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Die Erfindung bezieht sich auf einen Aufwickelhaspel mit einer Antriebswelle, in der über den Wellenumfang und die Haspellänge verteilte Druckstössel radial verschiebbar gelagert sind, die eine die Antriebswelle mit Spiel umschliessende, aus einzelnen Trommelringen zusammengesetzte
Wickeltrommel tragen und mit einem Druckmittel beaufschlagbar sind.
Sollen Bandstreifen eines in Längsstreifen unterteilten Bandes auf einer gemeinsamen Wickel- trommel aufgewickelt werden, so ergeben sich hinsichtlich des für ein gutes Wickelergebnis mass- geblichen, konstanten Bandzuges Schwierigkeiten, weil auf Grund der Banddickenunterschiede über die Breite des ungeteilten Bandes und der Welligkeit in Längsrichtung ungleiche Verhältnisse für die einzelnen Bandstreifen auftreten. Wird der Wickeldurchmesser eines Bandstreifens wegen einer grösseren Streifendicke grösser als der Durchmesser eines andern Bandstreifenwickels, so wirkt auf den Streifen mit dem grösseren Durchmesser bei gleichen Umdrehungszahlen selbstverständlich eine grössere Zugkraft. Ähnliche Verhältnisse treten bei ungleichen Streifenlängen auf, die durch
Randwelligkeit oder Mittenwelligkeit des zu teilenden Bandes entstehen.
Ein längerer Streifen wird daher ohne besondere Massnahmen lockerer aufgewickelt werden als ein kürzerer.
Um trotz der auftretenden Ungleichmässigkeiten der aufzuwickelnden Bandstreifen stets gleiche Wickelergebnisse zu erhalten, ist es bereits bekannt, die Wickeltrommel aus einzelnen Trommelringen zusammenzusetzen und jeden Trommelring für sich über eine Rutschkupplung mit der Antriebswelle des Haspels zu verbinden, so dass die einzelnen Bandstreifen von der gemeinsamen Antriebswelle her unabhängig voneinander aufgewickelt werden können, weil die Trommelringe über die Rutschkupplung nur mit einem vorgegebenen Höchstdrehmoment antreibbar sind.
Zur Drehmomentübertragung von der Antriebswelle der Haspel auf die Trommelringe ist es bekannt (US-PS Nr. 2, 215, 069), in der Antriebswelle Druckstössel radial verschiebbar zu lagern, die die Trommelringe tragen und über einen aufblasbaren Schlauch mit Druckmittel beaufschlagbar sind, so dass die über den Wellenumfang und die Haspellänge verteilten Druckstössel je nach dem Beaufschlagungsdruck nach aussen gegen den Innenmantel der Trommelringe gedrückt werden und über den dadurch bedingten Reibungsschluss das Antriebsmoment auf die einzelnen Trommelringe übertragen. Die aufgewendete Anpresskraft begrenzt dabei das maximal übertragbare Drehmoment.
Über die nach Art von Kolben eingesetzten Druckstössel ergibt sich zwar eine einfache und allen Anforderungen bezüglich der Drehmomentübertragung gerecht werdende Rutschkupplung zwischen der Antriebswelle und den die Antriebswelle mit Spiel umschliessenden Trommelringen, doch kann mit einer solchen Konstruktion noch nicht der gewünschte konstante Bandzug sichergestellt werden, weil die Trommelringe innerhalb des Spiels gegenüber der Antriebswelle radial verschiebbar bleiben.
Da der auf die Druckstössel wirkende, aufblasbare Schlauch entsprechend elastisch ausgebildet sein muss, bewirkt ein Eindrücken der Druckstössel auf der einen Wellenseite ein Eindrücken des Schlauches an dieser Stelle und damit eine Verlagerung des verdrängten Gasvolumens, was ein radiales Hinausschieben von den diametral gegenüberliegenden Druckstösseln zur Folge hat, ohne dass sich die Druckverhältnisse ändern.
Bedingt durch diesen Sachverhalt sind somit die Trommelringe innerhalb des Spiels gegen- über der Antriebswelle gewissermassen schwimmend gelagert, wobei sich die beim Aufwickeln der Bandstreifen ergebenden radialen Verschiebungen der Trommelringe zwangsweise in einem ungleichmässigen Bandzug auswirken.
Um bei einem Spreizdorn, dessen Spreizsegmente über aufblähbare Kammern zum Aufweiten des Spreizdornes auseinandergedrückt werden können, eine Druckmittelströmung zwischen den einzelnen Kammern und damit eine Verschiebung der vom Spreizdorn aufgenommenen Last gegenüber der Spreizdornachse zu verhindern, ist es bereits bekannt (DE-AS 1265528), jede der aufblähbaren Kammern, die über den Umfang des Spreizdornes verteilt angeordnet sind, an eine gesonderte Druckmittelquelle anzuschliessen, damit keine Verbindung zwischen den aufblähbaren Kammern besteht und folglich kein Druckmittelaustausch zwischen den Kammern stattfinden kann.
