Wickelvorrichtung

Abstract

 Es wird eine Wickelvorrichtung zum gleichzeitigen Aufwickeln von mehreren Materialbahnstreifen, insbesondere Photopolymerfilmen, auf Wickelkerne (2) angegeben, mit mindestens einer angetriebenen Wickelachse (1), auf der die Wickelkerne (2) drehbar angeordnet sind, und mit einer Drehmoment-Übertragungseinrichtung (3) zur Übertragung eines Drehmoments von der Wickelachse (1) auf die Wickelkerne (2), die einen auf der Wickelachse (1) verschiebbaren Nabenteil (4) und einen im Wickelkern (2) verschiebbaren und in Dreh- und Axialrichtung in diesem festlegbaren Kernaufnahmeteil (6) aufweist. Eine solche Vorrichtung soll unter Reinraumbedingungen betrieben werden können.
Dazu ist die Drehmoment-Übertragungseinrichtung (3) in radialer Richtung zwischen Wickelachse (1) und Wickelkern (2) angeordnet. Der Nabenteil (4) ist in Axialrichtung auf der Wickelachse (1) festlegbar, und einer der beiden Teile (4; 6) weist eine Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung (18-20) auf, die ein Magnetfeld erzeugt, das zur Übertragung eines Drehmoments auf den anderen der beiden Teile (6; 4) wirkt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Wickelvorrichtung zum gleich­zeitigen Aufwickeln von mehreren Materialbannen, insbe­sondere Photopolymerfilmen, auf Wickelkerne, mit minde­stens einer angetriebenen Wickelachse, auf der die Wickelkerne drehbar angeordnet sind, und mit einer Dreh­moment-Übertragungseinrichtung zur Übertragung eines Drehmoments von der Wickelachse auf die Wickelkerne, die einen auf der Wickelachse verschiebbaren Nabenteil und einen im Wickelkern verschiebbaren und in Dreh- und Axialrichtung in diesem festlegbaren Kernaufnahmeteii aufweist.

[0002] In Längsschneidemaschinen wird eine Materialbahn von einer breiten Rolle abgewickelt und durch Längsschnitte in eine Vielzahl von parallelen Materialbahnstreifen unterteilt. Die so gebildeten Materialbahnstreifen werden gleichzeitig auf Wickelkerne aufgewickelt. Die einzelnen Wickelkerne können dabei mit Abstand zueinander auf einer Wickelachse angeordnet sein. In der Regel existie­ ren zwei Wickelachsen, auf denen die einzelnen Wickel­kerne versetzt zueinander angeordnet sind. Es hat sich dabei als zweckmäßig erwiesen, die einzelnen Wickelkerne nicht mit identischer Drehzahl anzutreiben. Die Wickel­spannungen in den einzelnen Wickeln können sich dann unabhängig voneinander einstellen und werden nur durch das den einzelnen Wickel antreibende Drehmoment beein­flußt.

[0003] Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art werden auf der Wickelachse abwechselnd Nabenteile, Kernaufnahme­teile und Abstandshülsen angeordnet. Die Kernaufnahme­teile und die Abstandshülsen können sich auf der Wickel­achse frei drehen, während die Nabenteile mit der Wickel­achse drehfest verbunden, aber axial verschiebbar gela­gert sind. Die Nabenteile weisen eine Reibfläche auf, die gegen eine Reibfläche der zugehörigen Kernaufnahme­teile reibt. Die notwendige Anpreßkraft wird von einer Feder erzeugt, die an einem Ende der Welle angeordnet ist und alle Nabenteile, Kernaufnahmeteile und Abstands­hülsen auf einer Wickelachse zwischen sich und einem festen Gegenlager am anderen Ende der als Welle ausgebil­deten Wickelachse einspannt. Die Größe des übertragenen Drehmoments wird durch die Federkraft bestimmt. Dabei wird an alle Wickel das gleiche Drehmoment übertragen. Damit müssen alle Materialbahnstreifen die gleiche Brei­te haben. Die Wickelspannung bei einem schmaleren Strei­fen wäre sonst höher als bei einem breiteren Streifen. Durch die Reibung der Reibflächen aneinander entsteht ein feiner Staub, der es nahezu unmöglich macht, die bekannte Wickelvorrichtung ohne zusätzliche aufwendige Maßnahmen unter Reinraumbedingungen einzusetzen. Rein­raumbedingungen sind aber z.B. bei der Herstellung von Photopolymerfilmen unabdingbar. Weiterhin ist eine Ände­rung des Schneidplanes, d.h. ein Wechseln der Breiten der einzelnen aufzuwickelnden Materialbahnstreifen, äußerst aufwendig. Die Wickelachse muß praktisch voll­kommen freigemacht und neu bestückt werden, damit sich Kernaufnahme- und Nabenteile sowie die Abstandshülsen zur Übertragung der Reibkraft an der richtigen Position befinden und nicht zufälligerweise ein Wickelkern auf einer Abstandshülse angeordnet werden muß.

