DE29604307U1

DE29604307U1 - Friktionswickelwelle, insbesondere für Rollenschneid- und Wickelmaschinen

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Publication number: DE29604307U1
Application number: DE29604307U
Authority: DE
Original assignee: Kampf GmbH and Co Maschinenfabrik
Current assignee: Kampf GmbH and Co Maschinenfabrik
Priority date: 1996-03-08
Filing date: 1996-03-08
Publication date: 1996-08-01
Anticipated expiration: 2006-03-09

Description

04.03.1996

Kampf GmbH & Co. Maschinenfabrik, Wiehl

BESCHREIBUNG Friktionswickelwelle, insbesondere für Rollenschneid- und Wickelmaschinen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Friktionswickelwelle, insbesondere für Rollenschneid- und Wickelmaschinen mit einer zentralen Antriebswelle, auf deren Umfang mit Abstand verteilt angeordnete Längsnuten mit darin in radialer Richtung verschiebbar gelagerten und vorzugsweise durch Verändern des Drucks in jeweils einem aufblähbaren Druckmittelschlauch steuerbare Gleitleisten angeordnet sind und mit wenigstens einem auf der Antriebswelle sitzenden ringförmigen Grundkörper, an dessen Innenfläche die Gleitleisten anliegen und an dessen Außenfläche schräge Laufflächen zum Zusammenwirken mit zur lösbaren Festlegung und drehfesten Kupplung von aufschiebbaren Wickelhülsen dienenden Spannelementen vorgesehen sind, die in Ausnehmungen eines gegenüber dem Grundkörper verdrehbaren Spannrings gehalten sind.

Bei einer durch die deutsche Patentschrift 42 44 218 bekanntgewordenen Friktionswickelwelle sind Wickelkernhalterungen vorhanden, die aus einem federbelasteten Drehteil als Klemmkörper bestehen, der unter Federspannung mit einer dachförmigen Kante an der Wickelhülsen-Innenfläche anliegt und dabei einen aufgrund von Toleranzen gegebenenfalls vorhandenen Abstand zwischen der Außenfläche des Spannrings und der Wickelhülsen-Innenfläche überbrückt. Zur festen Abstützung der Wickelhülse durch Überbrückung des Abstands sind über den Umfang verteilt im Spannring Wickelkernabstützungen vorgesehen, die verschiedenartig gestaltet sein können. So besteht in einer ersten Ausführungsform eine solche Wickelkernabstützung aus einem Druckbolzen, der in einer radialen Führung am Spannring beweglich geführt ist. Mit seinem inneren Ende liegt der Druckbolzen an einer als Schrägfläche ausgebildeten Lauffläche an. Eine alternative Wickelkernabstützung besteht aus einem Verdrehstützteil, das am Spannring drehbar gelagert ist.

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Beim Aufbringen der Wickelhülsen auf die Friktionswickeiweiie müssen die Wickelhülsen in einer bestimmten Drehrichtung aufgebracht werden, um die dachförmigen Kanten der Wickelkernhaiterungen zur Außenfläche des Spannrings soweit einzuschwenken, daß das Auffschieben der Wickelkerne erst möglich wird. Während des Aufschiebens der Wickelhüisen und auch noch zu Beginn des Drehvorgangs liegen der Druckbolzen bzw. ein Führungsteil des Verdrehstützteils an der tiefsten Stelle der Schrägfläche, so daß der Druckbolzen und bzw. das Verdrehstützteil dann noch nicht über die Außenfläche des Spannrings hinausragen, mithin das Aufstecken der Wickelhülsen nicht gestört wird. Mit weiterer relativer Verdrehung des Grundkörpers und des Spannrings werden über die Schrägfläche der Druckbolzen bzw. der Verdrehstützteil so bewegt, bis diese Elemente in einer Anlageposition an die Wickelhülseninnenfläche gelangen. Dadurch wird der Abstand fest überbrückt und eine Zentrierung und Ausrichtung der Wickelkerne erreicht.

