DE102021112881A1 - Friktionsvorrichtung zum Übertragen eines Drehmomentes von einer Wickelwelle auf einen Wickelkern für Materialbahnen - Google Patents

Friktionsvorrichtung zum Übertragen eines Drehmomentes von einer Wickelwelle auf einen Wickelkern für Materialbahnen Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Friktionsvorrichtung 1 zum Übertragen eines Drehmomentes von einer Wickelwelle 2 auf einen Wickelkern 3 für Materialbahnen. Bekannte Friktionsvorrichtungen weisen einen Expansionsring 11, mindestens einen an der Außenseite des Expansionsringes 11 gelagerten Klemmkörper 12, welcher mittels einer Drehung des Expansionsringes 11 gegenüber dem Klemmkörper 12 in radialer Richtung bewegbar ist und mindestens ein zum Expansionsring 11 axial benachbartes Lager 14 zur Aufnahme von durch den Wickelkern 3 ausgeübten radialen Kräften auf. Um die Demontage bzw. Montage einer derartigen Friktionsvorrichtung 1 zu vereinfachen, wird der Aufbau der Friktionsvorrichtung 1 geändert. Ein zumindest teilweise den Expansionsring 11 überdeckender Klemmkörperkäfig 15 zum Halten und Führen des Klemmkörpers 12 ist zwischen dem Expansionsring 11 und dem Klemmkörperkäfig 15 vorhanden. Der Klemmkörperkäfig 15 überdeckt auch das zum Expansionsring 11 axial benachbarte Lager 14 und ist zumindest formschlüssig mit dem Lager 14 ausgeführt.

Description

  • Gebiet:
  • Die Erfindung betrifft eine Friktionsvorrichtung zum Übertragen eines Drehmomentes von einer Wickelwelle auf einen Wickelkern für Materialbahnen.
  • Stand der Technik:
  • Üblicherweise werden Materialbahnen, beispielweise nach dem Teilen einer breiten Materialbahn in mehrere schmale Materialbahnen, auf nebeneinanderliegenden Wickelkernen aufgewickelt. Dazu werden die Wickelkerne auf nebeneinanderliegende Friktionsvorrichtungen einer gemeinsamen Wickelwelle geschoben. Das Drehmoment wird dann mittels eines Friktionskörpers in der Wickelwelle über die Friktionsvorrichtungen auf den jeweiligen Wickelkern übertragen.
  • Aus der DE 100 15 181 A1 ist eine derartige Anordnung und eine dazu geeignete Friktionsvorrichtung bekannt. Die Friktionsvorrichtung besteht aus einem Expansionsring, Klemmkörpern und einem den Expansionskörper und die Klemmkörper überdeckenden Klemmkörperkäfig. Durch eine Drehung des Expansionsringes gegenüber dem Klemmkörperkäfig werden die Klemmkörper radial zur Wickelwelle nach Außen bewegt. Die Übertragung des dazu notwendigen Drehmomentes von der Wickelwelle auf den Expansionsring erfolgt über die Friktionskörper, welche durch einen zwischen der Wickelwelle und dem Friktionskörper liegenden Druckmittelschlauch gegen die Innenseite des Expansionsringes gedrückt werden.
  • Nachteilig bei dieser Ausführung ist, dass in Abhängigkeit von dem Gewicht der aufgewickelten Materialbahn eine radiale Kraft auf den Druckmittelschlauch wirkt. Im Grenzfall reicht der Druck im Druckmittelschlauch nicht mehr aus, um die Übertragung des Drehmomentes zu steuern, weil der Expansionsring auf die Wickelwelle gedrückt wird und dadurch die Übertragung des Drehmomentes nicht mehr über die Friktionskörper erfolgt, sondern über einen Reibschluss zwischen Wickelwelle und Expansionsring.
  • Aus der DE 391 88 63 A1 kann eine weitere Friktionsvorrichtung entnommen werden. Auf einer Wickelwelle werden zwei Außenringe mit einem jeweils darüber liegenden Kugellager befestigt. Ein Expansionsring mit U-förmigem Querschnitt ist zwischen den beiden Kugellagern angeordnet und stützt sich auf diesen ab. Der Klemmkörper, hier ein einfach in Umfangsrichtung geteilter Klemmring, umfasst den Expansionsring in der Vertiefung des Expansionsringes zwischen den Kugellagern. Expansionsring und Klemmring bilden ohne Übertragung eines Drehmomentes eine nahezu durchgehende Oberfläche gegenüber einem Wickelkern. Ein Drehmoment der Wickelwelle wird mittels druckmittelschlauchgesteuerten Friktionskörpern von der Welle auf den Expansionsring übertragen. Dieser verdreht sich gegenüber dem Klemmring und drückt den Klemmring nach Außen gegen den Wickelkern. Dadurch entsteht ein durchgehender Reibschluss bzw. einer durchgehende Drehmomentübertragung zwischen Wickelwelle und Wickelkern.
