Spreizbarer Papierrollenkonus
Die Erfindung betrifft einen spreizbaren Papierrollenkonus, wie solche insbesondere zum Einspannen der in Rotationsdruckmaschinen zu verarbeitenden Papierrollen verwendet und z. B. in den Tragarmen eines Papierrollenständers oder -Drehsternes untergebracht werden.
Es sind bereits Papierrollenkonen mit radial beweglichen Spreizbacken bekannt, die zum Festspannen der Rolle auf dem Konus gegen die Innenwand der als Kern für die Papierrolle dienenden hohlen Papphülse gedrückt werden. Die Spreizbacken können dabei die Form zweiarmiger Kipphebel oder auch von einfachen Platten haben, die in Schlitzen des Tragzapfens geführt und mittels in Achsrichtung der Papierrolle verschiebbarer konischer Stellmittel radial bewegbar sind.
Unter anderem ist bereits ein Spreizkonus bekannt, bei dem in einer gegen Drehung gesicherten und mittels eines handradbetätigten Ritzels axial verstellbaren Lagerbuchse ein drehbarer, aber axial unverschieblicher Tragzapfen gelagert ist. Sein verjüngtes, nach dem Maschineninneren gerichtetes Ende nimmt in radialen Schlitzen eine Mehrzahl von Spreizbacken auf. Ihre abgeschrägte Unterseite stützt sich auf einem entsprechend kegelförmig ausgebildeten Führungsstück ab, mit dem die Spreizbacken über T-Nuten-Führungen in Formschluss stehen. Das Führungsstück wiederum ist mit einem zentrischen Muttergewinde versehen, welches mit dem Gewindezapfen einer im Inneren des Tragzapfens drehbar, aber axial unverschiebbar gelagerten Stellspindel zusammenarbeitet.
Das Betätigen der letzteren erfolgt mittels Handrades oder Steckschlüssels und kann nur bei Stillstand der Papierrolle vorgenommen werden, weil die Stellspindel beim Umlauf des Tragzapfens mit umläuft. Da es aber mitunter notwendig ist, die Konusspannung nachzustellen, führt das hierzu erforderliche Anhalten der Maschine zu unerwünschten Zeitverlusten.
Um das Nachstellen auch während des Maschinenlaufes zu ermöglichen, wurde nach einem älteren Vorschlag ein Papierrollenkonus geschaffen, bei dem an einer mit dem Tragzapfen umlaufenden, ihm gegenüber jedoch axial verschiebbaren, den Stellkegel für die Spreizbacken tragenden Stellhülse eine sich an der Lagerbuchse abstützende Mitnehmerscheibe angreift. Die Stellhülse ist in der Mitnehmerscheibe drehbar gelagert und beide sind gemeinsam gegenüber der Lagerbuchse axial beweglich. Ihre Axialverschiebung kann durch einen handbetätigten Zahntrieb, einen Exzentertrieb oder dergleichen erfolgen, während die Axialverstellung der Lagerbuchse mittels eines gesonderten handradbetätigten Ritzels vorgenommen wird, welches in eine an der Mantelfläche der Lagerbuchse angebrachte Verzahnung eingreift.
Den bekannten Ausführungen gegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, einen spreizbaren Papierrollen Schnellspannkonus zu schaffen, an dem das axiale Verschieben sämtlicher Konusteile beim Einfahren in und beim Ausfahren aus der Papierrolle sowie das Ausund Einschwenken der Spreizbacken mittels eines einzigen Bedienteiles bzw. Antriebes sowie in jeweils einem einzigen Arbeitszug ermöglicht wird.
Der spreizbare Papierrollenkonus gemäss der Erfin drang, welcher mit einer in seinem Gehäuse axial verstellbaren Lagerbuchse, einem drehbar in ihr angeordneten hohlen Tragzapfen, welcher mehrere mittels eines Spreizkegels radial bewegliche Spreizbacken aufnimmt, und einer in axialer Richtung gegenüber der Lagerbuchse verstellbaren, sich an ihr abstützenden Mitnehmerscheibe oder -hülse versehen ist, zeichnet sich dadurch aus, dass der Tragzapfen drehbar, aber axial unverschiebbar in der Mitnehmerhülse gelagert ist, dass die in ihm axial verschiebliche, aber nur gemeinsam mit ihm drehbare, zum Betätigen des Spreizkegels dienende Stellstange an der Lagerbuchse drehbar, aber ihr gegenüber axial unverschiebbar angreift, wobei die Mitnehmerhülse und die Lagerbuchse durch einen Schlepptrieb verbunden sind.