Durch diese Massnahme wird eine Verdrängung des Druckmittels aus der durch die Last am stärksten beanspruchten Kammer in eine andere Kammer ausgeschlossen, was eine gleichmässige und gleichsinnige Verschiebung aller Spreizsegmente unabhängig von deren Belastungsverhältnissen ermöglicht.
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Nachteilig bei dieser bekannten Konstruktion ist, dass für jede Druckkammer eine eigene Druckmittelquelle vorgesehen werden muss. Ausserdem lassen die sich über den axialen Spreizbereich erstreckenden, über den Umfang des Spreizdornes verteilten Druckkammern keine Drehmomentbegrenzung für die durch sie betätigbaren Spreizsegmente zu, weil sie mit den zugehörigen Spreizsegmenten formschlüssig verbunden sind, so dass diese bekannte Konstruktion nicht für Aufwickelhaspeln der eingangs geschilderten Art angewendet werden kann.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Aufwickelhaspel der eingangs geschilderten Art so zu verbessern, dass mit einfachen Mitteln jede lastbedingte Radialverschiebung der einzelnen Trommelringe vermieden und ein konstanter Bandzug sichergestellt werden kann.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass die Druckstössel sektorweise in Gruppen zusammengefasst sind, dass jede Druckstösselgruppe in an sich bekannter Weise an eine eigene Druckmittelleitung angeschlossen ist und dass die Druckmittelleitungen zu den einzelnen Druckstösselgruppen an eine gemeinsame, mit einer Druckmittelquelle verbundene Versorgungsleitung angeschlossen sind und entweder jeweils eine Drossel oder mit Ausnahme einer Druckmittelleitung Rückschlagventile aufweisen.
Durch das sektorweise Zusammenfassen der Druckstössel in voneinander getrennt beaufschlagbare Gruppen kann kein Druckmittelaustausch zwischen den voneinander getrennten Druckstösselgruppen stattfinden, so dass die einzelnen Trommelringe gegenüber der Welle verspannt bleiben, was ein Wickeln mit konstantem Bandzug gewährleistet. Der Anschluss aller Druckmittelleitungen an eine gemeinsame mit einer Druckmittelquelle verbundene Versorgungsleitung bietet dabei den Vorteil, dass der Konstruktionsaufwand beträchtlich herabgesetzt werden kann, weil gesonderte Druckmittelquellen mit der notwendigen Druckabstimmung entfallen können. Allerdings muss bei der Verwendung lediglich einer einzigen Druckmittelquelle dafür gesorgt werden, dass zwischen den einzelnen jeweils einen Sektor bildenden Druckstösselgruppen ein unbehinderter Druckmittelaustausch nicht erfolgen kann.
Zu diesem Zweck können in den Druckmittelleitungen Drosseln vorgesehen sein. Eine Belastung der Druckstössel durch eine äussere Last kann zufolge der Drosseln in den Druckmittelleitungen nicht zu einer unmittelbaren Verschiebung der Druckstössel führen, weil das bei einer solchen Verschiebung zu verdrängende Druckmittel nicht widerstandslos in einen an- dern Druckstösselsektor gedrückt werden kann. Diese Sperrwirkung der Drosseln in den Druckmittelleitungen ist selbstverständlich nur bei grösseren Veränderungsgeschwindigkeiten vorhanden, was aber nichts ausmacht, weil langsam ablaufende Änderungen sich nicht auf die Gleichmässigkeit der Zugkraft auswirken können.
An Stelle der Drosseln können auch Rückschlagventile in den Druckmittelleitungen vorgesehen werden, wobei jedoch eine Druckmittelleitung ohne Rückschlagventil ausgebildet sein muss, um die Begrenzung des übertragbaren Höchstmomentes zu gewährleisten.
Damit die Druckstössel belüftet werden können, können die Drosseln bzw. Rückschlagventile durch absperrbare Umgehungsleitungen überbrückt werden. Ein solches Ausschalten der Sperrorgane ist bei Rückschlagventilen zwingend erforderlich, während das Ausschalten der Drosseln lediglich den Belüftungsvorgang beschleunigt.
In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel vereinfacht dargestellt. Es zeigen Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen erfindungsgemässen Aufwickelhaspel,
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durch einen Aufwickelhaspel mit über Schläuche beaufschlagbaren Druckstösseln, Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Anlage zum Beaufschlagen der einzelnen Druckstösselgruppen und Fig. 5 ein Blockschaltbild der Druckmittelversorgung der Druckstösselgruppen über Rückschlagventile.