  • Bei dieser Ausführung besteht der Nachteil darin, dass durch die Vielzahl der Bauteile der Friktionsvorrichtung und deren Verbindung zur Wickelwelle bzw. untereinander ein erheblicher Montageaufwand besteht. Weiterhin weist die Oberfläche große Spalte auf, in die leicht feiner Dreck, insbesondere feine Fasern bei der Papier- oder Textilherstellung, eindringen und die Funktion beeinträchtigen kann.
  • Aufgabe der Erfindung:
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher eine bekannte Friktionsvorrichtung, eine bekannte Kette von Friktionsvorrichtungen sowie ein bekanntes System aus einer Kette von Friktionsvorrichtungen und einer Wickelwelle dahingehend weiterzuentwickeln, dass die Friktionsvorrichtung einfacher zu de- bzw. montieren ist und weniger anfällig für Verschmutzung ist.
  • Erfindung:
  • Die Aufgabe der Erfindung wird durch den Gegenstand gemäß dem Anspruch 1 gelöst. Ein zumindest teilweise einen Expansionsring überdeckender Klemmkörperkäfig zum Halten und Führen eines Klemmkörpers zwischen einem Expansionsring und dem Klemmkörperkäfig ist vorhanden. Der Klemmkörperkäfig überdeckt auch ein zum Expansionsring axial benachbartes Lager und ist zum Übertragen radialer Kräfte von dem Wickelkern auf das Lager zumindest formschlüssig mit dem Lager ausgeführt. Der Klemmkörperkäfig weist mindestens eine Öffnung für einen begrenzten Durchtritt des Klemmkörpers auf, welcher mittels einer Drehung des Expansionsringes gegenüber dem Klemmkörperkäfig durch die Öffnung im Klemmkörperkäfig in radialer Richtung bewegbar ist.
  • Durch die Vereinfachung des Aufbaus der Friktionsvorrichtung und die im Wesentlichen durchgehende Oberfläche des Klemmkörperkäfigs gegenüber dem Wickelkern ist die Friktionsvorrichtung weniger anfällig für Verschmutzung und leichter zu demontieren bzw. montieren.
  • Definitionen:
  • Klemmkörper
    Bauteile, insbesondere Kugeln, zum Übertragen des Drehmomentes zwischen einem Expansionskörper und einem Wickelkern
    Axial
    Entlang der Längsachse der Wickelwelle
    Radial
    Senkrecht zur Längsachse der Wickelwelle
    Axial geteilt
    Geteilt durch eine Schnittebene, die im Wesentlichen parallel zur Längsachse der Wickelwelle ist oder die Längsachse enthält
    Radial geteilt
    Geteilt durch eine Schnittebene die im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Wickelwelle ist
  • Vorteilhafte Ausführungen der Friktionsvorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 14 ausgeführt.
  • Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ist das Lager vorzugsweise ein Gleitlager oder ein Wälzlager. Gleit- bzw. Wälzlager sind standardisierte Bauteile, die für unterschiedlichste Last- und Einsatzfälle kostengünstig beschafft werden können. Dies wirkt sich positiv auf die Fertigungskosten der Friktionsvorrichtung aus.
  • Weiterhin ist es bevorzugt, wenn das Lager einen Lagerinnenring und einen Lageraußenring aufweist und der Lageraußenring einstückig mit dem Klemmkörperkäfig ausgebildet ist. Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass die Demontage bzw. Montage der Friktionsvorrichtung, insbesondere bei einem Gleitlager, besonders einfach ist.
  • Eine Mehrzahl von Klemmkörpern ist vorzugsweise an den Außenseiten des Expansionsringes angebracht. Dadurch, dass gegenüber einem komplex geformten Klemmring einfach geformte Klemmkörper, wie z.B. Lagerkugeln, verwendet werden, sinkt der Aufwand für die Fertigung der Klemmkörper ohne die Klemmwirkung zu beeinträchtigen. Die Mehrzahl der Klemmkörper führt darüber hinaus dazu, dass ein Drehmoment gleichmäßiger über den Umfang bzw. Innenfläche des Wickelkerns verteilt wird.
