DE4121244A1 - Wickelkern-spannvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wickelwelle mit auf ihr dreh­ bar und antreibbar gelagerten selbstspannenden Einzelwickel­ körpern für Wickelkerne, wobei jeweils in eine Ringnut jedes Einzelwickelkörpers eine nachgiebige Spannvorrichtung ein­ gelegt ist, deren Außendurchmesser größer als der Innendurch­ messer der Wickelkerne ist, wobei die Nachgiebigkeit der Spannvorrichtung ein gleitendes Aufschieben der Wickelkerne in axialer Richtung zuläßt, indem die Spannvorrichtung in radialer Richtung nachgiebige Federelemente enthält.

In Wickelmaschinen, insbesondere in kombinierten Längsschneide- und Wickelmaschinen beispielsweise für Magnetbänder nehmen die Wickelwellen jeweils eine Vielzahl von Wickelkernen auf. Das Bestücken der Wellen mit Wickelkernen ist proble­ matisch, denn die zahlreichen bewickelten Kerne sollen sehr schnell von der Wickelwelle abgezogen und durch leere Wickel­ kerne positionsrichtig ersetzt werden. Die Spannvorrichtung soll beim Bestücken ein leichtes und störungsfreies Verschie­ ben der Wickelkerne auf der Welle nicht behindern. Daher kennt man bereits zahlreiche Spannvorrichtungen an der Wickel­ welle wie Kippspäne, Spannrollen, Spannstifte oder derglei­ chen. Diese Spannvorrichtungen stellen mechanisch aufwen­ dige Konstruktionen dar, die die Kosten der Wickelwelle in die Höhe treiben. Die Schwierigkeiten werden um so größer, wenn Einzelwickelkörper mit gesonderten Friktionen einge­ setzt werden.

Aus der EP 0 250 898 ist eine Spannvorrichtung bekannt, welche aus einem drehbar gelagerten auf einer Kreisscheibe sitzendem Block besteht, der als Spannelemente zwei gegenüber liegende Buchsen enthält, die jeweils zwei federunterstützte Kugeln aufweisen und wobei sich die Spannelemente in einem Abstand von der Kreisscheibe befinden, so daß beim Aufschie­ ben auf den Block der Wickelkern auf der einen Seite an der Kreisscheibe anliegt und auf der anderen Seite durch die Spannelemente positionsrichtig angeordnet ist. Bei dieser Anordnung ist äußerst nachteilig, daß das Bestücken und Entstücken der Wickelkerne auf der Welle äußerst zeitauf­ wendig ist.

Die DE 22 41 783 beschreibt eine Spannvorrichtung, bei der Spannprismen beiderseits eines Wickelkerns längs eines re­ gelmäßigen parallel zur Basisfläche des Wickelkerns liegen­ den Vielecks angeordnet sind und die jeweils um die Prismen­ kante drehbar sind.

Spannvorrichtungen des oben genannten gattungsmäßigen Typs sind beschrieben in den Anmeldungen

• - DE-GM 88 15 051. Beschrieben ist ein Wickelkernhalter bestehend aus einer ringförmigen Blattfeder sowie einem darunterliegenden Gummikissen, welches eine ungewollte Drehung der Blattfeder verhindern und die Elastizität der Blattfeder verstärken soll.
• - EP 0 133 648 und 0 356 744. Hierbei ist die Spannvorrich­ tung als ein in radialer Richtung nachgiebiger Wellen­ ring oder Nabenkranz oder als Spannring abwechselnd gegen einander gerichteten Zungen ausgestaltet, der auf einer nachgiebigen Unterlage wie zum Beispiel einem O-Ring oder einem Gummiband aufliegend.
• - Die EP 0 297 609 beschreibt als Spannelement kreiszylin­ drische Segmente, die durch eine in einer zentralen Nut liegende Spiralfeder zusammengehalten werden und wobei zwischen Innenring und den Segmenten auf beiden Seiten Silikonschläuche als federnde Elemente angeordnet sind.

Bei den vorgenannten Anmeldungen ist nachteilig, daß die Federwirkung nicht zeitstabil ist und außerdem ein unzu­ reichender Federweg besteht, so daß zumindest nach längerer Gebrauchsdauer die ortsstabile Fixierung der Wickelkerne auf der Spannvorrichtung nicht mehr gewährleistet ist und deswegen das Wickelverhalten unbefriedigend wird.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung der oben genannten gattungsmäßigen Art zu schaffen, wobei

• - der Einzelwickelkörper eine glatte Oberfläche hat, um den Abrieb beim Auf- und Abschieben der Wickelkerne zu verringern,
• - der Federweg groß sein soll,
• - die Spannkraft des Federelements durch dessen Abmessung einfach veränderbar ist,
• - wenig Bauraum erforderlich ist, um einen großen Durch­ messer der Wickelwelle zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe gelöst mit einer Wickel­ welle mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genann­ ten Merkmalen. Einzelheiten der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen hervor.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen näher erläu­ tert und zwar zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Spannvorrichtung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Teil der Spannvor­ richtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 und 4 entsprechende Längs- beziehungsweise Querschnitte einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungs­ form,

