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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des angeschlossenen
Anspruches 1 in einem Aufroller, der verwendet wird um eine Papierbahn
oder dergleichen aufzurollen. Ferner betrifft die Erfindung eine
Zentralantriebsvorrichtung eines Aufrollers zur Umsetzung des vorgenannten
Verfahrens gemäß dem Oberbegriff
des angeschlossenen Anspruches 6 (
US-A-5 375 790 ).
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Eine
Bahn, die mehrere Meter breit ist und direkt von einer Papiermaschine
oder einer damit verbundenen Endbearbeitungsvorrichtung kontinuierlich in
einer Onlineweise kommt, wird in einem sogenannten Aufroller aufgerollt,
um aufeinanderfolgende Maschinenrollen um Wickelkerne, sogenannte
Wickelspulen, zu bilden. Diese großen Maschinenrollen, die im
Wesentlichen an die Produktionsbreite von Papier angepasst sind,
dienen als eine Art Zwischenspeicher für die Papierbahn zwischen Offline-Endbearbeitungsvorrichtungen.
Vor den Offline-Endbearbeitungsvorrichtungen, wie Beschichtungsmaschinen für Papierbahnen,
wird ein sogenannter Abwickler verwendet, um die Bahn, die in der
vorangegangenen Aufrollvorrichtung aufgerollt wurde, von aufeinanderfolgenden
Rollen in die Endbearbeitungsvorrichtung zu führen. Diese vorangegangene
Aufrollvorrichtung kann ein sogenannter Wiederaufroller sein, in
welchem die Maschinenrolle, die in einem Aufroller der Papiermaschine
aufgerollt wurde, im Abwickler des Zwischenaufrollers abgewickelt
wird und im Aufroller des Zwischenaufrollers wieder aufgerollt wird,
um eine Rolle zu bilden, die für
das fragliche Endbearbeitungsverfahren geeignet ist. Am Ende einer
Offline-Endbearbeitungsvorrichtung,
wie einer Offline-Beschichtungsmaschine,
ist typischerweise noch ein weiterer Aufroller, in welchem die Papierbahn,
die von dieser Vorrichtung kommt, wieder um den Wickelkern gewickelt
wird, um wieder eine Maschinenrolle zu bilden.
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Es
gibt verschiedene Lösungen
von verschiedenen Arten von Aufrollern, einschließlich des sogenannten
zentralantriebsunterstützten
Aufrollers, welcher der Aufrollertyp ist, der gegenwärtig im
Allgemeinen verwendet wird. Dieser Aufrollertyp verwendet einen
Aufrollzylinder, der mit einem Zentralantrieb ausgerüstet ist,
sowie eine Maschinenrolle, die mit demselben in der Aufrollstation
in Spaltkontakt ist. Die Papierbahn wird auf die Maschinenrolle über einen
Spalt geführt,
der zwischen dem Aufrollzylinder und der Maschinenrolle, die gebildet
wird, ausgebildet ist. In zentralantriebsunterstützten Aufrollern ist der Wickelkern
der Maschinenrolle auch mit einem eigenen Zentralantrieb versehen,
um das Steuern des Aufrollverfahrens zu verbessern. In einer Lösung, die
im Allgemeinen bei zentralantriebsunterstützten Aufrollern verwendet
wird, hat der Aufrollzylinder eine stationäre Position und somit bewegt
sich der zentralangetriebene Wickelkern der Maschinenrolle auf seinem
Träger
in Relation zu dem Aufrollzylinder in verschiedenen Stufen des Aufrollverfahrens und/oder
wenn die Menge der Bahn um den Wickelkern zunimmt.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft insbesondere Aufroller der oben genannten
Art, bei welchen der Wickelkern der Maschinenrolle, die gebildet
wird, geeignet ist, sich während
des Aufrollverfahrens zu bewegen, da der Zentralantrieb der Maschinenrolle mit
dem Wickelkern gekoppelt ist.
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Das
Buch von Mikko Jokio: Papermaking Part 3 Finishing, veröffentlicht
von Fapet Oy, ISBN 952-5216-10-1, 1999, Seiten 162 bis 163, offenbart einen
Aufroller, basierend auf der Verwendung eines stationären Aufrollzylinders.
Im Folgenden wird das Arbeitsprinzip dieses Aufrollers kurz abgehandelt.
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Entsprechend
den Fakten, die in der oben genannten Referenz angeführt sind,
wird das Aufrollen auf einen neuen leeren Wickelkern in einer sogenannten
Primäraufrollvorrichtung
gestartet. Zuerst erhält
die Primäraufrollvorrichtung
den leeren Wickelkern von einem Lager am Endträger von Armen oder dergleichen,
die als Greifmittel dienen. Das Lager ist über dem Aufrollzylinder und
der Papierbahn in einem Bereich, der in Reichweite der Primäraufrollvorrichtung
ist, angeordnet. Die Primäraufrollvorrichtung enthält einen
sogenannten Primärzentralantrieb,
der mit einer Kraftübertragungsverbindung
mit dem anderen Ende des Wickelkerns gekoppelt ist. Mit Hilfe des
Primärzentralantriebs
wird der leere Wickelkern auf eine Geschwindigkeit beschleunigt,
die der Geschwindigkeit des-Aufrollzylinders und der Papierbahn
entspricht, wonach der Wickelkern näher zum Aufrollzylinder und
schließlich
in Spaltkontakt mit dem Aufrollzylinder transferiert wird, wobei
gleichzeitig das Einfädeln
der Papierbahn auf den Wickelkern in einer geeigneten Phase durchgeführt wird.
Das zuvor genannte Einfädeln
und damit der Wechsel des Aufrollverfahrens auf einen neuen Wickelkern
werden üblicherweise
in einem sogenannten fliegenden Wechsel ohne Verminderung der Geschwindigkeit der
Papierbahn, die den Aufroller während
des Wechsel betritt, durchgeführt.