  • Die Klemmkörper sind bevorzugt auf der Umfangsfläche des Expansionsringes in axialer und / oder in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet. Dies ermöglicht einen Reibschluss auf einer größeren Fläche des Wickelkerns und reduziert die Wahrscheinlichkeit für Beschädigungen des Wickelkerns durch das übertragene Drehmoment und die auftretenden Scherkräfte.
  • Zwischen mindestens einem der Klemmkörper und dem Expansionsring ist idealerweise ein Federelement zum Drücken des Klemmkörpers radial nach außen gegen die Innenseite des Klemmkörperkäfigs und / oder des Wickelkerns angebracht. Hierdurch wird erreicht, dass auch ohne eine Drehung der Wickelwelle ein Kontakt zum Wickelkern besteht und beim Anlaufen der Wickelwelle der Kern direkt mitgedreht wird.
  • Der Klemmkörperkäfig wird vorzugsweise aus mindestens zwei, durch zumindest ein Verbindungselement lösbar miteinander verbundenen Bauteilen gebildet. Eine derartige Teilung des Klemmkörperkäfigs erleichtert den Ein- bzw. Ausbau des Klemmkörperkäfigs und reduziert dadurch die Rüstzeiten im Betrieb.
  • Die Bauteile des Klemmkörperkäfigs weisen eine komplementäre Verzahnung, insbesondere an ihren gegenüberliegenden Stirnseiten, auf und stehen über die Verzahnung im zusammengebauten Zustand des Klemmkörperkäfigs zumindest formschlüssig miteinander im Eingriff. Hierdurch wird bei der Montage des Klemmkörperkäfigs die Positionierung der Bauteile des Klemmkörperkäfigs zueinander erleichtert.
  • Bevorzugt ist durch einen Verdrehbegrenzer ein möglicher Verdrehwinkel des Klemmkörperkäfigs oder zumindest eines seiner Bauteile zueinander begrenzbar. Die Verdrehbegrenzung steht im zusammengebauten Zustand des Klemmkörperkäfigs zumindest formschlüssig mit dem Klemmkörperkäfig in Eingriff. Dies ermöglicht eine Einfachen Zusammenbau einer Friktionsvorrichtung.
  • Beidseitig axial benachbart zu dem Expansionsring ist vorzugsweise jeweils eines der Lager angebracht. Der Klemmkörperkäfig besteht aus zwei rohrförmigen Hälften als Bauteilen. Die Bauteile des Klemmkörperkäfigs überdecken zumindest teilweise, bevorzugt vollständig, den Expansionsring und die beiden axial benachbarten Lager, wobei die beiden die Lager überdeckenden Bereiche des Klemmkörperkäfigs zumindest formschlüssig mit dem jeweiligen Lager ausgeführt sind. Bei dieser Ausführung ergibt sich der Vorteil dadurch, dass die radiale Belastung des Klemmkörperkäfigs besser verteilt wird und ein Kippen des Klemmkörperkäfigs im belasteten Zustand vermieden wird.
  • Die Verzahnungen sind an den dem Expansionsring zugewandten und sich gegenüberliegenden Stirnseiten der beiden Hälften des Klemmkörperkäfigs ausgebildet und überdecken jeweils den Expansionsring zumindest teilweise. Diese Ausführung ermöglicht es, vorgefertigte Friktionsvorrichtungen zu fertigen, die bei der Montage nur noch über eine Wickelwelle geschoben werden müssen.
  • Ein Sprengring mit einer Dicke (d) ist idealerweise zum lösbaren Verbinden der beiden Hälften des Klemmkörperkäfigs und des Expansionsrings miteinander idealerweise vorhanden. Ein Sprengring ist ein kostengünstiges und standardisiertes Verbindungselement. Dadurch können die Herstellungskosten einer Friktionsvorrichtung weiter gesenkt werden.
  • Der Expansionsring weist bevorzugt eine auf seiner Außenseite zumindest teilweise umlaufende Nut mit einer Tiefe (t1) auf. Die beiden Hälften des Klemmkörperkäfigs weisen auf der Innenseite im Bereich ihrer Verzahnung vorzugsweise eine zumindest teilweise umlaufende Nut mit einer Tiefe (t2) auf. Im zusammengebauten Zustand der Friktionsvorrichtung steht der Expansionsring idealerweise über den Sprengring mit den Hälften des Klemmkörperkäfigs in Eingriff und der Sprengring sichert gegen ein axiales Verschieben. Hierdurch wird vorteilhafterweise eine einfache, lösbare Sicherung gegen ein axiales Verschieben gegeneinander realisiert.
