DE19910475A1 - Walzenkörper oder dergleichen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Walzenkörper oder dergleichen mit einem Tragkörper 1 und einer diesen umgebenden und mit ihm fest verbundenen hülsenartigen Ummantelung 3 aus einem von dem des Tragkörpers 1 verschiedenen Material. Die Ummantelung 3 weist zumindest einen sich ringförmig um ihren Umfang erstreckenden Entlastungsbereich 7 auf, der durch einen Bereich verringerter Materialdicke oder einen materialfreien Bereich gebildet wird. Durch diese Ausgestaltung werden Spannungsspitzen in der Ummantelung 3 und unkontrolliertes Reißen oder Brechen der Ummantelung 3 vermieden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Walzenkörper oder dergleichen rotierbares Tragele­ ment nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Es kann sich dabei um beidseitig gelagerte Walzenkörper, wie beispielsweise Wickelwellen, Wickelzapfen oder Tragrohre, aber auch um lediglich einseitig gelagerte Walzenkörper wie z. B. Wickelköpfe handeln. Die Trägerfunktion kann mit oder ohne Spannvorrichtun­ gen in den üblichen Bauformen erfolgen.

Gattungsgemäße Walzenkörper bestehen zumindest aus einem Tragkörper, wel­ cher wegen der tragenden Funktion aus einem Material mit hohen Festigkeitswer­ ten, wie Biegewechselfestigkeit und Elastizitätsmodul, gefertigt ist. Mit dem Trag­ körper ist eine Ummantelung aus einem meist metallischen Material verbunden, die als Verschleißschutzschicht dient und zur Erzielung geringerer Rauhtiefen und guter Oberflächenhärten einer nachträglichen Oberflächenveredelung, wie bei­ spielsweise anodisieren, zugänglich ist, ohne eine tragende Funktion erfüllen zu müssen. Das Material der Ummantelung hat dabei in der Regel eine höhere Härte als das Material des Tragkörpers und ist entsprechend spröde und weniger biege­ wechselfest. Im bestimmungsgemäßen Einsatz sind Walzenkörper erheblichen Biegewechselbelastungen ausgesetzt. Dies führt vielfach zu einem Bruch der Ummantelung, obgleich die Belastbarkeit des Tragkörpers noch nicht erreicht ist. Die dabei entstehenden Risse oder Bruchstellen führen zu einer erhöhten Unfall­ gefahr durch Schnittverletzungen. Auch wird durch Materialaufwerfungen an diesen Stellen häufig die Handhabung aufzuschiebender Teile, wie z. B. von Wickelhülsen oder Aufsteckadaptern erschwert, die an diesen Aufwerfungen hängen bleiben können. Schließlich ist der optische Eindruck solcher Walzenkör­ per mit beschädigter Ummantelung nicht befriedigend. Zur Vermeidung solcher Beschädigungen werden daher in der Praxis Walzenkörper vielfach so dimensio­ niert, daß sie in bezug auf Festigkeit auf ihr schwächstes Material ausgelegt werden, was in der Regel die Ummantelung ist. Damit können die normalerweise höheren Biegewechselfestigkeiten der verwendeten Tragkörper nicht genutzt werden.

Die Erfindung befaßt sich daher mit dem Problem, einen gattungsgemäßen Wal­ zenkörper anzugeben, der ein verbessertes Einsatzverhalten zeigt, insbesondere im Einsatz weniger zu Verletzungen führende oder die Handhabung erschwe­ rende Beschädigungen erhält.

Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch einen Walzenkörper mit den Merk­ malen des Anspruchs 1 gelöst.

