Wickelkern-Spannvorrichtung

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Wickelwelle mit einer Vielzahl von auf ihr drehbar und antreibbar gelagerten selbstspannenden Einzelwickelkörpern für Wickelkerne, wobei jeweils in eine Ringnut jedes Einzelwickelkörpers eine nachgiebige Spannvorrichtung eingelegt ist, deren Außendurchmesser größer ist als der Innendurchmesser der Wickelkerne, wobei die Nachgiebigkeit der Spannvorrichtung ein gleitendes Aufschieben der Wickelkerne in axialer Richtung zuläßt, indem die Spannvorrichtung in radialer Richtung nachgiebige Federelemente enthält und aus Segmenten besteht, deren Endflächen abgeschrägt sind und an mit ähnlichem Abschrägungswinkel versehenen mit dem Boden der Ringnut fest verbundenen Zwischenstücken radial verschiebbar angeordnet sind.

[0002] In Wickelmaschinen, insbesondere in kombinierten Längsschneide- und Wickelmaschinen beispielsweise für Magnetbänder nehmen die Wickelwellen jeweils eine Vielzahl von Wickelkernen auf. Das Bestücken der Wellen mit Wickelkernen ist problematisch, denn die zahlreichen bewickelten Kerne sollen sehr schnell von der Wickelwelle abgezogen und durch leere Wickelkerne positionsrichtig ersetzt werden. Die Spannvorrichtung soll beim Bestücken ein leichtes und störungsfreies Verschieben der Wickelkerne auf der Welle nicht behindern. Daher kennt man bereits zahlreiche Spannvorrichtungen an der Wickelwelle wie Kippspäne, Spannrollen, Spannstifte oder dergleichen. Diese Spannvorrichtungen stellen mechanisch aufwendige Konstruktionen dar, die die Kosten der Wickelwelle in die Höhe treiben. Die Schwierigkeiten werden um so größer, wenn Einzelwickelkörper mit gesonderten Friktionen eingesetzt werden.

[0003] Aus der EP-A-0 250 898 ist eine Spannvorrichtung bekannt, welche aus einem drehbar gelagerten auf einer Kreisscheibe sitzendem Block besteht, der als Spannelemente zwei gegenüberliegende Buchsen enthält, die jeweils zwei federunterstützte Kugeln aufweisen und wobei sich die Spannelemente in einem Abstand von der Kreisscheibe befinden, so daß beim Aufschieben auf den Block der Wickelkern auf der einen Seite an der Kreisscheibe anliegt und auf der anderen Seite durch die Spannelemente positionsrichtig angeordnet ist. Bei dieser Anordnung ist äußerst nachteilig, daß das Bestücken und Entstücken der Wickelkerne auf der Welle äußerst zeitaufwendig ist.

[0004] Die DE-A-22 41 783 beschreibt eine Spannvorrichtung, bei der Spannprismen beiderseits eines Wickelkerns längs eines regelmäßigen parallel zur Basisfläche des Wickelkerns liegenden Vielecks angeordnet sind und die jeweils um die Prismenkante drehbar sind.

[0005] Spannvorrichtungen des oben genannten gattungsmäßigen Typs sind beschrieben in den Anmeldungen

• DE-GM 88 15 051. Beschrieben ist ein Wickelkernhalter bestehend aus einer ringförmigen Blattfeder sowie einem darunterliegenden Gummikissen, welches eine ungewollte Drehung der Blattfeder verhindern und die Elastizität der Blattfeder verstärken soll.
• EP-A-0 133 648 und EP-A-0 356 744. Hierbei ist die Spannvorrichtung als ein in radialer Richtung nachgiebiger Wellenring oder Nabenkranz oder als Spannring abwechselnd gegen einander gerichteten Zungen ausgestaltet, der auf einer nachgiebigen Unterlage wie zum Beispiel einem O-Ring oder einem Gummiband aufliegend.
• Die EP-A-0 297 609 beschreibt als Spannelement kreiszylindrische Segmente, die durch eine in einer zentralen Nut liegende Spiralfeder zusammengehalten werden und wobei zwischen Innenring und den Segmenten auf beiden Seiten Silikonschläuche als federnde Elemente angeordnet sind.

