DE19505656A1

DE19505656A1 - Stange zur Aufnahme von Materialrollen

Info

Publication number: DE19505656A1
Application number: DE19505656A
Authority: DE
Inventors: Falk Prof Dr Ing Herrmann; Helga Dr Ing Herrmann; Michael Hansen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-02-07
Filing date: 1995-02-07
Publication date: 1996-08-08

Description

Die Erfindung betrifft eine Stange zur Aufnahme von Materialrollen mit breiten Materialbahnen wie textile Stoffe, Kunststoffbahnen, Papier, die mit oder ohne Hülsen auf- oder abgerollt werden, wobei die Stange die Rolle fixiert und zwecks Beschickung einschiebbar wie auch herausnehmbar ist.

Aus der Praxis sind Auf- bzw. Abrollstangen zur Aufnahme von hülsengelagerten bandförmigen Materialien, beispielsweise textilen Stoffen, Folien und Papier, bei denen eine stabile Hülse auf einer dünnen Stange abrollt, bekannt. Um zentrisches Abrollen unterschiedlicher Hülsendurchmesser zu ermöglichen, wird die Hülse auf der Abrollstange mittels axial verschiebbarer Konen oder keilförmiger Aufnahmen gelagert, die beidseitig in die Hülse eingeschoben werden.

Diese Lösung hat den Nachteil, daß die häufig eingesetzten Papphülsen oftmals mittig knicken oder brechen und somit Probleme beim Abrollen hervorrufen.

Bekannt sind ferner aus der Praxis Stangen, die durch Lagerung an drei Punkten, insbesondere auch mittig, den Bruch der Hülse verhindern. Diese Lagerungen sind auf der Stange befestigte spreizbare Metallelemente.

Bei diesen Stangen besteht der Nachteil, daß sie große Massen besitzen und aufwendig in der Herstellung sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stange zu entwickeln, die die Materialrolle mit oder ohne Hülse über ihre gesamte Länge zentrisch und schlupffrei lagert, Größenunter schiede, Toleranzbereiche und Unebenheiten der Rollen- bzw. Hülseninnendurchmesser ausgleicht, auch große Materialmassen aufnimmt, eine geringe Eigenmasse besitzt und das Arretieren bzw. Lösen von der Materialrolle mit geringstem Aufwand erlaubt und auf die auch das Material direkt aufwickelbar ist.

Die Aufgabe wird, wie in den Patentansprüchen beschrieben, gelöst.

Der Schlauch ist an seinen Enden auf der Stange gas- bzw. flüssigkeitsdicht und druckdicht montiert. Je nach der Masse der zu fixierenden Materialrolle wird er mit Gas oder mit Flüssigkeit beaufschlagt. Nach der erfindungsgemäßen Lösung ist es auch möglich, das Material direkt auf die mit dem Schlauch umgebene Stange aufzuwickeln, ohne dazu eine Hülse zu benutzen.

Wenn der Schlauch entlüftet bzw. die Flüssigkeit aus dem Schlauch entfernt wird, zieht dieser sich auf Grund des elastischen Materials, aus dem er gefertigt ist, zusammen, so daß die Materialrolle ohne Probleme entfernbar ist.

Es ist aber auch möglich, die Stange wahlweise mit Druck oder mit Vakuum zu beaufschlagen, d. h., zusätzlich zum Entlüften Vakuum anzulegen oder die Flüssigkeit abzusaugen. Dadurch erreicht man, daß auch bei weniger elastischen Schläuchen diese dicht an die Stange angelegt werden.

Mittels Bandagen wird der Schlauch in Abständen auf der Stange befestigt, wobei mehrere Druckkammern entstehen. Je mehr Bandagen angebracht werden, desto mehr und kleinere Druckkammern werden gebildet und desto stabiler ist die Fixierung des Schlauches auf der Stange. Dabei sind die Bandagen koaxial oder spiralförmig angebracht. Sie fixieren den Schlauch auf der Achse, so daß auch beim Wickeln von Materialien mit großer Masse die Materialrolle mittels des Schlauches auf der Stange fixiert ist. Es ist nicht unbedingt erforderlich, daß die Bandagen gas- bzw. flüssigkeitsdicht sind. Von Vorteil wäre es dann, wenn eine der Druckkammern undicht ist. Dann ist ein Weiterarbeiten trotzdem noch möglich.