Indem in der Ummantelung zumindest ein sich ringförmig um ihren Umfang er­ streckender Entlastungsbereich als materialfreier Bereich oder entsprechender Be­ reich verringerter Materialdicke vorgesehen wird, ist dort eine Zone geschaffen, die ein gezieltes Nachgeben der Ummantelung ermöglicht, ohne daß uner­ wünschte Erscheinungen wie Risse oder Materialaufwerfungen etc. entstehen. Sind die Entlastungsbereiche durch eine verringerte Materialdicke der Ummante­ lung ausgebildet, so reißt die Ummantelung bei Überschreiten der maximalen Biegewechselfestigkeit des Ummantelungsmaterials dann gezielt in diesen als Sollbruchstellen ausgelegten Bereichen. Durch die geringere Materialdicke in die­ sen Bereichen kommt es dennoch nicht zu Aufwerfungen oder scharf vorstehen­ den Kanten. Ist die Ummantelung mit einem oder mehreren sich ringförmig um ihren Umfang erstreckenden materialfreien Bereichen versehen, führt dies durch die dabei entstehenden kürzeren Ummantelungsstücke als bei einer durchgehen­ den Ummantelung dazu, daß keine Risse mehr auftreten und die Ummantelung so ausgelegt werden kann, daß sie den gleichen Biegewechselbelastungen wie der Tragkörper standhält.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus den Unteransprüchen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung die im folgen­ den erläutert werden; es zeigen:

Fig. 1 schematisch einen erfindungsgemäßen Walzenkörper,

Fig. 2 eine Vergrößerung des Ausschnitts II in Fig. 1 teilweise im Schnitt und

Fig. 3 eine Ansicht entsprechend Fig. 2 in einer anderen Ausführungs­ form.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Walzenkörper handelt es sich um eine Wickel­ welle zum Auf- und Abwickeln von flexiblem Flachmaterial auf entsprechenden Wickelhülsen. Die Wickelwelle weist einen Tragkörper 1 auf mit einem zur Auf­ nahme einer Wickelhülse dienenden Mittelbereich und beiderseitigen Lagerberei­ chen 2. Der Mittelbereich des Tragkörpers 1 ist von einer Ummantelung 3 umge­ ben, die mehrere länglich-ovalförmige, sich in Richtung der Drehachse 4 der Wickelwelle erstreckende Ausnehmungen 5 aufweist, durch die als Spannleisten 6 ausgebildete Spannelemente hindurchtreten. Die Spannleisten 6 sind mittels eines nicht dargestellten Expansionsmechanismus in radialer Richtung nach außen beweglich und dienen dem Festspannen und Fixieren der auf die Wickelwelle aufzuschiebenen Wickelhülse.

Der Tragkörper 1 besteht aus einem Faserverbundwerkstoff hoher Biegewechsel­ festigkeit, z. B. carbonfaserverstärktes Reaktionsharz oder Glasfaserverbundwerk­ stoff wohingegen die Ummantelung 3 als Verschleißschutzschicht dient und aus einem metallischen Werkstoff, vorzugsweise Aluminium oder Stahl besteht. Ringförmig um den Umfang der Ummantelung 3 erstrecken sich mehrere Entla­ stungsbereiche 7, die ein unkontrolliertes Reißen und Brechen der Ummantelung 3 verhindern. Vorzugsweise sind diese Entlastungsbereiche 7 in den kritischen Belastungszonen der Ummantelung 3 angeordnet, in denen bei herkömmlichen Walzenkörpern üblicherweise Beschädigungen der Ummantelung auftreten. Diese kritischen Belastungszonen befinden sich insbesondere in der Nähe der Spannleisten 6, da die dortigen Ausnehmungen 5 in der Ummantelung 3 eine zusätzliche Kerbwirkung auf diese ausüben. Weitere kritische Belastungszonen sind oft im Außenbereich von Walzenkörpern nahe der Lagerbereiche 2 angeord­ net.

