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Die
Erfindung betrifft eine aufweitbare Welle und eine diese Welle aufweisende
Bandwickelvorrichtung.
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Die
Erfindung bezieht sich auf den Fall, in welchem in einer Anlage
zur Herstellung oder Verarbeitung von Metall-, Papier- und Kunststoffolie
zum Aufwickeln dieses Guts in Form von Rollen ein ringförmiges oder
zylindrisches Element, wie der Kern eines Coils oder einer Rolle,
auf die zylindrische Außenfläche bzw.
Mantelfläche
der Welle aufgesetzt wird, oder auf den Fall, in welchem ein ringförmiges oder
zylindrisches Element einer Führungsvorrichtung,
die ein bearbeitetes Gut im Vorgang des Aufwickelns des Coils oder
der Rolle gleichmäßig aufzuwickeln
vermag, oder ein ringförmiges
oder zylindrisches Element, wie eine beim Schlitzen und Aufwickeln
aufgesetzte Trennscheibe, oder aber ein ringförmiges oder zylindrisches Element,
wie die Schneidkante einer Schlitzeinheit (slitter), durch Aufweiten
einer drehenden Welle an dieser fixiert oder lose auf diese aufgesetzt
wird, und betrifft insbesondere eine aufweitbare Welle zum Fixieren
dieser ringförmigen
oder zylindrischen Elemente an ihr. Insbesondere betrifft die Erfindung
eine aufweitbare oder aufspreizbare Welle einer solchen Ausgestaltung, daß ihre langen
Backen (lugs), die radial aus ihrer Mantelfläche ausfahrbar und in diese
einziehbar sind, gegen ein auf die Welle aufgesetztes ringförmiges oder
zylindrisches Element (radial) anpreßbar sind, um damit dieses
Element in einer vorbestimmten Stellung zu fixieren. Die Erfindung
betrifft auch eine Bandwickelvorrichtung, bei welcher ein breites Lagenmaterial
zu Bändern
geschlitzt wird und die so geschlitzten Bänder auf der aufweitbaren Welle
aufgewickelt werden.
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9 zeigt
eine herkömmliche
Aufspul- oder Wickelanlage zum Aufwickeln von Bändern 10 aus einem
Lagenmaterial 22. Die Wickelanlage umfaßt eine Wickelvorrichtung 50,
eine Spanneinrichtung 51, eine Rück- oder Abwickeleinrichtung 30,
Leitrollen 31 und eine Schlitzeinrichtung 12,
und sie umfaßt ferner
eine der Spanneinrichtung 51 vorgeschaltete Schlingengrube 52 zum
Aufnehmen des Durchhangs der Bänder 10.
Durch die Spanneinrichtung 51 und die Schlingengrube 52 wird
die Wickelanlage in ihren Abmessungen vergrößert und kompliziert. Zudem sind
die Kosten für
die Wickelanlage hoch.
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Wenn
in einer Anlage zum Herstellen oder Verarbeiten eines lagenartigen
Werkstücks,
z. B. Metall-, Papier-, Kunststoffolie o. dgl., diese Werkstücke zu einer
Rolle aufgewickelt werden, wird der Kern eines Coils oder einer
Rolle an der (drehenden) Welle befestigt oder fixiert. Dabei wird
eine Führungsvorrichtung
zum gleichmäßigen Aufwickeln
eines Bearbeitungsguts in einem Coil- oder Rollenwickelvorgang,
eine Trennscheibe zum Schlitzen und Aufwickeln des Guts oder die
Schneidkante einer Schlitzeinheit an der Welle befestigt. Dabei
ist eine Methode bekannt, nach welcher die Schneidkante der Schlitzeinheit
oder der Trenner (separator) an der Welle fest montiert wird, indem
eine Mutter mit einem zwischen die Elemente eingefügten Abstandhalter festgezogen
wird. Nachteilig an dieser Methode ist jedoch, daß die Schneidkante,
der Trenner oder der Abstandhalter von der Welle entfernt werden
muß, um
die Schneidkante oder die Scheibe auszuwechseln, was sich als ziemlich
umständlich
erweist. Zur Vermeidung dieser Schwierigkeit wird eine als "Luftwelle" bezeichnete aufweitbare
Welle verwendet.
