EP0437751A2 - Wickelwelle - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a winding shaft for the simultaneous winding of several web strips side by side with the same web tensions with a plurality of freely rotatable supporting and tensioning rings, which can be connected to winding sleeves that can be slid onto these and connected non-positively via their lateral annular disk-shaped flanks to non-rotatably but axially displaceably connected to the winding shaft , pressure rings to which pressure can be applied can be coupled.
- two pressure rings each have a support ring between them, with a support spacer sleeve being arranged between two adjacent support and tension rings and an end pressure ring over an end spacer ring supports an annular collar of the winding shaft, while a pressure ring provided on the other side of the shaft bears against an actuating ring which can be pressurized in the axial direction by a tensioning device.
- the supporting and tensioning rings can be non-positively connected to the winding shaft via the pressure rings connect.
- the consequence may therefore be that the support and tensioning rings located on the side of the winding shaft opposite the actuating ring do not receive a sufficiently high pressure via the pressure rings assigned to them, so that they are coupled to the winding shaft with an uncontrollable frictional connection.
- This radial loading of the support rings for the transmission of the torques required for the winding ensures a more uniform pressing of the friction linings and thus more uniform torques in relation to the winding width.
- Another disadvantage of the radial loading of the support rings is the different degrees of wear of the friction linings. If a certain product format has been wrapped for a long time, the support rings in engagement cause greater wear than those that have not been in engagement. If a different product format is then wrapped, which has a different width of use, the friction linings at the places that are more worn out cannot attach themselves so strongly to the inner wall of the support rings, which leads to different torques in relation to the winding width.
- the known winding shaft may work satisfactorily if only a single winding tube is held on it, because this then compensates for the different torques transmitted by the supporting and tensioning rings over their length.
- the entire torque transmitted from the support and tension rings to the winding tube should be reproducible be adjustable so that a certain web tension is not exceeded. Such an adjustment of the torque leading to slipping is not possible, however, if the clamping force introduced via the actuating ring decreases in an uncontrollable manner from the pressure ring to the pressure ring.
- Usual winding shafts can have a length of 2 meters and about 50 support and tension rings distributed over their length. If, for example, several winding sleeves of smaller width are placed on such a winding shaft, onto which webs are formed that are formed by longitudinal slits of a wide web, the individual rolls would be wound with different winding hardness due to different web tensions, with web breaks or extremely sagging Do not rule out web strips if the individual winding cores are coupled to the winding shaft in the manner described starting from the actuating ring with different torques.
- the object of the invention is therefore to provide a winding shaft of the type specified, the support and clamping rings can be coupled over the length of the winding shaft to this with an essentially the same adjustable torque.
- this object is achieved in the case of a winding shaft of the type specified at the outset in that pressure devices assigned to each pressure ring are provided, which press them directly onto the respective flanks of the support and tension rings.
- each pressure ring can thus be pressed with a predeterminable axial pressing force onto the flank of the supporting and tensioning ring assigned to it, so that a precisely reproducible one Adhesion results.
- All pressure rings are therefore coupled to the winding shaft in the winding shaft according to the invention with a torque of essentially the same size, so that the same web tensions can also be set when multiple winding tubes are placed on the winding shaft in multiple uses. Since each pressure device acts directly on the pressure ring assigned to it, uncontrollable friction losses over the length of the winding shaft are excluded, in that an axial movement only takes place within the pressure rings, ie always within a support ring unit.
- friction disks are inserted between the pressure rings and the flanks of the support and tension rings, which, due to the same friction coefficients, ensure in a reproducible manner with the same amount of pressure that the support and tension rings are coupled with the same torque over the length of the winding shaft.
- support rings are non-rotatably and immovably fastened on the winding shaft, which form the abutments for the pressing devices.
- the winding shaft is provided with an axial bore for supplying a pressure medium, which is connected to the support rings by radial bores, and that there are inflatable bodies or piston-cylinder units or the like on each support ring. support to which a pressure medium can be fed via the radial bores.
- the inflatable bodies expediently consist of annular tubes which are arranged between the support rings and the pressure rings.
- the support and pressure rings enclose the hoses with corresponding ring surfaces with a circular arc in cross section.
- Each support ring can be provided with ring surfaces for hoses on both sides. This symmetrical formation of the support rings with respect to the central plane leads to a particularly expedient compact construction.
- the support and tension rings are axially displaceably mounted on the winding shaft so that the pressure rings act on both sides with the same pressure on the support and tension rings.
