aufgenommen
werden, so daß diese Vorrichtung problemlos auch über Kopf eingebaut und betrieben
werden kann.
[0013] Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnung
erläutert, ohne den Schutzumfang zu beschränken.
[0014] Es zeigt:
- Figur 1
- eine räumliche Darstellung eines Drehrahmens mit einem Drehlager und
- Figur 2
- eine gegenüber Figur 1 vergrößerte, räumliche Darstellung des Drehlagers.
[0015] Figur 1 zeigt eine räumliche Darstellung eines Drehrahmens 1, an dem zwei Umlenkwalzen
2 über Flansche 3 frei drehbar abgestützt sind. Alternativ ist es auch vorstellbar,
eine oder beide Umlenkwalzen 2 motorisch anzutreiben. Über die Umlenkwalzen 2 ist
eine Warenbahn 4 geführt, die an jeder Umlenkwalze 2 um etwa 90° umgelenkt wird. Die
Warenbahn 4 läuft in Richtung 5 auf die vordere Umlenkwalze 2 zu und entgegen der
Laufrichtung 5 von der hinteren Umlenkwalze 2 ab und wird demnach insgesamt um 180°
umgelenkt. Die Warenbahn 4 ist teilweise gebrochen dargestellt, um den Blick auf die
darunterliegenden Teile freizugeben.
[0016] Der Drehrahmen 1 ist über eine Schwenkvorrichtung 6 an einem Gestell 7 schwenkbar
abgestützt, welches lediglich beispielhaft in Kastenform ausgebildet ist. In diesem
kastenförmigen Gestell 7 sind Aggregate wie Hydraulikpumpen sowie elektronische Komponenten
untergebracht, die zum Betrieb des Drehrahmens 1 erforderlich sind.
[0017] Die Schwenkvorrichtung 6 für den Drehrahmen 1 wird von einem Drehlager 8 und Stützrollen
9 gebildet, die einerseits am Drehrahmen 1 gehalten und andererseits an einer am Gestell
7 vorgesehenen Stützplatte 10 abgestützt sind. Die Stützrollen 9 sind jeweils paarweise
in je einer Gabel 11 drehbar und gegeneinander verstellbar gehalten, wobei sie die
Stützplatte 10 zwischen sich einschließen. Beim Verschwenken des Drehrahmens 1 um
die Schwenkachse 12 wälzen sich die Stützrollen 9 an der Stützplatte 10 ab, so daß
axial zur Schwenkachse 12 gerichtete Kräfte von den Stützrollen 9 reibungsarm aufgenommen
werden.
[0018] In einem Bereich 13 ist die Stützplatte 10 bogenförmig ausgebildet, wobei der Krümmungsmittelpunkt
dieses Bogens auf der Schwenkachse 12 liegt. Dadurch ist die Stützplatte 10 in allen
vorgesehenen Schwenklagen etwa gleich weit von den beiden Gabeln 11 beabstandet. Damit
können die Gabeln 11 kurzschenkelig ausgebildet werden, ohne daß die Gefahr besteht,
daß die Stützrollen 9 den Kontakt zur Stützplatte 10 verlieren.
[0019] Da die Stützrollen 9 keinerlei radialen Kräfte aufnehmen müssen, können an die Genauigkeit
und die Ausrichtung des bogenförmigen Bereichs 13 der Stützplatte 10 sehr geringe
Anforderungen gestellt werden. Insbesondere ist eine genaue Ausrichtung des bogenförmigen
Bereichs 13 auf die Schwenkachse 12 nicht erforderlich. Vorzugsweise ist wenigstens
eine der Rollen 9 in jeder Gabel 11 in Richtung der Schwenkachse 12 verstellbar gehalten,
so daß deren Spiel ausgeglichen werden kann.
[0020] Um den Drehrahmen 1 um die Schwenkachse 12 aktiv verschwenken zu können, ist am Gestell
7 ein Hydraulikzylinder 14 abgestützt, dessen Kolbenstange 15 innenseitig am Drehrahmen
1 angreift. Alternativ zu einem Hydraulikzylinder 14 kann auch ein Pneumatikzylinder
oder ein Elektroantrieb eingesetzt werden.
