DE10046164B4 - Spanndorn - Google Patents
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Abstract
Spanndorn (01) zur drehbaren Lagerung einer auf einer Hülse (09) aufgewickelten Bahn mit einer Auswerfereinrichtung (16, 18) zum Abstreifen der Hülse (09) von einem Spannzylinder (08) des Spanndorns (01), wobei die Auswerfereinrichtung (16, 18) zumindest ein zusammen mit der Hülse (09) um eine Mittelachse (17) drehbar gelagertes erstes Teil (16) und ein nicht drehbar gelagertes zweites Teil (18) umfasst, und wobei der erste Teil (16) durch Betätigung des zweiten Teils (18) axial verlagert werden und die Hülse (09) vom Spanndorn (01) abstreifen kann, wobei der zweite Teil (18) als ein durch Druckmittel beaufschlagbarer Kolben (18) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (18) kreisringförmig ausgebildet ist und koaxial zum Spannzylinder (08) angeordnet ist, dass der Kolben (18) in zumindest einer Arbeitsstellung, in der die Hülse (09) abgestreift werden kann, am ersten Teil (16) zur Anlage kommt und dass der Kolben (18) in einer Ruhestellung vom ersten Teil (16) durch einen...
Description
- Die Erfindung betrifft einen Spanndorn gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Durch die
US 41 49 682 A , dieUS 49 51 894 A und dieUS 4715 553 A sind Spanndorne zur drehbaren Lagerung von Papierbahnrollen bekannt, wie sie an Rotationsdruckmaschinen zum Einsatz kommen. An den Spanndornen sind dabei jeweils Auswerfereinrichtungen vorgesehen, mit denen die Hülse, auf die die Papierbahn aufgewickelt ist, vom Spanndorn abgestreift werden kann. Beim Einführen des Spanndorns in die Hülse werden an der Auswerfereinrichtung vorgesehene Federelemente elastisch vorgespannt. Wird der Spanndorn zum Wechseln der Papierbahn aus der Hülse zurückgezogen, sorgt die Vorspannung der Federelemente dafür, dass die Hülse durch die Auswerfereinrichtung von den beiden einander gegenüberliegenden Spanndornen abgestreift wird. - Nachteilig an dieser Art der Ausbildung der Auswerfereinrichtung ist es, dass die Kraft mit der die Hülse vom Spanndorn abgestreift werden kann, durch die Bauart der Federelemente begrenzt ist. Außerdem muss die Vorspannung der Federelemente beim Einführen der Spanndorne in die Hülse überwunden werden.
- Aus der
DE 28 14 338 A1 ist ein Spanndorn bekannt, bei dem zwischen dem Anschlagflansch des Dorns und der Hülse ein verschiebbarer Ring angeordnet ist, der sich zusammen mit dem Spanndorn drehen kann. Zum Auswerfen der Hülse ist eine Betätigungseinrichtung vorgesehen, die feststehend an einem Gestell befestigt ist. An der Betätigungseinrichtung sind Klauen vorgesehen, wobei sich der Ring in einer Stellung der Klauen, nämlich der Ruhestellung, frei drehen kann und nicht mit den Klauen in Eingriff ist. Bei Betätigung der Betätigungseinrichtung werden die Klauen gegen den Ring gedrückt, so dass die Hülse vom Spanndorn abgestreift werden kann. - Nachteilig an der aus der
DE 28 14 338 A1 bekannten Betätigungseinrichtung ist es, dass die Auswertereinrichtung aufgrund des mechanischen Antriebes ein großes Bauvolumen benötigt. - Die
DE 35 36 177 C1 , dieDE 29 48 753 A1 , dieUS 28 26 376 A und dieJP 53-051 371 A - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verschleißarmen Spanndorn mit geringem Bauraum zu schaffen, bei dem eine einfache Rückstellung des Betätigungskolbens erfolgt.
- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
- Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass zum Antrieb der Auswerfereinrichtung ein druckbeaufschlagter Kolben eingesetzt wird. Da das druckführende Fluid, beispielsweise Druckluft oder Hydraulikflüssigkeit, durch Kanäle mit an sich beliebig gestaltbarer Geometrie zum Hubraum über dem Kolben geführt werden kann, sind Spanndornen in sehr kompakter Bauweise möglich. Außerdem können durch einen entsprechend hoch gewählten Arbeitsdruck sehr hohe Abstreifkräfte erzeugt werden.
- Zur Verringerung des technischen Aufwandes bei der Konstruktion des Spanndorns ist es vorteilhaft, wenn der Kolben nur einseitig wirkend ausgebildet ist. Der Kolben ist dabei so anzuordnen, dass der Kolben zum Abstreifen der Hülse mit dem Fluid angetrieben werden kann. Zur Rückstellung des Kolbens in die Ausgangsposition können elastische Federelemente, beispielsweise Schraubenfedern, Verwendung finden.
- Da die Auswerfereinrichtung einen mit dem Spanndorn drehbaren Teil und einen feststehenden Teil aufweist, die miteinander in Eingriff gebracht werden müssen, besteht die Gefahr, dass im Kontaktbereich zwischen dem drehbar gelagerten und dem feststehenden Teil der Auswerfereinrichtung ein erhöhter Verschleiß auftritt. Die Ausbildung der Auswerfereinrichtung sollte deshalb so gewählt werden, dass der zweite Teil zwischen einer Ruhestellung und zumindest einer Arbeitsstellung verstellt werden kann. In der Ruhestellung ist der erste Teil durch einen Spalt vollständig vom zweiten Teil getrennt, während er in der Arbeitsstellung am zweiten Teil zur Anlage kommt, so dass Kräfte zur Betätigung des zweiten Teils übertragen werden können.
- Zur Rückstellung des zweiten Teils aus zumindest einer Arbeitsstellung in die Ruhestellung können besonders vorteilhaft Magnetelemente eingesetzt werden. Die von einem Magnetelement ausgehenden Anziehungskräfte wirken nämlich berührungsfrei über einen Luftspalt hinweg und können so in besonders einfacher Weise selbsttätig den feststehenden zweiten Teil, beispielsweise einen Betätigungskolben, zurückziehen.
- Ganz allgemein ist es bei Anordnungen, die ein drehbar gelagertes und axial betätigbares Stellelement, das durch einen axial verschiebbaren, fluidgetriebenen Kolben zwischen einer Ruhestellung und zumindest einer Arbeitsstellung verstellbar ist, besonders vorteilhaft, wenn der Kolben durch zumindest ein Magnetelement aus der Arbeitsstellung in die Ruhestellung zurückgestellt werden kann. Durch diese Maßnahme kann Verschleiß in der Kontaktzone zwischen dem feststehenden Kolben und dem drehbar gelagerten Stellelement in einfacher Weise vermieden werden, da der Kolben, solange er zur Betätigung des Stellelements nicht benötigt wird, durch das Magnetelement selbsttätig und in einfacher Weise in die Ruhestellung zurückgezogen und dort zuverlässig gehalten wird.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
- Es zeigen:
-
1 einen Spanndorn im seitlichen Querschnitt; -
2 die Einzelheit X aus1 in einem ersten Betriebszustand; -
3 die Einzelheit X aus1 in einem zweiten Betriebszustand. - In