Fig. 6 und 7 Querschnitte durch weitere Ausführungsformen der Zentriervorrichtung für die Wickelkerne.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Auf einer Wickelwelle (8) sitzen nebeneinander Einzelwickelkörper (6) (gezeichnet ist nur jeweils ein Exemplar) mit einer umlaufenden Ringnut (14), in der die im Detail zu beschreibende Spannvorrichtung sitzt. Die Drehmomentübertragung zwischen Wickelwelle und Einzel­ wickelkörpern kann über Wirbelstromkupplung, Reibkupplung, die beispielsweise druckluftbelastet ist oder eine irgend­ wie verspannte Lagerung geschehen, ist jedoch nicht Gegen­ stand dieser Erfindung.

In der Ringnut sind mehrere zylinderringförmige Segmente (2) angeordnet, deren beide Endflächen (13) abgeschrägt sind. Die Verankerung der beschriebenen Segmente geschieht durch jeweils zwischen zwei Segmenten am Boden der Ring­ nut befestigte im Querschnitt pilzförmige Zwischenstücke (3), die entsprechend umgekehrt abgeschrägt sind, wie die Endflächen (13) der Segmente. Zwischen Boden der Ringnut (14) und der Innenfläche der Segmente (2) ist als Feder­ element eine Blattfeder (4) eingelegt, die sich mit ihren beiden freien Enden jeweils am Ende des Segments abstützt und mit ihrem Mittelteil am Boden der Ringnut. Die Abmessungen der Blattfeder bestimmen die Spannkraft des Spannelements. Die Außenfläche der Segmente (2) ragt etwas über die Umfangs­ fläche (5) des Einzelwickelkörpers (6) heraus. Die Zwischen­ teile (3) begrenzen den radialen Federweg der Segmente (2) nach außen. Außerdem verhindern die Zwischenteile (3) eine Verdrehung der Segmente (2) in Umfangsrichtung durch die Drehmomentübertragung von Einzelwickelkörper (6) auf den Wickelkern (9).

Um ein einwandfreies Zentrieren des axial aufschiebbaren Wickelkerns (9) auf die Spannvorrichtung (2, 4) auf dem Einzelwickelkörper zu ermöglichen, hat jedes Segment an seiner Außenfläche auf beiden Seiten einen Ringwulst (10), wobei die Abstände der beiden Ringwülste der Breite des Wickelkerns entsprechen.

Eine andere ebenfalls bevorzugte Version ist in den Fig. 3 beziehungsweise 4 dargestellt. Dabei sind pro Segment jeweils vier Federelemente (18) vorgesehen, bestehend aus Schraubenfedern (15), welche in Hülsen (16) eingesetzt sind, die im Boden der Ringnut (14) stecken und an ihrem freien Ende Kugeldruckstücke (17) tragen, welche gegen die Innen­ seite der Segmente (2) drücken. Dabei sind jeweils zwei derart beschriebene Federelemente an beiden Enden des Segments beidseitig angeordnet.

Die vorstehend geschilderten Anordnungen lassen noch zahl­ reiche Varianten offen, von denen einige in den Fig. 5 bis 7 dargelegt sind. Wie aus Fig. 5 erkennbar, kann die Blattfeder (4′) in ihrem Mittelteil mit einem Durch­ bruch versehen sein und ist mit dem Zwischenstück (3) auf dem Boden der Ringnut befestigt, während sie mit ihren bei­ den freien Enden an den Innenseiten zweier benachbarter Segmente (2) anliegt, ebenso die nächstfolgende Blattfeder (4′) und so weiter.

Ebenso kann auch, wie aus Fig. 6 erkennbar, der Wulst (10) nur an einer Außenseite des Segments (2) angeordnet sein, während an der gegenüberliegenden Seite ein federbelastetes Kugeldruckstück (10′) angeordnet ist und auf diese Weise eine Einschnapp- beziehungsweise Zentriervorrichtung für den Wickelkern (9) darstellt. Eine weitere Variante ist aus Fig. 7 zu erkennen. Dabei wird der Wickelkern an einem Wulst (10) zum Anschlag gebracht; das Kugeldruckstück (10′′) ist diesmal an den zwischen den Segmenten (2) liegenden Zwischenstück (3) angebracht.

Die beschriebenen Spannvorrichtungen lösen die der Erfin­ dung zugrundeliegenden Aufgaben und bietet die im folgenden genannten Vorteile.

