DE1599060B1 - Vorrichtung zum konstanthalten der bahnspannung einer materialbahn - Google Patents

Description

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der vorher erwähnten bekannten Vorrichtung, bei der sein, welcher die Schwingungen des Hebels derart eine Materialbahn mit Hilfe einer weiterverarbeiten- dämpft, daß er den mit jeder Umdrehung der Mateden Maschine von einer Wickelrolle abgezogen und in rialbahnrolle periodisch wiederkehrenden Schwinjene eingeführt wird, wobei die von der Wickelrolle gungen bevorzugt zu folgen vermag, auf die in kürzekommende Materialbahn im Gegensinn um zwei Wal- 5 ren Perioden auftretenden Unregelmäßigkeiten aber zen geschlungen ist, die an einem schwenkbaren He- praktisch nicht anspricht. Die günstigste Art der in bei gelagert sind, und von denen die eine abbremsbar einem Hebel gelagerten Walzen ist dabei diejenige, bei ist und ihre Bremskraft auf den Umfang der Wickel- welcher die beiden Walzen untereinander angeordnet rolle überträgt, erfindungsgemäß dadurch, daß die sind, so daß der Hebel in im wesentlichen senkrechter beiden umschlungenen Walzen einen Anpreßdruck io Mittellage schwingt, und die zuerst von der Materialaufeinander ausüben, wobei die Materialbahn zwi- bahn umschlungene Walze neben der Materialbahnschen ihnen geführt ist, und daß die abbremsbare rolle angeordnet ist. Hierbei kommen die damit erziel-Walze, die in an sich bekannter Weise auch antreib- baren Vorteile im höchsten Maße zur Wirkung, wenn bar, also regelbar ist, die zweite Walze darstellt, von die Materialbahn im Scheitelpunkt der gebremsten der die Materialbahn zur weiterverarbeitenden Ma- 15 Walze von dieser waagerecht fortgeführt wird,
schine abläuft, wobei der Hebel sich etwa senkrecht Es hat sich weiterhin als sehr vorteilhaft erwiesen, zur ablaufenden Materialbahn erstreckt, und die die Walze, welche mit der die Abzugsspannung der Schwenkachse des Hebels auf der Verlängerung einer Materialbahn regelnden Regeleinrichtung versehen Mantellinie der zweiten Walze liegt. ist, auf ihrer Oberfläche mit Entlüftungsrinnen zu ver-

AIs vorteilhaft hat es sich erwiesen, dabei die als er- zo sehen. Sie gewährleisten ein stets gleichmäßig glattes ste umschlungene Walze mit einer eindrückbaren Anliegen der Materialbahn an der Oberfläche der Oberfläche zu versehen. Zu diesem Zweck ist die Walze, deren Umdrehungsgeschwindigkeit geregelt Walze oder wenigstens der Mantel der Walze aus wird, und verhindern insbesondere, daß zwischen einem gummielastischen Material. Die Größe der EIa- Materialbahn und Walzenoberfläche ein Luftfilm einstizität dieses Materials hängt von verschiedenen Ver- 25 geschlossen wird, welcher ein relatives Gleiten zwif ahrensbedingungen ab, insbesondere von der Dicke sehen beiden zulassen und damit die Übertragung der der Materialbahn, wobei die Walzenoberfläche umso Regelwirkung auf die Materialbahn unzuverlässig manachgiebiger sein muß, je dünner die Folienbahn ist. chen würde. Die Entlüftungsrinnen verlaufen vor-Die Walzenoberfläche kann dabei in einem Fall so zugsweise im wesentlichen längs der Walze. Sie könwenig nachgiebig sein wie der Mantel eines Fahrzeug- 30 nen beispielsweise durch Anbringen längs verlauf enreifens, und sie kann in einem anderen Fall so weich der Vertiefungen in den Walzenmantel oder längs versein wie ein Schwamm aus Kunststoffschaum. Wal- laufender Auflagen auf den Walzenmantel gebildet zenoberflächen aus Kunststoffschaum und aus Weich- sein,
gummi sind meistens in der Praxis angewandt. Die Regeleinrichtung, welche die Umfangsge-

