[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorschubvorrichtung zur Zuführung von Langmaterial,
insbesondere von Band-, Draht- oder Profilmaterial, längs einer Vorschubrichtung,
wobei die Vorschubvorrichtung wenigstens eine Klemmeinrichtung mit Klemmbacken umfasst,
welche verstellbar ist zwischen einer Klemmstellung, in der sie das Langmaterial zwischen
den Klemmbacken geklemmt hält, und einer Lösestellung, in der sie das Langmaterial
zur Bewegung relativ zu den Klemmbacken freigibt, und welche zumindest in der Klemmstellung
in Vorschubrichtung bewegbar ist.
[0002] Mit derartigen Vorschubvorrichtungen wird Langmaterial nachfolgendenden Bearbeitungsstationen
zugeführt, welche das Langmaterial in der Regel spanlos umformen, insbesondere durch
Biegen, Stanzen und dergleichen bearbeiten. Als gattungsgemäße Vorschubvorrichtungen
sind Vorschubvorrichtungen bekannt, bei welchen eine Klemmeinrichtung mit Klemmbacken
durch einen Exzenter hin- und hergehend angetrieben ist. Die Klemmeinrichtung der
bekannten Vorschubvorrichtung klemmt das Langmaterial, wird dann mit dem geklemmten
Langmaterial das gewünschte Vorschubmaß in Vorschubrichtung bewegt, löst dann den
Klemmeingriff und wird entgegen der Vorschubrichtung in die Ausgangsstellung zurückbewegt.
[0003] Nachteilig an diesen bekannten Vorschubvorrichtungen ist u. a. der komplizierte Bewegungsablauf
der Klemmeinrichtung, welche in jedem Vorschubvorgang aufgrund der Richtungswechsel
zweimal aus dem Stillstand beschleunigt und zweimal zum Stillstand verzögert werden
muss. Aufgrund dieser Beschleunigungen und Verzögerungen treten an der Klemmeinrichtung
sowie an dem mit ihr verbundenen Antrieb sehr hohe Kräfte auf. Dabei ist vor allem
zu beachten, dass die bekannten Vorschubvorrichtungen in Produktionsanlagen zur Herstellung
von Massenware eingebaut sind, so dass diese dynamischen Kräfte zig-fach pro Minute
auftreten.
[0004] Aufgrund des komplizierten Bewegungsablaufs ist außerdem die maximal erreichbare
Vorschubgeschwindigkeit begrenzt, da bei hohen Vorschubgeschwindigkeiten aufgrund
der zu deren Verwirklichung erforderlichen hohen Beschleunigungs- und Verzögerungskräften
Lageungenauigkeiten am vorgeschobenen Bandmaterial auftreten können.
[0005] Weiterhin sind Vorschubvorrichtungen in Form sogenannter Rollenvorschübe bekannt.
Bei diesen Rollenvorschüben liegen achsparallele drehbare Rollen einander gegenüber,
so dass zwischen ihren Umfangsflächen ein Spalt gebildet ist, durch welchen das Langmaterial
hindurchgefördert wird. Die Rollen liegen dabei an entgegengesetzten Seiten des Langmaterials
an und drehen gegensinnig. Eine oder beide Rollen sind angetrieben, um dem Langmaterial
die Vorschubbewegung zu erteilen.
[0006] Auch bei dieser Ausführungsform von Vorschubvorrichtungen sind die Rollen im getakteten
Vorschubbetrieb, wenn auch ohne Richtungsumkehr, zu beschleunigen und wieder zu verzögern.
Da die Rollen mit ihren Umfangsflächen idealerweise in Linienberührung mit dem Langmaterial
stehen, kann die Anpresskraft der Rollen an das Bandmaterial nur moderat gewählt werden,
um eine übermäßige Pressung und damit eine Formveränderung des Langmaterials durch
die Vorschubrollen zu verhindern. Damit ist jedoch die maximal von den Rollen auf
das Langmaterial übertragbare Kraft und somit auch die maximal erreichbare Beschleunigung
bzw. Verzögerung begrenzt, was im Endergebnis zu einer Beschränkung der maximal erreichbaren
Vorschubgeschwindigkeit führt.
[0007] Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorschubvorrichtung der
eingangs genannten Art anzugeben, welche in der Lage ist, Langmaterial mit höherer
Vorschubgeschwindigkeit als bisher bei gleichzeitig hoher Genauigkeit in die Vorschubrichtung
zu bewegen.
[0008] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die wenigstens eine Klemmeinrichtung
längs einer geschlossenen Bahn umlaufend vorgesehen ist, wobei eine Vorschubstrecke
der Umlaufbahn in Vorschubrichtung verläuft und wobei die Klemmeinrichtung während
eines Durchfahrens der Vorschubstrecke zumindest abschnittsweise sich in der Klemmstellung
befindet.
[0009] Es sei an dieser Stelle festgehalten, dass mit "Langmaterial" jedes beliebige Material
bezeichnet ist, welches in einer Raumrichtung eine erheblich, etwa wenigstens zwei-
bis dreifach, größere Ausdehnung besitzt als in den beiden anderen Raumrichtungen.
Vorzugsweise ist mit dem Begriff "Langmaterial" jedoch ein Band-, Draht- oder Profilmaterial
bezeichnet, welches vorteilhafterweise von einem Vorrat abgewickelt wird. Dies führt
zu vorteilhaften längeren Betriebsdauern zwischen einem Langmaterialwechsel an der
Vorschubvorrichtung.
[0010] Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Klemmeinrichtung liegt darin, dass eine auf die
wenigstens eine Klemmeinrichtung einwirkende dynamische Belastung aus der Richtungsänderung
ihrer Bewegungsgeschwindigkeit beim Umlauf verglichen mit einer richtungsumkehrenden
Klemmeinrichtung aus dem Stand der Technik bei gleicher Vorschubgeschwindigkeit in
ihrem Absolutwert durch Wahl entsprechend großer Umlenkradien reduziert werden kann.
Wie allgemein bekannt ist, ist die eine Richtungsänderung einer Geschwindigkeit beim
Umlauf längs einer geschlossenen Bahn bewirkende Zentripetalbeschleunigung proportional
zum Quadrat der Bahngeschwindigkeit und indirekt proportional zum Krümmungsradius
der Bahn. So kann beispielsweise die Vorschubstrecke bei einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung durch ein Geradenstück gebildet sein und der Rest der geschlossenen
Umlaufbahn schließt gekrümmt an die gerade Vorschubstrecke an. Je nach zur Verfügung
stehendem Bauraum kann unter Inkaufnahme einer größeren Bahnlänge ein größerer Krümmungsradius
der Bahn gewählt werden.
[0011] Die Gesamtlänge der geschlossenen Umlaufbahn lässt sich bei vorgegebener Länge der
Vorschubstrecke in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kurz halten, wenn parallel
zu einer im Wesentlichen geradlinigen Vorschubstrecke eine ebenfalls im Wesentlichen
geradlinige Rücklaufstrecke vorgesehen ist, wobei Vorschubstrecke und Rücklaufstrecke
durch gekrümmte Bahnabschnitte miteinander verbunden sind. Der durchschnittliche Krümmungsradius
dieser gekrümmten Bahnabschnitte entspricht dabei dem halben Abstand von Vorschub-
und Rücklaufstrecke. Damit die wenigstens eine Klemmeinrichtung den gekrümmten Bahnabschnitt
störungsfrei und ohne übermäßige auf sie einwirkende dynamische Kräfte durchlaufen
kann, ist es vorteilhaft, wenn der Durchmesser eines gekrümmten Bahnsegments in der
Größenordnung der Abmessung der wenigstens einen Klemmeinrichtung in Umlaufrichtung
liegt, vorzugsweise wenn der Durchmesser gleich dieser Abmessung oder größer als diese
ist.
[0012] Wenn die Vorschubvorrichtung eine Mehrzahl von in Umlaufrichtung aufeinander folgenden
Klemmeinrichtungen aufweist, kann die von der Vorschubeinrichtung erreichbare maximale
Vorschubgeschwindigkeit erhöht werden, da zwischen zwei Vorschubvorgängen kein vollständiger
Umlauf einer Klemmeinrichtung abgewartet werden muss. Vielmehr können weitere Klemmeinrichtungen
gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung so vorgesehen sein, dass dann,
wenn eine in Klemmeingriff mit dem Langmaterial befindliche Klemmeinrichtung durch
Verstellung in die Lösestellung außer Eingriff gelangt, eine noch nicht in Klemmeingriff
befindliche weitere Klemmeinrichtung durch Verstellung in die Klemmstellung in Klemmeingriff
mit dem Langmaterial kommt. Fachleute werden dabei verstehen, dass derartige Eingriffswechsel
nicht unbedingt zum exakt selben Zeitpunkt erfolgen müssen, wenngleich dies besonders
bevorzugt ist, da dann sichergestellt ist, dass sich stets eine Klemmeinrichtung in
Klemmeingriff mit dem Langmaterial befindet. Ein solcher Eingriffswechsel kann auch
in einem vorbestimmten das Eingriffsende enthaltenden Zeitfenster erfolgen, beispielsweise
von bis zu 10 % der eingestellten Taktzeit, mit welcher die Vorschubvorrichtung betrieben
wird.
