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EP0520348B1 - Wickelkern-Spannvorrichtung - Google Patents

Wickelkern-Spannvorrichtung Download PDF

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Publication number
EP0520348B1
EP0520348B1 EP92110454A EP92110454A EP0520348B1 EP 0520348 B1 EP0520348 B1 EP 0520348B1 EP 92110454 A EP92110454 A EP 92110454A EP 92110454 A EP92110454 A EP 92110454A EP 0520348 B1 EP0520348 B1 EP 0520348B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
winding
segments
spring
annular groove
annular
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP92110454A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0520348A1 (de
Inventor
Josef Birkmann
Friedrich Held
Gottfried Lutz
Bernd Dr. Scholtysik
Jose Toral
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Emtec Magnetics GmbH
Original Assignee
BASF Magnetics GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BASF Magnetics GmbH filed Critical BASF Magnetics GmbH
Publication of EP0520348A1 publication Critical patent/EP0520348A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0520348B1 publication Critical patent/EP0520348B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H75/00—Storing webs, tapes, or filamentary material, e.g. on reels
    • B65H75/02—Cores, formers, supports, or holders for coiled, wound, or folded material, e.g. reels, spindles, bobbins, cop tubes, cans, mandrels or chucks
    • B65H75/18—Constructional details
    • B65H75/24—Constructional details adjustable in configuration, e.g. expansible
    • B65H75/242—Expansible spindles, mandrels or chucks, e.g. for securing or releasing cores, holders or packages
    • B65H75/248—Expansible spindles, mandrels or chucks, e.g. for securing or releasing cores, holders or packages expansion caused by actuator movable in axial direction

Definitions

  • the invention relates to a winding shaft with a multiplicity of self-tensioning individual winding bodies for winding cores which are rotatably and drivably mounted on it, a resilient tensioning device being inserted into an annular groove of each individual winding body, the outer diameter of which is larger than the inner diameter of the winding cores, the resilience of the tensioning device being a sliding one Postponing the winding cores in the axial direction allows by the tensioning device contains flexible spring elements in the radial direction and consists of segments whose end faces are chamfered and are arranged radially displaceably on intermediate pieces provided with a similar chamfer angle and connected to the bottom of the annular groove.
  • the winding shafts each accommodate a large number of winding cores. Fitting the shafts with winding cores is problematic because the numerous wound cores should be pulled off the winding shaft very quickly and replaced with empty winding cores in the correct position.
  • the tensioning device should not hinder easy and trouble-free displacement of the winding cores on the shaft when loading. Therefore, there are already numerous tensioning devices on the winding shaft, such as tilting chips, tensioning rollers, tensioning pins or the like. These tensioners represent mechanically complex constructions that drive up the costs of the winding shaft. The difficulties become all the greater if single winding bodies with separate friction are used.
  • a clamping device which consists of a rotatably mounted block seated on a circular disc, which contains two opposing bushings as clamping elements, each of which is spring-supported
  • Have balls and the tensioning elements are located at a distance from the circular disk, so that when pushed onto the block the winding core rests on one side against the circular disk and is arranged in the correct position on the other side by the tensioning elements.
  • DE-A-22 41 783 describes a tensioning device in which tensioning prisms are arranged on both sides of a winding core along a regular polygon lying parallel to the base surface of the winding core and which are each rotatable about the prism edge.
  • DE-A-10 50 964 relates to a winding sleeve for pushing on a winding tube, consisting of a one-piece solid core, into which dovetail-shaped slots are milled distributed over the circumference and extending in the axial direction. These contain axially insertable, correspondingly shaped, radially displaceable segments, which are biased by axially extending leaf springs arranged between the core and the segment, and the force transmission between segments and winding tube is supported by centrifugal force.
  • FIGS 1 and 2 show a preferred embodiment of the present invention.
  • the torque transmission between the winding shaft and individual winding bodies can take place via an eddy current clutch, friction clutch, which is loaded, for example, with compressed air or a somehow braced bearing, is not the subject of this invention.
  • a plurality of cylindrical segments (2) are arranged in the annular groove, the two end faces (13) of which are chamfered.
  • the segments described are anchored by intermediate pieces (3) which are mushroom-shaped in cross section and which are attached between two segments to the bottom of the annular groove and are correspondingly bevelled in the opposite way to the end faces (13) of the segments.
  • a leaf spring (4) is inserted as a spring element, which is supported with its two free ends at the end of the segment and with its central part on the bottom of the annular groove.
  • the dimensions of the leaf spring determine the clamping force of the clamping element.
  • the outer surface of the segments (2) protrudes slightly beyond the peripheral surface (5) of the single winding body (6).
  • the intermediate parts (3) limit the radial spring travel of the segments (2) to the outside.
  • the intermediate parts (3) prevent rotation of the segments (2) in the circumferential direction by the torque transmission from the individual winding body (6) to the winding core (9).
  • each segment has an annular bead (10) on both sides of its outer surface, the distances between the two annular beads being the width of the winding core correspond.
  • FIGS. 3 and 4 Another preferred version is shown in FIGS. 3 and 4, respectively.
  • four spring elements (18) are provided per segment, consisting of coil springs (15) which are inserted in sleeves (16) which are in the bottom of the annular groove (14) and bear ball thrust pieces (17) at their free end, which counteract press the inside of the segments (2).
  • Two spring elements described in this way are arranged on both sides of both ends of the segment.
  • the leaf spring (4 ') can be provided with an opening in its central part and is fastened to the intermediate piece (3) on the bottom of the annular groove, while its two free ends on the inside of two adjacent segments ( 2), the next leaf spring (4 '') and so on.
  • the bead (10) can only be arranged on an outside of the segment (2), while a spring-loaded ball thrust piece (10 ') is arranged on the opposite side and in this way represents a snap-in or centering device for the winding core (9).
  • FIG. 7 Another variant can be seen from FIG. 7.
  • the winding core is brought to a stop on a bead (10); the ball thrust piece (10 '') is attached this time to the intermediate piece (3) lying between the segments (2).
  • Suitable as winding cores are the so-called NAB cores or winding cores according to DE 24 48 853, which have axial deformations on both sides, which protect stacked cores against shifting or twisting.
  • a 65 cm wide plastic carrier web with a magnetic coating is cut into approximately 50 strips each 1.27 cm (1/2 ") wide and the strips alternately on two complete tensioning devices at a speed of up to 500 m / min., so that on each winding shaft 25 reels up to a length of 5,000 meters were wound on each winding core, which gives a total weight of the reels of 50 kg on each winding shaft Winding pattern.

Landscapes

  • Winding Of Webs (AREA)
  • Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)

Description

  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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).
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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
  • 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.

Claims (4)

  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.
EP92110454A 1991-06-27 1992-06-20 Wickelkern-Spannvorrichtung Expired - Lifetime EP0520348B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4121244 1991-06-27
DE4121244A DE4121244A1 (de) 1991-06-27 1991-06-27 Wickelkern-spannvorrichtung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0520348A1 EP0520348A1 (de) 1992-12-30
EP0520348B1 true EP0520348B1 (de) 1995-05-03

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EP92110454A Expired - Lifetime EP0520348B1 (de) 1991-06-27 1992-06-20 Wickelkern-Spannvorrichtung

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EP (1) EP0520348B1 (de)
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DE (2) DE4121244A1 (de)
IE (1) IE922119A1 (de)

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