Die Erfindung betrifft einen Freilauf, insbesondere einen Klemmklotzfreilauf, zwischen einer Nabe und einer Welle.

Freiläufe dieser Art ermöglichen die Übertragung sehr großer Drehmomente, wobei die Belastbarkeit mit der Zunahme des zu übertragenden Drehmoments ebenfalls zunimmt.

Eine Schwierigkeit ergibt sich bei Freiläufen dieser Art dadurch, dass in der Freilaufstellung, also bei nicht vorhandener Klemmwirkung, bei Aufbringen eines Drehmoments auf die Nabe oder die Welle ein zuverlässiges Klemmen nicht sofort, sondern erst nach einer mehr oder weniger großen Dreh-Relativbewegung zwischen der Nabe und der Welle stattfindet.

Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieses Nachteils und stellt sich die Aufgabe, einen Freilauf zu schaffen, der unmittelbar nach Aufbringen eines Drehmoments zur Drehmomentübertragung dienen kann.

Diese Aufgabe wird erfindunggemäß dadurch gelöst, dass zwischen der Nabe und der Welle eine eine Dreh-Relativbewegung in die Sperrrichtung des Freilaufs bewirkende Vorspanneinrichtung vorgesehen ist.

Aus der DE 40 32 915 Al ist eine Verbindung zwischen einer Welle und einer Nabe bekannt, bei der wenigstens in einer Drehrichtung und wenigstens bis zu einem vorgegebenen maximalen Drehmoment eine drehsichere Verbindung hergestellt ist. Diese Verbindung wird durch Klemmkörper erzielt, die untereinander über federnd elastisch verformbare Zwischenglieder abgestützt sind. Gemäß diesem Dokument befinden sich diese elastisch verformbaren Zwischenglieder zwischen den Klemmkörpern, wodurch die Klemmkörper ständig in eine Klemmstellung gepresst sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die erfmdungsgemäße Vorspanneinrichtung von einem an der Nabe federnd abgestützten und sich etwa tangential zur Umfangsrichtung der Welle erstreckenden Stift gebildet, der mit seinem zur Welle gerichteten Ende in einer Ausnehmung, insbesondere in einer Längsnut, der Welle mit Hilfe von Federkraft abstützbar ist.

Ist die Ausnehmung als Längsnut ausgebildet, kann die Nabe gegenüber der Welle bzw. die Welle gegenüber der Nabe verschiebbar sein, und es kann die Vorspanneinrichtung in jeder Schiebestellung wirksam sein. Ein besonderer Vorteil dieser Ausführungsform ist noch darin zu sehen, dass auch bei vertikal angeordneten Wellen ein selbsttätiges durch das Eigengewicht stattfindendes Verschieben wirksam verhindert werden kann.

Eine bevorzugte Ausführungsförm des Freilaufs ist gekennzeichnet durch eine auf die Nabe oder Welle wirkende Entspanneinrichtung zur Erzeugung einer Dreh-Relativbewegung entgegen der Sperrrichtung des Freilaufs, wobei vorzugsweise die Entspanneinrichtung als gegen die Nabe oder Welle bewegbarer Stellkörper ausgebildet ist, der die Nabe oder Welle um einen vorbestimmten Drehwinkel entgegen der Sperrrichtung des Freilaufs bewegt, vorzugsweise unter Begrenzung des vom Stellkörper aufgebrachten Drehmoments.

Die Erfindung betrifft weiters eine Rollenschere, insbesondere zum Längsteilen von Materialbahnen, beispielsweise Blechbahnen, mit mindestens zwei paarweise zusammenwirkenden Rollenmessern, von denen jedes entlang einer Messerwelle mittels einer Stelleinrichtung verschiebbar und in einer vorbestimmten Position an der Messerwelle mittels einer Spannvorrichtung fixierbar und lösbar ist, wobei die Messerwellen parallel zueinander angeordnet sind.

Eine Rollenschere dieser Art ist beispielsweise aus der AT 006.462 U2 bekannt. Die Rollenmesser sind bei dieser bekannten Einrichtung mittels Hydrodehnspannfutter auf den Messerwellen gelagert und gegenüber diesen Messerwellen fixierbar bzw. auch lösbar. Die zum Verschieben der Rollenmesser dienende Stelleinrichtung weist einen entlang einer Führungsbahn verschiebbaren Schlitten auf, welche Führungsbahn parallel zu einer Messerwelle vorgesehen ist und welcher Schlitten mit einer Mitnahmeeinrichtung für ein Rollenmesser ausgestattet ist. Die Mitnahmeeinrichtung ist mit einem Rollenmesser in und außer Eingriff bringbar.

