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Mehrteilige Welle für Rollmaschinen zum Festspannen von auf ihr aufsitzenden
hülsen- oder büchsenartigen Körpern
Wickel- oder Abrollwellen mit veränderlichem
Außendurchmesser für Rollen aus Papier, Karton, Gewebe od. dgl. bestehen an ihrem
Umfange meistenteils aus mehreren in der Längsrichtung geteilten Segmenten oder
Schalen, die in radialer Richtung beweglich sind. Diese Segmente werden von innen
her gegen die Rolle oder deren Hülse gepreßt und nehmen sie mit. Die Ausübung des
radialen Druckes erfolgt durch mechanische, hydraulische oder pneumatische Mittel.
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Bei Anwendung hydraulischer oder pneumatischer Mittel ist es bekannt,
daß ein oder mehrere Reihen von radial innerhalb der Welle beweglich geführten und
an eine Längsbohrung der Welle angeschlossellell Kolben gegen ein oder mehrere Segmentstücke,
die den Außenumfang der Welle } wilden, gepreßt werden, wobei ein Luft- oder Flüssigkeitsdruck
durch die Längsbohrung der Welle auf die Kolben geleitet wird. Bei bekannten Anordnungen
dieser Art steht die außerhalb der Welle befindliche Druckerzeugungsanlage während
des Wickelvorganges mit der Längsbohrung der Welle in Verbindung. Dazu sind Übertragungselemente
nötig, die den Luft- oder Flüssigkeitsdruck von der äußeren feststehenden Anlage
auf die umlaufende Welle übertragen. Diese Ubertragungselemente können wegfallen,
wenn die Welle während des Wickelvorganges von der fest-
stehenden
Anlage getrennt und der Druckraum im Inneren der Welle geschlossen ist. Dabei kann
jedoch durch Undichtigkeiten und Leckverluste der Druck im Inneren der Welle während
des Wickelvorganges absinken. Es besteht dabei die Gefahr, daß die Wickelrolle nicht
mehr einwandfrei mitgenommen oder - bei dem Abrollen - nicht mehr ausreichend abgebremst
wird.
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Um diese Nachteile zu vermeiden, wird gemäß der Erfindung innerhalb
der Welle ein zusätzlicher unmittelbar oder mittelbar auf den Druckraum wirkender
Kolben angeordnet, der unter der Wirkung einer oder mehrerer Federn steht, die den
Kolben bei Nachlassen des Druckes infolge Undichtigkeiten od. dgl. in Richtung des
Druckanstieges bewegen, so daß der eingestellte Druck während des ganzen Wickelvorganges
etwa gleich gehalten wird.
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Eine solche Welle kann nicht nur als Abrollwelle oder als Aufwickelwelle
dienen, sondern sie kann auch dafür benutzt werden, sonstige mit einer Bohrung versehenen
Teile festzuspannen. Beispielsweise lassen sich damit auch Kreismesser zum Schneiden
von Bahnen aus den verschiedensten Werkstoffen festspannen, die an jeder beliebigen
Stelle der Welle aufgesetzt und nach dem Einleiten des Druckes festgehalten werden
können.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsb;eispiel des Erfindungsgedankens
schemaltisch dargestellt.
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Abb. I ist ein Längsschnitt durch die Welle, Abb 2 ein Querschnitt
durch Welle und Segmeint.
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Das Kernstück I der Welle ist mit einer Längsbohrung 2 versehen.
An diese Längsbohrung schließen sich eine oder mehrere Reihen von Radialbohrungen
an, die die Kolben 3 enthalten.
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Diese Kolben; sind zweckmäßigerweise mit einer Dichtung in Form von
Manschetten 4 od. dgl. versehen. Das entgegengesetzte Ende der Kolben stößt unmittelbar
oder unter Zwischenschaltung eines Zapfens oder eines anderen. Verbindungsgliedes
gegen das Segment 5. Die Außenfläche dieses Segmentes ist so ; gefolrmt, daß sie
zusammen mit der Außenfläche des Kernstückes der Welle etwa, einen Zylinder bildet.