[0004] Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Wickelvorrichtung anzugeben, die unter Reinraumbedingun­gen betreibbar ist und ein einfaches Verändern des Schneidplans ermöglicht.

[0005] Diese Aufgabe wird bei einer Wickelvorrichtung der ein­gangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß die Drehmo­ment-Übertragungseinrichtung in radialer Richtung zwi­schen Wickelachse und Wickelkern angeordnet ist, daß der Nabenteil auf der Wickelachse in Axialrichtung fest­legbar ist und daß einer der beiden Teile eine Mag­netfeld-Erzeugungseinrichtung aufweist, die ein Magnet­feld erzeugt, das zur Übertragung eines Drehmoments auf den anderen der beiden Teile wirkt.

[0006] Durch die Drehmomentübertragung mit Hilfe eines Magnet­feldes entfällt jegliche Reibung, die zu Staub führen könnte. Damit ist die erfindungsgemäße Wickelvorrichtung auch unter Reinraumbedingungen einzusetzen. Die Dreh­moment-Übertragungseinrichtung ist zwischen Wickelachse und Wickelkern angeordnet, so daß kein Raum auf der Wickelachse verschwendet werden muß, um irgendwelche Reibflächen unterzubringen. Abstandshülsen sind nicht mehr notwendig, da der Nabenteil auch in axialer Rich­tung auf der Wickelachse festlegbar ist. Für eine Verän­derung des Schneidplanes reicht es somit aus, die ein­zelnen Drehmoment-Übertragungseinrichtungen auf der Wickelachse axial zu verschieben, um sie in eine für die Aufnahme eines Wickelkerns geeignete Position zu bringen. Dabei ist es natürlich auch möglich, in den Lücken zwischen einzelnen Wickelkernen leerlaufende Drehmoment-Übertragungseinrichtungen unterzubringen, um Reservepositionen für die Aufnahme zusätzlicher Wickelkerne zu erhalten. Damit kann bei einer Schneid­planänderung nicht nur die Breite der einzelnen Material­bahnstreifen geändert werden, sondern es kann auch die Anzahl variiert werden, ohne daß eine vollständige Neu­bestückung der Wickelachse notwendig ist. Die Drehmo­ment-Übertragungseinrichtung ist sehr kompakt aufgebaut. Eine Bedienungsperson kann sie als einheitlichen Gegen­stand handhaben, der lediglich auf die Wickelachse aufge­schoben und dort fixiert werden muß. Danach kann der Wickelkern auf die Drehmoment-Übertragungseinrichtung aufgeschoben werden. Dadurch werden die Rüstzeiten beim Bestücken der Wickelachsen auf einen Bruchteil der bis­her benötigten Zeiten gekürzt. Dies beschleunigt den Produktionsprozeß erheblich. Auch die Wechselzeiten während des normalen Produktionsprozesses, d.h. das Entfernen von vollbewickelten Wickeln und das Aufbringen von leeren Wickelkernen sind geringer, da die Wickel­kerne lediglich über die Drehmoment-Übertragungseinrich­tungen hinweggeführt werden müssen. Die Zugspannung kann sehr gleichmäßig gehalten werden. Eine Beeinflus­sung dieser Zugspannungswerte durch äußere Einwirkungen wie Wärme, Staub, Anfahrbeschleunigung und Abbremsung ist nur in einem praktisch nicht meßbaren Umfang vorhan­den. Ungenauigkeiten in der Antriebsregelung werden ausgeglichen, da das magnetisch übertragene Drehmoment in weiten Bereichen von der Antriebsdrehzahl unabhängig ist. Dies bedeutet, daß die Antriebsmaschinen und ihre Regelung wesentlich billiger ausgeführt werden können, da eine präzise Drehzahl- und Drehmomentregelung der Wickelachse nicht notwendig ist. Neben Einsparungen bei den Beschaffungskosten vereinfacht dies auch die Wartung und den Betrieb der Antriebsmaschine. Die Dreh­moment-Übertragungseinrichtung ist weitgehend wartungs­frei. Sie ist äußerst langlebig, da sie außer Lagern keine mechanisch gegeneinander bewegten Teile und vor allem keine Verschleißteile besitzt. Die herkömmliche Wickelvorrichtung kann durch einfaches Bestücken mit der neuen Drehmoment-Übertragungseinrichtung in eine erfindungsgemäße Wickelvorrichtung umgerüstet werden.

