DE2217978A1

DE2217978A1 - Wickelwellenantrieb

Info

Publication number: DE2217978A1
Application number: DE19722217978
Authority: DE
Inventors: Eberhard Kampf; Walter Reichler
Original assignee: Erwin Kampf GmbH and Co Maschinenfabrik
Current assignee: Erwin Kampf GmbH and Co Maschinenfabrik
Priority date: 1972-04-14
Filing date: 1972-04-14
Publication date: 1973-10-25
Also published as: FR2180384A5; GB1379339A; JPS4919259A; IT981619B

Description

Dr. Werner Haßler Lüdenscheid, den 11 . April 1 972-4

PATENTANWALT

saeLDCENGCHEID ^A 7251 .

Asenberg3i-Postfach 1704

Anmelderin: Firma Erwin Kampf

Maschinenfabrik
5276 Wiehl-2, Mühlen

Wickelwellenantrieb
Die Erfindung betrifft einen Wickelwellenantrieb, bei dem

zwischen einer gemeinsamen Antriebswelle und einer gemeinsamen Abtriebswelle mehrere Radpaarungen mit abgestufter Übersetzung angeordnet sind.

Bei gleicher Laufgeschwindigkeit.der aufzuwickelnden Bahn muß sich während der Wicklung die Drehzahl der Wickelwelle entsprechend dem anwachsenden Wickeldurchmesser ändern. Der Antrieb des jeweiligen Wickelkerns von der Wickelwelle erfolgt im allgemeinen über eine Friktion. Damit der Verschleiß und

! die Wärmeentwicklung in dieser Friktion einen zulässigen J Wert nicht übersteigt, darf die Wickelwelle nur eine begrenzte Voreilung gegenüber dem Wickelkern haben. Zum Antrieb der Wickelwelle ist ein stufenlos regelbarer Antrieb mithilfe von Gleichstrommotoren oder Hydraulikmotoren bekannt.

Demgegenüber würde ein Antrieb mithilfe eines Wechselgetriebes erhebliche Kosteneinsparungen bringen. Eine solche Lösung ist jedoch nicht ohne weiteres möglich, weil die Wickelwelle j während der Schaltzeit des Wechselgetriebes nicht kraftschlüssig angetrieben ist, so daß sich während dieser Zeit die Drehzahl der Wickelwelle in unkontrollierbarer Weise ändern kanr Dieses führt zwangsläufig zu Sprüngen und Versetzungen in der Wicklung, die bei hochwertigen Werkstoffbahnen oder Folien nicht tragbar sind. .·

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Aufgabe der Erfindung ist eine solche Anpassung des Wickelwellenantriebs, daß unter Verwendung eines Wechselgetriebes j eine geführte Mitnahme der Wickelwelle auch beim Schalten des

[Wechselgetriebes möglich ist.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß alle Radpaarungen, gegebenenfalls mit Ausnahme der Radpaarung größter Übersetzung mit einer eine Überholdrehzahl der Wickelwelle ermöglichenden Überholkupplung ausgestattet sind und daß alle Radpaarungen, gegebenenfalls mit Ausnahme der Radpaarung kleinster Übersetzung, mit einer Schaltkupplung zur wahlweisen Schaltung des Kraftschlusses der betreffenden Radpaarung ausgestattet sind.

Beim Wickeln wird die Wickelwelle zunächst mit größter Drehzahl angetrieben. Die Drehzahl des Wickelkerns nimmt entsprechend dem anwachsenden Wickeldurchmesser kontinuierlich ab. Diese Abnahme wird in dem vorgesehenen Ausmaß durch die Friktion ermöglicht. Damit jedoch der Drehzahlunterschied innerhalb der Friktion einen vorgegebenen Wert nicht übersteigt, wird die Drehzahl der Wickelwelle durch den Wickelwellenantrieb stufenweise angepaßt.

