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Die Erfindung betrifft eine zusammengesetzte Rollenanordnung,
umfassend:
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mehrere Rollen, welche eine Endrolle umfassen, die auf der
Welle montiert ist, wobei jede dieser Rollen einen äußeren
Kontaktbereich mit einem ersten Durchmesser sowie an jedem
ihrer einander gegenüberliegenden Enden
Eingriffseinrichtungen umfaßt, die mit den betreffenden
Eingriffseinrichtungen benachbarter Rollen in Eingriff bringbar sind.
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Eine Rollenanordnung dieses allgemeinen Typs ist aus der
JP-Y-1-11-7229 bekannt, welche eine zusammengesetzte
Rollenanordnung offenbart, bei der die Welle mit Keilelementen
versehen ist, die in Kerben der betreffenden Rollen eingreifen,
welche ihrerseits ineinandergreifende Vorsprünge und
Aussparungen besitzen, die an ihren Stirnflächen vorgesehen
sind. Die Rollen der bekannten Anordnung werden mittels
Sicherungselementen zusammengehalten, die auf die mit einem
Außengewinde versehenen Wellenenden aufgeschraubt werden.
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Im allgemeinen können zusammengesetzte Rollenanordnungen des
hier betrachteten Typs in verschiedenen Maschinen verwendet
werden, die zur Herstellung, Verarbeitung oder Verwendung
eines blattförmigen Materials oder eines Folienmaterials
dienen, wie z. B. Kunstharzblätter- oder -Folien, Papier usw.,
oder in verschiedenen Zuführrollen oder Wickelrollen, die in
Büromaschinen verwendbar sind oder in Druckrollen.
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Üblicherweise arbeiten verschiedene Maschinen beispielsweise
zum Handhaben von Folienmaterial oder blattförmigem Material
aus einem synthetischen Kunstharz oder Papier oder Stoff mit
Rollen zum Aufwickeln oder Zuführen des Materials oder des
Produktes.
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Im allgemeinen umfaßt eine solche Rolle eine einstückige,
über ihre Länge kontinuierlich durchgehende Rolle oder eine
Kombinationsrolle, welche aus mehreren Rollenteilen in Form
von Abschnitten bzw. kurzen Stücken gebildet wird, die
zusammengesetzt werden müssen, um eine Rollenanordnung zu bilden.
Diese zwei Arten von Rollen werden entsprechend dem
Verwendungszweck bzw. den Erfordernissen ausgewählt. Eine über ihre
Länge durchgehende Rolle hat jedoch verschiedene Nachteile,
da sie nicht an eine Änderung der Breite des Produkts
angepaßt werden kann, da sie schwierig herzustellen und
gewichtsmäßig schwer ist, da sie eine große Kontaktfläche
aufweist, die zu einem hohen Reibungswiderstand führt und
folglich beispielsweise an dem Produkt Falten oder statische
elektrische Elektrizität erzeugt. Daher wird für
Anwendungszwecke, bei denen diese Nachteile ins Gewicht
fallen, eine zusammengesetzte Rollenanordnung ausgewählt,
welche durch mehrere Rollen kurzer axialer Länge gebildet
wird und welche von diesen Problemen frei ist.
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Andererseits besitzen diese Rollen kurzer Länge, welche die
konventionelle zusammengesetzte Rollenanordnung bilden, einen
Kontaktbereich und einen Wellen-Einsatzbereich, die aus einem
Kunstharz oder Gummi hergestellt werden, sowie ein
Einsatzelement aus einem metallischen Material, welches in den
Wellen-Einsatzbereich eingepaßt wird. Diese Rollen müssen auf
der Welle montiert und mit Hilfe von Stellschrauben fixiert
werden, die in Gewindebohrungen eingeführt werden, welche in
dem metallischen Einsatzelement für jede der Rollen-
ausgebildet sind.
