DE4009849A1 - Wickelwelle - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Wickelwelle zum gleichzeitigen
Aufwickeln mehrerer Bahnstreifen nebeneinander mit gleichen
Bahnspannungen mit mehreren auf dieser frei drehbar gelagerten
Trag- und Spannringen, die mit auf diese aufschiebbaren
Wickelhülsen verbindbar und kraftschlüssig über ihre seitlichen
ringscheibenförmigen Flanken an drehfest, aber axial
verschieblich mit der Wickelwelle verbundene, mit Druck beauf
schlagbare Druckringe ankuppelbar sind.
Bei einer aus der DE-PS 36 15 479 bekannten Wickelwelle dieser
Art fassen jeweils zwei Druckringe einen Tragring zwischen sich
ein, wobei zwischen zwei benachbarten Trag- und Spannringen
zugeordneten Druckringen eine diese stützende Distanzhülse
angeordnet ist und sich ein endseitiger Druckring über einen
endständigen Distanzring auf einem Ringbund der Wickelwelle
abstützt, während ein auf der anderen Seite der Welle
vorgesehener Druckring an einem Betätigungsring anliegt, der
durch eine Spanneinrichtung in axialer Richtung mit Druck
beaufschlagbar ist. Entsprechend dem von der Spanneinrichtung
aufgebrachten Druck lassen sich die Trag- und Spannringe
kraftschlüssig über die Druckringe mit der Wickelwelle
verbinden. Da aber der Druck von einer Seite der Wickelwelle
über den Betätigungsring eingeleitet wird, nimmt dieser infolge
der Reibung der auf der Wickelwelle axial verschieblich
angeordneten Elemente, über die der Druck weitergeleitet wird,
von Trag- und Spannring zu Trag- und Spannring ab, so daß die
Trag- und Spannringe ausgehend von dem Betätigungsring mit
abnehmender Reibkraft und somit kleiner werdendem Drehmoment an
die Wickelwelle angekuppelt sind. Diese Erscheinung kann bei der
bekannten Wickelwelle noch dadurch verstärkt werden, daß die
Wickelhülse aufgrund ihrer reibschlüssigen oder sogar
formschlüssigen Verbindung mit den Trag- und Spannringen die
Weiterleitung des über den Betätigungsring eingeleiteten
Spanndruckes beeinträchtigt oder verhindert. Die Folge kann
daher sein, daß die auf der dem Betätigungsring gegenüber
liegenden Seite der Wickelwelle befindlichen Trag- und
Spannringe keinen ausreichend hohen Druck über die diesen
zugeordneten Druckringe erhalten, so daß sie mit einem
unkontrollierbaren Kraftschluß an die Wickelwelle angekuppelt
sind.
Desweiteren sind in der aus der DE-PS 36 15 479 bekannten
Wickelwelle mehrere gleichmäßig am Umfang verteilte Axialnuten
eingearbeitet, in denen in radialer Richtung spannbare Druck
schläuche eingelegt sind. Die streifenförmigen Reibbeläge sind
auf diesen Druckschläuchen aufgelegt. Durch Expandieren der
Druckschläuche in radialer Richtung legen sich die Reibbeläge in
die Innenwandung der Tragringe an und übertragen so ein
Drehmoment auf die Tragringe und die sie tragende Wickelhülse.
Diese radiale Beauschlagung der Tragringe zur Übertragung der
zum Wickeln benötigten Drehmomente gewährleistet eine gleich
mäßigere Anpressung der Reibbeläge und somit gleichmäßigere
Drehmomente bezogen auf die Wickelbreite.
Voraussetzung dafür ist allerdings daß alle auf der Wickelwelle
aufgeschobenen Tragringe einen sehr eng tolerierten Innen
durchmesser aufweisen. Größere Innendurchmesserunterschiede
verursachen unterschiedliche Reibkräfte bzw. Drehmomente, da die
nicht sehr flexiblen Reibbeläge sich dann mehr oder weniger
stark an die Innenwand der Tragringe anlegen.
