(19)
(11) EP 0 133 648 A1

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
06.03.1985  Patentblatt  1985/10

(21) Anmeldenummer: 84107616.9

(22) Anmeldetag:  30.06.1984
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)4B65H 54/54
(84) Benannte Vertragsstaaten:
DE FR GB IT

(30) Priorität: 06.07.1983 DE 3324309

(71) Anmelder: Kampf GmbH & Co. Maschinenfabrik
D-5276 Wiehl-2, Mühlen (DE)

(72) Erfinder:
  • Harscheid, Ernst Albert
    D-5276 Wiehl (DE)
  • Albrecht, Klaus
    D-5276 Wiehl (DE)

(74) Vertreter: Hassler, Werner, Dr. 
Postfach 17 04
D-58467 Lüdenscheid
D-58467 Lüdenscheid (DE)


(56) Entgegenhaltungen: : 
   
       


    (54) Selbstspannende Wickelwelle


    (57)  Eine Wickelwelle mit selbstspannenden Einzelwickelkörpern (2) für Wickelhülsen, wobei jeweils in eine Ringnut (4) jedes Einzelwickelkörpers (2) eine nachgiebige Spannvorrichtung eingelegt ist, deren Außendurchmesser größer als der Innendurchmesser der Wickelhülse (3) ist, wobei jedoch die Nachgiebigkeit der Spannvorrichtung ein gleitendes Aufschieben der Wickelhülse in axialer Richtung zuläßt. Das technische Problem der Erfindung liegt in der Bereitstsellung einer selbstspannenden Wickelwelle, deren Einzelwickelkörper ein axiales Aufschieben der Wickelhülsen ohne Schwierigkeiten zulassen, jedoch dieselben in Umfangsrichtung beim Wickeln mitnehmen. Die Spannvorrichtung ist als in radialer Richtung nachgiebiger Spannring (7, 16 bzw. 18) ausgebildet ist.




    Beschreibung


    [0001] Die Erfindung betrifft eine Wickelwelle mit selbstspannenden Einzelwickelkörpern (2) für Wickelhölsen, wobei jeweils in eine Ringnut (4) jedes Einzelwickelkörpers (2) eine nachgiebige Spannvorrichtung eingelegt ist, deren Außendurchmesser größer als der Innendurchmesser der Wickelhülse (3) ist, wobei jedoch die Nachgiebigkeit der Spannvorrichtung ein gleitendes Aufschieben der Wickelhülse in axialer Richtung zuläßt.

    [0002] Daß der Außendurchmesser der Spannvorrichtung größer als der Innendurchmsser des Wickelkerns sein soll, bedeutet, daß ein Reibschluß gewährleistet ist, das sich jedoch der Wickelkern in axialer Richtung auf der Spannvoprrichtung verschieben läßt.

    [0003] In Wickelmaschinen, insbesondere in Schneid- und Wickelmaschinen nehmen die Wickelwellen jeweils eine Vielzahl von Wickelhülsen auf. Das Bestücken der Wickelhülsen ist sehr problematisch. Denn die zahlreichen bewickelten Wickelhülsen sollen sehr schnell von der Wickelwelle abgezogen und durch leere Wickelhülsen positionsrichtig ersetzt werden können. Die Spannvorrichtung soll beim Bestücken ein leichtes und störungsfreies Verschieben der Wickelhülsen auf der Wickelwelle nicht behindern. Daher kennt man bereits zahlreiche Spannvorrichtungen an der Wickelwelle wie Kippspäne, Spannrollen, Spannstifte oder dgl.. Diese Spannvorrichtungen stellen mechanisch aufwendige Konstruktionen dar, die die Kosten der Wickelwelle in die Höhe treiben. Die Schwierigkeiten werden umso größer, wenn Einzelwickelkörper mit gesonderten Friktionen eingesetzt werden.

