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Antriebsspindel zum Wickeln von Streifen aus Folienmaterial
Die Erfindung betrifft eine Antriebsspindel zum Wickeln von Streifen aus Folienmaterial unter Festhaltung mehrerer entlang einer durchgehenden Welle verteilter und über Friktionseinrichtungen angetriebener Wickelhülsen für die Rollen des Materials, wobei die Hülsen in Abständen entlang der Spindel angeordnet sind und durch von dem einen oder von beiden Enden der Spindel gesteuerte radial dehnbare Expansionseinrichtungen auf der Welle festhaltbar sind.
Solche Expansionseinrichtungen, z. B. Expansionsröhren mit längs verlaufenden elastischen Schienen, die sich bei Druckbeanspruchung nach aussen durchbiegen können, werden nicht nur zum Festhalten der Wickelhülsen für Papierrollen benutzt, die eine Breite haben, die etwa der ganzen Länge der Spindel entspricht, sondern auch zum Festhalten der in Abständen voneinander angebrachten schmalen Wickelhülsen, wie sie z. B. bei Schneidemaschinen vorkommen, bei denen eine Folienbahn von einer breiten Rolle abgewickelt und mittels eines Schneidegerätes in Streifen geschnitten wird, die abwechselnd zwei Antriebsspindeln zum Aufwickeln zugeführt werden.
Bevor mit dem Wickeln begonnen wird, können die einzelnen Wickelhülsen gleichzeitig von einer Lehre auf ihre Plätze geschoben und durch Expansion der Spindel auf mechanische, hydraulische oder pneumatische Weise schnell festgespannt werden. Diese Methode hat jedoch den Nachteil, dass die Wickelhülsen genau der Umdrehungsgeschwindigkeit der Spindel folgen, was dazu führt, dass die auf einer bestimmten Antriebsspindel aufgewickelten Rollen, z. B. Klebestreifen, mit untereinander sehr verschiedener Spannung aufgewickelt sein können, da es praktisch unmöglich ist, eine Folienbahn herzustellen, die überall genau die gleiche Dicke und Spannung besitzt, d. h. eine Bahn, die in ihrer ganzen Breite einen gleichmässigen Widerstand gegen den von der Antriebsspindel beim Wickeln bewirkten Zug ausübt.
Die Folge davon ist besonders deutlich in der Klebestreifenindustrie sichtbar, wo man bei der gleichen Herstellungsserie neben Rollen, die mit passender Spannung gewickelt sind, Rollen findet, die so locker gewickelt sind, dass sie ein fleckiges, unschönes Aussehen bekommen, weil Luftzwischenräume zwischen den Schichten entstehen, sowie-Rol- len, die so straff gewickelt sind, dass sie bei der Lagerung dazu neigen, kegelförmig zu werden.
Es wurde versucht, diese Nachteile durch Verwendung von Antriebsspindeln zu beseitigen, bei denen die Wickelhülsen einzeln und abwechselnd mit Distanzringen auf ihre Plätze auf der Spindel geschoben wurden, da auf diese Weise eine Art individuelle Friktionskupplung zwischen der Welle und jeder einzelnen Wickelhülse entsteht, indem die Antriebskraft zwischen den Rändern der Wickelhülsen und den Distanzringen durch Friktion übertragen wird. Auch durch den Ausbau der Spindel mit Friktions-und Mit- nehmerscheiben zu beiden Seiten jeder Wickelhülse können Friktionskupplungen geschaffen werden.
Die- se Massnahmen verursachen jedoch eine sehr langsame und schwierige Arbeitsweise und sind dennoch unbefriedigend, weil die Friktion zwischen den einzelnen Distanzringen und den entsprechenden Wickelhülsen bei den Spindeln des erstgenannten Typs selbst bei völlig gleichmässigem Zug der Folienbahn stark schwankt, beeinflusst durch kleinste Unregelmässigkeiten oder Grate an den Hülsenrändern. Sind die Wickelhülsen aus Pappe, was oft der Fall ist, so kommt noch hinzu, dass sich die Friktion je nach der Feuchtigkeit der Pappe ändert. Bei Spindeln des letzteren Typs schwankt die Friktion der Kupplung, die von Friktions- und Mitnehmerscheiben erzeugt wird, da der Federdruck, der von den Scheiben und den Wickelhülsen übertragen wird, vom einen Ende der Welle zum andern abnimmt.
