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Die Erfindung betrifft einen Wechselkonus gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Spannkonen zur wellenlosen Halterung von Wickelhülsen sind aus dem Stand der Technik im Allgemeinen bekannt. Im Stand der Technik ist die Geometrie des Grundkörpers eines Spannkonus im Regelfall für Hülsen mit toleriertem Innendurchmesser und einer bestimmten Festigkeit ausgelegt. Mit diesen Spannkonen kann nach dem axialen Einpressen der Spannkonen in die Hülsen eine Materialrolle beschleunigt oder abgebremst werden. Dies geschieht meist in Verbindung mit stirnseitigen Mitnehmern am Spannkonus, welche in die Hülsen der Materialrollen eingepresst werden.
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Weiterhin ist es aus dem Stand der Technik bekannt, radial verschiebbare Spannbacken an Spannkonen zu verwenden, um den Aufschiebvorgang der Materialrollen auf die Spannkonen zu erleichtern und trotzdem eine hohe Presskraft zu ermöglichen.
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Aus der
DE 100 56 247 B4 ist ein Spanndorn bekannt, welcher für Hülsen mit unterschiedlichen Durchmessern vorgesehen ist. Dieser Spanndorn weist in axialer Richtung hintereinander liegend zwei verschieden große Aufnahmen auf, die am Innenumfang der Materialrolle zur Anlage gebracht werden können und deren Durchmesser in einem bestimmten Bereich veränderbar ist. Die Veränderung des Durchmessers der Aufnahmen erfolgt durch Spannbacken, welche in radialer Richtung nach außen verstellbar sind. Dazu ist eine als Kolben ausgebildete Betätigungseinrichtung mit konisch ausgebildeten Kolbenabschnitten vorgesehen. Bei axialer Verschiebung der Betätigungseinrichtung erfolgt eine radiale Stellbewegung der Spannbacken.
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Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Spannvorrichtungen können Probleme auftreten, wenn die Hülseninnendurchmesser stärker variieren, als es die Toleranz vorgibt oder wenn die Festigkeit der verwendeten Hülsen variiert.
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Der
DE 103 30 032 B4 offenbart eine Vorrichtung zur Aufnahme von Hülsen. Dabei sind am Umfang verteilt mehrere T-förmige Mitnehmer in Aufnahmenuten angeordnet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wechselkonus zu schaffen, mit dem verschiedene Hülsentypen mit einem einzigen Wechselkonus aufgenommen werden können.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind insbesondere darin zu sehen, dass verschiedene Hülsentypen mit einem einzigen Wechselkonus aufgenommen werden können. Die Rüstzeiten an Rollenwechslern werden durch den erfindungsgemäßen Wechselkonus stark verringert, da ein komplettes Umrüsten der Wechselkonen am Rollenwechsler beim Aufachsen verschiedener Rollentypen nicht mehr erforderlich ist.
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Ein Wechselkonus umfasst einen sich zu seinem freien Ende hin verjüngenden Spannkonus, einen Tragzapfen zur Aufnahme des Spannkonus und einen Abschlussdeckel.
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Auf dem Spannkonus sind Aufnahmennuten vorgesehen, welche vorzugsweise parallel zu dessen Längsachse verlaufen. In die Aufnahmenuten können unterschiedliche Einsätze eingeschoben werden, um den Spannkonus an die zu haltenden Hülsen anzupassen.
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Die Einsätze sind Füllstücke und/oder verschiedene Mitnehmerstücke. Je nach Anwendungsfall der aufzuachsenden Materialrolle kann die Form, Größe und jeweilige Anzahl der Füllstücke bzw. Mitnehmerstücke variieren.
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Vorteilhafterweise können die Füll- und Mitnehmerstücke ohne großen Montageaufwand ausgetauscht werden, indem der sich an dem freien Ende des Spannkonus befestigte Abschlussdeckel geöffnet wird, welcher die Aufnahmenuten freigibt. Durch einfaches Einschieben werden die entsprechend benötigten Einsätze montiert.
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Nach dem Einschieben der Füllstücke und/oder Mitnehmerstücke werden diese durch Aufschrauben des Abschlussdeckels in axialer Richtung gesichert.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform haben die Aufnahmenuten eine in radialer Richtung betrachtete umgekehrte T-Form, um die Einsätze radial zu sichern.
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Die Füll- und Mitnehmerstücke weisen einen zur Aufnahmenut komplementären Fuß auf, welcher in die Aufnahmenut eingeschoben wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind auf dem Spannkonus sechs Aufnahmenuten vorgesehen, welche gleichmäßig am Umfang verteilt sind.