Da der Grundkörper unmittelbar auf der Antriebswelle sitzt, sind sonst notwendige Wälzlager nicht erforderlich, so daß zwar relativ große Wickeirollen aufgewickelt und vergleichsweise schmale Schnittbreiten erzielt werden können. Jedoch ist die vorbekannte Friktionswickeiweiie wegen der speziellen Ausgestaltungen der Wickelkernhaiterungen und der Wickelkernabstützungen recht kompliziert und damit auch sehr kostenträchtig, da die Klemm- und Spannelemente jeweils für den speziellen Einsatzfall besonders hergestellt werden müssen. Auch ist für das Zurückführen der Wickelkernabstützungen in ihrer eingezogene Ausgangslage zum Abnehmen und Aufstecken neuer Wickelhülsen ein Zurückgleiten der federbelasteten Druckbolzen bzw. des Verdrehstützteils notwendig. Bei dieser Rückstellung kann aber beispielsweise bei geringem Neigungswinkel der Schrägführungen die Kraft so klein sein, daß Hemmungen auftreten können, die eine Rückstellung gefährden. Um dies zu vermeiden, sind zwischen dem Haltering und dem Grundkörper Rückdrehfedern notwendig. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Friktionswickeiweiie der eingangs genannten Art zu schaffen, die trotz ihrer Eignung zum Aufwickeln relativ großer Wickeirollen bei kleinster Schnittbreite sich dennoch durch ein sanftes und gleichmäßiges Aufwickeln auszeichnet und mit besonders einfachen Mitteln ein leichtes Be- und Entstücken der Wickelhülsen auf der Friktionswickeiweiie ermöglicht.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Spannelemente von auch im ungespannten Zustand der Friktion geringfügig über die Außenfläche des Spannrings vorstehenden, zugleich zur Verschiebeführung der Wickelhülsen dienenden Kugeln gebildet sind. Bei dieser Ausführungsform haben die Spannelemente eine Doppelfunktion, nämlich einmal dienen sie als Klemmelemente für die Wickelhülsenabstützung bzw. Kupplung mit der Friktionswickelwelle und zum anderen dienen sie beim Be- und Entstücken der Friktionswickelwelle als Kugelbuchsen. Durch die Ausbildung der Elemente als sich in alle Richtungen bewegbare Kugel wird die Möglichkeit geschaffen, gleichzeitig die Hülsen zu spannen und im entspannten Zustand den Wickelhülsentransport zu erleichtern. Außerdem ist eine Kugel ein reines Kaufteil, so daß hier ein besonders preiswertes Mittel zum Spannen und Führen der Wickelhülsen gefunden worden ist.

Die selbe Aufgabe läßt sich bei einer anderen Ausführungsform auch dann lösen, wenn gemäß Anspruch 2 zusätzlich zu den zur Festlegung und Kupplung der Wickelhülsen dienenden Spannelemente zur Verschiebeführung der Wickelhülsen dienende Kugeln vorgesehen sind, die in ungespanntem Zustand der Friktion geringfügig über die Außenfläche des Spannrings vorstehen. In diesem Fall dienen die Kugeln ausschließlich dem besseren Abrollen der Wickelhülsen. Sie funktionieren mithin nur als Kugelführung und nicht zum Spannen der Friktion. Das Spannen erfolgt hierbei in Anwendung des Merkmals des Anspruchs 3 von Zylinderrollen, die ebenso wie die Kugeln im Spannring gelagert sind und mit diesem bewegt werden. Dabei werden die Zylinderrollen analog der Ausführung gemäß Anspruch 1 über schräg verlaufende Laufflächen in der Außenfläche des Grundkörpers nach außen geschoben, während die Kugeln ihre Stellung unverändert beibehalten.

Es hat sich gezeigt, daß es völlig ausreicht, wenn die Kugeln im unbelasteten Zustand ca. 0,1 bis 0,2 mm über die Außenfläche des Spannrings hervorstehen. Beim Aufschieben der Wickelhülsen werden dann nur die Kugeln berührt, so daß das Be- und Entstücken im unbelasteten Zustand keinerlei Probleme mit sich bringt.

In einer bevorzugten Ausführung mit Verwendung der Kugeln als Spannelemente hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn an den - in Umfangsrichtung gesehen -

Enden der mit den Spannelementen zusammenwirkenden Laufflächen des Grundkörpers Vertiefungen zur Aufnahme der Enden eines gewölbten und auf die Spannelemente einwirkenden Federblechs angeordnet sind. Dieses vorzugsweise gebogene Federblech erfüllt zwei Aufgaben. So werden erstens durch dieses Federblech die Kugeln immer nach außen gedrückt, wodurch sichergestellt ist, daß die Kugeln jeder Friktion an einer Wickelhülsen anliegen, unabhängig davon, wie die Toleranzen sind. Daher werden immer alle Friktionen, die im Bereich einer Wickelhülse liegen, gespannt und sie tragen somit zur Mitnahme der Wickelhülse bei. Zweitens kann durch das vorzugsweise aus Stahlblech und damit harte Federbiech auf ein Härten der schräg verlaufenden Laufbahnen verzichtet werden. Im übrigen wird durch die Vertiefungen an den Laufbandenden vermieden, daß sich das Federblech zwischen Grundkörper und Spannring verklemmt. Die Federwirkung des Federblechs wird dadurch erreicht, daß es mit leichter Vorspannung eingebaut wird.