Ein weiterer Nachteil der radialen Beaufschlagung der Tragringe
ist der unterschiedlich starke Verschleiß der Reibbeläge. Ist
längere Zeit ein bestimmtes Warenformat gewickelt worden, so
bewirken die im Eingriff befindlichen Tragringe einen größeren
Verschleiß als die nicht im Eingriff gewesenen. Wird sodann ein
anderes Warenformat gewickelt, das eine andere Nutzenbreite
aufweist, können sich die Reibbeläge an den Stellen, die stärker
verschlissen sind, nicht so stark an die Innenwand der Tragringe
anlegen, was zu unterschiedlich großen Drehmomenten bezogen auf
die Wickelbreite führt.
Nachteilig wirkt sich ebenfalls aus, daß alle üblichen
Reibpaarungen kein gleichmäßiges Reibverhalten aufweisen. Bei
höheren zu übertragenden Drehmomenten treten Stick-Slip-Effekte
auf, die zu Vibrationen der Wickelwelle führen. Es sind somit
keine kontrollierten Drehmomente zu übertragen. Die Vibrationen
können im Extremfall ein Lösen der Klemmung der Wickelhülse
bewirken.
Die bekannte Wickelwelle mag zufriedenstellend arbeiten, wenn
auf dieser nur eine einzige Wickelhülse gehaltert ist, weil
diese dann über ihre Länge die unterschiedlichen von den Trag-
und Spannringen auf diese übertragenen Drehmomente ausgleicht.
Das gesamte von den Trag- und Spannringen auf die Wickelhülse
übertragene Drehmoment soll aber in reproduzierbarer Weise
einstellbar sein, damit eine bestimmte Bahnspannung nicht
überschritten wird. Eine solche Einstellung des zu einem
Durchrutschen führenden Drehmoments ist aber nicht möglich, wenn
die über den Betätigungsring eingeleitete Spannkraft in nicht
kontrollierbarer Weise von Druckring zu Drucking abnimmt.
Übliche Wickelwellen können durchaus eine Länge von 2 Metern und
etwa 50 über ihre Länge verteilte Trag- und Spannringe
aufweisen. Werden auf eine derartige Wickelwelle beispielsweise
mehrere Wickelhülsen geringerer Breite aufgesetzt, auf die in
mehrfachen Nutzen Bahnen aufgewickelt werden, die durch
Längsschlitze einer breiten Bahn gebildet worden sind, würden
die einzelnen Rollen aufgrund unterschiedlicher Bahnspannungen
mit unterschiedlicher Wickelhärte gewickelt, wobei sich sogar
Bahnabrisse oder extrem durchhängende Bahnstreifen nicht
ausschließen lassen, wenn die einzelnen Wickelhülsen in der
beschriebenen Weise ausgehend von dem Betätigungsring mit unter
schiedlich großen Drehmomenten an die Wickelwelle angekuppelt
werden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Wickelwelle der
eingangs angegebenen Art zu schaffen, deren Trag- und Spannringe
über die Länge der Wickelwelle an diese mit einem im
wesentlichen gleichen einstellbaren Drehmoment ankuppelbar sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Wickelwelle der
eingangs angegebenen Art dadurch gelöst, daß jedem Druckring
zugeordnete Andrückeinrichtungen vorgesehen sind, die diese
unmittelbar an die jeweiligen Flanken der Trag- und Spannringe
andrücken. Bei der erfindungsgemäßen Wickelwelle läßt sich somit
jeder Druckring mit einer vorherbestimmbaren axialen
Andrückkraft an die diesem zugeordnete Flanke des Trag- und
Spannringes andrücken, so daß sich ein genau reproduzierbarer
Kraftschluß ergibt. Sämtliche Druckringe sind daher bei der
erfindungsgemäßen Wickelwelle mit einem im wesentlichen gleich
großen Drehmoment an die Wickelwelle angekuppelt, so daß sich
auch dann gleiche Bahnspannungen einstellen lassen, wenn auf die
Wickelwelle im mehrfachen Nutzen mehrere Wickelhülsen aufgesetzt
sind. Da jede Andrückeinrichtung unmittelbar den dieser
zugeordneten Druckring beaufschlagt, sind unkontrollierbare
Reibungsverluste über die Länge der Wickelwelle ausgeschlossen,
dadurch, daß eine Axialbewegung nur innerhalb der Druckringe
geschieht, also immer innerhalb einer Stützringeinheit.