Das Aufrollen auf den Wickelkern, der in der Primäraufrollvorrichtung
angeordnet ist, wird nun mit Hilfe des Primärzentralantriebs fortgesetzt
bis die vorangegangene volle Maschinenrolle aus dem Weg geräumt wurde.
In einer geeigneten Phase senkt die Primäraufrollvorrichtung den Wickelkern
ab, der auf Trägerenden
auf Schienen auf Wägen,
die sich auf den Schienen bewegen oder an einem entsprechenden Träger unter
ihrer Kontrolle ist, wobei die den Träger verwirklichenden Strukturen
bemessen sind, um das eventuelle Gewicht der vollen Maschinenrolle,
die gebildet wird, zu tragen. Der Wickelkern und die neue Maschinenrolle, die
darauf gebildet wird, werden aus der Kontrolle der Primäraufrollvorrichtung
genommen, indem der sogenannte Sekundärzentralantrieb, der von der
fertiggestellten Maschinenrolle entlastet wurde, auf das freie Ende
des Wickelkerns wechselt und indem der Primärzentralantrieb der Primäraufrollvorrichtung von
dem anderen Ende entfernt wird. Während dieses Wechsels wird
das Drehmoment, das für
die Rotation des Wickelkerns notwendig ist, angepasst, d. h. schrittweise
von dem Primärzentralantrieb
zum Sekundärzentralantrieb
gewechselt und das Aufrollverfahren wird während des Wechsels ohne Unterbrechungen
fortgesetzt. Wenn die Primäraufrollvorrichtung
frei geworden ist, kehrt die Primäraufrollvorrichtung zurück, um den
nächsten
leeren Wickelkern aus dem Lager für den nächsten Wechsel zu bekommen.
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Der
oben genannte Primärzentralantrieb
und Sekundärzentralantrieb
sind beide aus den folgenden Hauptkomponenten zusammengesetzt: dem
tatsächlichen
Antriebsmotor, einem Getriebesystem, das das Übersetzungsverhältnis der
Drehgeschwindigkeit des Motors auf ein geeignetes Niveau überträgt, sowie
einem Kupplungsmechanismus, der mit dem Ende des Wickelkerns in
Eingriff steht. Bei Lösungen
des Standes der Technik sind die vorgenannten Komponenten des Primärzentralantriebs
an der Primäraufrollvorrichtung
selbst befestigt und sie können
sich daher nicht mit dem Wickelkern, der in der Primäraufrollvorrichtung
angeordnet ist, bewegen, wenn sich die Primäraufrollvorrichtung von einer
Position zu einer anderen in den verschiedenen Arbeitsphasen des
Aufrollverfahrens begibt. In Lösungen des
Standes der Technik sind der Antriebsmotor, das Getriebesystem und
der Kupplungsmechanismus des Sekundärzentralantriebs auch auf einer
sich bewegenden Basis oder dergleichen befestigt, wobei sich diese
Basis mit der Maschinenrolle mit bewegt, wenn der Durchmesser der
Maschinenrolle zunimmt, und der Wickelkern bewegt sich in Relation
zum stationären
Aufrollzylinder. Das
US Patent
5 375 790 offenbart detaillierter eine Lösung, bei
welcher die Einheit, bestehend aus dem Antriebsmotor, dem Getriebesystem
und dem Kupplungsmechanismus des Sekundärzentralantriebs sich an der
Seite der Schiene bewegt, die das andere Ende der Aufrollspule trägt und so
der Bewegung der Aufrollspule und ihres Wickelkerns folgt.
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Eine
Art den Antriebsmotor mit dem Ende der Wickelspule zu verbinden
ist ebenfalls im
US Patent 5
069 394 offenbart.
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Das
Gewicht des Antriebsmotors des Zentralantriebs ist typischerweise
in der Größenordnung von
2000 kg und das Gewicht des mit dem Antriebsmotor gekoppelten Getriebesystems
ist in der Größenordnung
von 1200 kg. Um die Strukturen des Aufrollers symmetrisch zu belasten,
werden Gegengewichte an den gegenüberliegenden Enden des Wickelkerns
verwendet, um das Gewicht des Antriebsmotors und des Getriebesystems
auszugleichen, die mit dem Ende des Wickelkerns gekoppelt sind und sich
mit dem Wickelkern mit bewegen. Wenn der Motor, das Getriebesystem
und die Gegengewichte, sowie die Strukturen die notwendig sind,
um die Komponenten zu bewegen, in Betracht gezogen werden, ist das
Gesamtgewicht der Komponenten und Strukturen, die angehoben werden
müssen,
in der Größenordnung
von 10000 kg pro einem Zentralantrieb.
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In
solchen Aufrollern, in welchen die Primär- und/oder Sekundärantriebe
mit dem Wickelkern mitbewegt werden, ist es somit in Lösungen des
Standes der Technik notwendig, recht starke Träger- und Bewegungsstrukturen
nur für
die Komponenten, die zum Zentralantrieb gehören, einzusetzen. Dies bedeutet,
dass der Einsatz solcher Strukturen bedeutende Kosten verursacht,
da sowohl die darin benötigte
Arbeit als auch die Stahlmenge, die als Rohmaterial verwendet wird,
ziemlich beachtlich sind.
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Um
das Gewicht so gering wie möglich
zu halten, müssen
die Motoren und Getriebesysteme, die in den Zentralantrieben verwendet
werden, unter spezieller Berücksichtigung
des Gewichts und der Größe derselben
ausgewählt
werden, wodurch die Verwendung von alternativen und kostengünstigeren Komponenten
bei Lösungen
des Standes der Technik begrenzt sind.
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Eine
nachteilige Folge des großen
Gewichtes der Komponenten der Zentralantriebe und der Trägerstrukturen
derselben in Aufrollern ist immer noch die Tatsache, dass insbesondere
in der Primäraufrollvorrichtung
des Aufrollers das Gewicht der Komponenten, die sich mit der Primäraufrollvorrichtung
des Primärzentralantriebs mitbewegen,
die genaue Kontrolle der Spaltlast, d. h. der linearen Last zwischen
der Rolle, die gebildet wird, und dem Aufrollzylinder erschweren.