    [0004] Die DE-OS 20 24 336 beschreibt einen selbstspannenden Einzelwickelkörper, bei dem in eine Umfangsnut ein 0-Ring eingelegt ist, auf dem eine Schraubenringfeder angeordnet ist. Diese Schraubenringfeder bewirkt eine reibschlüssige Halterung der Wickelhülse. Bei dieser Anordnung ist die Wickelhülse auf einer Umfangslinie festgespannt. Infolgedessen benötigt man noch eine axiale Anlage für die Wickelhülse, um Verkantungen auszuschließen.

    [0005] Eine ähnliche Anordnung ist in der DE-AS 27 19 428 beschrieben, bei der die Wickelhülse auf der Innenfläche eine Keilnut aufweist, in die eine Schraubenringfeder eingreift. Man erhält hier zwar eine Anlage auf zwei Umfangslinienbereichen. Jedoch besitzt auch diese Anordnung nur eine geringe Stabilität in axialer Richtung.

    [0006] Entsprechendes gilt für eine Anordnung, die in der US-PS 28 33 488 beschrieben ist.

    [0007] Die DE-OS 26 44 067 beschreibt eine Wickelwelle mit Spannvorrichtungen, bei denen nachgiebige Elemente über den Umfang der Wickelwelle vorstehen. Insbesondere ist in einer Umfangsnut ein nachgiebiger Ring angeordnet, in den Kugeln eingebettet sind. Hier tritt ebenfalls die Schwierigkeit auf, daß nur auf einer Umfangslinie eine Anlage mit der Wickelhülse möglich ist.

    [0008] Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstsellung einer selbstspannenden Wickelwelle, deren Einzelwickelkörper ein axiales Aufschieben der Wickelhülsen ohne Schwierigkeiten zulassen, jedoch dieselben in Umfangsrichtung beim Wickeln mitnehmen und außerdem eine Ausrichtung der Wickelhülse gewanrleisten.

    [0009] Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Spannvorrichtung als in radialer Richtung nachgiebiger Spannring ausgebildet ist.

    [0010] Die Erfindung unterscheidet sich dadurch in nicht naheliegender Weise vom Stand der Technik, daß ein einfacher, als Konstruktionsteil verfügbarer Spannring auf jedem Einzelwickelkörper sitzt und infolge seiner nachgiebigen Ausbildung einerseits ein Aufschieben der Wickelhülse in axialer Richtung ermöglicht und andererseits ohne weiteres das Wickeldrehmoment auf die Wickelhülse überträgt. Auch bei einer langen Wickelwelle mit vielen Einzelwickelkörpern ist infolge der radialen Nachgiebigkeit der Spannringe eine Bestückung ohne Schwierigkeiten möglich, auch mit einem Bestückungsautomaten. Da der Spannring eine Steifigkeit aufweist und sich auch in axialer Richtung erstreckt, ist eine genau Ausrichtung der Wickelhülse auf dem Spannring gewährleistet. Die Wickelhülse kann keine unerwünschten Bewegungen oder Verschiebungen ausführen.

    [0011] In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Spannring als Wellenring mit Auflagerändern und Querwellen zwischen denselben ausgebildet ist. Ein wolcher Wellenring oder Toleranzring ist preiswert verfügbar. Infolge der zahlreichen Querwellen steht eine große Anlagefläche für die Wickelhülse zur Verfügung, so daß eine sichere Mitnahme gewährleistet ist.

    [0012] Ferner sieht die Erfindung vor, daß die offenen Enden des Wellenrings in radialer Richtung Abbiegungen aufweisen. Dadurch läßt sich in einfacher Weise auch eine formschliissige Kopplung erreichen.

    [0013] Ferner ist vorgesehen, daß in Umfangsrinnen der Ringnut jeweils 0-Ringe eingelegt sind, die eine nachgiebige Abstützung für den Wellenring bilden. Diese Nachgiebigkeit in radialer Richtung erlaubt eine sichere und verkantungsfreie Halterung der Wickelhülse und trotzdem eine sichere Mitnahme derselben.

