DE4309062C2 - Wickelwelle mit Kernträgern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wickelwelle zum Spannen von einem oder mehreren Kernen auf einem oder mehreren, in axialer Richtung nebeneinander auf der Wickelwelle angeordneten Kernträgern und zur Erzeugung eines Drehmomentes zum Aufwickeln von Wickelgut, insbesondere von Selbstklebebändern, wobei der Kernträger jeweils einen Grundkörper aufweist, in dem ein oder mehrere Spannelemente ein oder mehrere Druckstücke auf einen drehmomenteinleitenden Tragkörper zur Übertragung des Drehmomentes drücken.

Das Aufwickeln von einzelnen Bändern auf Kerne, die einzeln oder zu mehreren auf Wickelwellen angeordnet und einzeln ange­ trieben sind, ist bekannt, wobei ein derartiger Kernträger folgende Forderungen zu erfüllen hat:

• - Kern an definierter Stelle spannen.
• - Reproduzierbares Wickeldrehmoment übertragen.
• - Guter Rundlauf.
• - Keine Beschädigung des Kernes beim Schieben über die Kernträger.
• - Hohe Lebensdauer.
• - Wartungsarm.

Bekannt sind Systeme, die Bereiche dieser Forderungen nur bedingt erfüllen. So ist aus der DE-OS 27 34 978 eine Wickel­ welle mit mehreren, in axialer Richtung nebeneinander ange­ ordneten Wickelhülsen, die unabhängig voneinander drehbar auf der Wickelwelle gelagert und reibschlüssig mit dieser ver­ bindbar sind, zum gleichzeitigen Aufwickeln mehrerer Bänder be­ kannt, wobei jeder Wickelhülse ein Federelement zugeordnet ist, durch das die reibschlüssige Verbindung zwischen Wickel­ welle und Wickelhülse herstellbar ist.

Bei dieser Wickelwelle sind in einer oder mehreren Ausnehmungen der Wickelhülse Klemmstücke geführt, die mittels einer Blattfeder gegen die Wickelwelle anpreßbar sind, wobei die Blattfeder mit der Wickelhülse durch eine Schraube zur Einstellung der Federkraft verbun­ den ist. Eine derart ausgebildete Wickelwelle soll sich be­ sonders beim Antrieb der die Magnetbänder aufwickelnden Wickel­ kerne von mehreren, nebeneinander angeordneten Magnetbandkas­ setten bewährt haben. Mittels der Federelemente wird für jede Wickelhülse, die in die gezahnte Zentrumsöffnung eines Wickel­ kerns eingreift, die maximal zulässige Zugspannung des Magnet­ bandes eingestellt, von der an die Wickelhülse von der Wickel­ welle nicht mehr mitgenommen wird. Zwischen benachbarten Wickelhülsen besteht jedoch keine reibungsschlüssige Verbin­ dung, so daß diese in ihrer Drehung voneinander unabhängig sind. Dadurch ist beispielsweise vermieden, daß beim Blockie­ ren eines Wickelkerns der Aufwickelvorgang für alle anderen Kassetten ebenfalls unterbrochen bzw. gestört wird.

Durch die DE-OS 39 18 863 ist eine Wickelwelle für mehrere auf­ gereihte hülsenförmige Wickelkerne, denen jeweils mindestens ein Friktionselement zugeordnet ist, das durch Verändern des Druckes in mindestens einem in der Wickelwelle angeordneten Druckmittelschlauch radial verstellbare Friktionskörper auf­ weist, bekannt. Jedes Friktionselement weist wenigstens einen auf der Wickelwelle axial verschiebbaren und auf dieser fest­ setzbaren Außenring und einen darauf drehbar gelagerten Trag­ ring auf, auf dessen Innenseite die radial verstellbaren, durch den oder die Druckmittelschläuche druckbeaufschlagten Friktionskörper und auf dessen Außenseite über den Außenumfang des Tragringes verstellbare und arretierbare Klemmelemente angeordnet sind. Damit soll eine Wickelwelle erhalten werden, mittels der mit einfachen Mitteln sowohl eine feinfühlige verstellbare reibungsschlüssige Verbindung zwischen der Wickel­ welle und den Wickelkernen während des Wickelns möglich ist, als auch zugleich ein Verschieben des Reibverschlußübertra­ gungsmechanismus durchführbar ist, ohne daß dabei die Ein­ stellung des Reibverschlusses verstellt werden muß. Dies soll dadurch erreicht werden, daß der zwischen zwei seitlich ge­ legenen Außenringen angeordnete Tragring an seiner Außenseite mehrere, über den Umfang verteilt angeordnete, exzentrisch zur Wickelachse verlaufende Spannflächen aufweist, während an der Innenseite der Klemmelemente mit den Spannflächen des Tragrings zusammenwirkende Vorsprünge angeordnet sind.

