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Die Erfindung betrifft einen Friktionsring für Wickelwellen, der am inneren Umfang eine Reibfläche für einen Reibschluss mit der Wickelwelle aufweist und am äußeren Umfang mehrere radial abstehende Blattfedern trägt, die in einer einheitlichen Drehrichtung schräg zur Radialen angestellt sind und mit einem jeweiligen Fußbereich in einem Schlitz des Friktionsrings gehalten sind.
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Solche Friktionsringe werden insbesondere in Längsschneid- und Wickelvorrichtungen eingesetzt, mit denen eine Bahn eines wickelfähigen Materials in Längsrichtung der Bahn in mehrere schmale Streifen aufgeteilt wird, die dann einzeln auf jeweilige Wickelkerne aufgewickelt werden. Üblicherweise sitzen dabei mehrere Wickelkerne auf einer gemeinsamen Wickelwelle. Die Friktionsringe dienen dazu, das Drehmoment der Wickelwelle reibschlüssig auf die Wickelkerne zu übertragen, so dass Geschwindigkeitsunterschiede beim Aufwickeln, die durch geringfügige Unterschiede in den Durchmessern der auf den verschiedenen Wickelkernen gebildeten Wickel verursacht werden, durch einen entsprechenden Schlupf der Friktionsringe und damit der Wickelkerne auf der Wickelwelle ausgeglichen werden können. Die Schrägstellung der Blattfedern ermöglicht es, die Wickelkerne, die zumeist durch Papphülsen gebildet werden, in einer drehenden, schraubenartigen Bewegung auf jeweils einen oder mehrere Friktionsringe aufzuschieben. Während des Wickelvorgangs sorgt die Schrägstellung in Verbindung mit dem übertragenen Drehmoment dafür, dass sich die freien Enden der Blattfedern selbsthemmend in die innere Umfangsfläche der Papphülsen einkrallen, so dass Durchmessertoleranzen der Wickelkerne ausgeglichen werden können und jeder Wickelkern zuverlässig durch die zugehörigen Friktionsringe angetrieben wird.
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Damit auch schmale Streifen auf entsprechend schmale Wickelkerne aufgewickelt werden können, sollten die Friktionsringe in Axialrichtung möglichst kleine Abmessungen haben. Bei breiteren Wickelkernen können dann zwei oder mehr Friktionsringe je Wickelkern vorgesehen werden.
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Aus
DE 28 56 066 A1 ist ein Friktionsring der eingangs genannten Art bekannt, bei dem die Blattfedern und die zugehörigen Schlitze im Friktionsring geradlinig verlaufen.
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Aus
EP 1 316 524 B1 ist ein Friktionsring bekannt, bei dem anstelle von Blattfedern tropfenförmige Klemmkörper vorgesehen sind, die schwenkbar in entsprechenden Ausnehmungen des Friktionsrings gelagert sind, so dass ihre nach außen weisenden Spitzen sich in den Wickelkern einkrallen können. Der Schwenkbereich jedes Klemmkörpers wird dabei durch die Wände der Ausnehmung begrenzt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Friktionsring zu schaffen, der einfach herstellbar ist und dennoch eine stabile Abstützung der Wickelkerne sowie den Ausgleich großer Durchmessertoleranzen der Wickelkerne ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass jede Blattfeder auf der in die genannte Drehrichtung weisenden Seite in eine Ausnehmung des Friktionsringes zurück biegbar ist und auf der entgegengesetzten Seite an einer Wand dieser Ausnehmung abgestützt ist.
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Beim Aufschieben des Wickelkerns können die Blattfedern somit in die Ausnehmungen des Friktionsrings ausweichen, so dass sie dem Wickelkern nur einen geringen Widerstand entgegensetzen und somit das Aufschieben des Wickelkerns erleichtern. Während des Wickelvorgangs sind die Blattfedern dagegen so weit aufgerichtet, dass sie an der Wand der Ausnehmung anliegen. Dadurch wird die effektive Länge des vom Friktionsring abstehenden Teils der Blattfeder so verkürzt, dass die Blattfeder eine hohe Biegesteifigkeit hat und folglich den Wickelkörper stabil abstützen kann. Auf diese Weise wird ein Nachgeben des Wickelkörpers bei schwankenden Zugspannungen des aufgewickelten Streifens oder ein Verkippen des Wickelkerns relativ zur Drehachse der Wickelwelle wirksam verhindert. Falls jedoch der Innendurchmesser des Wickelkerns das Sollmaß erheblich unterschreiten sollte, können die Blattfedern nachgeben, wobei sie sich im radial äußeren Bereich etwas von der sie abstützenden Wand der Ausnehmung des Wickelrings ablösen.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Fußbereiche der Blattfedern sowie die sie aufnehmenden Schlitze des Friktionsrings so gebogen, dass ihr radial inneres Ende in die genannte Drehrichtung weist. Dadurch wird eine sichere und stabile Befestigung der Blattfedern im Friktionsring ermöglicht.
