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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme zumindest einer Materialrolle gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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In Rollen-Rotationsdruckmaschinen kommt bahnförmiger Bedruckstoff zum Einsatz, der auf entsprechenden Materialrollen angeliefert wird. Eine solche Materialrolle besteht üblicherweise aus einer Hülse, beispielsweise einer Papphülse, und dem darauf aufgerollten Bedruckstoff. Üblicherweise werden mehrere solcher Materialrollen derart an einem Rollenwechsler drehbar angeordnet, so dass von jeweils einer Materialrolle der bahnförmige Bedruckstoff abgerollt werden kann und gleichzeitig eine leere Hülse einer anderen, aufgebrauchte Materialrolle gegen eine neue Materialrolle gewechselt werden kann. Sobald eine weitere Materialrolle aufgebraucht ist, kann in einem fliegenden Wechsel der Bedruckstoff der frischen Materialrolle entnommen werden.
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Üblicherweise kommen für solche Rollenwechsler Spannkonen zum Einsatz, die jeweils paarweise einer eine Rotation ermöglichenden Anordnung einer Materialrolle dienen. Zumindest einer der Spannkonen ist mit einem Rotationsantrieb versehen, um die Materialrolle in Rotationsbewegung zu versetzen. Jeweils ein Spannkonus wird von beiden axialen Richtungen in Öffnungen der Hülse der Materialrolle eingeführt und mit dieser kraft- und/oder formschlüssig verbunden, um Rotationsbewegungen und zugehörige Drehmomente vom Rotationsantrieb auf die Materialrolle übertragen zu können. Dazu ist es bekannt, in axialer und/oder in radialer Richtung Mitnehmerelemente in den Bereich der Materialrolle und/oder deren Hülse zu bewegen.
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Durch die
EP 0 703 180 A2 und die
DE 100 56 274 B4 ist jeweils eine Tragzapfen zur Aufnahme einer Vorratsrolle mit mehreren über den Umfang verteilten, in radialer Richtung aus der Peripherie des Tragzapfens bewegbaren, sich in axialer Richtung erstreckenden Klemmleisten bekannt, wobei eine radiale Bewegung der Klemmleisten durch eine über Keile der Klemmleisten und damit zusammenwirkende Keile einer in axialer Richtung bewegbaren Kolbenstange erzeugbar ist, wobei eine aneinander vorbei gleitende Bewegung der Keile ausgeführt wird und entsprechende Gleitreibung auftritt.
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Durch die
DE 10 2007 024 768 A1 ist eine Vorrichtung zur Aufnahme zumindest einer Materialrolle bekannt, wobei die Vorrichtung zumindest einen Tragzapfen aufweist, der zumindest zwei Mitnehmerelemente aufweist, die zur Übertragung eines Drehmoments an einem Innenumfang der Materialrolle zum Eingriff bringbar sind, wobei eine in und entgegen einer axialen Richtung bewegbare Spindel angeordnet ist, durch deren Bewegung die Vorrichtung von einem ersten Betriebszustand, in dem die Materialrolle von dem Tragzapfen entfernbar angeordnet ist, in einen zweiten Betriebszustand überführbar ist, in dem die Materialrolle relativ zu dem Tragzapfen fixiert ist und wobei zwischen der Spindel und den Mitnehmerelementen jeweils zumindest zwei Zwischenkörper angeordnet sind.
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Durch die
GB 2 386 366 A ist eine Wickelvorrichtung bekannt, die dazu dient, elastische Filme aufzurollen, ohne eine Hülse zu verwenden. Zu diesem Zweck weist die Vorrichtung eine Achse mit beweglichen Umfangsteilbereichen auf, wobei eine in und entgegen einer axialen Richtung bewegbare Spindel angeordnet ist, durch deren Bewegung die Vorrichtung von einem ersten Betriebszustand, in dem die Materialrolle von dem Tragzapfen entfernbar angeordnet ist, in einen zweiten Betriebszustand überführbar ist, in dem die Materialrolle relativ zu dem Tragzapfen fixiert ist, der zumindest zwei Mitnehmerelemente aufweist, die zur Übertragung eines Drehmoments an einem Innenumfang der Materialrolle zum Eingriff bringbar sind und wobei zwischen der Spindel und den Mitnehmerelementen jeweils Zwischenkörper angeordnet sind und wobei die Mitnehmerelemente jeweils Ausnehmungen aufweisen, in denen jeweils ein Zwischenkörper teilweise angeordnet ist und wobei die Spindel je Mitnehmerelement Vertiefungen aufweist, in denen jeweils ein Zwischenkörper teilweise angeordnet ist.