[0007] In einer bevorzugten Ausführungsform ist die magnetische Kopplung zwischen Nabenteil und Kernaufnahmeteil verän­derbar. Die Kraft, die von dem einen Teil auf den ande­ren Teil wirkt und für die Drehmoment-Übertragung verant­wortlich ist, läßt sich also einstellen. Damit ist es möglich, das gewünschte Drehmoment an unterschiedliche Materialbahnstreifenbreiten anzupassen. Für einen brei­teren Materialbahnstreifen ist ein größeres Drehmoment erforderlich als für einen schmalen, wenn beide mit der gleichen Zugspannung bewickelt werden sollen. Durch die Einstellbarkeit kann die Anzahl der vorzuhaltenden Drehmoment-Übertragungeinrichtungen gering gehalten werden. Die eingestellten Zugspannungen, d.h. die einge­stellten Drehmomente, können mit sehr geringen Abweichun­gen eingehalten werden. Messungen haben ergeben, daß die Abweichungen unter 5 % liegen. Die eingestellten Werte können mit einer einfachen Zugspannungswaage, beispielsweise einer Federwaage, überwacht werden. Na­türlich ist es auch möglich, vor dem erstmaligen Einsatz der Drehmoment-Übertragungseinrichtung eine Kalibrierung vorzunehmen und die so ermittelten Werte in einer Skala festzuhalten.

[0008] Die Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung kann beispielsweise Elektromagnete aufweisen. In einer bevorzugten Ausfüh­rungsform weist sie jedoch Permamentmagnete auf. Damit entfällt die Notwendigkeit, elektrische Energie auf die Wickelachse führen zu müssen. Durch den Einsatz verschieden starker Magnete oder durch die Änderung der Anzahl der Magnete läßt sich der Drehmomentbereich für einzelne Drehmoment-Übertragungseinrichtungen fest­legen.

[0009] Mit Vorteil verläuft die Hauptrichtung des Magnetfeldes in der Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung parallel zur Wickelachse. Die Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung be­steht aus mehreren Permanent- oder Elektromagneten, die auch in radialer Richtung in einer gewissen Entfer­nung von der Wickelachse angeordnet werden können. Damit ist es möglich, auch bei relativ geringen Magnetfeld­stärken ein größeres Drehmoment zu übertragen.

[0010] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung auf einer senkrecht zur Wickelachse angeordneten Trägerscheibe angeordnet, und das Magnetfeld wirkt auf eine parallel dazu angeord­nete Induktionsscheibe, wobei die Trägerscheibe mit dem Nabenteil oder dem Kernaufnahmeteil und die Induk­tionsscheibe mit dem jeweils anderen der beiden Teile drehfest verbunden ist und zwischen den beiden Scheiben ein Luftspalt vorgesehen ist. Durch die Induktionsschei­be steht praktisch in jeder Stellung der Magnetfeld-Er­zeugungseinrichtung ein Gegenstück zur Verfügung, auf das das Magnetfeld wirken kann. Es gibt keine Unterbre­chungen im Gegenstück, die zu Rastmomenten führen könn­ten. Der Luftspalt dient zur Linearisierung der Über­tragungscharakteristik der Drehmoment-Übertragungsein­richtung und stellt eine berührungsfreie Relativbewegung zwischen Träger- und Induktionsscheibe sicher. Die Induktionsscheibe ist dabei aus einem Material, das magnetischen Anziehungskräften unterliegt und sich auf­grund seiner magnetischen und/oder elektrischen Eigen­schaften einer Änderung des Magnetfelds widersetzt.

[0011] Um das von den Magneten aufgebaute Feld möglichst unver­ändert zu behalten, folgt die Induktionsscheibe der Drehung der Trägerscheibe.

[0012] Mit Vorteil ist der Luftspalt einstellbar. Eine Änderung des Luftspalts und damit eine Änderung des übertragenen Drehmoments und der Zugspannung ist auch auf der Wickel­achse möglich. Andererseits ist die Stärke des zu über­tragenden Drehmoments auch einstellbar, bevor die Dreh­moment-Übertragungseinrichtung auf die Wickelachse aufge­schoben wird. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn lichtempfindliche Materialien, wie Photopolymer­filme oder fotografische Silberhalogenidfilme, aufge­wickelt werden sollen. Das Aufwickeln muß dann zwangs­läufig in einem Dunkelbereich erfolgen. Die Drehmoment­einstellung kann aber außerhalb des Dunkelbereichs er­folgen, was eine wesentlich höhere Präzision der Ein­stellung zuläßt und die Bedienung sehr erleichtert. Die Breite des Luftspalts läßt sich leicht messen, so daß die Einstellung des richtigen Drehmoments mit einer Fühlerlehre leicht nachgeprüft werden kann. Dadurch werden die Rüstzeiten für die Einstellung des Drehmoments sehr kurz.