Ausserdem summie-
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ren sich kleine Ungenauigkeiten der axialen Abmessungen der Scheiben und der Wickelhülsen entlang der Welle, wodurch ebenfalls das Ausmass der Friktion beeinflusst wird.
Die Erfindung bezweckt die Beseitigung der Nachteile der bekannten Antriebsspindeln und die
Schaffung einer Spindel, die mehrere völlig gleichmässige Rollen eines Folienmaterials herstellen kann, die alle mit der gleichen Spannung gewickelt sind und, obwohl sie aus durchsichtigem Material be- stehen, ein völlig einheitliches Aussehen haben.
Dies wird mit der eingangs beschriebenen Antriebsspindel gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass die Expansionseinrichtungen aus auf der durchgehenden Welle gelagerten Expansionsringen mit in radialer Richtung dehnbaren Teilen zur Befestigung einer einzelnen oder mehrerer nebeneinander ange- ordneter Wickelhülsenbestehen und die Friktionseinrichtungen als mit den Expansionseinrichtungen dreh- fest verbundene und mit der Welle zusammenwirkende Kissen od. dgl. aus Friktionsmaterial ausgebil- det sind.
Hiedurch wird erreicht, dass die Wickelhülsen in sicherer Stellung auf der Antriebsspindel einge- spannt werden, und dass diese, ungeachtet der Unterschiede im Widerstand, den die einzelnen Streifen dem Wickelnentgegensetzen, eine konstant gleichmässige Spannung in allen Streifen bewirkt, der Kraft entsprechend, die zwischen der durchgehenden Welle und den Friktionsvorrichtungen übertragbar ist, die mit konstantem Druck auf die Welle einwirken. Die Praxis hat gezeigt, dass sich Rollen aus durch- sichtigen Klebestreifen, die auf diese Weise gewickelt worden sind, deutlich durch ihre Gleichmässig - keit von Rollen unterscheiden, die auf Antriebsspindeln herkömmlicher Konstruktion gewickelt worden sind.
Gemäss einer vorzugsweisen Weiterbildung der Erfindung kann jeder Expansionsring auf einem Tragring gelagert sein, der eine oder mehrere an der Innenseite in Längsrichtung verlaufende Nuten aufweist, in denen die jeweilige Friktionseinrichtung vorgesehen ist, und der in an der Aussenseite angeordneten
Nuten Spannvorrichtungen trägt, die die dehnbaren Teile des Expansionsringes nach aussen gegen die Wickelhülse drücken. Dadurch, dass man die Lagerung jeder Wickelhülse so in zwei Ringe aufteilt, von denen der eine die Befestigungsfunktion und der andere die friktionsvermittelnde Antriebsfunktion aus- übt, erzielt man eine verhältnismässig billige und doch äusserst vorteilhafte Lagerung.
Eine gleichmässige und leicht verstellbare Friktionskupplung der einzelnen Wickelhülsen kann gemäss einer weiteren vorzugsweisen Ausgestaltung der Erfindung dadurch erzielt werden, dass die Kissen od. dgl. aus Friktionsmaterial mittels einer in Längsrichtung verlaufenden Blattfeder mit verstellbarer Federspannung gegen den Umfang der Welle drückbar sind.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass die in radialer Richtung dehnbarenTeileder Expansionsringe durch Einschnitte in der Wand der Ringe gebildet werden und aus in axialer Richtung oder in Umfangsrichtung verlaufenden federnden Zungen bestehen und die Spannvorrichtungen mit einem keilförmigen Teil oder einer Vertiefung an der Aussenseite versehene Stäbe aufweisen, die in axialer Richtung verschiebbar in Nuten der Tragringe unterhalb der federnden Zungen angeordnet sind.