[0013] Die insgesamt von der Vorschubvorrichtung auf das Langmaterial zu dessen Transport
übertragbare Kraft kann in vorteilhafter Weise dadurch erhöht werden, dass die Vorschubvorrichtung
eine Mehrzahl von Klemmeinrichtungen umfasst und sich eine Mehrzahl von Klemmeinrichtungen
während ihrer Bewegung in Vorschubrichtung gleichzeitig in Klemmstellung befindet.
Die von jeder einzelnen der sich gleichzeitig in Klemmstellung befindenden Klemmeinrichtungen
auf das Langmaterial übertragbaren Klemmkräfte addieren sich zu einer Gesamtkraft,
so dass das Langmaterial stark beschleunigt und auch wieder stark abgebremst werden
kann, ohne dass nach dem Abbremsen eine Lageungenauigkeit des Bandmaterials zu befürchten
ist. Durch den zwischen Klemmbacke und Langmaterial möglichen flächenhaften Berührkontakt
kann überdies die lokale Druckbelastung des Langmaterials im Bereich des Klemmungseingriffs,
verglichen mit den bekannten Rollenvorschubvorrichtungen, erheblich reduziert werden.
Dies bedeutet, dass trotz der Übertragung insgesamt hoher Klemmkräfte lokal nur vergleichsweise
moderate Drücke auf das Langmaterial einwirken.
[0014] Der Aspekt, dass in einer Vorschubrichtung mehrere Klemmeinrichtungen gleichzeitig
während ihrer Bewegung in Vorschubrichtung das Langmaterial geklemmt halten, lässt
sich besonders einfach bei längs einer geschlossenen Bahn umlaufenden Klemmeinrichtungen
verwirklichen. Jedoch behält sich die Anmelderin vor, aufgrund der vorteilhaften Wirkung
dieses Merkmals gesonderten Schutz hierfür zu beanspruchen.
[0015] Grundsätzlich kann daran gedacht sein, dass mehrere Klemmeinrichtungen unmittelbar
gelenkig miteinander zu einer geschlossenen Klemmeinrichtungskette verbunden sind.
Hierzu kann jede Klemmeinrichtung eine Gelenkeinrichtung aufweisen, welche mit einer
korrespondierenden Gelenkgegeneinrichtung einer in Umlaufrichtung nachfolgenden Klemmeinrichtung
gekoppelt oder koppelbar ist. Es reicht dann aus, wenn die Achsen von die Klemmeinrichtungen
miteinander verbindenden Gelenken im Wesentlichen parallel sind, so dass die miteinander
gekoppelten Klemmeinrichtungen relativ zueinander zur Bildung einer geschlossenen
Kette verdrehbar sind.
[0016] Für eine gute Kraftübertragung von einem Antrieb der Vorschubvorrichtung auf die
wenigstens eine Klemmeinrichtung und insbesondere für eine erleichterte Umlenkung
der wenigstens einen Klemmeinrichtung in gekrümmten Abschnitten der geschlossenen
Umlaufbahn ist es vorteilhaft, wenn die wenigstens eine Klemmeinrichtung zur gemeinsamen
Bewegung mit einem formveränderlichen endlosen Bewegungsübertragungsteil verbunden
ist.
[0017] Das formveränderliche endlose Bewegungsübertragungsteil kann beispielsweise eine
Kette, insbesondere Lamellenkette, sein, welche eine Übertragung von sehr hohen Kräften
in Umlaufrichtung gestattet. Aus Gründen einer möglichst guten Umlenkbarkeit ist als
Bewegungsübertragungsteil jedoch ein flexibler Zahnriemen bevorzugt. Verwendet man
einen Kunststoff-Zahnriemen, so sorgt die Nachgiebigkeit des Kunststoffs für eine
Dämpfung eines möglicherweise auftretenden Anfahr- oder/und Abbremsstoßes. Die vorteilhafte
Verwendung eines Zahnriemens mit Metallseele, insbesondere Stahlseele, stellt dabei
sicher, dass trotz der vorübergehenden Dämpfung durch elastische Verformung des Zahnriemens
in der erreichten Endstellung (Ruhestellung) die gewünschte Position mit hoher Genauigkeit
erreicht wird. Weiterhin ist ein Zahnriemen mit doppelseitiger Zahnausbildung bevorzugt,
da dann sowohl eine Antriebskraft-Übertragungsvorrichtung auf einer ersten Seite des
Zahnriemens formschlüssig mit diesem in Eingriff sein kann, als auch die wenigstens
eine Klemmeinrichtung auf der der ersten entgegengesetzten zweiten Seite des Zahnriemens
in Umfangsrichtung formschlüssig mit diesem in Eingriff gebracht sein kann, so dass
weder die Antriebskraft-Übertragungsvorrichtung noch die wenigstens eine Klemmeinrichtung
Schlupf in Umlaufrichtung aufweist, was eine sehr hohe Positioniergenauigkeit auch
bei hohen Vorschubgeschwindigkeiten und kurzen Taktzeiten ermöglicht.
[0018] Zur Klemmung des Langmaterials ist die Vorschubvorrichtung vorteilhafterweise derart
ausgebildet, dass die wenigstens eine Klemmeinrichtung wenigstens zwei einen Klemmspalt
zwischen sich definierende Klemmbacken aufweist, von welchen wenigstens eine unter
Veränderung der Spaltweite längs einer Klemmbewegungsbahn auf die jeweils andere Klemmbacke
zu und von dieser weg bewegbar ist. Auf diese Art und Weise können die wenigstens
zwei Klemmbacken an jeweils entgegengesetzten Seiten des Langmaterials in Anlage gelangen
und so eine möglichst große Klemmkraft auf das Langmaterial übertragen. Die Klemmbacken
sind hierzu relativ zu einem Klemmeinrichtungskörper beweglich in diesem gehalten.
[0019] Grundsätzlich ist es denkbar, dass jede einzelne Klemmbacke einer jeden Klemmeinrichtung
mit einem Kraftgerät versehen ist, welches von einer Steuerung ansteuerbar ist, um
die Klemmbacke relativ zu einem sie tragenden Klemmeinrichtungskörper längs der Klemmbewegungsbahn
zu bewegen. Es ist jedoch leicht einzusehen, dass dies die an der Vorschubvorrichtung
bewegte Masse erheblich erhöhen würde. Aus diesem Grunde ist gemäß einer vorteilhaften
Weiterbildung der vorliegenden Erfindung eine mechanische Bewegungssteuerung der wenigstens
einen bewegbaren Klemmbacke einer Klemmeinrichtung bevorzugt. Als Bewegungssteuerung
der wenigstens einen längs der Klemmbewegungsbahn bewegbaren Klemmbacke kann eine
Nockenbahn vorgesehen sein, welche eine längs der Klemmbewegungsbahn bewegliche Klemmbacke
auf die jeweils andere Klemmbacke zu oder/und von dieser weg verlagert.
[0020] Mechanische Bewegungssteuerungen haben den weiteren Vorteil, dass sie schnell und
weitestgehend ausfallsicher sind. Darüber hinaus kann von der Nockenbahn durch die
so erfolgende Zwangssteuerung nicht nur die notwendige Bewegung der Klemmbacke bewirkt
werden, sondern gleichzeitig auch die erforderliche Klemmkraft durch die Nockenbahn
in die Klemmbacke eingeleitet werden. Dadurch vereinfacht sich der Aufbau der Vorschubvorrichtung
ganz wesentlich.
[0021] Wie oben angedeutet wurde, kann die Nockenbahn derart ausgebildet sein, dass sie
die Klemmbacke in nur eine Richtung bewegt oder auch in beide Richtungen, d. h. auf
das Langmaterial zu und von diesem weg bewegt. Für die Erfüllung der Vorschubaufgabe
ist das sichere Klemmen des Langmaterials in der Klemmeinrichtung von größerer Bedeutung
als ein Abheben der Klemmbacke vom Langmaterial. Letzteres muss im Übrigen nicht zwangsweise
erfolgen, etwa dann, wenn es auf die Oberflächengüte des Langmaterials nicht ankommt.