  • Die Öffnungen zur beweglichen Führung der Klemmkörper weisen bevorzugt in zumindest einer der Hälften des Klemmkörperkäfigs an einer die Verzahnung aufweisende Stirnfläche der Hälfte einen Durchbruch zu der Verzahnung, insbesondere zu einer Lücke der Verzahnung, hin auf. Die Durchbrüche in den Öffnungen werden im zusammengebauten Zustand des Klemmkörperkäfigs durch die komplementäre Verzahnung einer anderen axial gegenüberliegenden Hälfte geschlossen. Eine derartige Ausführung vereinfacht die Fertigung der Öffnungen in den Hälften des Klemmkörperkäfigs, da diese von außen beispielsweise eingesägt werden können. Dadurch reduziert sich der Fertigungsaufwand des Klemmkörperkäfigs.
  • Zumindest zwei auf einer Wickelwelle benachbart angeordnete Klemmkörperkäfige weisen idealerweise an den ihren Expansionsringen abgewandten Stirnseiten jeweils eine zueinander komplementäre Verzahnung auf und stehen mit dieser Verzahnung untereinander im Eingriff zur Verhinderung eines axialen Verdrehens und / oder radialen Verschiebens gegeneinander. Insbesondere wenn die Wickelkerne breiter als eine Friktionsvorrichtung sind, werden bei dieser Ausführung die radialen Kräfte besser abgeleitet und das Drehmoment gleichmäßiger auf den Wickelkern übertragen.
  • Bevorzugt ist, wenn der Expansionsring zumindest eine in Umfangsrichtung geneigte Rampe auf seiner Außenfläche ausbildet und vorzugsweise zumindest eine Rampe für zumindest einen Klemmkörper eine Keilfläche ausbildet. Die Keilfläche bildet zusammen mit dem Klemmkörperkäfig einen Anschlag für den Klemmkörper aus. Dadurch kann eine Verdrehsicherung ohne ein zusätzliches Bauteil ausgebildet werden.
  • Weiterhin wird die Aufgabe der Erfindung durch eine Kette aus zumindest zwei in axialer Richtung benachbart angebrachten Friktionsvorrichtungen mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. Die benachbart angeordneten Klemmkörperkäfige zweier benachbarter Friktionsvorrichtungen weisen an den ihren jeweiligen den Expansionsringen abgewandten Stirnseiten jeweils eine zueinander komplementäre Verzahnung auf. Mittels dieser Verzahnung stehen die Friktionsvorrichtungen untereinander im Eingriff und Verhindern dadurch ein axiales und / oder radiales Verschieben der Friktionsvorrichtungen gegeneinander.
  • Weiterhin wird die Aufgabe der Erfindung durch eine Kette aus zumindest zwei in axialer Richtung benachbart angebrachten Friktionsvorrichtungen mit den Merkmalen des Anspruchs 16 gelöst. Zwischen zwei benachbarten Friktionsvorrichtungen sind Zwischenscheiben aus einem Gleitwerkstoff angeordnet. Dadurch kann die Reibung zwischen zwei benachbarten Friktionsvorrichtungen mit unterschiedlichen Drehzahlen der Klemmkörperkäfige im Betrieb reduziert werden.
  • Es ist bevorzugt, wenn an zumindest einem Ende der Friktionskette eine Montagehilfe, vorzugsweise mit einer Einführschräge, anordnenbar ist. Dadurch kann die Kette einfach auf der Wickelwelle positioniert werden.
  • Weiterhin wird die Aufgabe der Erfindung gelöst durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 18 gelöst.
    Die Vorteile der beanspruchten Kette und des beanspruchten Systems entsprechen den oben mit Bezug auf die beanspruchte Friktionsvorrichtung genannten Vorteilen.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Der Beschreibung der Erfindung sind die folgenden sieben Figuren beigefügt:
    • 1: a) Axialer Schnitt durch eine Friktionsvorrichtung b) Radialer Schnitt durch eine Friktionsvorrichtung
    • 2: Axial geteilter Klemmkörperkäfig
    • 3: Radial geteilter Klemmkörperkäfig
    • 4: Explosionszeichnung einer Friktionsvorrichtung mit zwei Lagern
    • 5: Kette von Friktionsvorrichtungen
    • 6: Radialer Schnitt durch eine Friktionsvorrichtung mit Keilfläche
    • 7: Explosionszeichnung einer Friktionsvorrichtung mit zwei Lagern und mit Federelement
  • Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die genannten Figuren in Form von Ausführungsbeispielen detailliert beschrieben. In allen Figuren sind gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Bezugszeichen sind in Form eines Baugruppenverzeichnisses strukturiert. Bezugszeichen mit gleichen Anfangsziffern gehören zu einer gemeinsamen Baugruppe (Bauteil n1, n2 zur Baugruppe n).
