DE2148233C3 - Druckmittelbetätigte Reibungskupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine druckmittelbetätigte Reibungskupplung, insbesondere für eine Aufspannvorrichtung für Wickelrollen bzw. Wickelhülsen auf eine Welle, mit einer Mehrzahl aufblähbarer, die Welle umgebenden Schläuche aus elastischem Material, denen ein Druckmittel zugeführt wird und Reibungselemente, die imstande sind, sich unter dem Einfluß der Schläuche in radialer Richtung zu bewegen und mit den im Innern konzentrisch angeordneten Trägerelementen in Reibungsberührung zu kommen.

Derartige Aufspannvorrichtungen sind als Wickelwellen, als Spannvorrichtungen, als Bremsen und Kupplungen bekannt. Die US-Patentschrift 29 61 183 beschreibt eine Vorrichtung, die aus einem Ring einer Reibungsbremse besteht, der durch einen flexiblen Gummiringkörper, der mit Luft beschickt wird, axial gegen das Ende einer Spannrolle gedrückt wird.

Die deutsche Auslegeschrift (DE-AS 12 75 333) beschreibt eine Aufspannvorrichtung für Wickelrollen mit aufblähbaren ringförmig in Wellennuten liegenden Kammern mit elastischem Material, wobei die Wickelhülsen direkt von dem elastischen aufgeblähten Material mitgenommen werden.

Beim Aufwickeln von Bahnen oder Streifen, z. B. beim Aufwickeln von Streifen, die durch Längsschneiden mit Abstand von einer Bahn getrennt worden sind, ist es oft notwendig, diese Streifen unter gleichmäßiger Spannung aufzuwickeln. Die Verwendung einer axial wirksamen Reibungskupplung gemäß obenerwähnter Patentschriften ist für diesen Zweck nicht befriedigend. Infolge der nicht gleichmäßigen Verteilung der Reibungskräfte auf die verschiedenen Reibringe und der Durchbiegung der Welle werden die verschiedenen Streifen nicht unter der gleichen Spannung aufgewikkelt

Bei der direkten Aufbringung der Wickelhülsen auf das elastische Material ist eine gleichmäßige Mitnahme nicht möglich, da der unkontrollierbar entstehende

ίο Abrieb die Reibeigenschaften zwischen den Materialien beeinflußt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Zugvorrichtungen für bahnförmiges Material mit einer Reibungskupplung zu versehen, um einen kontrollierten und etwa gleichmäßigen Zug auf die sich bewegende Bahn auszuüben.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruchs 1 gelöst
Die Ringkörper können direkt oder indirekt dazu dienen, getrennte Bahnen oder Streifen um die Welle zu wickeln. Vorzugsweise dient jeder der Ringkörper als Antriebselement für einen Kern oder eine Spule, auf welche ein Streifen oder eine Bahn gewickelt werden kann, wobei der Ringkörper Reibungs- oder andere Mittel aufweist welche mit einem Kern oder einer Spule in Eingriff treten, wenn der Ringkörper selbst durch die Welle angetrieben wird. Die Kupplung zwischen jedem Ringkörper und dem zugeordneten Streifen- oder Bahnkern oder -spule ist vorzugsweise derart beschaffen, daß Ietztere(r) längs der Welle leicht entfernt werden kann, wenn die Kupplung gelöst wird.

Eine geeignete Kupplungsart, die wirksam wird, wenn der Ringkörper durch die Welle angetrieben wird, ist eine Nockensperrkupplung, bestehend aus Nockenflächen auf dem Ringkörper und Sperrollen oder anderen Elementen, die zwischen den Nockenflächen und dem Inneren des Kerns oder der Spule eingeschaltet sind. Wenn der Ringkörper angetrieben wird, verursachen die Nockenflächen die Verschiebung der Sperrelemente nach außen, so daß sie zwischen dem Ringkörper und dem Kern oder der Spule eingekeilt werden. Wird der Ringkörper in entgegengesetzter Richtung gedreht, so wird die Spule oder der Kern entsperrt.