Zweckmäßigerweise sind zwischen den Druckringen und den Flanken
der Trag- und Spannringe jeweils Reibscheiben eingelegt, die
aufgrund gleicher Reibungsbeiwerte in reproduzierbarer Weise bei
gleich großer Druckbeaufschlagung sicherstellen, daß die Trag-
und Spannringe über die Länge der Wickelwelle mit gleich großen
Drehmomenten mit dieser gekuppelt sind.
Nach der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, daß auf der
Wickelwelle Stützringe undrehbar und unverschieblich befestigt
sind, die die Widerlager für die Andrückeinrichtungen bilden.
Nach einer erfinderischen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die
Wickelwelle mit einer axialen Bohrung zur Zuführung eines
Druckmediums versehen ist, die mit den Stützringen durch Radial
bohrungen verbunden ist, und daß sich auf jeden Stützring
aufblasbare Körper oder Kolben-Zylinder-Einheiten o. dgl.
abstützen, denen über die Radialbohrungen ein Druckmedium
zuführbar ist.
Die aufblasbaren Körper bestehen zweckmäßigerweise aus
ringförmigen Schläuchen, die zwischen den Stützringen und den
Druckringen angeordnet sind. Dabei können die Stütz- und Druck
ringe die Schläuche mit entsprechenden, im Querschnitt etwa
kreisbogenförmig gekrümmten Ringflächen zwischen sich einfassen.
Jeder Stützring kann beidseits mit Ringflächen für Schläuche
versehen sein. Diese zur Mittelebene symmetrische Ausbildung der
Stützringe führt zu einer besonders zweckmäßigen kompakten
Bauweise.
Die Trag- und Spannringe sind axial verschieblich auf der
Wickelwelle gelagert, so daß die Druckringe beidseits mit
gleichem Andruck auf die Trag- und Spannringe wirken.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand
der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt
Fig. 1 die erfindungsgemäße Wickelwelle in Seitenansicht,
teilweise im Schnitt,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Teil der Wickelwelle
nach Fig. 1 in vergrößerter Darstellung,
Fig. 3 einen Schnitt durch die Wickelwelle längs der Linie
III-III in Fig. 2 und
Fig. 4 einen Schnitt durch die Wickelwelle längs der Linie
IV-IV in Fig. 2
Die Wickelwelle 1 ist in den beiden Seitenteilen 2, 3 eines nicht
dargestellten Gestells drehbar gelagert. Angetrieben wird diese
Wickelwelle 1 über den Motor 4 und den Riemen 5. Wie ins
besondere aus der Fig. 2 zu erkennen ist, weist die Wickelwelle
1 eine über ihre gesamte Länge verlaufende axiale Zentralbohrung
6 auf, an die sich durch eine Drehdurchführung der
Druckmediumanschluß 7 anschließt. Von dieser zentralen Bohrung
aus verlaufen radiale Verteilerbohrungen 8, die sich an
Verteilerbohrungen 9 von Hohlschrauben 10 anschließen. Mittels
dieser Hohlschrauben 10 sind Stützringe 11 mit Paßfedern 12 fest
verschraubt, wobei die Paßfedern 12 in eine durchgehende axiale
Nut 13 der Wickelwelle 1 eingreifen. Die Stützringe 11 sind
somit drehfest mit der Wickelwelle 1 verbunden. Damit sich nun
die einzelnen Paßfedern mit ihren zugehörigen Stützringen nicht
axial auf der Wickelwelle 1 verschieben können, sind die
Distanzringe 11 zusätzlich über Gewindestifte 14 mit der
Wickelwelle 1 verschraubt.
Die Stützringe weisen halbkreisförmige Ausnehmungen 15 auf, in
die die Wickelwelle umgebende Endlosschläuche 16 eingelegt sind.
Mit ihrer den Stützringen abgewandten Mantelflächenbereichen
greifen diese Endlosschläuche wiederum in halbkreisförmige
Ausnehmungen 17 ein, die in Anpreßscheiben 18 vorgesehen sind.
Diese Anpreßscheiben 18 weisen Nasen 19 auf, die ebenso wie die
Paßfedern 12 in die durchgehende axiale Nut 13 eingreifen, so
daß die Anpreßscheiben drehfest mit der Wickelwelle 1 verbunden
sind. An den den Stützringen 11 abgewandten Stirnseiten der
Anpreßscheiben 18 liegen Reibscheiben 20 an, die sich an Trag-
und Spannringen 21 abstützen. Diese Trag- und Spannringe 21 sind
über Lager 22 frei drehbar auf die Wickelwelle 1 aufgesetzt und
weisen in bekannter Weise Spannelemente 23 auf mittels denen die
einzelnen Wickelhülsen 24 mit den Trag- und Spannringen
kraft- bzw. formschlüssig verbunden werden können. Wird nun in
die zentrale Bohrung 6 über den Anschluß 7 ein Druckmedium, z. B.