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Gemäß den 5(A) und 5(B) besteht die
aufweitbare Welle aus einer Hohlwelle 11; ein mit Druckluft
beschickter Luftschlauch ist in der Axialrichtung der Welle verlaufend
in diese eingesetzt. Durch Regeln des Luftdrucks wird der Luftschlauch
aufgeweitet oder kontrahiert. In der Mantelfläche der Welle sind in vorbestimmten
Abständen
in der Axialrichtung und in der Umfangsrichtung der Welle mehrere
in der Axialrichtung unterteilte Langlöcher ausgebildet. Als "kurze Backen" 13 bezeichnete
Preßstücke sind
in den Langlöchern
so angeordnet, daß diese
Backen 13 in den Langlöchern
radial einwärts
und auswärts verschiebbar
sind.
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Wenn
der in die aufweitbare Welle 11 eingesetzte Luftschlauch
durch Regeln des Luftdrucks aufgeweitet und zusammengezogen (kontrahiert)
wird, werden die kurzen Backen 13 aus der Mantelfläche der
Welle 11 ausgefahren bzw. in sie eingezogen. Wenn die kuren
Backen 13 mittels des unter dem Luftdruck aufgeweiteten
Luftschlauches nach außen gedrückt werden,
wird die zylindrische Innenfläche bzw.
Innenumfangsfläche
des ringförmigen
oder zylindrischen Elements, etwa eines auf die Mantelfläche der
aufweitbaren Welle aufgesetzten Rings oder Kerns, radial nach außen gepreßt; hierdurch
wird dieses Element in der vorbestimmten Stellung an der Mantelfläche der
aufweitbaren Welle 11 fixiert.
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Die
beschriebene, als "Luftwelle" bezeichnete aufweitbare
Welle krankt jedoch an den folgenden Problemen:
- 1.
Die Welle ist hohl, um den Luftschlauch aufnehmen zu können. Die
hohle Welle weist eine Anzahl von Langlöchern auf, in denen die als "Backen" ("lugs") bezeichneten Preßstücke angeordnet
sind. Die Welle ist mithin ziemlich flexibel bzw. biegsam. Sie ist
somit für
die Verwendung als aufweitbare Welle, die eine große Länge und
hohe mechanische Festigkeit besitzen muß, in der Praxis ungeeignet.
- 2. Wenn ein Trenn(er)ring o. dgl. auf der Mantelfläche der
Welle nahe der Enden der kurzen Backen angeordnet ist, wird im Aufweitvorgang
der Ring seitlich verschoben, was einen ungünstigen Einfluß auf die
Abmessungen des ringförmigen oder
zylindrischen Elements haben kann.
- 3. Der Luftschlauch in der Welle wird aufgeweitet oder zusammengezogen
(kontrahiert), während die
zahlreichen kurzen Backen mit seiner Außenfläche in Berührung stehen. Infolgedessen
kann der aus Gummi bestehende Luftschlauch beschädigt werden und oftmals bersten.
Beim Ablassen der Luft aus dem Luftschlauch verformt sich dieser,
so daß die
kurzen Backen in die hohle Welle eintreten können. Aufgrund der inneren
Ausgestaltung der Welle ist dabei deren Instandsetzung an der Arbeitsstelle
schwierig, d. h. die Welle muß zu
der Fabrik, in welcher sie hergestellt worden ist, zurückgesandt
werden.
- 4. Neben den obigen Problemen besteht bei der herkömmlichen
aufweitbaren Welle das folgende Problem: Der Luftschlauch arbeitet
mit niedrigem Luftdruck. Ein Ring, auf den eine große äußere Kraft
einwirkt, kann sich daher seitlich verschieben.
- 5. Nachteilig an dieser Welle ist ferner, daß eine Haltekraft für einen
Papier- oder Folienwickelkern manchmal ungenügend ist oder letzterer sich
verbiegen kann.