Sind mehrere Segmente um das. Wellenkernstück angeordnet, dann bilden sie gemeinsam
etwa einen Zylinder.
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Das oder die Segmente können mittels in der Zeichnung nicht dargestellter
Stifte, Bolzen oder sonstiger Führungen so an dem Kernstück geführt werden, daß
nur eine Bewegung in radialer Richtung möglich ist. Um zu verhindern, daß die Segmente
von dem Kernstück abfallen, wenn sich keine Papierrolle od. dgl. auf der Welle befindet,
können in der Zeic ; hnlung ebenfalls nicht dafgestellte Federn zwischen Kernstück
und Segment angeordnet werden, die das Segment nach innen ziehen. Statt dessen oder
gleichzeitig können auf den Wellenenden auch gegebenenfalls elastiscle Ringe e6
aufgesetzt werden, die die radiale Bewegung des oder der Segmente begrenzen, so
daß eine unbeabsichtigte Trennung zwischen Segment und Kernstück verhindert wird.
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An Stelle der Segmente können Schalen benutzt werden, deren Außenfäche
etwa in Kreisbogenform gekrümmt ist und die an allen Stellen etwa gleiche Wandstärke
haben.
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Der Druck innerhalb der Längsbohrung wird durch die Bewegung des.
Kolbenteiles 7 hervorgerufen, der zweckmäßigerweise eben falls mit einer Dichtung
oder Manschette 8 versehen ist. Bei der dargestellten, Ansführu.ngsform ist die
Rückseite 9 dieses Kolbens ebenfalls kolben artig ausgebildet. Auch sie ist mit
einer Dichtung versehen, und der Durchmesser dieses Kolbenteiles ist größer als
der des Kolbenteiles 7. Dieser riickwärtige Teil des Kolbens läuft in einem Zylinder,
der sich innerhalb des an der Welle beispielsweise mittels Verschraubung befestigten,
Wellenzapfens 10 befindet. Dabei entsteht der Hilfsdruckraum II, der an seiner anderen
Seite durch einen mit einer Bohrung versehenen Kolben; 12 und. eine durch diese
Bohrung dringende Stange 13 verschlossen ist. Die Stange 13 dient als Tauchkolhen.
zur E.rzeugung eines Druckes in dem Raum I I, wenn sie in, Richtung dieses. Raumes
bewegt wird. Diese Bewegung wird durch Drehung eines Gewindebolzen, I4 hervorgerufen,
der beispielsweise mit einem Innensechskant versehen ist und bei seiner Drehung
mittels eines Schlüssels die Kolbenstange verschiebt. In dem hinter dem Kolben 12
befindlichen Raum befindet sich eine Federung, die beispielsweise aus einer oder
mehreren Tellerfedern 15 bestehen kann.
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Die dargestellte Ausführungsform erlaubt nur verhältnismäßig kleine
Kolbenwege, so daß als Druckmittel eine Flüssigkeit, vorzugsweise Öl, benutzt werden
sollte. Wenn die entsprechende Konstruktion größere Wege für die Kolbenteile 7 und
13 zuläßt, dann kann als Druckmittel auch Luft verwendet werden.
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Für die richtige Wirkung der dargestellten Konstruktion ist vorauszusetzen,
daß sowohl der die Längsbohrung bildende Druckraum als auch der Hilfsdru,ckraum
zu Beginn, d. h. bei der inneren Lage der Segmente, mit Flüssigkeit voll angefüllt
sind. Wird durch Drehung des Gewindebolzens 14 der Kolbenteil 13 nach links bewegt,
dann entsteht in dem Raum 11 ein Druck. Dadurch wird der Kolben 12 entgegen der
auf ihn wirkenden.