Hydrodehnspannfutter sind sehr teure Konstruktionselemente und unterliegen, zumal Dichtungen vorgesehen sein müssen, einer gewissen Ermüdung durch Verschleiß dieser Dichtungen. Zudem kann es durch das Eindringen von Fremdkörpern bzw. Flüssigkeiten in die Spannfutter leicht zu Störungen kommen, zumal es, insbesondere beim Längsteilen von Blechbahnen, oftmals zu Verschmutzungen während eines Schneidvorganges kommt. Weiters sind diese Spannfutter temperaturempfindlich.

Hydrodehnspannfutter weisen zwar eine für das Längsteilen von Materialbahnen sehr hohe Planlaufgenauigkeit auf, zusätzlich bieten sie auch eine hohe Rundlaufgenauigkeit, die jedoch für das Längsteilen von Materialbahnen, bei dem es lediglich auf einen exakten Schnittspalt ankommt, nicht erforderlich ist. Die Konstanz des Schnittspaltes hängt lediglich von der Planlaufgenauigkeit ab und nicht von der Rundlaufgenauigkeit.

Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, eine Rollenschere der oben beschriebenen Art zu schaffen, die in der Konstruktion einfach und wenig störanfällig sowie auch kostengünstig ist und eine exakte Einstellung der Rollenmesser ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungs gemäß dadurch gelöst, dass die Spannvorrichtung von einer zwischen einem Rollenmesser und der zugehörigen Messerwelle angeordneten Kupplung nach dem Prinzip eines Freilaufs, insbesondere eines Klemmklotzfreilaufs, gebildet ist, der mit einer zwischen der Messerwelle und einem Rollenmesser wirkenden Vorspanneinrichtung versehen ist.

Kupplungen nach dem Prinzip eines Freilaufs, insbesondere nach dem Prinzip eines Klemmklotzfreilaufes, weisen eine hohe Planlaufgenauigkeit auf, wodurch ein konstanter Schnittspalt gewährleistet ist. Ein gegenüber einem Hydrodehnspannfutter geringfügig ungenauerer Rundlauf ist für eine Rollenschere völlig zu vernachlässigen, da, wie oben erwähnt, der Rundlauf für den Schnittspalt unbedeutend ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform ist durch folgende Merkmale gekennzeichnet: einen auf einer Messerwelle verschiebbaren und mit einem Rollenmesser versehenen Grundkörper mit um den Umfang der Messerwelle verteilt angeordneten Klemmkörpern, die in einem Hohlraum des Grundkörpers angeordnet sind und die in einer Klemmstellung einen Klemmkontakt zwischen der Messerwelle und dem Grundkörper unter Zwischenschaltung der Klemmkörper bedingen und - in einer Freigabestellung eine Schiebebewegung zwischen der Messerwelle und dem Grundkörper zulassen.

Vorzugsweise sind die Klemmkörper jeweils um ihre Achsen, die parallel gerichtet sind zu den Achsen der Messerwellen, schwenkbar, und zwar von der Klemmstellung in eine Freigabestellung und retour, wobei die Schwenkrichtung in die Klemmstellung entgegengesetzt gerichtet ist zur Drehrichtung der Rollenmesser beim Schneidevorgang.

Eine Vorspannung zwischen der Messerwelle und dem eine Nabe bildenden Grundkörper wird vorzugsweise dadurch erzielt, dass eine zwischen dem- Grundkörper und der Messerwelle vorgesehene Vorspanneinrichtung vorgesehen ist, die in Spannstellung den Grundkörper gegenüber der Messerwelle entgegengesetzt zur Drehrichtung der Rollenmesser beim Schneidvorgang beaufschlagt, und zwar unter Mitschwenken der schwenkbaren Klemmkörper in die Klemmstellung, wobei zweckmäßig die Vorspanneinrichtung von einem am Grundkörper federnd abgestützten und sich etwa in Umfangsrichtung zur Messerwelle erstreckenden Stift gebildet ist, der mit seinem zur Messerwelle gerichteten Ende in einer Längsnut der Messerwelle mit Hilfe von Federkraft abstützbar ist.