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Aus
der
US-A-5 509 618 ist
eine aufweitbare Welle zum Befestigen von Kernen von Papierrollen oder
dgl. bekannt. Die aufweitbare Welle umfaßt einen metallischen Wellenkörper mit
axialen Nuten in deren Außenfläche axiale
Streifen aus dehnbarem Gummi in die Nuten eingesetzt und so angeordnet und
befestigt sind, daß Luftdruck
auf einer Seite über einen
axialen, durch den Wellenkörper
verlaufende Luftkanal und radial von diesem nach außen abgehende
Luftkanäle
aufgebracht werden kann, um die Streifen nach Außen zu dehnen. Auf der jeweils
anderen Seite der Gummistreifen sind Abstandshalter und Metall-Greifelemente
abwechselnd angeordnet, so daß diese
bei Anlegen von Luftdruck über
die Gummistreifen nach außen
bewegt werden können, um
die Kerne der Papierrollen festzuklemmen.
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Die
US-A-5 518 203 beschreibt
eine Bandwickelvorrichtung zum Aufwickeln von Bändern mit einem zylindrischen
Wellenkörper,
auf dem mehrere zylindrische Wickelringe aufgesetzt sind. In den
Wellenkörper
sind radial gegenüberliegend
bewegliche metallische Kolben eingesetzt, die durch Fluiddruck radial
nach außen
gegen die Ringelemente gedrückt werden
können.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine aufweitbare Welle und eine Bandwickelvorrichtung
anzugeben, die die geschilderte Schwierigkeiten im Stand der Technik
zumindest teilweise ausschalten.
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Die
Lösung
der Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einer aufweitbaren Welle
gemäß Anspruch
1. Weiterhin wird die Aufgabe durch eine Bandwickelvorrichtung gemäß Anspruch
4 gelöst. Bevorzugte
Ausführungsformen
sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Im
folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der Zeichnung
näher erläutert. Es zeigen:
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1 einen
Querschnitt durch eine erfindungsgemäße aufweitbare Welle, auf die
ein ringförmiges
oder zylindrisches Element aufgesetzt ist,
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2 eine
Längsschnittdarstellung
zur Veranschaulichung des Aufbaus der erfindungsgemäßen aufweitbaren
Welle,
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3(A) und 3(B) schematische
Darstellungen zur Erläuterung
der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen aufweitbaren Welle,
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4(A) und 4(B) eine
perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen aufweitbaren Welle bzw.
einen Schnitt längs
der Linie A-A in 4(A),
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5(A) und 5(B) eine
perspektivische Darstellung einer herkömmlichen aufweitbaren Welle bzw.
einen Schnitt längs
der Linie B-B in 5(A),
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6 einen
Querschnitt durch eine andere erfindungsgemäße aufweitbare Welle, auf welche Ringelemente
aufgesetzt sind,
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7 eine
teilweise im Längsschnitt
gehaltene Darstellung einer Bandwickelvorrichtung unter Verwendung
der aufweitbaren Welle gemäß der Erfindung,
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8 ein(e)
Wickelgerät
oder -anlage mit der erfindungsgemäßen Bandwickelvorrichtung und
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9 ein
herkömmliches
Wickelgerät.
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In
den 1 bis 4 ist eine
aufweitbare Welle 1 gemäß der Erfindung
dargestellt. Die aufweitbare Welle 1 weist in ihrer zylindrischen
Außenfläche bzw. Mantelfläche Nuten 2 auf,
in welche in der Axialrichtung der Welle 1 verlaufende
lange Backen (lugs) 3 derart eingesetzt sind, daß sie in
den Nuten 2 radial auswärts
und einwärts
verschiebbar sind. Die langen Backen 3 sind dabei in Radialrichtung
an die Innenumfangsfläche
eines (im folgenden einfach als "zylindrisches
Element" bezeichneten)
ringförmigen
oder zylindrischen Elements a anpreßbar, das z. B. ein Ring sein kann,
der auf die Mantelfläche
der Welle 1 aufgesetzt ist; hierdurch wird das zylindrische
Element a in einer vorbestimmten Stellung auf der Mantelfläche der
Welle 1 festgehalten.