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Bei konventionellen zusammengesetzten Rollenanordnungen
müssen folglich mehrere Rollen mit Hilfe von Stellschrauben
fixiert werden, die in Schraubenöffnungen im metallischen
Einsatzelement des Wellen-Einsatzbereichs jeder der Rollen
eingeschraubt werden. Es ist daher sehr schwierig und mühsam,
die einzelnen Rollen auf der Welle zu montieren oder sie zu
demontieren. Aus diesem Grunde kann es insgesamt nicht
einfach sein, die Gesamtbreite der Rollenanordnung einzustellen,
selbst wenn die Anzahl der Rollen variabel ist.
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Weiterhin sollte das Formen der Rollen und das Einsetzen des
metallischen Einsatzelementes in getrennten Schritten
ausgeführt werden, da jede der Rollen, die die zusammengesetzte
Rollenanordnung bilden, aus einem synthetischen Material
hergestellt ist. Dies macht Extra-Schritte- und -Kosten für die
Herstellung der Rollen erforderlich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend
erwähnten Probleme zu vermeiden und eine zusammengesetzte
Rollenanordnung anzugeben, bei der der Schritt der Befestigung
der mehreren Rollen an der Welle vereinfacht ist, bei der die
Einstellung der Gesamtbreite der zusammengesetzten
Rollenanordnung erleichtert wird und bei der die einzelnen Rollen aus
einer einzigen Komponente, beispielsweise einem Kunstharz,
welches das Gewicht der Rollen reduziert, leicht hergestellt
werden können.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine
zusammengesetzte Rollenanordnung der eingangs angegebenen Art gelöst,
die dadurch gekennzeichnet ist, daß jede der Rollen einen
Nabenteil mit einem zweiten Durchmesser aufweist, der kleiner
ist als der erste Durchmesser, um die Welle aufzunehmen und
der konzentrisch zu dem Kontaktbereich ist, daß die
Eingriffseinrichtungen
an den einander gegenüberliegenden Enden
des Nabenteils vorgesehen sind und daß nur die Endrolle
Verriegelungseinrichtungen aufweist, um sich selbst bezüglich
des verriegelnden Endbereichs der Welle zu verriegeln, so daß
dann, wenn die Endrolle erst einmal mit der Welle verriegelt
ist, alle übrigen Rollen mit Hilfe der Eingriffseinrichtungen
indirekt mit der Welle verriegelt werden und alle genannten
Rollen gemeinsam mit der Welle drehbar sind.
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Gemäß der Erfindung wird also für eine zusammengesetzte
Rollenanordnung eine Rolle geschaffen, welche eine Nabe bzw.
einen Wellen-Einsatzbereich umfaßt, in welchem in einem
zentralen Teil eine Öffnung ausgebildet ist, um die Welle durch
diese hindurchzuführen, sowie einen Rollenteil der einstückig
mit dem Wellen-Einsatzbereich ausgebildet ist und eine äußere
Umfangsfläche aufweist, sowie einen Rollen-Kontaktbereich
bzw. -Arbeitsbereich, wobei diese Rolle Erfassungs- bzw.
Eingriffseinrichtungen aufweist, die an gegenüberliegenden Enden
des Wellen-Einsatzbereichs vorgesehen sind, um die
betreffenden Enden eines Wellen-Einsatzbereichs einer benachbarten
Rolle zu erfassen.
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Weiterhin wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine
zusammengesetzte Rollenanordnung geschaffen, welche eine Welle und
mehrere auf der Welle montierte Rollen umfaßt, wobei jede der
Rollen einen Rollenteil umfaßt, der mit einem Kontaktbereich
versehen ist, und eine Nabe bzw. einen Wellen-Einsatzbereich,
der konzentrisch zu dem Rollenteil ist, wobei der
Wellen-Einsatzbereich an seinen einander gegenüberliegenden Enden
Eingriffseinrichtungen aufweist, die in Eingriff mit dem
betreffenden Wellen-Einsatzbereich jeder benachbarten Rolle
bringbar sind, und wobei die zusammengesetzte Rollenanordnung
ferner Verriegelungseinrichtungen umfaßt, um den
Wellen-Einsatzbereich an der Welle zu verriegeln, welche durch den Wellen-
Einsatzbereich eingesetzt ist, so daß sich der
Wellen-Einsatzbereich gemeinsam mit der Welle dreht.