    [0014] Ferner ist vorgesehen, daß die Fußfläche der Ringnut mehrere gleichmäßig über den Umfang verteilte, in Umfangsrichtung ansteigende Keilspannflächen aufweist, auf denen jeweils eine Spannrolle angeordnet ist. Somit kann sich der Wellenring für die Bestückungsvorgänge frei zurückziehen. Die bei Drehung der Wickelwelle auf den Keilspannflächen verschobenen Spannrollen drücken jeweils einen größeren Abschnitt des Wellenrings an die Innenfläche der Wickelhülse an.

    [0015] In weiterer Ausbilduung ist vorgesehen, daß der Spannring als Nadelkranz ausgebildet ist und auf einer nachgiebigen Unterlage, z.B. afu 0-Ringen, auf einem ringförmigen Gummiband oder auf einem Gummiring aufliegt. Ein solcher Nadelkranz stellt besonders viele Berührungsstellen mit der Wickelhülse bereit.

    [0016] Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Spannring an gegenüberliegenden Randleisten abwechselnd gegeneinander gerichtete Zungen aufweist, die jeweils dachförmig mit nach außen gerichtetem Scheitel gebogen sind. Man erhält so eine besonders einfache Anordnung, indem der Spannring durch Biegen eines ebenen Blechstreifens gestaltet sein kann. Die Zungen des Spannrings gewährleisten die radiale Federung, so daß der Spannring als Ganzes unverändert innerhalb der Aufnahmenut liegt und keine nachgiebige Abstützung des Spannrings erforderlich ist. Hierdurch wird die Stabilität der gesamten Anordnung erhöht

    [0017] Damit der Spannring eine hohe Stabilität hat, sieht die Erfindung vor, daß die Randleisten durch Querstege miteinader verbunden und daß zwischen benachbarten Querstegen jeweils mehrere, unmittelbar benachbarte Zungen vorgesehen sind.

    [0018] Eine Anordnung für eine besonders stabile Festspannung von Wickelhülsen ist dadurch gekennzeichnet, daß der an die Randleiste anschließende Schenkel jeder Zunge eine größere Länge und geringere Steigung als der endständige Schenkel hat. Hier nutzt man in optimaler Weise die Federungseigenschaften der nachgiebigen Zungen aus.

    [0019] Schließlich ist vorgesehen, daß die Scheitel der Zungen auf zwei getrennten Umfangslienien ausgerichtet sind. Die gegeneinander gerichteten Zungen liegen mit ihren Scheiteln jeweils auf zwei Umfangslinien, die bezogen auf die Breite des Spannringes einen großen axialen Abstand haben. Man erreicht so eine Abstützung der Wickelhülse auf zwei Umfangslinien. Dadurch ist eine stabile Führung der Wickelhülse sichergestellt. Insbesondere sind Verkantungen der Wickelhülsen ausgeschlossen.

    [0020] Ausfuhrungsformen der Erifndung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen erläutert, in denen darstellen:

    Fig. 1 eine zur Hälfte geschnittene Ansicht eines Wickelwelle,

    Fig. 2 eine Umklappung zu Fig 1 mit einem Halbschnitt nach der Linie II in Fig. l,

    Fig. 3 eine Ansicht einer abgewandelten Wickelwelle,

    Fig. 4 eine Umklappung zu Fig.3 mit einem Halbschnitt,

    Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer Wickelwelle,

    Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5,

    Fig. 7 einen Ausschnitt für eine weitere Ausführungsform,

    Fig. 8 eine weitere Ausführungsform eines Einzelwickelkörpers und

    Fig. 9 eine Umklappung zu Fig. 8, teilweise geschnitten.