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Die
Welle 1 besitzt z. B. einen kreisrunden Querschnitt. Die
in der Mantelfläche
der Welle 1 geformten Nuten 2 sind in gleichen
gegenseitigen Abständen
so ausgebildet, daß sie
sich an der Mantelfläche
der Welle 1 öffnen.
Die Nuten 2 verlaufen dabei in der Axialrichtung der Welle 1.
Die axiale Länge jeder
Nut 2 entspricht der Gesamtlänge der Welle 1, abzüglich der
beiden Endabschnitte derselben.
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Jede
der Nuten 2 erstreckt sich von der Mantelfläche der
Welle 1 in Richtung auf das Zentrum derselben; sie liegt
in Form eines Durchbruchs vor, der sich an der Mantelfläche der
Welle 1 öffnet
und im unteren Teil weiter ist als am Öffnungsteil. Jede der Nuten 2 weist,
in einer Rechts/Links- bzw.
Querrichtung senkrecht zur Axialrichtung gesehen, Innenflächen auf.
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Im Öffnungsteil
jeder der Nuten in der Mantelfläche
der Welle 1 verlaufen die rechten und linken inneren Seitenflächen bzw.
Flanken parallel zueinander in Richtung auf das Zentrum der Welle.
Auf diesen rechten und linken inneren Seitenflächen jeder Nut 2 gleiten
die rechten bzw. linken Seitenflächen der
jeweiligen langen Backe 3.
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Die
unteren Teile der rechten und linken Innenflächen jeder der Nuten 2 weisen
schräge
Anschlagflächen 2a auf,
die auseinanderlaufend zur Nut-Sohle hin schräggestellt sind. Die unteren
Abschnitte der langen Backen 3 bildende schräge untere
Abschnitte 3b (noch zu beschreiben) sind unter elastischer
Verformung in enge Anlage an die schrägen Anschlagflächen 2a bringbar.
Bei jeder der Nuten 2 ist der Abstand zwischen den rechten
und linken Seitenflächen
bzw. Flanken weiter als das Öffnungsteil.
Es ist darauf hinzuweisen, daß die
rechten und linken schrägen
Anschlagflächen 2a eine
bisymmetrische Trapezform aufweisen.
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Wie
erwähnt,
ist bei jeder Nut 2 im unteren Abschnitt der Abstand zwischen
den rechten und linken Seitenflächen
größer als
die Weite des Öffnungsteils.
Die in der Achsrichtung langgestreckte Backe 3 ist in die
betreffende Nut 2 so eingesetzt, daß sie in der Radialrichtung
auswärts
und einwärts
verschiebbar ist. Die Funktion jeder langen Backe 3 ist
folgende: Die lange Backe 3 weist einen oberen Endabschnitt 3a auf,
der aus der Mantelfläche
der Welle 1 durch das Öffnungsteil
der Nut unter einem Fluiddruck ausfahrbar ist, um sich an die Innenumfangsfläche eines
zylindrischen Elements a, z. B. eines auf die Mantelfläche der
Welle 1 aufgesetzten Rings, anzupressen und damit dieses
Element fest in einer vorbestimmten Stellung zu halten.
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Bei
jeder der langen Backen 3 ist der obere Endabschnitt 3a linear
bzw. gradlinig, und er weist parallel zueinander liegende rechte
und linke Seitenflächen
bzw. Flanken auf; der hintere Endabschnitt ist der erwähnte schräge untere
oder Bodenabschnitt 3b eines trapezförmigen Querschnitts mit Schrägflächen 3b,
die in Richtung auf die Mittelachse der Welle 1 auseinanderlaufen.
Jede Backe 3 kann wie folgt geformt sein: Der obere Endabschnitt 3a und
der schräge
untere Abschnitt 3b werden in einem Form- oder Spritzvorgang
als Einheit geformt, oder der obere Endabschnitt 3a und
der schräge
untere Abschnitt 3b werden getrennt aus verschiedenen Werkstoffen
hergestellt und dann miteinander vereinigt. Der schräge untere
Abschnitt 3b besteht aus einem elastischen Werkstoff, der
durch den Fluiddruck elastisch verformbar ist, so daß er sich
eng an die schrägen
Anschlagflächen 2a der
Nut 2 anzulegen vermag. Wenn dieser untere Abschnitt 3b elastisch
verformt wird und sich die lange Backe 3 eng an die schrägen Anschlagflächen 2a der
Nuten anlegt, wird das Fluid bzw. Druckmittel, welches die hintere
Stirnfläche 3c des
schrägen unteren
Abschnitts 3b mit Druck beaufschlagt, vollkommen dicht
eingeschlossen.
