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Mitnehmerwelle
Die Erfindung bezieht sich auf eine Mitnehmerwelle zum Aufwickeln von Materialbahnen auf rohrförmigen Körpern oder auf Hülsen, wobei diese mindestens eine sich in Achsrichtung der Welle erstreckende Ausnehmung aufweist, in der ein eine aufgerauhte Oberfläche besitzender, walzenförmiger Körper frei drehbar gelagert ist, wobei dieser walzenförmige Körper in mindestens einer seiner Stellungen in der Ausnehmung innerhalb der durch die Umfangskontur der Welle gegebenen Begrenzung liegt bzw. diese tangiert.
Materialbahnen finden sich in den verschiedensten Industriezweigen, wie beispielsweise in der Textil-, Papier-, Kunststoff-, Metallindustrie usf., doch stets liegt grundsätzlich dieselbe Aufgabe vor, nämlich eine Materialbahn auf einem rohrförmigen Korper oder auf einer Hülse aufzuwickeln. Zu diesem Zwecke wurden Mitnehmerwellen konstruiert, auf die der rohrförmige Körper oder die Hülse aufgeschoben wird. Der rohrartige Körper bzw. die Hülse wird dann gegen Verdrehen gegenüber der Mitnehmerwelle gesichert, und der Aufwickelvorgang selbst kann beginnen.
Zur Verdrehsicherung wurden an den bekannten Ausführungen der Mitnehmerwellen kippbare Messer vorgesehen, wobei deren Anzahl je nach Grösse der Welle variiert. Derart ausgerüsteten Mitnehmerwellen haften jedoch verschiedene Nachteile an, die sich nicht im täglichen Gebrauch ungünstig auswirken, sondern auch noch darüber hinaus zu einem vorzeitigen Verschleiss der Wickelhülsen führen.
Beispielsweise kann die Mitnahme der aufgeschobenen oder aufgesteckten Hülse nur in einer Drehrichtung der Welle erfolgen, so dass beim Einsetzen der Mitnehmerwelle in den Maschinenrahmen stets auf die richtige Lage der Welle geachtet werden muss.
Die an sich scharfen Messerkanten gefährden den Arbeiter und sie müssen in bestimmten Zeitabständen stets nachgeschliffen werden. Es kann auch geschehen, dass bei grösseren Wickelwiderständen sich das Messer derartig in die Hülse eingräbt oder einfrisst, dass die Trennung von Hülse und Mitnehmerwelle nur unter Gewaltanwendung möglich ist. Dass scharfkantige Messer die Hülsen vorzeitig zerstören, liegt auf der Hand.
Bei einer weiteren bekannten Ausführung sind in Achsrichtung der Aufwickelwalze Ausnehmungen vorgesehen, die im Querschnitt abgestuft verlaufen und symmetrisch zur Durchmesserachse der Welle eingearbeitet sind. Bei Bearbeitung bzw. die Herstellung solcher mehrfach abgestufter Ausnehmungen erfordert komplizierte Fräswerkzeuge und bringt daher wesentliche Kostensteigerungen mit sich. Ausserdem sind bei dieser Mitnehmerwelle zur Halterung der walzenförmigen Körper Spiralfedern vorgesehen, die an Wellenstummeln des walzenförmigen Körpers angreifen. Durch die Anordnung von Federn ist der Walzenkörper nicht frei beweglich und wird daher nicht besonders kräftig in die aufgeschobene Hülse eingreifen. Zudem muss bei dieser Ausführung der Walzenkörper die von der Welle gegebene Umfangskontur auch in seiner Ruhestellung überragen, was das Aufschieben der Hülse erschwert.
Eine andere Mitnehmerwelle sieht Walzenkörper vor, die einseitig abgeflacht ausgebildet sind. Um eine Mitnahme der Hülsen zu bewirken, werden diese Walzenkörper mittels eines Zahnradgetriebes verdreht. Dadurch werden die Walzenkörper an die aufgeschobene Hülse gepresst. Diese Ausgestaltung ist he istellungsmässig sehr kompliziert und kostspielig und wird daher praktisch kaum Verwendung finden.
Bei einer bekannten Mitnehmerwelle ist vorgesehen, das Prinzip des Freilaufens für die Ausgestaltung der Mitnehmerwellen anzuwenden. Auch sind hier aufgerauhte Oberflächen sowohl bei den Aus-
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nehmungen als auch bei den Walzenkörper vorgesehen. Die meisten dieser bekannten Ausführungen zeigen aber den Nachteil, dass sie nur in einer Drehrichtung verwendet werden können.