Die Spaltlast ist ein wesentlicher Parameter, der beim Aufrollverfahren
verwendet wird, durch welchen es möglich ist, die Qualität der Maschinenrolle,
die gebildet wird, und die Bewahrung der Eigenschaften der aufgerollten
Papierbahn zu beeinflussen.
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Der
Hauptzweck der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur
Kraftübertragung
eines Zentralantriebes für
einen Wickelkern, der sich während eines
Aufrollverfahrens bewegt, zu erhalten, durch welches Verfahren es
möglich
ist, die oben genannten Probleme des Standes der Technik, die primär durch
das Gewicht und die Größe der Komponenten, die
zur Verwirklichung von Zentralantrieben notwendig sind, verursacht
werden, zu vermeiden. Es ist auch ein Ziel der Erfindung eine Zentralantriebsvorrichtung
eines Aufrollers zu schaffen, die das vorgenannte Verfahren umsetzt.
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Um
diesen Zweck zu erreichen, ist das Verfahren gemäß der Erfindung in erster Linie
durch das gekennzeichnet, was im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Anspruches
1 dargelegt wird.
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Die
Vorrichtung gemäß der Erfindung
ist dann in erster Linie gekennzeichnet, durch das, was im kennzeichnenden
Teil des unabhängigen
Anspruches 6 dargelegt ist.
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Die
anderen abhängigen
Ansprüche
werden einige bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung aufzeigen.
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Die
Erfindung basiert auf der Idee, dass die Antriebskraft des Zentralantriebs
des Wickelkerns in der Rolle, die im Aufrollverfahren gebildet wird
und die sich während
des Aufrollverfahrens bewegt, auf diesen Wickelkern von einem stationären Antriebsmotor
durch ein bewegliches Kraftübertragungsmittel übertragen
wird. So können
die Anordnungen, die für das
Bewegen im Antriebsmotor selbst notwendig sind, sowie die Probleme,
die durch dieselben verursacht werden, vermieden werden. Gemäß der Erfindung
ersetzt das bewegliche Kraftübertragungsmittel gleichzeitig
ein separates Getriebesystem, das in Lösungen des Standes der Technik
notwendig war. Dies wird auch im Vergleich mit dem Stand der Technik
die Anzahl der Komponenten reduzieren, die angehoben werden und
bewegt werden müssen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird die Kraftübertragung
von der rotierenden Ausgangsachse des Antriebsmotors auf die rotierende
Achse des Wickelkerns und/oder auf das an diese Achse gekoppelte
Kupplungselement mit Hilfe eines Riemenantriebsmechanismus, der
eine rotierende Zwischenachse verwendet, umgesetzt. Mit anderen
Worten, werden die Rotationsbewegung und das Drehmoment mit Hilfe
eines Riemenantriebs von der ersten Riemenscheibe, die an der rotierenden Ausgangsachse
des Antriebsmotors angeordnet ist, auf eine zweite Riemenscheibe,
die an der rotierenden Zwischenachse angeordnet ist, übertragen.
Die Rotationsbewegung und das Drehmoment werden ferner mit Hilfe
des Riemenantriebs von einer dritten Riemenscheibe, die auf der
Zwischenachse angeordnet ist und mit der gleichen Geschwindigkeit
wie die zweite Riemenscheibe rotiert, auf eine vierte Riemenscheibe,
die auf der Achse/dem Kupplungselement des Wickelkerns angeordnet
ist, übertragen. Durch Ändern der
entsprechenden Durchmesser der Riemenscheiben ist es möglich das Übersetzungsverhältnis der
Kraftübertragung
von der Ausgangsachse des Antriebsmotors auf die Achse des Wickelkerns
zu ändern,
wodurch die Kraftübertragung
gemäß der Erfindung
die Verwendung eines getrennten Getriebesystems oder dergleichen
ersetzt.
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So
ist es mit Hilfe des Kraftübertragungsverfahrens
und der Vorrichtung gemäß der Erfindung möglich, die
Anzahl und das Gewicht der Komponenten, die mit dem Wickelkern mitbewegt
werden und die in der Umsetzung des Zentralantriebes notwendig sind,
wesentlich zu reduzieren. Die Gewichtsreduktion der Zentralantriebskomponenten,
die mit dem Wickelkern mitbewegt werden, reduziert auch die Notwendigkeit
Gegengewichte zu verwenden. Dies bedeutet, dass die entsprechenden
Trägerstrukturen
der Vorrichtung wesentlich einfacher und leichter und somit auch
weniger teuer hergestellt werden können.
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Ein
anderer Vorteil der Erfindung ist, dass der stationäre Motor
mit Hilfe von weniger teuren Alternativen umgesetzt werden kann,
da das Gewicht und die Struktur des arbeitenden Motors nicht die Auswahl
des zu ver wendenden Motortyps im gleichen Maße wie bei Lösungen des
Standes der Technik, in welchen es notwendig ist den Motor zu bewegen,
beschränkt.
Wenn die Kraftübertragung
des Zentralantriebs mit Hilfe von Riemenübertragung umgesetzt wird,
kann im Vergleich mit Lösungen
des Standes der Technik auch die Verwendung eines separaten Getriebesystems
vermieden werden, was die Kosten der Umsetzung des Zentralantriebes
weiter reduziert. Die Struktur der Kraftübertragungsvorrichtung, die
Riemenübertragung
verwendet, ist einfach und als solches kostengünstig und zusätzlich schwächt die
Riemenübertragung
auf natürliche
Weise die unerwünschten
Erschütterungen
und Schläge, die
bei der Kraftübertragung
auftreten. Die Wartung von Riemenübertragung ist auch einfach,
kann rasch durchgeführt
werden und ist daher auch kostengünstig.
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Die
bewegliche Kraftübertragung
gemäß der Erfindung
kann in Aufrollern verwendet werden, sowie auch in der Umsetzung
von sowohl einem Primärzentralantrieb
als auch eines Sekundärzentralantriebs.