[0006] Bei den vorgenannten Anmeldungen ist nachteilig, daß die Federwirkung nicht zeitstabil ist und außerdem ein unzureichender Federweg besteht, so daß zumindest nach längerer Gebrauchsdauer die ortsstabile Fixierung der Wickelkerne auf der Spannvorrichtung nicht mehr gewährleistet ist und deswegen das Wickelverhalten unbefriedigend wird.

[0007] Die DE-A-10 50 964 bezieht sich auf eine Wickelspannhülse zum Aufschieben einer Wickelröhre, bestehend aus einem einstückigen festen Kern, in den über den Umfang verteilt in axialer Richtung sich erstreckende schwalbenschwanzförmige Schlitze eingefräst sind. In diesen befinden sich axial einschiebbare entsprechend geformte radial verschiebbare Segmente, welche durch axial verlaufende, zwischen Kern und Segment angeordnete Blattfedern, vorgespannt sind und wobei die Kraftübertragung zwischen Segmenten und Wickelröhre durch Zentrifugalkraft unterstützt wird.

[0008] Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung der oben genannten gattungsmäßigen Art zu schaffen, wobei

• der Einzelwickelkörper eine glatte Oberfläche hat, um den Abrieb beim Auf- und Abschieben der Wickelkerne zu verringern
• der Federweg groß sein soll
• die Spannkraft des Federelements durch dessen Abmessung einfach veränderbar ist
• wenig Bauraum erforderlich ist, um einen großen Durchmesser der Wickelwelle zu ermöglichen.

[0009] Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe gelöst mit einer Wickelwelle mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmalen. Einzelheiten der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen hervor.

[0010] Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen näher erläutert und zwar zeigt

Figur 1

einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Spannvorrichtung

Figur 2

einen Längsschnitt durch einen Teil der Spannvorrichtung gemäß Figur 1

Figuren 3 und 4

entsprechende Längs- beziehungsweise Querschnitte einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform

Figur 5

einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform

Figuren 6 und 7

Längsschnitte durch weitere Ausführungsformen der Zentriervorrichtung für die Wickelkerne.

[0011] Die Figuren 1 und 2 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Auf einer Wickelwelle (8) sitzen nebeneinander Einzelwickelkörper (6) (gezeichnet ist nur jeweils ein Exemplar) mit einer umlaufenden Ringnut (14), in der die im Detail zu beschreibende Spannvorrichtung sitzt. Die Drehmomentübertragung zwischen Wickelwelle und Einzelwickelkörpern kann über Wirbelstromkupplung, Reibkupplung, die beispielsweise druckluftbelastet ist oder eine irgendwie verspannte Lagerung geschehen, ist jedoch nicht Gegenstand dieser Erfindung.

[0012] In der Ringnut sind mehrere zylinderringförmige Segmente (2) angeordnet, deren beide Endflächen (13) abgeschrägt sind. Die Verankerung der beschriebenen Segmente geschieht durch jeweils zwischen zwei Segmenten am Boden der Ringnut befestigte im Querschnitt pilzförmige Zwischenstücke (3), die entsprechend umgekehrt abgeschrägt sind, wie die Endflächen (13) der Segmente. Zwischen Boden der Ringnut (14) und der Innenfläche der Segmente (2) ist als Federelement eine Blattfeder (4) eingelegt, die sich mit ihren beiden freien Enden jeweils am Ende des Segments abstützt und mit ihrem Mittelteil am Boden der Ringnut. Die Abmessungen der Blattfeder bestimmen die Spannkraft des Spannelements. Die Außenfläche der Segmente (2) ragt etwas über die Umfangsfläche (5) des Einzelwickelkörpers (6) heraus. Die Zwischenteile (3) begrenzen den radialen Federweg der Segmente (2) nach außen. Außerdem verhindern die Zwischenteile (3) eine Verdrehung der Segmente (2) in Umfangsrichtung durch die Drehmomentübertragung von Einzelwickelkörper (6) auf den Wickelkern (9).