Die Größe der Elastizität der Walzenoberfläche 35 schwindigkeit der einen Walze regelt, besteht aus hängt auch von der mehr oder weniger großen Unre- einer Bremsvorrichtung. Doch kann es sich auch um gelmäßigkeit der Wicklungen oder der Materialbahn eine Antriebsvorrichtung handeln, nämlich dann, selber ab, welche sich auf der abzuwickelnden Rolle wenn die Kraft, mit welcher die Materialbahn von der befindet. Je größer die Unregelmäßigkeiten, z. B. die Transportvorrichtung zu der weiterverarbeitenden Wulste, um so weicher muß die Walzenoberfläche sein, 40 Maschine eingezogen wird, nicht ausreicht, um die und umgekehrt. Ein weiterer Umstand, der die wün- Widerstände zu überwinden, welche durch die Reischenswerte elastische Eigenschaft der Walze be- bung der Materialbahnrolle in ihrer Lagerung entstestimmt, ist die angewendete Abzugsspannung, Je grö- hen. In an sich bekannter Weise besteht der Regler in ßer diese ist, um so härter muß die Oberfläche der einer Vorrichtung, welche sowohl als Bremse wie Walze sein, und umgekehrt. 45 auch als Antrieb wirken kann und je nach den Erfor-

Die mit der gummielastischen Oberfläche verse- dernissen in der einen oder anderen Weise wirkt. Als

hene erste Walze befindet sich in Berührung mit der Bremsvorrichtung kann jede bekannte verwendet wer-

Materialbahnrolle. Die erste und die zweite Walze ste- den, z.B. einstellbare Bremsbacken, hydraulische

hen so dicht zusammen, daß sie die Materialbahn zwi- oder elektromagnetische Bremsen. Sehr zweckmäßig

sehen sich einklemmen, doch soll es dabei nur zu 50 sind elektrische Aggregate, die sowohl als Motor als

einem glatten Anlegen der Materialbahn an die Ober- auch als Generator wirken können und in bekannter

fläche der gebremsten Walze kommen; auf keinen Weise durch ein Relais gesteuert werden.

Fall soll die Materialbahn zwischen den beiden Wal- Die Vorrichtung gemäß der Erfindung wird im fol-

zen verzerrt oder sonstwie deformiert werden, wie es genden an Hand einer bevorzugten Ausgestaltung und

beispielsweise die Aufgabe eines Quetschwalzenpaa- 55 unter Hinweis auf die F i g. 1 bis 8 näher erläutert,

res ist. Von den Abbildungen zeigt F i g. 1 in perspektivischer

Die derart mit einem Hebel versehene Vorrichtung Darstellung eine Vorrichtung gemäß der Erfindung, gemäß der Erfindung ist in besonders hohem Maße F i g. 2 zeigt eine vereinfachte schematische Seitenandazu befähigt, alle Unregelmäßigkeiten der Material- sieht der Vorrichtung und die Fig. 3 bis 8 zeigen in bahnrolle, d. h. sowohl die in der Materialbahn selber 60 vereinfachter perspektivischer Darstellung einen Teil enthaltenden Unregelmäßigkeiten, wie Foliendicke der mit Entlüftungsrinnen versehenen Walze in sechs oder Durchhänge, als auch die beim Aufwickeln der verschiedenen Ausführungsformen.
Rolle entstandenen Unregelmäßigkeiten, wie zu nied- Die in Fi g. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung wird rige oder schwankende Wickelfestigkeit oder Un- von einer Materialbahn 15 durchlaufen, die von einer rundsein der Spule, beim Abwickeln der Materialbahn 65 Materialbahnrolle 1 abgewickelt und von einer Weiterauszugleichen. Der Hebel kann zwecks weiterer Ver- Verarbeitungsmaschine, von der nur eine Einlaufbesserung des Ausgleicbsvermögens der Abwickel- walze 6 dargestellt ist, gezogen wird. Die Materialvorrichtung mit einem Schwingungsdämpfer versehen bahnrolle 1 befindet sich auf einer Wickelachse 2, die