Mit anderen Worten, das Kraftübertragungsverfahren
und die Vorrichtung gemäß der Erfindung erlauben
auch die Bewegung des Wickelkerns zusammen mit der Primäraufrollvorrichtung
sowie auch die Bewegung des Wickelkerns, wenn die Rolle, die geformt
wird, am Träger
ihres aktuellen Trägermechanismus,
wie Schienen oder dergleichen, liegt. In der letzteren Situation
wird die Bewegung des Wickelkerns durch die Zunahme des Durchmessers
der Maschinenrolle, die während
des Aufrollverfahrens gebildet wird, und durch die resultierende
Bewegung des Wickelkerns der Maschinenrolle in Relation zum stationären Wickelkern
verursacht.
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Ferner
ist es ein Vorteil der Erfindung, dass es durch die Wahl der Anordnung/des
Abstandes der Zwischenachse, die im Riemenantrieb verwendet wird,
in geeigneter Weise in Relation zur Achse des Antriebsmotors und
der Achse des Wickelkerns möglich
ist, solche Kräfte,
die auf den Wickelkern durch die Kraftübertragung des Zentralantriebs
ausgeübt werden,
die eine schädliche
Wirkung auf die Steuerung des Spaltkontaktes und der Spaltkraft
haben, zu minimieren. Mit anderen Worten, das Kraftübertragungsverfahren
gemäß der Erfindung übt solche Kräfte auf
den Wickelkern, die die Spaltkraft wesentlich beeinflussen würden und
somit die präzise
Steuerung und die Erhaltung der Spaltkraft im Aufroller erschweren,
nicht aus. Die Reduktion in der Anzahl und dem Gewicht der Komponenten,
die sich mit dem Wickelkern des Zentralantriebs als Teil davon mitbewegen,
fördert
auch die präzise
Steuerung der Spaltkraft, insbesondere wenn die Erfindung auf einen
Primärzentralantrieb,
der in einer Primäraufrollvorrichtung
des Aufrollers angeordnet ist, angewandt wird.
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Das
Kraftübertragungsverfahren
gemäß der Erfindung
ist geeignet insbesondere in mittelschweren oder kleinen Aufrollern
verwendet zu werden, in welchen Umsetzungen gemäß des Standes der Technik von
Zentralantrieben beachtliche Kosten im Vergleich mit der Struktur
und den Kosten der gesamten Vorrichtung verursachen. Die Erfindung
kann im Aufrollverfahren einer Papierbahn, die entweder direkt von
einer Papiermaschine oder von einer Endbearbeitungsvorrichtung,
die in Online-Weise mit einer Papiermaschine gekoppelt ist, angewendet
werden. Ferner kann die Erfindung auch in Verbindung mit Offline-Endbearbeitungsverfahren,
sowie beim Aufrollen, das in sogenannten Wiederaufrollern stattfindet,
verwendet werden.
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Insbesondere
in mittelschweren und kleinen Aufrollern ist es möglich, das
Kraftübertragungsverfahren
gemäß der Erfindung
mit Hilfe von „medium tech" Komponenten, die
weniger teuer als Lösungen des
Standes der Technik sind, umzusetzen. Das Kraftübertragungsverfahren gemäß der Erfindung
erhöht
weder den Wartungsaufwand noch erhöht es die Funktionen, die vom
Mess-, Steuer- oder Einstellungssystem des Aufrollers erfordert
werden.
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Die
folgende detailliertere Beschreibung der Erfindung wird jedem Fachmann
die möglichen
Ausführungsformen
der Erfindung, sowie Vorteile, die mit der Erfindung zu erzielen
sind, klarer veranschaulichen.
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Im
Folgenden wird die Erfindung detaillierter mit Bezugnahme auf die
beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in welchen
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1 in
einer Seitenansicht das Anwenden des Kraftübertragungsverfahrens gemäß der Erfindung
in einem Primärantrieb
eines Aufrollers veranschaulicht,
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2 in
einer Seitenansicht das Anwenden des Kraftübertragungsverfahrens gemäß der Erfindung
in einem Sekundärantrieb
eines Aufrollers, gemäß der 1 veranschaulicht,
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3 im
Prinzip eine Ausführungsform
des beweglichen Kraftübertragungsverfahrens
gemäß der Erfindung,
basierend auf einem Riemenantrieb veranschaulicht,
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4 die
Ausführungsform
aus 3 in einer anderen Position veranschaulicht,
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5 im
Prinzip eine Kupplungsstruktur zum Kuppeln eines Zentralantriebs,
der das Kraftübertragungsverfahren
gemäß der Erfindung
verwendet, an die Achse eines Wickelkerns veranschaulicht, und
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6 im
Prinzip das Anwenden des Riemenantriebs gemäß der Erfindung in dem Primärzentralantrieb
eines Aufrollers veranschaulicht.
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Die 1 und 2 zeigen
in gegenüberliegenden
Seitenansichten im Prinzip einen Aufroller, der geeignet ist eine
Maschinenrolle R aus einer Papierbahn W, die von Abschnitten einer
Papiermaschine oder einer Endbearbeitungsmaschine für Papier, die
dem Aufroller vorangehen, kommt. In 1 tritt die
Papierbahn W in den Aufroller von rechts gemäß dem Pfeil, der in der Zeichnung
gezeigt ist, ein und in 2 tritt sie entsprechend von
der linken Seite ein. Die Maschinen rolle R wird in dem Aufroller
in einer bekannten Weise um einen Wickelkern C3 (Wickelspule) gebildet,
indem die Papierbahn W über
den Aufrollzylinder D und den Wickelspalt N zur Maschinenrolle R
geführt
wird. Die Maschinenrolle R ist mit einer einstellbaren Kraft gegen
den Aufrollzylinder D belastet, der mit einem Zentralantrieb ausgestattet ist,
um die gewünschte
lineare Last im Wickelspalt N zu erhalten.