1 ist ein Spanndorn01 dargestellt, der in einem gebrochen dargestellten Gestell02 eines ansonsten nicht dargestellten Rollenwechslers befestigt ist. Indem mit dem Gestell02 fest verbundenen Gehäuse03 des Spanndorns01 ist mit den Wälzlagern04 ;06 eine mehrteilige Welle07 drehbar gelagert. - Auf der linken Seite des Gehäuses
03 erstreckt sich die mehrteilige Welle07 auf die Außenseite des Gehäuses03 und bildet einen Spannzylinder08 , auf dem eine schematisch dargestellte Hülse09 fixiert werden kann. Zur Fixierung der Hülse 09 am Spanndorn01 werden durch Tellerfedern und Druckfedern die Kniehebel an den vorgesehenen Spannbacken11 radial nach außen gedrückt. Zur Betätigung der Spannbacken11 kann ein Stellelement12 , z. B. eine Betätigungswelle12 in einer Hohlwelle13 axial verstellt werden, so dass die Spannbacken11 durch formschlüssigen Eingriff der Spreizelemente14 nach außen gedrückt werden. - Die Hülse
09 trägt eine aufgerollte Bahn, z. B. Papierbahn. - Zum Abstreifen einer verbrauchten Hülse
09 vom Abstreifring10 ist am Spanndorn01 eine Auswerfereinrichtung mit mehreren Stellelementen16 , z. B. drehbargelagerte Teile16 , z. B. Auswerferbolzen16 , vorgesehen. Die Auswerferbolzen16 sind dabei so an der Hohlwelle13 angeordnet, dass das eine Ende der des Abstreifringes10 an der Stirnfläche der Hülse09 zur Anlage kommen kann. Zur Entfernung der Hülse09 werden die Auswerferbolzen16 mit dem Abstreifring10 synchron ausgefahren und drücken dabei die Hülse09 relativ zum Spannzylinder08 zur Seite. Es ist zu beachten, dass die Auswerferbolzen16 und der Abstreifring10 an der Hohlwelle13 axial verschiebbar gelagert sind und zusammen mit der Hohlwelle13 im Gehäuse03 um die Mittelachse17 rotieren. - Zur Betätigung der Auswerferbolzen
16 wird ein nichtdrehbares Teil18 , z. B. ein kreisringförmiger Kolben18 verwendet, der über eine Druckleitung19 mit Druckmittel beaufschlagt werden kann. Die Wirkungsweise der Betätigung der Auswerterbolzen16 durch den Kolben18 wird anhand der Zeichnungen2 und3 , die die Einzelheit X aus1 im Ausschnitt vergrößert darstellen, erläutert. - Man erkennt in
2 den Kolben18 im Querschnitt und das rechte Ende des Auswerferbolzens16 . Zur Funktion der Betätigung des Auswerferbolzens16 ist zu beachten, dass der Kolben18 zusammen mit dem Gehäuse03 , einem Zwischenstück21 und dem Außenring des Wälzlagers06 relativ zum Gestell02 feststeht, wohingegen der Auswerferbolzen16 zusammen mit der Hohlwelle13 um die Mittelachse17 des Spanndorns01 rotieren kann. Dadurch ist gewährleistet, dass der Kolben18 mit einfachen Mitteln, die in der Art von Kolbenringen ausgebildet sind, abgedichtet werden kann. - In
2 ist der Kolben18 in seiner Ruhestellung dargestellt, bei der die Auswerferbolzen16 und der Kolben18 durch einen Spalt22 getrennt sind. In der Ruhestellung des Kolbens18 können die Auswerferbolzen16 verschleiß- und widerstandsfrei um die Mittelachse17 rotieren. An der von den Auswerferbolzen16 abgewandten Stirnfläche des Kolbens18 sind Magnetelemente23 , z. B. Dauermagneten23 befestigt, die den Kolben18 gegen das metallische Zwischenstück21 ziehen und so dafür sorgen, dass der Kolben18 zuverlässig in der Ruhestellung gehalten wird. Der Kolben18 ist mit Dichtringen24 ;26 gegenüber dem Gehäuse03 bzw. dem Zwischenstück21 abgedichtet, so dass durch Beaufschlagung der Druckleitung19 mit Druckmittel eine in Richtung des Auswerferbolzens16 gerichtete Kraft ausgeübt werden kann. - In