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Durch die
FR 2 126 726 A ist eine Vorrichtung zum lösbaren Fixieren von Garnrollen bekannt, bei der mittels einer als Zwischenelement wirkenden, mit Ausnehmungen einer axial beweglichen Spindel zusammenwirkenden Kugel ein einziges elastisch deformierbares Mitnehmerelement einer die Garnrolle aufnehmenden Achse in seiner radialen Anordnung derart verändert wird, dass die Garnrolle dadurch lösbar auf der Achse fixiert wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Aufnahme zumindest einer Materialrolle und ein Verfahren zur Fixierung einer Materialrolle zu schaffen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
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Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass eine in radialer Richtung zwischen Mitnehmerelementen und einer Materialrolle bzw. deren Hülse wirkende Kräfte und/oder radiale Verstellwege der Mitnehmerelemente bis zu einem Höchstwert frei wählbar ist, wodurch die Materialrolle bzw. deren Hülse vor Beschädigungen geschützt und je nach Beschaffenheit optimal fixiert werden kann, so dass eine Drehmomentübertragung für verschiedenste Materialrollen bzw. Hülsen sichergestellt werden kann.
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Ein werterer Vorteil besteht insbesondere darin, dass eine verwendete Spindel durch eine spezielle Form von Vertiefungen relativ kleine Ausfräsungen aufweist und dadurch insgesamt sehr stabil ist.
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Ein werterer Vorteil besteht dann, dass schräg zu einer Rotationsachse eines Tragzapfens angeordnete Flächen der Spindel und/oder der Mitnehmerelemente nicht über andere Flächen gleiten müssen, um eine radiale Bewegung zu erzeugen, sondern dass im Bereich dieser Flächen lediglich Rollreibung auftritt. Dadurch geht bei einem Spannvorgang weniger Kraft an eine Überwindung von Reibung verloren und es ist ein besseres Verhältnis von aufzuwendender Kraft und auf die Materialrolle bzw. deren Hülse wirkende Spannkraft möglich.
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Ein werterer Vorteil besteht darin, dass die Mitnehmerelemente relativ geringe Aussparungen aufweisen, beispielsweise in Form von Halbkugeln, und dass die Mitnehmerelemente dadurch sehr stabil ausgebildet sind.
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Ein werterer Vorteil besteht darin, dass der Aufbau der Vorrichtung relativ einfach und insbesondere einfach zu montieren ist, was einen Arbeitsaufwand beispielsweise bei einer Montage verringert.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass je nach Formgebung von Ausnehmungen der Mitnehmerelemente und/oder von Vertiefungen der Spindel, unterschiedlichen Teilstücken eines Verschiebungswegs unterschiedliche, frei wählbare Verhältnisse einer auf die Spindel in axialer Richtung ausgeübten Kraft und einer auf die Mitnehmerelemente in radialer Richtung ausgeübten Kraft, also Spannkraft, möglich sind.
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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 eine schematische Darstellung eines Teils eines Rollenwechslers;
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2 eine schematische Darstellung eines Teils eines Rollenwechslers;
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3 eine schematische Darstellung eines Teils eines Tragzapfens mit einer Spannvorrichtung;
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4a eine schematische Darstellung eines Mitnehmerelements;
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4b eine Darstellung eines schematischen Schnitts IV-IV eines Mitnehmerelements aus 4a;
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5a eine schematische Darstellung eines Mitnehmerelements von oben;
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5b eine schematische Darstellung eines Mitnehmerelements von unten;
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6a eine schematische Draufsicht einer Spindel;
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6b eine schematische Seitenansicht einer Spindel;
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6c eine Darstellung eines schematischen Schnitts VI-VI einer Spindel aus 6b;
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6d eine Darstellung eines schematischen Schnitts VII-VII einer Spindel aus 6b;
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6e eine schematische Darstellung einer Spindel;
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7 eine schematische Darstellung einer Vertiefung einer Spindel;
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8 eine schematische Darstellung eines Spanndorns.