[0013] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Drehmomenteinrichtung modulartig aufgebaut, wobei jedes Modul einen Nabenteil, einen Kernaufnahmeteil und eine Magnetfelderzeugungseinrichtung aufweist. Dies verein­facht die Vorratshaltung der verschiedenen Drehmo­ment-Übertragungseinrichtungen. Im Prinzip reicht es aus, einen Typ von Drehmoment-Übertragungseinrichtungen mit einer bestimmten Zahl von Modulen vorrätig zu halten. Wenn ein größeres Drehmoment erwünscht wird, werden einfach zwei Module zusammengekoppelt. Da ein größeres Drehmoment in der Regel nur bei breiteren Mate­rialbahnstreifen erwünscht ist, gibt es hierbei auch keine Platzprobleme.

[0014] Mit Vorteil leisten alle Module den gleichen Beitrag zur Drehmomentübertragung. Damit spart man sich aufwendi­ge Berechnungen. Dabei ist es von Vorteil, wenn das einzelne Modul über einen so weiten Drehmomoment-Über­tragungsbereich verstellt werden kann, daß das übertra­gene Drehmoment bei der Maximalstellung größer ist als das übertragene Drehmoment von zwei zusammengekoppelten Modulen bei der Minimalstellung.

[0015] Mit Vorteil sind die Nabenteile aller Module und die Kernaufnahmeteile aller Module jeweils drehfest mitein­ander verbunden. Damit sieht sich die Bedienungsperson, auch wenn mehrere Module miteinander gekoppelt sind, weiterhin einem einheitlich handhabbaren Gegenstand gegenüber.

[0016] Dabei ist es von Vorteil, daß die Nabenteile aller Mo­dule und die Kernaufnahmeteile aller Module jeweils zur gemeinsamen Verlagerung in Axialrichtung fest mitein­ander verbunden sind. Wenn der Luftspalt verstellt wer­den soll, reicht es aus, den Luftspalt eines Moduls zu verstellen. Aufgrund der axialen Verbindung der ein­zelnen Module untereinander stellt sich dann automatisch der Luftspalt der anderen Module mit auf den gewünschten Wert ein.

[0017] Mit Vorteil sind die Nabenteile und die Kernaufnahme­teile jeweils miteinander verschraubt. Dazu trägt bei­spielsweise der Nabenteil des einen Moduls ein Außenge­winde, während der Nabenteil des benachbarten Moduls auf der benachbarten Seite ein Innengewinde trägt. Dies führt zu einem kompakten Äußeren. Es müssen keine Flan­sche oder Befestigungslöcher vorgesehen sein, durch die Schrauben oder andere Befestigungsmittel geführt werden könnten. Das Gewinde kann auf herkömmliche Weise gegen Lösen gesichert werden.

[0018] In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfin­dung verläuft die Hauptrichtung des Magnetfeldes in der Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung radial zur Wickel­achse. Dies ist insbesondere beim Bewickeln von kleineren Wickeln mit Wickelkernen vorteilhaft, die einen kleineren Innendurchmesser haben.

[0019] Mit Vorteil überdeckt der Kernaufnahmeteil die Magnet­feld-Erzeugungseinrichtung ganz oder teilweise, wobei der Überdeckungsbereich einstellbar ist. Da die Verstell­möglichkeit für den Luftspalt fehlt, wird die Drehmoment­verstellung durch die Verstellung des Überdeckungsbe­reichs realisiert.

[0020] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist eine Verstellvorrichtung vorgesehen, die die magnetische Kopplung während des Aufwickelns kontinuierlich oder in einer bestimmten Abhängigkeit von der Umdrehungszahl verändert. Ohne Veränderung des Drehmoments läßt die Wickelspannung mit zunehmendem Durchmesser nach, was in der Regel erwünscht ist. In Sonderfällen kann es jedoch auch nötig sein, die Zugsspannung im gesamten Wickel konstant zu halten. Dann muß das Drehmoment in Abhängigkeit von dem Durchmesser des Wickels vergrößert werden. Eine solche Verstellvorrichtung kann beispiels­weise durch axialen Druck oder Eingriff in ein Schraub­gewinde den Luftspalt verändern.