in bekannter Weise beiderseits gelagert ist. Die von der liehen Störungen in der weiterverarbeitenden Ma-Rolle ablaufende Materialbahn 15 umschlingt zu- schine führen. Die Walze 3 tastet jedoch mitschwinnächst eine mit elastischer Schicht überzogene gend den Umfang der Wickelrolle ab. Da die Schwenk-Walze 3, wird dann auf eine mit Entlüftungsrinnen achse α des Hebels 5 aber mit der tangierenden Linie versehene Walze 4 übergeben und verläßt schließlich 5 der von der Walze 4 ablaufenden Bahn zusammendieWalze4 auf einer Linie, die in der Schwenkachse α fällt, wird die Spannungsschwankung in der Folieneines Paares von Hebeln 5 liegt, in welchen die Wal- bahn, die ja ursächlich mit einer Verlängerung und zen 3 und 4 drehbar gelagert sind, dabei läuft die Verkürzung der Folienbahn beim Abwickeln von der Materialbahn 15 etwa rechtwinklig zu den Hebeln 5 unrunden Rolle in Verbindung steht, bei etwa senkvon der Walze 4 ab. io rechter Stellung des Hebels 5 zur ablaufenden Folien-

Die Walze 4 erhält von der Materialbahn 15 ein bahn vollständig und bei hiervon infolge Abhebens Drehmoment. Über ein an einer Seite der Walze 4 auf der Walze 3 von der Wickelrolle 1 abweichenden Stelderen Achse fest angeordnetes Zahnrad 7 wird das lungen bis zum Einlaufen in die weiterverarbeitende Drehmoment auf ein weiteres, ebenfalls drehbar gela- Maschine weitestgehend aufgehoben,
gertes Zahnrad 8 übertragen, das mittels einer durch 15 Die elastische Oberfläche der Walze 3 nimmt kleine eine Hohlwelle 9 hindurchgeführten Übertragungs- Oberflächenfehler, beispielsweise Hocker und/oder welle mit einem Kettenrad 10 verbunden ist, das Falten in der Rolle 1 puffernd auf und wirkt zum andeseinerseits mittels der Kette 14 das von der Walze 4 ren auch an den Stellen der Materialbahn ausgleiabgegebene Drehmoment einer Regeleinrichtung 11 chend, die sich durch eine möglicherweise ungleiche zuleitet. Die Achse des Zahnrades 8 ist zweckmä- ao Materialstärke oder lokale Verdehnung bei der Herßigerweise koaxial zur Schwenkachse a angeordnet, stellung als etwas längere oder kürzere Partie — in der ihre Bewegungen sind aber infolge ihrer Lagerung in Bahnrichtung gesehen — bemerkbar machen,
der Hohlwelle 9 unabhängig von den Bewegungen der Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die

Hebel 5. Die Oberfläche der Walze 4 ist in Längsrich- Bahnspannung unabhängig davon, ob die Rolle neu tung geradlinig oder spiralförmig oder ringförmig von 25 eingesetzt wurde oder fast vollständig abgewickelt ist, Rillen, Sicken, Streifen, Rundstäben oder anderen zur mit großer Genauigkeit konstant gehalten. Da sich die Bildung von Entlüftungsrinnen führenden Teilen, die Wickelachse der Rolle 1 bei sorgsamer Lagerung ohne konvex oder konkav ausgeführt sein können, durchzo- Schwierigkeiten mitdrehen kann und beispielsweise gen bzw. bedeckt. Es genügt auch, wenn die Walze nur die Reibung von zwei Kugellagern zu überwinden statt rund vieleckig gestaltet ist. 30 braucht, besteht nicht die Gefahr einer vom Kern ausin F i g. 6 ist eine im Querschnitt zwölfeckige Walze gehenden erneuten Aufwicklung und dem damit verals Beispiel dargestellt. In der Praxis verwendet man bundenen Verschieben der oberen Lagen der Wickin der Regel Walzen, deren Querschnitt ein höherzäh- lung. Gleichzeitig werden bei größter Schonung der liges Vieleck ist. Materialbahn durch den mitschwingenden Hebel 5 die

Der Mantel der Walze 3 besteht aus einem elasti- 35 Bahnspannungsschwankungen aufgehoben,
sehen Material. Er gleicht einmal die der jeweiligen Die Einrichtung läßt sich noch in verschiedener