[0021] Aufbau und Funktionsweise des Drehlagers 8 werden im folgenden anhand der räumlichen
Darstellung gemäß Figur 2 erläutert. Das Drehlager 8 ist fest auf der Stützplatte
10 des Gestells 7 gehalten. Dabei ist eine innere Lagerschale 21 des Drehlagers 8
über nicht dargestellte Haltemittel, vorzugsweise in Form von Schrauben, drehfest
mit der Stützplatte 10 des Gestells 7 verbunden. An dieser inneren Lagerschale 21
ist vorzugsweise eine nicht dargestellte, gehärtete Lauffläche gehalten, an der sich
Wälzelemente 23 in Form von Kugeln abwälzen. Diese Wälzelemente 23 werden durch einen
Käfig 24 zueinander auf Abstand gehalten, so daß die Wälzelemente 23 ausschließlich
Rollreibung vollführen. Außenseitig wälzen sich die Wälzelemente 23 an einer vorzugsweise
gehärteten Laufbahn einer äußeren Lagerschale 25 ab, die gegenüber der inneren Lagerschale
21 um die Schwenkachse 12 verdrehbar gehalten ist.
[0022] Die innere 21 und äußere Lagerschale 25 sind entlang einer Schnittfläche 26 zugeschnitten,
wobei die Drehachse 12 im Bereich des weggeschnittenen Teils der Lagerschalen 21,
25 vorgesehen ist. Zusätzlich ist die fest mit der Stützplatte 10 verbundene innere
Lagerschale 21 segmentartig zugeschnitten, damit sie bei der Verschwenkung des Drehrahmens
1 den Bahnlauf nicht behindert. Die Lagerschalen 21, 25 umfassen daher weniger als
die Hälfte eines vollen Kreises, so daß das Drehlager 8 den Lauf der durch die Schwenkachse
12 verlaufenden Warenbahn 4 in keiner Weise behindert. Der Drehrahmen 1 ist an der
äußeren Lagerschale 25 durch nicht dargestellte Haltemittel, vorzugsweise in Form
von Schrauben, festgelegt, so daß dieser um die Schwenkachse 12 verschwenkbar gehalten
ist.
[0023] Um die Lagerschalen 21, 25 des Drehlagers 8 trotz des Zuschnitts auf weniger als
180° sicher aneinander zu halten, sind auf der Stützplatte 10 des Gestells 7 Rollen
27 drehbar gehalten. Diese Rollen 27 sind auf Exzentern 28 abgestützt, bei deren Verdrehung
sich der Abstand der Rollen 27 von der äußeren Lagerschale 25 entsprechend verändert.
Damit kann die Andruckkraft der Rollen 27 den Erfordernissen gemäß eingestellt und
auch nachträglich angepaßt werden.
Bezugszeichenliste
[0024]
- 1
- Drehrahmen
- 2
- Umlenkwalze
- 3
- Flansch
- 4
- Warenbahn
- 5
- Laufrichtung
- 6
- Schwenkvorrichtung
- 7
- Gestell
- 8
- Drehlager
- 9
- Stützrolle
- 10
- Stützplatte
- 11
- Gabel
- 12
- Schwenkachse
- 13
- bogenförmiger Bereich der Stützplatte
- 14
- Hydraulikzylinder
- 15
- Kolbenstange
- 21
- innere Lagerschale
- 23
- Wälzelement
- 24
- Käfig
- 25
- äußere Lagerschale
- 26
- Schnittfläche
- 27
- Rolle
- 28
- Exzenter
1. Vorrichtung zum Verschwenken eines Drehrahmens (1), der mindestens eine Umlenkwalze
(2) für eine laufende Warenbahn (4), insbesondere eine Textil- oder Folienbahn trägt,
und der über ein Drehlager (8) schwenkbar in einem Gestell (7) abgestützt ist, wobei
die Warenbahn (4) nahe der Schwenkachse (12) des Drehlagers (8) geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehlager (8) von einem segmentartig zugeschnittenen Wälzlager (8) gebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wälzlager (8) durch einen in etwa axialen Schnitt zugeschnitten ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich Lagerschalen (21, 25) des zugeschnittenen Wälzlagers (8) über einen Winkel von
weniger als 180° erstrecken.
4. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zugeschnittene Wälzlager (8) Wälzelemente (23) aufweist, die in einem Käfig (24)
gehalten sind, der sich über einen kleineren Winkel als die Lagerschalen (25) erstreckt.
5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gegeneinander drehbaren Lagerschalen (21, 25) des Wälzlagers (8) durch mindestens
ein Haltemittel (27) aneinander gehalten sind, das vorzugsweise von einem Gleitteil
oder einer drehbaren Rolle (27) gebildet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltemittel (27) an einem Exzenter (28) verstellbar gehalten ist.
7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehrahmen (1) über mindestens ein von der Schwenkachse (12) beabstandetes Gleitteil
oder mindestens eine Rolle (9) an einer am Gestell (7) gehaltenen Stützplatte (9)
abgestützt ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gleitteil oder der Rolle (9) ein an der Gegenseite der Stützplatte (7) abgestütztes
Gleitteil oder eine drehbare Rolle (9) zur Abstützung des Drehrahmens (1) gegenüberliegt.