In diesem Falle muss die Klemmbacke nicht vom Langmaterial abgehoben werden, sondern
es reicht aus, die Klemmkraft so weit zu verringern, dass das Bandmaterial außer Eingriff
mit der wenigstens einen Klemmeinrichtung gelangen kann.
[0022] Aufgrund der vorrangigen Bedeutung eines sicheren Aufbringens der Klemmkraft ist
die Vorschubvorrichtung vorzugsweise derart ausgebildet, dass die wenigstens eine
längs der Klemmbewegungsbahn bewegbare Klemmbacke durch ein Federmittel in eine Abhebestellung
größerer Spaltweite vorgespannt ist und mit der Nockenbahn zur Bewegung in eine Anlagestellung
geringerer Spaltweite zusammenwirkt.
[0023] Eine besonders hohe Klemmkraft bei gleichzeitig kompakter Bauweise der wenigstens
einen Klemmeinrichtung kann gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung dann erhalten werden, wenn die Nockenbahn, welche die eine Klemmbacke während
ihres Durchlaufs auf die ihr gegenüberliegende andere Klemmbacke zu verstellt, bei
Betrachtung eines Durchlaufs durch die Vorschubstrecke orthogonal zu einer Klemmbackenanlagefläche
der anderen Klemmbacke mit Abstand angeordnet ist. Die Klemmbackenanlagefläche ist
dabei jene Fläche der Klemmbacke, welche beim Klemmen des Langmaterials an einer Seite
desselben zur Anlage kommt.
[0024] Bei der genannten Anordnung der Nockenbahn ist es möglich, sehr kurze, im Wesentlichen
geradlinige Klemmbacken zu verwenden, welche in Abstandsrichtung von der Nockenbahn
zur jeweils gegenüberliegenden Klemmbacke und damit auch zum Langmaterial hin verlaufen.
Dadurch weist die von der einen Klemmbacke auf das Langmaterial ausgeübte Kraft im
Wesentlichen keine Kraftkomponente auf, welche in der Ebene der Klemmbackenanlagefläche
der von der Nockenbahn bewegten Klemmbacke liegt. Die Ausbeute an nutzbarer Klemmkraft
im Verhältnis zur insgesamt auf die Klemmbacke ausgeübten Kraft ist damit sehr groß.
[0025] Konstruktiv kann zur Verwirklichung einer so erreichbaren sehr hohen Klemmkraft die
wenigstens eine längs der Klemmbewegungsbahn bewegbare Klemmbacke als längliche Gestalt
ausgebildet sein, an deren einem Längsende eine Klemmbackenanlagefläche zur Anlage
an das Langmaterial vorgesehen ist und an deren anderem Längsende ein Wälzkörper zur
Wälzanlage an der Nockenbahn vorgesehen ist.
[0026] Weiterhin ist es für eine Vorschubvorrichtung vorteilhaft, wenn sie Langmaterial
unterschiedlicher Dicke transportieren kann. Eine Anpassung der Vorschubeinrichtung
an unterschiedliche Dickenabmessungen von Langmaterial kann ohne großen Aufwand erfolgen,
wenn die Vorschubvorrichtung ein Minimalspaltweiten-Veränderungsmittel umfasst, welches
dazu ausgebildet ist, die im normalen Vorschubbetrieb während eines Durchlaufs durch
die Vorschubstrecke zwischen zwei einander gegenüberliegenden Klemmbacken auftretende
geringste Spaltweite zu verändern. Aufgrund des großen Vorteils des Minimalspaltweiten-Veränderungsmittels
zur Anpassung von gattungsgemäßen Vorschubvorrichtungen behält sich die Anmelderin
auch für diesen Aspekt vor, gesonderten Schutz nachzusuchen.
[0027] Damit die Minimalspaltweite möglichst mühelos von einer Bedienperson verändert werden
kann, umfasst das Minimalspaltweiten-Veränderungsmittel vorzugsweise ein Kraftgerät,
welches mit wenigstens einer der zwei einander gegenüberliegenden Klemmbacken derart
in Kraftübertragungsbeziehung steht, dass die wenigstens eine Klemmbacke unter Ausübung
von Kraft durch das Kraftgerät auf die jeweils gegenüberliegende Klemmbacke zu und
von dieser weg verlagerbar ist. Als Kraftgerät im Sinne der vorliegenden Anmeldung
ist jede Einrichtung einsetzbar, durch welche Kraft auf einen anderen Gegenstand ausübbar
ist. In einem einfachen Fall kann das Kraftgerät ein Federmittel, wie etwa eine Schraubendruckfeder,
oder ein Gewindetrieb sein.
[0028] Bei der oben erwähnten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei
welcher eine Nockenbahn als mechanische Bewegungssteuerung der Klemmbacken eingesetzt
ist, kann die Veränderbarkeit der minimalen Spaltweite mit Hilfe des oben bezeichneten
Minimalspaltweiten-Veränderungsmittels konstruktiv in einfacher Weise dadurch gelöst
sein, dass die Nockenbahn verlagerbar ist, mit dem Kraftgerät in Kraftübertragungsbeziehung
steht und durch Kraft des Kraftgeräts zur Verlagerung antreibbar ist, wobei eine Verlagerung
der Nockenbahn durch das Kraftgerät eine Verlagerung der wenigstens einen mit der
Nockenbahn zusammenwirkenden Klemmbacke bewirkt.
[0029] In diesem Falle kann durch das Kraftgerät einfach die Nockenbahn relativ zur Klemmeinrichtung
als Ganzes verlagert werden, so dass die längs der Klemmbewegungsbahn bewegliche Klemmbacke
je nach Verlagerungsstellung der Nockenbahn unterschiedliche Klemmbackenstellungen
mit unterschiedlichen Klemmspaltweiten einnimmt.
[0030] Vorzugsweise ist daran gedacht, ein in zwei entgegengesetzte Richtungen wirkendes
Kraftgerät zu verwenden, so dass die Nockenbahn durch die Kraft des Kraftgeräts sicher
und gezielt sowohl in eine die Minimalspaltweite vergrößernde Richtung als auch in
eine selbige verkleinernde Richtung verstellbar ist. Aus Sicherheitsgründen ist weiter
bevorzugt, dass die Nockenbahn in eine vorbestimmte Verlagerungsrichtung mit der Vorspannkraft
eines Vorspannfederelements beaufschlagt ist. Bei Ausfall des Kraftgeräts kann dann
das Vorspannfederelement die Nockenbahn in eine definierte Stellung verlagern. Dies
ist bevorzugt eine Stellung, in der eine Klemmung des Langmaterials sichergestellt
ist, also eine Stellung möglichst geringer Klemmspaltweite. Als Kraftgerät wird bevorzugt
eine Hydraulik-Zylinder/Kolbeneinheit, besonders bevorzugt eine doppelt wirkende Hydraulik-Zylinder/Kolbeneinheit,
verwendet, da mit dieser eine sehr hohe Kraft bei geringem Bauraumaufwand realisierbar
ist. Durch die von einer Hydraulik-Zylinder/Kolbeneinheit aufbringbare Kraft kann
diese nicht nur zur Verstellung der Nockenbahn, sondern auch zum Halten der Nockenbahn
in ihrer gewählten Stellung verwendet werden.
[0031] Ein großer Freiheitsgrad bei der Anordnung des Kraftgeräts sowie eine Anpassung einer
Bewegung eines Kraftausgabeelements des Kraftgeräts an die gewünschte Verlagerungsbewegung
der Nockenbahn kann dadurch erreicht werden, dass das Kraftgerät durch ein Getriebe
mit der Nockenbahn verbunden ist.
[0032] Hier hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn das Getriebe einen vom Kraftgerät
drehbaren Exzenter umfasst, mit welchem die Nockenbahn verbunden ist. Mit einem derartigen
Exzenter lässt sich sehr einfach eine lineare Bewegung des Kraftausgabeelements, etwa
des Kolbens eines Hydraulikzylinders, in eine zu dieser abgewinkelte, insbesondere
orthogonale lineare Verlagerungsbewegung der Nockenbahn umsetzen. Bei geeigneter Wahl
von Exzenterabmessungen, wie etwa des Exzenterdurchmessers und der Exzentrizität,
können darüber hinaus auch eine Über- oder Untersetzung von Bewegung und Kraft (reziprok
zur Bewegungsübertragung) erreicht werden.
[0033] Durch das Getriebe wird weiter ermöglicht, dass das Kraftgerät bauraumsparend in
einem von der wenigstens einen umlaufenden Klemmeinrichtung umgebenen Bereich angeordnet
werden kann. Somit kann der innerhalb der Umlaufbahn der Klemmeinrichtung liegende
Bereich, welcher ohnehin zum Bauraum der Vorschubvorrichtung gehört, sinnvoll genutzt
werden, um eine kompakte Vorschubvorrichtung mit geringem Bauraumbedarf zu erhalten.
