DE69507515T2

DE69507515T2 - Expansionswickelwelle

Info

Publication number: DE69507515T2
Application number: DE69507515T
Authority: DE
Inventors: Giancarlo Marin
Original assignee: Svecom P E Srl
Current assignee: Svecom P E Srl
Priority date: 1995-03-03
Filing date: 1995-10-04
Publication date: 1999-09-16
Anticipated expiration: 2015-10-05
Also published as: US5746386A; CN1177332A; ATE175944T1; TW290521B; EP0813498B1; WO1996027547A1; CN1066414C; IT1282947B1; EP0813498A1; JP2801408B2; JPH10504268A; ITVI950034A0; DE69507515D1; US5934605A; GR3029925T3; US5597134A; ITVI950034A1; ES2128775T3

Description

Die Erfindung betrifft eine verbesserte, spreizbare Welle, bestehend aus einer Achse, die mit radial beweglichen Elementen und mit axial beweglichen Elementen zum Feststellen rohrförmiger, mit der Welle gekoppelter Träger ausgerüstet ist.
Einer der häufigsten Anwendungsfälle von Wellen mit Spreizelementen ist bekanntlich der, bei dem rohrförmige Träger fixiert werden sollen, auf die Bahnen aus Kunststoff, Aluminium oder Papier gewickelt werden oder bei dem umgekehrt diese Rollen beim Abwickeln gelagert werden müssen. Aus der FR 2 669 013 ist eine spreizbare Welle mit einer Mehrzahl radialer Schlitze bekannt, die dazu dient, einen oder mehrere, rohrförmige Träger zu halten, wobei Verschiebesektoren vorgesehen sind, die radial gespreizt werden, wenn die rohrförmigen Träger mit Druckluft gefüllt werden.
Die erwähnten, spreizbaren Wellen haben eine Mehrzahl radial beweglicher Sektoren, die in Schlitze eingesetzt sind, welche entlang der Mantellinien in die Welle eingearbeitet sind; diese Sektoren stützen sich an der Innenseite des rohrförmigen Trägers ab, auf welchen die Rolle gewickelt oder von denen die Rolle abgewickelt wird. Zum radialen Ausschieben der beweglichen Sektoren aus ihren Schlitzen wird im allgemeinen ein Druck durch Aufblasen von Luftkammern erzeugt, welche auf dem Boden der Schlitze angeordnet sind, in denen sich die beweglichen Sektoren befinden.
Die erläuterten, spreizbaren Wellen werden auch eingesetzt, um Rollen von Kunststoff-Folien oder Papier aufzuwickeln, die von einer einzigen Rolle abgewickelt werden, welche ihrerseits auf einer weiteren, spreizbaren Welle gehalten ist. Beim Abwickeln von der Rolle läuft die Folie hierbei durch eine Schneideinheit, in der sie in Streifen gewünschter Länge aufgeteilt wird. Jeder dieser Streifen wird auf einen rohrförmigen Träger aufgewickelt, der koaxial zu weiteren, rohrförmigen Trägern ausgerichtet ist, welche alle auf derselben spreizbaren Wickelwelle angebracht sind.
Den Fachleuten ist es bekannt, daß die Folie, welche von der Rolle abgewickelt wird, keine konstante Dicke hat; daraus ergibt sich, daß nicht alle Träger, welche auf der spreizbaren Wickelwelle sitzen, auf welche die nach dem Schneiden hergestellten Folienstreifen aufgewickelt werden, zu jedem Zeitpunkt denselben Durchmesser haben. Da sich die spreizbare Wickelwelle mit konstanter Drehzahl dreht, sind die Umfangsgeschwindigkeiten der einzelnen, nebeneinander angeordneten Bandrollen unterschiedlich, so daß jede Folie in Abhängigkeit vom Durchmesserunterschied mit einer mehr oder weniger großen Spannung gewickelt wird.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, muß mit zunehmender Wickelspannung jede Rolle die Möglichkeit haben, auf der spreizbaren Welle, auf der sie angeordnet ist, über ein Zeitintervall durchzurutschen, das ausreicht, den benachbarten Rollen zu ermöglichen, denselben Durchmesser zu erreichen, so daß alle Rollen jeweils genau dieselbe Spannung haben.
Bei den spreizbaren Wellen der bekannten, oben erläuterten Bauart wird dieses Problem nicht vollständig zufriedenstellend gelöst, da die beweglichen Sektoren aus geradlinigen Metallblöcken bestehen, die sich nicht optimal dazu eignen, den Reibschluß für die rohrförmigen Träger zu gewährleisten, auf welche die Folienstreifen gewickelt werden. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß während des Aufwickelns die rohrförmigen Träger sowohl wegen ihrer begrenzten Breite als auch wegen der Wickelspannung nicht genau in rechtwinkliger Stellung zur Drehachse der spreizbaren Welle bleiben, sondern dazu neigen, eine Schrägstellung einzunehmen, die sowohl die Geometrie der gebildeten Rollen als auch die genaue Wickelspannung beeinträchtigt.
