Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zum Aufspannen eines rohrförmigen Wickelkerns auf eine Welle. die mit einem hohlen. Durchbrüche aufiveisenden. mit einer elastischen Zwischenschicht von hohem Reibwert ummantelten. dem Innendurchmesser des Wickelkerns angepassten Dorn verbunden ist. in dem Andruckelemente beweglich gelagert sind.
welche über Kurvenflächen und über ein gegenüber dem Dorn drehbares Spannglied gegen den Wickelkern drückbar sind.
Bei einer bekannten Spannvorrichtung der eingangs genannten Art sind in dem Dorn gegenüber dem Wickelkern verschiebbare. zugespritze Schneiden gelagert, die über spiralig ansteigende Steuerflächen an dem Spannglied in die Spannstellung überführbar sind. Nachdem das Spannglied in der Spannstellung einrasten soll. ist die zu erreichende Stellung des Spanngliedes jeweils fest vorgegeben. Für die Aufnahme von Toleranzen im Innendurchmesser des Wickelkerns steht dann nur die Elastizität des Gummimantels um den Dorn zur Verfügung. sofern das Material des Wickelkernes selbst nicht nachgiebig ist. Bei etwas grösseren Toleranzen muss deshalb der Gummimantel übermässig verformt werden.
was leicht zur Zerstörung dieses Gummimantels führen kann.
Aufgabe der Neuerung ist es. eine Spannvorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden. dass auch grössere Toleranzschwankungen im Innendurchmesser des Wickelkerns eine ordnungsgemässe Einspannung nicht unmöglich machen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die in dem beiliegenden Patentanspruch beschriebene Neuerung.
Durch die Zwischenschalttlng jeweils einer Feder zwischen ein Andruckelement und das Spannglied wird über einen erheblich grösseren Toleranzbereich von Schwankungen des Innendurchmessers des Wickelkerns der Druck der Spannelemente auf die Gummiummantelung annähernd konstant gehalten. so dass trotz ausreichender Übertragung von Reibungskräften der Gummimantel nicht beschädigt wird.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Neuerung ergeben sich aus den Unteransprüchen im Zusammenhang mit der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das anhand von Figuren eingehend erläutert ist. Es zeigen:
Fig. 1 eine neuerungsgemässe Spannvorrichtung in einem Längsschnitt.
Fig. 2 die Spannvorrichtung gemäss Fig. 1 in einem Querschnitt längs der Schnittlinie ll-ll in Fig. 1.
In Fig. list mit 1 eine Welle bezeichnet, auf der der Körper eines Wickeldorns 2 fest aufgeschrumpft, verklebt oder sonstwie befestigt ist. Die Welle list für den Fall einer Aufwickelvorrichtung mit einem Antriebsmotor verbunden. der das aufzuwickelnde Band aufwickelt oder für den Fall einer Abwickeleinrichtung mit einer Bremse verbunden, um einen bestimmten Wickelzug für das abgezogene Band aufrechtzuerhalten. Der kreiszylindrische. teilweise hohle Wickeldorn 2 ist an seinem Umfang mit einem Gummischlauch 3 überzogen. der an seinen Oberflächen einen hohen Reibwert auf- weist und eine gewisse Elastizität hat.
In zur Achse der Welle 1 senkrechten Schlitzen 2a, 2b. 2c des Wickeldornes 2 sind um zur Achse der Welle 1 parallele Stifte 4. 5 und 6 als Spannelemente dienende, aus Blech gestanzte Hebel 7. 8 und 9 schwenkbar gelagert. Die Hebel 7, 8.
9 weisen an ihrer dem Gummischlauch 3 zugewendeten Aussenfläche eine Kürmmung auf, die in etwa der Krümmung auf der Innenseite des Schlauches 3 entspricht. Aufder Innenseite ist der Hebel nach Art einer Spirale gekrümmt, wobei der äusserste Punkt der spiralförmigen Fläche 7a im Bereich der Drehachse 4 liegt. An seinem freien Ende weist der Hebel 7 auf seiner Innenseite einen steigungsfreien oder wieder absteigenden Abschnitt 7b auf. dessen Funktion noch erläutert wird. Die anderen Hebel 8 und 9 sind in gleicher Weise geformt wie der Hebel 7.