Es sei darauf hingewiesen, dass vorzugsweise die wenigstens eine Klemmeinrichtung
bei Vorschub eines flachen Bandmaterials in der Bandmaterialebene oder in einer zur
Bandmaterialebene parallelen Umlaufebene umläuft. Mit Bandmaterialebene ist dabei
die Haupterstreckungsebene des Bandmaterials in der Vorschubstrecke bezeichnet. Es
hat sich erwiesen, dass mit dieser Umlaufrichtung ein sehr geringer Bauraumbedarf
verwirklicht werden kann.
[0034] Für einen schonenden Kraftangriff der Klemmbacke an dem Langmaterial ist es weiterhin
vorteilhaft, wenn wenigstens eine von zwei einen Klemmspalt zwischen sich definierenden
Klemmbacken der wenigstens einen Klemmeinrichtung in einer den Klemmspalt vergrößernden
Richtung nachgiebig ausgebildet ist. Bevorzugt sind beide Klemmbacken in einer den
Klemmspalt vergrößernden Richtung nachgiebig ausgebildet. Somit kann die Klemmbacke
zumindest mit einem geringen Federweg federn, so dass die Klemmkraft nicht schlagartig
in voller Höhe auf das Langmaterial ausgeübt wird, sondern sich über einen gewissen
Zeitbereich aufbauen kann.
[0035] Die nachgiebige Ausbildung von wenigstens einer Klemmbacke ist besonders in dem oben
bezeichneten Fall vorteilhaft, dass mehrere Klemmeinrichtungen gleichzeitig sich in
der Klemmstellung befinden und einen Langmaterialabschnitt geklemmt halten. Dann kann
nämlich durch die Nachgiebigkeit der Klemmbacken eine möglicherweise vorhandene Dickenschwankung
des Langmaterials über seine Länge ausgeglichen werden. Dies ist gerade bei der Verwendung
von mechanischen Bewegungssteuerungen für die Klemmbacken von großem Vorteil.
[0036] Grundsätzlich kann daran gedacht sein, die Klemmbacke als Kipphebel auszugestalten,
so dass die Nachgiebigkeit durch entsprechende Bemessung des Hebeldurchmessers über
eine bestimmte Hebellänge erreicht werden kann. Die Nachgiebigkeit wird dann einfach
durch Biegung der hebelartigen Klemmbacke erreicht.
[0037] Im oben bezeichneten bevorzugten Fall, bei welchem die Klemmbacke ein im Wesentlichen
längliches Teil ist, welches stempelartig durch eine Translationsbewegung zur Anlage
an das Langmaterial gelangt, ist in Ermangelung einer möglichen Biegenachgiebigkeit
eine andere Realisierung der Nachgiebigkeit erforderlich.
[0038] Hierzu ist gemäß einer möglichen Ausführungsform denkbar, dass die wenigstens eine
nachgiebige Klemmbacke wenigstens zweiteilig ausgebildet ist, wobei zwei Klemmbackenteile
durch Zwischenanordnung einer Federvorrichtung zumindest in der Klemmspaltvergrößerungsrichtung
relativ zueinander bewegbar angeordnet sind.
[0039] Vorteilhafter ist es jedoch, wenn die wenigstens eine nachgiebige Klemmbacke ein
längliches Bauteil ist, welches zumindest abschnittsweise mit wenigstens einer Ausnehmung,
vorzugsweise einer durchsetzenden Ausnehmung, versehen ist, deren Verlaufsrichtung
eine Komponente orthogonal zur Längsrichtung der Klemmbacke aufweist. Bei der letztgenannten
Lösung lassen sich nämlich Klemmbacken ausreichender Nachgiebigkeit mit sehr geringen
Abmessungen realisieren, so dass die insgesamt in Umlaufrichtung bewegten Massen klein
gehalten werden können.
[0040] Eine besonders vorteilhafte Wirkung erzielt man, wenn wenigstens eine Ausnehmung,
vorzugsweise mehrere Ausnehmungen, die Klemmbacke durchsetzen. Derartige Ausnehmungen
lassen sich durch Bohren oder durch Drahterodieren ohne weiteres herstellen. Besonders
bevorzugt durchsetzt die wenigstens eine Ausnehmung die Klemmbacke im Bereich ihrer
Quermitte, so dass in einem zentralen Bereich der Klemmbacke Federweg zur Verfügung
steht. Weiterhin können in Längsrichtung der Klemmbacke aufeinander folgend mehrere
durchsetzende Ausnehmungen aufeinander folgend vorgesehen sein, welche zur Erhöhung
der Federwirkung winkelmäßig um eine Längsachse der Klemmbacke zueinander versetzt
sein können.
[0041] Der Aspekt einer nachgiebigen Klemmbacke ist so vorteilhaft für eine Vorschubvorrichtung
der gattungsgemäßen Art, dass sich die Anmelderin vorbehält, hierfür gesonderten Schutz
anzustreben.
[0042] Bevorzugt ist nicht nur eine der zwei einander gegenüberliegenden Klemmbacken, sondern
sind beide einen Klemmspalt zwischen sich definierende Klemmbacken einer Klemmeinrichtung
unter Veränderung der Spaltweite aufeinander zu und voneinander weg bewegbar. Hierdurch
ist es möglich, dass beide Klemmbacken einer Klemmeinrichtung in der Lösestellung
der Klemmeinrichtung vom Langmaterial abgehoben sind, so dass die Oberfläche des Langmaterials
durch das Klemmen für den Vorschub desselben möglichst wenig beansprucht wird.
[0043] In diesem Zusammenhang sei auf einen weiteren Vorteil der vorliegenden Erfindung
hingewiesen: Dieser liegt darin, dass die Klemmeinrichtung zur Aufnahme der zwei einen
Klemmspalt zwischen sich definierenden Klemmbacken unabhängig von ihrer individuellen
Bewegbarkeit ein einstückiges Gehäuse aufweisen kann, so dass die Ausrichtung der
beiden Klemmbacken zueinander auch über lange Betriebszeiten gewahrt bleibt. Selbst
wenn das Gehäuse nicht einstückig ausgebildet ist, kann durch Anbringung der Klemmeinrichtung
an eine oben bezeichnete formveränderliche endlose Bewegungsübertragungseinrichtung,
insbesondere an den doppelseitig verzahnten Zahnriemen, eine ähnliche Lagegenauigkeit
der Klemmbacken zueinander über eine lange Betriebsdauer erhalten werden wie beim
einstückigen Gehäuse.
[0044] In dem Falle, dass beide von zwei einen Klemmspalt zwischen sich definierenden Klemmbacken
aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind, kann auch die zweite Klemmbacke
in der oben ausführlich geschilderten Art und Weise zur Bewegung auf die jeweils andere
Klemmbacke zu angetrieben werden. Insbesondere kann hierzu eine Nockenbahn verwendet
werden, welche in der gleichen vorteilhaften Art und Weise weitergebildet sein kann,
wie die oben beschriebene Nockenbahn der erstgenannten Klemmbacke.
[0045] Besonders günstig für die Einleitung von Kraft auf die Nockenbahn, insbesondere zur
Veränderung der Minimalspaltweite, sowie zur Einleitung von Kraft durch die Klemmbacken
auf das Langmaterial sind die Nockenbahnen und die wenigstens eine Klemmeinrichtung,
vorzugsweise auch das Minimalspaltweiten-Veränderungsmittel, bezüglich einer zwischen
den Klemmbacken den Klemmspalt in der Spaltmitte durchsetzenden Symmetrieebene symmetrisch
angeordnet.
[0046] Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Figuren näher
erläutert. Es stellt dar:
- Fig. 1
- eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorschubvorrichtung,
- Fig. 2
- eine Draufsicht der Vorschubvorrichtung von Fig. 1,
- Fig. 3
- eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Vorschubvorrichtung der Fig. 1 und 2 bei
Betrachtung der Schnittebene III-III von Fig. 1,
- Fig. 4
- eine Schnittansicht bei Betrachtung der Schnittebene IV-IV von Fig. 1,
- Fig. 5
- eine Schnittansicht der Vorschubvorrichtung der Fig. 1 und 2 bei Betrachtung der Schnittebene
V-V von Fig. 1,
- Fig. 6a
- eine Seitenansicht einer Klemmbacke der erfindungsgemäßen Vorschubvorrichtung aus
den Fig. 1 - 5 und
- Fig. 6b
- eine Rückansicht der Klemmbacke von Fig. 6a.
[0047] In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Vorschubvorrichtung allgemein mit 10 bezeichnet.
Diese dient dazu, ein längliches Bandmaterial 12 getaktet längs der Vorschubrichtung
V zu transportieren. Hierzu wird die Vorschubvorrichtung 10 von einem nummerisch gesteuerten
Elektromotor 13 über ein bewegungsuntersetzendes Zwischengetriebe 14 angetrieben.
