DE19515723C5

DE19515723C5 - Friktionswickelwelle, insbesondere für Rollenschneid- und Wickelmaschinen

Info

Publication number: DE19515723C5
Application number: DE19515723A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Mülling; Thomas Springer
Original assignee: Kampf GmbH and Co Maschinenfabrik
Current assignee: Kampf GmbH and Co Maschinenfabrik
Priority date: 1995-05-03
Filing date: 1995-05-03
Publication date: 2005-07-28
Anticipated expiration: 2015-05-04
Also published as: DE19515723A1; DE19515723C2

Abstract

Friktionswickelwelle, insbesondere für Rollenschneid- und Wickelmaschinen mit einer zentralen Antriebswelle (1), an deren Umfang mit Abstand verteilt angeordnete Aufnahmen (2) mit darin in radialer Richtung verschiebbar gelagerten und durch Verändern des Drucks in wenigstens einem aufblähbaren Druckmittelschlauch (4) steuerbaren Druckelementen (3) angeordnet sind, die mit der Innenfläche wenigstens eines die Antriebswelle (1) umgebenden und gegenüber dieser verdrehbar gelagerten ringförmigen Grundkörpers (5) zusammenwirkend ausgebildet sind, dessen Außenfläche schräge Laufflächen (6) zum Zusammenwirken mit zur lösbaren Festlegung und drehfesten Kupplung von aufschiebbaren Wickelhülsen dienenden Spannelementen in Form von Kugeln (7) aufweist, die in den zwischen der Außenfläche der Friktionswickelwelle und der Innenfläche der Wickelhülsen liegenden Ringspalt hineinragen, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (1) als Vollwelle ausgebildet ist und die darin eingebrachten Aufnahmen (2) von jeweils einen Druckmittelschlauch (4) und eine ein Gleitmittel abgebende Gleitleiste (3) ausgebildetes Druckelement aufnehmenden Längsnuten (2) gebildet sind, und dass ferner der Grundkörper (5) mit seiner mit den...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Friktionswickelwelle, insbesondere für Rollenschneid- und Wickelmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine Friktionswickelwelle der eingangs genannten Art ist durch die US-Patentschrift 4,431,142 bekannt geworden. Bei dieser Friktionswickelwelle ist eine Antriebswelle als Hohlwelle ausgebildet, innerhalb der ein zentral angeordneter aufblähbarer Schlauch und diesen umgebende segmentförmig ausgebildete Druckelemente vorgesehen sind, über die unter Zwischenschaltung von in Ausnehmungen der Antriebswelle radial verstellbar gelagerten Stempeln und davon getragenen Kugeln ein Grundkörper verspannbar ist. Der Grundkörper besitzt über seinen Umfang verteilt tangential verlaufende Schrägflächen, auf denen zur Friktion dienende Kugeln abrollen können. Die Kugeln, die auch im ungespannten Zustand der Friktion über den Außenumfang des Grundkörpers hervorstehen können, eignen sich somit zum Spannen und zum Verschieben der Wickelhülse. Um ein unerwünschtes Austreten der Spannkugeln aus den Schrägflächen zu verhindern, muß eine in diesem Bereich gebildete Ausnehmung speziell ausgebildet sein und ein besonderer Halte- bzw. Begrenzungsstift vorgesehen sein.
Bei einer durch die Deutsche Patentschrift 42 44 218 C1 bekanntgewordenen Friktionswickelwelle sind Wickelkernhalterungen vorgesehen, die aus einem federbelasteten Drehteil als Klemmkörper bestehen, der unter Federspannung mit einer dachförmigen Kante an der Wickelhülsen-Innenfläche anliegt und dabei einen aufgrund von Toleranzen gegebenenfalls vorhandenen Abstand zwischen der Außenfläche des Spannrings und der Wickelhülsen-Innenfläche überbrückt. Zur festen Abstützung der Wickelhülse durch Überbrückung des Abstands sind über den Umfang verteilt im Spannring Wickelkernabstützungen vorgesehen, die verschiedenartig gestaltet sein können. So besteht in einer ersten Ausführungsform eine solche Wickelkernabstützung aus einem Druckbolzen, der in einer radialen Führung am Spannring beweglich geführt ist. Mit seinem inneren Ende liegt der Druckbolzen an einer als Schrägfläche ausgebildeten Lauffläche an. Eine alternative Wickelkemabstützung besteht aus einem Verdrehstützteil, das am Spannring drehbar gelagert ist.