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Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nunmehr
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
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Fig. 1 eine perspektivische Darstellung von Elementen zum
Bilden einer zusammengesetzten Rollenanordnung gemäß
einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der vollständigen,
zusammengesetzten Rollenanordnung gemäß Fig. 1 im
zusammengebauten Zustand;
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Fig. 3 einen Teil-Längsschnitt der Rollenanordnung gemäß
Fig. 2;
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Fig. 4 und 5 perspektivische Darstellungen je einer
modifizierten Form einer Welle;
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Fig. 6 und 7 perspektivische Darstellungen je einer
modifizierten Form einer Rolle;
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Fig. 8 eine perspektivische Darstellung einer modifizierten
Ausführungsform der Erfindung, bei der zum Fixieren
Schrauben verwendet werden;
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Fig. 9 eine perspektivische Darstellung einer Rolle, die bei
dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung verwendbar ist;
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Fig. 10 eine Querschnittsdarstellung der in Fig. 9 gezeigten
Rolle;
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Fig. 11 eine Querschnittsdarstellung von zwei Rollen gemäß
Fig. 9 und 10 in einem zusammengebauten Zustand;
und
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Fig. 12 eine perspektivische Ansicht einer Rolle, die bei
einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung verwendbar ist.
1. Ausführungsbeispiel
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Fig. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung von Elementen,
die eine zusammengesetzte Rollenanordnung gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bilden.
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Fig. 2 zeigt eine perspektivische Darstellung der
zusammengesetzten Rollenanordnung in natürlicher Größe, und zwar im
zusammengesetzten Zustand, und Fig. 3 zeigt eine teilweise
zentral geschnittene Ansicht, der Anordnung gemäß Fig. 2.
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In diesen Figuren bezeichnet 1 eine Welle, welche im
Querschnitt eine kreisförmige Gestalt hat und welche über die
Länge durchgehend aus Aluminium, rostfreiem Stahl, Eisen,
Keramik oder Kunstharzen hergestellt ist. Die Welle 1 besitzt
einen Endbereich 2, dessen äußerer Umfang teilweise
weggeschnitten ist, um einen D-förmigen Querschnitt zu bilden. Die
Welle 1 besitzt ferner an ihren einander gegenüberliegenden
Endbereichen Nuten 3,3, um darin jeweils einen E-Ring
aufzunehmen. Der Abstand zwischen diesen Nuten 3,3 ist eine
Strecke, welche durch die Länge der Anzahl von Rollen 10
bestimmt wird, die kombiniert werden, wie dies nachstehend noch
im Detail beschrieben wird, und die eine Länge hat, welche
bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Gesamtlänge von
vier Rollen 10 entspricht.
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Die Rolle 10 besitzt in einem zentralen Bereich einen
zylindrischen Kontakt bzw. Arbeitsbereich 11, welcher im Betrieb
dazu dient, beispielsweise das Produkt zuzuführen der
aufzuwickeln, sowie einen Nabenteil bzw. Wellen-Einsatzbereich
12, der eine durchgehende zylindrische Öffnung aufweist, die
konzentrisch zu dem Kontaktbereich 11 ist, und zwar an den
einander gegenüberliegenden Enden in axialer Richtung der
Rolle rings um die Mitte derselben. Ein Ende des
Wellen-Einsatzbereichs 12 hat längs der umlaufenden stirnseitigen Kante
desselben in einem Winkelabstand von 180º zwei
Eingriffsvorsprünge 13, während das andere Ende des
Wellen-Einsatzbereichs 12 zwei Eingriffsaussparungen 14 aufweist. Die in
Winkelabständen von 180º angeordnet sind und in Eingriff mit
den Eingriffsvorsprüngen 13 bringbar sind.
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Mehrere Rollen 10 werden auf diese Weise vorbereitet, und sie
werden derart rings um die Welle montiert, daß die
Eingriffsvorsprünge 13 in Eingriff mit den betreffenden zugeordneten
Eingriffsaussparungen 14 stehen, wobei diese Anordnung von
Rollen durch die E-Ringe 4,4 nach innen gedrückt wird, um
eine zusammengesetzte Rollenanordnung zu bilden, welche eine
gewünschte Breite hat.