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Fig. 1 und 2 nach Art von Kolben mit einem Druckmittel beaufschlagt werden können. Zu diesem Zweck ragen die Druckstössel --2-- mit ihren Beaufschlagungsflächen in drei voneinander getrennte Druckkammern --3a, 3b und 3c--, die die Druckstössel --2-- sektorweise in jeweils für sich beaufschlagbaren Gruppen zusammenfassen.
Zu jeder der drei Druckkammern --3a, 3b, 3c-- führt eine eigene Druckmittelleitung --4a, 4b und 4c--, die zentral durch die hohle Antriebswelle --1-- verlaufen. Durch eine entsprechende Beaufschlagung der Druckstössel --2-- werden diese radial
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nach aussen gegen Trommelringe --5-- gedrückt, auf denen die einzelnen Bandstreifen aufgewickelt werden, deren Wickel -6- strichpunktiert in Fig. 1 angedeutet sind.
Das auf die Trommelringe-5-von der Antriebswelle --1-- übertragbare Drehmoment ist von den Reibungsverhältnissen zwischen dem Innenmantel der Trommelringe --5-- und den Stirnflächen der Druckstössel --2-- einerseits und vom Beaufschlagungsdruck anderseits abhängig. Übersteigt die Belastung der Trom-
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grenzt werden kann.
Damit auch bei unterschiedlicher Breite der Trommelringe --5-- die Druckstössel --2-- über eine ausreichende Fläche auf die Trommelringe einwirken können, können die Druckstössel --2-- vorteilhaft entlang von Schraubenlinien angeordnet werden, was jedoch wegen der vereinfachten Darstellung aus den Zeichnungen nicht unmittelbar entnommen werden kann.
Die Ausführung der Haspel nach Fig. 3 unterscheidet sich von der Konstruktion nach den Fig. 1 und 2 lediglich dadurch, dass die DFruckstössel --2-- nicht unmittelbar nach Art von Kolben vom Druckmittel beaufschlagt werden, sondern über drei aufblasbare Schläuche --7a, 7b und 7c--,
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Veränderungen in einem Sektor nicht ohne weiteres auf einen andern Sektor auswirken können.
Um eine gegenseitige Beeinflussung der einzelnen Schläuche --7a, 7b und 7c-- auszuschliessen, können zwischen den Schläuchen radiale Trennwände vorgesehen werden, die wegen der Übersichtlichkeit aber in Fig. 3 nicht dargestellt sind.
In Fig. 4 ist eine Hydraulikanlage zur Beaufschlagung der einzelnen Druckkammern --3a, 3b und 3c-- dargestellt, wobei in den an eine gemeinsame Versorgungsleitung --8-- angeschlossenen Druckmittelleitungen --4a, 4b und 4c-- Drosseln --9a, 9b und 9c-- eingeschaltet sind, die eine unmittelbare Rückwirkung sich ändernder Druckverhältnisse in einer der Druckkammern --3a, 3b, 3c-- auf die andern Druckkammern verhindern und somit eine hydraulische Verspannung der einzelnen Trommelringe gegenüber der Antriebswelle sicherstellen. Zur Entleerung bzw. zum Druckabbau sind die Drosseln --9-- jeweils durch eine Umgehungsleitung --10a, 10b, 10c-- überbrückt, die über Steuerschieber --lla, llb und llc-- abgesperrt werden können. Die entsprechende Schieberstellung ist in Fig. 4 gezeichnet.
Werden die über eine Stelleinrichtung --12-- gemeinsam betätigbaren Steuerschieber --11a, 11b und llc-in die andere Stellung verschoben, so wird die Verbindung zwischen den Druckmittelleitungen --4a, 4b, 4c-zu den Drosseln --9a, 9b, 9c-unterbrochen, während die Umgehungsleitungen --10a, 10b und 10c-- angeschlossen werden.
Das Druckmittel kann daher über die Versorgungsleitung --8-- unbehindert in einen Sammel- behälter --13- abfliessen, wenn der in die Versorgungsleitung --8-- eingeschaltete Steuerschieber --14- die gezeichnete Stellung einnimmt. Zum Beaufschlagen der Druckammern --3a, 3b, 3c-wird der Steuerschieber --14-- über eine Stelleinrichtung --15-- aus der gezeichneten Stellung A in die Stellung B verstellt, in der die Saugleitung --16-- der Pumpe --17-- an den Sammelbehälter --13-- für das Hydraulikmittel und die Druckleitung --18-- an die Versorgungsleitung --8--
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das maximal übertragbare Drehmoment vom Beaufschlagungsdruck der Druckstössel --2-- abhängt, ist dieser Beaufschlagungsdruck vorteilhafterweise einstellbar.