- the support rings have semicircular recesses 15 into which endless tubes 16 surrounding the winding shaft are inserted. With their lateral surface areas facing away from the support rings, these endless hoses in turn engage in semicircular recesses 17 which are provided in pressure plates 18.
- These pressure plates 18 have lugs 19 which, like the parallel keys 12, engage in the continuous axial groove 13, so that the pressure plates are connected in a rotationally fixed manner to the winding shaft 1.
- These support and clamping rings 21 are mounted on the winding shaft 1 in a freely rotatable manner via bearings 22 and, in a known manner, have clamping elements 23 by means of which the individual winding sleeves 24 with the supporting and clamping rings are force or. can be positively connected. If a pressure medium, for example compressed air, is now introduced into the central bore 6 via the connection 7, the individual endless tubes are expanded by this compressed air in such a way that the distance between the pressure plates 18 and the support rings 11 increases, as a result of which a frictional connection to the support - And clamping rings 21 is generated via the friction disks 20.
- a pressure medium for example compressed air
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- Winding Of Webs (AREA)
Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Wickelwelle zum gleichzeitigen Aufwickeln mehrerer Bahnstreifen nebeneinander mit gleichen Bahnspannungen mit mehreren auf dieser frei drehbar gelagerten Trag- und Spannringen, die mit auf diese aufschiebbaren Wickelhülsen verbindbar und kraftschlüssig über ihre seitlichen ringscheibenförmigen Flanken an drehfest, aber axial verschieblich mit der Wickelwelle verbundene, mit Druck beaufschlagbare Druckringe ankuppelbar sind.
- Bei einer aus der DE-PS 36 15 479 bekannten Wickelwelle dieser Art fassen jeweils zwei Druckringe einen Tragring zwischen sich ein, wobei zwischen zwei benachbarten Trag- und Spannringen zugeordneten Druckringen eine diese stützende Distanzhülse angeordnet ist und sich ein endseitiger Druckring über einen endständigen Distanzring auf einem Ringbund der Wickelwelle abstützt, während ein auf der anderen Seite der Welle vorgesehener Druckring an einem Betätigungsring anliegt, der durch eine Spanneinrichtung in axialer Richtung mit Druck beaufschlagbar ist. Entsprechend dem von der Spanneinrichtung aufgebrachten Druck lassen sich die Trag- und Spannringe kraftschlüssig über die Druckringe mit der Wickelwelle verbinden. Da aber der Druck von einer Seite der Wickelwelle über den Betätigungsring eingeleitet wird, nimmt dieser infolge der Reibung der auf der Wickelwelle axial verschieblich angeordneten Elemente, über die der Druck weitergeleitet wird, von Trag- und Spannring zu Trag-und Spannring ab, so daß die Trag- und Spannringe ausgehend von dem Betätigungsring mit abnehmender Reibkraft und somit kleiner werdendem Drehmoment an die Wickelwelle angekuppelt sind. Diese Erscheinung kann bei der bekannten Wickelwelle noch dadurch verstärkt werden, daß die Wickelhülse aufgrund ihrer reibschlüssigen oder sogar formschlüssigen Verbindung mit den Trag- und Spannringen die Weiterleitung des über den Betätigungsring eingeleiteten Spanndruckes beeinträchtigt oder verhindert. Die Folge kann daher sein, daß die auf der dem Betätigungsring gegenüberliegenden Seite der Wickelwelle befindlichen Trag- und Spannringe keinen ausreichend hohen Druck über die diesen zugeordneten Druckringe erhalten, so daß sie mit einem unkontrollierbaren Kraftschluß an die Wickelwelle angekuppelt sind.
- Desweiteren sind in der aus der DE-PS 36 15 479 bekannten Wickelwelle mehrere gleichmäßig am Umfang verteilte Axialnuten eingearbeitet, in denen in radialer Richtung spannbare Druckschläuche eingelegt sind. Die streifenförmigen Reibbeläge sind auf diesen Druckschläuchen aufgelegt. Durch Expandieren der Druckschläuche in radialer Richtung legen sich die Reibbeläge an die Innenwandung der Tragringe an und übertragen so ein Drehmoment auf die Tragringe und die sie tragende Wickelhülse.
- Diese radiale Beauschlagung der Tragringe zur Übertragung der zum Wickeln benötigten Drehmomente gewährleistet eine gleichmäßigere Anpressung der Reibbeläge und somit gleichmäßigere Drehmomente bezogen auf die Wickelbreite.