Beim Aufbringen der Wickelhülsen auf die Friktionswickelwelle müssen die Wickelhülsen in einer bestimmten Drehrichtung aufgebracht werden, um die dachförmigen Kanten der Wickelkernhalterungen zur Außenfläche des Spannrings soweit einzuschwenken, daß das Aufschieben der Wickelkerne erst möglich wird. Während des Aufschiebens der Wickelhülsen und auch noch zu Beginn des Drehvorgangs liegen der Druckbolzen bzw. ein Führungsteil des Verdrehstützteils an der tiefsten Stelle der Schrägfläche, so daß der Druckbolzen und bzw. das Verdrehstützteil dann noch nicht über die Außenfläche des Spannrings hinausragen, mithin das Aufstecken der Wickelhülsen nicht gestört wird. Mit weiterer relativer Verdrehung des Grundkörpers und des Spannrings werden über die Schrägfläche der Druckbolzen bzw. der Verdrehstützteil so bewegt, bis diese Elemente in einer Anlageposition an die Wickelhülsen-Innenfläche gelangen. Dadurch wird der Abstand fest überbrückt und eine Zentrierung und Ausrichtung der Wickelkerne erreicht.
Die vorbekannte Friktionswickelwelle ist wegen der speziellen Ausgestaltungen der Wickelkernhalterungen und der Wickelkernabstützungen recht kompliziert und damit auch sehr kostenträchtig. Für das Zurückführen der Wickelkemabstützungen in ihrer einzogene Ausgangslage zum
Abnehmen und Aufstecken neuer Wickelhülsen ist ein Zurückgleiten der federbelasteten Druckbolzen bzw. des Verdrehstützteils notwendig. Bei geringem Neigungswinkel der vorgesehenden Schrägführungen kann dabei die Kraft so klein sein, das Hemmungen auftreten können, die eine Rückstellung beeinträchtigen. Um dies zu vermeiden, sind zwischen einem äußeren Haltering und dem Grundkörper Rückdrehfedern notwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere für Rollenschneid- und Wickelmaschinen geeignete Friktionswickelwelle zu schaffen, die einerseits ein sanftes und gleichmäßiges Aufwickeln gewährleistet und andererseits mit einfachen Mitteln ein leichtes Be- und Entstücken der Wickelhülsen auf der Friktionswickelwelle ermöglicht.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Friktionswickelwelle nach der US-Patentschrift 4,431,142 durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Durch die Ausgestaltung der Antriebswelle als Vollwelle und die Anordnung einer ein Gleitmittel abgebenden Gleitleiste kommt man mit geringst möglichen baulichen Aufwand zu einer zuverlässig funktionierenden und hochbelastbaren Friktionswickelwelle, die zugleich eine sehr sanfte und gleichmäßige Aufwicklung gewährleistet, wozu beiträgt, daß der Grundkörper mit seiner mit den Gleitleisten zusammenwirkenden Innenfläche unmittelbar auf dem Außenumfang der Antriebswelle relativ drehbar gelagert ist und ein dem Grundkörper umgebender Spannring vorgesehen ist, der zur Zentrierung der Kugeln dienende Ausnehmungen aufweist. Durch diese spezielle Lagerung der Kugeln ist es möglich, daß diese sowohl beim Spannen der Friktionswickelwelle als auch beim Auf- und Abschieben von Wickelhülsen die Kugeln über die Umfangsfläche des Spannrings hervorstehen. Auf diese Weise besitzen die Kugeln eine Doppelfunktion, nämlich einmal dienen sie als Spannelemente für die Wickelhülsenabstützung bzw. -kupplung mit der Friktionswickelwelle und zum anderen dienen sie beim Be- und Entstücken der Friktionswickelwelle als Kugelbuchsen. Da Kugeln ein reines Kaufteil sind, kommt man hier zu einer besonders preiswerten Lösung beim Spannen und Führen der Wickelhülsen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe läßt sich, ausgehend von einer Friktionswickelwelle nach der DE 42 44 218 C1 , auch durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 2 lösen. Auch in diesem Fall ergibt sich eine zuverlässig funktionierende und hochbelastbare Friktionswickelwelle. Durch die separate Anordnung mit den schrägen Laufflächen des Grundkörpers an der den Gleitleisten gegenüberliegenden Außenfläche des Grundkörpers zusammenwirkenden Spannelementen und von im ungespannten und gespannten Zustand der Friktion geringfügig über die Außenfläche des Spannrings vorstehenden, ausschließlich zur Verschiebeführung der Wickelhülsen dienenden Kugeln, wird der gestellten Forderung nach einem sanften und gleichmäßigen Aufwickeln und dem gewünschten leichten Be- und Entstücken der Wickelhülsen gleichfalls in optimaler Weise Rechnung getragen.