    [0021] Die Fig. 1 und 2 zeigen schematisch eine Wickelwelle 1 mit Einzelwickelkörpern 2 für Wickelhülsen 3. Die Einzelwickelkörper 2 können im einfachsten Fall in die Wickelwelle 1 integriert sein. Die Einzelwickelkörper 2 können auch auf einer Innenwelle der Wickelwelle sitzen und über Friktionsantriebe oder dergleichen angetrieben werden. Diese bekannten technischen Einzelheiten sind hier nicht erläutert.

    [0022] Jeder Einzelwickelkörper 2 weist eine Ringnut 4 auf. Die Ringnut 4 hat einen rechteckigen Querschnitt. In der Fußfläche der Ringnut 4 sind Umfangsrinnen 5 vorgesehen, die jeweils einen O-Ring aufnehmen.

    [0023] Ein Wellenring 7 sitzt in der Ringnut 4 und stützt sich auf den 0-Ringen 6 ab. Der Wellenring umfaßt in Umfangsrichtung umlaufende Auflageränder 8. Im Mittelteil sind Querwellen 9 geformt. Der Wellenring 7 ist nach Fig. 2 in Umfangsrichtung offen, wobei die Enden aneinanderstoßen. Der Wellenring 7 liegt mit radialer Vorspannung an den 0-Ringen 6 an. Der Wellenring 7 hat infolge seiner Formgebung und der nachgiebigen Abstützung auf den 0-Ringen 6 eine Nachgiebigkeit in radialer Richtung. Bei der Verformung kann der Wellenring auch in Umfangsrichtung nachgeben.

    [0024] Der Außendurchmesser des Wellenrings 7 ist größer als der Innendurchmesser der Wickelhülse 3. Die Bemessung ist jedoch so ausgelegt, daß infolge der radialen Nachgiebigkeit des Wellenrings 7 ein gleitendes Aufschieben der Wickelhülse 3 in axialer Richtung leicht möglich ist, von Hand oder mit einer Bestückungsvorrichtung. Nachdem die Wickelhülse 3 in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise auf den Wellenring 7 aufgeschoben ist, dient der Wellenring 7 als Spannring für die Wickelhülse 3 und spannt dieselbe auf dem Einzelwickelkörper selbsttätig fest. Der Wellenring ermöglicht die Übertragung des Wickeldrehmoments auf die Wickelhülse 3. Ein Gleiten zwischen Wellenring 7 und Wickelhülse 3 in Umfangsrichtung tritt erst bei Überschreiten eines Grenzdrehmoments auf. Der normale Wickelzug kann ohne weiteres durch den Wellenring 7 bzw. Spannring übertragen werden.

    [0025] Nach einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung kann man an den Enden des Wellenrings Aufbiegungen 10 vorsehen, die bei einer etwaigen Verdrehung gegenüber der Wickelhülse 3 in Ausnehmungen 11 einrasten. Hierdurch erfolgt eine formschlüssige Kopplung zwischen Wellenring 7 und Wickelhülse 3, so daß ein höheres Drehmoment übertragbar ist.

    [0026] Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig. 3 und 4 dargestellt. In diesem Fall hat die Ringnut 4 eine in axialer Richtung glatte Grundfläche. Jedoch sind in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt mehrere ansteigende Keilspannflächen 12 vorgesehen, auf denen Spannrollen 13 geführt sind. Die Ringnut 4 besitzt einerseits einen festen Flansch 41 und andererseits einen Flanschring 42, der für die Montage der Anordnung abnehmbar und auf dem jeweiligen Einzelwickelkörper befestigbar ist. Nach Abnahme des Flanschrings ist die Grundfläche der Ringnut 4 frei zugänglich, so daß der Wellenring und die Spannrollen eingebaut werden können.

    [0027] Bei einer Drehung der Wickelwelle 1 in Pfeilrichtung 14 steigen die Spannrollen 13 längs der Keilspannfläche 12 in Umfangsrichtung radial an und pressen so den Wellenring 7 gegen die Innenfläche der Wickelhülse 3. Dadurch kann ein vergleichsweise hohes Drehmoment auf die Wickelhülse 3 übertragen werden.