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Vorzugsweise haben die Schlitze, in denen die Fußbereiche der Blattfedern aufgenommen sind, zumindest im radial äußeren Bereich eine Breite, die größer ist als die Dicke der Blattfedern, so dass die effektive Biegelänge der Blattfedern vergrößert wird, wenn die Blattfedern in die Ausnehmungen hinein zurückgebogen werden. Weiter innen können die Schlitze so gestaltet sein, dass sie eine Schikane für die Blattfeder bilden, so dass die Blattfeder stabil fixiert wird.
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Eine Fixierung der Blattfedern in axialer Richtung des Friktionsringes lässt sich durch Stützringe erreichen, die den Friktionsring und die Fußbereiche der Blattfedern auf mindestens einer Seite flankieren.
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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 einen Schnitt durch eine Wickelwelle mit einem erfindungsgemäßen Friktionsring und einem darauf gehaltenen Wickelkern;
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2 eine Ausschnittsvergrößerung des Friktionsrings; und
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3 einen Schnitt längs der Linie III-III in 2.
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In 1 ist eine Wickelwelle 10 einer Längsschneid- und Wickelvorrichtung im Querschnitt gezeigt. Ein Friktionsring 12, der – ggf. zusammen mit weiteren gleichartigen Friktionsringen – zur Abstützung eines oder mehrerer Wickelkerne 14 auf der Wickelwelle 10 dient, ist mit Hilfe von Reibkörpern 16 reibschlüssig auf der Wickelwelle 10 gehalten. Jeder Reibkörper 16 ist in einer Längsnut 18 in der äußeren Umfangsfläche der Wickelwelle 10 aufgenommen. Diese Längsnut 18 nimmt außerdem einen Balg 20 auf, der sich mit Hilfe eines Druckmediums expandieren lässt, so dass der Reibkörper 16 radial nach außen ausgefahren wird und sich an eine Reibfläche 22 am inneren Umfang des Friktionsrings 12 anlegt.
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Wenn die Wickelwelle 10 in der durch einen Pfeil angegebenen Drehrichtung D angetrieben wird, so werden die Reibkörper 16 formschlüssig mitgenommen, und die Reibkörper übertragen durch Reibschluss mit der Reibfläche 22 ein Antriebsdrehmoment auf den Friktionsring 12, der dann den Wickelkern 14 in der Drehrichtung D mitnimmt.
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An seinem äußeren Umfang trägt der Friktionsring 12 eine Anzahl von Blattfedern 24, die im wesentlichen radial vom Umfang des Friktionsrings abstehen und sich mit ihren freien Enden in die Innenfläche des durch eine Papphülse gebildeten Wickelkerns 14 einkrallen. Die radial äußeren Abschnitte jeder Blattfeder 24 verlaufen geradlinig, sind jedoch gegenüber der Radialen etwas in der Drehrichtung D geneigt. Das auf den Wickelkern 14 übertragene Drehmoment hat deshalb die Tendenz, die Blattfedern 24 entgegen der Drehrichtung D, also im Uhrzeigersinn in 1, zu verschwenken, so dass sie sich selbsthemmend umso stärker in die Innenfläche des Wickelkerns 14 einkrallen.
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Am radial inneren Ende weist jede Blattfeder 24 einen Fußbereich 26 auf, der klemmend in einem entsprechenden Schlitz 28 des Friktionsrings 12 gehalten ist. Die Fußbereiche 26 der Blattfedern sowie die Schlitze 28 sind C-förmig gekrümmt, wobei die konkave Seite in Drehrichtung D weist.
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Jeder der Schlitze 28 erweitert sich am radial äußeren Ende zu einer Ausnehmung 30. Die in der Drehrichtung D nachlaufende Wand 32 dieser Ausnehmung verläuft geradlinig und hat die gleiche Neigung wie der äußere Abschnitt der Blattfeder 24, so dass sich die Blattfeder, wenn sie der Reaktionskraft des Wickelkerns 14 ausgesetzt ist, an die Wand 32 anlegen kann und dadurch abstützt wird.