[0013] Um ein einwandfreies Zentrieren des axial aufschiebbaren Wickelkerns (9) auf die Spannvorrichtung (2, 4) auf dem Einzelwickelkörper zu ermöglichen, hat jedes Segment an seiner Außenfläche auf beiden Seiten einen Ringwulst (10), wobei die Abstände der beiden Ringwülste der Breite des Wickelkerns entsprechen.

[0014] Eine andere ebenfalls bevorzugte Version ist in den Figuren 3 beziehungsweise 4 dargestellt. Dabei sind pro Segement jeweils vier Federelemente (18) vorgesehen, bestehend aus Schraubenfedern (15), welche in Hülsen (16) eingesetzt sind, die im Boden der Ringnut (14) stecken und an ihrem freien Ende Kugeldruckstücke (17) tragen, welche gegen die Innenseite der Segmente (2) drücken. Dabei sind jeweils zwei derart beschriebene Federelemente an beiden Enden des Segments beidseitig angeordnet.

[0015] Die vorstehend geschilderten Anordnungen lassen noch zahlreiche Varianten offen, von denen einige in den Figuren 5 bis 7 dargelegt sind. Wie aus Figur 5 erkennbar, kann die Blattfeder (4') in ihrem Mittelteil mit einem Durchbruch versehen sein und ist mit dem Zwischenstück (3) auf dem Boden der Ringnut befestigt, während sie mit ihren beiden freien Enden an den Innenseiten zweier benachbarter Segmente (2) anliegt, ebenso die nächstfolgende Blattfeder (4'') und so weiter.

[0016] Ebenso kann auch, wie aus Figur 6 erkennbar, der Wulst (10) nur an einer Außenseite des Segments (2) angeordnet sein, während an der gegenüberliegenden Seite ein federbelastetes Kugeldruckstück (10') angeordnet ist und auf diese Weise eine Einschnapp- beziehungsweise Zentriervorrichtung für den Wickelkern (9) darstellt. Eine weitere Variante ist aus Figur 7 zu erkennen. Dabei wird der Wickelkern an einem Wulst (10) zum Anschlag gebracht; das Kugeldruckstück (10'') ist diesmal an den zwischen den Segmenten (2) liegenden Zwischenstück (3) angebracht.

[0017] Die beschriebenen Spannvorrichtungen lösen die der Erfindung zugrundeliegenden Aufgaben und bietet die im folgenden genannten Vorteile.

• Eine sichere Fixierung des Wickelkerns sowie eine genaue Positionierung rechtwinkelig zur Drehachse, so daß kein Taumeln der Wickelkerne oder ein seitliches Wandern eintreten kann.
• Beim Überschieben der Wickelkerne entsteht kein Abrieb wegen der glatten Oberfläche der Segmente.
• Es besteht ein großer Federspannweg, was besonders wichtig ist, da sich der Innendurchmesser des Wickelkerns beim Bewickeln mit Magnetband verkleinert.
• Der Wickelwellendurchmesser kann infolge der geringen Bauhöhe sehr groß gewählt werden, wie auch aus den Abbildungen hervorgeht, so daß nur geringe Durchbiegung der Wickelwelle eintritt, auch wenn die zahlreichen auf ihr aufgeschobenen Wickelkerne mit einer größeren Bandlänge beispielsweise mit Magnetband Gewickelt sind.

[0018] Als Wickelkerne sind geeignet die sogenannten NAB-Kerne oder Wickelkerne gemäß DE 24 48 853, welche beiderseits axiale Verformungen aufweisen, die aufeinandergestapelte Kerne gegen Verschieben oder Verdrehen schützen.

Beispiel

[0019] An einer Trennmaschine wird eine 65 cm breite mit einer magnetischen Beschichtung versehene Kunststoff-Trägerbahn in ca. 50 jeweils 1,27 cm (1/2") breite Streifen geschnitten und die Streifen jeweils alternierend auf zwei kompletten Spannvorrichtungen mit einer Geschwindigkeit von bis zu 500 m/Min. aufgewickelt, so daß auf jeder Wickelwelle jeweils 25 Bandwickel bis zu einer Länge von 5 000 Meter auf jedem Wickelkern aufgewickelt wurden, was ein Gesamtgewicht der Bandwickel von 50 kg auf jeder Wickelwelle ergibt. Mit den dargestellten erfindungsgemäßen Spannvorrichtungen ergab sich ein einwandfreies Wickelbild.