Die Ausnehmungen mit den Kurvenflächen sind schwer zu fertigen, und ausserdem ist eine grosse
Massgenauigkeit erforderlich, um die drei vorgesehenen Walzenkörper gleichzeitig in Eingriff zu brin- gen. Die Halterung liegt an der Umfangskontur der Welle auf und umgreift den Walzenkörper. Somit ist der Walzenkörper in seiner Bewegung gehindert, da er diese Halterung an die aufgeschobene Hül- se anpressen muss. Der Walzenkörper ist somit einer starken Reibung unterworfen, wodurch die An- presskraft wesentlich verringert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mitnehmerwelle derart auszugestalten, dass die oben erwähnten Nachteile vermieden werden, was erfindungsgemäss dadurch gelingt, dass zur Bewegungsbegrenzung des walzenförmigen Körpers im Bereich der Ausnehmung angeordnete, am walzenförmigen Körper. ausgebildete Wellenstummeln bzw. Nuten, Rillenod. dgl. übergreifende, fest mit der Welle, verbundene Bügel, Stifte, Anschläge vorgesehen sind.
Durch diese Ausgestaltung der Mitnehmerwelle wird die aufgesteckte oder aufgeschobene Hülse oder der entsprechende rohrförmige Körper bei jeder Drehsicherung der Welle mitgenommen, da der walzenförmige Körper unabhängig von der Drehrichtung der Welle infolge seiner freien Bewegungsmöglichkeit innerhalb der Ausnehmung eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Welle und Hülse bewirkt.
Zur Veranschaulichung der Erfindung werden nun an Hand der Zeichnungen einige Ausführungsformen beispielsweise beschrieben, ohne dadurch die Erfindung auf diese Beispiele einzuschränken. Es zeigen : Fig. 1 den die Mitnahme bewirkenden Teil der Mitnehmerwelle in Draufsicht ; die Fig. 2 und 3 Schnitte nach den Linien H-H und III-III in Fig. 1i Fig. 4 die Mitnehmerwelle in Verbindung mit einer aufgesteckten Hülse im Querschnitt ; Fig. 5 eine Variante nach Fig. l ; Fig. 6 einen Querschnitt nach der Linie VI- VI in Fig. 5 und die Fig. 7-9 weitere Varianten im Schnitt.
Die Mitnehmerwelle 1, die in Fig. l nur teilweise dargestellt ist, besitzt eine sich in Achsrichtung erstreckende Ausnehmung 2, die von zwei gleich grossen, im stumpfen Winkel zueinander geneigten, ebenen Flächen 3 und 3'begrenzt ist, so dass die Ausnehmung 2 kreissektorförmigen Querschnitt aufweist (Fig. 2). In dieser Ausnehmung liegt frei beweglich die Walze 4, deren Oberfläche gerändelt ist. Die Walze 4 hat in ihren Enden Wellenstummel 5 und 6, deren Durchmesser geringer ist als der Durchmesser der Walze 4.
In den beiden Stirnbereichen der Ausnehmung 2 sind Stifte 7, 7', 8, 8' und je ein Anschlagnocken 9 und 9'vorgesehen, die mit den Wellenstummeln 5 und 6 im Sinne einer Bewegungsbegrenzung der Walze 4 zusammenwirken, d. h. die Wal- ze 4 hat die Möglichkeit, sich in der Ausnehmung 2 frei zu bewegen, ist jedoch durch die als Stifte und Anschlagnocken ausgebildeten Bewegungsbegrenzer daran gehindert, die Ausnehmung 2 selbst zu verlassen.
In der in den Fig. l - 3 gezeichneten Ruhelage der Welle 1 hat die Walze ihre tiefstmögliche Stellung eingenommen, so dass sie zur Gänze innerhalb der durch die Umfangskontur der Welle 1 gegebenen Begrenzung liegt (Fig. 2 und 3). Bei dieser Lage der Welle 1 bzw. der Walze 4 wird die rohrförmige Hülse 10, auf der die Materialbahn, beispielsweise ein Textilgewebe, aufzuwickeln ist, über die Welle 1 geschoben.
Wirdnun die Hülse 10 bzw. die Welle 1 etwas verdreht, so dass die beiden Teile gegeneinander eine Relativbewegung beschreiben, so wird die Walze 4 infolge ihrer gerauhten Ober- fläche. mitgenommen, wobei sie sich zwischen der Fläche 3 der Ausnehmung 2 und der Innenwand 11 der Hülse 10 verklemmt (Fig. 4} und so zwischen Hülse 10 und Welle 1 eine kraftschlüssige Verbindung
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Dreht sich nun die Welle l, so wird die Hülsewickalte Hülse 10 abgezogen werden, so braucht die Hülse 10 nur etwas gegenüber der Welle l verdreht zu werden, so dass die Walze 4 wieder in ihre tiefste Lage (Fig. l, 2) zurückkehrt, worauf die Hülse 10 ohne weiteres abgezogen werden kann.