Hiedurch wird erreicht, dass sämtliche Wickelhülsen durch gleichzeitige axiale Verschiebung aller Spannvorrichtungen schnell auf der Welle festgespannt werden können, so dass die federnden Zungen der Expansionsringe nach aussen gedrückt werden, indem ein Abschnitt jeder Zunge durch Verschiebung des darunter befindlichen Stabes aus der Vertiefung herausgedrückt wird, von der sie bei ungespannter Stellung des Expansionsringes aufgenommen wird.
Gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können die federnden Zungen der Expansionsringe mit einem nockenförmigen od. dgl. Ansatz versehen sein, der zur Dehnung der Zungen mit der in den Stäben vorgesehenen Vertiefung zusammenwirkt. Hiedurch wird erreicht, dass die Expansionsringe aus sehr dünnem Material hergestellt werden können, ohne Gefahr zu laufen, dass sich der Druck der Zungen gegen die Wickelhülsen mit der Zeit durch Abnutzung der Zungen ändert, da der Druck unmittelbar durch den nockenförmigen od. dgl. Ansatz von den Stäben auf die Wickelhülsen übertragen wird.
Weiters kann es gemäss der Erfindung auch vorteilhaft sein, in jedem Expansionsring aussen um die Welle herum einen Druckring zur Übertragung eines auf alle Spannvorrichtungen vom Spindelende her in axialer Richtung wirkenden Vorschubes vorzusehen. Hiedurch wird eine gleichmässige Druckübertragung von den Stäben der einen Spannvorrichtung auf die Stäbe der nächsten Spannvorrichtung gewähr- leistet.
Nach einer andern Weiterbildung der Erfindung können die Dmckringe in Abständen um Distanzringe herum und über diese verschiebbar gelagert sein, die einen kleineren äusseren Durchmesser haben als die Tragringe und zwischen diesen angeordnet sind. Hiedurch wird vermieden, dass Friktionskräfte von einem Tragring über den Druckring auf einen benachbarten Expansionsring übertragen werden.
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Eine weitere vorzugsweise Ausgestaltung der Erfindung besteht schliesslich darin, dass jeder Tragring auf einer Abdrehung eines Distanzringes gelagert ist, die die gleiche Länge hat wie der Tragring. Hie- durch wird erreicht, dass das richtige Montieren der Antriebsspindel einfacher wird, da sie aus weniger
Einzelteilen besteht als die oben beschriebene Ausführung.
Die Stäbe, die die Expansionsringe beanspruchen, so dass sie sich ausdehnen oder zusammenziehen können, können auf mechanische, hydraulische oder pneumatische Weise verschoben werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn gemäss einem vorzugsweisen Merkmal der Erfindung an dem einen oder an bei- den Enden der Welle diese umfassende Druckbuchsen gelagert sind, die zur Bewegung der Stäbe der
Spannvorrichtung und Druckringe mittels Druckluft in axialer Richtung längs der Welle verschiebbar sind. Solche Druckbuchsen beaufschlagen gleichzeitig die äussersten Elemente, was eine schiefe Bean- spruchung und ein Festklemmen der Stäbe ausschliesst.
Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den
Zeichnungen zeigen : Fig. 1 eine bevorzugte Ausführung der Antriebsspindel gemäss der Erfindung, teil- weise im Schnitt gesehen, Fig. 2 einen Tragring für die Antriebsspindel nach Fig. 1, vom einen Ende gesehen, Fig. 3 einen Expansionsring für die Antriebsspindel nach Fig. 1, seitlich gesehen, Fig. 4 einen
Schnitt in grösserem Massstab durch einen Teil der montierten Antriebsspindel mit aufgesetzten Wickel- hülsen in Richtung der Linie IV-IV in Fig. 2, Fig. 5 eine andere Ausführung eines Expansionsringes, und Fig. 6 einen Teil einer andern Ausführung der Antriebsspindel gemäss der Erfindung.
Die in den Zeichnungen dargestellte Antriebsspindel ist zum Wickeln mehrerer Rollen streifenför- migen Materials geeignet und kann z. B. in einer Schneidemaschine Verwendung finden, in der eine Bahn aus einem Folienmaterial von einer breiten Rolle ein Schneidegerät durchläuft und die entstande- nen Streifen dann zwei oder mehreren Antriebsspindeln zugeführt werden, die sie wickeln, wobei zwischen den einzelnen Rollen Abstände vorhanden sind.