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Das
Aufrollen auf einen neuen leeren Wickelkern C2 beginnt in der Primäraufrollvorrichtung
PR. Zuerst erhält
die Primäraufrollvorrichtung
PR den leeren Wickelkern C1 von einem Lager, das über dem
Aufrollzylinder D angeordnet ist, indem er auf Endträger auf
sogenannte Primärgabeln
F in der Primäraufrollvorrichtung
PR (in 2) angeordnet wird. Die Primäraufrollvorrichtung PR enthält einen
sogenannten Primärzentralantrieb
des Wickelkerns C2, der mit einer Kraftübertragungsverbindung mit dem anderen
Ende des Wickelkerns C2 gekoppelt ist. 1 zeigt
den Primärzentralantrieb
PD des Wickelkerns C2, der eine bewegliche Kraftübertragung verwendet. Der Primärzentralantrieb
PD enthält
einen Antriebsmotor PM, der in stationärer Weise am Rahmen CH des
Aufrollers befestigt ist. Gemäß der Erfindung
wird die Antriebskraft des Primärzentralantriebs von
diesem Antriebsmotor PM auf den Wickelkern C2 durch Verwendung der
beweglichen Kraftübertragung
T übertragen,
welche bewegliche Kraftübertragung
T gleichzeitig auch das separate Getriebesystem, das in Lösungen des
Standes der Technik notwendig ist, ersetzt. Mit Hilfe des Primärzentralan triebs
PD wird der leere Wickelkern C2 auf eine Geschwindigkeit beschleunigt,
die der Geschwindigkeit des Aufrollzylinders D und der Papierbahn
W entspricht. Wenn die volle Maschinenrolle R weiter vom Aufrollzylinder
D entfernt wurde und gleichzeitig der Primäraufrollvorrichtung PR Platz
einräumt,
drehen sich die Primärgabeln
F der Primäraufrollvorrichtung PR
sowie der Wickelkern C2, der darin befestigt ist, in bekannter Weise
zu den Trägerschienen
B, um die Papierbahn W zu schneiden und einzufädeln. Der sogenannte Primärspalt zwischen
dem Wickelkern C2 und dem Aufrollzylinder D wird spätestens
in dieser Phase geschlossen. Während
des zuvor genannten Drehens der Primäraufrollvorrichtung PR dreht
sich die bewegliche Kraftübertragung
T gemäß der Erfindung
mit der Bewegung des Wickelkerns C2 und überträgt somit die Drehbewegung und
das Drehmoment des Antriebsmotors PM auf den Wickelkern C2. Das
Schneiden der Papierbahn W und das Wechseln derselben auf einen
neuen Wickelkern C2 wird in bekannter Weise durchgeführt. Der
vorgenannte Wechsel wird normalerweise als sogenannter fliegender Wechsel
ohne Reduzierung der Geschwindigkeit der Papierbahn W während des
Wechsels durchgeführt. Das
Aufrollen auf den Wickelkern C2, der in der Primäraufrollvorrichtung PR angeordnet
ist, wird nun mit Hilfe des Primärzentralantriebs
PD fortgesetzt, bis der Antrieb des Wickelkerns auf einen Sekundärzentralantrieb,
der unten beschrieben werden wird, übertragen ist. Vor dem Wechsel
wurde in bekannter Weise die volle Maschinenrolle entlang von Tragschienen
B weiter vom Aufrollzylinder D entfernt aus dem Weg geschafft.
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Spätestens
in dieser Phase senkt die Primäraufrollvorrichtung
PR den Wickelkern C2 unter ihrer Steuerung sowie die neue darauf
gebildete Maschinenrolle an Endträgern auf Trägerschienen B für die Zeitdauer
der Endphase des Aufwickelns ab, wenn dies nicht bereits vor dem
vorgenannten Wechsel gemacht wurde, um den Wechsel auf den Schienen
zu vollziehen. Der Wickelkern C2 wird von der Steuerung der Primäraufrollvorrichtung
PR wegtransferiert, indem der sogenannte Sekundärzentralantrieb SD, der von
der Maschinenrolle entfernt wurde, auf das andere freie Ende des
Wickelkerns C2 gewechselt (siehe 2) wird
und durch Entfernen des Primärzentralantriebs
PD der Primärwickelvorrichtung
PR vom gegenüberliegenden
Ende. Während
dieses Wechsels wird das Drehmoment, das für die Drehung des Wickelkerns
C2/C3 notwendig ist, angepasst, d. h. schrittweise vom Primärzentralantrieb
PD zum Sekundärzentralantrieb
SD gewechselt, und das Aufrollverfahren wird während des Wechsels ohne Unterbrechungen
fortgesetzt. Wenn die Primäraufrollvorrichtung
PR frei geworden ist, kehrt die Primärwickelvorrichtung PR zurück, um den
nächsten
leeren Wickelkern C1 vom Lager für
den nächsten
Wechsel zu erhalten.
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2 zeigt
im Prinzip den Sekundärzentralantrieb
SD des Wickelkerns C3, der das Kraftübertragungsverfahren gemäß der Erfindung
verwendet. Ähnlich
wie der oben beschriebene Primärzentralantrieb
PD enthält
der Sekundärzentralantrieb
SD auch einen separaten Antriebsmotor SM, der im Falle des Sekundärzentralantriebs
SD in stationärer
Weise, z. B. auf dem Grundniveau oder an einer an der Basis/dem
Rahmen des Aufrollers fixierten Basis befestigt ist. Gemäß der Erfindung
wird die Antriebskraft des Sekundärzentralantriebs SD von diesem
Antriebsmotor SM auf den Wickelkern C3 mit Hilfe von beweglicher
Kraftübertragung
T übertragen.
Entsprechend dem Stand der Technik kann die Maschinenrolle R, die
um den Wickelkern C3 gebildet wird, an ihren Enden durch ihre Lagergehäuse, z.