Die Radialbewegung der Reibungselemente steht vorzugsweise unter Kontrolle von einem oder mehreren aufblasbaren oder ausdehnbaren Elementen, die zwischen der Welle und solchen Reibungselementen angeordnet sind. Zum Beispiel können ein oder mehrere aufpumpbare Schläuche vorgesehen sein, die derart angeordnet sind und Mittel, um solchen Schlauch oder Schläuche mit Gas unter Druck zu beschicken. Vorzugsweise kann der Druck des Druckmediums für die Bremsschuhe zweier oder aller Ringkörper der gleiche sein.

Vorzugsweise sind ein aufblasbarer oder ausdehnbarer Körper oder zwei oder mehrere solcher Körper vorgesehen, welcher oder welche zwei oder mehreren anzutreibenden Ringkörpern gemeinsam ist oder sind, so daß die die Ringkörper antreibenden Reibungskräfte die gleichen sind.

Die erfindungsgemäße Mechanik kann auch zum Abwickeln einer Anzahl Materialstreifen mit der gleichen Zugspannung verwendet werden.
Die Erfindung wird an Hand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, die darstellt

F i g. 1 einen Aufriß auf ein Gerät, bestehend aus einer Vorrichtung zum Schneiden einer Bahn, wobei eine

Ausführung der vorliegenden Erfindung zum Aufwikkeln von abgetrennten Bahnstreifen angewendet wird, F i g. 2 einen Grundriß eines Gerätes gemäß F i g. 1,

F i g. 3 einen Schnitt einer Mechanik zur Übertragung von Drehmomenten gemäß F i g. 5 längr der Schnittlinien 3-3,

Fig. 4 einen Schnitt auf der ι echten Seite der Mechanik längs der Schnittlinien 4-4 der F i g. 3, und

Fig.5 einen Schnitt auf der linken Seite der Mechanik auf der Schnittlinie 5-5 der F i g. 3. >. ο

Die Vorrichtung zum Längsschneiden einer Materialbahn 10 gemäß F i g. 1 besteht aus einer bahnzuführen- > den Spule 11, einem Halter 12 mit Messern zum Längsschneiden der Bahn 10, einer Führungsrolle 13 und zwei Streifen aufwicklern 14 und 15.

Die Vorrichtung nach F i g. 1 wird im Grundriß in der Fig.2 gezeigt, wobei die Materialbahn 10 in sieben Streifen geschnitten wird, numeriert von 1 bis 7. Die Streifen mit der ungeraden Zahl werden um Aufwickelspulen 16 gewickelt, die an der Rolle 15 angebracht sind, wogegen die geraden Streifen auf Kernen 16 der Rolle 14 aufgewickelt sind Die Längsschneidevorrichtung gemäß F i g. 1 und 2 arbeitet wie folgt:

Mit Hilfe von im Halter 12 montierten Messern, wird die von der Spule 11 abgenommene Bahn 10 in sieben Streifen geschnitten, von denen jeder auf einen getrennten Aufwickelkern 16 aufgewickelt wird. Das Drehmoment, mit welchem die Spulen angetrieben werden, ist für alle Kerne gleich, ungeachtet ungleicher Reckung oder Fehler, die in dem einen oder anderen Streifen vorhanden sein können.