Damit zunächst jeweils die Radpaarung größter Übersetzung wirksam ist, ist die Schaltkupplung dieser Radpaarung eingerückt, so daß diese Radpaarung die Antriebswelle und die Abtriebswelle kraftschlüssig verbindet. Wenn der Übergang auf die Radpaarung der nächstkleineren Übersetzung erfolgen soll, wird die Schaltkupplung der Radpaarung größter Übersetzung ausgerückt, so daß der Kraftschluß in dieser Radpaarung aufgehoben wird. Dadurch verlangsamt sich die Drehzahl der

! Abtriebswelle und der Wickelwelle. Sobald die Drehzahl der Abtriebswelle die Ausgangsdrehzahl der .Radpaarung der nächstkleineren Übersetzung errreicht, kommt die Überholkupplung dieser Radpaarung in Eingriff, so daß die Abtriebswelle mit dieser nächstkleineren Drehzahl mitgenommen wird. Die Drehzahl der Abtriebswelle kann niemals unter die genannte Drehzahl

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absinken. Infolgedessen treten während des Schaltvorgangs keine Beschleunigungen der Abtriebswelle auf, so daß Sprünge oder Versetzungen der Wicklung ausgeschaltet sind.

Bei betriebsmäßiger Belastung lassen sich mit einer Friktion Wicklungen mit einem Durchmesser bis etwa des vier- bis fünffachen des Kerndurchmessers wickeln. Bereits mit einem Wickelwellenantrieb mit zwei Radpaarungen nach der Erfindung läßt sich der Wickeldurchmesser bis zum zehnfachen des Kerndurchmessers steigern, ohne daß die Qualität der Wicklung oder der Verschleiß der jeweiligen Friktion unzulässig beeinflußt wird. j Die erforderliche Anzahl der Radpaarungen richtet sich nach den jeweiligen Betriebsverhältnissen und vor allem nach der zulässigen Belastbarkeit der Friktionen für die einzelnen Wickelkerne.

I Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter ¹ Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung erläutert, in der darstellen;

Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Wickelwellenantriebs

mit zwei Radpaarungen und
Fig. 2 eine weitere Ausführungsform des Wickelwellenantriebi mit drei Radpaarungen.

In Fig. 1 ist der Wickelwellenantrieb schematisch dargestellt, j Auf einer Antriebswelle 1 , von der aus weitere Antriebe für j die Maschine abgeleitet werden können, sitzt eine Riemenscheibe j 2, die über Keilriemen 3 von einem Elektromotor 4 angetrieben j wird. Eine Abtriebswelle 5 ist unmittelbar die Wickelwelle,

j auf der die notwendigen Friktionen zum Antrieb je eines Wickel-• kerns 7 sitzen,
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Die Antriebswelle 1 und die Abtriebswelle 5 sind in diesem Fall durch zwei Radpaarungen miteinander verbunden. Die erste Rad-

j p.-jarung größerer Übersetzung umfaßt ein Rad S, das auf der ■ Antriebswelle 1 frei drehbar ist sowie ein Rad 9, das auf die

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Abtriebswelle 5 fest aufgekeilt ist. Die beiden Räder 8 und 9 sind durch Keilriemen 10 kraftschlüssig miteinander verbunden. Auf die Antriebswelle 1 ist eine Scheibe 11 einer Kupplung fest aufgekeilt. Zwischen der Scheibe 11 und dem Rad 8 ist ein Kupplungsbelag 12 angeordnet. Die Schalteinrichtungen für diese Kupplung sind nicht dargestellt. Es kann sich um eine' elektromagnetische Kupplung, eine Lamellenkupplung oder eine vergleichbare andere Kupplung handeln. Die zweite Radpaarung kleinerer Übersetzung umfaßt ein Rad 13, das auf die Antriebswelle 1 fest aufgekeilt ist sowie ein Rad 14, das über eine Überholkupplung 15 mit der Abtriebswelle 5 verbunden ist. Die Überholkupplung 15 ermöglicht eine Überholdrehzahl der Abtriebs·

!welle 5. Die Überholkupplung 15 ist in Fig. 1 lediglich schematisch dargestellt. Die Räder 13 und 14 sind durch Keilriemen 16 miteinander verbunden.