Durch Bewegungsrichtungsumkehr des Motors 13 kann die Vorschubvorrichtung 10 auch
in die entgegengesetzte Richtung transportieren.
[0048] Die Vorschubvorrichtung 10 weist eine Mehrzahl von Klemmeinrichtungen 16 auf, welche
vom Elektromotor 13 angetrieben längs einer geschlossenen Bahn B umlaufen (siehe Fig.
2).
[0049] Jede Klemmeinrichung 16 hat einen Klemmeinrichtungskörper 18, in welchem zwei einander
gegenüberliegende Klemmbacken 20 und 22 unter Veränderung der Weite eines zwischen
ihnen gebildeten Klemmspalts aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind. Der
Klemmeinrichtungskörper 18 ist vorzugsweise aus HC-beschichtetem Aluminium hergestellt,
um eine geringe bewegte Masse bei ausreichender Robustheit zu erhalten. Die Klemmbacken
20 und 22, welche in dem in den Figuren 1 - 5 gezeigten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Vorschubvorrichtung im Wesentlichen identisch ausgebildet sind, werden im Zusammenhang
mit Fig. 6a und 6b ausführlich beschrieben werden.
[0050] Die Klemmeinrichtungen 16 sind bezüglich einer zur Zeichenebene von Fig. 1 orthogonalen
Mittelebene S des Langmaterials 12 spiegelsymmetrisch ausgebildet, so dass nur die
obere Hälfte der Klemmeinrichtung 16 näher erläutert wird. Für die Beschreibung der
unteren Hälfte wird auf die Beschreibung der oberen Hälfte verwiesen.
[0051] Die Klemmbacke 20 ist in dem Klemmeinrichtungsgehäuse 18 in Richtung des Doppelpfeils
K zum Bandmaterial 12 hin und von diesem weg längs der Geraden KB verlagerbar angeordnet.
Dabei bezeichnet die Pfeilspitze K1 eine Richtung auf das Langmaterial 12 zu und die
Pfeilspitze K2 eine Richtung vom Langmaterial 12 weg. Der Doppelpfeil K verläuft parallel
zur Zeichenebene der Fig. 1 und orthogonal zur Vorschubrichtung V. Die Gerade KB beschreibt
somit die lineare Klemmbewegungsbahn, längs welcher eine Klemmbacke bewegbar ist.
[0052] Zwei Schraubenfedern 24 und 26 spannen die Klemmbacke 20 in der Richtung K2 vom Langmaterial
12 weg und bringen so eine Wälzrolle 28 in Anlage an eine Nockenfläche 30 einer Nockenbahn
32.
[0053] Während ihrer Bewegung längs der geschlossenen Bahn B wälzt so die Wälzrolle 28 unter
der Andruckkraft der Schraubenfedern 24 und 26 dauerhaft auf der Nockenfläche 30 der
Nockenbahn 32 ab. Die zum Bandmaterial 12 hinweisende Nockenfläche 30 ist dabei derart
gestaltet, dass die Klemmbacke 20 in der Vorschubstrecke 34 der Nockenbahn 32 in Richtung
des Pfeils K1 zum Bandmaterial 12 hin verlagert wird und mit diesem in Anlageeingriff
gelangt.
[0054] Die untere Nockenbahn 36 ist bezogen auf die Symmetrieebene S spiegelbildlich zur
oberen Nockenbahn 32 ausgebildet, so dass auch die untere Klemmbacke 22 bei Durchlauf
durch die Vorschubstrecke 34 zum Langmaterial 12 hin verstellt wird.
[0055] Die Verstellung der Klemmbacke 20 in Richtung des Pfeils K1 auf das Langmaterial
12 zu erfolgt einfach dadurch, dass die Dicke a der Nockenbahn 32 in der Vorschubstrecke
34 größer bemessen ist als die Dicke b der Nockenbahn 32 außerhalb der Vorschubstrecke
34. Die der Nockenfläche 30 entgegengesetzte Oberseite 38 der Nockenbahn 32 liegt
vorzugsweise in einer zur Symmetrieebene S parallelen Ebene, so dass die Dickenzunahme
der Nockenbahn 32 im Bereich der Vorschubstrecke 34 zu einer Annäherung der Nockenfläche
30 an das Langmaterial 12 führt.
[0056] Das Gehäuse 18 der Klemmeinrichtung 16 ist vorzugsweise einstückig ausgebildet, so
dass eine präzise Gegenüberstellung der Klemmbacken 20 und 22 auch über lange Betriebszeiten
gewahrt bleibt. Die Gehäuse 18 können dabei von den im montierten Zustand der Klemmeinrichtungen
16 zu den jeweiligen Nockenbahnen hinweisenden Seiten aus ausgenommen sein, so dass
die Schraubenfedern 24 und 26 sowie die Klemmbacke 20 in Richtung des Pfeils K1 in
die obere Hälfte des Gehäuses 18 der Klemmeinrichtung 16 eingesetzt werden können.
Ebenso können die Klemmbacke 22 und die sie gegen die Nockenbahn vorspannenden Schraubenfedern
in Richtung des Pfeils K2 in die untere Hälfte des Gehäuses 18 der Klemmeinrichtung
16 eingesetzt werden. Gegen ein Herausfallen sind die jeweiligen Klemmbacken 20 und
22 in einsatzbereitem Zustand der Vorschubvorrichtung durch ihre Anlage an der Nockenbahn
32 gesichert.
[0057] Die Dickenzunahme der Nockenbahn 32 in der Vorschubstrecke 34 erfolgt nicht schlagartig,
sondern über einen Eingangs-Neigungsabschnitt 40. Es ist jedoch dafür gesorgt, dass
sich stets mehr als eine Klemmeinrichtung 16 in der Vorschubstrecke 34 befindet, so
dass das Langmaterial 12 von mehreren Klemmeinrichtungen 16 gleichzeitig geklemmt
ist und in Vorschubrichtung V transportiert werden kann. Vorzugsweise sind stets drei
Klemmeinrichtungen 16 in der Klemmstellung und somit in Klemmeingriff mit dem Langmaterial
12. Ein entsprechender Austritts-Neigungsabschnitt 42 ist auch am Ende der Vorschubstrecke
42 vorgesehen, um für einen stetigen Übergang von der Klemmstellung in die Lösestellung
zu sorgen.
[0058] In dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel befindet sich die Wälzachse der Wälzrolle 28
der Klemmbacke 20 der ganz linken Klemmeinrichtung 16 von vier in der Vorschubstrecke
34 vorgesehenen Klemmeinrichtungen genau unter dem Ende des Neigungsabschnitts 40.
Ebenso befindet sich die Wälzachse der Wälzrolle 28 der Klemmbacke der ganz rechten
Klemmeinrichtung dieser Vierergruppe unter dem Beginn des Neigungsabschnitts 42.
[0059] Die Klemmeinrichtungen 16 weisen an ihrem in Vorschubrichtung V vorlaufenden Ende
eine Formschlusseingriffsgeometrie 44 und an ihrem in Vorschubrichtung V nachlaufenden
Ende eine Formschlussgegengeometrie 46 auf. Wie in den Fig. 1 und 2 zu erkennen ist,
gelangen während einer Richtungsumlenkung der Klemmeinrichtungen 16 diese Formschlusseingriffs-
und Formschlussgegengeometrien außer Eingriff, während sie dann, wenn sich die Klemmeinrichtungen
16 in der Vorschubstrecke 34 befinden, in Formschlusseingriff sind. Dieser Formschlusseingriff
dient im Wesentlichen der Sicherstellung einer vorbestimmten Lagebeziehung benachbarter
Klemmeinrichtungen 16 zueinander und verhindert insbesondere ein Verdrehen der Klemmeinrichtungen
16 um eine zur Vorschubrichtung V orthogonale und in der Zeichenebene der Fig. 1 liegende
Drehachse.
[0060] Wie in Fig. 1 durch strichlinierte Darstellung ebenfalls zu erkennen ist, ist innerhalb
der Umlaufbahn B der Klemmeinrichtungen 16 ein Hydraulikzylinder 48 vorgesehen (siehe
auch Fig. 2). Die ausfahrbare Kolbenstange 50 des Hydraulikzylinders 48 ist mit einer
oberen und einer unteren Zahnstange 52 bzw. 54 verbunden. In dem in den Fig. 1 - 6
gezeigten Beispiel ist der Hydraulikzylinder 48 doppelt wirkend, so dass die Kolbenstange
50 in und entgegen der Vorschubrichtung V verfahrbar ist. Das Getriebe 56, zu welchem
die obere Zahnstange 52 gehört, und das Getriebe 58, zu welchem die untere Zahnstange
54 gehört, sind bezüglich der Symmetrieebene S spiegelsymmetrisch ausgebildet und
angeordnet, so dass lediglich das obere Getriebe 56 beschrieben wird. Für die Beschreibung
des unteren Getriebes 58 wird ausdrücklich auf die Beschreibung des Getriebes 56 verwiesen.