- Voraussetzung dafür ist allerdings, daß alle auf der Wickelwelle aufgeschobenen Tragringe einen sehr eng tolerierten Innendurchmesser aufweisen. Größere Innendurchmesserunterschiede verursachen unterschiedliche Reibkräfte bzw. Drehmomente, da die nicht sehr flexiblen Reibbeläge sich dann mehr oder weniger stark an die Innenwand der Tragringe anlegen.
- Ein weiterer Nachteil der radialen Beaufschlagung der Tragringe ist der unterschiedlich starke Verschleiß der Reibbeläge. Ist längere Zeit ein bestimmtes Warenformat gewickelt worden, so bewirken die im Eingriff befindlichen Tragringe einen größeren Verschleiß als die nicht im Eingriff gewesenen. Wid sodann ein anderes Warenformat gewickelt, das eine andere Nutzenbreite aufweist, können sich die Reibbeläge an den Stellen, die stärker verschlissen sind, nicht so stark an die Innenwand der Tragringe anlegen, was zu unterschiedlich großen Drehmomenten bezogen auf die Wickelbreite führt.
- Nachteilig wirkt sich ebenfalls aus, daß alle üblichen Reibpaarungen kein gleichmäßiges Reibverhalten aufweisen. Bei höheren zu übertragenden Drehmomenten treten Stick-Slip-Effekte auf, die zu Vibrationen der Wickelwelle führen. Es sind somit keine kontrollierten Drehmomente zu übertragen. Die Vibrationen können im Extremfall ein Lösen der Klemmung der Wickelhülse bewirken.
- Die bekannte Wickelwelle mag zufriedenstellend arbeiten, wenn auf dieser nur eine einzige Wickelhülse gehaltert ist, weil diese dann über ihre Länge die unterschiedlichen von den Trag- und Spannringen auf diese übertragenen Drehmomente ausgleicht. Das gesamten von den Trag- und Spannringen auf die Wickelhülse übertragene Drehmoment soll aber in reproduzierbarer Weise einstellbar sein, damit eine bestimmte Bahnspannung nicht überschritten wird. Eine solche Einstellung des zu einem Durchrutschen führenden Drehmoments ist aber nicht möglich, wenn die über den Betätigungsring eingeleitete Spannkraft in nicht kontrollierbarer Weise von Druckring zu Drucking abnimmt.
- Übliche Wickelwellen können durchaus eine Länge von 2 Metern und etwa 50 über ihre Länge verteilte Trag- und Spannringe aufweisen. Werden auf eine derartige Wickelwelle beispielsweise mehrere Wickelhülsen geringerer Breite aufgesetzt, auf die im mehrfachen Nutzen Bahnen aufgewickelt werden, die durch Längsschlitzen einer breiten Bahn gebildet worden sind, würden die einzelnen Rollen aufgrund unterschiedlicher Bahnspannungen mit unterschiedlicher Wickelhärte gewickelt, wobei sich sogar Bahnabrisse oder extrem durchhängende Bahnstreifen nicht ausschließen lassen, wenn die einzelnen Wickelhülsen in der beschriebenen Weise ausgehend von dem Betätigungsring mit unterschiedlich großen Drehmomenten an die Wickelwelle angekuppelt werden.
- Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Wickelwelle der eingangs angegebenen Art zu schaffen, deren Trag- und Spannringe über die Länge der Wickelwelle an diese mit einem im wesentlichen gleichen einstellbaren Drehmoment ankuppelbar sind.
- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Wickelwelle der eingangs angegebenen Art dadurch gelöst, daß jedem Druckring zugeordnete Andrückeinrichtungen vorgesehen sind, die diese unmittelbar an die jeweiligen Flanken der Trag- und Spannringe andrücken. Bei der erfindungsgemäßen Wickelwelle läßt sich somit jeder Druckring mit einer vorherbestimmbaren axialen Andrückkraft an die diesem zugeordnete Flanke des Trag- und Spannringes andrücken, so daß sich ein genau reproduzierbarer Kraftschluß ergibt. Sämtliche Druckringe sind daher bei der erfindungsgemäßen Wickelwelle mit einem im wesentlichen gleich großen Drehmoment an die Wickelwelle angekuppelt, so daß sich auch dann gleiche Bahnspannungen einstellen lassen, wenn auf die Wickelwelle im mehrfachen Nutzen mehrere Wickelhülsen aufgesetzt sind. Da jede Andrückeinrichtung unmittelbar den dieser zugeordneten Druckring beaufschlagt, sind unkontrollierbare Reibungsverluste über die Länge der Wickelwelle ausgeschlossen, dadurch, daß eine Axialbewegung nur innerhalb der Druckringe geschieht, also immer innerhalb einer Stützringeinheit.