Auf dem über den Wickeldorn 1 hinausreichenden Abschnitt la der Welle list ein Spannglied 10 drehbar gelagert.
Dieses Spannglied ist im wesentlichen kreiszylindrisch, weist eine der Welle la entsprechende, mit einer Laufbüchse 11 versehene Bohrung 10a auf, sowie ein von aussen gut eingreifbares. gerades Schaltstück 12. Durch eine abgesetzte Bohrung
10b kann das Spannstück 10 mittels einer Schraube 13 auf dem Wellenabschnitt la drehbar befestigt werden.
Wie aus Fig. 2 zu entnehmen ist, weist das Spannstück 10 an seinem Umfang verteilt drei radiale Bohrungen 10c, 10d und 10e auf. in denen drei Druckbolzen 14, 15 und 16 verschiebbar geführt sind. Die Druckbolzen weisen jeweils einen Bund 14a, 15aund 16aauf, der mit seiner Aussenseite an einem Verschlussstück 17. 18 und 19 anliegt und mit seiner Innenseite an einer Druckfeder 20, 21 und 22. Die Bolzen werden also durch die Federn jeweils an ihren äusseren Anschlag angedrückt. Die Bolzenlänge ist jedoch so bestimmt, dass die Bolzen um einen Teil ihrer Länge, etwa um den über die Anschlagstücke überstehenden Teil, nach innen gedrückt werden können.
In einem Teilstück des Wickeldornes 2 ist ein Anschlagstift 23 angeordnet, der in den beiden Endstellungen des Spanngliedes an jeweils einem von zwei benachbarten Anschlussstücken 18 oder 19 anliegt und damit den Schwenkweg des Spanngliedes unabhängig von den auf die Feder einwirkenden Kräften etwa auf die Länge eines Hebels 7 begrenzt.
Auf dem Gummischlauch 3 sitzt ein Wickelkern 24, auf dem bereits einige Windungen des aufzuwickelnden Bandmaterials aufgewickelt sind. Der von dem Wickelkern 24 abgehende Papierstreifen 25 zieht in die Richtung des Pfeiles 26, unabhängig davon, ob er gegen einen Wickelzug aufgewickelt oder durch eine Bremsung durch eine grössere Kraft unter Spannung abgezogen wird.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Spannvorrichtung ist nun folgende: im Ausgangszustand nimmt das Spannglied die aus Fig. 2 entnehmbare Stellung ein. Die Hebel 7 bis 9 verformen dabei die Zylinderform des Gummischlauches 3 nicht, so dass ein Wickelkern 24 mit entsprechendem Innendurchmesser ohne Schwierigkeit über den Gummischlauch geschoben werden kann. Wird nun durch Verdrehen das Spannglied 10 gegenüber dem Dorn 2 bewegt, so gleiten die Enden der Bolzen 14 bis 16 auf den Innenflächen der Hebel 7 bis 9. Durch die Steigung der Innenflächen 7a werden dabei unter Zusammendrücken der Federn 20 bis 22 die Hebel nach aussen gedrückt. bis die Bolzen 14 bis 16 die Abschnitte 7b der Hebelinnenflächen erreichen.
In dieser Stellung vermag die zusammengedrückte Feder keine rücktreibende Kraft auf das Spannglied mehr auszuüben, da die Neigung dieses Abschnittes 0 oder gar negativ ist. was einer Arretierung gleichkommt.
Dabei bewirkt die zusammengedrückte Feder einen Druck der Bolzen. der gerade der möglichen Verformung des Gummischlauches durch die Hebel 7 bis 9 entspricht. Da die Durch- messerstreuung der Wickelkerne 24 klein ist im Verhältnis zu dem Kompressionsweg der Federn 20 bis 22, ist unabhängig von den am Innendurchmesser des Wickelkerns 24 auftretenden Toleranzen der Druck der Hebel 7 bis 9 durch den Gummischlauch hindurch auf den Wickelkern annähernd konstant.
Auch der Gummischlauch 3 selbst wird dabei nicht mehr übermässig belastet.