[0021] Mit Vorteil weist der Antrieb der Wickelachse eine Rück­laufsperre auf, und eine Materialbahnbremse ist vorge­sehen. Dies stellt auch bei Wickelunterbrechungen einen gleichmäßigen Wickelspiegel sicher, da beim Anhalten und Wiederanfahren die Wickelspannung aufrechterhalten wird und kein Versatz im Wickelspiegel entsteht. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn Materialbahn­streifen aufgewickelt werden, die sandwichartig ausge­ bildet sind, d.h. zwischen zwei Deckschichten eine flüs­sige oder zumindest plastische Masse aufweisen. Nach dem Abschluß des Wickels werden diese Wickel mit End­scheiben versehen, die ein Austreten der Zwischenschicht aus den Rändern verhindern sollen. Bei einem Versatz des Wickels können diese Endscheiben nicht dicht genug an dem Wickelspiegel anliegen, so daß die Abdichtfunktion nicht mehr gewährleistet ist.

[0022] Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Drehmoment-Über­tragungseinrichtung,

Fig. 2 einen Schnitt II-II nach Fig. 1,

Fig. 3 eine weitere Drehmoment-Übertragungseinrichtung und

Fig. 4 ein Kennlinienfeld.

[0023] Eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung 3 ist zwischen einer Wickelachse 1 und einem Wickelkern 2 angeordnet. Die Drehmoment-Übertragungseinrichtung 3 weist einen Nabenteil 4 auf, der mit Hilfe einer Schraube 5 oder einer anderen Befestigungsvorrichtung in Axial- und in Drehrichtung auf der Wickelachse 1 festgelegt ist. Die Drehmoment-Übertragungseinrichtung 3 weist weiterhin einen Kernaufnahmeteil 6 auf, der in bezug zum Naben­teil 4 drehbar ist. Der Kernaufnahmeteil 6 ist auf dem Nabenteil 4 mit Hilfe von Lagern 7, 8 gelagert. Der Kernaufnahmeteil 6 kann mit Hilfe eines Stellringes 9, der auf einem Gewinde 10 auf einem Ende des Nabenteils 4 gedreht werden kann, in bezug zum Nabenteil 4 in Axial­richtung verschoben werden. Nach der Verschiebung ver­harrt der Kernaufnahmeteil aber in der eingestellten Postition zum Nabenteil 4.

[0024] Der Nabenteil 4 weist drei Nabenmodule 11, 12, 13 und ein Abschlußstück 14 auf. Jedes Nabenmodul 11, 12, 13 weist eine Trägerscheibe 15, 16, 17 auf, auf der Perma­nentmagnete 18, 19, 20 angeordnet sind. Die einzelnen Magnete haben einen etwa kreisförmigen Querschnitt und sind beispielsweise aus dem Material Secolit der Firma Thyssen gebildet. Auf einer Trägerscheibe 15, 16, 17 sind immer mehrere Magnete 18, 21, 22, 23 angeordnet, vorzugsweise mindestens vier. Die Magnete haben eine solche Orientierung, daß die Hauptrichtung des durch sie erzeugten Magnetfeldes etwa parallel zur Wickelachse 1 verläuft. Die Magnete sind alternierend angeordnet, d.h. sie sind in Umfangsrichtung abwechselnd mit ihrem Nordpol und mit ihrem Südpol mit der Trägerscheibe 15, 16, 17 verbunden. Die Trägerscheibe 15, 16, 17 selbst ist aus Weicheisen oder aus einem anderen magnetisch gut leitenden Werkstoff und schließt das Magnetfeld zwischen den einzelnen Permanentmagneten 18, 21, 22, 23 mehr oder weniger kurz.

[0025] Der Kernaufnahmeteil 6 weist drei Kernaufnahmemodule 24, 25, 26 und ein Abschlußstück 27 auf. Jedes Kernauf­nahmemodul 24, 25, 26 weist eine Induktionsscheibe 28, 29, 30 auf, die den Trägerscheiben 15, 16, 17 gegenüber­liegt. Die Induktionsscheiben bestehen beispielsweise aus Oerstit 120 der Firma Thyssen. Zwischen den Induk­tionsscheiben 28, 29, 30 und den Trägerscheiben 15, 16, 17 befindet sich jeweils ein Luftspalt 31, 32, 33. Wenn nun der Kernaufnahmeteil 6 mit Hilfe des Stellringes 9 gegenüber dem Nabenteil 4 beispielsweise nach links verschoben wird, vergrößern sich die Luftspalte 31, 32, 33, und das übertragene Drehmoment sinkt. Umgekehrt verkleinern sich die Luftspalte, wenn der Kernaufnahme­teil 6 mit Hilfe des Stellringes 9 gegenüber dem Naben­teil 4 nach rechts bewegt wird, wodurch das übertragene Drehmoment steigt. In der Figur sind die Luftspalte aus Gründen der Deutlichkeit übertrieben groß darge­stellt. Die Bewegung des Kernaufnahmeteils 6 nach links ist durch einen Anschlag 38 begrenzt. Je größer die Luftspalte 31, 32, 33 sind, desto kleiner ist ein Spalt 37 zwischen dem Kernaufnahmeteil 6 und dem Anschlag 38. Man kann die Einstellung des richtigen Luftspalts durch Messen der Breite des Spalts 37 überprüfen. Man kann die Drehmoment-Übertragungseinrichtung 3 auch bei­spielsweise dadurch kalibrieren, daß auf dem Stellring 9 eine Markierung und auf dem Nabenteil 4 eine Skalierung angebracht wird. Jeder Winkelstellung des Stellringes 9 entspricht dabei einer vorbestimmten Luftspaltlänge. Anhand des Diagramms von Fig. 4 wird deutlich, daß jeder Luftspaltlänge genau ein übertragenes Drehmoment ent­spricht. Die unterschiedlichen Kurven in Fig. 4 betreffen unterschiedliche Magnetstärken oder Magnetzahlen auf der Trägerscheibe.