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Eine Vorrichtung 01 zur Aufnahme einer Materialrolle 02, beispielsweise eine Rollenabspulvorrichtung 01, die beispielsweise als Rollenwechsler 01 mit Speicherpositionen für mehrere Materialrollen 02 ausgebildet sein kann, weist zumindest zwei Spannkonen 03 auf. Bevorzugt ist die Rollensabspulvorrichtung 01 als Rollenwechsler 01 ausgebildet und weist Speicherpositionen für zumindest zwei Materialrollen 02 und dabei je Speicherposition zwei Spannkonen 03 auf, von denen jeweils zumindest einer und bevorzugt beide über einen eigenen Antriebsmotor 04 verfügen. Über jeweils einen Tragarm 06 sind die Spannkonen 03 und/oder deren Antriebsmotoren 04 mit einer gemeinsamen Achse 07 oder einem gemeinsamen Träger 07 verbunden, um die sich alle Speicherpositionen drehen können, um bei einem Wechsel einer gerade eingesetzten Materialrolle 02 deren Lage anpassen zu können. Die Materialrollen 02 können beispielsweise eine Hülse aufweisen, auf die das Material, beispielsweise bahnförmiger Bedruckstoff für einen Einsatz in einer Rollen-Rotationsdruckmaschine, aufgewickelt ist (1 und 2). Um eine Materialrolle 02 auf die Spannkonen 03 aufspannen zu können, ist jeweils zumindest einer der Spannkonen 03 und sind bevorzugt jeweils beide Spannkonen 03 in und entgegen einer axialen Richtung A verschiebbar. Diese axiale Richtung A ist dabei parallel zu einer Rotationsachse 08 der Materialrolle 02 und gegebenenfalls zu einer Schwenkachse 09 der Rollenabspulvorrichtung 01 angeordnet. Wenn die Vorrichtung 01 als Rollenwechsel 01 ausgebildet ist, weist sie bevorzugt neben Speicherpositionen für mehrere Materialrollen 02 auch zumindest einen Antriebsmotor 11 auf, der beispielsweise mittels einer Rotation der Tragarme 06 oder des Trägers 07 die Positionen mehrere Speicherpositionen und damit gegebenenfalls mehrerer Materialrollen 02 bzw. Hülsen tauschen kann. Die Vorrichtung 01 weist weiterhin ein den Träger 07 tragendes Gestell 12 und bevorzugt eine Tänzerwalze 13 und eine Klebe- und Schneideinrichtung 14 auf, so dass eine Bahnspannung in gewissen Grenzen gehalten werden kann und ein Rollenwechsel fliegend, d. h. ohne Stillstand der Materialbahn vonstatten gehen kann.
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Ein Spannkonus 03 weist zumindest zwei, bevorzugt zumindest drei Mitnehmerelemente 16 und einen Tragzapfen 17 auf, wobei die Mitnehmerelemente 16 zumindest in radialer Richtung bezüglich einer Rotationsachse 08 des Spannkonus 03, die mit der Rotationsachse 08 der Materialrolle 02 zusammenfällt, in ihrer Lage veränderlich sind, so dass in einem ersten Betriebszustand sämtliche Bestandteile der Mitnehmerelemente 16 innerhalb eines durch eine maximale radiale Abmessung des Tragzapfens 17 festgelegten Radius liegen und in einem zweiten Betriebszustand zumindest Teile der Mitnehmerelemente 16 außerhalb dieses Radius liegen. Der Tragzapfen 17 weist dabei zumindest in einem Aufnahmebereich, der einer Aufnahme der Materialrolle 02 oder der Hülse der Materialrolle 02 dient, eine im Wesentlichen zylindrische Form mit einem Radius auf, die mit Aussparungen versehen ist, in denen die Mitnehmerelemente 16 je nach Betriebszustand zumindest teilweise angeordnet sind. Dadurch ist eine diesen Aufnahmebereich des Tragzapfens 17 einhüllende Zylindermantelfläche festgelegt, die teilweise mit einer tatsächlichen Oberfläche des Tragzapfens 17 übereinstimmt. In Querschnitten senkrecht zur Rotationsachse 08 des Spannkonus 03 ist in gleicher Weise eine den Tragzapfen 17 einhüllende Kreislinie festgelegt. Zumindest in diesem Aufnahmebereich ist die maximale radiale Abmessung des Tragzapfens 17 bevorzugt geringfügig kleiner als eine radiale Innenabmessung der Materialrolle 02 bzw. der Hülse der Materialrolle 02, bevorzugt um zumindest 0,1 mm und höchstens 2 mm, werter bevorzugt um zumindest 0,3 mm und höchstens 0,7 mm, so dass eine gegenseitige axiale Verschiebung leicht möglich ist.