Zu einem sanften und gleichmäßigen Aufwickeln trägt ferner bei, wenn gemäß dem Merkmal des Anspruchs 7 die Gleitleisten von einem zumindest an der der Innenfläche des Grundkörpers zugewandten Anlagefläche ein Gleitmittel, z. B. Öl, abgebenden Gleitmaterial gebildet sind oder aber in einer alternativen Ausführung von eingeölten Filzleisten bzw. wenn die Gleitleisten direkt von flexiblen, aus ein Schmierfett abgebenden Material bestehenden Leisten gebildet sind.

Das aus den Filzleisten austretende Öl sorgt dafür, daß die Gleitpartner Stahlwelle (Antriebswelle) und Friktionskörper (Grundkörper) durch einen sehr dünnen Ölfilm voneinander getrennt sind und somit ein "Fressen" der Friktionskörper verhindert wird. Dadurch erhält man eine zuverlässig funktionierende und vergleichsweise hoch belastbare Friktionswickelwelle. Die eingeölten Filzleisten haben weiterhin den Effekt, daß die Gleitbewegung frei von "Stick-Slip" ist, also sehr sanft und gleichmäßig ist. Dies wirkt sich gleichfalls positiv auf den Wickelprozeß aus.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht auf eine erfindungsgemäß ausgebildete Kugelfriktion,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie U-Il der Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht auf eine abgewandelte Ausführungsform der Friktion,

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 3,

Fig. 5 eine weiter abgewandelte Ausführungsform der Friktion,

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie Vl-Vl der Fig. 5,

Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie VII-VII der Fig. 5,

Fig. 8 eine der Ausführung nach Fig. 1 entsprechende Friktion mit einer zusätzlichen Spannvorrichtung und

Fig. 9 einen Schnitt entlang der Linie IX-IX der Fig. 8

In den Figuren 1 und 2 ist eine Friktion einer im einzelnen nicht gezeigten Rollenschneid- und Wickelmaschine dargestellt. Die Friktionswickelwelle besteht aus einer zentralen Antriebswelle 1 mit drei am Umfang verteilt angeordneten Längsnuten 2, in denen jeweils eine zur Außenseite hin weisende Gleitleiste 3 und ein diese radial bewegbarer aufblasbarer Druckmittelschlauch 4 enthalten sind. Auf der Antriebswelle 1 sitzt ein ringförmiger Grundkörper 5, an dessen Innenfläche die Gleitleisten 3 zur Anlage kommen. Die sich über die gesamte Länge oder im wesentlichen über die gesamte Länge der Antriebswelle erstreckenden Gleitleisten bestehen entweder aus ölgetränkten Filzleisten oder aber aus einem Gleitmaterial, das Schmierstoff abgeben kann. Auf der Außenseite des Grundkörpers sind über den Umfang verteilt mehrere schrägverlaufende Laufflächen 6 angeordnet, die mit als Kugeln ausgebildeten Spannelementen 7 zusammenwirken. Die Kugeln 7 sind in Ausnehmungen 8 eines Spannrings 9 angeordnet und zwar derart, daß sie auch im ungespannten Zustand der Friktion etwa 0,1 bis 0,2 mm über die Außenfläche des Spannrings hervortreten. In Fig. 1 sind mit 11 ein Distanzring und mit 12 ein Sicherungsring bezeichnet. Der aus einem Gleitmaterial bestehende Distanzring 11 liegt lose zwischen je zwei Friktionen.