Es reicht völlig aus, wenn die zur Führung dienenden Kugeln im unbelasteten Zustand der Friktion ca. 0,1 bis 0,2 mm über die Außenfläche des Spannrings hervorstehen. Beim Aufschieben der Wickelhülsen werden dann nur die Kugeln berührt, so daß das Be- und Entstücken im unbelasteten Zustand keinerlei Probleme mit sich bringt.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Gleitleisten von flexiblen, an ihrer mit der Innenfläche des Grundkörpers zusammenwirkenden Seite ein Schmierfett abgebenden Leisten, beispielsweise von Öl getränkten Filzleisten gebildet sind. Das aus den Filzleisten austretende Öl sorgt dafür, daß die Gleitpartner Stahlwelle (Antriebswelle) und Friktionskörper (Grundkörper) durch einen sehr dünnen Ölfilm voneinander getrennt sind und somit ein "Fressen" der Friktionskörper verhindert wird. Dadurch erhält man eine zuverlässig funktionierende und vergleichsweise hoch belastbare Friktionswickelwelle. Die eingeölten Filzleisten haben weiterhin den Effekt, daß die Gleitbewegung frei von "Stick-Slip" ist, also sehr sanft und gleichmäßig ist. Dies wirkt sich gleichfalls positiv auf den Wickelprozeß aus.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Ansicht auf eine erfindungsgemäß ausgebildete Kugelfriktion,
2 einen Schnitt entlang der Linie II-II der 1,
3 eine Ansicht auf eine abgewandelte Ausführungsform der Friktion,
4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der 3,
5 eine weiter abgewandelte Ausführungsform der Friktion,
6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI der 5,
7 einen Schnitt entlang der Linie VII-VII der 5,
8 eine der Ausführung nach 1 entsprechende Friktion mit einer zusätzlichen Spannvorrichtung und
9 einen Schnitt entlang der Linie IX-IX der 8
In den 1 und 2 ist eine Friktion einer im einzelnen nicht gezeigten Rollenschneid- und Wickelmaschine dargestellt. Die Friktionswickelwelle besteht aus einer zentralen Antriebswelle 1 mit drei am Umfang verteilt angeordneten Längsnuten 2, in denen jeweils eine zur Außenseite hin weisende Gleitleiste 3 und ein diese radial bewegbarer aufblasbarer Druckmittelschlauch 4 enthalten sind. Auf der Antriebswelle 1 sitzt ein ringförmiger Grundkörper 5, an dessen Innenfläche die Gleitleisten 3 zur Anlage kommen. Die sich über die gesamte Länge oder im wesentlichen über die gesamte Länge der Antriebswelle erstreckenden Gleitleisten bestehen entweder aus ölgetränkten Filzleisten oder aber aus einem Gleitmaterial, das Schmierstoff abgeben kann. Auf der Außenseite des Grundkörpers sind über den Umfang verteilt mehrere schrägverlaufende Laufflächen 6 angeordnet, die mit als Kugeln ausgebildeten Spannelementen 7 zusammenwirken. Die Kugeln 7 sind in Ausnehmungen 8 eines Spannrings 9 angeordnet und zwar derart, daß sie auch im ungespannten Zustand der Friktion etwa 0,1 bis 0,2 mm über die Außenfläche des Spannrings hervortreten. In 1 sind mit 11 ein Distanzring und mit 12 ein Sicherungsring bezeichnet. Der aus einem Gleitmaterial bestehende Distanzring 11 liegt lose zwischen je zwei Friktionen.