Der Schlauch ist einwandig aus nur einem Material oder es sind auch mehrere unterschiedliche Materialschichten einsetzbar. Die Stabilität des Schlauches wird erhöht, wenn mehrere Einzelschläuche übereinander angeordnet sind. Dabei ist die Materialzusammensetzung der einzelnen Schläuche variabel. Vorteilhafterweise sind der Innen- und der Außenschlauch sehr elastisch und besitzen ein gutes Kontraktionsvermögen. Ein oder mehrere Mittelschläuche sind angeordnet, wobei es günstig ist, wenn wenigstens einer von ihnen, vorteilhafterweise der, der sich unmittelbar unter dem Außenschlauch befindet, die Dehnung der darunterliegenden Schläuche begrenzt. Das geschieht durch den Einsatz eines zwar flexiblen, aber nur begrenzt dehnbaren Materials, z. B. eines textilen Materials. Die Dehnbarkeit dieses Schlauches muß aber so groß sein, daß der Anpreßdruck an die Materialrolle oder die Hülse eine schlupffreie Fixierung garantiert. Durch diese Lösung erreicht man ein gleichmäßiges Aufwölben aller Druckkammern.

Die Bandagen sind entweder auf den Innenschlauch aufgebracht oder sie fixieren gleichzeitig den Innenschlauch und den daraufliegenden Mittelschlauch oder aber der Innenschlauch und der daraufliegende Mittelschlauch sind an der gleichen Stelle aber durch separate Bandagen fixiert. Dadurch können kleine Undichtheiten besser ausgeglichen werden.

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 Die Stange mit der darauf fixierten Hülse, wobei der Schlauch koaxial in Abständen auf der Stange befestigt ist,

Fig. 2 Der Schnitt A-A nach Fig. 1,

Fig. 3 Die Stange nach Fig. 1, aufnahmebereit für die Materialrolle,

Fig. 4 Die Fixierung des Schlauches auf der Stange nach Fig. 1,

Fig. 5 Die Anordnung des Ventils in der Stange.

Auf einer Stange 1, die vorzugsweise aus metallischem Rohr besteht, wird eine Hülse 2, deren Radius wesentlich größer ist als der Radius der Stange 1, fixiert. Die Hülse 2 besteht aus einem Schichtmaterial auf Papierbasis oder einem anderen Werkstoff. Auf die Hülse 2 ist oder wird ein bahnförmiges Material aufgewickelt, das zum Beispiel textiler Stoff, Kunststoff, Papier oder ähnliches ist.

Über die Stange 1 ist, sich über den Bereich der Länge der Materialrolle erstreckend, ein Schlauch 4 gezogen. Dieser Schlauch 4 besteht aus einem dehnbaren Material, wie Gummi oder einem anderen Elastomer. Er ist an seinen beiden äußeren Enden durch Bandagen 5 gas- bzw. flüssigkeitsdicht auf der Stange 1 befestigt. Weiterhin ist der Schlauch 4 in Abständen mit der Stange 1 verbunden, wobei die inneren Bandagen 5 vorteilhaf terweise dicht gegenüber Fluiden sind, aber nicht unbedingt sein müssen. Die Bandagen 5 fixieren den Schlauch 4 auf der Stange 1, so daß dieser sich weder axial, radial noch koaxial verschiebt.

In einer anderen Ausführungsvariante ist es auch möglich, separate, abgeschlossene Schlauchteile in Abständen druckdicht auf der Stange 1 zu befestigen.

Außerhalb der Bandagen 5, im Bereich der aufwölbbaren Druckkammern 6 sind in der Stange 1 Austrittsöffnungen 7 in beliebiger Anordnung und Anzahl vorgesehen.

Der Schlauch 4 ist doppelwandig gestaltet, d. h., es werden zwei Schläuche gleicher oder unterschiedlicher Materialzusammen setzung übereinander angeordnet. An ihren Enden sind der Innenschlauch 8 und der Außenschlauch 9 fest mit der Stange 1 verbunden. Die Bandagen 5 fixieren nur den Innenschlauch 8 auf der Stange 1.