Um die erläuterten Nachteile zu vermeiden, hat die Patentinhaberin in der italienischen Patentanmeldung VI 93 A 000011 eine spreizbare Welle vorgeschlagen, die aus einer zylindrischen Achse besteht, in welche längs zu den Mantellinien radiale Aussparungen eingearbeitet sind, von denen jede ein oder mehrere Verschiebestücke aufnimmt, jedes bestehend aus einer Vielzahl von Lamellen, die zu nebeneinander liegenden Paketen zusammengefaßt sind. Wenn diese Lamellen über Druckorgane in radialer Richtung gespreizt werden, erzeugen sie an der Innenseite jedes rohrförmigen Trägers durch Reibung einen radialen Kontakt. Diese in der genannten Patentanmeldung erläuterte Konstruktion löst das Problem der Reibungskopplung der rohrförmigen Träger mit der spreizbaren Wellen in optimaler Weise, ohne daß jedoch das Problem der Axialfixierung zufriedenstellend gelöst ist. Die Fixierung der rohrförmigen Träger in axialer Richtung hängt nämlich von der Abstützwirkung ab, welche die Lamellen der beweglichen Sektoren, welche über die Breite der rohrförmigen Träger hinausragen, gegen die Ränder dieser rohrförmigen Träger ausüben können. Häufig genügt die Abstützkraft nicht, um eine ausreichende Axialfixierung zu gewährleisten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dieser Einschränkung entgegenzuwirken und eine spreizbare Welle zur Verfügung zu stellen, die sowohl eine radiale Reibungskopplung als auch eine Axialfixierung der rohrförmigen Träger gewährleistet, die gemeinsam auf der Welle gehalten werden.
Gemäß einer weiteren Aufgabe soll dafür gesorgt sein, daß die axiale Fixierkraft für die rohrförmigen Träger ausreicht, um zu verhindern, daß diese während des Wickelvorganges bezüglich der Drehachse der Welle eine Schrägstellung einnehmen können, wodurch die Zylinderform beim Wickeln beeinträchtigt würde.
Gemäß der Erfindung werden diese Ziele durch eine verbesserte, spreizbare Welle gelöst, die gemäß dem Hauptanspruch umfaßt:
- eine zylindrische Achse mit radialen Schlitzen, die entlang der Mantellinien eingearbeitet und geeignet sind, einen oder mehrere, rohrförmige Träger zu fixieren, die koaxial auf die Achse aufgesetzt sind;
- eine Mehrzahl von Verschiebestücken, von denen jeweils eines in eine der Aussparungen eingesetzt ist und über Druckorgange radial verschoben werden kann, welche in der jeweiligen Aussparung sitzen und mit den Verschiebestücken zusammenwirken, wobei nach dem kennzeichnenden Merkmal vorgesehen ist, daß wenigstens eines der Verschiebestücke einen in Längsrichtung verlaufenden Sitz hat, in den verschiebbar zwei oder mehr Anschlagelemente eingesetzt sind, welche dazu dienen, die rohrförmigen Träger axial zu fixieren, wenn die Anschlagelemente in dem Sitz durch Feststellelemente festgeklemmt sind, wobei sie an den Seitenflächen der rohrförmigen Träger anliegen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestehen die Verschiebestücke aus Leisten aus Kunststoff oder dergleichen, die in die Schlitze der Achse eingesetzt sind. Wenigstens ein Verschiebestück hat dabei einen in Längsrichtung verlaufenden Sitz, in den die Anschlagelemente eingesetzt sind, welche aus Blöcken bestehen, die in dem Sitz in Längsrichtung manuell verschoben und durch Feststellelemente neben den rohrförmigen Trägern fixiert werden können.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung bestehen die Verschiebestücke, die keinen Längsschlitz haben, aus einer Vielzahl von Lamellen geringer Stärke, die gemäß der erwähnten italienischen Patentanmeldung VI 93 A 000011 aneinander anliegen und zu Paketen zusammengefaßt sind.
Die Erfindung ist mit den erläuterten Zielen in der folgenden Beschreibung eines Beispieles einer Vielzahl von Ausführungs möglichkeiten erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigen:
Fig. 1 eine spreizbare Welle gemäß der Erfindung, die rohrförmige Träger hält, welche in Ruhestellung auf die Welle aufgesetzt sind,
Fig. 2 die spreizbare Welle der Fig. 1, bei der die rohrförmigen Träger in der Wickelposition festgeklemmt sind,
Fig. 3 einen Querschnitt durch die spreizbare Welle der Fig. 1 in der Ebene I-I,
Fig. 4 das in Fig. 3 gezeigte Verschiebestück, welches mit Blöcken für die Axialfixierung der rohrförmigen Träger ausgerüstet ist,
Fig. 5 eine Seitenansicht des in Fig. 4 dargestellten Verschiebestücks,
Fig. 6 und 7 die beiden Elemente, aus denen das in den Fig. 4 und 5 dargestellte Verschiebestück zusammengesetzt ist.
Wie die Fig. 1, 2 und 3 zeigen, besteht die insgesamt mit 1 bezeichnete, spreizbare Welle gemäß der Erfindung aus einer zylindrischen Achse 2, in die eine Mehrzahl radialer Aussparungen 3, 4 und 5 eingearbeitet ist, von denen jede ein Verschiebestück 31, 41 bzw. 51 aufnimmt. Die Verschiebestücke können mit Hilfe von Druckorganen, bestehend aus Luftkammern 6, radial nach außen verschoben werden; jedes Druckorgan ist im Bereich des Bodens eines Schlitzes unterhalb des zugehörigen Verschiebestückes angeordnet. Über nicht dargestellte, in der Achse 2 vorgesehene Kanäle wird Druckluft in die Luftkammern 6 geleitet, wodurch diese aufgeblasen werden.