Einer der Streifenaufwickler ist in der Schnittzeichnung nach F i g. 3 dargestellt Der Wickler besteht aus einer angetriebenen Welle 20 mit vier Nuten 21, die sich über den größeren Teil ihrer Länge ausdehnen. Luftdichte und flexible Schläuche 22 bis 25 sind in diesen Nuten befestigt. Zwecks klarer Darstellung ist der Schlauch 22 in nichtaufgepumpten Zustand gezeichnet und die Schläuche 23, 24 und 25 in aufgepumptem Zustand gezeigt. An den Stellen der Schläuche 22 bis 25, befinden sich vier Reibungselemente 26, 27, 28 bzw. 29, deren Winkelstellung durch die Bolzen 36 gesichert ist. Diese Reibungselemente werden durch einen unterbrochenen Ring 30 aus Federstahldraht von etwa 1,5 mm Durchmesser eingeschlossen. Die Reibungselemente sind auf diese Weise radial nach außen hin unter dem Druck eines Druckmittels innerhalb der Schläuche 22—25 verschiebbar. Die Außenflächen der Reibungselemente 26, 27, 28 und 29 sind mit Teflon (eingetragenes Warenzeichen) überzogen oder einem anderen Material 37, das den gewünschten Reibungskoeffizienten aufweist.

Um die Reibungselemente herum befindet sich ein Trägerelement in Form eines Ringkörpers 31 mit einer inneren Reibungsfläche 32, welche Nockenflächen 33 trägt Der Ringkörper 31 ist mit einer Anzahl Umfangsaussparungen versehen, in welchen ein Satz Rollen 45 angeordnet ist, die zusammen mit dem Ringkörper beweglich sind. Die Bodenflächen 60 der Aussparungen sind mit einer Schräge versehen, so daß bei Antrieb des Ringkörper <j;i. 2h die Welle die Rollen 45 durch die Reibungsberührung mit den Reibungselementen 26—29 mit dem Ringkörper im Drehsinn, der durch den Pfeil 61 angezeigt wird, gezwungen werden, mit den Innenflächen des Kernes 16, der den Ringkörper 31 umgibt, in Eingriff zu treten. Abstandsspindeln 44 schaffen eine entsprechende Parallelität zwischen den Lagerringen 33 (gezeigt in den F i g. 4 und 5), in welchen die Rollen 45 angebracht sind. Die Bolzen 38 sichern die Kupplung zwischen den Lagerringen 33 und dem Ringkörper 37 (siehe F i g. 4—5).

Das Drehmoment, mit welchem der Ringkörper 31 angetrieben wird, ist vom Reibeingriff zwischen den Reibungselementen 26—29 und dem Ringkörper 31 abhängig, und dieses Drehmoment kann deshalb durch Steuerung der Druckluft in den Schläuchen 22 bis 25 eingestellt werden.

Wie man aus den F i g. 4 und 5 erkennen kann, sind verschiedene Ringkörper vorgesehen, wie bei 31, die die Welle 20 umgeben; jedem Ringkörper ist ein Satz Reibungselemente, wie oben beschrieben, zugeordnet Außerdem sind die verschiedenen Reibungselementsätze durch Druck innerhalb des einen Schlauchsatzes 22—25 verschiebbar, welche Schläuche sich im wesentlichen längs der Gesamtlänge der Welle erstrecken. Jeder Ringkörper ist von einem Kern umgeben wie bei 16, jedoch ist nur einer von diesen Kernen in den F i g. 4—5 gezeigt Wie ersichtlich, ist das Drehmoment im Betrieb das gleiche für alle Kerne 16.

Wie aus Fig.4 ersichtlich, sind die linksseitigen Enden der Schläuche 22 bis 25 mittels eines Klemmringes 40 eng geschlossen angeklemmt wobei der Klemmring mittels eines Kopfstückes 39 auf einer Welle 20 befestigt ist. An den gegenüberliegenden Seiten der Bremsschuhsätze sind Staubringe 41 angebracht. Jeder Ringkörper 31 wird in Gleitlagern gehalten, aus Stahlringen 42, die auf der Welle 20 befestigt sind, und aus Ringen 43 aus Teflon (Warenmarkenzeichen) mit Molybdänsulfit, die an dem Ringkörper befestigt sind. Statt Gleitlager können natürlich auch Kugellager benutzt werden.