Dies wird über eine an die Druckleitung --18-- der Pumpe --17-- über den Steuerschieber --14-- anschliessbare, eine Drossel --20-- enthaltende Abzweigleitung --21-- erreicht, deren einstellbare Drossel --20-- den Hydraulikdruck bestimmt.
Sollen alle Druckkammern --3a, 3b und 3c-- dem maximalen Druck ausgesetzt werden, so kann der Steuerschieber-14-in die Stellung C verstellt werden, in der die Abzweigleitung--21-- von der Druckleitung --18-- abgetrennt ist.
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Stellung D des Steuerschiebers --14-- die Saugleitung --16-- der Pumpe --17-- an die Versorgungsleitung --8-- angeschlossen werden, während die Druckleitung --18-- zum Sammelbehälter --13-- durchgeschaltet wird.
Bei einer Verbindung der Umgehungsleitungen --10a, 10b, 10c-- mit den Druckmittelleitungen--4a, 4b, 4c-- durch eine entsprechende Betätigung der Steuerschieber --l1a, llb, llc-kann somit das Hydraulikmittel aus den Druckkammern --3a, 3b, 3c-- abgepumpt werden, wodurch ein entsprechender Unterdruck in den Druckkammern erzeugt wird. Dieser Unterdruck kann wieder eingestellt werden, wenn in der Stellung D des Steuerschiebers --14-- eine Förderleitung --22-- an die Saugleitung --16-- der Pumpe --17-- angeschlossen wird, welche För- derleitung-22-über eine einstellbare Drossel --23-- mit einem Hydraulikmittelbehälter --24-- in Verbindung steht.
Je nach der Stellung der Drossel --23-- wird mehr oder weniger Hydraulikmittel aus dem Behälter --24- gefördert, was bei einer vorgegebenen Förderleistung der Pumpe --17-- die Förderung über die Versorgungsleitung --8-- bestimmt.
In Fig. 5 wird eine gegenüber Fig. 4 etwas abgewandelte Anlage zur Beaufschlagung der Druckst ssel --2-- gezeigt, wobei die Versorgungsleitung --8-- in ähnlicher Weise wie bei Fig. 4, jedoch an eine Druckluftquelle, angeschlossen sein kann. Um die Schäuche --7a, 7b, 7c-- aufuzblasen, wird ein Steuerschieber --25-- aus der gezeichneten Stellung in seine andere Wirkstellung verschoben, in der die Druckmittelleitungen --4a und 4c-- über Rückschlagventile --26a und 26c-an die Versorgungsleitung --8-- angeschlossen sind, während der Schlauch --7b-- über die Druckmittelleitung --4b-- unmittelbar mit der Versorgungsleitung --8-- in Verbindung steht. Der Druck
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--7awelle --2-- auch bei dieser Konstruktion gewährleistet ist.
Wird der Steuerschieber --25-- über die Stelleinrichtung -12-- in die gezeichnete Ausgangslage gebracht, so werden die Rückschlagventile-26a und 26c-- über eine gemeinsame Umgehungsleitung-27-, die in die Druckmittellei- tung --4b-- mündet, kurzgeschlossen, so dass der in den Schläuchen-7a, 7b, 7c-- aufgebaute Druck entsprechend abgebaut werden kann.
Es ist wohl selbstverständlich, dass für die Beaufschlagung der Druckstössel nach Fig. 5 auch Hydraulikmittel Verwendung finden können, ebenso wie die Anlage nach Fig. 4 mit Druckluft betrieben werden kann. Ausserdem können die Umgehungsleitungen --10a, 10b, 10c-- der Fig.4 ähnlich der Fig. 5 durch eine einzige Umgehungsleitung ersetzt werden, wenn die drei Steuerschieber-lla, llb, llc-- durch einen gemeinsamen Steuerschieber ersetzt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Aufwickelhaspel mit einer Antriebswelle, in der über den Wellenumfang und die Haspellänge verteilte Druckstössel radial verschiebbar gelagert sind, die eine die Antriebswelle mit Spiel umschliessende, aus einzelnen Trommelringen zusammengesetzte Wickeltrommel tragen und mit einem Druckmittel beaufschlagt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckstössel (2) sektorweise in Gruppen zusammengefasst sind, dass jede Druckstösselgruppe in an sich bekannter Weise an eine eigene Druckmittelleitung (4a, 4b, 4c) angeschlossen ist, und dass die Druckmittelleitungen (4a, 4b, 4c) zu den einzelnen Druckstösselgruppen an eine gemeinsame, mit einer Druckmittelquelle verbundene Versorgungsleitung (8) angeschlossen sind und entweder jeweils eine Drossel (9a, 9b, 9c) oder mit Ausnahme einer Druckmittelleitung (4b) Rückschlagventile (26a, 26c)
aufweisen.