In einer anderen Ausführungsvariante ist es auch möglich, daß der Schlauch 4 aus einem einwandigen stabilen Schlauch besteht, der mittels der Bandagen 5 auf der Stange 1 befestigt ist.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, daß der Schlauch 4 aus drei oder mehr Schläuchen besteht, dem Innenschlauch 8, dem Außenschlauch 9 und dem Mittelschlauch 10 oder Mittelschläuchen 10. Einer der äußeren Schläuche ist vorzugsweise ein widerstandsfähiger Schlauch mit umfangsbegrenzender Funktion, beispielsweise aus Textil, einem Netz oder er ist kaschiert. Dieser Schlauch ist entweder elastisch und läßt sich durch Druck ausdehnen oder er ist teilelastisch oder unelastisch.

Die Bandagen 5 sind dicht nebeneinander liegend gewickelte Drähte oder Schnüre beliebigen Materials.

Es ist aber auch möglich, als Bandagen 5 Schlauchschellen oder andere übliche Schlauchbefestigungen einzusetzen.

Der Außenschlauch 9 deckt bei den beschriebenen Ausführungs varianten die darunter liegenden Schläuche ab.

Bei der beschriebenen Stange 1 ist es auch möglich, das Material direkt auf den Schlauch 4 aufzuwickeln.

An der einen Seite ist die Stange 1 gas- oder flüssigkeitsdicht verschlossen und an ihrer anderen Seite ist sie vorzugsweise mit einem nicht gezeigten Druckerzeuger oder Druckspeicher wie Kompressor, Pumpe oder Druckkessel verbunden. Bei kleineren Massen dient als Druckmedium Luft, bei großen Massen Flüssig keiten.

Die Stange 1 ist entweder fest über ein regelbares Ventil mit der Druckquelle verbunden oder ein Ventil 12 gemäß Fig. 5 ist in einem Ende der Stange 1 fest angeordnet, an das im Bedarfsfall eine Druckquelle angeschlossen wird.

Das Ventil 12 besteht aus einem Ventilkörper 13 aus nicht elastischem Material und ist mit einem Gewinde und dem Ventileinsatz 14 versehen. Die Befestigung im Rohr erfolgt durch Drehen der Spannmutter 17, wodurch die hohlzylindrische Quetschmuffe 15 aus Gummi oder einem anderen Elastomer zwischen den Scheiben 16 gepreßt wird. Dabei ist die mit der Spannmutter 17 zusammenwirkende Scheibe 16 beweglich und die der Rohrmitte zugewandte Scheibe 16 ist, als Widerlager fungierend, fest angeordnet. Die Scheiben 16 sind in ihrem Außendurchmesser dem Innendurchmesser der Stange 1 und im Innendurchmesser dem Ventilgewinde so angepaßt, daß nur ein geringer Abstand bleibt. Durch Aufschrauben der Spannmutter 17 üben die Scheiben 16 eine manuell einstellbare Flächenpressung auf die elastische Quetschmuffe 15 aus, die radial auseinandergedrückt wird, so daß eine kraftschlüssige und jederzeit wieder lösbare Verbindung zwischen Rohr und Ventilkörper 13 entsteht.

Der feste Verschluß an der Gegenseite der Stange 1 ist ein Verschlußstopfen 11, der ähnlich aufgebaut ist wie das Ventil 12, jedoch ohne Ventileinsatz und mittiger Bohrung. Durch Drehen der Spannmutter 17 pressen zwei Scheiben 16 eine Quetschmuffe 15 an das Innenrohr, so daß der Verschlußstopfen 11 kraftschlüssig und ebenfalls jederzeit wieder lösbar in der hohlen Stange 1 fixiert wird.

Durch den Verschlußstopfen 11 wird in einer anderen Ausführungsvariante eine Druckmittelleitung hindurchgeführt. An diese Druckmittelleitung wird wahlweise Druck oder Vakuum angelegt, so daß bei Vakuumbeaufschlagung oder Absaugen der Druckflüssigkeit die Druckkammern 6, besonders bei einem einwandigen Schlauch 4, dicht an die Stange 1 gezogen werden.

In einer anderen Ausführungsvariante ist es auch möglich, die Stange 1 mit bekannten Mitteln, wie Blindstopfen, verschweißen, verlöten usw. zu verschließen.