Ein Kernzwischenstück zum Befestigen eines rohrförmigen Kerns auf einem drehbaren Kernaufspanndorn und zum Aufbringen eines Schlupfes des Kerns relativ zum Kernaufspanndorn be­ schreibt die DE-OS 20 24 336. Dieses Kernzwischenstück umfaßt einen zylindrischen Körper, der mittels einer Mehrzahl von Kugellagern auf einem Kernaufspanndorn befestigt ist, wobei der Körper mit einer Vorrichtung versehen ist, durch die eine Reibungskopplung des Körpers mit einem Kern erreicht wird und der Kernaufspanndorn eine Einrichtung trägt, mit der ein entgegengerichteter axialer Druck auf die inneren und äußeren Laufringe der Lager zum Zwecke der Steuerung der auf ein Materialband während dessen Aufwicklung auf den Kern einwir­ kenden Winkelspannung ausgeübt wird. Die bekannten Wickel­ wellen haben gemeinsam, daß keine Laufbuchsen vorgesehen sind, so daß das Problem eines Kernversatzes nicht gelöst wird.

In dem Abstract der japanischen Patentschrift JP 1-13 350 wird ausgeführt, daß, um eine exakte Zentrierung des Wickels auf der Welle zu erzielen, ein geteilter Ring eingesetzt wird. Dieser Ring wird elastisch in einer Nut gehalten, die auf der äußeren Oberfläche der Nabe vorgesehen ist. Die äußere Oberfläche des Ringes wird durch Gummiringe auf den inneren Rand des Wickels aus dem aufzuwickelnden Band gepreßt. Dadurch wird eine axiale Bewegung des Wickels auf der Nabe unterdrückt, um somit eine sehr gute Wicklung des Bandes zu erzielen.

In der US-Patentschrift US 2 704 681 wird eine weitere Möglichkeit der axialen Fixierung einer Buchse, die als Kern eines Wickels dienen kann, beschrieben. Eine Welle mit einem quadratisch geformten Ende wird in eine ebenfalls quadratisch geformte Vertiefung der Buchse eingeführt, so daß die angetriebene Welle diese Buchse bei ihrer Umdrehung mitnimmt. Um ein axiales Spiel der Buchse zu unterdrücken, ist am Ende der Welle ein Stahlring vorgesehen, der durch einen O-Ring konzentrisch auf der Welle fixiert wird. Sowohl Stahlring als auch der zwischen Welle und Stahlring befindliche O-Ring liegen in einer hierfür auf der Welle vorgesehenen Nut. Der Stahlring wird durch den O-Ring an vier Stellen auf die Innenfläche der Vertiefung der Buchse gepreßt, womit ein Reibschluß zwischen Welle und Buchse entsteht, der ein axiales Bewegen der Buchse auf der Welle unmöglich macht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine ein geringes Gewicht aufweisende Wickelwelle mit Kernträgern der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem kein Kernversatz möglich ist, der eine lange Lebensdauer bei geringstem Verschleiß aufweist und der einen guten Rundlauf des Kerns ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeich­ neten Merkmale gelöst.

Beim erfindungsgemäß ausgebildeten Kernträger sind auf der Wickelwelle mehrere Laufbuchsen axial verspannt, wobei jeder Grundkörper auf der ihm zugeordneten Laufbuchse frei drehbar gehalten ist. In einer Aussparung des Grundkörpers ist das mittels des Spannelementes radial gegen die Laufbuchse ge­ drückte Druckstück angeordnet, wobei das Spannelement als Sprengring oder als geschlossener elastischer, das Druckstück auf die Laufbuchse ziehender Ring ausgebildet ist. Zur Über­ tragung des Drehmomentes auf den Kern ist ein geschlitzter, über zwei elastische Ringe nach außen gedrückter Klemmring vorgesehen. Mit einer derart erfindungsgemäß ausgebildeten Wickelwelle mit Kernträgern werden folgende Vorteile erreicht:

• - Kein Kernversatz ist möglich, da der Kernträger beim Auf­ schieben der Kerne wegen der stabilen Anlaufkante der Lauf­ buchse sich nicht verschieben kann.
• - Das Wickeldrehmoment ist reproduzierbar für jeden einzelnen Kernträger, da eine gegenseitige Beeinflussung ausgeschlos­ sen ist.
• - Ein Auf- und Abschieben der Kerne ist ohne Beschädigung möglich, da eine volltragende Fläche vorhanden ist und die Spannkraft für den Kern durch Auswahl der elastischen Ringe und der Einbaumaße optimal ausgelegt werden kann.
• - Für lange Wickelwellen sind beliebig viele Mittenabstützun­ gen gegen Durchbiegen leicht durchführbar, da der Bund der Laufbuchse als Lagerstelle ausgebildet werden kann.
• - Es ist eine lange Lebensdauer gegeben, da die Spannkräfte für den Kern durch die elastischen Ringe über eine sehr lange Zeit konstant bleiben und der Verschleiß des Druck­ stückes sehr gering ist.
• - Der Kernträger ist wartungsarm und leicht zu reparieren, da Klemmring, elastische Ringe, Druckstück und Spannelement ausgetauscht werden können ohne Demontage der Wickelwelle. Auch die Demontage der kompletten Wickelwelle ist sehr ein­ fach, da die Laufbuchsen nur abgeschoben werden müssen, nach­ dem die axiale Verspannung demontiert ist.
• - Für manuell bewegte Wickelwellen ist eine erhebliche Ge­ wichtseinsparung zu realisieren, da als Wickelwelle ein dünnwandiges Rohr verwendet werden kann.
• - Ein guter Rundlauf des Kerns ist gegeben, da der Klemmring über die elastischen Ringe sich immer zentrisch aufweitet bzw. zentrisch zusammengedrückt wird.
• - Der Kernträger ist besonders für kleine Kerndurchmesser geeignet, da nur wenig Bauraum benötigt wird. Die beschrie­ bene Ausführungsform wurde z. B. für Kerninnendurchmesser von 26 mm gewählt.
• - Das Spannelement ist ein sehr einfaches Teil. Es wird vor­ zugsweise aus einem genormten Sprengring hergestellt. Die Dicke des Sprengringes bestimmt die Druckkraft auf das Druckstück und damit das erzeugte Drehmoment. Durch Abschlei­ fen der Dicke des Sprengringes läßt sich sehr einfach und reproduzierbar das gewünschte Drehmoment erreichen.
• - Alle Teile sind vorzugsweise rotationssymmetrisch, so daß bei hohen Drehzahlen Schwingungen weitgehend ausgeschaltet werden.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 in schematischer Weise einen Längsschnitt durch eine Wickelwelle mit mehreren Kerne tragenden Grundkörpern und