Es ist offensichtlich, dass die erfindungsgemäss angestrebten Vorteile tatsächlich erreicht werden : die Mitnahme erfolgt unabhängig vom Drehsinn der Welle 1 ; das Aufschieben und Abnehmen der Hülse auf bzw. von der Welle 1 ist ohne weiteres und ungehindert möglich ; relativ grosse Durchmes- sertoleranzen zwischen Hülseninnenwàl1d 11 und zwischen dem Durchmesser der Welle 1 sind ohne Einfluss auf die Mitnahme ; das Hülsenmaterial ist geschont, da der Kraftschluss über eine relativ grosse Fläche erzielt wird ; die Konstruktion ist einfach und praktisch keinem Verschleiss unterworfen.
Die Fig. 5 zeigt nun eine Verwirklichung des Erfindungsgedankens, die sich von dem in Fig. l gezeigten Beispiel nur durch die Art der Bewegungsbegrenzung der Walze 4 unterscheidet. Die Walze 4
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hat zwei in Abstand voneinander angeordnete, in Umfangsrichtung verlaufende Rillen 12 und 12', die zur Aufnahme der Bügel 13 und 13'dienen, die ihrerseits mit den Flächen 3 bzw. 3'der Ausneh- mung 2 fest verbunden sind. Auch hier hat die Walze 4 die MSglichkeit. relativ zur Welle 1 ver- schiedene Lagen einnehmen, so dass der gewünschte Klemmschluss mit der aufgesteckten Hülse zustande kommt.
Grundsätzlich ist es auch möglich, die Ausnehmung 2 durch eine ebene Fläche 14 zu begren- zen (Fig. 8) oder aber durch eine Zylinderfläche 15 (Fig. 7), wesentlich ist nur, dass in mindestens einer Stellung der Walze 4 diese innerhalb der durch die Umfangskontur der Welle gegebenen Begren- zung liegt bzw. diese tangiert, in allen andern Stellungen jedoch der Walzenumfang die Umfangskon- tur der Welle 1 schneidet und so diese überragt.
Der kreisrunde Querschnitt der Walze 4 ist für die Erfindung nicht zwingend, denn die Walze könnte auch beispielsweise einen ellipsen- oder eiförmigen Querschnitt besitzen, wobei auch dann der erfindungsgemäss angestrebte Zweck sich erzielen liesse. Fig. 9 veranschaulicht eine weitere Variante der Bewegungsbegrenzung. Der Stirnbereich der Ausnehmung 2 ist von einem bandartigen Streifen 16 abgedeckt, wobei die Wellenstummel der Walze 4 in die durch den abdeckenden Streifen 16 ge- bildete Ausnehmung ragen. Die Bewegungsbegrenzung beim Beispiel nach Fig. 8 ist ähnlich jener nach dem Beispiel der Fig. 5 und 6.
Je nach Zweckmässigkeit und Grösse der Mitnehmerwelle können auf dieser, ohne den Rahmen der Er- findung zu verlassen, ein oder mehrere Einrichtungen der beschriebenen Art angeordnet sein. Sind mehre- re vorgesehen, so können diese sowohl in axialer Richtung. wie auch in radialer Richtung bezogen auf die
Welle 1, gegeneinander versetzt sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Mitnehmerwelle zum Aufwickeln von Materialbahnen auf rohrförmigen Körpern oder auf HU1- sen, wobei diese mindestens eine sich in Achsrichtung der Welle erstreckende Ausnehmung aufweist, in der ein eine aufgerauhte Oberfläche besitzender, walzenförmiger Körper frei drehbar gelagert ist, wo- bei dieser walzenförmige Körper in mindestens einer seiner Stellungen in der Ausnehmung innerhalb der durch die Umfangskontur der Welle gegebenen Begrenzung liegt bzw. diese tangiert, dadurch ge- kennzeichnet, dass zur Bewegungsbegrenzung des walzenförmigen Körpers (4) im Bereich der Aus- nehmung (2) angeordnete, am walzenförmigen Körper (4) ausgebildete Wellenstummel (5, 6) bzw.
Nuten, Rillen (12, 12') od. dgl.
übergreifende, fest mit der Welle (1) verbundene Bügel, Stifte, An- schläge (7, 7', 8, 8'. 9, 9', 13, 13'. 16) vorgesehen sind.