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Der
hintere Endabschnitt jeder langen Backe 3, nämlich der
schräge
untere Abschnitt oder auch Bodenabschnitt 3b besitzt eine
bisymmetrische Trapezform. Der Winkel A an beiden Enden der Unterseite
des schrägen
unteren Abschnitts 3b ist geringfügig kleiner als der Winkel
B an den beiden Enden eines Trapezes (oder Trapezoids), das durch
die schrägen
Anschlagflächen 2a der
Nut 2 festgelegt ist. Innerhalb eines Spalts L führt daher
aufgrund der Differenz zwischen den Winkeln A und B die lange Backe 3 einen
solchen Hub aus, daß der
obere Endabschnitt 3a in die und aus der Öffnung der
Nut 2 verschiebbar ist. Wenn kein Fluiddruck anliegt, ist
somit die lange Backe 3 in die Nut 2 zurückgezogen; dabei
bildet das vordere Ende des schrägen
unteren Abschnitts 3b den Spalt L mit den schrägen Anschlagflächen 2a der
Nut 2, während
das hintere Ende des schrägen
unteren Abschnitts 3b fest an den schrägen Anschlagflächen 2a der
Nut 2 anliegt und damit den Austritt von Fluid verhindert.
Beim Einführen
des Fluids wird in Abhängigkeit
vom Fluiddruck der schräge
untere Abschnitt 3b fest gegen die schrägen Anschlagflächen 2a der
Nut 2 angepreßt, wodurch
der Fluidaustritt noch sicherer verhindert wird.
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Bei
Einführung
von Druckfluid zur Beaufschlagung der hinteren Stirnfläche 3c des
schrägen unteren
Abschnitts 3b der langen Backe 3, um diese in
Richtung auf die Öffnung
der Nut 2 zu drücken, wird
die Backe 3 (aus der Nut) ausgefahren, bis sie sich an
die Innenumfangsfläche
des zylindrischen Elements a anlegt und damit letzteres festhält. Bei Aufhebung
des Fluiddrucks bildet sich der schräge untere Abschnitt 3b unter
seiner Eigenelastizität
zurück,
so daß die
lange Backe 3 in die aufweitbare Welle 1 zurückgezogen
bzw. eingefahren wird. Das Fluid bzw. Druckmittel kann Öl, Wasser,
Luft und dgl. sein.
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Jede
Nut 2 der Welle 1 weist in der Sohle eine Fluidnut 4a auf,
die längs
der Nut 2 langgestreckt ist. Weiterhin weist die Welle 1 einen
Fluiddurchgang 4 auf, der längs der Mittelachse der Welle 1 verläuft. Der
Fluiddurchgang 4 weist am einen Ende Fluidzulässe 4b auf,
die mit den Fluidnuten 4a der Nuten 2 in Verbindung
stehen. Insbesondere sind die Fluidzulässe 4b vom einen Ende
des Fluiddurchgangs 4 zu den Fluidnuten 4a der
Nuten 2 verlaufend ausgebildet. Der Fluiddurchgang 4 erstreckt
sich zum einen Ende der aufweitbaren Welle 1, wo er mit
einer (nicht dargestellten) Fluidleitung verbunden ist. Letztere
ist ihrerseits z. B. über
ein Dreiwegeventil mit einem außenseitig
der Welle 2 angeordneten Druckbehälter verbunden. Weiterhin ist
eine Fluiddruckpumpe oder ein Luftverdichter zur Lieferung des Druckfluids
vom Druckbehälter
zur aufweitbaren Welle 1 vorgesehen. Wenn der Druckbehälter unter
Fluiddruck steht, wird das Dreiwegeventil geöffnet und geschlossen, um die
aufweitbare Welle 1 aufzuweiten oder zu kontrahieren.