• - Eine sichere Fixierung des Wickelkerns sowie eine genaue Positionierung rechtwinkelig zur Drehachse, so daß kein Taumeln der Wickelkerne oder ein seitliches Wandern ein­ treten kann.
• - Beim Überschieben der Wickelkerne entsteht kein Abrieb wegen der glatten Oberfläche der Segmente.
• - Es besteht ein großer Federspannbereich, was besonders wichtig ist, da sich der Innendurchmesser des Wickelkerns beim Bewickeln mit Magnetband ändert.
• - Der Wickelwellendurchmesser kann infolge der geringen Bauhöhe sehr groß gewählt werden, wie auch aus den Abbil­ dungen hervorgeht, so daß nur geringe Durchbiegung der Wickelwelle eintritt, auch wenn die zahlreichen auf ihr aufgeschobenen Wickelkerne mit einer größeren Bandlänge beispielsweise mit Magnetband bewickelt sind.

Als Wickelkerne sind geeignet die sogenannten NAB-Kerne oder Wickelkerne gemäß DE 24 48 853, welche beiderseits axiale Verformungen aufweisen, die aufeinandergestapelte Kerne gegen Verschieben oder Verdrehen schützen.

Beispiel

An einer Trennmaschine wird eine 65 cm breite mit einer magnetischen Beschichtung versehene Kunststoff-Trägerbahn in ca. 50 jeweils 1,27 cm (1/2′′) breite Streifen geschnitten und die Streifen jeweils alternierend auf zwei kompletten Spannvorrichtungen mit einer Geschwindigkeit von bis zu 500 m/Min. aufgewickelt, so daß auf jeder Wickelwelle je­ weils 25 Bandwickel bis zu einer Länge von 5000 Meter auf jedem Wickelkern aufgewickelt wurden, was ein Gesamtgewicht der Bandwickel von 50 kg auf jeder Wickelwelle ergibt. Mit den dargestellten erfindungsgemäßen Spannvorrichtungen er­ gab sich ein einwandfreies Wickelbild.

Claims (6)

1. Wickelwelle mit auf ihr drehbar und antreibbar gelagerten selbstspannenden Einzelwickelkörpern für Wickelkerne, wobei jeweils in eine Ringnut jedes Einzelwickelkörpers eine nachgiebige Spannvorrichtung eingelegt ist, deren Außendurchmesser größer ist als der Innendurchmesser der Wickelkerne, wobei die Nachgiebigkeit der Spannvor­ richtung ein gleitendes Aufschieben der Wickelkerne in axialer Richtung zuläßt, indem die Spannvorrichtung in radialer Richtung nachgiebige Federelemente enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung entlang des Umfangs (5) jedes Einzelwickelkörpers (6) verteilt mehrere zylinderringförmige Segmente (2) enthält, deren einander zugewandte Endflächen (13) abgeschrägt und an der mit ähnlichem Abschrägungswinkel verlaufenden Innen­ fläche (7) eines jeweils zwischen zwei Segmenten ange­ ordneten mit dem Boden der Nut (14) fest verbundenen Zwischenstücke (3) radial verschiebbar angeordnet sind und wobei zwischen dem Boden der Ringnut (14) und der Innenfläche der Segmente ein oder mehrere Federelemente (4, 4′, 4′′, 18) sitzen.

2. Wickelwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement eine Blattfeder (4) ist, deren Länge etwa der Länge des Segments (2) entspricht und deren beide Enden sich an der Innenseite des Segments abstützen, während sich der Mittelteil der Feder am Boden der Ring­ nut (14) abstützt (Fig. 1).

3. Wickelwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement eine Blattfeder (4′) ist, die über ihr mit einer Ausnehmung versehenes Mittelteil mit dem Zwischenteil (3) verbunden ist und deren beide Enden an der Innenseite zweier benachbarter Segmente anliegen (Fig. 5).

4. Wickelwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (18) eine Schraubenfeder (15) ist, deren eines Ende sich in einer am Boden der Ringnut (14) vorgesehenen Bohrung abstützt und wobei das andere Ende auf ein Kugeldruckstück (17) drückt, welches aus einer Hülse (16) herausragt und gegen die Innenseite des Seg­ ments (2) drückt, wobei pro Segment jeweils vier der­ artige Federelemente an beiden Enden paarweise verteilt sind (Fig. 3, 4).

5. Wickelwelle nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Segmente (2) auf der einen Seite ihrer Umfangsfläche einen Ringwulst (10) und auf der gegen­ überliegenden Seite ein federelastisches Kugeldruckstück (10′) aufweisen, deren axialer Abstand geringfügig kleiner ist als die Breite der Wickelkerne (Fig. 6).

6. Wickelwelle nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (2) nur auf einer Seite ihrer Umfangs­ fläche eine Ringwulst (10) aufweisen, und daß das auf der gegenüberliegenden Seite angeordnete Kugeldruckstück (10′′) sich an dem Zwischenstück (3) befindet (Fig. 7).