Fig. 2 einen radialen Schnitt gemäß Linie II-II in Fig. 1.

Nach Fig. 1 sind auf einer Wickelwelle 1 mehrere Kernträger angeordnet. Die Laufbuchsen 2 sind auf der Wickelwelle 1 axial verspannt. Der Grundkörper 3 ist auf der Laufbuchse 2 frei drehbar. In einer Aussparung des Grundkörpers 3 be­ findet sich das Druckstück 4. Es wird mit einem Spannelement 5 radial gegen die Laufbuchse 2 gedrückt.

Bei Drehung der Laufbuchse 2 in dem Grundkörper 3 entsteht am Druckstück 4 sowie an der gegenüberliegenden Lauffläche des Grundkörpers 3 eine Reibkraft und damit ein Drehmoment. Zur Übertragung des Drehmomentes auf den Kern 8 des Wickelgutes 9 dient der geschlitzte Klemmring 7, der über zwei elastische Ringe 6 nach außen gedrückt wird und den Kern 8 spannt.

Der Bund 10 der Laufbuchse 2 ist als Lagerstelle für Abstützungen der Wickelwelle ausgebildet.

Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Spann­ element 5 eine halbkreisförmige Biegefeder mit rechteckigem Querschnitt (Fig. 2). Vorzugsweise wird das Spannelement 5 aus einem genormten Sprengring hergestellt. Die Dicke des Sprengringes bestimmt dabei die Druckkraft auf das Druckstück 4 und damit das erzeugte Drehmoment. Durch Abschleifen der Dicke des Sprengringes läßt sich sehr einfach und reproduzier­ bar das gewünschte Drehmoment erreichen.

Claims (7)

1. Wickelwelle (1) zum Spannen von einem oder mehreren Kernen (8) auf einem oder mehreren, in axialer Richtung nebeneinander auf der Wickelwelle (1) angeordneten Kernträgern und zur Erzeugung eines Drehmomentes zum Aufwickeln von Wickelgut (9), insbesondere von Selbstklebebändern, wobei der Kernträger jeweils einen Grundkörper (3) aufweist, in dem ein oder mehrere Spannelemente (5) oder ein oder mehrere Druckstücke (4) auf einen drehmomenteinleitenden Tragkörper zur Übertragung des Drehmomentes drücken, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Wickelwelle (1) mehrere Laufbuchsen (2) axial ver­ spannt sind, wobei jeder Grundkörper (3) auf der ihm zuge­ ordneten Laufbuchse (2) frei drehbar gehalten ist, daß in einer Aussparung des Grundkörpers (3) das mittels des Spannelementes (5) radial gegen die Laufbuchse (2) ge­ drückte Druckstück (4) angeordnet ist, daß das Spannele­ ment (5) als Sprengring oder als geschlossener elastischer, das Druckstück (4) auf die Laufbuchse (2) ziehender Ring ausgebildet ist und daß zur Übertragung des Drehmomentes auf den Kern (8) ein geschlitzter, über zwei elastische Ringe (6) auf dem Grundkörper (3) gelagerter und diese (6) nach außen gedrückter Klemmring (7) vorgesehen ist.

2. Wickelwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstücke (4) radial auf die Laufbuchse (2) drücken.

3. Wickelwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstücke (4) axial auf die Laufbuchse (2) drücken.

4. Wickelwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufbuchsen (2) zur Trennung der die Einzelfriktionen übertragenden Kernträger jeweils einen Bund (10) aufweisen.

5. Wickelwelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bund (10) der Laufbuchse (2) als Lagerstelle für Abstützungen der Wickelwelle (1) ausgebildet ist.

6. Wickelwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialpaarung zwischen der Laufbuchse (2) und dem Druckstück (8) Stahl/Kunststoff ist.

7. Wickelwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wickelwelle (1) als dünnwandiges Rohr ausgebildet ist.