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In diesem Zusammenhang ist zu beachten, daß die durchgehende
Öffnung des Wellen-Einsatzbereichs 12 der Rolle 10a, welche
sich an demjenigen Ende der Welle 1 befindet, an dem der
D-förmig geschnittene Bereich ausgebildet ist, eine D-förmige
Querschnittsform aufweist, die komplementär zu der D-förmigen
Querschnittsform des D-förmig geschnittenen Bereichs 2 ist.
Folglich werden die Rollen 10, welche auf der Rollenwelle 1
montiert werden, bezüglich der Welle 1 durch die Rolle 10a am
Wellenende verriegelt. Ein derartiger D-förmig geschnittener
Bereich 2 ist wirksam, um die Rollen 10 an der Welle 1 leicht
und sicher zu fixieren und um die Antriebskraft zuverlässig
zwischen der Welle 1 und den Rollen 10 zu übertragen.
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Der D-förmig geschnittene Bereich 2 an der Welle 1 ist bei
dem oben erwähnten Ausführungsbeispiel an einem Ende der
Welle 1 vorgesehen, kann jedoch an beiden Endbereichen der
Welle 1 vorgesehen werden, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. In
diesem Fall kann die Länge des D-förmig geschnittenen
Bereichs 2 in Längsrichtung nach Wunsch gewählt werden.
Alternativ kann der D-förmig geschnittene Bereich längs der
gesamten Länge der Welle 1 ausgebildet werden, wie dies in Fig. 5
gezeigt ist. Insbesondere wenn der D-förmig geschnittene
Bereich 2 längs der gesamten Länge der Welle 1 ausgebildet
wird, können alle Rolleneinheiten 101, 102 dieselbe
durchgehende Öffnung 12a mit im Querschnitt D-förmiger Gestalt haben
und beim Zusammenbau in jeder beliebigen Position in der
Rollenanordnung angeordnet werden. Dies ermöglicht eine
Reduzierung der Anzahl der Teile und eine Vereinfachung derselben
sowie eine Erleichterung des Einstellvorgangs.
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Die zusammengesetzte Rollenanordnung gemäß der Erfindung ist
nicht auf die vorstehend beschriebene Ausgestaltung
beschränkt und kann natürlich die folgenden Modifikationen
aufweisen.
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(1) Ein Typ 101 der Rollen, die die zusammengesetzte
Rollenanordnung bilden, kann an seinen gegenüberliegenden
Enden Vorsprünge 13 haben und der andere Typ 102 kann an
seinen gegenüberliegenden Enden Aussparungen 14 haben
(siehe Fig. 6).
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(2) Ein anderer Typ 103 der Rollen kann am gleichen Ende an
den in Umfangsrichtung verlaufenden Stirnflächen in
gleichmäßigen Winkelabständen sowohl mit Vorsprüngen 13
als auch mit Vertiefungen 14 versehen sein (siehe
Fig. 7).
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(3) An jeder der einander gegenüberliegenden, in
Umfangsrichtung verlaufenden Stirnflächen können drei, vier,
fünf oder mehr Eingriffsbereiche in gleichen Intervallen
vorgesehen werden.
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(4) Ein einziger Eingriffsteil kann an jeder der einander
gegenüberliegenden, in Umfangsrichtung verlaufenden
Stirnflächen vorgesehen sein.
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(5) Eingriffsbereiche kennen über die gesamte Oberfläche
jedes der einander gegenüberliegenden Enden der Rolle
vorgesehen sein.
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(6) Der Eingriffsbereich an jedem der einander
gegenüberliegenden Stirnflächen der Rolle kann in einer anderen Form
als in Form eines Vorsprungs oder einer Vertiefung
ausgebildet sein, beispielsweise in Form einer Zahnung bzw.
Riffelung.