Jeder Ringkörper 31 trägt zwei Ringe 33, die mittels zweier Abstandsspindeln 44 miteinander verbunden sind. Der entstehende Rollensatz 45 ist frei in diesen Ringen 33 gelagert. Die Ringe 33, die Rollen 45 und die Abstandsspindeln 44 werden mittels eines einschließenden Ringes 46 zusammengehalten. Erwähnte Teile sind axial mit dem Ringkörper 31 mittels Bolzen 38 vereinigt. Zwecks klarer Darstellung wurde der rechte Teil der Mechanik gemäß Fig.4 um etwa 15° nach unten gedreht, um die Wirkung der Bolzen 38 zu zeigen. Ein • Federstahlband 47 übt einen geringen Radialdruck auf die Rollen aus, um mit einem Kern 16 einen elastischen Kontakt sicherzustellen und zu verhindern, daß die Rollen völlig zum tiefsten Punkt der mit Spanbrust versehenen Umfangsaussparungen hinuntergleiten.

F i g. 5 zeigt hauptsächlich das Druckluftversorgungssystem, welches benötigt wird, um die flexiblen Schläuche 22 bis 25 zu dehnen. Das System besteht aus einem Klemmring 50, der die Enden der flexiblen Schläuche eng umschließt. Der Luftverteilring 53 ist auf die Welle 20 und auf das Kopfstück 62 geklemmt, wobei beide zusammengeschweißt sind und teilweise den Luftzufuhrring 54 umfassen, welcher um den Luftverteilring 53 drehbar ist. Ein Paar Dichtungsringe 55 gewährleisten eine luftdichte Abdichtung. Eine Axialverschiebung der auf der Welle 20 angeordneten Teile wird durch den Ring 48 und die Bolzen 49 verhindert.

Die Druckluft wird durch die Ventile 56 in den Luftzuführring 54 geschickt und strömt durch den Kanal 57 zum Luftverteilring 53, in welchen Durchlässe 51 gebohrt und, falls notwendig, mittels der Bolzen 58 verdichtet sind. Die Luft wird ferner durch den mit Einlaßöffnungen 52 vorgesehenen Dämpfungsring 50 zugeführt. Die öffnungen sind durch den Deckel 59 luftdicht verschlossen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Druckmittelbetätigte Reibungskupplung, insbesondere für eine Aufspannvorrichtung für Wickelrollen bzw. Wickelhülsen auf eine Welle, mit einer Mehrzahl aufblähbarer, die Welle umgebenden Schläuche aus elastischem Material, denen ein Druckmittel zugeführt wird und Reibungselemente, die sich unter dem Einfluß der Schläuche in radialer Richtung bewegen und mit den im Innern konzentrisch angeordneten Trägerelementen in Reibungsberührung kommen, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Schläuche (22—25) in Nuten (21) des Wellenkernes (20) eingelegt sind, die sich in axialer Richtung der Welle erstrecken,

b) die Reibungselemente (26—29) konzentrisch zur Welle und zu den Schläuchen (22—25) angeordnet sind und äußere Reibungsflächen (30) aufweisen, welche mit den Innenflächen der Trägerelemente (31) in Berührung kommen,

c) die Trägerelemente (31) als Ringelemente ausgebildet sind, die die Welle umschließen, relativ zu derselben frei drehbar sind und auf der Außenseite zur Aufnahme der Wickelrollen bzw. Wickelhülsen Nockenflächen (63), Klemmbahnen (60) und Klemmrollen (45) aufweisen, die zwischen den Nockenflächen (63) und der Innenfläche der Wickelrollen bzw. Wickelhülsen (16) eingeschaltet werden.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vier Reibungselemente (26, 27,28, 29) für jedes Trägerelement und vier flexible Schläuche (22, 23, 24, 25) vorgesehen sind, wobei jeweils ein Schlauch ein Reibungselement jedes Trägerelementes beaufschlagt.