Materialbahn eigenen stellenweise auftretenden, in Weise abwandeln, wobei jeweils Rücksicht auf das zu der Längsrichtung verlaufenden, z. B. durch Dicken- verarbeitende Material genommen wird. So kann die Schwankungen entstandenen Verdehnungen aus und Oberfläche der Walze 4 auf verschiedene Art gestaltet verdrängt zum anderen bei der Anpressung an die 40 werden, um zu erreichen, daß die Luft zwischen Mate-Walze 4 den Luftfilm, der zwischen Materialbahn 15 rialbahn und Walzenoberfläche nach der Seite voll- und Walze 4 eingesogen wird. ständig entweichen kann. Hierzu können, wie bei-

In dem Hebel5 können auch außer den Walzen3 spielsweise in Fig. 3 gezeigt wird, in die Walze 4 und 4 weitere Walzen angeordnet sein. Diese können Längsrillen eingefräst werden, die auch bei sehr hohen wie die Walze 3 eine elastische Oberfläche haben oder 45 Umfangsgeschwindigkeiten ein Ausweichen der Luftwie die Walze 4 mit Rillen versehen und mit einer Re- reste ermöglichen. Ebenso vorteilhaft ist es, die geleinrichtung ausgestattet sein. Im Anschluß an eine Walze, wie in F i g. 4 dargestellt, mit am Umfang vermit einer Regeleinrichtung versehenen Rolle 4 können teilten, hervorstehenden Stäben zu versehen, die die auch eine oder mehrere einfache Umschlingungswal- Materialbahn nur an den entsprechenden Stellen der zen folgen. Normalerweise genügt aber die Anord- 50 herausragenden Stäbe aufliegen lassen, wobei die Luft nung einer einzigen Walze 3 und einer einzigen seitlich sehr gut entweichen kann. Die F i g. 5, 6, 7 und Walze 4 auf dem Hebel 5. 8 zeigen weitere Beispiele einer Abwandlung der WaI-

Die regelnd wirkende Einrichtung 11 kann auch di- zenoberfläche. Bei dem Ausführungsbeispiel nach rekt an die Stelle des Übertragungsrades 10 eingesetzt F i g. 5 werden dünne Latten am Umfang aufgesetzt, werden, wobei dann die in Fig. 1 dargestellte Über- 55 wobei die an sich runde Walzenoberfläche im wesenttragung 14 entfällt. liehen erhalten bleibt. F i g. 6 zeigt das schon oben er-

Die mit elastischer Oberfläche versehene Walze 3 wähnte Schema einer Ausführungsform, nach der die wird am Umfang der abzuwickelnden Rolle 1 zur An- Walze als ein vieleckiges Prisma ausgebildet ist. Bei lage gebracht. dem Beispiel nach F i g. 7 besteht der walzenähnliche

F i g. 1 zeigt die räumliche Anordnung der Wal- 60 Körper aus einer Anzahl kreisförmig angeordneter zen 3 und 4, die drehbar in den Hebeln 5 gelagert sind Rundstäbe. Insbesondere hierbei wird eine äußerst und damit eine schwingende Bewegung um die günstige Luftverdrängung erzielt. Fig. 8 zeigt eine Schwenkachse α ausführen können. Diese Gestaltung Walze, bei der Rundstäbe zur Hälfte in den Walzenhat folgenden Zweck zu erfüllen: Bei Rollen mit von körper eingelassen sind und zur anderen Hälfte aus der Kreisform abweichendem Querschnitt kommt es 65 diesem herausragen.

naturgemäß nicht zu einem gleichmäßigen Abzug der Die Vorrichtung gemäß der Erfindung bringt zahl-

Folienbahn, wodurch mehr oder weniger starke Span- reiche Vorteile mit sich. Beim Abwickeln bleibt die nungsschwankungen auftreten, die vielfach zu erheb- Materialbahnspannung unabhängig von der Durch-

messeränderung der Wickelrolle konstant und dabei kommt es zu keiner Beschädigung der Materialbahnen, selbst wenn diese gegen Krafteinwirkungen sehr empfindlich sind, wie beispielsweise sehr dünne Kunststoffolienbahnen. Ein Aufwickeln der Materialbahnrolle von ihrem Kern her tritt nicht ein und damit wird zugleich ein axiales Verschieben der äußeren Wickellagen vermieden. Es wird ferner praktisch kein Stau erzeugt. Die Bremsung läßt sich mit hoher Genauigkeit steuern. Die Vorrichtung ermöglicht daher die Verarbeitung von Rollen mit lockerer Wicklung, von unrunden Rollen, Rollen mit stellenweise unregelmäßiger, d. h. im Vergleich zum größten Teil der Rolle zu hoher oder zu niedriger Wickelhärte und von