  • Figurenbeschreibung:
  • 1 a) und b) zeigen jeweils unterschiedliche Schnitte durch eine erfindungsgemäße Friktionsvorrichtung 1. Die Friktionsvorrichtung 1 ist auf einer Wickelwelle 2 zwischen einem Wickelkern 3 und der Wickelwelle 2 angebracht. Ein an der Wickelwelle 2 anliegendes Drehmoment wird von einem Friktionskörper 22 in der Wickelwelle 2 mittels Reibschluss auf die Friktionsvorrichtung 1 und von dieser auf den Wickelkern 3 übertragen. In der Wickelwelle 2 ist umfangsverteilt mindestens eine sich in vorzugsweise axialer Richtung der Wickelwelle 2 erstreckende Nut 23 ausgebildet. In dieser Nut 23 ist bodenseitig ein Druckelement, beispielsweise ein Druckmittelschlauch 21 verlegt und die Nut 23 ist zu ihrer Öffnung hin, d.h. zum äußeren Umfang der Wickelwelle 2 hin mit dem sogenannten Friktionskörper 22 aufgefüllt. Je größer der Druck in dem Druckmittelschlauch 21 eingestellt wird, desto größer ist die radiale Kraft mit der der Friktionskörper 22 gegen die Innenseiten eines auf die Wickelwelle 2 aufgeschobenen Expansionsringes 11 gedrückt wird und desto größer ist der Reibschluß zwischen der Wickelwelle, insbesondere dem Friktionskörper, und dem Expansionsring 11.
  • Die Friktionsvorrichtung 1 besteht aus dem Expansionsring 11, einem in axialer Richtung neben dem Expansionsring 11 angeordneten Wälzlager 14, mehreren Klemmkörpern 12 und einem Klemmkörperkäfig 15. Der Klemmkörperkäfig 15 überdeckt hier den Expansionsring 11 und das Wälzlager 14 vollständig. Die Innenfläche des Klemmkörperkäfigs 15 ist im Bereich der Überdeckung des Wälzlagers 14 formschlüssig mit dem Außenring 143 des Wälzlagers 14 ausgeführt. Im Bereich des Expansionsringes 11 weist der Klemmkörperkäfig 15 mehrere Öffnungen 153 zum Halten und Führen der kugelförmigen Klemmkörper 12 auf.
  • Der Expansionsring 11 besitzt auf seiner Außenseite über seinen Umfang verteilt Teilbereiche die formschlüssig mit der Innenseite des Klemmkörperkäfigs 15 ausgebildet sind. Zwischen diesen formschlüssigen Bereichen ist der Umfang des Expansionsrings 11 durch Rampen gegenüber den formschlüssigen Bereichen des Expansionsringes 11 reduziert. In diesen abgesenkten Bereichen sind die Klemmkörper 12 und die Öffnungen 153 des Klemmkörperkäfigs 15 derart angeordnet, dass durch eine Drehung des Expansionsringes 11 gegenüber dem Klemmkörperkäfig 15 die Klemmkörper 12 in radialer Richtung bewegt werden können. Mittels eines Federelementes 17, insbesondere Federblechs, kann ein Klemmkörper 12 nach außen gedrückt werden.
  • 2 stellt einen axial geteilten Klemmkörperkäfig 15 der 1 dar. Die einander zugewandten Kontaktflächen der Bauteile des geteilten Klemmkörperkäfigs 15 weisen bereichsweise eine komplementäre Verzahnung 154 auf. Hierdurch lassen sich die beiden Bauteile des Klemmkörperkäfigs 15 durch ein axiales Verschieben zueinander zusammenfügen und eine radiale Trennbarkeit der Bauteile wird verhindert.
  • 3 zeigt einen Expansionsring 11 und einen zugehörenden radial zweigeteilten Klemmkörperkäfig 15. Die beiden Hälften 151, 152 des Klemmkörperkäfigs 15 weisen auf ihren zueinander ausgerichteten Stirnseiten eine komplementäre Verzahnung 154 auf. Im Bereich dieser Verzahnung 154 der jeweiligen Hälfte 151,152 ist auf der Innenseite derart eine Nut angebracht, dass im zusammengesetzten Zustand des Klemmkörperkäfigs 15 die Nut umlaufend ist. Auf der Außenseite des Expansionsrings 11 ist eine dazu gegenüberliegende umlaufende Nut vorhanden, so dass mittels eines in den Nuten liegenden Sprengringes 13 sowohl die beiden Hälften 151,152 untereinander als auch die Hälften 151,152 mit dem Expansionsring 11 lösbar verbunden und gegen axiales Verschieben relativ zueinander gesichert sind.