Weitere bevorzugte Merkmale der Spannvorrichtung sind folgende: eine zu einer Messerwelle parallel gerichtete Stellwelle, mit deren Hilfe ein an der Stellwelle angeordneter Stellkörper gegen einen Grundkörper pressbar ist, wobei der Stellkörper in Pressstellung den Grundkörper gegenüber der Messerwelle in die Drehrichtung der Rollenmesser beim Schneidvorgang bewegt, und zwar bei stillstehender Messerwelle und unter Schwenken der Klemmkörper in die Freigabestellung.

Eine Stelleinrichtung für eine erfindungsgemäße Rollenschere ist zweckmäßig dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu den Messerwellen eine Stellspindel vorgesehen ist, mit deren Hilfe die Stellkörper unter Mitnahme der Grundkörper in axialer Richtung der Messerwellen verstellbar sind, wobei vorzugsweise die beiden jeweils einer Messerwelle zugeordneten Stellkörper mittels eines Trägers miteinander zwecks synchroner Verstellung entlang der Achse einer Messerwelle verbunden sind.

Zur Vermeidung eines Überdrehens der Grundkörper gegenüber den Messerwellen weisen die Stellkörper Eingriffsrollen für einen Kontakt mit dem jeweiligen Grundkörper auf und sind die Eingriffsrollen zur Übertragung eines vorbestimmten Lastmomentes mittels Rutschnaben am Stellkörper gelagert.

Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Stellwelle von einer Drehmomentkugelbuchsenwelle gebildet ist und der Stellkörper über einen Kugelgewindetrieb in Kontaktstellung mit einem Grundkörper und entgegengesetzt um die Stellwelle schwenkbar ist.

Die erfindungsgemäße Rollenschere ermöglicht es, dass die beiden jeweils an einer Messerwelle angeordneten und zusammenwirkenden Rollenmesser identisch ausgebildet sind. Sie brauchen lediglich zueinander seitenverkehrt angeordnet werden. Dies ergibt eine besonders kostengünstige Konstruktion, wobei auch eine Lagerhaltung der Rollenmesser vereinfacht wird.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert. Fig. 1 veranschaulicht eine teilweise geschnittene Seitenansicht zweier paarweise zusammenwirkender, auf Messerwellen angeordneter Rollenmesser in an den Messerwellen fixiertem Zustand, die Fig. 2, 3 und 4 zeigen jeweils nach den Schnittlinien H-II3, IH-III, IV-IV geführte Schnittdarstellungen, wobei die Fig. 2A und 3 A jeweils Details A der Fig. 2 und 3 veranschaulichen. Fig. 5 zeigt eine Ansicht in Richtung des Pfeiles V der Fig. 4. Die Fig. 6 und 7 sowie 6A und 7A und 8 und 9 zeigen in zu den Fig. 2 bis 5 analogen Darstellungen die Rollenmesser in von den Messerwellen gelöstem Zustand.

Bei einer Rollenschere zum Längsteilen von Materialbahnen, wie beispielsweise Blechbahnen 1, sind mindestens zwei paarweise zusammenwirkende Rollenmesser 2 an zwei zueinander parallelen Messerwellen 3 angeordnet und können jeweils mittels einer Stelleinrichtung 4 entlang der Messerwellen 3 verschoben werden, beispielsweise zum Einstellen einer vorbestimmten Schnittbreite 5, und sie sind jeweils mittels einer Spannvorrichtung 6 zwecks Übertragung der Schnittkräfte von den antreibbaren Messerwellen 3 auf die Rollenmesser 2 in einer bestimmten, der angepeilten Schnittbreite 5 entsprechenden Position an den Messerwellen 3 fϊxierbar. Zur Verstellung auf eine andere Schnittbreite sind die Rollenmesser jeweils mittels der Spannvorrichtungen 6 auch von der Messerwelle 3 lösbar, sodass ein Verschieben der Rollenmesser 2 entlang der Messerwelle 3 mittels der Stelleinrichtungen 4 möglich ist.

Die Rollenmesser 2 sind jeweils an einem als Nabe 7 ausgebildeten Grundkörper fest verankert, beispielsweise mittels Befestigungsringen 8 verschraubt, welche Grundkörper 7 gegenüber der Messerwelle 3 mit Gleitlagerbuchsen 9 mit sehr geringem Spiel axial verschiebbar sind. Zwischen jedem Grundkörper 7 und der zugehörigen Messerwelle 3 ist ein ringförmiger Hohlraum 10 vorgesehen, in dem längliche Klemmkörper 11 mit zueinander parallelen Achsen 12, die auch parallel zu den Achsen 13 der Messerwellen 3 liegen, vorgesehen sind. Die Klemmkörper 11 können den zur Verfügung stehenden Ringraum 10 völlig einnehmen oder aber auch durch einen geeigneten Stützkäfϊg oder einem Spannring gleichmäßig am Umfang verteilt sein.