Rollen mit Dickenschwankungen in der Folienbahn. Die Vorrichtung führt damit auch zu einer Qualitätsverbesserung der aus der abgerollten Materialbahn hergestellten Artikel. Die mit der Vorrichtung erzielbaren Verbesserungen beruhen in erster Linie darauf, daß die Materialbahn infolge ihrer außerordentlich gleichmäßigen Spannung sich sehr schnell auf eine Laufrichtung einpendelt, die sie dann unverändert beibehält, so daß beispielsweise beim Aufwickeln ίο nach dem Aufteilen in mehrere schmalere Bahnen an den aufgewickelten Rollen vollkommen plane Stirnseiten entstehen, was mit den bisher bekannten Hilfsmitteln beim Abwickeln von Materialbahnen unerreichbar war.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

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dementsprechend auch das Drehmoment abnimmt.

Patentansprüche Die Regelung erfolgt bei einfachen Vorrichtungen von

Hand, bei genauer arbeitenden Vorrichtungen mit

1. Vorrichtung zum Konstanthalten der Bahn- Hilfe der Steuerungs- und Regeltechnik auf elektri-

spannung einer Materialbahn, welche mit Hilfe 5 schem, optischem, pneumatischem, hydraulischem einer weiterverarbeitenden Maschine von einer oder mechanischem Wege. Der größte Nachteil der

Wickelrolle abgezogen und in jene eingeführt Kernbremsung liegt aber darin, daß es trotz Regelung

wird, wobei die von der Wickelrolle kommende nicht möglich ist, das Abwickeln von Rollen mit sehr

Materialbahn im Gegensinn um zwei Walzen ge- lockerer Wicklung hinreichend genau durchzuführen,

schlungen ist, die an einem schwenkbaren Hebel io Die äußeren Schichten der Rolle werden nämlich in

gelagert sind, und von denen die eine abbremsbar diesen Fällen mitunter von der Verarbeitungsma-

ist und ihre Bremskraft auf den Umfang der Wik- schine weitergezogen, wobei es vom Kern her zum

kelrolle überträgt, dadurch gekennzeich- Aufbau einer neuen festeren Wicklung kommt, wäh-

n e t, daß die beiden umschlungenen Walzen (3, rend die Wickelachse langsamer läuft oder sogar ste-

4) einen Anpreßdruck aufeinander ausüben, wo- 15 hen bleibt. Oft kommt es dabei außerdem dazu, daß

bei die Materialbahn (15) zwischen ihnen geführt sich zwei benachbarte Schichten von Wickellagen ge-

ist, und daß die abbremsbare Walze (4), die in an geneinander seitlich verschieben,

sich bekannter Weise auch antreibbar, also regel- Die Vorrichtungen mit Bremsung am Umfang der

bar ist, die zweite Walze darstellt, von der die Wickelrolle vermeiden den ebengenannten Nachteil;

Materialbahn (15) zur weiterverarbeitenden Ma- 20 sie sind aber in anderer Beziehung unzulänglich,

schine abläuft, wobei der Hebel (5) sich etwa Bei einer bekannten Tänzerwalzen-Vorrichtung

senkrecht zur ablaufenden Materialbahn er- dieser Art wird eine konstante Bahnspannung da- Λ

streckt, und die Schwenkachse (α) des Hebels (5) durch erreicht, daß die Wickelrolle auf zwei parallel ™

auf der Verlängerung einer Mantellinie der zwei- zu ihr angeordneten Walzen aufliegt und eine dritte,

ten Walze (4) liegt. 25 ebenfalls parallel zu den anderen angeordnete Walze

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- von oben wirkend — und in einer Schwinge beweglich kennzeichnet, daß die erstumschlungene Walze gelagert — den erforderlichen Anpreßdruck herstellt.