Druckluft eingeleitet, so werden durch diese Druckluft die
einzelnen Endlosschläuche aufgeweitet, derart, daß sich der
Abstand der Anpreßscheiben 18 zu den Stützringen 11 vergößert,
wodurch eine reibschlüssige Verbindung zu den Trag- und
Spannringen 21 über die Reibscheiben 20 erzeugt wird. Da die
eingesetzten Endlosschläuche 16 alle ein und denselben
Durchmesser aufweisen und die über den Luftanschluß 7
eingeleitete Druckluft sich über die gesamte Länge der Wickel
welle gleichmäßig verteilen kann, werden alle vorhandenen Anpreß
scheiben 18 mit der gleichen in Achsrichtung wirkenden Kraft
beaufschlagt, wodurch alle Trag- und Spannringe 21 mit der
gleichen Reibkraft mit der Wickelwelle 1 verbunden sind. Es
treten folglich über die gesamte Länge der Wickelwelle
betrachtet keine unterschiedlichen Reibungsverluste auf. Diese
werden auch dadurch vermieden, daß Axialbewegungen nur im
Bereich der Anpreßscheiben und der Reibscheiben 20 stattfinden,
nicht aber Axialbewegungen der einzelnen Trag- und Spannringe
selbst. Aus diesem Grunde ist es auch unerheblich, ob die
einzelnen Wickelhülsen lediglich kraftschlüssig oder aber durch
Eindringen der Spannelemente in die Wickelhülsen zum Teil auch
formschlüssig mit den Trag- und Spannringen verbunden sind.
Claims (9)
1. Wickelwelle mit mehreren auf dieser frei drehbar gelagerten
Trag- und Spannringen (21), die mit auf diese
aufschiebbaren Wickelhülsen (24) verbindbar und
kraftschlüssig über ihre seitlichen ringförmigen Flanken an
drehfest, aber axial verschieblich mit der Wickelwelle (1)
verbundene, mit Druck beaufschlagbare Anpreßscheiben (18)
ankuppelbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Anpreßscheibe (18) zugeordnete
Andrückeinrichtungen (16) vorgesehen sind, die diese
unmittelbar an die jeweiligen Flanken der Trag- und
Spannringe (21) andrücken.
2. Wickelwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen den Anpreßscheiben (18) und den Flanken der Trag-
und Spannringe (21) jeweils Reibscheiben (20) eingelegt
sind.
3. Wickelwelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß auf der Wickelwelle (1) Stützringe (11) undrehbar und
unverschieblich befestigt sind, die die Widerlager für die
Andrückeinrichtungen (16) bilden.
4. Wickelwelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
diese mit einer axialen Bohrung (6) zur Zuführung eines
Druckmediums versehen ist, die mit den Stützringen (11)
durch Radialbohrungen (8) verbunden ist, und daß sich auf
jeden Stützring (11) aufblasbare Körper (16) oder Kolben-
Zylinder-Einheiten o. dgl. abstützen, denen über die Radial
bohrungen (8) ein Druckmedium zuführbar ist.
5. Wickelwelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die aufblasbaren Körper aus ringförmigen Schläuchen (16)
bestehen, die zwischen den Stützringen (11) und den
Anpreßscheiben (18) angeordnet sind.
6. Wickelwelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Stützringe und Anpreßscheiben (11, 18) die Schläuche
(16) mit entsprechenden im Querschnitt etwa
kreisbogenförmig gekrümmten Ringflächen (15, 17) zwischen
sich einfassen.
7. Wickelwelle nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß jeder Stützring (11) beidseits mit
Ringflächen (15) für Schläuche (16) versehen ist.
8. Wickelwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Trag- und Spannringe (21) axial
verschieblich auf der Wickelwelle gelagert sind.
9. Wickelwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen jeweils zwei Anpreßscheiben
und zwei Reibscheiben (18) ein Trag- und Spannring (21)
angeordnet ist.
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