Um einerseits den Hub der Mitnehmerhülse und damit des Tragzapfens in den erforderlichen Grenzen verstellen zu können und anderseits das in der Praxis immer wieder auf Schwierigkeiten stossende Ablösen der Rollenhülse vom Konus zu erleichtern, kann am Konusgehäuse ein in Achsrichtung einstellbarer, als Gehäusedeckel ausgebildeter Anschlag angebracht sein, welcher gleichzeitig einen Abstreifer für den Rollenkern trägt.
Eine zweckmässige Möglichkeit zur Gestaltung des Schlepptriebes besteht darin, dass zwischen die Lagerbuchse und die Mitnehmerhülse eine Mehrzahl von Federn zwischengeschaltet wird und in eine Nut der Lagerbuchse ein an der Mitnehmerhülse angebrachter Mitnehmerstein oder -stift eingreift.
Anstelle von Federn können mit gleichem Erfolg zwischen die Lagerbuchse und die Mitnehmerhülse mehrere an der letzteren schwenkbar gelagerte Winkelhebel zwischengeschaltet werden, deren einer unter Federwirkung radial nach aussen gedrückter Hebelarm mit seinem Ende an der Lagerbuchse zur Anlage und mittels eines auf seinen anderen Hebelarm wirkenden Anschlages ausser Anlage gebracht werden kann.
Bei den bekannten Ausführungen erfolgt das Axial verstellen der Lagerbuchse einschliesslich der von ihr getragenen Teile entweder mittels des erwähnten Zahntriebes oder mit Hilfe von Kniehebeln.
Es ist jedoch möglich, den Papierrollenkonus in baulich günstiger, geschlossener Form mit einem Stelltrieb derart zu versehen, dass an der Lagerbuchse die Kolbenstange eines druckmittelbeaufschlagbaren Kolbens angreift und zwischen die Lagerbuchse und die Stellstange bzw. den Tragzapfen eine Bremse zwischengeschaltet ist, die in Abhängigkeit von der Beaufschlagung des Kolbens oder auch gesondert betätigt wird.
Die Zeichnung gibt zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung in vereinfachter Darstellung wieder. Es zeigt:
Fig. 1 einen Papierrollen-Spreizkonus mit mechanischer Einhebel-Betätigung im Längsschnitt und
Fig. 2 einen druckmittelbetätigten Papierrollenkonus im Längsschnitt.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist im Konusgehäuse 1 axial verschieblich, aber undrehbar die Lagerbuchse 2 untergebracht, welche die ihr gegenüber axial verschiebbare, jedoch undrehbare Mitnehmerhülse 3 aufnimmt.
In dieser wiederum ist dreh- aber axial unverschiebbar der hohle Tragzapfen 4 gelagert. Sein nach dem Maschineninneren gerichteter Konus 7 dient zur Aufnahme des durch eine Papphülse gebildeten Rollenkernes 5 der Papierrolle 6. Im Konus 7 des Trag zapfens 4 sind ! in radialen Schlitzen 8 die Spreizbacken 9 schwenkbar gelagert, welche unter der Wirkung von Federn 10 radial nach innen gedrückt werden.
Zum Schwenken der Spreizbacken 9 nach aussen dient ein Spreizkegel 11, der an einer Stellstange 12 befestigt ist und im Durchmesser verjüngte konkave Rastflächen 13 trägt. Auf ihnen stützen sich die entsprechend konvexen Stützflächen 14 der Spreizbacken 9 ab, so dass das selbsttätige Rückfedern bzw. Lockern der letzteren im Spreizzustand verhindert wird.
Die Stellstange 12 ist im Tragzapfen 4 axial verschiebbar und nur gemeinsam mit ihm drehbar untergebracht. Sie greift an der Lagerbuchse 2 drehbar, aber ihr gegenüber axial unverschieblich an und befindet sich mit ihrem nach aussen gerichteten Ende mit der Antriebsspindel 15 in ingriff.
Weiterhin ist am Mantel der Lagerbuchse 2 eine zahnstangenartige Verzahnung 16 angebracht, in die das mittels des Stellhebels 17 zu betätigende Ritzel 18 eingreift. Zwischen die Ritzelwelle 19 und das Konusgehäuse 1 kann ein nicht dargestelltes Klemmrollen-, Klinken oder ähnliches Gesperre zwischengeschaltet werden, um eine zusätzliche Sicherung gegen das Lokkern der Konusspannung, das heisst gegen das unbeabsichtigte Zurückschieben der Lagerbuchse 2 beim Ablaufen der Papierrolle zu schaffen.