  • 4 zeigt eine Explosionsskizze der Friktionsvorrichtung 1 mit einem Gleitlager 18 und einem Wälzlager 14 dar. Beide Lager 14, 18 sind axial benachbart zum Expansionsring 11 angeordnet. Der Klemmkörperkäfig 15 ist, wie in 3 dargestellt, radial teilbar und kann mittels des Sprengringes 13 mit dem Expansionsring 11 verbunden werden. Der Klemmkörperkäfig 15 bildet dazu noch den jeweiligen Außenring 143, 182 des Gleit- bzw. Wälzlagers 14,18 aus.
  • Öffnungen 153 im Klemmkörperkäfig 15 für die Klemmkörper 12 sind derartig angeordnet, dass sie im Bereich der komplementären Verzahnung 154 der beiden Hälften 151,152 liegen und sind im zusammengebauten Zustand der beiden Hälften sowohl in Umfangsrichtung als auch in axialer Richtung versetzt zueinander angeordnet. Entsprechend dazu sind die Rampen auf der Außenseite des Expansionsringes 11 ebenfalls versetzt angeordnet. Die Nut bzw. der Sprengring 13 liegen in axialer Richtung zwischen den Rampen und den zugehörenden Klemmkörpern 12.
  • 5 stellt eine Kette von benachbarten Friktionselementen 1 dar. Die Klemmkörperkäfige 15 benachbarter Friktionselemente 1 weisen auf ihrer jeweiligen Stirnseite eine zueinander komplementäre Verzahnung auf. Die Verzahnung weist Flächen auf, die geeignet sind radiale Kräfte und / oder auch Drehmomente zwischen den Friktionselementen zu übertragen.
  • 5 zeigt auch ein System aus einer Wickelwelle 2 und mindestens einer auf der Wickelwelle 2 aufgeschobenen Friktionsvorrichtung 1 gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14. Mindestens einer der umfangsverteilt in der Wickelwelle 2 angeordneten Friktionskörper 22, z. B. eine Leiste, weist eine sich zumindest abschnittsweise in axialer Richtung erstreckende Vertiefung 221 auf. Die Vertiefung 221 ist in dem Friktionskörper 22 so angeordnet und ausgeformt, dass nur ein zugeordneter Lagerinnenring 142 des Lagers 14 mit der Vertiefung 221 in Eingriff bringbar und auf diese Weise mit der Wickelwelle rotatorisch gekoppelbar ist, und dass aber die Bewegung eines axial zu dem Lager 14 benachbarten Expansionsringes 11 und / oder Klemmkörper 12 durch das Lager 14 nicht behindert wird.
  • 6 stellt eine alternative Ausführungsform der in 1 b) dargestellten Friktionsvorrichtung 1 dar. Im Gegensatz zu der in der 1 b) gezeigten Ausführung weist der Expansionsring eine in Umfangsrichtung geneigte Rampe 112 mit einer Keilfläche statt der Reduzierung des Umfangs durch zwei Rampen auf.
  • 7 zeigt eine Friktionsvorrichtung 1 analog zur 4. In der dargestellten Ausführung sind beidseitig zum Expansionsring 11 Wälzlager 14 angeordnet. Weiterhin weist der Expansionsring 11 Federelemente 17 in Form einer Blattfeder auf. Durch diese werden die Klemmkörper 12 gegen die Innenseite des Klemmkörperkäfigs 151,152 gedrückt.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Friktionselement
    11
    Expansionsring
    12
    Klemmkörper
    13
    Sprengring
    14
    Lager
    141
    Lagerkäfig mir Rollen
    142
    Lagerinnenring
    143
    Lageraußenring
    15
    Klemmkörperkäfig
    151
    Bauteil 1 Klemmkörperkäfig
    152
    Bauteil 2 Klemmkörperkäfig
    153
    Öffnungen im Klemmkörperkäfig
    154
    Verzahnung Klemmkörperkäfig
    155
    Durchbruch in der Stirnfläche
    161
    Bolzen
    162
    Nut im Klemmkörperkäfig
    17
    Federelement
    18
    Gleitlager
    181
    Gleitlagerinnenring
    182
    Gleitlageraußenring
    2
    Wickelwelle
    21
    Druckmittelschlauch
    22
    Friktionskörper
    23
    Nut
    221
    Vertiefung
    3
    Wickelkern
    4
    Montagehilfe
    41
    Einführschräge
    d
    Dicke Sprengring
    t1
    Tiefe der Nut im Expansionsring
    t2
    Tiefe der Nut im Segment des Klemmkörperkäfigs
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 10015181 A1 [0003]
    • DE 3918863 A1 [0005]

Claims (18)