j Die Radpaarung der Räder 8 und 9 hat eine höhere Übersetzung und verleiht damit der Abtriebswelle 5 eine höhere Drehzahl im Vergleich zu der Radpaarung der Räder. 13, 14. Infolgedessen muß die Radpaarung der Räder 8 und 9 zu Beginn der Wicklung bei kleinem Wickeldurchmesser wirksam sein. Deshalb ist zunächst die Kupplung mit der Scheibe 11 und dem Kupplungsbelag eingeschaltet, so daß das Rad 8 kraftschlüssig mit der Antriebswelle 1 verbunden ist und die Antriebskraft über das Rad 9 auf die Abtriebswelle 5 überträgt. Infolge der Überholkupplung kann die Abtriebswelle 5 die andererseits durch die Radpaarung der Räder 13und 14 vorgegebene Drehzahl ohne weiteres überholen. Wenn der Durchmesser des Wickelkerns auf die vorgesehene Größe angestiegen ist, daß die Antriebsdrehzahl der Radpaarung 13, 14 für den betreffenden Wickeldurchmesser ausreicht, wird die Kupplung aus der Scheibe 11 von dem Kupplungsbelag 12 ausgerückt, so daß sich nunmehr das Rad 8 auf der Antriebswelle 1 frei dreht. Damit sinkt die Drehzahl der Abtriebswelle 5 ab. Sobald die Drehzahl der Abtriebswelle 5 den durch die Radpaarung der Räder 13 und 14 vorgegebenen Wert erreicht, kommt die Überholkupplung 15 momentan zum Eingriff. Infolge-

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dessen kann die Drehzahl der Abtriebswelle 5 niemals unter diesen durch die Radpaarung der Räder 13 und 14 vorgegebenen Wert absinken, der in Beziehung zu dem entsprechenden Wert des Wicke!durchmessers steht, so daß der Wickelkern immer zwangsweise durch die Friktion 6 angetrieben wird. Damit erhält man eine gleichmäßige Wicklung, die allen Anforderungen genügt.

Der Wickelwellenantrieb nach Fig. 2 mit zwei Radpaarungen reicht bereits für die meisten Anwendungsfälle aus, weil man damit ohne weiteres Verhältnisse des Wickeldurchmessers zum Kerndurchmesser von 10:1 beherrschen kann. Die jeweilige Schaltzeit des Wickelwellenantriebs kann in weitem Umfang entsprechend den betriebsmäßigen Anforderungen ausgewählt werden. Auch die Abstufung der Übersetzungen erfolgt im Hinblick auf die betriebsmäßigen Belastungen, damit sowohl die Wärmeentwicklung als auch der Verschleiß der Friktion möglichst klein gehalten werden kann.

Falls eine noch feinere Abstufung der Drehzahl der Abtriebswelle 5 bzw. der Wickelwelle gewünscht wird, kann man den Wickelwellenantrieb nach der Erfindung auf -eine beliebige Stufenzahl erweitern.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform mit insgesamt drei Stufen. Dabei sind die Radpaarungen als Stirnradpaare ausgebildet. Auf die von dem Elektromotor 4 angetriebene Antriebswelle sind jeweils die Stirnzahnräder 17, 19, 21 fest aufgekeilt. Das Stirnzahnrad 18 bildet zusammen mit dem Stirnzahnrad 17 die Radpaarung größter Übersetzung. Das Stirnzahnrad 18 sitzt auf einer Muffe 23, die auf der Abtriebswelle, 5 frei drehbar ist und einseitig einen Kupplungs-flansch 24 trägt, der mit einer Kupplungsscheibe 25 zusammenwirkt. Zu der Radpaarung der nächstkleineren Übersetzung gehören die Stirnzahnräder und 20. Das Stirnzahnrad 20 ist mit einer Muffe 26 unter

Zwischenschaltung einer Überholkupplung 27 verbunden. Die Muffe I

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j 26 ist ebenfalls auf der Abtriebswelle 5 frei drehbar und trägt einen Kupplungsflansch 28, der mit einer Kupplungsscheibe zusammenwirkt. Schließlich umfaßt die Radpaarung kleinster Übersetzung die Stirnzahnräder 21 und 22. Das Stirnzahnrad ist mithilfe einer Überholkupplung/mit der Abtriebswelle 5 verbunden. Von der Abtriebswelle 5 werden über eine Riemenscheibe 31 die einzelnen Wickelwellen bzw. Friktionen angetrieben.