Die Klemmkörper 1 1 weisen einen Querschnitt auf, der zum Teil zylinderförmig gestaltet ist, wobei jeder Klemmkörper 11 zwei einander diametral gegenüberliegende, über die Zylinderform vorragende Klemmnasen 14 aufweist. Diese Klemmnasen 14 können, wie insbesondere aus Fig. IA zu ersehen ist, an der gehärteten Oberfläche der Messerwelle 3 und an einer im Inneren des Grundkörpers angeordneten gehärteten Stahlhülse 15, die am Grundkörper 7 fixiert ist, zur Anlage gelangen, wenn die Klemmkörper 11 in einer bestimmten Richtung um ihre Längsachsen 12 verschwenkt werden (vgl. Fig. 2A). Die Klemmstellung wird dadurch erreicht, dass die Klemmkörper 11 entgegengesetzt zur beim Schneiden stattfindenden Drehrichtung der Messerwelle 3 verschwenkt werden, was durch eine lose stets vorhandene Berührung (geringer Reibschluss) zwischen den Grundkörpern 7 und den Klemmkörpern 11 und den Messerwellen 3 erzielt wird. Eine lose Berührung wird selbst wenn ein geringes Spiel um die Klemmkörper 11 im Ringraum 10 vorhanden ist, durch deren Eigengewicht erzielt. Die Antriebsrichtung der Messerwellen 3 beim Schneiden ist durch Pfeile 16 veranschaulicht.

Die Klemmkörper 11 fixieren somit die Grundkörper 7 gegenüber den Messerwellen 3 umsomehr, je größer die Schnittkräfte sind, die zum Schneiden der Blechbahn 1 erforderlich sind; sie wirken selbsthemmend. Die für den Schnitt erforderlichen Drehmomente und auch die auftretenden Querkräfte, die ein axiales Auseinanderdrängen der schneidenden Rollenmesser 2 bewirken könnten, können völlig problemlos übertragen werden, da, wie erwähnt, die Klemmkräfte durch Zunahme der Verschwenkung der Klemmkörper 11 aufgrund ansteigender Momentenbelastung zunehmen.

Um ein Verschieben der Rollenmesser 2 bei stillstehenden Messerwellen 3 oder bei einem Rücklauf der Messerwellen 3 beim Herausziehen einer Blechbahn 1 bei abgehobenen Messerwellen 3 zu verhindern, ist jeweils eine Vorspanneinrichtung 17 vorgesehen, die aus einem gegenüber jedem Grundkörper 7 mittels einer Feder 18 abgestützten Stift 19 gebildet ist, welcher Stift 19 ein gegenseitiges geringfügiges Verdrehen des Grundkörpers 7 gegenüber der Messerwelle 3 bewirkt, zu welchem Zweck der Stift 19 mit einer vorspringenden Nase 20 in eine Längsnut 21 jeder Messerwelle 3 eingreift und den Grundkörper 7 entgegen der Drehrichtung 16 der Messerwelle 3, die beim Schnittvorgang eingehalten wird, drängt (vgl. Fig. 3A).

Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, sind an jedem Grundkörper 6 zwei einander diametral um die Achse 13 jeder Messerwelle 3 gegenüberliegend gelagerte Vorspanneinrichtungen 17 vorgesehen. Diese Vorspanneinrichtungen 17 bewirken ein Verklemmen der Klemmkörper 11, also ein Fixieren jedes Grundkörpers 7 gegenüber den Messerwellen 3 mit einer bestimmten, von der Feder 18 der Vorspanneinrichtung aufgebrachten Kraft. Zum axialen Verschieben eines Rollenmessers 2 gegenüber der Messerwelle 3 ist es erforderlich, entgegen dieser Vorspanneinrichtung 17 den Grundkörper 7 gegenüber der Messerwelle 3 zu verdrehen, sodass die Klemmkörper 11 aus der Klemmstellung in eine Freigabestellung - mit der oben beschriebenen losen Berührung-, wie sie in Fig. 6 und 6A veranschaulicht ist, gelangen können. Zu diesem Zweck ist jeweils eine zu einer Messerwelle 3 parallel angeordnete Stellwelle 22 vorgesehen, mit deren Hilfe ein an der Stellwelle 22 angeordneter Stellkörper 23 gegen einen Grundkörper 7 pressbar ist, und zwar bei stillstehenden Messerwellen 3.