    [0028] Eine weitere Abwandlung der Erfindung ist in den Fig. 5 und 6 dargestellt. Die Ringnut 4 hat eine glatte Fußfläche. Sie ist einerseits durch einen festen Flansch 41 und andererseits durch einen abnehmbaren Flanschring 42 wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform begrenzt. In die Ringnut 4 ist als nachgiebige Unterlage ein ringförmiges Gummiband 15 eingelegt, das ein Schlauchabschnitt sein kann. Auf das Gummiband 15 ist ein Nadelkranz 16 mit Nadeln 17 aufgeschoben. Der Innendurchmesser der Reihe der Nadeln 17 ist etwas kleiner als der Außendurchmesser des Gummibandes 15, so daß sich die Nadeln 17 in das Gummiband eindrücken und dort eine kissenartige Abstützung finden. Dadurch ist die gesamte Anordnung in radialer Richtung nachgiebig. Eine Drehung der Nadeln ist praktisch ausgeschlossen. Dieselben dienen als Abstützelemente.

    [0029] Bei der abgewandelten Ausführungsform nach Fig. 7 sind in die Fußfläche der Ringnut 4 0-Ringe 6 eingebettet, auf denen sich der Nadelkranz 16 abstütztz.

    [0030] Die Wickelhülse 3 kann in axialer Richtung auf den Nadelkranz 16 aufgeschoben werden, der als Spannring dient. Dieses axiale Aufschieben ist mit geringer Kraft möglich, weil die Nadeln 17 in radialer Richtung nachgiebig in das Gummiband 15 bzw. die 0-Ringe 6 eingebettet sind. Die Nadeln 17 gewährleisten infolge ihrer nachgiebigen Einbettung in das Gummiband eine Abstützung der Innenfläche der Wickelhülse 3 an vielen Stellen. Die Nadeln 17 werden an die Innenfläche angepreßt, so daß sie ein hohes Wickelmoment übertragen können.

    [0031] Die selbstspannende Wickelwelle nach der Erfindung kann gemäß der vorigen Beschreibung in verschiedener Weise konstruktiv gestaltet werden. Wichtig ist in jedem Fall die in radialer Richtung nachgiebige Abstützung eines Spannrings, der gleichzeitig als Aufnahme für die Wickelhülse dient.

    [0032] Die Fig. 8 und 9 zeigen einen Spannring 18, der aus einem ebenen Blechband gebogen ist. Der Spannring 18 liegt innerhalb der Ringnut 4. Der Spannring 18 besitzt zwei einander gegenüberstehende Randleisten 19, die durch Querstege 20 und 21 miteinander verbunden sind. Die Querstege 21 befinden sich jeweils an den aneinanderstoßenden Enden des Spannrings. Die Umfangsabschnitte zwischen den Querstegen 20 sind mit Zungen 22, 23 besetzt, von denen die Zungen 22 jeweils an einer Randleiste und die jeweils zwischen den Zungen 22 gelegenen Zungen 23 mit der gegenüberliegenden Randleiste 19 zusammenhängen. Die Zungen 22 und 23, die sich zwischen benachbarten Querstegen 20, 21 befinden, schließen unmittelbar dicht aneinander an. Diese Zungen sind nur durch einen Spalt verschwindender Breite voneinander voneinander getrennt.