3 ist der Kolben18 in einer Arbeitsstellung dargestellt. Durch Zufuhr von Druckmittel durch die Druckleitung19 wird der Kolben18 gegen den Auswerferbolzen16 gedrückt, so dass dieser seinerseits die Hülse 09 vom Spannzylinder08 abstreifen kann. Sobald die Hülse09 abgestreift ist, wird das Druckmittel aus der Druckleitung19 abgelassen, so dass auf den Kolben18 keine Druckkräfte mehr wirken. - An den Auswerferbolzen
16 sind jeweils Federn27 , z. B. Schraubenfedern27 , vorgesehen, die die Auswerferbolzen16 gegenüber der Hohlwelle13 vorspannen. Durch die Vorspannung der Schraubenfedern27 wirkt auf die Auswerferbolzen16 eine Rückstellkraft, die nach Ablassen des Druckmittels dafür sorgt, dass die Auswerferbolzen16 wieder selbsttätig eingezogen werden. Zusammen mit den Auswerferbolzen16 wird auch der Kolben18 so weit zurückgeschoben, bis die Auswerferbolzen16 an entsprechend vorgesehenen Endanschlägen28 zur Anlage kommen. In dieser hintersten Arbeitsstellung, in der Kolben18 noch am Auswerferbolzen16 anliegt, besteht ein Spalt29 zwischen dem Kolben18 und dem Zwischenstück21 , der zur Rückstellung des Kolben18 aus der hintersten Arbeitsstellung in die Ruhestellung überwunden werden muss. Aufgrund der am Kolben18 vorgesehenen Dauermagneten23 wirkt auf den Kolben18 eine nach rechts gerichtete Magnetkraft, die Rückstellung des Kolbens18 über den Spalt29 hinweg bewirkt. Am Ende der Betätigung der Auswerferbolzen16 nimmt der Kolben18 wieder eine Ruhestellung ein, wie sie in2 dargestellt ist, und wird durch den Spalt22 von den Auswerferbolzen16 getrennt. - Da zur Betätigung der drehbar gelagerten Auswerferbolzen
16 der lediglich verschiebbar gelagerte Kolben18 eingesetzt werden kann, wird die Abdichtung des Arbeitsraumes über dem Kolben18 sehr vereinfacht. Denn die den Dichtspalt bildenden Wandungen des Kolbens18 einerseits und des Gehäuses03 bzw. des Zwischenstückes21 andererseits weisen keine rotatorisch gerichtete Relativbewegung auf. - Die Endstellungen des Kolbens
18 werden mittels Initiatoren30 abgefragt. - Der Einsatz von Magnetelementen zur Entkoppelung eines lediglich betätigt werden kann, ist beispielsweise auch bei der Ausbildung der Betätigungseinrichtung für die Spannbacken
11 denkbar. Man erkennt in1 , dass die Betätigungswelle12 , die ein solches drehbar gelagertes Betätigungselement darstellt, zur Betätigung der Spannbacken11 mittels eines nur axial verstellbaren Kolbens31 nach links verschoben werden kann. Dazu wird über eine Druckleitung32 Druckmittel in einen vom Kolben31 und dem Gehäuse03 gebildeten Zylinderraum zugeführt. Das Druckmittel sorgt dafür, dass der Kolben31 nach links verschoben wird und so durch Einwirkung auf die Stirnplatte33 die Betätigungswelle12 verstellt, so dass im Ergebnis die Spannbacken11 betätigbar sind. - Nach Ablassen des Druckmittels aus der Druckleitung