[0026] Die Drehmoment-Übertragungseinrichtung 3 ist auch mit nur einem Modul funktionsfähig, bei dem beispielsweise der Nabenteil 4 aus dem Nabenmodul 13 und dem Abschluß­stück 14 und der Kernaufnahmeteil 6 aus dem Kernaufnahme­modul 24 und dem Abschlußstück 27 besteht. Die Module haben an einem Ende ein Außengewinde 34 und am anderen Ende ein Innengewinde 35, mit dem sie ineinander ver­schraubbar sind. Das Gewinde kann in herkömmlicher Art und Weise gegen unbeabsichtigtes Öffnen gesichert werden. Durch dies Verbindung wird einerseits sichergestellt, daß glatte Oberflächen von Kernaufnahmeteil 6 und Naben­teil 4 entstehen, so daß die Wickelachse 1 leicht einge­führt und der Wickelkern 2 leicht aufgeschoben werden können. Andererseits ermöglicht diese Verbindung auch, daß die axiale Bewegung eines Moduls auf die anderen Module übertragen wird. Es reicht demnach aus, lediglich einen einzigen Stellring 9 zur Betätigung aller Module vorzusehen.

[0027] Die Dimensionierung der Abstände zwischen der Rückseite der Trägerscheiben 15, 16, 17 und der Induktionsscheiben 24, 25, 26 der folgenden Module ist so gewählt, daß das Magnetfeld beispielsweise des Permanentmagneten 18 nicht auf die Induktionsscheibe 25 wirkt. Dies wird einerseits dadurch erreicht, daß die Trägerscheibe 15 aus einem magnetisch gut leitenden Werkstoff besteht, der das Magnetfeld praktisch kurzschließt, und ander­seits ein gewisser Mindestabstand zwischen der Träger­scheibe 15 und der Induktionsscheibe 25 des nachfolgen­den Moduls gewahrt bleibt.

[0028] Der Bereich des übertragbaren Drehmoments eines jeden Moduls kann durch die Verstellung des Luftspalts zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert variiert werden. Dabei ist der Maximalwert vorzugsweise mindestens doppelt so groß wie der Minimalwert. Dadurch wird es möglich, daß eine stufenlose Drehmomenteinstellung über einen sehr großen Bereich möglich ist. Wenn nämlich das mit einem Modul übertragbare Drehmoment in der Maximalstel­lung nicht mehr ausreicht, verwendet man einfach zwei Module, die dann in ihrer Minimalstellung betrieben werden können. In einer bevorzugten Ausführungsform ist jedoch der Verstellbereich eines einzelnen Moduls wesentlich größer. Hier ist das maximal übertragbare Drehmoment eines Moduls mehr als achtmal so groß wie das minimal übertragbare.

[0029] Die Luftspaltbreite kann auch durch Messen des Abstands der Stellringvorderkante von der Vorderkante des Naben­teils 4 oder indirekt durch Messen der Breite des Spalts 37 gemessen werden, beispielsweise mit Hilfe einer ein­fachen Abstands- oder Fühlerlehre.

[0030] Die Permanentmagnete können auch durch Elektromagnete ersetzt werden. In nicht dargestellter Weise kann die Wickelvorrichtung ferner eine Einstellvorrichtung auf­weisen, die im Betrieb, d.h. wenn sich die Wickelachse 1 dreht, den Stellring 9 erfaßt und dabei kontinuierlich oder von Zeit zu Zeit mit Hilfe des Stellringes die Luftspalte 31, 32, 33 verändert. Ohne Veränderung der Luftspalte bleibt das auf den Wickelkern 2 und damit auf den Wickel übertragene Drehmoment konstant. Bei zunehmendem Wickeldurchmesser sinkt damit die Zugspan­nung. Dies ist in der Regel auch erwünscht. Für Spezial­fälle, bei denen die Zugspannung aber über den gesamten Wickel konstant bleiben soll, ist eine Änderung des Übertragenen Drehmomentes in Abhängigkeit vom Wickel­durchmesser notwendig.