- Zweckmäßigerweise sind zwischen den Druckringen und den Flanken der Trag- und Spannringe jeweils Reibscheiben eingelegt, die aufgrund gleicher Reibungsbeiwerte in reproduzierbarer Weise bei gleich großer Druckbeaufschlagung sicherstellen, daß die Trag- und Spannringe über die Länge der Wickelwelle mit gleich großen Drehmomenten mit dieser gekuppelt sind.
- Nach der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, daß auf der Wickelwelle Stützringe undrehbar und unverschieblich befestigt sind, die die Widerlager für die Andrückeinrichtungen bilden.
- Nach einer erfinderischen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Wickelwelle mit einer axialen Bohrung zur Zuführung eines Druckmediums versehen ist, die mit den Stützringen durch Radialbohrungen verbunden ist, und daß sich auf jeden Stützring aufblasbare Körper oder Kolben-Zylinder-Einheiten o.dgl. abstützen, denen über die Radialbohrungen ein Druckmedium zuführbar ist.
- Die aufblasbaren Körper bestehen zweckmäßigerweise aus ringförmigen Schläuchen, die zwischen den Stützringen und den Druckringen angeordnet sind. Dabei können die Stütz- und Druckringe die Schläuche mit entsprechenden, im Querschnitt etwa kreisbogenförmig gekrümmten Ringflächen zwischen sich einfassen.
- Jeder Stützring kann beidseits mit Ringflächen für Schläuche versehen sein. Diese zur Mittelebene symmetrische Ausbildung der Stützringe führt zu einer besonders zweckmäßigen kompakten Bauweise.
- Die Trag- und Spannringe sind axial verschieblich auf der Wickelwelle gelagert, so daß die Druckringe beidseits mit gleichem Andruck auf die Trag- und Spannringe wirken.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt
- Fig.1
- die erfindungsgemäße Wickelwelle in Seitenansicht, teilweise im Schnitt,
- Fig.2
- einen Längsschnitt durch einen Teil der Wickelwelle nach Fig.1 in vergrößerter Darstellung,
- Fig.3
- einen Schnitt durch die Wickelwelle längs der Linie III-III in Fig.2 und
- Fig.4
- einen Schnitt durch die Wickelwelle längs der Linie IV-IV in Fig.2
- Die Stützringe weisen halbkreisförmige Ausnehmungen 15 auf, in die die Wickelwelle umgebende Endlosschläuche 16 eingelegt sind. Mit ihrer den Stützringen abgewandten Mantelflächenbereichen greifen diese Endlosschläuche wiederum in halbkreisförmige Ausnehmungen 17 ein, die in Anpreßscheiben 18 vorgesehen sind. Diese Anpreßscheiben 18 weisen Nasen 19 auf, die ebenso wie die Paßfedern 12 in die durchgehende axiale Nut 13 eingreifen, so daß die Anpreßscheiben drehfest mit der Wickelwelle 1 verbunden sind. An den den Stützringen 11 abgewandten Stirnseiten der Anpreßscheiben 18 liegen Reibscheiben 20 an, die sich an Trag- und Spannringen 21 abstützen. Diese Trag- und Spannringe 21 sind über Lager 22 frei drehbar auf die Wickelwelle 1 aufgesetzt und weisen in bekannter Weise Spannelemente 23 auf mittels denen die einzelnen Wickelhülsen 24 mit den Trag- und Spannringen kraft-bzw. formschlüssig verbunden werden können. Wird nun in die zentrale Bohrung 6 über den Anschluß 7 ein Druckmedium, z.B. Druckluft eingeleitet, so werden durch diese Druckluft die einzelnen Endlosschläuche aufgeweitet, derart, daß sich der Abstand der Anpreßscheiben 18 zu den Stützringen 11 vergößert, wodurch eine reibschlüssige Verbindung zu den Trag- und Spannringen 21 über die Reibscheiben 20 erzeugt wird. Da die eingesetzten Endlosschläuche 16 alle ein und denselben Durchmesser aufweisen und die über den Luftanschluß 7 eingeleitete Druckluft sich über die gesamte Länge der Wickelwelle gleichmäßig verteilen kann, werden alle vorhandenen Anpreßscheiben 18 mit der gleichen in Achsrichtung wirkenden Kraft beaufschlagt, wodurch alle Trag- und Spannringe 21 mit der gleichen Reibkraft mit der Wickelwelle 1 verbunden sind. Es treten folglich über die gesamte Länge der Wickelwelle betrachtet keine unterschiedlichen Reibungsverluste auf. Diese werden auch dadurch vermieden, daß Axialbewegungen nur im Bereich der Anpreßscheiben und der Reibscheiben 20 stattfinden, nicht aber Axialbewegungen der einzelnen Trag- und Spannringe selbst. Aus diesem Grunde ist es auch unerheblich, ob die einzelnen Wickelhülsen lediglich kraftschlüssig oder aber durch Eindringen der SpanNelemente in die Wickelhülsen zum Teil auch formschlüssig mit den Trag- und Spannringen verbunden sind.