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(7) An dem Kontaktbereich 11 der Rolle können
Antischlupfeinrichtungen vorgesehen sein. Die
Antischlupfeinrichtungen 11 können gebildet werden, indem man
anorganische Füller freilegt, die in einem Harz enthalten
sind oder durch Rändeln.
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(8) An den einander gegenüberliegenden Endbereichen der
Welle 11 können in geeigneten Abständen jeweils mehrere
Nuten 3,3 für E-Ringe vorgesehen sein. In diesem Fall
kann die Zahl der zu kombinierenden Rollen und die
Einstellposition der gesamten Anordnung von Rollen unter
Verwendung einer einzigen Welle frei gewählt werden.
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(9) Die Enden der auf der Welle 1 montierten Anordnung von
Rollen können mittels Schrauben fixiert werden. Wenn in
diesem Fall eine der Schrauben 5 in der Welle 1
innerhalb der Aussparung 14 angebracht wird, kann der
D-förmig ausgeschnittene Bereich 2 an der Welle 1 weggelassen
werden (siehe Fig. 8).
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(10) Der Verriegelungsbereich kann in einer anderen
Konfiguration als in Form des D-förmigen Ausschnitts
ausgebildet werden, beispielsweise in länglicher Form (Kobang-Form)
mit gegenüberliegenden Flächen am Ausschnitt am
Umfang.
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(11) Die gegenüberliegenden Enden der Anordnung von Rollen
können mittels anderer Elemente als den E-Ringen fixiert
werden, beispielsweise mittels Schrauben.
2. Ausführungsbeispiel
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Bei dem vorangehenden Ausführungsbeispiel besitzt jede der
Rollen 10 einen Kontaktbereich bzw. Arbeitsbereich 11 in
einem zentralen Bereich derselben und einen zylindrischen
Nabenteil bzw. Wellen-Einsatzbereich 12 konzentrisch zu dem
Kontaktbereich 11, welcher in axialer Richtung nach außen an
den in axialer Richtung einander gegenüberliegenden Enden der
Rolle rings um die Mittelachse derselben vorsteht. Man
erkennt, daß bei dieser Anordnung dann, wenn die Rollen 10 auf
der Welle 1 montiert und dann zusammengebaut werden (Fig. 2
und Fig. 3), die Oberfläche der Rollenanordnung, welche durch
die Kontaktbereiche 11 gebildet wird, intermittierend bzw.
unterbrochen ist.
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Im Gegensatz dazu kann bei Anwendungen, bei denen eine
kontinuierliche ebene Rollen-Arbeitsfläche erforderlich ist, wie
z. B. bei einer Druckrolle, eine zusammengesetzte
Rollenanordnung
gemäß der Erfindung beispielsweise so hergestellt
werden, wie dies in Fig. 9 bis 11 gezeigt ist.
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Die wesentliche Konfiguration des vorliegenden
Ausführungsbeispiels kann im wesentlichen dieselbe sein wie diejenige
beim ersten Ausführungsbeispiel. Dieses vorliegende
Ausführungsbeispiel ist jedoch von dem ersten Ausführungsbeispiel
insofern verschieden, als die Längen des
Wellen-Einsatzbereichs 12 und des Kontaktbereichs in axialer Richtung so
gewählt werden, daß die Kontaktbereiche der einzelnen
Rolleneinheiten 10 eine kontinuierliche ebene Oberfläche bilden,
wenn die Eingriffsbereiche 13 und 14 der
Wellen-Einsatzbereiche miteinander in Eingriff stehen.
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Zu diesem Zweck können die Eingriffsbereiche 13 und 14 durch
eine Aussparung gebildet werden, welche in axialer Richtung
ausgehend von einer eine Bezugsfläche bildenden axialen
Stirnfläche des Kontaktbereichs konkav nach innen ausgebildet
ist, sowie durch einen Vorsprung, welcher gegenüber dieser
Bezugsfläche konvex nach außen vorspringt, wie dies in Fig.