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Je nach Festigkeit und Innendurchmesser der zu verwendenden Hülse können verschiedenartige Mitnehmer- und Füllstücke auf dem Wechselkonus angeordnet sein. Beispielsweise können Mitnehmer- und Füllstücke jeweils abwechselnd in den Aufnahmenuten eingesetzt sein. Dann sind also drei Mitnehmerstücke und drei Füllstücke am Spannkonus montiert.
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Bei einer Hülse mit geringerer Festigkeit oder größerem Innendurchmesser kann es erforderlich sein, alle Aufnahmenuten mit Mitnehmerstücken zu versehen oder Mitnehmerstücke mit anderen Abmaßen zu verwenden.
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Die Füllstücke ragen im montierten Zustand nicht über die Umfangsfläche des Spannkonus hinaus. Sie sind an ihrer Oberfläche im Querschnitt vorzugsweise konkav geformt und im Längsschnitt keilförmig, so dass sie der Form des Spannkonus in axialer Richtung angepasst sind. Diese Form erleichtert das Aufschieben der Hülsen auf den Wechselkonus.
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Ebenso ist es denkbar, dass das Füllstück an der Außenfläche entsprechend der Mantelfläche des Spannkonus konvex geformt ist, so dass der Spannkonus nach Einschieben des Füllstückes in diesem Bereich eine konische Mantelfläche aufweist.
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Das Mitnehmerstück ist in einer bevorzugten Ausführungsform auf seiner im eingesetzten Zustand außen angeordneten Oberseite zumindest abschnittsweise dachförmig ausgebildet. Dabei ragt der dachförmige Abschnitt 17 im eingesetzten Zustand des Mitnehmerstückes über den Radius des Spannkonus hinaus. Die Höhe des Mitnehmerstückes bzw. die Neigung der Dachschrägung kann für verschieden Hülsentypen und Innendurchmesser variieren.
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Vorzugsweise weist das Mitnehmerstück in einem Kopfabschnitt, welcher im eingesetzten Zustand des Mitnehmerstückes am freien Ende des Spannkonus angeordnet ist, eine zusätzliche Abschrägung des Daches in axialer Richtung auf, wodurch das Einführen des Spannkonus in die Hülse erleichtert wird.
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Füll- und Mitnehmerstücke sind vorzugsweise einstückig aus einer Stahllegierung gefertigt.
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Die Festigkeit der Hülsen wird über das so genannte Elastizitätsmodul (E-Modul) definiert. Nach den Vorgaben in der Druckindustrie soll die Hülse ein E-Modul von 2.700 bis 4.200 N/mm2 aufweisen. Hat die zu verwendende Hülse einen kleineren E-Modul, so ist es vorteilhaft, zum Aufachsen den Wechselkonus zu verwenden, um damit einen Schlupf zwischen Spannkonus und Hülse beim Beschleunigen der Materialrolle zu vermeiden.
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Für Hülsen mit einem Innendurchmesser von größer als 76 mm, beispielsweise für Hülsen mit entferntem Stahleinsatz sollte ebenfalls der Wechselkonus verwendet werden. Bei entferntem Stahleinsatz ist wiederum auch die verminderte Festigkeit zu beachten, weshalb es nötig sein kann, größere Mitnehmerstücke zu verwenden oder die Anzahl der Mitnehmerstücke im Wechselkonus zu erhöhen.
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Die jeweils erforderlichen Bedingungen für die Verwendung verschiedener Mitnehmerstücke und deren unterschiedliche Anzahl bei der Bestückung des Wechselkonus kann der Fachmann einfach bestimmen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen:
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1 einen Wechselkonus in einer räumlichen Darstellung;
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2 einen Spannkonus als Teil des Wechselkonus in einer räumlichen Darstellung;
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3 einen Spannkonus gemäß 2 in Draufsicht a) und Längsschnittdarstellung b);
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4 ein Mitnehmerstück in einer ersten bevorzugten Ausführungsform;
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5 das Mitnehmerstück gemäß 4 in drei ungeschnittenen Ansichten a), b) und c) sowie in einer Schnittdarstellung d);
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6 ein Mitnehmerstück in einer zweiten bevorzugten Ausführungsform in drei ungeschnittenen Ansichten a), b) und c) und in einer Schnittdarstellung d);
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7 ein Füllstück in räumlicher Ansicht;
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8 das Füllstück gemäß 7 in Vorder- und Seitenansicht a) und b);
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9 eine Vorderansicht des Wechselkonus;
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10 eine Schnittdarstellung des Wechselkonus gemäß Schnittlinie IX-IX in 9.