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Wie deutlicher aus 2 hervorgeht, ist die Breite der gebogenen Schlitze 28 etwas größer als die Dicke der zugehörigen Blattfeder 24, so dass sich die Blattfedern mit der konvexen Seite ihres Fußbereichs 26 an der Wand des Schlitzes 28 abstützen können, während die konkave Innenseite des Fußbereichs innerhalb des Schlitzes 28 etwas Spiel hat. Dadurch kann auch der Fußbereich 26 der Blattfeder in der Drehrichtung D etwas einfedern, während er in Gegenrichtung stabil abgestützt wird.
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Der innere Schenkel jedes Schlitzes 28 bildet eine Schikane 34, die eine leichte Durchbiegung des entsprechenden Schenkels des Fußbereiches 26 der Blattfeder erzwingt und so für einen festen klemmenden Sitz der Blattfeder 24 in dem Schlitz 28 sorgt.
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Wenn der Wickelkern 14 auf dem Friktionsring 12 oder mehreren Friktionsringen montiert werden soll, so wird die Wickelwelle 10 stillgehalten, und der Friktionsring 12 wird mit Hilfe der Reibkörper 16 in Umfangsrichtung fixiert. Der Wickelkern 14 wird relativ zum Friktionsring 12 in der Drehrichtung D gedreht und dabei axial auf den Friktionsring aufgeschoben. Dabei werden die Spitzen der Blattfedern 24 in der Drehrichtung D ausgelenkt, und die Blattfedern werden etwas in die Ausnehmungen 30 zurückgebogen, so dass sie der Bewegung des Wickelkerns 14 keinen großen Widerstand entgegensetzen. Wenn der Wickelkern die vorgesehene Position erreicht hat und losgelassen wird, federn die Blattfedern 24 zurück, so dass sie den Wickelkern 14 stabil in Position halten. Im Normalfall liegen dann die Blattfedern mit ihrem geraden äußeren Abschnitt wieder an der Wand 32 der Ausnehmung an, während sich ihre freien Enden etwas in die Pappe des Wickelkerns 14 einkrallen. Wenn jedoch aufgrund von Maßtoleranzen der Innendurchmesser des Wickelkerns 14 etwas zu klein ist, können die Blattfedern auch in diesem Fall etwas in die Ausnehmungen 30 hinein ausweichen, wobei sie zumindest in ihrem radial äußeren Bereich etwas von der Wand 32 weggebogen werden können. Der Fußbereich 26 bleibt jedoch mit der konkaven Wand des Schlitzes 28 in Anlage, so dass immer noch eine stabile Abstützung der Blattfeder 24 erreicht wird.
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Wie 2 zeigt bildet der gerade radial äußere Abschnitt der Blattfeder 24 mit der Radialrichtung einen verhältnismäßig spitzen Winkel α von etwa 16°. Dadurch wird erreicht, dass der Wickelkern 14 sehr stabil abgestützt werden kann und sich nicht relativ zum Friktionsring 12 verlagert, wenn äußere Kräfte, insbesondere der Zug des aufzuwickelnden Streifens des Bahnmaterials, auf ihn einwirken. Andererseits sorgt insbesondere das Spiel, das der Fußbereich 26 der Blattfeder innerhalb des Schlitzes 28 hat, dafür, dass die Blattfeder 24 beim Aufschieben des Wickelkerns relativ leicht nachgeben kann.
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Folgt man dem Verlauf der Blattfeder 24 vom radial äußeren Ende nach innen, so knickt sie am Ende des geraden Abschnitts und am innen Ende der Wand 32 zunächst entgegen der Drehrichtung D ab. Sie beschreibt dann etwa einen 180°-Bogen, der in einen geraden, in der Drehrichtung D vorspringenden Schenkel übergeht, der durch die Schikane 34 klemmend fixiert ist.
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Wie in 3 zu erkennen ist, stimmt die Breite der Blattfeder 24 mit der Dicke des Friktionsrings 12 überein. Um zu verhindern, dass die Blattfeder 24 in Axialrichtung der Wickelwelle aus dem Schlitz 28 herausgedrückt wird, können auf einer Seite oder beiden Seiten des Friktionsrings 12 Stützringe 36 vorgesehen sein, die auf der Wickelwelle 10 fixiert sind und zumindest den Fußbereich 26 jeder Blattfeder 24 abstützen.
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Der Friktionsring 12 besteht vorzugsweise aus Kunststoff, während die Blattfedern 24 durch einfache Streifen aus Federstahl gebildet werden, die geeignet gebogen und vorzugsweise am Ende des geraden Abschnitts etwas abgefast werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2856066 A1 [0004]
- EP 1316524 B1 [0005]