10 im Querschnitt gezeigt ist. Die Bezugsfläche sollte
natürlich nicht stets die Stirnfläche des Kontaktbereichs 11 sein,
solange eine solche Beziehung zwischen den Längen in axialer
Richtung besteht, daß die Eingriffsbereich 13, 14 der
Wellen-Einsatzbereiche 12 in Eingriff miteinander bringbar sind,
während der Zustand hergestellt wird, bei dem die
jeweiligen Stirnflächen der Kontaktbereiche stumpf
aneinandergefügt werden.
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Da die kontinuierliche, ebene Arbeitsfläche der
Rollenanordnung bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch mehrere
zusammengebaute separate Rollen 10 gebildet wird, kann die
Breite der Rollenarbeitsfläche entsprechend den Erfordernisse
durch Ändern der Anzahl der zu kombinierenden Rollen 10 frei
ausgewählt werden. Weiterhin kann nur ein Teil der
Arbeitsfläche, welcher einem beträchtlichen Verschleiß unterworfen
ist, ausgewechselt werden, so daß die Oberflächenbedingungen
über die gesamte Breite der Rollenanordnung in dem
gewünschten Zustand gehalten werden können, ohne die komplette
Rollenanordnung auszuwechseln. Weiterhin kann das Material der
Rollen entsprechend der Position ausgewählt werden, in der
jede Rolle angeordnet ist, so daß der Verschleiß der
Rollenanordnung insgesamt gleichmäßig sein kann.
3. Ausführungsbeispiel
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Obwohl der Kontaktbereich 11 der Rolle 10 bei den
vorangehenden Ausführungsbeispielen mit einem kreisförmigen Querschnitt
ausgebildet wird, ist die Konfiguration des Kontaktbereichs
11 nicht auf diese Ausgestaltung beschränkt, sondern kann
beispielsweise im Querschnitt polygonal sein, wie dies in
Fig. 12 gezeigt ist.
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Das als eine äußere Umfangskonfiguration des Kontaktbereichs
der Rolle gewählte Polygon kann beispielsweise ein Dreieck,
ein Quadrat, ein Sechseck, ein Achteck, ein Zehneck usw. sein.
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Die äußere Umfangskonfiguration des Kontaktbereichs 11 kann
ferner kokonförmig sein, oval oder sternförmig. Die äußere
Umfangskonfiguration des Kontaktbereichs 11 kann ferner im
Querschnitt bilateral asymmetrisch sein; beispielsweise kann
die Konfiguration eine solche sein, daß eine Seite
halbkreisförmig und die andere polygonal ist. Wenn Rollen mit einer
derartigen Konfiguration für eine Zuführrolle verwendet
werden, kann eine intermittierende Zufuhr erreicht und ein
möglicher Schlupf in der Zufuhr verhindert werden. Weiterhin
kann der Kontaktbereich 11 der Rolle 10 eine äußere
Umfangsfläche
aufweisen, die in einem in axialer Richtung zentralen
Teil der Rolle "geschwollen" bzw. nach außen gewölbt ist,
wenn dies gemäß dem Einsatzzweck bevorzugt wird.
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Bei dem betrachteten Ausführungsbeispiel können an der
Oberfläche des Kontaktbereichs 11 verschiedene
Antischlupf-Bearbeitungen durchgeführt werden, wie z. B. Rändeln oder
Sandstrahlen. Alternativ kann die Oberfläche des Kontaktbereichs
11 mit einem Gummituch oder mit Filz bedeckt werden.
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Bei jedem der vorangehenden Ausführungsbeispiele kann das
Material der Rollen 10 in geeigneter Weise unter Metall,
Holz, Kunstharz, je nach Verwendungszweck, ausgewählt werden.
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Als bevorzugte Beispiele für Materialien für die Rollen 10
können beispielsweise zusammengesetzte Stoffe erwähnt werden,
welche ein oder mehrere Kunstharze und ein oder mehrere
anorganische Füller und/oder ein oder mehrere metallische
Füller umfassen. Das Mischungsverhältnis für das Kunstharz
bzw. die Kunstharze zu dem anorganischen Füller bzw. den
anorganischen Füllern und/oder dem metallischen Füller oder den
metallischen Füllern beträgt im allgemeinen
97-30 Gew.-%: 3-70 Gew.%.