Die dargestellte Anordnung funktioniert wie folgt: Zu Beginn eines Aufwickelvorgangs werden nicht dargestellte Wickelhülsen auf die Friktionswickelwelle aufgesteckt. Da die Kugeln 7 etwas über die Außenseite des Spannrings 9 vorstehen, lassen sich die Wickelhülsen sehr leicht in axialer Richtung auf die Friktionswickelwelle, bis in die jeweils gewünschte bzw. erforderliche Position aufschieben. Vorher ist der Blähschlauch 4 aufgeblasen worden, so daß über die Gleitleisten 3 ein Reibschluß zum Grundkörper 5 hin erfolgt ist, so daß sich dieser zusammen mit der Drehbewegung der Antriebswelle 8 entsprechend im Uhrzeigersinn mitdreht. Dadurch werden die Kugeln 7 aufgrund der Schräglage der Laufflächen 6 weiter nach außen gedrückt, wodurch schließlich die Wickelhülsen fest in ihrer eingenommenen Lage gehalten werden. Im entspannten Zustand der Friktion nehmen die Kugeln wieder ihre ursprüngliche Lage ein, in der sie geringfügig über die Außenfläche des Spannrings 9 hervorstehen. Damit kann auch die Entnahme der fertigen Wickelrollen besonders leicht vonstatten gehen.
Bei der Ausführungsform nach den 3 und 4 sind die Kugeln in zwei nebeneinanderliegenden Kugelreihen angeordnet. Solche Friktionen eignen sich für besonders hohe Tragbelastungen.
Bei dem in den 5 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispiel dienen die Kugeln 7 nicht als Spannelemente, sondern lediglich als Führungselement für die Verschiebebewegung der Wickelhülsen. Das Spannen der Wickelhülsen erfolgt über besondere Spannelemente 13, die im dargestellten Ausführungsbeispiel als Zylinderrollen ausgebildet sind. Die Zylinderrollen 13 wirken mithin mit den schräg angeordneten Laufflächen 6 zusammen, während die Kugeln in ihren Ausnehmungen 8 des Spannrings 5 unverändert gehalten werden.
Schließlich zeigen die 8 und 9 eine zusätzliche Spanneinrichtung für die Kugeln 7 bei einer der 1 und 2 entsprechenden Ausführungsvariante. Wie insbesondere aus 9 zu entnehmen ist, sind an den – in Umfangsrichtung gesehen – Enden der schrägen Laufflächen 6 Vertiefungen 14 angeordnet, in die die Enden eines unter Vorspannung gehaltenen, aus Stahlblech bestehenden Federblechs 15 eingesetzt wird, das die Kugeln in Richtung nach außen hin zusätzlich belastet, wodurch eine noch bessere Anlage der Kugeln an den Wickelhülsen gewährleistet ist, unabhängig davon, wie die Toleranzen sind. Durch die Form des Federbleches 15 wird ein Verklemmen des Federbleches zwischen Grundkörper und dem Spannring verhindert. In diesem Fall brauchen die Laufflächen 6 nicht gehärtet zu werden, da jeweils die Kugel über das gehärtete Federblech läuft.

Claims

Friktionswickelwelle, insbesondere für Rollenschneid- und Wickelmaschinen mit einer zentralen Antriebswelle (1), an deren Umfang mit Abstand verteilt angeordnete Aufnahmen (2) mit darin in radialer Richtung verschiebbar gelagerten und durch Verändern des Drucks in wenigstens einem aufblähbaren Druckmittelschlauch (4) steuerbaren Druckelementen (3) angeordnet sind, die mit der Innenfläche wenigstens eines die Antriebswelle (1) umgebenden und gegenüber dieser verdrehbar gelagerten ringförmigen Grundkörpers (5) zusammenwirkend ausgebildet sind, dessen Außenfläche schräge Laufflächen (6) zum Zusammenwirken mit zur lösbaren Festlegung und drehfesten Kupplung von aufschiebbaren Wickelhülsen dienenden Spannelementen in Form von Kugeln (7) aufweist, die in den zwischen der Außenfläche der Friktionswickelwelle und der Innenfläche der Wickelhülsen liegenden Ringspalt hineinragen, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (1) als Vollwelle ausgebildet ist und die darin eingebrachten Aufnahmen (2) von jeweils einen Druckmittelschlauch (4) und eine ein Gleitmittel abgebende Gleitleiste (3) ausgebildetes Druckelement aufnehmenden Längsnuten (2) gebildet sind, und dass ferner der Grundkörper (5) mit seiner mit den Gleitleisten (3) zusammenwirkenden Innenfläche unmittelbar auf dem Außenumfang der Antriebswelle (1) relativ drehbar gelagert ist und von einem gegenüber dem Grundkörper (5) verdrehbaren Spannring (9) umgeben ist, der dessen Wandung durchsetzende und die Kugeln (7) derart aufnehmende Ausnehmungen (8) aufweist, dass im unbelasteten Zustand der Friktion alle geringfügig über die Außenfläche des Spannrings (9) hervorstehenden Kugeln (7) so überstehen, daß sie neben dem Spannen zugleich zur Verschiebeführung der Wickelhülse dienen und daß die Kugeln (7) in den Ausnehmungen radial geführt, durch ein Federblech (15) in Richtung nach außen zusätzlich belastet und gegen Herausfallen gesichert gelagert sind.