  1. Friktionsvorrichtung (1) zum Übertragen eines Drehmomentes von einer Wickelwelle (2) auf einen Wickelkern (3) für Materialbahnen, aufweisend einen Expansionsring (11), mindestens einen an der Außenseite des Expansionsringes gelagerten Klemmkörper (12), welcher mittels einer Drehung des Expansionsringes (11) in radialer Richtung bewegbar ist, und mindestens ein zum Expansionsring (11) axial benachbartes Lager (14) zur Aufnahme von durch den Wickelkern (3) ausgeübten radialen Kräften, dadurch gekennzeichnet, dass - ein zumindest teilweise den Expansionsring (11) überdeckender Klemmkörperkäfig (15) vorhanden ist zum Halten und Führen des Klemmkörpers (12) zwischen dem Expansionsring (11) und dem Klemmkörperkäfig (15); - der Klemmkörperkäfig (15) auch das zum Expansionsring (11) axial benachbarte Lager (14) überdeckt und zumindest formschlüssig mit dem Lager (14) ausgeführt ist zum Übertragen der radialen Kräfte von dem Wickelkern (3) auf das Lager (14); und - der Klemmkörperkäfig (15) mindestens eine Öffnung (153) aufweist für einen begrenzten Durchtritt des Klemmkörpers, welcher mittels der Drehung des Expansionsringes (11) gegenüber dem Klemmkörperkäfig (15) durch die Öffnung (153) im Klemmkörperkäfig (15) in radialer Richtung bewegbar ist.
  2. Friktionsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (14) ein Gleitlager oder ein Wälzlager ist.
  3. Friktionsvorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - das Lager (14) einen Lagerinnenring und einen Lageraußenring aufweist; und - der Lageraußenring (143) einstückig mit dem Klemmkörperkäfig (15) ausgebildet ist.
  4. Friktionsvorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - eine Mehrzahl von Klemmkörpern (12) an den Außenseiten des Expansionsringes (11) angebracht ist; und - die Klemmkörper (12) auf der Umfangsfläche des Expansionsringes (11) in axialer Richtung und / oder in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind.
  5. Friktionsvorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zwischen mindestens einem der Klemmkörper (12) und dem Expansionsring (11) ein Federelement (17) angebracht ist zum Drücken des Klemmkörpers (11) radial nach Außen gegen die Innenseite des Klemmkörperkäfigs (15) und / oder des Wickelkerns (3).
  6. Friktionsvorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der Klemmkörperkäfig (15) aus mindestens zwei, durch zumindest ein Verbindungselement lösbar miteinander verbundenen Bauteilen (151, 152) gebildet ist.
  7. Friktionsvorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile (151, 152) des Klemmkörperkäfigs (15), insbesondere an ihren gegenüberliegenden Stirnseiten, eine komplementäre Verzahnung aufweisen und über die Verzahnung (154) im zusammengebauten Zustand des Klemmkörperkäfigs (15) zumindest formschlüssig miteinander in Eingriff stehen.
  8. Friktionsvorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - durch einen Verdrehbegrenzer (161,162) ein möglicher Verdrehwinkel des Klemmkörperkäfigs (15) oder mindestens eines seiner Bauteile (151,152) zueinander begrenzbar ist; und - der Verdrehbegrenzer (161,162) im zusammengebauten Zustand des Klemmkörperkäfigs (15) zumindest formschlüssig mit dem Klemmkörperkäfig (15) in Eingriff steht.
  9. Friktionsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass - beidseitig axial benachbart zu dem Expansionsring (11) jeweils eines der Lager (14) angebracht ist; und - der Klemmkörperkäfig (15) aus zwei rohrförmigen Hälften (151, 152) als den Bauteilen besteht; und - die beiden Hälften des Klemmkörperkäfigs (15) den Expansionsring (11) jeweils anteilig und die beiden axial benachbarten Lager (14) zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, überdecken, wobei die beiden die Lager (14) überdeckenden Bereiche des Klemmkörperkäfigs (15) zumindest formschlüssig mit dem jeweiligen Lager (14) ausgeführt sind.
  10. Friktionsvorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass - die Verzahnungen (154) an den dem Expansionsring (11) zugewandten und sich gegenüberliegenden Stirnseiten der beiden Hälften (151,152) des Klemmkörperkäfigs (15) ausgebildet sind und den Expansionsring (11) jeweils zumindest teilweise überdecken.