[0031] Der nicht dargestellte Antriebsmotor der Wickelachse 1 weist eine Rücklaufsperre auf. Die aufgewickelte Mate­rialbahn wird beim Anhalten dieses Motors durch eine Materialbahnbremse gebremst. Da die Drehmoment-Übertra­gungseinrichtung 3 auch im Stillstand ein Drehmoment überträgt, kann sich der Wickel nicht rückwärts ab­wickeln. Die Zugspannung bleibt also auch bei einem Stillstand erhalten. Dies ermöglicht einen relativ gleichmäßigen Wickelspiegel.

[0032] Der Wickelkern 2 ist auf dem Kernaufnahmeteil 6 mit Hilfe einer herkömmlichen einstellbaren Halteeinrichtung 36 gehalten. Nach Lösen der Halteeinrichtung kann der Wickelkern 2 einfach von dem Kernaufnahmeteil 6 abge­zogen werden. Wenn auf einer Wickelachse 1 mehrere Dreh­moment-Übertragungseinrichtungen 3 angeordnet sind, haben sie alle den gleichen Außendurchmesser, so daß die Wickelkerne problemlos über die einzelnen Drehmo­ment-Übertragungseinrichtungen 3 hinweg abgezogen werden können. Bei einer Schneidplanänderung, d.h. wenn die Breiten der einzelnen aufgewickelten Materialbahnstrei­fen variieren, muß lediglich die Schraube 5 gelöst wer­den, die Drehmomentübertragungseinrichtung in axialer Richtung auf der Wickelachse 1 verschoben und nötigen­falls auf das neue Dremoment eingestellt werden. Dies kann auf der Welle geschehen.

[0033] Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform, die insbe­sondere für Wickelkerne mit einem kleineren Durchmesser geeignet ist. Elemente, die denen der Fig. 1 entspre­chen, sind mit um 100 erhöhten Bezugszeichen versehen. Auf der Wickelachse 301 ist eine Drehmoment-Übertragungs­einrichtung 103 angeordnet, auf die ein Wickelkern 102 aufgeschoben und auf übliche Weise befestigt ist. Die Drehmoment-Übertragungseinrichtung 103 weist einen an der Wickelachse 101 befestigten Nabenteil 104 und einen Kernaufnahmeteil 106 auf. Der Kernaufnahmeteil 106 ist mit Hilfe von Lagern 107, 108 auf dem Nabenteil 104 drehbar gelagert und mit Hilfe eines Stellrings 109, der auf einem Gewinde 110 verdrehbar ist, in Axialrich­tung verschiebbar gelagert.

[0034] Der Kernaufnahmeteil weist Permanentmagnete 118 auf. Die Hauptrichtung des Magnetfeldes verläuft aber nicht in axialer, sondern in radialer Richtung. Auch hier sind die Permanentmagnete wieder alternierend angeordnet, d.h. abwechselnd weist ein Nordpol, ein Südpol, ein Nordpol etc. in Richtung auf die Wickelachse 101. Der Nabenteil 104 besteht größtenteils aus einem magnetisch und elektrisch nicht leitenden Werkstoff 111, auf den durch das Magnetfeld keine Kräfte übertragen werden können. Nur in einem axialen Teilabschnitt ist eine Induktionsschicht 128 angeordnet, auf die das Magnetfeld Kräfte ausüben kann. Durch Verschieben des Kernaufnahme­teils 106 in axialer Richtung gegenüber dem Nabenteil 104 läßt sich die Überdeckung der Permanentmagnete 118 mit dem Induktionsteil 128 verändern. Damit verändert sich auch die magnetische Kopplung. Je stärker die Über­deckung zwischen den Permanentmagneten 118 und dem Induk­tionsteil 128 ist, desto größer ist auch das übertragbare Drehmoment.

[0035] Der radiale Luftspalt zwischen dem Nabenteil 104 und dem Kernaufnahmeteil 106 ist in der Figur nicht zu er­kennen. Um eine möglichst gute magnetische Kopplung zu erreichen, wird angestrebt, diesen Luftspalt so klein wie möglich zu halten. Im Extremfall reicht es aus, die beiden Teile dicht benachbart, aber miteinander reibungsfrei zu führen. Auch hier kann nach einer Kali­brierung aus der Breite des Spalts 137 zwischen dem Kernaufnahmeteil 106 und dem auf dem Nabenteil 104 un­verschiebbar angeordnete Anschlag 138 eine Aussage über das eingestellte Drehmoment gewonnen werden.