Friknonswickelwelle, insbesondere für Rollenschneid- und Wickelmaschinen mit einer zentralen Antriebswelle (1), an deren Umfang mit Abstand verteilt angeordnete Aufnahmen (2) mit darin in radialer Richtung verschiebbar gelagerten und durch Verändern des Drucks in wenigstens einem aufblähbaren Druckmittelschlauch (4) steuerbaren Druckelementen (3) angeordnet sind, die mit der Innenfläche wenigstens eines die Antriebswelle (1) umgebenden und gegenüber dieser verdrehbar gelagerten ringförmigen Grundkörpers (5) zusammenwirkend ausgebildet sind, dessen Außenfläche schräge Laufflächen (6) zum Zusammenwirken mit zur lösbaren Festlegung und drehfesten Kupplung von aufschiebbaren Wickelhülsen dienenden Spannelementen (13) aufweist, die im Falle der drehfesten Kupplung in den zwischen der Außenfläche der Friktionswickelwelle und der Innenfläche der Wickelhülsen liegenden Ringspalt hineinragen, wobei die Antriebswelle (1) als Vollwelle ausgebildet ist und die dann eingebrachten Aufnahmen (2) von jeweils einen Druckmittelschlauch (4) und eine Gleitleiste (3) ausgebildetes Druckelement aufnehmenden Längsnuten (2) gebildet sind, und dass ferner der Grundkörper (5) mit seiner mit den Gleitleisten (3) zusammenwirkenden Innenfläche unmittelbar auf dem Außenumfang der Antriebswelle (1) relativ drehbar gelagert ist und von einem gegenüber dem Grundkörper (5) verdrehbaren Spannring (9) umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitleisten (3) von einem zumindest im Bereich ihrer der der Innenfläche des Grundkörpers (5) zugewandten Anlagefläche ein Gleitmittel abgebenden Material gebildet sind und daß neben den mit den schrägen Laufflächen (6) des Grundkörpers (5) an der den Gleitleisten (3) gegenüberliegenden Außenfläche des Grundkörpers (5) zusammenwirkenden Spannelementen (13) zusätzliche, im ungespannten und gespannten Zustand der Friktion geringfügig über die Außenfläche des Spannrings (9) vorstehende, ausschließlich zur Verschiebeführung der Wickelhülsen dienende Kugeln (7) vorgesehen sind, wobei dazu die Kugeln (7) in ihren Ausnehmungen (8) des Spannrings (9) in radial unveränderbarer Position auf einer entsprechend ausgebildeten Lauffläche des Grundkörpers (5) gehalten werden.
Friktionswickelwelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitleisten (3) von flexiblen, an ihrer mit der Innenfläche des Grundkörpers (5) zusammenwirkenden Seite ein Schmierfett abgebenden Leisten gebildet sind.
Friktionswickelwelle nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitleisten (3) von ölgetränkten Filzleisten gebildet sind.
Friktionswickelwelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannelemente von Zylinderrollen (13) gebildet sind.
Friktionswickelwelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Verschiebeführung der Wickelhülsen dienenden Kugeln (7) in einer Spur neben der Spur der Spannelemente (13) angeordnet sind.
Friktionswickelwelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an den – in Umfangsrichtung gesehen – Enden der mit den Spannelementen (13) zusammenwirkenden Laufflächen (6) des Grundkörpers (5) Vertiefungen (14) zur Aufnahme der Enden eines gewölbten und auf die Spannelemente (13) einwirkenden Federblechs bzw. Blattfeder (15) angeordnet sind.
Friktionswickelwelle nach Aspruch 7, dadurch gekennzeichnet dass die mit den Spannelementen (13) zusammenwirkenden Federbleche als Lauffläche für das jeweils zugeordnete Spannelement (13) ausgebildet sind.
Friktionswickelwelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die schrägen Laufflächen (6) ungehärtet sind.
Friktionswickelwelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannelemente (13) innerhalb des Spannrings (9) in mehreren neheneinanderliegenden Zylinderrollenreihen angeordnet sind.