Die dargestellte Anordnung funktioniert wie folgt:

Zu Beginn eines Aufwickelvorgangs werden nicht dargestellte Wickelhülsen auf die Friktionswickelwelle aufgesteckt. Da die Kugeln 7 etwas über die Außenseite des Spannrings 9 vorstehen, lassen sich die Wickelhülsen sehr leicht in axialer Richtung

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auf die Friktionswickelwelle, bis in die jeweils gewünschte bzw. erforderliche Position aufschieben. Vorher ist der Blähschlauch 4 aufgeblasen worden, so daß über die Gleitleisten 3 ein Reibschluß zum Grundkörper 5 hin erfolgt ist, so daß sich dieser zusammen mit der Drehbewegung der Antriebswelle 8 entsprechend im Uhrzeigersinn mitdreht. Dadurch werden die Kugeln 7 aufgrund der Schräglage der Laufflächen 6 weiter nach außen gedrückt, wodurch schließlich die Wickelhülsen fest in ihrer eingenommenen Lage gehalten werden. Im entspannten Zustand der Friktion nehmen die Kugeln wieder ihre ursprüngliche Lage ein, in der sie geringfügig über die Außenfläche des Spannrings 9 hervorstehen. Damit kann auch die Entnahme der fertigen Wickelrollen besonders leicht vonstatten gehen.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 sind die Kugeln in zwei nebeneinanderliegenden Kugelreihen angeordnet. Solche Friktionen eignen sich für besonders hohe Tragbelastungen. Wegen der immer größer werdenden Hülsendurchmesser und den auch zunehmend schmaler werdenden Wickelhülsen ist eine Anordnung von mindestens zwei Kugelreihen besonders vorteilhaft. So läßt sich bei größeren Hülsendurchmessern zum Beispiel eine Kugelreihe in Umfangsrichtung gegenüber der anderen Kugelreihe versetzt anordnen, so daß die Kugeln der einen Kugelreihe zum Beispiel bei 15°, 45° usw. und die Kugeln der anderen Kugelreihe bei 30°, 60° usw. angeordnet werden. Ein derartiger Kugelversatz ergibt gleichmäßige Druckpunkte, so daß es an den Wickelhülsen nicht zu unerwünschten Eindellungen kommen kann. Es ist durchaus denkbar, bei noch größeren Hülsendurchmessern vier oder sogar sechs Kugelreihen anzuordnen, die in der vorbeschriebenen Weise jeweils versetzt zu der jeweils benachbart angeordneten Kugelreihe angeordnet sind. Ganz gleich, ob es nun zwei oder sechs Kugelreihen sind und unabhängig vom Durchmesser der Antriebswelle läßt sich der Abstand aufeinanderfolgender Kugeln in Umfangsrichtung vorteilhafterweise jeweils innerhalb einer Kugelreihe zwischen mindestens 55 mm und maximal 85 mm halten. Wenn Kugeln einer Kugelreihe in geringerem Abstand als das vorgenannte Mindestmaß eingesetzt werden, dann sind die damit zusammenwirkenden Rollflächen bzw. Rampen zu steil, mit der Folge, daß der Klemmeffekt nicht feinfühlig genug eingestellt werden kann. Im umgekehrten Fall, wenn vergleichsweise wenig Kugeln innerhalb einer Kugelreihe eingesetzt werden, d. h. die Abstände über den Maximalbereich hinausgehen, dann werden die Rollflächen bzw. Rampen zu lang und es ergibt sich dann keine einwandfreie Klemmwirkung mehr.

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Bei dem in den Figuren 5 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispiel dienen die Kugeln nicht als Spannelemente, sondern lediglich als Führungselement für die Verschiebebewegung der Wickelhülsen. Das Spannen der Wickelhülsen erfolgt über besondere Spannelemente 13, die im dargestellten Ausführungsbeispiel als Zylinderrollen ausgebildet sind. Die Zylinderrollen 13 wirken mithin mit den schräg angeordneten Laufflächen 6 zusammen, während die Kugeln in ihren Ausnehmungen 8 des Spannrings 5 unverändert gehalten werden.

Schließlich zeigen die Figuren 8 und 9 eine zusätzliche Spanneinrichtung für die Kugeln 7 bei einer der Figuren 1 und 2 entsprechenden Ausführungsvariante. Wie insbesondere aus Figur 9 zu entnehmen ist, sind an den - in Umfangsrichtung gesehen - Enden der schrägen Laufflächen 6 Vertiefungen 14 angeordnet, in die die Enden eines unter Vorspannung gehaltenen, aus Stahlblech bestehenden Federblechs 15 eingesetzt wird, das die Kugeln in Richtung nach außen hin zusätzlich belastet, wodurch eine noch bessere Anlage der Kugeln an den Wickelhülsen gewährieistet ist, unabhängig davon, wie die Toleranzen sind. Durch die Form des Federbleches 15 wird ein Verklemmen des Federbleches zwischen Grundkörper und dem Spannring verhindert. In diesem Fall brauchen die Laufflächen 6 nicht gehärtet zu werden, da jeweils die Kugel über das gehärtete Federblech läuft.