Die Wickelwelle 1 ist in den beiden Seitenteilen 2,3 eines nicht dargestellten Gestells drehbar gelagert. Angetrieben wird diese Wickelwelle 1 über den Motor 4 und den Riemen 5. Wie insbesondere aus der Figur 2 zu erkennen ist, weist die Wickelwelle 1 eine über ihre gesamte Länge verlaufende axiale Zentralbohrung 6 auf, an die sich durch eine Drehdurchführung der Druckmediumanschluß 7 anschließt. Von dieser zentralen Bohrung aus verlaufen radiale Verteilerbohrungen 8, die sich an Verteilerbohrungen 9 von Hohlschrauben 10 anschließen. Mittels dieser Hohlschrauben 10 sind Stützringe 11 mit Paßfedern 12 fest verschraubt, wobei die Paßfedern 12 in eine durchgehende axiale Nut 13 der Wickelwelle 1 eingreifen. Die Stützringe 11 sind somit drehfest mit der Wickelwelle 1 verbunden. Damit sich nun die einzelnen Paßfedern mit ihren zugehörigen Stützringen nicht axial auf der Wickelwelle 1 verschieben können, sind die Distanzringe 11 zusätzlich über Gewindestifte 14 mit der Wickelwelle 1 verschraubt.
Claims (9)
- Wickelwelle mit mehreren auf dieser frei drehbar gelagerten Trag- und Spannringen (21), die mit auf diese aufschiebbaren Wickelhülsen (24) verbindbar und kraftschlüssig über ihre seitlichen ringförmigen Flanken an drehfest, aber axial verschieblich mit der Wickelwelle (1) verbundene, mit Druck beaufschlagbare Anpreßscheiben (18) ankuppelbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Anpreßscheibe (18) zugeordnete Andrückeinrichtungen (16) vorgesehen sind, die diese unmittelbar an die Jeweiligen Flanken der Trag- und Spannringe (21) andrücken. - Wickelwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Anpreßscheiben (18) und den Flanken der Trag- und Spannringe (21) jeweils Reibscheiben (20) eingelegt sind.
- Wickelwelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Wickelwelle (1) Stützringe (11) undrehbar und unverschieblich befestigt sind, die die Widerlager für die Andrückeinrichtungen (16) bilden.
- Wickelwelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese mit einer axialen Bohrung (6) zur Zuführung eines Druckmediums versehen ist, die mit den Stützringen (11) durch Radialbohrungen (8) verbunden ist, und daß sich auf jeden Stützring (11) aufblasbare Körper (16) oder Kolben-Zylinder-Einheiten o.dgl. abstützen, denen über die Radialbohrungen (8) ein Druckmedium zuführbar ist.
- Wickelwelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die aufblasbaren Körper aus ringförmigen Schläuchen (16) bestehen, die zwischen den Stützringen (11) und den Anpreßscheiben (18) angeordnet sind.
- Wickelwelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützringe und Anpreßscheiben (11,18) die Schläuche (16) mit entsprechenden im Querschnitt etwa kreisbogenförmig gekrümmten Ringflächen (15,17) zwischen sich einfassen.
- Wickelwelle nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stützring (11) beidseits mit Ringflächen (15) für Schläuche (16) versehen ist.
- Wickelwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trag- und Spannringe (21) axial verschieblich auf der Wickelwelle gelagert sind.
- Wickelwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jeweils zwei Anpreßscheiben und zwei Reibscheiben (18) ein Trag- und Spannring (21) angeordnet ist.
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