[0061] Die Zahnstange 52, welche durch eine Schraubenfeder 60 entgegen der Vorspannrichtung
V vorgespannt ist, kämmt mit einer Umfangsverzahnung, welche an Zylinderwalzen 62
und 64 ausgebildet ist. Jede dieser Zylinderwalzen umfasst an jedem ihrer axialen
Längsenden einen bezüglich ihrer Mittelachse exzentrisch angeordneten Exzenterzapfen.
Beispielhaft ist in Fig. 1 die Mittelachse 64a der Zylinderwalze 64 und der an ihr
befestigte Exzenterzapfen 66 gezeigt.
[0062] Der Exzenterzapfen 66, wie auch die übrigen Exzenterzapfen der weiteren Zylinderwalzen
sind mit den Nockenbahnen 32 und 36 bewegungs- und kraftübertragungsmäßig gekoppelt,
so dass durch eine Drehung der Zylinderwalzen 62 und 66 aufgrund einer Verschiebung
der Zahnstange 52 in Vorschubrichtung die obere Nockenbahn 32 in Richtung des Pfeils
K2 orthogonal zur Vorschubrichtung angehoben wird. Umgekehrt kann die Nockenbahn 32
durch eine Verschiebung der Zahnstange 52 entgegen der Vorschubrichtung V, beispielsweise
bei Hydraulikausfall bewirkt durch die Vorspannkraft der Schraubenfeder 60, längs
des Pfeils K1 zum Bandmaterial 12 hin abgesenkt werden.
[0063] Aufgrund der spiegelsymmetrischen Ausbildung des unteren Getriebes 58 wird die untere
Nockenbahn 36 bei gleicher Verlagerung der Zahnstange 54 spiegelverkehrt bewegt. Dadurch
können die Nockenbahnen 32 und 36 mittels der Kolbenstange 50, der mit dieser zur
gemeinsamen Bewegung verbundenen Zahnstangen 52 und 54 sowie der mit diesen kämmenden
Zylinderwalzen über die daran angeordneten Exzenterzapfen aufeinander zu und voneinander
weg bewegt werden. Dadurch ist es möglich, die minimal erreichbare Spaltweite zwischen
zwei sich einander gegenüberstehenden Klemmbacken 20 und 22 in der Vorschubstrecke
34 zu verändern. Auf diese Art und Weise kann die Vorschubvorrichtung 10 durch gezielte
Beaufschlagung des Hydraulikzylinders 48 mit Hydrauliköldruck an Langmaterialien 12
unterschiedlicher Dicke in der Raumrichtung des Doppelpfeils K angepasst werden.
[0064] In Fig. 1 lediglich angedeutet ist ein Zahnriemen 68, mit dem die Klemmeinrichtungen
16 formschlüssig verbunden sind. Der Zahnriemen 68 ist jedoch besser in Fig. 2 zu
erkennen.
[0065] Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, ist die Vorschubvorrichtung nicht nur zu der zur Zeichenebene
parallelen Symmetrieebene S, sondern auch zu einer zur Zeichenebene der Fig. 2 orthogonalen
und zur Zeichenebene der Fig. 1 im Wesentlichen parallelen Symmetrieebene T im Wesentlichen
spiegelsymmetrisch. Der Hydraulikzylinder 48, welcher auch im Wesentlichen symmetrisch
zur Symmetrieebene T angeordnet ist, wird von den Klemmeinrichtungen 16 umlaufen,
was zu einer raumsparenden Gesamtanordnung der Vorschubvorrichtung 10 führt. Der Hydraulikzylinder
48 ist äußerst vorteilhaft einstückig mit einem die Zahnriemenführung lagernden Innengehäuse
69 ausgebildet.
[0066] Der Zahnriemen 68, welcher ein Kunststoffriemen mit Stahlseele ist, ist an seiner
radial inneren, wie auch an seiner radial äußeren Seite mit einer Verzahnung versehen.
Die radial innere Verzahnung 68a gestattet dabei einen exakten Vortrieb durch die
Antriebszahnwalze 70, welche durch die mit der Getriebeausgangswelle 14a gekoppelte
Walzenwelle 70a zur Drehung im Gegenuhrzeigersinn angetrieben ist, mit welcher sie
über eine Keilwellenverzahnung drehmomentübertragend verbunden ist.
[0067] Die zweite Umlenkung wird durch eine mit Abstand von der Antriebswalze 70 vorgesehene
Mitläuferwalze 72 erreicht, welche durch eine Schraube 74 von der Antriebswalze weg
und auf diese zu verlagerbar ist, um den Zahnriemen 68 in einem ausreichend gespannten
Zustand zu halten. Die Antriebswalze 70 und die Mitläuferwalze 72 sind im Wesentlichen
identisch ausgestaltet.
[0068] Alternativ zur Antriebswalze 70 und zur Mitläuferwalze 72 kann, wenn der zur Verfügung
stehende Bauraum dies erfordert, auch eine Mehrzahl von im Wesentlichen in Breitenrichtung
des Zahnriemens 68 beabstandeten Antriebs- und Mitläuferscheiben eingesetzt werden.
[0069] Die Außenverzahnung 68b des Zahnriemens 68 gestattet eine in Vorschubrichtung V bzw.
in Umlaufrichtung formschlüssige Festlegung der Klemmeinrichtungen 16 am Zahnriemen
68, so dass eine hohe Positioniergenauigkeit der Klemmeinrichtungen möglich ist. Die
Klemmeinrichtungskörper 18 sind dabei mit Griffstücken 76 am Zahnriemen 68 eingehängt.
Derartige Griffstücke 76 sind am oberen und am unteren Ende eines jeden Klemmeinrichtungskörpers
18 vorgesehen und umgreifen sowie hintergreifen den Zahnriemen 68 an dessen Rändern.
[0070] Der Hintergriff des Zahnriemens durch die Griffstücke 76 erfasst dabei lediglich
einen bezüglich der Abmessung einer Klemmeinrichtung 16 in Umlaufrichtung zentralen
Zahn der radial inneren Verzahnung 68a des Zahnriemens 68, so dass bei einer Umlenkung
die Klemmeinrichtung 16 zwar am Zahnriemen fixiert ist, der flexible Zahnriemen 68
sich ansonsten jedoch von dem im Wesentlichen starren Gehäuse 18 der Klemmeinrichtung
16 lösen und an den Umlenkwalzen 70 und 72 anliegen kann.
[0071] In Fig. 2 ist weiter zu sehen, dass zwischen den Umlenkabschnitten 78 und 80 spiegelbildlich
bezüglich der Symmetrieebene T zu der im Wesentlichen geraden Vorschubstrecke 34 eine
ebenfalls im Wesentlichen gerade Rücklaufstrecke 82 vorgesehen ist.
[0072] In Fig. 3 ist ein Schnitt längs der Ebene III-III durch die Vorschubvorrichtung 10
dargestellt.
[0073] In Fig. 3 ist u. a. zu erkennen, wie die Getriebeausgangswelle 14a des Zwischengetriebes
14 über eine Welle-Nabe-Verbindung 84 mit der Walzenwelle 70a gekoppelt ist, die wiederum
durch Keilverzahnung mit der Antriebswalze 70 zur Drehmomentübertragung gekoppelt
ist. Die Walzenwelle 70a ist durch zwei mit Abstand voneinander angeordnete Wälzlager
reibungsarm zur Drehung gelagert.
[0074] In Fig. 3 ist sehr gut zu erkennen, dass die Nockenfläche 30 der Nockenbahn 32 innerhalb
der Vorschubstrecke 34 im Wesentlichen parallel zu einer Anlageebene 12a für die Klemmbacke
20 mit Abstand von dieser angeordnet ist. Dadurch ist es möglich, eine stempelartige
Klemmbacke 20 einzusetzen, welche im Zustand einer Klemmung im Wesentlichen nur durch
Druck belastet ist. Bei dieser Konstruktion ist es möglich, höhere Klemmkräfte auf
das Langmaterial 12 auszuüben als bei auf Biegung beanspruchten Klemmbacken. Darüber
hinaus können die Abmessungen der einzelnen Klemmbacken klein gehalten werden. Es
muss lediglich sichergestellt sein, dass die Nockenfläche 30 sicher abgetastet und
Klemmkraft auf das Langmaterial 12 ausgeübt werden kann.