Beginnt nun die Aufwickelbewegung in Richtung des Pfeiles 27. so wird die Wirkung des Bandzuges aufgehoben durch einen Reibungsschluss zwischen dem Gummiring 3 und dem Wickelkern 24. wobei durch die Übertragung des Reibschlusses auch auf den Hebel 7 in Umfangsrichtung auf den Hebel eine tangentiale Kraft in Richtung des Bandzuges ausgeübt wird. Diese hat mit Bezug auf den Drehpunkt in der Achse 4 eine Komponente, welche den Hebel 7 noch zusätzlich an den Gummiring 3 andrückt. Dies bewirkt vor allem bei grösser werdendem Durchmesser und damit grösser werdendem Drehmoment des Bandzuges eine zuverlässige Mitnahme über Reibungsschluss.
Zum Abnehmen des Wickelkerns 24 von dem Dorn braucht nur das Spannglied 10 in die in Fig. 2 bezeigte Ausgangsstellung oder entspannte Stellung zurückbewegt zu werden, so dass die Hebel 7 bis 9 in ihre Ausgangsstellung zurückkehren und die Abnahme des Kerns 24 mit dem Wickel ohne Schwierigkeit erfolgen kann. Prinzipiell ist es auch möglich, die Kurven auf dem Spannglied zu befestigen und die Bolzen unter Zwischenschaltung der Federn direkt auf den Gummi und damit den Wickelkern einwirken zu lassen. Durch die lange steigende Fläche der Hebel ist es jedoch möglich, die Spannbewegung für die Federn auf einen grösseren Weg zu verteilen und damit mit geringeren Stellkräften auszukommen.
The innovation relates to a device for clamping a tubular winding core onto a shaft. those with a hollow. Breakthroughs appear. covered with an elastic intermediate layer with a high coefficient of friction. the inner diameter of the winding core adapted mandrel is connected. are movably mounted in the pressure elements.
which can be pressed against the winding core by means of curved surfaces and by means of a clamping member which can be rotated relative to the mandrel.
In a known tensioning device of the type mentioned above, the mandrel is displaceable relative to the winding core. Injected cutting edges stored, which can be transferred into the clamping position via spirally rising control surfaces on the tendon. After the tendon should snap into the tensioned position. the position of the tendon to be reached is fixed. Only the elasticity of the rubber jacket around the mandrel is then available to accommodate tolerances in the inner diameter of the winding core. provided that the material of the winding core itself is not flexible. With somewhat larger tolerances, the rubber jacket must therefore be excessively deformed.
which can easily lead to the destruction of this rubber jacket.
It is the task of innovation. to form a clamping device of the type mentioned above. that even larger tolerance fluctuations in the inner diameter of the winding core do not make proper clamping impossible.
This object is achieved by the innovation described in the accompanying patent claim.
By interposing a spring between a pressure element and the tensioning element, the pressure of the tensioning elements on the rubber sheath is kept approximately constant over a considerably larger tolerance range of fluctuations in the inner diameter of the winding core. so that the rubber jacket is not damaged despite sufficient transmission of frictional forces.
Further details and advantages of the innovation emerge from the subclaims in connection with the description of an exemplary embodiment which is explained in detail with reference to figures. Show it:
1 shows a tensioning device according to the invention in a longitudinal section.
FIG. 2 shows the clamping device according to FIG. 1 in a cross section along the section line II-II in FIG. 1.
In Fig. List 1 denotes a shaft on which the body of a winding mandrel 2 is firmly shrunk, glued or otherwise attached. In the case of a winding device, the shaft is connected to a drive motor. which winds the tape to be wound up or, in the case of an unwinding device, is connected to a brake in order to maintain a certain winding tension for the withdrawn tape. The circular cylindrical. The partially hollow winding mandrel 2 is covered with a rubber hose 3 on its circumference. which has a high coefficient of friction on its surfaces and a certain elasticity.
In slots 2a, 2b perpendicular to the axis of the shaft 1. 2c of the winding mandrel 2 are pivotally mounted around pins 4, 5 and 6, which serve as clamping elements and are punched from sheet metal, pins 4, 5 and 6 which are parallel to the axis of the shaft 1. The levers 7, 8.