Jeder Stellkörper 23 weist an einem vorspringenden, gegen den Grundkörper 7 hebelartig gerichteten Fortsatz 24 eine mit dem Grundkörper 7 in Eingriffstellung bringbare Eingriffsrolle 25 auf, die zur Übertragung eines bestimmten Drehmoments auf den Grundkörper 7 dient. Um dieses Drehmoment zu begrenzen, ist die Eingriffsrolle 25 mittels einer mit einer Feder 24' federnd angeordneten Rutschnabe 26 am Stellkörper 23 gelagert, beispielsweise verwirklicht durch Tellerfeder 27. Die Stellwellen 24 selbst sind von einer Kugelbuchsenwelle gebildet, an denen die Stellkörper 23 über Drehmomentkugelbuchsen 28 und Gleitlagerbuchsen 29 gelagert sind. Gemäß Fig. 4 sind die Stellkörper 23 bzw. die Eingriffsrollen 25 außer Eingriff mit den Grundkörpern 7, gemäß Fig. 8 in Eingriff, sodass die Klemmkörper 11 in Freigabestellung bewegt sind und ein Verschieben der Rollenmesser 2 entlang der Messerwellen 3 möglich ist.

Da der Abstand der Messerwellen 3 von den Kugelbuchsenwellen 22 so gewählt ist, dass die Eingriffsrollen 25 beim Einschwenken der Stellkörper 23 Reibflächen 30 der Grundkörper 7 nicht nur berühren, sondern diese auch gegen die Druckkraft der Federn 24' einfedern müssen, werden die Grundkörper 7 von den Eingriffsrollen 25 entsprechend verdreht. Die Tellerfedern 27 bieten ein Rutschmoment, das etwas größer ist als das erforderliche Drehmoment der Grundkörper 7 gegen die Stifte 19 der Vorspanneinrichtungen 17.

Da der für das „Frei"-werden bzw. wieder „Fesf'-werden nötige Verdrehwinkel (Schaltwinkel) zwischen Messerwelle 3 und Grundkörper 7 von zahlreichen Einflüssen (Durchmesser, Temperatur, Schmierung, etc.) abhängig ist, kann dieser Schaltvorgang nicht mit fixen Winkeln vorgenommen werden. Bereits nach geringer Verdrehung eines Grundkörpers 7 durch die an der Reibfläche 30 angreifende und angepresste Eingriffsrolle 25 wird der Grundkörper 7 „frei" sein. Der Grundkörper 7 wird jedoch sicherheitshalber noch weiter verdreht, und zwar so lange, bis Schultern 31 der Stifte 19 am Grundkörper 7 anliegen (siehe Fig. 7A). Da auch dies nicht genau vorherbestimmt werden kann und davon abhängt, welcher Schaltwinkel beim vorangegangenen Verstellen erforderlich war, ist es notwendig, einen noch größeren Verdrehwinkel zu ermöglichen. Die Eingriffsrollen 25 sind auch aus diesem Grund mit der Rutschnabe 26 versehen, welche bei den über den Anschlag der Schultern 31 hinausgehenden Verdrehwinkeln nur noch durchrutscht.

Zum Verschieben der Rollenmesser 2 dient die Stelleinrichtung 4, die eine Stellspindel 32 aufweist, mit deren Hilfe die Stellkörper 23 über eine an einem der Stellkörper 23 angeordnete Mutter 33 axial verschiebbar sind. Um mit einer einzigen Stellspindel 32 das Auslangen zu finden, sind die jeder Messerwelle 3 zugeordneten Stellkörper 23 mittels eines Trägers 34 miteinander verbunden, sodass eine Verstellung dieser Stellkörper 23 nur gemeinsam und synchron erfolgen kann.

Sind die Rollenmesser 2 in die gewünschten Lagen gebracht, genügt es nun, die Stellkörper 23 durch entsprechende Rückstellung über die Kugelbuchsenwellen 22 wieder von den Reibflächen 30 der Grundkörper 7 wegzustellen. Die in den Grundkörpern 7 eingebauten Vorspanneinrichtungen 17 werden nun wieder wegen der wirksamen Druckkräfte der Federn 18 die Klemmkörper 11 verspannen.