In den Fig. 2 und 3 ist ein Teil der Wickelwelle aus Fig. 1 in einem vergrößer­ ten Ausschnitt teilweise geschnitten in zwei unterschiedlichen Ausführungsformen dargestellt. In Fig. 2 ist erkennbar, daß der abgebildete Entlastungsbereich 7 durch eine nach außen offene Ringnut 8 gebildet ist. Durch die dadurch verursache bewußte Materialschwächung in diesem Bereich wird dort eine Sollbruchstelle vorgesehen, in der die Ummantelung 3 bei Überschreiten der zulässigen Biegewechselfestigkeit reißt, ohne daß dadurch die Tragkraft des Walzenkörpers herabgesetzt wird, da diese vom Tragkörper 1 bestimmt wird. Da in dem Entla­ stungsbereich jedoch weniger Material als an der übrigen Ummantelung 3 vor­ handen ist, kommt es trotz des Reißens nicht zu Materialaufwerfungen, die über die äußerste Oberfläche 9 der Ummantelung 3 vorspringen könnten. Den Bereich verringerter Materialdicke dabei als nach außen offene Ringnut 8 auszugestalten ist auch insoweit besonders vorteilhaft, da die Sollbruchstelle hinter die äußere Oberfläche 9 der Ummantelung 3 zurücktritt und die Gefahr einer Verletzung durch Hautkontakt etc. noch weiter herabgesetzt wird. Außerdem läßt sich eine solche Wickelwelle auf einfache Weise herstellen, indem die Ummantelung 3, die zunächst noch keine Entlastungsbereiche 7 aufweist, auf den Tragkörper 1 aufgeschoben und dort aufgeschrumpft oder aufgeklebt wird und erst in einem weiteren Bearbeitungsschritt die Ringnut 8 eingestochen oder anderweitig einge­ bracht wird.

Vorzugsweise sind die Entlastungsbereiche 7 wie dargestellt mit einer flexiblen Masse 10 zumindest teilweise aufgefüllt. Diese sollte so elastisch sein, daß sie in diesen Bereichen haften bleibt, auch wenn die Ummantelung 3 dort reißt oder sich Ummantelungsteile gegeneinander verschieben. Dadurch wird die Verlet­ zungsgefahr weiter gemindert, da keine scharfen Kanten berührt werden können. Auch optisch macht der Walzenkörper dann stets einen zufriedenstellenden Ein­ druck. Zudem dient das Auffüllen mit einer flexiblen Masse der Oberflächenglät­ tung der Ummantelung 3, was die Handhabung des Walzenkörpers weiter er­ leichtert. Ferner verhindert die flexible Masse 10 Schmutzansammlungen in den Entlastungsbereichen 7. Eine Einfärbung der flexiblen Masse 10 in unterschiedli­ chen Farben kann der Kennzeichnung unterschiedlicher Walzenkörper mit z. B. verschiedenen Belastungsgrenzen oder verschiedenen Einsatzzwecken dienen und somit die Wahl des richtigen Walzenkörpers bei Einbau oder Walzenkörper­ wechsel erleichtern. Dieser Hinweis kann für das Personal einen zusätzlichen Unfallschutz darstellen, da Verwechslung und die Verwendung falscher Walzen­ körper ausgeschlossen wird.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der der Entlastungsbereich 7 nicht als Ringnut, sondern als materialfreier Bereich ausgebildet ist. Auch dieser ist in vorteilhafter Weise mit einer flexiblen Masse 10 aufgefüllt.

Claims (6)

1. Walzenkörper oder dergleichen mit einem Tragkörper (1) und einer diesen um­ gebenden und mit ihm fest verbundenen hülsenartigen Ummantelung (3) aus einem von dem des Tragkörpers (1) verschiedenen Material, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ummantelung (3) zumindest einen sich ringförmig um ihren Umfang erstreckenden Entlastungsbereich (7) aufweist, der durch einen Bereich verringerter Materialdicke oder einen materialfreien Bereich gebildet wird.

2. Walzenkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich verringerter Materialdicke durch eine nach außen offene Ringnut (8) gebildet ist.

3. Walzenkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ent­ lastungsbereich (7) zumindest teilweise mit einer flexiblen Masse (10) aufgefüllt ist.

4. Walzenkörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Masse (10) zur Kennzeichnung eingefärbt ist.

5. Walzenkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper (1) aus einem Faserverbundwerkstoff und die Ummantelung (3) aus einem metallischen Werkstoff besteht.

6. Walzenkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Entlastungsbereich (7) in einer kritischen Belastungszone der Ummante­ lung (3) angeordnet ist.