[0036] Natürlich kann im Fall der Fig. 1 die Magnetfelderzeu­gungseinrichtung auch im Kernaufnahmeteil 6 angeordnet werden, während die Induktionsscheiben dann zum Naben­teil 4 gehören. Genauso können in Fig. 3 die Permanent­magnete auch am Nabenteil 104 angeordnet werden, wenn der Induktionsteil 128 am Kernaufnahmeteil 106 angeordnet ist.

[0037] Fig. 4 zeigt eine Kurvenschar für drei verschiedene Ausführungsbeispiele, bei denen die linke Kurve vier Permanentmagnete, die mittlere Kurve sechs Permanent­magnete und die rechte Kurve acht Permanentmagnete auf der Trägerscheibe aufweist. Hieraus läßt sich entnehmen, daß der Zusammenhang zwischen dem übertragenen Drehmo­ment und der Luftspaltlänge in einem großen Teilbereich weitgehend linear ist.

Ansprüche

1. Wickelvorrichtung zum gleichzeitigen Aufwickeln von mehreren Materialbahnstreifen, insbesondere Photopoly­merfilmen, auf Wickelkerne mit mindestens einer ange­triebenen Wickelachse, auf der die Wickelkerne dreh­bar angeordnet sind, und mit einer Drehmoment-Über­tragungseinrichtung zur Übertragung eines Drehmoments von der Wickelachse auf die Wickelkerne, die einen auf der Wickelachse verschiebbaren Nabenteil und einen im Wickelkern verschiebbaren und in Dreh- und Axialrichtung in diesem festlegbaren Kernaufnahme­teil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmo­ment-Übertragungseinrichtung (3, 103) in radialer Richtung zwischen Wickelachse (1, 101) und Wickelkern (2, 102) angeordnet ist, daß der Nabenteil (4, 104) auf der Wickelachse (1, 101) in Axialrichtung fest­legbar ist und daß einer der beiden Teile (4, 104; 6, 106) eine Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung (18-23, 118) aufweist, die ein Magnetfeld erzeugt, das zur Übertragung eines Drehmoments auf den anderen der beiden Teile (6, 106; 4, 104) wirkt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Kopplung zwischen Nabenteil (4, 104) und Kernaufnahmeteil (6, 106) veränderbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung Permanentmagnete (18-23) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptrichtung des Magnetfelds in der Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung (18-23) paral­lel zur Wickelachse (1) verläuft.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetfeld-Erzeugungseinrich­tung (18-23) auf einer senkrecht zur Wickelachse angeordneten Trägerscheibe (15-17) angeordnet ist und das Magnetfeld auf eine parallel dazu angeordnete Induktionsscheibe (28-30) wirkt, wobei die Träger­scheibe (15-17) mit dem Nabenteil (4) oder dem Kern­aufnahmeteil (6) und die Induktionsscheibe (28-30) mit dem jeweils anderen der beiden Teile (6, 4) dreh­fest verbunden ist und zwischen den Scheiben (15-17, 28-30) ein Luftspalt (31-33) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt (31-33) einstellbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmoment-Übertragungsein­richtung (3) modulartig aufgebaut ist, wobei jedes Modul einen Nabenteil (11-13), einen Kernaufnahmeteil (24-26) und eine Magnetfeld-Erzeugngseinrichtung (18-20) aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß alle Module den gleichen Beitrag zur Drehmoment-­Übertragung leisten.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Nabenteile (11-13) aller Module und die Kernaufnahmeteile (24-26) aller Module je­weils drehfest miteinander verbunden sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, da­durch gekennzeichnet, daß die Nabenteile (11-13) aller Module und die Kernaufnahmeteile (24-26) aller Module jeweils zur gemeinsamen Verlagerung in Axial­richtung fest miteinander verbunden sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­net, daß die Nabenteile (11-13) und die Kernaufnahme­teile (24-26) von benachbarten Modulen jeweils mit­einander verschraubt sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­durch gekennzeichnet, daß die Hauptrichtung des Magnetfelds in der Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung (118) radial zur Wickelachse (111) verläuft.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­net, daß der Nabenteil (104) oder der Kernaufnahme­teil (106) die Magnetfeld-Erzeugngseinrichtung (118) ganz oder teilweise überdeckt, wobei der Über­deckungsbereich einstellbar ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 13, da­durch gekennzeichnet, daß eine Verstellvorrichtung vorgesehen ist, die die magnetische Kopplung während des Aufwickelns kontinuierlich oder in einer vorbe­stimmten Abhängigkeit von der Umdrehungszahl ver­ändert.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, da­durch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Wickel­achse eine Rücklaufsperre aufweist und eine Material­bahnbremse vorgesehen ist.

Zeichnung