Die Wirkungsweise der Stange ist folgende:

Bei diesem Beispiel wird das bahnförmige Material 3 in der üblichen Weise auf die Stange 1 aufgerollt, wobei die Druckkammern 6 zu Beginn des Aufrollvorganges mit geringem Druck beaufschlagt sind und dieser später erhöht wird. Das Aufrollen erfolgt, indem die Stange 1 über Umfangsantrieb oder Zentralantrieb in Drehbewegung versetzt wird und dabei die Materialbahn aufwickelt. Hat die Materialrolle ihren gewünschten Durchmesser erreicht, dann werden die Druckkammern 6 entlüftet und die Materialrolle wird von der Stange 1 gezogen.

Wenn die Materialbahn bereits als Rolle vorhanden ist, wird in einer Vorbereitungsphase die Stange 1 mit dem drucklosen Schlauch 4 in die Stoffrolle oder Hülse 2 geschoben und dort entsprechend plaziert. Anschließend wird über das Ventil 12 der Schlauch 4 mit einem Fluid beaufschlagt, so daß sich die Druckkammern 6 kraftschlüssig an die Materialrolle oder die Hülse 2 anlegen. Damit ist die Hülse 2 verschiebe- und verdrehfest auf der Stange 1 fixiert und außerdem wird die Hülse 2 über ihre gesamte Länge von innen stabilisiert und kann nicht knicken oder brechen. Durch die Bandagen 5 des Schlauches 4 auf der Stange 1 ist der Schlauch 4 auf seiner gesamten Länge gegen Verschieben und Verdrehen gesichert.

Anschließend kann die beladene Stange 1 manipuliert, transportiert und in einem Arbeitsprozeß abgearbeitet werden. Danach ist die Stange 1 wieder im Ausgangszustand oder trägt die leere oder teilabgearbeitet Hülse 2. Um die Stange 1 zu entnehmen, wird der Druck aus den Druckkammern 6 abgelassen und die Stange 1 aus der Hülse 2 gezogen.

Bezugszeichenliste

1 Stange
2 Hülse
3 bahnförmiges Material
4 Schlauch
5 Bandagen
6 Druckkammern
7 Austrittsöffnungen
8 Innenschlauch
9 Außenschlauch
10 Mittelschlauch
11 Verschlußstopfen
12 Ventil
13 Ventilkörper
14 Ventileinsatz
15 Quetschmuffe
16 Scheibe
17 Spannmutter

Claims

1. Stange zur Aufnahme von gerollten Materialbahnen mit oder ohne Hülse, wobei Mittel auf der Stange vorgesehen sind, die die Materialrolle auf dieser fixieren und gegen Knicken oder Brechen schützen, dadurch gekennzeichnet, daß
die Stange (1) an beiden Seiten gas- und/oder flüssigkeitsdicht bzw. druckdicht verschlossen ist und ein- oder beidseitig eine Druckmittelzuführung besitzt,
auf der Stange (1), diese umgebend, ein Schlauch (4) aus elastischem Material an seinen beiden Enden gas- und/oder flüssigkeitsdicht sowie druckdicht befestigt ist, der sich entweder über den Bereich der Stange (1) erstreckt, der durch die Materialrolle abgedeckt ist oder lediglich im mittleren Bereich der Materialrolle angeordnet ist und daß der Schlauch (4) mehrmals in Abständen auf der Stange (1) mittels Bandagen (5) befestigt ist und
daß die Stange (1) in dem Bereich, in dem sie vom Schlauch (4) umgeben ist, Austrittsöffnungen (7) für das Gas oder die Flüssigkeit besitzt.

2. Stange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (4) axial gesehen aus einem Stück besteht.

3. Stange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (4) axial gesehen, aus mehreren Teilschläuchen, die im Abstand zueinander angeordnet sind und gas- und/oder flüssigkeitsdicht sowie druckdicht auf der Stange (1) befestigt sind, besteht.

4. Stange nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilschläuche im mittleren Bereich der Materialrolle in geringerem Abstand zueinander angeordnet sind als in ihren Endbereichen.

5. Stange nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandagen (5) des Schlauches (4) gas- bzw. flüssigkeits durchlässig oder gas- bzw. flüssigkeitsdicht sowie radial, axial und koaxial unbeweglich befestigt sind.

6. Stange nach Anspruch 1, 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandagen (5) über einen kurzen Bereich eng auf dem Schlauch (4) gewickelte Drähte oder Schnüre aus beliebigem Material, spiralförmig in Abständen gewickelte Drähte oder Schnüre aus beliebigem Material, Schlauchschellen oder andere geeignete Schlauchbefestigungen sind.