Die dargestellte Antriebsspindel hat eine durchgehende Welle A, auf der einige Tragringe 1 gelagert sind, die, wie aus den Fig. 2 und 4 ersichtlich ist, zwei innere längslaufende Nuten 2 und vier äussere längslaufende Nuten 3 haben, welche letzteren am einen Ende des Ringes an den oberen RändernderNutenzuAussparungen 4 übergehen. Am einen Ende der inneren Nuten 2 ist eine Blattfeder 5 angebracht, die auf ihrer der Welle A zugekehrten Seite die Kissen 6 oder eine Verkleidung mit Friktionsmaterial, beispielsweise ein Polyamid trägt. In der andern inneren Nut kann ein Schmiermittel untergebracht werden. Der Federdruck auf die Welle kann durch eine radiale Stellschraube 7, die im Tragring 1 eingeschraubt ist und die Mitte der Blattfeder 5 beaufschlagt, geregelt werden.
Die Tragringe 1 werden durch die Distanzringe 8 voneinander getrennt und aussen auf jedem Tragring ist wieder ein Expansionsring 9 gelagert. Zur Befestigung einer Wickelhülse, z. B. einer Pappröhre, auf dem Expansionsring, wobei bei der Rotation der Expansionsring mitgenommen wird, ist dieser durch Schlitze, die, wie in Fig. 3 dargestellt ist, vom einen Ende des Ringes aus eingeschnitten sind, mit federnden Zungen 10 ausgebildet, von denen das dargestellte Beispiel vier enthält. In Fig. 5 ist ein Expansionsring 9 gezeigt, der am Umfang verlaufende Zungen 10'hat, von denen jede mit einem nockenförmigen od. dgl. Ansatz 28 versehen ist, mit dessen Hilfe die Zunge nach aussen gedrückt werden kann.
In den äusseren Nuten 3 auf dem Tragring 1 sind axial verschiebbare Stäbe 11 gelagert, die einen keilförmigen Teil haben und die, wenn sie sich in der in Fig. 4 angegebenen Stellung befinden, die Zungen 10 nach aussen gegen die Wickelhülsen 12 drücken, die dadurch festgehalten und bei Rotation des Expansionsringes mitgenommen werden.
Die Stäbe 11 werden in axialer Richtung durch Druckbeanspruchung seitens der Spindelenden verschoben und der Druck wird von den Stabendes einen Tragringes durch die Druckringe 13 auf die Stäbe des nächsten Tragringes übertragen, da die Druckringe verschiebbar im ungespaltenen Teil der Expansionsringe und in Abständen aussen um die Distanzringe 8 gelagert sind, so dass sie keine Friktionsenergie von der durchgehenden Welle A oder einem Tragring 1 auf den entsprechenden Expansionsring 9 übertragen können.
Die Druckbeanspruchung der Stäbe zur Steuerung der Dehnung und Zusammenziehung der Expansionsringe kann auf beliebig gewählte Art hervorgebracht werden. Im dargestellten Beispiel erfolgt die Steuerung pneumatisch, indem die Antriebsspindel, sowohl durch ihr Mitnehmerende, das rechts in Fig. 1 zusehenist, als auch durch ihr links in der Figur gezeigtes Zapfenende an Druckluft angeschlossen werden kann, die durch Druckbuchsen die äussersten Stäbe an beiden Enden beeinflusst.
Am Mitnehmernde der Antriebsspindel ist deshalb in einem Mitnehmerkopf 14 ein zylindrisches Gehäuse 15 mit einerDruckluftkammer 16 gelagert, in der der Kopf einer um die Welle A gelagerten Druckbuchse 17 verschiebbar zu der in Fig. 1 gezeigten Stellung unter dem Einfluss von Druckluft ist, die eine
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Dichtungsmuffe 18 beaufschlagt, wodurch alle Stäbe 11 zu der in Fig. 4 gezeigten Stellung ver- schoben und die Expansionsringe ausgespreiztwerden. Die Druckbuchse 17 wird dadurch in ihrer End- stellung gehalten, dass eine innere Anschlagfläche gegen einen Stellring auf der Welle anschlägt.