Am Konusgehäuse 1 befindet sich schliesslich noch ein in seiner Axialrichtung einstellbarer Anschlag 20 zur Hubbegrenzung der Mitnehmerhülse 3 und damit des Tragzapfens 4 in Form eines Deckels, der über ein Gewinde mit dem Konusgehäuse 1 verbunden ist und einen beim Ausfahren des Papierrollenkonus auf den Rollenkern 5 wirkenden Abstreifer 21 trägt.
Zum Einfahren des Papierrollenkonus in die Papierrolle wird der Stellhebel 17 auf der Zeichnung aus der gestrichelten Lage entgegen dem Uhrzeigersinn bewegt. Das Ritzel 18 verschiebt dabei die Lagerbuchse 2 auf der Zeichnung nach links, die ihrerseits die Stellstange 12 mitnimmt undi gleichzeitig über die Druckfedern 22 die Mitnehmerhülse 3 vor sich herschiebt. Die letztere zieht den Tragzapfen 4 mit sich, bis sie an dem Anschlag 20 anliegt und damit der Konus 7 in den Rollenkern 5 eingefahren ist, wobei die Innenkante des hohlen Rollenkernes auf der Konusfläche aufsitzt.
Diese Lage der Teile ist in Fig. 1 dargestellt.
Bei weiterem Verschieben der Lagerbuchse 2 wird nur noch die Stellstange 12 mitbewegt, wodurch mittels des Spreizkegels 11 die Spreizbacken 9 entgegen der Wirkung der Federn 10 radial geschwenkt werden und sich in die Wand des Rollenkernes 5 eindrücken. In der Endlage der Stellstange 12 gleiten die Stützflächen 14 der Spreizbacken 9 auf die den Boden der Schlitze 8 bildenden Rastflächen 13 auf, so dass sie gegen unbeab sichtigtes Lockern gesichert sind. Die Lagerungen der Konusteile unterliegen in diesem Zustand keiner axialen Belastung.
Das Ausfahren des Papierrollenkonus aus dem Rollenrest geschieht in umgekehrter Reihenfolge. Der Stellhebel wird jetzt im Uhrzeigersinn bewegt, wodurch die Lagerbuchse 2 sowie die Stellstange 12 sich auf der Zeichnung nach rechts verschieben. Der Spreizkegel 11 gibt dabei die Spreizbacken 9 frei, die unter der Wirkung der Federn 10 nach innen geschwenkt werden.
Bis zu diesem Zeitpunkt liegt die Mitnehmerhülse 3 unter dem Einfluss der Druckfedern 22 an dem Anschlag 20 an. Bei weiterer Verstellung der Lagerbuchse schleppt diese über den in der Mitnehmerhülsie 3 befestigten, in eine Nut der Lagerbuchse eingreifenden Mitnehmerstein 23 oder einen Mitnehmerstift die Mitnehmerhülse hinter sich her, wobei auch der Tragzapfen 4 mitgenommen und aus dem Rollenkern 5 herausgezogen wird. Sofern sich der Konus 7 des Tragzapfens 4 dabei nicht vom Rollenkern 5 löst, stösst dessen Stirnfläche an den Abstreifer 21 an und wird infolge der Relativbewegung zwischen dem letzteren und dem Tragzapfen 4 von dessen Konus 7 herabgeschoben.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wurden für gleiche Teile die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet. Abweichend von der zuvor beschriebenen Ausführung sind hier zwischen die Lagerbuchse 2 und die Mitnehmerhülse 3 mehrere in der letzteren schwenkbar gelagerte dreiarmige Hebel 24 zwischengeschaltet.
Ihr einer Hebelarm 25 wird unter der Wirkung einer Feder 26 radial nach aussen gedrückt, wobei sein Ende mit der nach dem Inneren der Maschine gerichteten Stirnfläche der Lagerbuchse 2 mittels der Feder 26 in oder beim Auftreffen des gegenüber dem Hebelarm 25 um 900 versetzten Hebelarmes 27 auf die Ringwulst 28 des Anschlages 20 ausser Anlage gebracht werden kann. Der dritte gegenüber dem Hebelarm 27 um weitere 900 versetzte Hebelarm 29 ist mit einer Nase 30 versehen, welche eine ringförmige Eindrehung am Anschlag 20 hintergreift und damit das unbeabsichtigte bzw. vorzeitige Verschieben des Tragzapfens 4 verhindert.