Claims

- 8-/M.KA.0383.DE GM ··' .· 04.03.1996 Kampf GmbH & Co. Maschinenfabrik, Wiehl 5 SCHUTZANSPRÜCHE

1.

Friktionswickelwelle, insbesondere für Rollenschneid- und Wickelmaschinen mit einer zentralen Antriebswelle (1), auf deren Umfang mit Abstand verteilt angeordnete Längsnuten (2) mit darin in radialer Richtung verschiebbar gelagerten und vorzugsweise durch Verändern des Drucks in jeweils einem aufblähbaren Druckmittelschlauch (4) steuerbare Gleitleisten (3) angeordnet sind und mit wenigstens einem auf der Antriebswelle (1) sitzenden ringförmigen Grundkörper (5), an dessen Innenfläche die Gleitleisten (3) anliegen und an dessen Außenfläche schräge Laufflächen (6) zum Zusammenwirken mit zur lösbaren Festlegung und drehfesten Kupplung von aufschiebbaren Wickelhülsen dienenden Spannelementen (7) vorgesehen sind, die in Ausnehmungen (8) eines gegenüber dem Grundkörper (5) verdrehbaren Spannrings

(9) gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannelemente von auch im ungespannten Zustand der Friktion geringfügig über die Außenfläche des Spannrings (9) vorstehenden, zugleich zur Verschiebeführung der Wickelhülsen dienenden Kugeln (7) gebildet sind.

2.

Friktionswickelwelle, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln (7) innerhalb des Spannrings (9) in mehreren nebeneinanderliegenden Kugelreihen angeordnet sind.

3.

Friktionswickelwelle, insbesondere für Rollenschneid- und Wickelmaschinen mit einer zentralen Antriebswelle (1), auf deren Umfang mit Abstand verteilt angeordnete Längsnuten (2) mit darin in radialer Richtung verschiebbar gelagerten und vorzugsweise durch Verändern des Drucks in jeweils einem aufblähbaren Druckmittelschlauch (4) steuerbare Gleitleisten (3) angeordnet sind und mit wenigstens einem auf der Antriebswelle (1) sitzenden ringförmigen Grundkörper (5), an dessen Innen-

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fläche die Gleitleisten (3) anliegen und an dessen Außenfläche schräge Laufflächen (6) zum Zusammenwirken mit zur lösbaren Festlegung und drehfesten Kupplung von aufschiebbaren Wickelhülsen dienenden Spannelemente (13) vorgesehen sind, die in Ausnehmungen eines gegenüber dem Grundkörper (5) verdrehbaren Spannrings (9) gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den Spannelementen (13) auch im ungespannten Zustand der Friktion geringfügig über die Außenfläche des Spannrings (9) vorstehende, zur Verschiebeführung der Wickelhülsen dienende Kugeln (7) vorgesehen sind.

4.

Friktionswickelwelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die Spannelemente von Zylinderrollen (13) gebildet sind. 15

5.

Friktionswickeiwelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln im unbelasteten Zustand der Friktion etwa 0,1 bis 0,2 mm über die Außenfläche des Spannrings (9) hervorstehen.

6.

Friktionswickelwelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den - in Umfangsrichtung gesehen Enden der mit den Spannelementen (7) zusammenwirkenden Laufflächen (6) des Grundkörpers (5) Vertiefungen (14) zur Aufnahme der Enden eines gewölbten und auf die Spannelemente (7) einwirkenden Federblechs (15) angeordnet sind.

7.

Friktionswickelwelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die schrägen Laufbahnen (6) ungehärtet sind.

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8.

Friktionswickelwelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitleisten (3) von einem zumindest an der der Innenfläche des Grundkörpers (5) zugewandten Anlagefläche ein Gleitmittel, wie z. B. Öl, abgebenden Gleitmaterial gebildet sind.

9.

Friktionswickelwelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitleisten von eingeölten Filzleisten (3) gebildet sind.

10.

Friktionswickelwelle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitleisten (3) von flexiblen, aus ein Schmierfett abgebendem Material bestehenden Leisten gebildet sind.

11.

Friktionswickelwelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln (7) der einen Kugelreihe gegenüber den Kugeln (7) der benachbarten anderen Kugelreihe(n) in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind.

12.

Friktionswickelwelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei beliebigem Durchmesser der Antriebswelle (1) der Abstand aufeinanderfolgender Kugeln (7) in Umfangsrichtung jeweils innerhalb einer Kugelreihe mindestens 55 mm und maximal 85 mm beträgt.