B. auf einem Schlitten, Aufrollwägen
usw., die sich z. B. auf Tragschienen B bewegen, getragen werden
oder die Maschinenrolle kann auch an ihren Enden auf Schienen direkt
mit Hilfe von Lagergehäusen,
die an den Enden des Wickelkerns C3 angeordnet sind, getragen werden.
Wenn das Aufrollen fortschreitet, bewegt sich der Wickelkern C3
auf dem Träger
des vorgenannten Trägermechanismus
in Relation zum stationären
Aufrollzylinder D, wobei diese Bewegung durch das Anwachsen des
Durchmessers der Maschinenrolle R, die gebildet wird, verursacht
wird. Der Aufrollzylinder D wird mit einem eigenen Antrieb gedreht.
Gemäß dem, was
durch unterbrochene Linien in 2 gezeigt
ist, dreht sich die bewegliche Kraftübertragung T des Sekundärzentralantriebs
SD gemäß der Erfindung
in Zusammenhang mit der Bewegung des Wickelkerns C3, sodass die
rotierende Bewegung und das Drehmoment des Antriebsmotors SM auf
den Wickelkern C3 übertragen
wird. Die erwünschte
Spaltkraft und die lineare Last werden in einer bekannten Weise
durch Belasten der Maschinenrolle R, die geformt wird, gegen den
Aufrollzylinder D mit Hilfe eines Hydraulikzylinders H erzielt.
Der Antriebsmotor SM ist in einer sta tionären Position, z. B. an einer
Basis, die am Boden angeordnet ist, angeordnet.
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Die 3 und 4 veranschaulichen
im Prinzip eine bevorzugte Ausführungsform
der beweglichen Kraftübertragung
T, gemäß der Erfindung, die
auf einem Riemenantrieb basiert. Von einer ersten Riemenscheibe
P1, die auf der rotierenden Ausgangsachse A1 des Antriebsmotors
angeordnet ist, wird die rotierende Bewegung und das Drehmoment mit
Hilfe eines Riemens BE1 auf eine zweite Riemenscheibe P2, die an
einer rotierenden Zwischenachse A2 angeordnet ist, übertragen.
Von einer dritten Riemenscheibe P3, die mit der Zwischenachse A2
gekoppelt ist und mit der gleichen Geschwindigkeit mit der Zwischenachse
und der Riemenscheibe P2 rotiert, wird die Drehbewegung und das
Drehmoment weiter mit Hilfe eines Riemens BE2 auf eine vierte Riemenscheibe
P4, die mit der Achse/dem Kupplungselement A3 des Wickelkerns gekoppelt
ist, übertragen.
Mit Hilfe eines Tragelements E1, das an seinen Enden in Relation
zur Ausgangsachse A1 und der Zwischenachse A2 des Antriebsmotors
gehalten ist und zwischen den Achsen installiert ist, wird die Spannung
des Riemens BE1 auf ein geeignetes Niveau eingestellt und Änderungen
in der Distanz zwischen den Riemenscheiben P1 und P2 werden verhindert,
wenn die Kraftübertragung
T belastet ist, d. h. das Drehmoment übertragen wird. In einer entsprechenden
Weise ist ein Tragelement E2 zwischen der Zwischenachse A2 und der
Achse des Wickelkerns/Kupplungselements angeordnet. Die Tragelemente
E1 und E2 werden von der Zwischenachse A2 getragen und sind mit
dieser auf eine Weise verbunden, dass der Winkel zwischen diesen
Tragelementen in einer Ebene parallel zur Längsachse der Tragelemente geändert werden
kann, mit anderen Worten, die Verbindung der Kraftübertragung
T, die an der Zwischenachse A2 gebildet ist, kann in dieser Ebene
abknicken. Das Tragelement E1 wird von der Ausgangsachse A1 des
Antriebsmotors getragen und ist mit dieser in einer Weise verbunden,
dass das Tragelement E1 sich auch auf der Ebene in Relation zum
Antriebsmotor und der Ausgangsachse A1 drehen kann. Das Tragelement
E2 ist auf der Achse A3 des Wickelkerns in entsprechender Weise
getragen, die ein Drehen ermöglicht.
Die Verbindung der Kraftübertragung,
die auf der Zwischenachse A2 gebildet wird, macht es daher möglich die
Distanz zwischen den Achsen A1 und A3 zu ändern und die Position der
Achsen in Relation zueinander auf der Längsebene dieser Tragelemente
E1 und E2 zu ändern.
Dies wurde veranschaulicht indem die Kraftübertragung T in den 3 und 4 in
zwei verschiedenen Positionen gezeigt wurde, in welchen Positionen
der gegenseitige Abstand und die gegenseitige Position der Achsen
A1 und A3 auf dem Niveau verschieden sind.
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Durch Ändern der
entsprechenden Durchmesser der Riemenscheiben P1 bis P4, die in
der Kraftübertragung
T gemäß der Erfindung
enthalten sind, ist es möglich
das Übersetzungsverhältnis der Kraftübertragung
von der Ausgangsachse A1 des Antriebsmotors zur Achse A3 des Wickelkerns
zu ändern.
Ein geeignetes Übertragungsverhältnis kann
z. B. aus 2 bis 8:1 (A1:A3) ausgewählt werden. Somit kann die
Drehgeschwindigkeit der Ausgangsachse A1 des Antriebsmotors, die
typischerweise als solche zu hoch für die Achse A3 des Wickelkerns
ist, ohne die Verwendung eines separaten Getriebesystems auf ein
geeignetes Niveau reduziert werden. Die Durchmesser P1 bis P4 der
Riemenscheiben können alle
verschiedene Größen haben,
oder die Durchmesser einiger Riemenscheiben können auch von gleicher Größe sein.
Es ist auch möglich,
dass die Durchmesser aller vorgenannten Riemenscheiben gleiche Größe haben,
wenn die Rotationsgeschwindigkeit der Ausgangsachse A1 des Antriebsmotors geeignet
ist.