Ansprüche

1. Wickelwelle (8) mit einer Vielzahl von auf ihr drehbar und antreibbar gelagerten selbstspannenden Einzelwickelkörpern (6) für Wickelkerne, wobei jeweils in eine Ringnut (14) jedes Einzelwickelkörpers (6) eine nachgiebige Spannvorrichtung eingelegt ist, deren Außendurchmesser größer ist als der Innendurchmesser der Wickelkerne, wobei die Nachgiebigkeit der Spannvorrichtung ein gleitendes Aufschieben der Wickelkerne in axialer Richtung zuläßt, indem die Spannvorrichtung in radialer Richtung nachgiebige Federelemente (4, 4', 4'', 18) enthält und aus Segmenten (2) besteht, deren Endflächen abgeschrägt sind und an mit ähnlichem Abschrägungswinkel versehenen mit dem Boden der Ringnut fest verbundenen Zwischenstücken (3) radial verschiebbar angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß
die Segmente (2) entlang des Umfangs (5) jedes Einzelwickelkörpers (6) verteilt und zylinderringförmig sind, deren einander zugewandte Endflächen an der Innenfläche (7) eines jeweils zwischen zwei Segmenten angeordneten Zwischenstücks (3) angeordnet sind und die Zwischenstücke Pilzform haben, daß zwischen dem Boden der Ringnut (14) und der Innenfläche der Segmente ein oder mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Federelemente (4, 4', 4'', 18) sitzen und daß die Segmente (2) auf mindestens der einen Außenseite ihrer Umfangsfläche einen Ringwulst (10) aufweisen und/oder daß auf einer gegenüberliegenden Außenseite der Segmente oder des Zwischenstücks (3) ein federelastisches Kugeldruckstück (10', 10'') angebracht ist, wobei der axiale Abstand der Ringwulste oder von Ringwulst und Kugeldruckstück der Breite der Wickelkerne entspricht.

2. Wickelwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement eine Blattfeder (4) ist, deren Länge etwa der Länge des Segments (2) entspricht und deren beide Enden sich an der Innenseite des Segments abstützen, während sich der Mittelteil der Feder am Boden der Ringnut (14) abstützt.

3. Wickelwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement eine Blattfeder (4') ist, die über ihr mit einer Ausnehmung versehenes Mittelteil mit dem Zwischenteil (3) verbunden ist und deren beide Enden an der Innenseite zweier benachbarter Segmente anliegen.

4. Wickelwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (18) eine Schraubenfeder (15) ist, deren eines Ende sich in einer am Boden der Ringnut (14) vorgesehenen Bohrung abstützt und wobei das andere Ende auf ein Kugeldruckstück (17) drückt, welches aus einer Hülse (16) herausragt und gegen die Innenseite des Segments (2) drückt, wobei pro Segment jeweils vier derartige Federelemente an beiden Enden paarweise verteilt sind.

Claims

1. A winding shaft (8) having a multiplicity of self-tensioning individual winding elements (6) for winding mandrels mounted on it in such a way that they can rotate and be driven, a compliant tensioning means being inserted in each case in an annular groove (14) of each individual winding element (16), the outside diameter of which means is greater than the inside diameter of the winding mandrels, the compliance of the tensioning means allowing the winding mandrels to be pushed on by sliding in the axial direction by virtue of the fact that the tensioning means includes spring elements (4, 4', 4'', 18) which are compliant in the radial direction, and comprises segments (2), the end faces of which are beveled and are arranged radially displaceably on intermediate pieces (3), which are provided with a similar bevel angle and are firmly connected to the bottom of the annular groove, wherein the segments (2) are distributed along the circumference (5) of each individual winding element (6) and are cylindrical-annular, the mutually facing end faces of which segments are arranged on the inner face (7) of an intermediate piece (3) arranged in each case between two segments, and the intermediate pieces have a mushroom shape, wherein one or more spring elements (4, 4', 4'', 18) arranged so as to be distributed in the circumferential direction are seated between the bottom of the annular groove (14) and the inner face of the segments, and wherein the segments (2) have an annular bead (10) on at least one outer side of their circumferential surface and/or wherein a resiliently flexible ball thrust piece (10', 10'') is mounted on an opposite outer side of the segments or of the intermediate piece (3), the axial spacing of the annular beads or between the annular bead and ball thrust piece corresponding to the width of the winding mandrels.