(3) eine eindrückbare, elastische Oberfläche hat. Diese einfache Vorrichtung kann jedoch bei empfind-

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 liehen Materialbahnen, wie dünnen Kunststoffolien, oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ober- 30 nicht ohne Nachteil benutzt werden, da die Oberfläche der zuletzt umschlungenen Walze (4) mit fläche der Bahnen, insbesondere infolge des dauern-Entlüftungsrinnen versehen ist. den Durchwalkens durch die Anpreßwalze, leicht be-

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis schädigt werden kann.

3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Walze Bei einer anderen, ebenfalls auf den Umfang der

(4) eine formschlüssige Verbindung mit einer ko- 35 Wickelrolle wirkenden Bremsvorrichtung ist eine axial zur Schwenkachse (a) gelagerten Übertra- drehbare Walze am Ende eines um eine feste Achse gungswelle (8,10) aufweist, wobei am Ende dieser schwenkbaren Armes angebracht und ruht mit regel-Welle eine formschlüssige Verbindung (10, 14) barem Druck auf der Wickelrolle. Die Walze ist mit mit einer ortsfesten, an sich bekannten, hemmend einem regelbaren Reibungsbremssystem versehen, oder antreibend wirkenden Einrichtung (11) be- 40 dessen Bremswirkung über die Walze auf den Umfang steht. der Wickelrolle übertragen wird. Die von Zugwalzen

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis der nachfolgenden Verarbeitungsmaschine gezogene

4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (5) mit Materialbahn läuft bei dieser bekannten Abwickel- M einem Schwingungsdämpfer versehen ist. vorrichtung über eine am gleichen Ende des Arms jen- ™

45 seits der gebremsten Walze angebrachte Sekundärwalze, welche die Materialbahn so führt, daß diese die

gebremste Walze auf wenigstens der Hälfte ihres Um-

fangs umschlingt. Diese Bremsvorrichtung hat den Nachteil, daß sich an der Stelle, wo die Bremswalze an

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum 50 den Umfang der Wickelrolle angedrückt wird, ein Konstanthalten der Bahnspannung einer von einer Stau ausbilden kann. Sehr lockere Wicklungen, die in Wickelrolle mit Längenunterschieden ankommenden der Praxis nicht völlig vermeidbar sind, begünstigen Materialbahn, welche mit Hilfe einer weiterverarbei- diese Staubildung noch dadurch, daß sie ein zu starkes tenden Maschine, z. B. einem Aufwickelsystem, abge- Eindringen der Walze in die oberen nachgiebigen zogen und in diese eingeführt wird. 55 Wickellagen erlauben. Das Auftreten eines Staues

Zu diesem Zweck sind bereits Verfahren und Vor- macht sich vor allem bei dünnen Kunststoffolien richtungen in Gebrauch, unter denen besonders solche nachteilig bemerkbar. Außerdem werden bei unrun-Verfahren und Vorrichtungen vorherrschen, welche den Rollen pendelnde Bewegungen der Haltearme anstreben, die Konstanz der Bahnspannung durch hervorgerufen, die zu Längenänderungen und damit Bremsung herbeizuführen. Die Bremsung läßt man 60 zu Spannungsschwankungen in der Materialbahn fühdabei auf die Wickelachse oder auf den Umfang der ren.

Wickelrolle einwirken. Es stellt sich somit die Aufgabe, eine Vorrichtung

Im ersten Fall, bei der sogenannten Kernbremsung, zu schaffen, bei der die Spannung einer Bahn konstant geschieht das am einfachsten durch eine mit der Wik- gehalten wird, welche mit Längenänderungen von der kelachse gekuppelte Bremse. Die unmittelbar auf die 65 Abwicklung her ankommt und in eine weiterverarbei-Wickelachse wirkende Bremse benötigt aber eine fort- tende Maschine eingeführt wird, und bei der die Nachwährende Regelung, da der Durchmesser der abge- teile der bekannten Vorrichtungen vermieden werden, wickelten Rolle beim Abwickeln kleiner wird und Gelöst wird die vorstehend genannte Aufgabe bei