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5 zeigt
auch eine mögliche
Kupplungsvorrichtung, die mit dem Ende des Wickelkerns C1 bis C3
verbunden ist, mit deren Hilfe es möglich ist, die Kraftübertragung
T gemäß der Erfindung
an den Wickelkern zu koppeln. In 5 werden
die Drehbewegung und das Drehmoment, die durch den Riemen BE2 übertragen
werden, auf die Achse A3 über
eine Riemenscheibe P4, die mit der Achse verbunden ist, übertragen.
Die Achse A3 enthält
ein Kupplungselement SM',
das geeignet ist sich in Längsrichtung
der Achse und mit Unterstützung
einer Verzahnung oder dergleichen, die an der Achse angeordnet ist,
bewegen kann. Die Verzahnung oder dergleichen am äußeren Umfang
des Kupplungselementes SM' ist
mit einer solchen Form und solchen Abmessungen versehen, dass sie
in die innere Verzahnung des Gegenkupplungselements SF passt, das
im Ende des Wickelkerns C1 bis C3 angeordnet ist. Wenn das Kupplungselement
SM' auf der Achse
A3 in einer Weise bewegt wird, dass die Verzahnung in dem Kupplungselement
SM' mit der entsprechenden
inneren Verzahnung des Gegenkupplungselements SF verbunden wird,
ist die rotierende Bewegung der Achse A3 mit dem Wickelkern C1 bis
C3 in einer entsprechenden Weise gekoppelt. Wenn sich das Kupplungselement
SM' axial gegen
das Gegenkupplungselement SF im Ende des Wickelkerns C1 bis C3 bewegt,
bleibt die Riemenschreibe P4 vorzugsweise in axialer Richtung an
ihrem Platz.
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Um
der Bewegung des zentral angetriebenen Wickelkerns C1 bis C3 zu
folgen, sowie um die Kraftübertragung
zu verbinden (die Kupplungselemente SM und SF auszurichten), muss
die Achse A3 geeignet sein, sich in Verbindung mit den Funktionen/Betätigungsvorrichtungen
des Aufrollers zu bewegen. Im Falle der Primäraufrollvorrichtung PD des Primärzentralantriebs
PR kann die Achse A3 der Kraftübertragung
T an der Primärgabel
F der Primäraufrollvorrichtung
oder an ein anderes geeignetes Element in der Primäraufrollvorrichtung
PR angebracht sein. Im Falle des Sekundärzentralantriebs SD kann die
Achse A3 der Kraftübertragung
T an einem Wagen oder dergleichen, der sich auf Tragschienen B bewegt,
angebracht sein, wobei der Wagen geeignet ist den Wickelkern C3
in einer bekannten Weise während
des Aufrollverfahrens zu tragen. Das Anbringen der Achse A3 an einem
geeigneten Element in der Primäraufrollvorrichtung
PR und entsprechend an dem Wagen, der sich auf den Schienen B bewegt,
kann mit Hilfe jeder geeigneten, an sich bekannten mechanischen
Lösung
umgesetzt werden, die die Rotation der Achse erlaubt. Die Rück kehrbewegungen
der Primäraufrollvorrichtung
PR, sowie des Wagens oder dergleichen um den nächsten Wickelkern zu empfangen
und um den Zentralantrieb mit dem Ende des zu empfangenden Wickelkerns
zu verbinden, kann mit Hilfe geeigneter Lösungen, die für den Fachmann
naheliegend sind, umgesetzt werden.
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Im
Folgenden wird ein Vorteil, der mit Hilfe des Verfahrens gemäß der Erfindung
erzielt werden kann, detaillierter beschrieben, wenn die Erfindung auf
die Kraftübertragung
des Primärzentralantriebs des
Aufrollers angewendet wird.
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6 zeigt
im Prinzip einen Primärzentralantrieb
eines Aufrollers gemäß der Erfindung
umgesetzt mit Hilfe eines Riemenantriebs. In der Ausführungsform
von 6 ist die Ausgangsachse A1 des Antriebsmotors
des Primärzentralantriebs
konzentrisch mit der zentralen Achse des Aufrollzylinders D angeordnet
und die Tragelemente E1 und E2 sind gleich lang und die Achsen A1,
A2 und A3 sind in Folge in einer Position zueinander angeordnet,
dass am Ende der Zwischenachse A2 die Tragelemente E1 und E2 miteinander
einen Winkel von 90° bilden.
Somit verhalten sich in einer idealen Situation und wenn das Gewicht
der Komponenten selbst nicht miteingerechnet wird und wenn die Durchmesser
der Riemenscheiben P1 bis P4 auch gleich groß sind, die Kräfte, die
aus der Kraftübertragung
resultieren, in Übereinstimmung
mit den Grundprinzipien der Mechanik in einer Weise, dass bedeutende
Kräfte,
die auf die Achse A1 oder von derselben weggerichtet sind, die Achse
A3 nicht beeinflussen. Mit anderen Worten beeinflussen Kräfte, die
wesentlich die Spaltkraft zwischen dem Wickelkern C2 und dem Aufrollzylinder
D beeinflussen, die Achse A3 des Wickelkerns C2 als Resultat der
Kraftübertragung
T nicht. In der Praxis sind die Durchmesser der Riemenscheiben P1
bis P4 z. B. nicht von gleicher Größe, da sie verwendet werden
um das Übertragungsverhältnis der
Kraftübertragung
zu bewirken, aber dennoch bleiben die Kraftwirkungen in Richtung
der Spaltkraft auch in der Praxis relativ unbedeutend. Wenn der
Primärzentralantrieb in
der Primäraufrollvorrichtung
mit dem Wickelkern C2 zu den Tragschienen oder dergleichen, wie
es mit durchbrochenen Linien in 6 gezeigt
ist, dreht, bleiben die gegenseitigen Positionen der Achsen A1, A2
und A3 im Wesentlichen die gleichen und damit bleiben auch die Kraftwirkungen
in Richtung der Spaltkraft im Wesentlichen konstant. Da das Gewicht der
Komponenten des Primärzentralantriebs,
die an der Primäraufrollvorrichtung
angebracht sind, bedeutend kleiner ist, wenn das Kraftübertragungsverfahren
gemäß der Erfindung
verwendet wird, als bei Lösungen
des Standes der Technik, ist es möglich, die Spaltkraft genau,
insbesondere in der Anfangsphase des Aufwickelns, einzustellen.