Ferner ist an dem nach aussen gerichteten Ende der Stellstange 12 eine Scheibe 31 befestigt, die mit einer Bremsscheibe 32 zusammenarbeitet. Letztere ist an einer gegen Drehung gegenüber der Lagerbuchse 2 gesicherten Kolbenstange 33 befestigt und kann durch Druckmittelbeaufschlagung des Kolbens 34 axial bewegt werden, der in einem an das Konusgehäuse 1 angesetzten Zylinder 35 untergebracht ist. Der Kolben 34 dient einerseits zum Betätigen der Stell- und Spannmittel und anderseits zum Abbremsen der Papierrolle, gegebenenfalls in Abhängigkeit von einem Papierbahn Spannungsregler oder anderen Arbeitsvorgängen an der Druckmaschine. Der Antrieb der Papierrolle kann dabei von dem auf der Zeichnung nicht dargestellten Gegenkonus aus oder in irgendeiner anderen bekannten Weise erfolgen.
Zum Einfahren des Papierrollenkonus in die Papierrolle wird der Kolben 34 über die Druckmittelleitung 36 beaufschlagt. Bei seiner Verstellung auf der Zeichnung nach links kommt zunächst die Bremsscheibe 32 an der Scheibe 31 zur Anlage, welche dlann die Lagerbuchse 2 nebst der Stellstange 12 mitnimmt. Gleichzeitig schiebt die Lagerbuchse 2 über die Hebel 24 die Mitnehmerhülse 3 so lange vor sich her, bis der Hebelarm 27 an der Ringwulst 28 anschlägt. Die Hebel 24 werden entgegen der Wirkung der Federn 26 so weit geschwenkt, bis das Ende des Hebelarmes 25 ausser Anlage mit der Stirnfläche der Lagerbuchse 2 ist und sich an der Wand ihres hohlen Innenraumes abstützt.
In dieser Lage hintergreift die Nase 30 die Eindrehung im Anschlag 20, an dem die Mitnehmerhülse 3 nunmehr anliegt.
Beim weiteren Verschieben der Lagerbuchse 2 gleitet der in ihr befestigte Mitnehmerstein 23 in der Nut 37 der Mitnehmerhülse 3 und die Stellstange 12 bewegt sich ebenfalls mit, so dass die Spreizbacken 9 in der bereits beschriebenen Weise betätigt werden.
Das Ausfahren des Papierrollenkonus geschieht in umgekehrter Reihenfolge, indem der Kolben 34 über die Druckmittelleitung 38 auf der Zeichnung von links her beaufschlagt wird. Der Kolbenbewegung folgen die Bremsscheibe 32, die Lagerbuchse 2 und auch die Stellstange 12 nebst Spreizkegel 11, wobei die Spreizbacken 9 eingeschwenkt werden. Die Mitnehmerhülse 3 sowie der Tragzapfen 4 verharren jedoch noch in ihrer Lage, da sie von den Hebeln 24 zurückgehalten werden, die mit der Nase 30 ihres Hebelarmes 29 die Eindrehung im Anschlag 20 hintergreifen.
Erst nachdem die Verstellung der Lagerhülse 2 so weit fortgeschritten ist, dass über den nunmehr am Ende der Nut 37 anliegenden Mitnehmerstein 23 die Mitnehmerhülse 3 nachgezogen wird, schwenken auch die Hebel 24 unter der Wirkung der Federn 26 wieder in ihre Ausgangslage zurück und sämtliche Teile bewegen sich noch bis in ihre Endstellung weiter.
Da die Drucklager für die Spreizbacken-Stellmittel auch bei dieser Ausführung in gespannter Stellung der Spreizbacken entlastet sind, ist es möglich, die Bremse zu lockern und das Bremsmoment beispielsweise in Abhängigkeit von der Papierbahn-Spannungsregelung feinfühlig zu steuern, indem das Druckmittel entsprechend wechselseitig über die Druckmittelleitungen 36; 38 den Kolben 34 beaufschlagt.
Selbstverständlich können anstelle der Scheibenbremse auch Bremsen anderer Art benutzt werden und einzelne Elemente der beiden Ausführungsbeispiele gegeneinander ausgetauscht bzw. in Kombination verwendet werden, wobei die Bremse, wie beschrieben, in Abhängigkeit von der Beaufschlagung des Kolbens 34 oder auch gesondert betätigt werden kann.