7. Stange nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (4) einwandig ist und aus nur einem Material besteht oder aus Schichten unterschiedlicher Materialzusammensetzung aufgebaut ist und aus flexiblem aber stabilem Material besteht, wobei er elastisch, teilelastisch oder unelastisch ist.

8. Stange nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (4) aus mehreren, übereinanderliegenden Einzel schläuchen besteht, die die gleiche oder eine unterschiedliche Materialzusammensetzung haben und bei denen der Einzelschlauch aus nur einem Material besteht oder schichtartig zusammengesetzt ist.

9. Stange nach Anspruch 1, 2, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (4) aus einem Innenschlauch (8) und einem Außenschlauch (9) besteht.

10. Stange nach Anspruch 1, 2, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (4) aus einem Innenschlauch (8), ein oder mehreren Mittelschläuchen (10) und einem Außenschlauch (9) besteht.

11. Stange nach Anspruch 1, 2, 5, 6 und 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenschlauch (9) oder einer der Mittelschläuche (10) ein widerstandsfähiger und/oder umfangsbegrenzender Schlauch ist, der elastisch, teilelastisch oder unelastisch ist.

12. Stange nach Anspruch 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandagen (5) auf dem Innenschlauch (8) angeordnet sind und der Außenschlauch (9) nur an seinen Enden mit der Stange (1) gas- oder flüssigkeitsdicht sowie druckdicht verbunden ist.

13. Stange nach Anspruch 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandagen (5) auf dem Innenschlauch (8) und/oder dem darauf liegenden Mittelschlauch (10) angeordnet sind.

14. Stange nach Anspruch 1, 2 und 5 bis 13, dadurch gekennzeich net, daß die Bandagen (5) in Abständen zueinander angeordnet sind, die gleich oder unterschiedlich groß sind und zwischen den Bandagen (5) bildet der Schlauch (4) Druckkammern (6), die mit Gas oder Flüssigkeit beaufschlagbar sind und sich bei dieser Beaufschlagung aufwölben.

15. Stange nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen (7) in der Stange (1) in den Bereichen der Druckkammern (6) angeordnet sind.

16. Stange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese wechselweise mit einem Druckmedium oder Vakuum beaufschlagbar ist.

17. Stange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie an ihrem einen Ende mit einem Verschlußstopfen (11) und an ihrem anderen Ende mit einem Ventil (12) oder einer Druckmittel zuführung versehen ist.

18. Stange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie an beiden Enden mit einem Ventil (12) oder einer Druckmittel zuführung versehen ist.

19. Stange nach Anspruch 1, 17 und 18 dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (12), die Druckmittelzuführung und der Verschlußstopfen (11) mittels je einer Quetschmuffe (15) aus elastischem Material kraftschlüssig in die Enden der Stange (1) eingepaßt sind.

20. Stange nach Anspruch 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelzuführung ein Verschlußstopfen (11) ist, durch den eine Druckmittelleitung hindurchführt.

21. Stange nach Anspruch 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (12) und der Verschlußstopfen (11) aus dem Ventilkörper (13) bzw. einem dem Ventilkörper (13) ähnelnden zylindrischen Körper mit einem wesentlich geringeren Durchmesser als dem Innendurchmesser der Stange (1) bestehen, an dessen, dem Ende der Stange (1) abgewandten Seite, eine als Widerlager ausgebildete, fest an den Ventilkörper (13) bzw. den zylindrischen Körper angebrachten Scheibe (16) angeordnet ist, dessen Durchmesser geringfügig kleiner als der Innendurchmesser der Stange (1) ist.

22. Stange nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Ventilkörper (13) bzw. auf dem zylindrischen Körper des Verschlußstopfens (11) kraftschlüssig je eine Quetschmuffe (15) aus elastischem Material angeordnet ist, dessen Außendurchmesser geringfügig kleiner als der Innendurchmesser der Stange (1) ist, und wenigstens an seiner, dem als Widerlager dienenden Scheibe (16) abgewandten Seite ist der Ventilkörper (13) bzw. der zylindrische Körper des Verschlußstopfens (11) mit einem Gewinde versehen, auf das eine bewegliche Scheibe (16) mit einem geringfügig kleineren Durchmesser als dem Innendurchmesser der Stange (1) aufgeschoben und eine Spannmutter (17) aufgeschraubt sind.