Wie gut bekannt ist, ist ein kontrolliertes Aufrollen des sogenannten
Grundbereiches der Rolle ein wesentlicher Faktor für ein erfolgreiches
Endaufrollen der Maschinenrolle und zur Erhaltung der Qualität der Papierbahn,
die auf der Rolle gelagert ist.
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Für jeden
Fachmann wird es natürlich
naheliegend sein, dass die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung
nicht nur auf die obigen Beispiele, betreffend das Aufrollen, beschränkt sind, sondern
dass sie in den erfindungsgemäßen Aspekten
der unten dargelegten Ansprüche
variieren können.
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Obwohl
die Verwendung der Erfindung in den oben beschriebenen Beispielen
nur in Verbindung mit einem Aufroller bestimmten Typs beschrieben
ist, kann das Verfahren gemäß der Erfindung auch
bei anderen Arten von Aufrollern angewandt werden. Bei Aufrollern
kann z. B. ein einziger Wickelzylinder durch eine Kombination von
Wickelzylindern und einem Riemen oder mit einer anderen mechanischen
an sich bekannten Lösung,
die in einer spaltartigen Weise funktioniert, ersetzt werden. In
den gegenseitigen Anordnungen der Maschinenrolle und des Elements,
das wie ein stationärer
Spalt funktioniert, ist es möglich
an sich bekannte Betriebsweisen zu verwenden, einschließlich verschiedener
Wägen und
Hilfswalzenlösungen.
Anstelle von Endträgern kann
die Maschinenrolle, die aufzuwickeln ist, auch mit Hilfe von verschiedenen
Trägerrollen
getragen werden. Die Primäraufrollvorrichtung
des Aufrollers kann auch durch verschiedene Verfahren des Standes
der Technik umgesetzt sein.
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Der
Antriebsmotor, der als Kraftquelle für den Zentralantrieb fungiert,
kann ein Elektromotor, ein Hydraulikmotor oder eine andere geeignete
Kraftquelle, die eine Drehbewegung erzeugt, sein. Die Geschwindig keit
der Drehung des Antriebsmotors kann mit Lösungen des Standes der Technik
umgesetzt werden.
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In
der Ausführungsform
der Erfindung, die auf der Verwendung eines Riemenantriebs basiert, können das
Tragelement E1 zwischen der Ausgangsachse A1 und der Zwischenachse
A2, sowie das entsprechende Tragelement E2 zwischen der Zwischenachse
A2 und der Achse/dem Kuppelelement A3 des Wickelkerns mit Hilfe
irgendwelcher geeigneten Strukturlösungen, die an sich bekannt
sind, umgesetzt werden. Die Kraftübertragung T gemäß der Erfindung,
die mit Hilfe eines Riemenantriebs umgesetzt wird, kann eine offene
Struktur haben oder sie kann teilweise oder vollständig umhüllt sein.
Die Hüllstruktur
der Kraftübertragung
T kann auch in einer Weise umgesetzt sein, dass die Hüllstruktur selbst
als Tragelemente E1 und E2 fungiert.
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Es
ist auch für
jeden Fachmann naheliegend, dass die Tragelemente E1, E2 und/oder
Hüllstrukturen,
die die Riemenscheiben verbinden, mit einem Steuermechanismus ausgerüstet sein
können,
der die Einstellung der Distanz zwischen den Riemenscheiben P1 und
P2, sowie P3 und P4 erlaubt, um die Spannung der Riemen einzustellen
und ferner die Riemen während
der Wartung zu wechseln. Ferner ist die mögliche Hüllstruktur der Kraftübertragung vorzugsweise
so, dass die Riemen einfach überprüft und ausgewechselt
werden können,
wenn es notwendig ist.
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Die
Riemen BE1, BE2, die in der Riemenübertragung verwendet werden,
können
z. B. Flachriemen, Keilriemen, Zahnriemen oder Formriemen sein und
können
aus jedem für
diesen Zweck geeigneten Material hergestellt sein. Die Kraftübertragung
zwischen den Achsen A1 und A2, sowie die Kraftübertragung zwischen den Achsen
A2, A3, können
jeweils entweder mit Hilfe eines Riemens oder mehrerer aneinander
gereihter Riemen umgesetzt werden. Auf der Zwischenachse A2 können die
Riemenscheiben P2 und P3 aneinander angrenzend angeordnet sein oder
alternativ an verschiedenen Stellen in Längsrichtung der Zwischenachse,
wodurch eine größere Seitenversetzung
zwischen den Riemen BE1 und BE2 erzeugt wird. Die Achsen A1 bis
A3 müssen nicht
notwendigerweise parallel zueinander sein, sondern durch die Verwendung
der Drehung der Riemen BE1 und/oder BE2 ist es auch möglich, die Kraftübertragung
zwischen divergierenden Achsen A1 bis A3 umzusetzen.
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Die
Kraftübertragung
T gemäß der Erfindung kann
auch mit Hilfe von mehr als einer Zwischenachse und durch Verwendung
einer Drehverbindung, die mit Hilfe von Zwischenachsen ausgebildet
ist, umgesetzt werden.
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Die
Kupplungsstruktur, die die Drehbewegung an den Wickelkern koppelt,
kann von irgendeinem bekannten Typ sein und sie kann auch Mittel enthalten,
um z. B. die Funktion des Kupplungselementes zu dämpfen und/oder
zu sichern und/oder das Geräusch
zu reduzieren.
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Es
ist für
jeden Fachmann naheliegend, dass die bewegliche Kraftübertragung
gemäß der Erfindung
auch vollständig
ohne Riemenantrieb, z. B. durch Kardanwellen und/oder verschiedene
Arten von Ritzelübertragungen
verwirklicht werden kann.