2. The winding shaft as claimed in claim 1, wherein the spring element is a leaf spring (4), the length of which corresponds approximately to the length of the segment (2) and the two ends of which are supported against the inner side of the segment, whereas the central part of the spring is supported against the bottom of the annular groove (14).

3. The winding shaft as claimed in claim 1, wherein the spring element is a leaf spring (4'), which is connected to the intermediate part (3) via its central part, which is provided with an opening, and the two ends of said leaf spring bear against the inner side of two neighboring segments.

4. The winding shaft as claimed in claim 1, wherein the spring element (18) is a helical spring (15), the one end of which is supported in a bore provided on the bottom of the annular groove (14) and the other end presses on a ball thrust piece (17), which protrudes out of a sleeve (16) and presses against the inner side of the segment (2), four such spring elements per segment in each case being distributed in pairs at both ends.

Revendications

1. Arbre d'enroulement (8) comportant, pour des noyaux d'enroulement, un grand nombre de corps individuels d'enroulement à serrage automatique (6) montés tournants et entraînables sur lui, un dispositif souple de serrage étant monté dans une gorge annulaire (14) de chaque corps individuel d'enroulement (6), dispositif de serrage dont le diamètre extérieur est supérieur au diamètre intérieur des noyaux d'enroulement, la souplesse du dispositif de serrage permettant un montage glissant des noyaux d'enroulement dans la direction axiale, le dispositif de serrage, pour cela, comportant des éléments élastiques souples en direction radiale (4,4',4'',18) et étant constitué de segments (2) dont les faces d'extrémité sont inclinées et placées mobiles radialement sur des pièces intermédiaires (3) ayant un angle d'inclinaison semblable fixées au fond de la gorge annulaire, caractérisé par le fait que les segments (2) sont répartis le long de la circonférence (5) de chaque corps individuel d'enroulement (6) et sont en forme d'anneau cylindrique et leurs faces d'extrémité en regard sont placées chacune sur la surface intérieure (7) d'une pièce intermédiaire (3) placée entre deux segments, et les pièces intermédiaires sont en forme de champignon, qu'entre le fond de la gorge annulaire (14) et la face intérieure des segments sont montés un ou plusieurs éléments élastiques répartis dans la direction circonférentielle (4,4',4'',18), et que les segments (2) présentent un bourrelet annulaire (10) sur au moins un côté extérieur de leur surface périphérique et/ou que sur un côté extérieur opposé des segments ou de la pièce intermédiaire (3) est montée une pièce de pression élastique à bille (10',10''), la distance axiale entre les bourrelets annulaires ou entre le bourrelet annulaire et la pièce de pression à bille correspondant à la largeur des noyaux d'enroulement.

2. Arbre d'enroulement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément élastique est un ressort lame (4) dont la longueur correspond à peu près à la longueur du segment (2) et dont les deux extrémités s'appuient sur la face intérieure du segment, tandis que sa partie médiane s'appuie sur le fond de la gorge annulaire (14).

3. Arbre d'enroulement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément élastique est un ressort lame (4') qui est fixé à la pièce intermédiaire (3) par sa partie médiane pourvue d'un évidement, et dont les deux extrémités s'appuient sur la face intérieure de deux segments voisins.

4. Arbre d'enroulement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément élastique (18) est un ressort hélicoïdal (15) dont une extrémité s'appuie dans un trou prévu au fond de la gorge annulaire (14) et l'autre extrémité exerce une pression sur une pièce de pression à bille (17) qui fait saillie d'une douille (16) et exerce une pression sur la face intérieure du segment (2), étant prévus pour chaque segment quatre tels éléments élastiques, deux à chaque extrémité.

Zeichnung