9 have a curvature on their outer surface facing the rubber hose 3 which corresponds approximately to the curvature on the inside of the hose 3. On the inside, the lever is curved in the manner of a spiral, the outermost point of the spiral surface 7a being in the area of the axis of rotation 4. At its free end, the inside of the lever 7 has a section 7b that is free of slope or that descends again. whose function will be explained later. The other levers 8 and 9 are shaped in the same way as the lever 7.
A tensioning member 10 is rotatably mounted on the section 1 a of the shaft 1 which extends beyond the winding mandrel 1.
This clamping member is essentially circular-cylindrical, has a bore 10a which corresponds to the shaft la and is provided with a liner 11, as well as a bore 10a which can be easily engaged from the outside. straight contact piece 12. Through a stepped hole
10b, the clamping piece 10 can be rotatably attached to the shaft section la by means of a screw 13.
As can be seen from FIG. 2, the clamping piece 10 has three radial bores 10c, 10d and 10e distributed on its circumference. in which three pressure pins 14, 15 and 16 are slidably guided. The pressure bolts each have a collar 14a, 15a and 16a, the outside of which rests against a locking piece 17, 18 and 19 and its inside against a compression spring 20, 21 and 22. The bolts are therefore pressed against their outer stop by the springs . However, the length of the bolt is determined in such a way that the bolts can be pressed inward by part of their length, for example the part protruding beyond the stop pieces.
In a section of the winding mandrel 2 there is a stop pin 23 which, in the two end positions of the tensioning member, rests against one of two adjacent connecting pieces 18 or 19 and thus the pivoting path of the tensioning member, independent of the forces acting on the spring, approximately over the length of a lever 7 limited.
On the rubber hose 3 sits a winding core 24 on which a few turns of the strip material to be wound up have already been wound. The paper strip 25 emerging from the winding core 24 pulls in the direction of the arrow 26, regardless of whether it is wound against a winding tension or pulled off by braking by a greater force under tension.
The mode of operation of the clamping device described is as follows: In the initial state, the clamping member assumes the position shown in FIG. The levers 7 to 9 do not deform the cylindrical shape of the rubber hose 3, so that a winding core 24 with a corresponding inner diameter can be pushed over the rubber hose without difficulty. If the clamping member 10 is now moved relative to the mandrel 2 by twisting, the ends of the bolts 14 to 16 slide on the inner surfaces of the levers 7 to 9. Due to the incline of the inner surfaces 7a, the levers are pushed outwards while the springs 20 to 22 are compressed pressed. until the bolts 14 to 16 reach the sections 7b of the lever inner surfaces.
In this position, the compressed spring is no longer able to exert a restoring force on the tendon, since the inclination of this section is zero or even negative. which is equivalent to a lock.
The compressed spring presses the bolts. which corresponds to the possible deformation of the rubber hose by levers 7 to 9. Since the diameter spread of the winding cores 24 is small in relation to the compression travel of the springs 20 to 22, the pressure of the levers 7 to 9 through the rubber hose onto the winding core is approximately constant regardless of the tolerances occurring at the inner diameter of the winding core 24.
The rubber hose 3 itself is no longer excessively stressed.
If the winding movement begins in the direction of arrow 27, the effect of the tape tension is canceled by a frictional connection between the rubber ring 3 and the winding core 24, whereby a tangential force in the direction of the lever 7 in the circumferential direction due to the transmission of the frictional connection to the lever the tape tension is exercised. With reference to the pivot point in the axis 4, this has a component which additionally presses the lever 7 against the rubber ring 3. Above all, with increasing diameter and thus increasing torque of the belt tension, this causes reliable entrainment via frictional engagement.
To remove the winding core 24 from the mandrel, only the clamping member 10 needs to be moved back into the starting position or the relaxed position shown in FIG. 2, so that the levers 7 to 9 return to their starting position and the core 24 with the winding can be removed without difficulty can be done. In principle it is also possible to fix the curves on the tendon and let the bolts act directly on the rubber and thus the winding core with the interposition of the springs. Due to the long increasing surface of the levers, however, it is possible to distribute the tensioning movement for the springs over a larger path and thus to get by with lower actuating forces.