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Die
Fluidnuten 4a (der Nuten 2) stehen über die
Fluidzulässe 4b mit
dem Fluiddurchgang 4 in Verbindung. Das Druckfluid in den
Fluidnuten 4a an den Unterseiten bzw. Sohlen der Nuten 2 besitzt
jeweils gleichen Druck, und die Fluidverbindung erfolgt über die
Fluidzulässe 4b und
den Fluiddurchgang 4; dies bedeutet, daß die hinteren Stirnflächen 3c der
schrägen
unteren Abschnitte 3b der langen Backen 3 mit jeweils
gleichem Fluiddruck beaufschlagt werden.
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Im
folgenden ist die Wirkungsweise der aufweitbaren Welle mit der oberen
beschriebenen Ausgestaltung erläutert.
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Ein
ringförmiges
oder zylindrisches Element a, z. B. ein Ring, wird in einer vorbestimmten
Stellung auf die aufweitbare Welle 1 aufgesetzt. Dabei
sind die oberen Endabschnitte 3a der langen Backen 3 der
Welle 1 noch nicht aus deren Mantelfläche vorgeschoben bzw. ausgefahren.
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Zu
diesem Zeitpunkt ist der Innendurchmesser des auf die Welle 1 aufgesetzten
zylindrischen Elements a geringfügig
größer als
der Außendurchmesser
der Welle 1, weil die oberen Endabschnitte der langen Backen 3 nicht
aus der Mantelfläche
der Welle 1 herausragen. Infolgedessen kann das zylindrische
Element a einfach in die vorbestimmte Stellung verschoben werden.
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Nachdem
das zylindrische Element a auf diese Weise in der vorbestimmten
Stellung auf der Welle 1 aufgesetzt worden ist, wird die
Fluiddruckpumpe oder der Luftverdichter, die bzw. der außerhalb
der aufweitbaren Welle 1 angeordnet ist, betätigt. Dabei wird
Druckfluid vom Fluidbehälter
zur Fluidleitung zugespeist. Das so zugespeiste Druckfluid wird über die Fluidleitung
in den Fluiddurchgang 4 eingeleitet und sodann über die
Fluidzulässe 4b zu
den Fluidnuten 4a an den Sohlen der Nuten 2 geleitet.
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Wenn
das Fluid den Fluidnuten 4a an den Sohlen der Nuten 2 zugespeist
wird, werden die hinteren Stirnflächen 3c der schrägen unteren
Abschnitte 3b der langen Backen 3 mit jeweils
gleichem Fluiddruck beaufschlagt. Infolgedessen verschieben sich
die Backen 3 in Richtung auf die Öffnungsteile der Nuten 2,
während
sie in inniger Berührung
mit den Seitenflächen
oder Flanken der Nuten 2 stehen.
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Dabei
liegen die beiden Enden der hinteren Stirnfläche jedes der schrägen unteren
Abschnitte 3b mit inniger Berührung bzw. fest an den hinteren
Enden der jeweiligen, eine Trapezform festlegenden schrägen Anschlagflächen 2a an;
wie oben beschrieben, ist der Winkel B des vorderen Teils der schrägen Anschlagfläche 2a größer als
der Winkel A des vorderen Teils des schrägen unteren Abschnitts, wobei zwischen
dem vorderen Teil des schrägen
unteren Abschnitts 3b und dem vorderen Teil der schrägen Anschlagfläche 2a der
Spalt L festgelegt ist (vgl. 3(A)).
Der mittlere Bereich der hinteren Stirnfläche 3c des schrägen unteren
Abschnitts 3, der mit dem Fluiddruck beaufschlagt ist,
verformt sich somit bogenförmig,
so daß sich
der vordere Teil dieses unteren Abschnitts 3b eng an die
vorderen Teile der schrägen
Anschlagflächen 2a anlegt.
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Wenn
der mittlere Bereich der hinteren Stirnfläche 3c des schrägen unteren
Abschnitts 3b bogenförmig
oder gewölbt
verformt wird, drückt
die Vorderseite dieses unteren Abschnittes 3b die lange
Backe als Ganzes in Richtung auf die Öffnung der Nut 2,
so daß der
obere Endabschnitt 3a der langen Backe 3 aus der Öffnung der
Nut 2 herausragt.
