DE102012213534B4

DE102012213534B4 - Wickelwelle, insbesondere für Rollenschneid- und Wickelmaschinen

Info

Publication number: DE102012213534B4
Application number: DE102012213534.0A
Authority: DE
Inventors: Maik Krueger; Ulrich Sahr
Original assignee: Kampf Schneid und Wickeltechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Kampf Schneid und Wickeltechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2012-08-01
Filing date: 2012-08-01
Publication date: 2021-01-28
Anticipated expiration: 2032-08-02
Also published as: DE102012213534A1

Abstract

Wickelwelle (1) mit einer zentralen Antriebswelle (4), auf die axial nebeneinander mehrere Aufnahmeringe (5) drehbar aufgeschoben sind, die an ihrer Außenfläche ein Spannelement (6) zum Spannen einer Wickelhülse (3) tragen und an deren Innenseite Elemente zur Herstellung einer einstellbaren Reibverbindung mit der Antriebswelle (4) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der Reibverbindung zwischen einem Aufnahmering (5) und der Antriebswelle (4) eine magneto- oder elektrorheologische Flüssigkeit (8) angeordnet ist, deren Viskosität von mehreren, über die axiale Länge der Antriebswelle angeordneten Aktuatoren (12) beeinflusst wird, die einzeln zu- und abgeschaltet werden können.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wickelwelle, insbesondere für Rollenschneid- und Wickelmaschinen, mit einer zentralen Antriebswelle, auf die axial nebeneinander Aufnahmeringe drehbar aufgeschoben sind, die an ihrer Außenfläche ein Spannelement zum Spannen einer Wickelhülse tragen und an deren Innenseite Elemente zur Herstellung einer einstellbaren Reibverbindung mit der Antriebswelle angeordnet sind.
Eine Wickelwelle der gattungsgemäßen Art ist in der DE 195 15 723 C5 beschrieben. Die Wickelwelle wird in Rollenschneid- und Wickelmaschinen eingesetzt, um die Wickelrollen beim Aufwickeln zu halten. Dazu werden die Wickelrollen mit ihren Hülsen aufgeschoben und axial nebeneinander angeordnet. Zur Übertragung eines Drehmoments auf die Wickelhülse enthält die Wickelwelle eine zentrale Antriebswelle, auf die Aufnahmeringe drehbar aufgeschoben sind. Die Aufnahmeringe tragen an ihrer Außenseite zumindest ein Spannelement zum Festspannen der Wickelhülse, und an ihrer Innenseite sind Elemente angeordnet, die es ermöglichen, die Reibkraft zwischen der Antriebswelle und einem Aufnahmering einzustellen. Bei der Wickelwelle nach der DE 195 15 723 C5 ist jeweils außen auf einem Aufnahmering ein Spannring angeordnet, aus dem Kugeln zum Spannen der Wickelhülsen beim Verdrehen des Außenrings nach außen treten. In der Antriebswelle sind axial verlaufende Nuten angeordnet, in denen Druckschläuche angeordnet sind, die gegen aufliegende Gleitleisten drücken, um die Reibkraft zwischen dem Aufnahmering und der Antriebswelle einzustellen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wickelwelle der gattungsgemäßen Art so zu verbessern, dass sie weitgehend verschleißfrei in der Lage ist, ein Drehmoment in einem großen Bereich zu übertragen.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass zur Herstellung der Reibverbindung zwischen einem Aufnahmering und der Antriebswelle eine magneto- oder elektrorheologische Flüssigkeit angeordnet ist, deren Viskosität von mehreren, über die axiale Länge der Antriebswelle angeordneten Aktuatoren beeinflusst wird, die einzeln zu- und abgeschaltet werden können.
Die abhängigen Ansprüche beanspruchen bevorzugte, da besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand eines vereinfacht dargestellten Ausführungsbeispiels.