Wie die genannten Figuren und im einzelnen auch die Fig. 4 bis 7 zeigen, besteht jedes der Verschiebestücke aus einer Leiste mit T-förmigem Querschnitt 32, 42 und 52, die sich im wesentlichen in Längsrichtung erstreckt. Auf diese Weise kann das jeweilige Verschiebestück in den zugeordneten Schlitz 3, 4 bzw. 5 eingesetzt werden, der ebenfalls einen T-förmigen Querschnitt hat.
Wie dargestellt, hat das Verschiebestück 51 im Gegensatz zu den benachbarten Verschiebestücken 31 und 41 einen Sitz 53, der über die gesamte Länge des Verschiebestückes 51 in dieses eingearbeitet ist und ebenfalls einen im wesentlichen T-förmigen Querschnitt aufweist. In diesen Sitz 53 wird ein Anschlagelement eingesetzt, das gemäß Fig. 7 aus einem Gleitstein 7 besteht, dessen Körper 71 ein T-förmiges Profil hat, das in den Sitz 53 des Verschiebestückes 51 eingesetzt werden kann. In den Gleitstein 7 ist außerdem eine Gewindebohrung 72 eingearbeitet, die eine Schraube 73 aufnehmen kann, so daß der Gleitstein 7 in seinem Sitz 53 festgeklemmt werden kann.
Alle Verschiebestücke 31, 41 und 51 haben eine gewölbte Außenfläche 35, 45 bzw. 55, wobei der Krümmungsradius dem Querschnittsradius der Achse 2 entspricht. Das hat zur Folge, daß bei nicht aufgeblasenen Luftkammern 6 die Verschiebestücke die in Fig. 3 gezeigte Stellung einnehmen, in denen die gewölbten Außenflächen nicht über den Außenumfang 21 der Achse 2 hinausragen, so daß auf diese die rohrförmigen Träger 8 aufgesetzt werden können.
Die Fig. 1 und 2 zeigen, wie die rohrförmigen Träger 8 aufgesetzt werden und zwischen jeweils zwei Anschlagelementen 7 eingeschlossen sind. Die Anschlagelemente 7 werden entlang des Sitzes 53 des Verschiebestücks 51 axial in der gewünschten Richtung (Pfeile 9) verschoben, bis sie an den entsprechenden Seitenflächen 81 jedes rohrförmigen Trägers 8 anliegen. In der erzielten Axialstellung jedes Anschlagelementes 7 werden diese durch Festziehen der entsprechenden Schraube 73 fixiert, die sich dabei am Boden 153 des Sitzes 53 abstützt und das T-Profil 171 des Körpers 71 gegen die Hinterschneidungen 152 des Verschiebestückes 51 drückt.
Sobald diese Positionierung erreicht ist, wird Luft in die Luftkammern 6 geblasen, wodurch die zugehörigen Verschiebestücke nach außen gedrückt werden. Dabei kommen die gewölbten Außenflächen 35 und 45 der Verschiebestücke 31 und 41 zur Anlage an der Innenfläche jedes rohrförmigen Trägers 8, so daß dieser während der Wickelphase reibschlüssig gehalten wird. Andererseits hält jedes Paar der Gleitsteine 7 durch seitliche Anlage gegen den dazwischen angeordneten Träger 8 diesen in seiner axial fixierten Stellung, so daß er sich während des Wickelvorganges nicht verschieben kann.
Diese axiale Blockierung verhindert außerdem eine Fluchtungsabweichung des rohrförmigen Trägers 8 bezüglich der Drehachse der Achse 2, wodurch die Gefahr ausgeschlossen ist, daß das auf den rohrförmigen Träger 8 aufgewickelte Band eine von der Zylinderform abweichende Form einnehmen kann.
Die Beschreibung zeigt, daß die vorliegende Erfindung die gestellten Aufgaben löst. Gemäß der Erfindung ist nämlich eine spreizbare Welle geschaffen worden, die eine reibschlüssige Befestigung der darauf angeordneten, rohrförmigen Träger während des Wickelvorganges erzeugt und zugleich den rohrförmigen Träger während des Wickelvorganges axial fixiert.
Ferner ist der weitere Vorteil zu verzeichnen, daß während des Wickelvorganges jeder rohrförmige Träger keine Möglichkeit hat, sich in axialer Richtung auf der Welle, auf die er aufgesetzt ist, zu verschieben, wobei er gleichzeitig genau koaxial zu dieser ausgerichtet bleibt, so daß jeder Fluchtungsfehler vermieden wird, der zu Wicklungsfehlern des Bandes führen würde.
Selbstverständlich ist es möglich, daß die spreizbare Welle jede beliebige Zahl von Verschiebestücken haben kann, von denen auch mehr als eines mit den verschiebbaren Anschlagelementen ausgerüstet sein kann, die zur axialen Fixierung des rohrförmigen Trägers während des Wickelvorganges sorgen. Nicht zuletzt können die Gleitsteine und die Sitze, in denen diese innerhalb des zugehörigen Verschiebestückes gleitend aufgenommen sind, unterschiedliche Abmessungen, Formen und auch Feststellmöglichkeiten haben.