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Der
obere Endabschnitt 3a der langen Backe 3, die
zur Öffnung
der Nut 2 verschoben ist, ragt aus der Öffnung der Nut 2 heraus
und gelangt dabei in Anlage an die Innenumfangsfläche des
zylindrischen Elements a, das auf die Mantelfläche der aufweitbaren Welle 1 aufgesetzt
worden ist.
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Wenn
die Fluiddruckpumpe zur Erhöhung des
Fluiddrucks betätigt
wird, wird der vordere Teil des schrägen unteren Abschnitts deformiert
und damit vollkommen in enge Anlage mit den vorderen Teilen der
schrägen
Anschlagflächen 2a gebracht.
Dabei wird der Neigungswinkel A des vorderen Bereichs des schrägen unteren
Abschnitts gleich dem Neigungswinkel B des vorderen Teils der schrägen Anschlagfläche 2a (vgl. 3(B)), wodurch der Austritt des Druckfluids durch
den Spalt zwischen dem unteren Abschnitt 3b und der Anschlagfläche 2a sicher verhindert
wird.
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Die
oberen Endabschnitte 3a der langen Backen 3 werden
weiter aus den Nuten 2 ausgefahren, um in Radialrichtung
auswärts
an die Innenumfangsfläche
des zylindrischen Elements angepreßt zu werden und damit letzteres
in der vorbestimmten Stellung auf der aufweitbaren Welle 1 zu
halten.
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Wie
erwähnt,
verlaufen die Backen 3 in der Achsrichtung der aufweitbaren
Welle. Im Gegensatz zu den herkömmlichen
kurzen Backen sind daher die erfindungsgemäßen langen Backen 3 nicht
mit dem Problem behaftet, daß sich
die Backen an das Ende des zylindrischen Elements a anlegen und
dieses somit seitlich verschieben.
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6 zeigt
eine andere aufweitbare Welle 1 mit Ringelementen (ringförmigen oder
zylindrischen Elementen) a zum Aufwickeln von Bändern 10 auf diese.
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Bei
dieser Ausführungsform
sind die der ersten Ausführungsform
entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugsziffern wie vorher bezeichnet.
Die aufweitbare Welle 1 gemäß der zweiten Ausführungsform
ist derjenigen nach der ersten Ausführungsform ähnlich. Einer der Unterschiede
besteht in der Anordnung von Fixierelementen 8 an der aufweitbaren
Welle 1 gemäß dieser
Ausführungsform.
Die Fixierelemente 8 sind am (zylindrischen) Außenumfangsteil
der aufweitbaren Welle 1 angebracht, mit dem die Innenumfangsflächen der
Ringelemente a in Berührung
stehen. Die Fixierelemente 8, die zum Zentrieren (der Rotationszentren)
der Ringelemente dienen, sind in jeweilige Nuten eingesetzt, die
längs der
Achse der aufweitbaren Welle 1 verlaufen. Die Fixierelemente 8 bestehen
beispielsweise aus einem abriebbeständigen Kunststoff.
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7 ist
eine Längsschnittansicht
einer die erfindungsgemäße aufweitbare
Welle verwendenden Bandwickelvorrichtung. 8 zeigt
eine Wickelanlage mit der erfindungsgemäßen Bandwickelvorrichtung.
Die Wickelanlage zum Aufwickeln von Bändern 10 aus Lagenmaterial
(plate) 22 umfaßt
die Wickelvorrichtung 21 mit der aufweitbaren Welle 1,
eine Abwickeleinrichtung 30, Führungsrollen 31, Schlitzeinheiten 12 und
eine automatische Rückziehführung (auto-receding
guide) 23. Letztere kann eine Ausrichtung oder Ausfluchtung
der Seitenkanten der einzelnen Bänder 10 während des
Wickel- oder Aufspulvorgangs
herstellen. Aus den (genannten) Figuren geht hervor, daß die Wickelanlage
mit der erfindungsgemäßen Bandwickelvorrichtung
im Vergleich zur herkömmlichen
Anlage klein und kompakt ausgebildet ist, weil weder die Schlingengrube
noch die Spanneinrichtung bei dieser Wickelanlage nötig ist.