  11. Friktionsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sprengring (13) mit einer Dicke (d) vorhanden ist zum lösbaren Verbinden der beiden Hälften (151, 152) des Klemmkörperkäfigs (15) und des Expansionsrings (11) miteinander.
  12. Friktionsvorrichtung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass - der Expansionsring (11) eine auf seiner Außenseite eine zumindest teilweise umlaufende Nut mit einer Tiefe (t1) aufweist; - die beiden Hälften (151, 152) des Klemmkörperkäfigs (15) auf der Innenseite im Bereich ihrer Verzahnung eine zumindest teilweise umlaufende Nut mit einer Tiefe (t2) aufweisen; und - im zusammengebauten Zustand der Friktionsvorrichtung (1) der Expansionsring (11) über den Sprengring (13) mit den Hälften (151, 152) des Klemmkörperkäfigs (15) in Eingriff steht zum Sichern des Expansionsrings (11) und der beiden Hälften (151,152) des Klemmkörperkäfigs (15) gegen ein axiales Verschieben, auch relativ zueinander.
  13. Friktionsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass - die Öffnungen (153) zur beweglichen Führung der Klemmkörper (12) in zumindest einer der Hälften (151, 152) des Klemmkörperkäfigs (15) an der die Verzahnung (154) aufweisenden Stirnfläche der Hälften (151, 152) einen Durchbruch (155) zu der Verzahnung, insbesondere zu einer Lücke der Verzahnung, hin aufweisen; und - die Durchbrüche (155) in den Öffnungen (153) im zusammengebauten Zustand des Klemmkörperkäfigs (15) durch die komplementäre Verzahnung (154) einer anderen, axial gegenüberliegenden Hälfte geschlossen werden.
  14. Friktionsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der Expansionsring (11) zumindest eine in Umfangsrichtung geneigte Rampe (112) auf seiner Außenfläche ausbildet; und - vorzugsweise zumindest eine Rampe (112) für zumindest einen Klemmkörper (12) eine Keilfläche ausbildet.
  15. Kette bestehend aus mindestens zwei auf einer gemeinsamen Wickelwelle (2) in axialer Richtung benachbart angebrachten Friktionsvorrichtungen (1), jeweils nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die benachbart angeordneten Klemmkörperkäfige zweier benachbarter Friktionsvorrichtungen an den ihren jeweiligen Expansionsringen abgewandten Stirnseiten jeweils eine zueinander komplementäre Verzahnung aufweisen und mit dieser Verzahnung untereinander in Eingriff stehen zur Verhinderung eines axialen Verdrehens und / oder radialen Verschiebens der beiden Friktionsvorrichtungen gegeneinander.
  16. Kette bestehend aus mindestens zwei auf einer gemeinsamen Wickelwelle (2) in axialer Richtung benachbart angebrachten Friktionsvorrichtungen (1), (1), jeweils nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei benachbarten Friktionsvorrichtungen (1) Zwischenscheiben (5) aus einem Gleitwerkstoff angeordnet sind, um die Reibung zwischen zwei benachbarten Friktionsvorrichtungen (1) mit evtl. unterschiedlichen Drehzahlen der Klemmkörperkäfige (151,152) im Betrieb zu reduzieren.
  17. Kette bestehend aus mindestens zwei auf einer gemeinsamen Wickelwelle (2) in axialer Richtung benachbart angebrachten Friktionsvorrichtungen (1), nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einem Ende der Friktionskette eine Montagehilfe (4), vorzugsweise mit einer Einführschräge (41), anordbar ist.
  18. System aus einer Wickelwelle (2) und mindestens einer auf der Wickelwelle (2) aufgeschobenen Friktionsvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass - der mindestens eine Friktionskörper (22), z.B. Leiste, in der Wickelwelle (2) eine sich zumindest abschnittsweise in axialer Richtung erstreckende Vertiefung (221) aufweist; und - die Vertiefung (221) in dem Friktionskörper (22) so angeordnet und ausgeformt ist, dass nur ein zugeordneter Lagerinnenring (142) des Lagers (14) mit der Vertiefung (221) in Eingriff bringbar und auf diese Weise mit der Wickelwelle rotatorisch gekoppelt ist, und dass aber die Bewegung eines axial zu dem Lager (14) benachbarten Expansionsringes (11) und / oder Klemmkörper (12) durch das Lager (14) nicht behindert wird.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE3918863A1 (de) 1989-06-09 1990-12-13 Stahlkontor Maschinenbau Wickelwelle
DE10015181A1 (de) 1999-08-24 2001-03-01 Kampf Gmbh & Co Maschf Rollenschneid- und Wickelmaschine

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