1 zeigt in Schrägansicht eine Wickelwelle, die in eine Rollenschneid- und Wickelmaschine eingehängt ist,
2 zeigt einen Schnitt parallel zur Wickelwellenachse.

Die in der Zeichnung dargestellte Wickelwelle 1 ist Bestandteil einer Rollenschneid- und Wickelmaschine, in der bahnförmige Materialien wie Kunststoff- oder Metallfolien in Längsrichtung geschnitten und anschließend auf Wickelhülsen 3 zu Wickelrollen 2 aufgewickelt werden. Zum Aufwickeln werden die Wickelhülsen 3 auf die Wickelwelle 1 aufgeschoben und von dieser gehalten.
Die Wickelwelle 1 enthält eine zentrale Antriebswelle 4, auf die axial nebeneinander Aufnahmeringe 5 drehbar aufgeschoben sind. Jeder Aufnahmering 5 trägt an seiner Außenseite ein ringförmiges Spannelement 6, das sich unter Reibschluß an die Innenseite eine Wickelhülse 3 anlegen kann und dabei die Wickelhülse 3 festspannt. Zum Abziehen einer fertig gewickelten Wickelrolle 2 kann das Spannelement 6 gelöst werden. In der Ausführungsform nach 1 besteht das Spannelement 6 aus einem Spannring, aus dem Kugeln zum Festspannen einer Wickelhülse 3 heraustreten können. Dazu enthält das Spannelement 6 innen einen ringförmigen Grundkörper mit schräg verlaufenden Laufflächen für die Kugeln an der Außenseite. Bei einem Verdrehen des Grundkörpers werden so den Kugeln nach außen gegen die Innenseite der Wickelhülse 3 gedrückt.
Zwischen dem das Spannelement 6 tragenden Aufnahmering 5 und der Antriebswelle 4 kann eine einstellbare Reibverbindung hergestellt werden. Die einstellbare Reibverbindung dient dazu, Dickenprofilschwankungen der bahnförmigen Materialien über die Breite der Maschine, also die Länge der Wickelwelle 1, zu kompensieren. Dickenschwankungen addieren sich über die Vielzahl der aufgewickelten Lagen zu erheblichen Durchmesserunterschieden zwischen gleichzeitig gewickelten Wickelrollen auf. Falls die Dickenschwankungen nicht durch unterschiedliche Materialdehnungen kompensiert werden können, beispielsweise weil das aufzuwickelnde Bahnmaterial keine ausreichende Elastizität aufweist, benötigt jede Wickelrolle 2 beim Aufwickeln einen Drehfreiheitsgrad. Dieser ist bei einer einstellbaren Reibverbindung zwischen der Antriebswelle 4 und dem Spannelement 6 gegeben.
Nach der Erfindung wird die Reibverbindung zwischen einem Aufnahmering 5 und der Antriebswelle 4 über eine magneto- oder elektrorheologische Flüssigkeit 8 hergestellt. Bei magneto- oder elektrorheologischen Flüssigkeiten lässt sich die Viskosität durch Anlegen eines äußeren magnetischen oder elektrischen Feldes beeinflussen.
Über das äußere magnetische oder elektrische Feld kann so die Reibkraft zwischen zwei Elementen einer Kupplung eingestellt werden.
Der prinzipielle Aufbau der Kupplung ist in 2 dargestellt. Auf der Antriebswelle 4 sitzen jeweils zwei Lagerelemente 9 mit Abstand voneinander, zwischen denen eine Kammer für die magneto- oder elektrorheologische Flüssigkeit 8 gebildet ist. Die Lagerelemente 9 sind beispielsweise Wälzlager, deren innerer Laufring fest auf der Antriebswelle 4 sitzt und dessen äußerer Laufring den Aufnahmering 5 trägt. Die Kammer mit der Flüssigkeit 8 besteht aus zwei mit ihren Öffnungen gegeneinander und konzentrisch zueinander angeordneten zylindrischen Halbschalen 10, 11, wobei eine Halbschale 10 fest mit der Antriebswelle 4, die andere Halbschale 11 fest mit dem frei drehbar gelagerten Aufnahmering 5 verbunden ist. Über die Viskosität der Flüssigkeit 8 lässt sich so die Kraft einstellen, mit der die äußere Zylinderschale 11 von der inneren Zylinderschale 10 mitgedreht wird.
Zur Erzeugung eines magnetischen- oder elektrischen Feldes ist im äußeren Bereich der Antriebswelle 4 ein elektronischer Aktuator 12 angeordnet, der sich in axialer Richtung erstreckt. Der elektronische Aktuator 12 ist bevorzugt in der Aufnahmewelle 4 angeordnet, eine Aktivierung vom Umfang her ist ebenfalls möglich.
Bevorzugt sind über die axiale Länge der Antriebswelle 4 mehrere Aktuatoren 12 angeordnet, die einzeln zu- und abgeschaltet, sowie gesteuert werden können. So lässt sich der Übergang von einem zum nächsten Aktuator 12 stufenlos einstellen. Die Reibungskraft kann so beeinflusst werden, dass das übertragene Drehmoment in einem großen Spektrum den gewünschten Bedingungen beim Wickelprozeß angepasst werden kann.
Zur Anpassung an verschiedene Breiten der aufzuwickelnden Bahn und verschiedenen Wickelrollenbreiten sind die einzelnen, jeweils aus einem Lagerelement 9, Halbschalen 10, 11, einem Aufnahmering 5 und einem Spannelement 6 bestehenden Elemente vorteilhaft so gestaltet, dass sie axial und senkrecht zur Drehrichtung auf der Antriebswelle 4 verschoben werden können. Falls erforderlich, können Elemente mit verschiedenen Breiten auf der Antriebswelle 4 angeordnet werden. Zur Aktivierung oder Einstellung der einzelnen Elemente können innerhalb der Antriebswelle 4 Kabel verlegt werden, die zu den einzelnen Elementen hinführen. Ebenso ist es möglich, die Elemente über Funksignale anzusteuern.
Die Wickelwelle nach der Erfindung hat mehrere Vorteile:

Es tritt kein Verschleiß und kein Abrieb auf. Daher sind sehr lange Standzeiten zu erreichen, und die Maschine wird nicht verschmutzt. Die Reibung kann sehr exakt und definiert eingestellt werden, und die Elemente lassen sich elektrisch ansteuern. Dies alles ermöglicht es, eine sehr gleichmäßige Verteilung des Bahnzuges innerhalb eines großen Bereichs selbst bei sehr großen Bahnbreiten.

Claims

Wickelwelle (1) mit einer zentralen Antriebswelle (4), auf die axial nebeneinander mehrere Aufnahmeringe (5) drehbar aufgeschoben sind, die an ihrer Außenfläche ein Spannelement (6) zum Spannen einer Wickelhülse (3) tragen und an deren Innenseite Elemente zur Herstellung einer einstellbaren Reibverbindung mit der Antriebswelle (4) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der Reibverbindung zwischen einem Aufnahmering (5) und der Antriebswelle (4) eine magneto- oder elektrorheologische Flüssigkeit (8) angeordnet ist, deren Viskosität von mehreren, über die axiale Länge der Antriebswelle angeordneten Aktuatoren (12) beeinflusst wird, die einzeln zu- und abgeschaltet werden können.
Wickelwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils aus einem Lagerelement (9), aus Halbschalen (10), (11), einem Aufnahmering (5) und einem Spannelement (6) bestehenden Elemente auf der Antriebswelle (4) axial verschiebbar angeordnet sind.
Wickelwelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Elemente mit verschiedenen Breiten auf der Antriebswelle (4) angeordnet sind.
Wickelwelle nach Anspruch 1, 2 oder 3 für Rollenschneid- und Wickelmaschinen.