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1 zeigt einen Wechselkonus 01, welcher einen Tragzapfen 02 und einen an diesem befestigten Spannkonus 03 umfasst. Der Spannkonus 03 verjüngt sicht zu seinem freien Ende hin und ist an diesem mit einem Abschlussdeckel 04 versehen. Auf dem Umfang des Spannkonus 03 sind gleichmäßig verteilt Füllstücke 06 und Mitnehmerstücke 07 angeordnet. An einer dem freien Ende des Wechselkonus 01 zugewandten Stirnseite 08 des Tragzapfens 02 sind stirnseitige Mitnehmer 09 vorgesehen. An den stirnseitigen Mitnehmern 09 kommt in aufgeschobenem Zustand eine Stirnfläche einer Hülse (nicht dargestellt) zur Anlage. Der Abschlussdeckel 04 ist vorzugsweise mit einer Innensechskantschraube 11 am Tragzapfen 02 gesichert. Der abgewandten Stirnseite 08 ist ein beweglicher, insbesondere gefederter Ring 10 zum Abstreifen der Hülse angeordnet.
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Die Füllstücke 06 und die Mitnehmerstücke 07 sind nach dem Öffnen Abschlussdeckels 04 leicht austauschbar, wie aus den nachfolgenden Figuren ersichtlich ist.
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In 2 ist ein Spannkonus 03 in einer dreidimensionalen Darstellung gezeigt. Sechs Aufnahmenuten 12 erstrecken sich in Richtung der Längsachse 13 des Spannkonus 03 auf der Mantelfläche des Spannkonus 03. Die Aufnahmenuten 12 verlaufen parallel zur Längsachse 13 und sind gleichmäßig über dem Umfang verteilt. In abgewandelten Ausführungen wäre es auch möglich, die Aufnahmenuten 12 ungleichmäßig am Umfang zu verteilen und/oder schräg zur Längsachse 13 des Spannkonus 03 anzuordnen. Am Spannkonus 03 sind weiterhin Bohrungen 14 vorgesehen, welche zur Befestigung des Spannkonus 03 auf dem Tragzapfen 02 mittels nicht dargestellter Schrauben dienen.
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3a) zeigt eine Draufsicht auf den Spannkonus 03 gemäß 2. Die Aufnahmenuten 12 sind vorzugsweise umgekehrt T-förmig ausgebildet, um die Mitnehmerstücke 07 und Füllstücke 06 radial zu sichern. Entsprechend der Verteilung auf dem Umfang weisen die Aufnahmenuten 12 untereinander einen Winkel von α = 60° auf, was bei der gezeigten Ausführungsform mit sechs Aufnahmenuten 12 der Fall ist, d. h. auf dem Spannkonus 03 sind n Aufnahmenuten 12 in einem Winkel α = 360°/n um die Längsachse 13 des Spannkonus 03 angeordnet wobei vorzugsweise n geradzahlig ist.
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3b) zeigt einen Längsschnitt des Spannkonus 03 entlang der Schnittlinie III-III in 3a). In dieser Längsschnittdarstellung sind die durchgehenden Bohrungen 14 zur Befestigung des Spannkonus 03 am Tragzapfen 02 gut zu erkennen.
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Die 4, 5 und 6 zeigen Mitnehmerstücken 07 in verschiedenen Ansichten. 4 zeigt dabei eine räumliche Darstellung. Das Mitnehmerstück 07 weist einen Fuß 16 auf, welcher komplementär zur Aufnahmenut 12 geformt ist, so dass er leicht in diese eingeschoben werden kann. An der Oberseite weist das Mitnehmerstück 07 einen dachförmigen Abschnitt 17 auf. Der dachförmige Abschnitt 17 ragt in montiertem Zustand über den Radius des Spannkonus 03 hinaus. Die Höhe h des Mitnehmerstückes 07 und auch die Schrägung des dachförmigen Abschnitts 17 (Winkel β) kann für verschiedene Hülseninnendurchmesser und Hülsen-Festigkeitswerte (E-Moduln) verschieden ausgelegt werden, wie es aus der 6 zu erkennen ist.
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In den 5 und 6 zeigen die Abbildung a) jeweils eine Vorderansicht, b) jeweils eine Seitenansicht, c) eine Draufsicht und d) eine Schnittansicht gemäß Schnittlinie V-V bzw. VI-VI in der jeweiligen Abbildung c).