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Die
aufweitbare Welle zieht das breite Lagenmaterial von einer Abrollhaspel
ab und wickelt die von den Schlitzeinheiten zugeführten Bänder ohne Lockerheit
auf. Die Zugspannung für
das Aufwickeln wird durch eine an der Abrollhaspel vorgesehene Bremsvorrichtung
oder eine getrennte Bremsvorrichtung geliefert.
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Wie
sich aus obiger Beschreibung ergibt, braucht die erfindungsgemäße aufweitbare
Welle im Gegensatz zur herkömmlichen
Welle nicht notwendigerweise hohl zu sein, weil kein Luftschlauch
in sie eingeführt
ist. Auch wenn die Welle lang ist, besitzt sie daher eine hohe Biegesteifheit,
d. h. sie biegt sich im Mittelbereich nicht durch. Demzufolge wird
bei der erfindungsgemäßen aufweitbaren
Welle das Problem vermieden, daß die
Welle mit durchgebogenem Mittelteil rotiert; dies bedeutet, daß eine exzentrische Drehung
der Welle vermieden wird.
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Im
Gegensatz zur herkömmlichen
Welle ist in die erfindungsgemäße aufweitbare
Welle kein Luftschlauch eingeführt.
Damit werden die Probleme eines Bruchs des Luftschlauchs und eines
Luftaustritts vermieden. Wenn die langen Backen mit dem Fluiddruck
beaufschlagt sind, werden oder sind die schrägen unteren Abschnitte elastisch
deformiert und damit in enge Anlage an die inneren Seitenflächen gebracht,
die jeweils so schräg
ausgebildet sind, daß der
Abstand zwischen den inneren Seitenflächen zur Sohle der Nut hin
zunimmt. Durch dieses Merkmal wird eindeutig ein Austritt von Hochdruckfluid
durch den Spalt zwischen der Nut und dem schrägen unteren Abschnitt verhindert;
dies bedeutet, daß Störungen aufgrund
des Fluidaustritts eindeutig vermieden sein können.
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Die
langen Backen sind in der Axialrichtung der aufweitbaren Welle langgestreckt.
Im Gegensatz zur herkömmlichen
Welle tritt daher bei der erfindungsgemäßen Welle nicht die Schwierigkeit
auf, daß dann,
wenn mehrere in der Axialrichtung der Welle kurze Backen an das
zylindrische Element anpressen, die Enden der kurzen Backen zu einer
geringfügigen
seitlichen Verschiebung oder einer geringfügigen Schrägstellung des zylindrischen
Elements führen,
so daß dieses
Element dann nicht genau in der vorbestimmten Stellung festgehalten
ist. Erfindungsgemäß kann somit
das zylindrische Element sicher in der vorbestimmten Stellung auf
der aufweitbaren Welle gehalten werden.
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Die
erfindungsgemäße aufweitbare
Welle ist eine im wesentlichen massive Welle. Sie besitzt daher
hohe mechanische Festigkeit und ist weniger leicht durchbiegbar.
Infolgedessen kann sie als lange Welle ausgeführt sein. Außerdem weist
sie die in der Achsrichtung der Welle verlaufenden langen Backen auf.
Letztere werden daher zufriedenstellend in innige Berührung mit
dem auf die Welle aufgesetzten zylindrischen Element gebracht. Die
langen Backen sind nicht vom Typ mit dem inneren Druckschlauch, sondern
stabförmige
Backen, die daher eine lange Betriebslebensdauer oder Standzeit
aufweisen und an der Arbeitsstelle ausgewechselt werden können. Im
Gegensatz zur herkömmlichen
aufweitbaren Welle wird bei der erfindungsgemäßen Welle das Problem eines
Berstens des Luftschlauches vermieden. Darüber hinaus können die
langen Backen mit einem Hochdruckfluid beaufschlagt werden, so daß mit den langen
Backen eine große
Haltekraft erzeugbar ist.