Zu Beginn der Wicklung muß die Abtriebswelle 5 mit der größten Drehzahl angetriäoen werden, so daß die Radpaarung aus den Stirnzahnrädern 17 und 18 einen Kraftfluß zwischen der Antriebswelle 1 und der Abtriebswelle 5 bewerkstelligen muß. Deshalb ist die Kupplung aus dem Kupplungsflansch 24 und der Kupplungsscheibe 25 in Eingriff. In diesem Betriebszustand kann auch die Kupplung aus dem Kupplungsflansch 28 und der Kupplungsscheibe 29 in Eingriff sein. Die Überholkupplung 27 ermöglicht ohne weiteres eine höhere Drehzahl der Abtriebswelle 5. Sobald infolge der Zunahme des Wickeldurchmessers die erforderliche Drehzahl der Abtriebswelle 5 auf den durch die Radpaarung der Stirnzahnräder 19 und 20 bestimmten Wert abgesunken ist, wird die Kupplung aus dem Kupplungsflansch 24 und der Kupplungsscheibe 25 gelöst, so daß der Kraftfluß über die Radpaarung der Stirnzahnräder 17 und 18 aufgehoben ist. Nunmehr sinkt die Drehzahl der Abtriebswelle 5 soweit ab, bis die Überholkupplung 27 einen Kraftfluß herstellt. Dabei behält der Antriebsteil der jeweiligen Friktion die erforderliche Voreilung bei, so daß der Wickelkern niemals ohne Führung ist. Nunmehr stellen die Stirnzahnräder 19 und 20 den Kraftfluß zwischen der Antriebswelle 1 und der Abtriebswelle 5 her. Bei weiterem Anwachsen des Wickeldurchmessers wird schließlich ein Wert erreicht, wo die durch die Radpaarung aus den Stirnzahnrädern 21 und 22 vorgegebene Drehzahl der Abtriebswelle ausreichend ist. Dann wird die Kupplung zwischen den Kupplungsflansch 28 und der Kupplungsscheibe 29 ausgerückt. Nunmehr sinkt die Drehzahl der Abtriebswelle ^r soweit ab, bis die Über-

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holkupplung 30 zum Eingriff kommt. Auch hierbei ist der Antriebs teil der jeweiligen Friktion immer mit einer voreilenden Drehzahl gegenüber dem Wickelkern geführt.

Falls eine Drehrichtungsumkehr des Wickelantriebs erforderlich ist, kann die Riemenscheibe 31 auf einer weiteren Welle angeordnet werden, die von der Abtriebswelle 5 über Wechselräder angetrieben wird, die entsprechend der gewünschten Drehrichtung geschaltet werden können.

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Claims

tentansprüche

1. ^T,vickelwellenantrieb, bei dem zwischen einer gemeinsamen
Antriebswelle und einer gemeinsamen Abtriebswelle mehrere Radpaarungen mit abgestufter Übersetzung angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß alle Radpaarungen (8,9: 13,14 bzw. 17,18; 19,20;21,22),gegebenenfalls mit Ausnahme der Radpaarung
größter Übersetzung (8,9 bzw. 17,18) mit einer Überholkupplung (15 bzw. 27,30) ausgestattet sind und daß alle Radpaarungen gegebenenfalls mit Ausnahme der Radpaarung kleinster Übersetzung ("3,14 bzw. 21,22) mit einer Schaltkupplung (11,12 bzw. 24,25; 28,29) zur wahlweisen Schaltung des Kraftschlusses des betreffenden Radpaarung ausgestattet sind.

2. Wickelwellenantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Rad jeder Paarung fest auf die betreffende
Welle aufgekeilt ist.

3. Wickelwellenantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf der Abtriebswelle (5) frei drehbare
Muffe (26) e:'":erseits einen Kupplungsflansch (28) und andererseiti unter Zwischenschaltung einer Überholkupplung (27) ein Rad (20) der zugeordneten Radpaarung träge.

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