32 sorgen die Federn34 für eine Rückstellung der Betätigungswelle12 , so dass der Kolben31 durch die Stirnplatte33 zurückgeschoben wird. Die Rückstellung der Betätigungswelle12 ist durch Endanschläge begrenzt, so dass der Kolben31 durch die Stirnplatte33 nur bis zu einem bestimmten Punkt, nämlich der hintersten Arbeitsstellung, zurückgeschoben werden kann. In dieser Stellung liegt der Kolben31 noch an der Stirnplatte33 an, was wegen des dabei auftretenden Verschleiß im Falle einer Relativbewegung zwischen Stirnplatte33 und Kolben31 unerwünscht ist. Zur Vermeidung dieses Verschleißes sind auf der von der Stirnplatte33 abgewandten Stirnseite des Kolbens31 Magnetelemente37 , z. B. Dauermagnet37 vorgesehen, durch deren Magnetkräfte der Kolben31 in eine Ruhestellung zurückgestellt werden kann, in der der Kolben31 nicht mehr an der Stirnplatte33 zur Anlage kommt. -
- 01
- Spanndorn
- 02
- Gestell
- 03
- Gehäuse
- 04
- Wälzlager
- 05
- –
- 06
- Wälzlager
- 07
- Welle, mehrteilige
- 08
- Spannzylinder
- 09
- Hülse
- 10
- Abstreifring
- 11
- Spannbacken
- 12
- Stellelement, Betätigungswelle
- 13
- Hohlwelle
- 14
- Spreizelement
- 15
- –
- 16
- Stellelement, Teil, Auswerferbolzen
- 17
- Mittelachse
- 18
- Teil, Kolben
- 19
- Druckleitung
- 20
- –
- 21
- Zwischenstück
- 22
- Spalt
- 23
- Magnetelement, Dauermagnet
- 24
- Dichtring
- 25
- –
- 26
- Dichtring
- 27
- Feder, Schraubenfeder
- 28
- Endanschlag
- 29
- Spalt
- 30
- Initiator
- 31
- Kolben
- 32
- Druckleitung
- 33
- Stirnplatte
- 34
- Feder
- 35
- –
- 36
- –
- 37
- Magnetelement, Dauermagnet
Claims (4)
- Spanndorn (
01 ) zur drehbaren Lagerung einer auf einer Hülse (09 ) aufgewickelten Bahn mit einer Auswerfereinrichtung (16 ,18 ) zum Abstreifen der Hülse (09 ) von einem Spannzylinder (08 ) des Spanndorns (01 ), wobei die Auswerfereinrichtung (16 ,18 ) zumindest ein zusammen mit der Hülse (09 ) um eine Mittelachse (17 ) drehbar gelagertes erstes Teil (16 ) und ein nicht drehbar gelagertes zweites Teil (18 ) umfasst, und wobei der erste Teil (16 ) durch Betätigung des zweiten Teils (18 ) axial verlagert werden und die Hülse (09 ) vom Spanndorn (01 ) abstreifen kann, wobei der zweite Teil (18 ) als ein durch Druckmittel beaufschlagbarer Kolben (18 ) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (18 ) kreisringförmig ausgebildet ist und koaxial zum Spannzylinder (08 ) angeordnet ist, dass der Kolben (18 ) in zumindest einer Arbeitsstellung, in der die Hülse (09 ) abgestreift werden kann, am ersten Teil (16 ) zur Anlage kommt und dass der Kolben (18 ) in einer Ruhestellung vom ersten Teil (16 ) durch einen Spalt (29 ) getrennt ist, wobei der Kolben (18 ) dazu durch zumindest ein elastisches Element (27 ), insbesondere eine Feder (27 ), zurückstellbar ist und der Kolben (18 ) durch ein an ihm befestigtes Magnetelement (23 ) aus zumindest einer Arbeitsstellung in die Ruhestellung zurückstellbar ist. - Spanndorn (
01 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (18 ) einseitig wirkend ausgebildet ist, so dass der Kolben (18 ) zum Abstreifen der Hülse (09 ) mit dem Fluid antreibbar ist. - Spanndorn (
01 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (18 ) mit Druckmittel antreibbar ist. - Spanndorn (
01 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetelement (23 ) in der Art eines Dauermagneten (23 ) ausgebildet ist.
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