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In einem Kopfabschnitt 18 weist der dachförmige Abschnitt 17 eine in radialer und axialer Richtung verlaufende Abschrägung 19 auf. Diese ist in montiertem Zustand am freien Ende des Spannkonus 03 angeordnet und erleichtert das Einführen der Hülse auf den Spannkonus 03. Je nach Anwendungsfall kann sich die Abschrägung 19 auch bis in den Bereich des Fußes 16 erstrecken (6b)). Die Abschrägung 19 wird durch den Winkel δ bestimmt. Für verschiedene Festigkeitswerte (E-Moduln) der aufzunehmenden Hülsen können verschiedenen Abschrägungen 19 gewählt werden.
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Ein Endabschnitt 21 des Mitnehmerstückes 07 weist lediglich die Höhe x des Fußes 16 auf und ragt im eingebauten Zustand in diesem Bereich in radialer Richtung nicht über den Spannkonus 03 hinaus, wodurch eine Montage des Spannkonus 03 auf den Tragzapfen 02 ermöglicht wird. Der Endabschnitt 21 sitzt unterhalb des federnd belasteten Rings 10 der beim Aufachsen axial zurückgedrückt wird und somit die stirnseitigen Mitnehmer 09 freigibt. Um diese axiale Beweglichkeit des Rings 10 zu gewährleisten ist der Endabschnitt 21 des Mitnehmers 09 radial zurückgesetzt.
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In den 7 und 8 ist eine bevorzugte Ausführung des Füllstücks 06 dargestellt. Dabei zeigt 7 eine räumliche Ansicht und 8a) eine Vorderansicht und in 8b) eine Seitenansicht. Der Fuß 22 ist wie beim Mitnehmerstück 07 komplementär, also T-förmig, zur Aufnahmenut 12 des Spannkonus 03 geformt. Die Oberseite 23 des Mitnehmerstückes 06 ist konkav geformt und ragt in montiertem Zustand nicht über den Radius des Spannkonus 03 hinaus. Die Füllstücke 06 sind dann in die entsprechenden Aufnahmenuten 12 des Spannkonus 03 einzusetzen, wenn nicht alle Aufnahmenuten 12 mit Mitnehmerstücken 07 bestückt werden.
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In 9 ist eine Vorderansicht eines Wechselkonus 01 gezeigt. Der Spannkonus 03 ist auf dem Tragzapfen 02 montiert. Der Tragzapfen 02 weist an seiner Stirnseite 08 stirnseitige Mitnehmer 09 auf, an welchen die Hülse der aufzuachsenden Materialrolle zum Anschlag kommt. Der Wechselkonus 01 ist mit drei Mitnehmerstücken 07 und drei Füllstücken 06 bestückt. Die Aufnahmenuten 12 sind gestrichelt dargestellt. Der Abschlussdeckel 04 ist mit der Innensechskantschraube 11 am Tragzapfen 02 befestigt.
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10 zeigt eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie IX-IX in 9. Es ist zu erkennen, dass der Endabschnitt 21 des Mitnehmerstückes 07 bis in den Tragzapfen 02 hineinragt, der dachförmige Abschnitt 17 ragt über den Durchmesser des Spannkonus 03 hinaus. Der Kopfabschnitt 18 trägt eine Abschrägung 19, die vorzugsweise an die Schrägung des Abschlussdeckels 04 angepasst ist. Das Füllstück 06 ragt ebenfalls in der Aufnahmenut 12 bis in den Tragzapfen 02 hinein.
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Bezugszeichenliste
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- 01
- Wechselkonus
- 02
- Tragzapfen
- 03
- Spannkonus
- 04
- Abschlussdeckel
- 05
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- 06
- Füllstück
- 07
- Mitnehmerstück
- 08
- Stirnseite
- 09
- Mitnehmer, stirnseitig
- 10
- Ring
- 11
- Innensechskantschraube
- 12
- Aufnahmenut
- 13
- Längsachse
- 14
- Bohrung
- 15
-
- 16
- Fuß
- 17
- Abschnitt, dachförmig
- 18
- Kopfabschnitt
- 19
- Abschrägung
- 20
-
- 21
- Endabschnitt
- 22
- Fuß
- 23
- Oberseite
- α
- Winkel
- β
- Winkel (17)
- δ
- Winkel (19)
- h
- Höhe (07)
- x
- Höhe (16)