Claims

1. Spreizbare Welle (1), umfassend:

- eine zylindrische Achse (2) mit radialen Schlitzen (3, 4, 5), die entlang der Mantellinien eingearbeitet und geeignet sind, einen oder mehrere, rohrförmige Träger (8) zu fixieren, die koaxial auf die Achse aufgesetzt sind,

- eine Mehrzahl von Verschiebestücken (31, 41, 51), von denen jeweils eines in eine der Aussparungen (3, 4, 5) eingesetzt und über Druckorgange (6) radial verschiebbar ist, welche in der jeweiligen Aussparung sitzen und mit dem zugehörigen Verschiebestück zusammenwirken,

dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines (51) der Verschiebestücke (31, 41, 51) einen in Längsrichtung verlaufenden Sitz (53) hat, in den verschiebbar zwei oder mehr Anschlagelemente (7) eingesetzt sind, welche dazu dienen, die rohrförmigen Träger (8) axial zu fixieren, wenn sie in ihrem Sitz (53) durch Feststellelemente (73) festgeklemmt sind und dabei an den Seitenflächen (81) der rohrförmigen Träger (8) anliegen.

2. Spreizbare Welle (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Verschiebestücke (31, 41, 51) aus einer im wesentlichen einen T-förmigen Querschnitt aufweisenden Leiste (32, 42, 52) besteht, die in den entsprechenden radialen Schlitz (3, 4, 5) der Achse (2) einsetzbar ist.

3. Spreizbare Welle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Verschiebestücke (51) einen in Längsrichtung verlaufenden Sitz (53) hat, der wenigstens einen Teil seiner Länge einnimmt und zwei oder mehr Anschlagelemente aufnimmt, von denen jedes aus einem Gleitstein (7) mit einem Körper (71) besteht, der in den Sitz (53) des Verschiebestückes (51) einsetzbar ist und im wesentlichen T- Profil (171) hat, das dem Sitz (53) entspricht.

4. Spreizbare Welle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlagelement (7) Feststellmittel in Form einer Schraube (73) hat, die in eine Durchgangsbohrung (72) des Anschlagelementes (7) einschraubbar ist und sich an dem Boden (153) des Verschiebestückes (51) abstützen kann, wodurch ein gegenseitiges Festklemmen des Anschlagelementes (7) in dem Verschiebestück (51) durch Abstützung der einander entsprechenden T-Profile (171) erzielt wird.

5. Spreizbare Welle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittel aus Luftkammern (6) bestehen, von denen jeweils eine am Boden (153) des entsprechenden Schlitzes (3, 4, 5) angeordnet ist und mit dem in diesen Schlitz eingesetzten Verschiebestück (31, 41, 51) zusammenwirkt, das sich auf der Luftkammer (6) abstützt.