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Federkraft etwas nach rechts gedrückt, gleichzeitig wird abler auch
die den Raum begrenzende Fläche des Kolbenteiles g nach links gepreßt. Das hat eine
entsprechende Bewegung des Kolbenteiles 7 zur Folge, wodurch der Druck innerhalb
der Längsbohrung steigt. Dieser Druck pflanzt sich. auf die Flächen der Kolben 3
fort, die nach außen anszuweichen versuchen unid: mit einer entsprechenden Kraft
auf die Segmente drücken, die sich dabei radial nach außen; bewegen. Der Druck innerhalb
der Längsbohrung ist dabei entsprechend dem Durch.messerverhältnis. der Kolbenteile
7 und 9 größer als der in dem Raum II erzeugte Druck An dem oder den Segmenten 5
entsteht deshalb ein verhältnismäßig hoher, nach außen gerichteter Druck, der die
die Segmente umgebende Rolle
oder die Kreismesser oder sonstigen
auf die Welle aufgesetzten Teile festspannt, so daß die Mitnahme zwischen diesen
Teilen und der Welle gesichert ist. Die Größe des Anpreßdruckes kann dabei durch
entsprechende Drehung des Gewindebolzens 14 innerhalb beliebiger Grenzen geregelt
werden.
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Innerhalb des durch den Wellenzapfen 1o gebildeten Zylinders befindet
sich am Umfang des Kolberiteiles 7 ein toter Raum I6. Die darin ent haltene Luft
wird bei einer Bewegung des Kolben teiles g nach links. zusammengepreßt und kann
dadurch dem im Zylinder 11 herrschenden Druck entgegenwirken. Um das zu verhindern,
kann an dieser Stelle in der Welle und im Wellenzapfen eine Bohrung angebracht werden,
die ins Freie führt und das Entstehen eines Gegendruckes verhindert.
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Die Dichtungen an den einzelnen Kolben sorgen dafür, daß Leckverluste
auch bei höherem Druck vermieden werden. Trotzdem sind Vorkehrungen getroffen, die
etwaige Leckverluste der Flüssigkeit auch dann unwirksam machen, wenn die Flüssigkeit
längere Zeit unter Druck steht. Diesem Zweck dient die Anordnung des Kolbens I2
und der Feder 15. Es sei angenommen, daß ein kleiner Teil Flüssigkeit aus dem Druckraum
2 entwichen sei.
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Das würde eine Druckverminderung verursachen, und die Kolbenteile
7 und 9 würden sich infolgedessen etwas nach links bewegen;, so daß auch in dem
Hilfsraum II der Druck entsprechend geringer würde. Da jedoch die Feder Ig infolge
des ursprünglich auf den Kolben 12 wirdkenden Druckes stark gespannt ist, veranlaßt
sie bei dem Absinken des Druckes eine Bewegung des Kolbens 12 nach links, so daß
der ursprüngliche Druck in dem Raum 11 nahezu wiederhergestellt wird. Das hat selbstverständlich
auch ein Wiederansteigen des Druckes in dem Raum 2 zur Folge, so daß auch dar in
der ursprüngliche Druck wieder etwal erreicht wird. Insgesamt dient also die Feder
15 dazu, den auf die Segmente ausgeübten Druck mit praktisch hinreichender Genauigkeit
konstant zu halten.
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Der Kolben I2 kann mit seiner Federung 15 an einer beliebigen anderen
Stelle des. Druckraumes angebracht werden. Es ist auch nicht erforderlich, daß er
sich innerhalb des Raumes II befindet. Er kann auch innerhalb der Längsbohrung 2,
beispielsweise an dem Ende, untergebracht werden, das dem Kolbenteil 7 gegenüberliegt.
Seine Anordnung im dargestellten Sinne hat den. Vorteil, daß seine Dichtung auch
gleichzeitig als Abdichtung für die als Tauchkolben benutzte Stange 13 dienen kann.