[0075] In Fig. 4, welche eine Schnittansicht längs der Ebene IV-IV in Fig. 1 ist, ist im
Querschnitt der von den Klemmeinrichtungen 16 und dem Zahnriemen 68 umgebene Hydraulikzylinder
48 mit seiner Kolbenstange 50 zu erkennen.
[0076] Darüber hinaus ist zu erkennen, wie der Zahnriemen 68 in seiner Breitenrichtung an
jedem Rand von je einem Griffstück 76 umgriffen und hintergriffen wird. Die Griffstücke
76 sind mit dem Gehäuse 18 der Klemmeinrichtung 16 verschraubt. Die hierfür verwendeten
Schrauben sind in Fig. 1 gezeigt. Eine ist dort mit dem Bezugszeichen 76a versehen.
[0077] Weiterhin sind in Fig. 4 das Getriebe 56 und das Getriebe 58 zur Einstellung des
Minimalspalts zwischen den Klemmbacken 20 und 22 in der Vorschubstrecke 34 dargestellt.
Die Zylinderwalze 62 ist um ihre Mittelachse 62a drehbar gelagert. Eine an ihrer Mantelfläche
ausgebildete Verzahnung kämmt mit der Zahnstange 52. Die Zahnstange 52 ist zur gemeinsamen
Bewegung mit der Kolbenstange 50 des Hydraulikzylinders 48 verbunden (s. Fig. 2 bei
KP).
[0078] An ihren beiden Längsenden weist die Zylinderwalze 62 mit der Nockenbahn 32 gekoppelte
Exzenterzapfen 63a und 63b auf. Der bezüglich der Zylinderwalzenachse 62a exzentrisch
vorgesehene Zapfen 63a ist bewegungs- und kraftübertragend mit der Nockenbahn 32 auf
der Rücklaufstrecke 82 gekoppelt, während der am entgegengesetzten Längsende vorgesehene
Exzenterzapfen 63b mit der Nockenbahn 32 auf der Seite der Vorschubstrecke bewegungs-
und kraftübertragend gekoppelt ist. Durch eine Verdrehung der Zylinderwalze 62 um
ihre Zylinderachse 62a verlagern sich die Exzenterzapfen 63a und 63b in Richtung des
Doppelpfeils K und verlagern so die Nockenbahn 32 von der Ebene S des Langmaterials
12 in der Vorschubstrecke 34 weg bzw. auf diese zu. Die Exzenterzapfen 63a und 63b
der Zylinderwalze 62 sind koaxial zueinander ausgerichtet. Die übrigen Zylinderwalzen
der Getriebe 56 und 58 sind im Wesentlichen identisch zur Zylinderwalze 62 ausgebildet.
Die Exzenterzapfen 63a und 63b sind in Löchern in der Nockenbahn 32 aufgenommen.
[0079] Der Vollständigkeit halber wird auf Fig. 5 verwiesen, welche einen Schnitt längs
der Ebene V-V in Fig. 1 durch die Drehachse der Mitläuferwalze 72 zeigt. Gleiche Bauteile
wie in den vorhergehenden Figuren 1 - 4 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen,
wobei zur Beschreibung der Fig. 5 auf die Beschreibung der vorhergehenden Figuren
verwiesen wird.
[0080] In den Figuren 6a und 6b sind Klemmbacken 20 und 22 ausführlich dargestellt, welche
in den Klemmeinrichtungen 16 der Vorschubvorrichtung 10 gemäß Figuren 1 - 5 eingesetzt
sind. Im Folgenden wird lediglich eine Klemmbacke 20 beschrieben, wobei diese Beschreibung
auch auf die Klemmbacken 22 anzuwenden ist, da diese Klemmbacken identisch ausgebildet
sind.
[0081] Wie bereits zuvor beschrieben wurde, weisen die Klemmbacken 20 an ihrem einen Längsende
20a eine Wälzrolle 28 auf, welche zum Abwälzen auf der Nockenfläche 30 ausgebildet
ist. Hierfür kann in vorteilhafter Weise ein im Handel erhältliches Wälzlager verwendet
werden, wobei die Außenfläche 28a des Lageraußenrings als Wälzfläche verwendet wird.
Die Wälzrolle 28 ist um einen Bolzen 88 drehbar gelagert, welcher im an der Vorschubvorrichtung
montierten Zustand mit zur Nockenfläche 30 paralleler Bolzenachse 88a angeordnet ist.
Zur günstigeren Krafteinleitung ist am Längsende 20a der Klemmbacke 20 eine gabelartige
Lagerausbildung 90 vorgesehen, in welcher die Wälzrolle 28 drehbar aufgenommen ist.
[0082] An die Lagerausbildung 90 schließt in Längsrichtung der Klemmbacke 20 ein Schaftabschnitt
92 an, welcher bis zum zweiten Längsende 20b der Klemmbacke 20 reicht. Der Schaftabschnitt
92 ist im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet.
[0083] Am zweiten Längsende 20b der Klemmbacke 20 ist ein kegelstumpfförmiges Klemmflächenstück
94 vorgesehen und mit einer Schraube am Schaftabschnitt 92 gesichert.
[0084] Das Klemmflächenstück 94 ist aus Hartmetall oder Keramik gebildet und stellt die
verschleißarme Klemmbackenanlagefläche 94a bereit, welche beim Klemmen des Langmaterials
12 in Anlage an dieses gelangt. Die übrige Klemmbacke 20 ist vorzugsweise aus sog.
Kunststoffformenstahl hergestellt, welcher auch zur Anfertigung von Kunststoffspritzgussformen
verwendet wird.
[0085] Der Schaftabschnitt 92 der Klemmbacke 20 ist mit einer Nachgiebigkeit versehen. Diese
Nachgiebigkeit wird erreicht durch Einbringen von Schlitzen in den Schaftabschnitt
92. Die Schlitze 92a und 92b verlaufen dabei alle zueinander parallel und orthogonal
zur Längsachse 20c der Klemmbacke 20, welche auch die Längsachse des Schaftabschnitts
92 ist. Dabei durchsetzen die Schlitze 92a den Schaftabschnitt 92 im Bereich der Längsachse
20c, d. h. im Bereich der Quermitte des Schaftabschnitts 92a. Die Schlitze 92b sind
dagegen vom Mantel des Schaftabschnitts 92 in radialer Richtung zur Längsachse 20c
hin eingeschnitten, erreichen die Längsachse 20c jedoch nicht.
[0086] In Längsachsenrichtung wechseln die Schlitze 92a und 92b einander in im Wesentlichen
gleichen Abständen ab, wobei die Schlitze 92b stets paarweise einander bezüglich der
Längsachse 20c gegenüberliegend vorgesehen sind. Die Schlitze oder Einkerbungen 92b
vom Außenmantel des Schaftabschnitts 92 her können einfach eingesägt werden, während
die durchsetzenden Ausnehmungen 92a beispielsweise durch Drahterodieren hergestellt
sein können. Hierfür wird zunächst der Schaft 92 durchbohrt, wobei dann in die Bohrung
der Draht für das nachfolgende Drahterodieren eingelegt wird. Durch diese Ausnehmungen
92a und 92b weist der Schaftabschnitt 92 der Klemmbacken 20 und 22 eine Elastizität
auf, welche eine ausreichende Nachgiebigkeit zum Ausgleich von Dickenunterschieden
des Bandmaterials 12 bereitstellt. Diese Dickenunterschiede sind insbesondere dann
auszugleichen, wenn mehrere benachbarte Klemmeinrichtungen 16 sich gleichzeitig in
der Vorschubstrecke 34 der Vorschubvorrichtung 10 in der Klemmstellung befinden.
[0087] Die Klemmbacken 20 und 22 bzw. ihr Schaftabschnitt 92 weisen bis zu einer Kraft von
3000 N ein lineares Elastizitätsverhalten auf. Bei einem Durchmesser von 12 mm des
Schaftabschnitts 92 wird bei 3000 N ein Federweg von ca. 0,15 mm erreicht. Versuche
haben gezeigt, dass bis zu dieser Verformung der Schaftabschnitt 92 als Hook'sche
Feder angesehen werden kann.
1. Vorschubvorrichtung zur Zuführung von Langmaterial (12), insbesondere von Band-, Draht-
oder Profilmaterial, längs einer Vorschubrichtung (V), wobei die Vorschubvorrichtung
wenigstens eine Klemmeinrichtung (16) mit Klemmbacken (20, 22) umfasst, welche verstellbar
ist zwischen einer Klemmstellung, in der sie das Langmaterial (12) zwischen den Klemmbacken
(20, 22) geklemmt hält, und einer Lösestellung, in der sie das Langmaterial (12) zur
Bewegung relativ zu den Klemmbacken (20, 22) freigibt, und welche zumindest in der
Klemmstellung in Vorschubrichtung (V) bewegbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Klemmeinrichtung (16) längs einer geschlossenen Bahn (B) umlaufend
vorgesehen ist, wobei eine Vorschubstrecke (34) der Umlaufbahn (B) in Vorschubrichtung
(V) verläuft und wobei die Klemmeinrichtung (16) während eines Durchfahrens der Vorschubstrecke
(34) zumindest abschnittsweise sich in der Klemmstellung befindet.
2. Vorschubvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Mehrzahl von in Umlaufrichtung aufeinander folgenden Klemmeinrichtungen
(16) aufweist.
3. Vorschubvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 mit einer Mehrzahl von Klemmeinrichtungen
oder nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Mehrzahl von Klemmeinrichtungen (16) während ihrer Bewegung in Vorschubrichtung
(V) gleichzeitig in Klemmstellung befindet.
4. Vorschubvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Klemmeinrichtung (16) an einem formveränderlichen endlosen Bewegungsübertragungsteil
(68) zur gemeinsamen Bewegung mit diesem verbunden ist.
5. Vorschubvorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungsübertragungsteil (68) ein Zahnriemen (68) ist, vorzugsweise mit doppelseitiger
Zahnausbildung (68a, 68b), insbesondere ein Kunststoff-Zahnriemen (68) mit einer Metallseele.
6. Vorschubvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Klemmeinrichtung (16) wenigstens zwei einen Klemmspalt zwischen
sich definierende Klemmbacken (20, 22) aufweist, von welchen wenigstens eine (20,
22) unter Veränderung der Spaltweite längs einer Klemmbewegungsbahn (KB) auf die jeweils
andere Klemmbacke (20, 22) zu und von dieser weg bewegbar ist.
7. Vorschubvorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass als Bewegungssteuerung der wenigstens einen längs der Klemmbewegungsbahn (KB) bewegbaren
Klemmbacke (20, 22) eine Nockenbahn (32, 36) vorgesehen ist, welche die Klemmbacke
(20, 22) auf die jeweils andere Klemmbacke (20, 22) zu oder/und von dieser weg verlagert.
8. Vorschubvorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine längs der Klemmbewegungsbahn (KB) bewegbare Klemmbacke (20, 22)
durch ein Federmittel (24, 26) in eine Abhebestellung größerer Spaltweite vorgespannt
ist und mit der Nockenbahn (32, 36) zur Bewegung in eine Anlagestellung geringerer
Spaltweite zusammenwirkt.
9. Vorschubvorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine längs der Klemmbewegungsbahn (KB) bewegbare Klemmbacke (20, 22)
eine längliche Gestalt aufweist, an deren einem Längsende (20b) eine Klemmbackenanlagefläche
(94a) zur Anlage an das Langmaterial (12) vorgesehen ist und an deren anderem Längsende
(20a) ein Wälzkörper (28) zur Wälzanlage an der Nockenbahn (32, 36) vorgesehen ist.
10. Vorschubvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 oder nach einem der Ansprüche
6 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Minimalspaltweiten-Veränderungsmittel (48, 50, 56, 58) umfasst, welches dazu
ausgebildet ist, die im normalen Vorschubbetrieb während eines Durchlaufs durch die
Vorschubstrecke (34) zwischen zwei einander gegenüberliegenden Klemmbacken (20, 22)
auftretende geringste Spaltweite zu verändern.
11. Vorschubvorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass das Minimalspaltweiten-Veränderungsmittel (48, 50, 56, 58) ein Kraftgerät (48) umfasst,
welches mit wenigstens einer der zwei einander gegenüberliegenden Klemmbacken (20,
22) derart in Kraftübertragungsbeziehung steht, dass die wenigstens eine Klemmbacke
unter Ausübung von Kraft durch das Kraftgerät (48) auf die jeweils gegenüberliegende
Klemmbacke (20, 22) zu und von dieser weg verlagerbar ist.
12. Vorschubvorrichtung nach Anspruch 11 unter Einbeziehung des Anspruchs 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenbahn (32, 36) verlagerbar ist, mit dem Kraftgerät (48) in Kraftübertragungsbeziehung
steht und durch Kraft des Kraftgeräts (48) zur Verlagerung antreibbar ist, wobei eine
Verlagerung der Nockenbahn (32, 36) durch das Kraftgerät (48) eine Verlagerung der
wenigstens einen mit der Nockenbahn (32, 36) zusammenwirkenden Klemmbacke (20, 22)
bewirkt.
13. Vorschubvorrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenbahn (32, 36) in eine vorbestimmte Verlagerungsrichtung (K1), vorzugsweise
in eine eine Klemmspaltweitenverringerung bewirkende Verlagerungsrichtung (K1), mit
der Vorspannkraft eines Vorspannfederelements (60) beaufschlagt ist.
14. Vorschubvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftgerät (48) eine Hydraulik-Zylinder/Kolbeneinheit (48, 50) ist.
15. Vorschubvorrichtung nach Anspruch 12, gegebenenfalls unter Einbeziehung des Anspruchs
13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftgerät (48, 50) durch ein Getriebe (56, 58) mit der Nockenbahn (32, 36) verbunden
ist.
16. Vorschubvorrichtung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (56, 58) einen vom Kraftgerät (48, 50) drehbaren Exzenter (63a, 63b,
64a) umfasst, mit welchem die Nockenbahn (32, 36) verbunden ist.
17. Vorschubvorrichtung nach Anspruche 15 oder 16,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftgerät (48, 50) in einem von der wenigstens einen umflaufenden Klemmeinrichtung
(16) umgebenen Bereich angeordnet ist.
18. Vorschubvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 oder nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Klemmeinrichtung (16) wenigstens zwei einen Klemmspalt zwischen
sich definierende Klemmbacken (20, 22) umfasst, von welchen wenigstens eine, vorzugsweise
beide, in einer den Klemmspalt vergrößernden Richtung nachgiebig ausgebildet ist bzw.
sind.
19. Vorschubvorrichtung nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine nachgiebige Klemmbacke (20, 22) wenigstens zweiteilig ausgebildet
ist, wobei zwei Klemmbackenteile durch Zwischenanordnung einer Federvorrichtung zumindest
in der Klemmspaltvergrößerungsrichtung relativ zueinander bewegbar angeordnet sind.
20. Vorschubvorrichtung nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine nachgiebige Klemmbacke (20, 22) ein längliches Bauteil ist, welches
zumindest abschnittsweise mit wenigstens einer Ausnehmung (92a, 92b), vorzugsweise
durchsetzenden Ausnehmung (92a), versehen ist, deren Verlaufsrichtung eine Komponente
orthogonal zur Längsrichtung (20c) der Klemmbacke (20, 22) aufweist.
21. Vorschubvorrichtung nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Ausnehmung (92a) die Klemmbacke (20, 22) durchsetzt, vorzugsweise
im Bereich ihrer Quermitte (bei 20c).
22. Vorschubvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche unter Einbeziehung des
Anspruchs 6,
dadurch gekennzeichnet, dass jede einzelne von zwei einen Klemmspalt zwischen sich definierenden Klemmbacken (20,
22) einer Klemmeinrichtung (16) unter Veränderung der Spaltweite auf die jeweils andere
zu und von dieser weg bewegbar ist.
23. Vorschubvorrichtung nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet, dass als Bewegungssteuerung jeder längs der Klemmbewegungsbahn (KB) bewegbaren Klemmbacke
(20, 22) je eine Nockenbahn (32, 36) vorgesehen ist, welche eine Klemmbacke (20, 22)
auf die jeweils andere Klemmbacke (20, 22) zu oder/und von dieser weg verlagert, wobei
vorzugsweise beide gegenüberliegende Klemmbacken (20, 22) oder/und beide Nockenbahnen
(32, 36) mit Merkmalen aus wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 19 ausgebildet sind.
24. Vorschubvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenbahnen (32, 36) und die wenigstens eine Klemmeinrichtung (16), vorzugsweise
auch das Minimalspaltweiten-Veränderungsmittel (48, 50, 56, 58), bezüglich einer zwischen
den Klemmbacken (20, 22) den Klemmspalt in der Spaltmitte durchsetzenden Symmetrieebene
(S) symmetrisch angeordnet sind.
25. Vorschubvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Klemmeinrichtung (16) einen Klemmeinrichtungskörper (18) und
relativ zu diesem beweglich an dem Klemmeinrichtungskörper (18) gehaltene Klemmbacken
(20, 22) aufweist, wobei eine Verstellung der wenigstens einen Klemmeinrichtung (16)
zwischen Klemmstellung und Lösestellung durch Bewegung der Klemmbacken (20, 22) relativ
zum Klemmeinrichtungskörper (18) erfolgt.