    [0033] Die Zungen 22 und 23 sind dachartig gebogen, wobei jeweils an der Randleiste 19 ein längerer Schenkel 24 und am freien Ende ein kürzerer Schenkel 25 im Anschluß an den Scheitel 26 sitzt. Durch diese Ausbildung liegen die Scheitel 26 der Zungen 23 auf einer Umfangslinie und die Scheitel 26 der Zungen 22 auf einer anderen Umfangslinie im Abstand von der zuerst genannten Umfangslinie. Die beiden Umfangslinien liegen jeweils in der Nähe der Randleisten 19. Man hat so für die WickelhUlsen 3 zwei linienförmige Auflagen im Bereich der beiden Umfangslinien. Dadurch wird eine absolut sichere und dauerhafte Ausrichtung der Wickelhülsen 3 gewährleistet. Insbesondere können die Wickelhülsen 3 nicht verkanten. Aus Fig. 8 erkennt man ohne weiteres diese Ausbildung.

    [0034] Beim Aufschieben der Wickelhülse 3 gibt der Spannring 18 in radialer Richtung nach, indem die Zungen federn verformt werden. Die endständigen Querstege 21 des Spannrings 18 sind durch Befestigungselemente 27 festgelegt, Die Randleisten 19 liegen fest und unverrückbar auf dem Fuß der Ringnut 4. Beim Aufschieben der Wickelhülse 3 werden lediglich die Zungen 22 und 23 in der beschriebenen Weise verormt, wobei sich die dachartige Ausbiegung entsprechend verschiebt. Die Wickelhülse 3 ist dann federnd festgehalten und sowohl in radialer Richtung zentriert als auch in axialer Richtung ausgerichtet. Entsprechendes gilt für das Abziehen der voll bewickelten Wikelhülsen von der Wickelwelle.


    Ansprüche

    1. Wickelwelle mit selbstspannenden Einzelwickelkörpern (2) für Wickelhülsen, wobei jeweils in eine Ringnut (4) jedes Einzelwickelkörpers (2) eine nachgiebige Spannvorrichtung eingelegt ist, deren Außendurchmesser größer als der Innendurchmesser der Wickelhülse (3) ist, wobei jedoch die Nachgiebigkeit der Spannvorrichtung ein gleitendes Aufschieben der Wickelhülse in axialer Richtung zuläßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung als in radialer Richtung nachgiebiger Spannring (7, 16 bzw. 18) ausgebildet ist.
     
    2. Wickelwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannring als Wellenring (7) mit Auflagerändern (8) und Querwellen (9) zwischen denselben ausgebildet ist.
     
    3. Wickelwelle nach Anspruch 1 oder 2._dadurch gekennzeichnet, daß die offenen Enden des Wellenrings (7) in radialer Richtung Abbiegungen (10) aufweisen.
     
    4. Wickelwelle nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Umfangsrinnen (5) der Ringnut (4) jeweils 0-Ringe (6) eingelegt sind, die eine nachgiebige Abstützung für den Wellenring bilden.
     
    5. Wickelwelle nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fußfläche der Ringnut (4) mehrere gleichmäßig über den Umfang verteilte, in Umfangsrichtung ansteigende Keilspannflächen (12) aufweist, auf denen jeweils eine Spannrolle (13) angeordnet ist.
     
    6. Wickelwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannring als Nadelkranz (16) ausgebildet ist und auf einer nachgiebigen Unterlage z.B. auf 0-Ringen oder auf einem Gummiband aufliegt.
     
    7. Wickelwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannring (18) an gegenüberliegenden Randleisten (19) abwechselnd gegeneinander gerichtete Zungen (22, 23) aufweist, die jeweils dachförmig mit nach außen gerichtetem Scheitel (26) gebogen sind.
     
    8. Wickelwelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Randleisten (19) durch Querstege (20, 21) miteinader verbunden und daß zwischen benachbarten Querstegen jeweils mehrere, unmittelbar benachbarte Zungen (22, 23) vorgesehen sind.
     
    9. Wickelwells nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der an die Randleiste (19) anschließende Schenkel (24) jeder Zunge eine größere Länge und geringere Steigung als der endständige Schenkel (25) hat.
     
    10. Wickelwelle nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheitel (26) der Zungen (22, 23) auf zwei Umfangslinien ausgerichtet sind.
     




    Zeichnung
















    Recherchenbericht