Sollen die Wickelhülsenvonder Antriebsspindel befreit werden, so werden die Stäbe 11 in Fig. 1 nach rechts geschoben unter Einfluss der Druckluft, die hier zwei Druckbuchsen, 20 bzw. 21, beauf- schlagt, wobei die gesamte Fläche des druckbeanspruchten Kolbens genauso gross ist wie das Mitnehmer- ende, obgleich der Durchmesser der Spindel mit Rücksicht auf die Einführung der Spindel in die Ma- schine kleiner sein muss.
Die Druckluft wird durch eine Bohrung 22 einer axialen Ausbohrung 23 in der Welle A zugeführt und von dort durch radiale Kanäle in die Druckkammern 24 bzw. 25 ge- leitet, die die Druckbuchsen 20 und 21 nach rechts in der Figur drücken, bis die Buchse 20 einen auf der Welle befestigten Stellring 19 trifft, in welcher Lage alle Stäbe 11 nach rechts verschoben sind, so dass sich die federnden Zungen 10 in die Aussparungen 4 in Fig. 2 hineinbewegen können, wodurch die Wickelhülse frei wird. Der in der Druckkammer 24 vorhandene Druck drückt die Druckbuchse 20 nach rechts, s. Fig. 1, indem ein Dichtungsring 26 auf der Welle festgehalten wird in enger Fühlungnahme mit dieser und mit der Druckbuchse, während der Druck in der Kammer 25 die Druckbuchse 21 nach rechts drückt, da der Spindelzapfen 27 unverschiebbar in axialer Richtung ge- lagert ist.
In der in Fig. 6 gezeigten Ausführung sind die Distanzringe 8 so ausgebildet, dass sie die ganze Welledecken und mitdenEndengegeneinander anliegen. Die Tragringe 1 sind aussen auf denDistanzringen gelagert und werden durch einen verdickten Teil auf jedem Distanzring auf Abstand gehalten.
Die Stäbe 11 haben eine Aussparung, in der ein Nocken 28 versinken kann, wenn sich der Expansionsring zusammenziehen soll.
Mit einer Lehre können die Wickelhülsen schnell vom Zapfenende her über die Antriebsspindel geschoben und die Spindel dann in der Wickelmaschine montiert werden und zur gleichzeitigen Befestigung aller Wickelhülsen mit Druckluft versehen werden, wonach der Wickelprozess sofort beginnen kann. Ungeachtet der Abweichungen im Zug auf die verschiedenen Streifen auf Grund der Ungleichmässigkeit des Materials, werden alle Rollen mit der gleichen Spannung aufgewickelt, da die Zugkraft, die von der Welle A auf jede Wickelhülse übertragen werden kann, konstant ist und nur von der Friktion zwischen dem Friktionsmaterial 6 und der Oberfläche der Welle abhängig ist.
Es ist verständlich, dass befriedigende Ergebnisse erzielt werden können, auch wenn man zwei oder vielleicht mehrere schmale Wickelhülsen auf jedem Expansionsring anbringt, solange die Dicke und die Qualität des Materials nur ein bisschen in der Querrichtung abweicht.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Antriebsspindel zum Wickeln von Streifen aus Folienmaterial unter Festhaltung mehrerer entlang einer durchgehenden Welle verteilter und über Friktionseinrichtungen angetriebener Wickelhülsen für die Rollen des Materials, wobei die Hülsen in Abständen entlang der Spindel angeordnet sind und durch von dem einen oder vonbeiden Enden der Spindel gesteuerte radial dehnbare Expansionseinrichtungen auf der Welle festhaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Expansionseinrichtungen aus auf der durchgehenden Welle (A) gelagerten Expansionsringen (9) mit in radialer Richtung dehnbaren Teilen (10) zur Befestigung einer einzelnen oder mehrerer nebeneinander angeordneter Wickelhülsen (12)
bestehen und die Friktionseinrichtungen als mit den Expansionseinrichtungen drehfest verbundene und mit der Welle zusammenwirkende Kissen (6) od. dgl. aus Friktionsmaterial ausgebildet sind.
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