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Diese Mitnehmerelemente 16 sind als in radialer Richtung bezüglich der Rotationsachse 08 linear verschiebbare Spannbacken 16 ausgebildet. Die Mitnehmerelemente 16 weisen bevorzugt eine im Wesentlichen quaderförmige Grundform auf und haben beispielsweise an ihren beiden Enden bezüglich einer Richtung einer längsten Ausdehnung, die bevorzugt mit der axialen Richtung A identisch ist, jeweils eine Form, die mit einer Führung in einer entsprechenden Ausnehmung im Tragzapfen 17 zusammen eine geführte linear Bewegung in radialer Richtung erzwingt. An ihrer in radialer Richtung gesehen außen liegenden Fläche weisen die Mitnehmerelemente 16 bevorzugt zumindest eine Erhebung 18 auf, die beispielsweise keilförmig sein kann. Es ist auch möglich, je Mitnehmerelement 16 mehrere solcher Erhebungen 18 anzuordnen oder die genannte außen liegende Fläche insgesamt als keilförmige Erhebung auszubilden. Zur Unterstützung der Führung der Mitnehmerelemente 16 können in dem Tragzapfen 17 beispielsweise zylinderförmige Bolzen 19 oder Gewindestifte 19 angeordnet sein. Es ist vorgesehen, dass mittels zumindest einer und bevorzugt zumindest zweier in axialer Richtung beidseitig des Mitnehmerelements 16 angeordneter Federelemente 21, beispielsweise Rückstellfedern 21, eine Vorspannung jedes Mitnehmelements 16 realisiert ist, die das Mitnehmerelement 16 in radialer Richtung auf die Rotationsachse 08 des Tragzapfens 17 zu zwingt. Die Bolzen 19 oder Gewindestifte 19 stabilisieren dabei gleichzeitig die Rückstellfedern 21 gegen Knicken oder Verkanten. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass bei Nichtvorhandensein anderer Kräfte die Mitnehmerelemente 16 die Materialrolle 02 bzw. deren Hülse freigeben.
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Auf ihrer der Rotationsachse 08 zugewandten Seite weisen die Mitnehmerelemente 16 zumindest zwei oder mehr kugelabschnittförmige, bevorzugt halbkugelförmige Ausnehmungen 22 auf. Bevorzugt weist diese der Rotationsachse 08 zugewandte Seite eine diese Seite längs der Richtung A durchziehende Schmiernut 23 auf, die durch die Ausnehmungen 22 verläuft und in diesem Bereich entsprechend kreissegmentförmig ausgebildet ist. Die Schmiernut 23 verbindet bevorzugt alle Ausnehmungen 22 jeweils eines Mitnehmerelements 16 und dient gleichzeitig als Fettreservoir. Auf diese Weise wird eine Lebensdauer der Vorrichtung 01 erhöht. In jeder Ausnehmung 22 ist ein Zwischenkörper 24, in diesem Fall in Form einer Kugel 24 angeordnet, dessen Radius so bemessen ist, dass er in die Ausnehmung 22 passt und bis auf einen zur Schmierung mit Schmiermittel gefüllten Spalt die Ausnehmung 22 vollständig ausfüllt.
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Die Kugeln 24 stehen außer mit den Mitnehmerelementen 16 noch mit einer Spindel 26 in Kontakt. Die Spindel 26 erstreckt sich dabei in Richtung A entlang der Rotationsachse 08 und weist eine Reihe von Vertiefungen 27 auf. Die Vertiefungen 27 weisen eine Form auf, die sich aus zwei Komponenten zusammensetzt. Eine der Komponenten ist eine kugelabschnittförmige Ausnehmung, bevorzugt eine halbkugelförmige Ausnehmung. Die zweite Komponente ergibt sich aus einem Volumen der Spindel 26, das von einer Kugel 24 durchlaufen werden muss, um diese Kugel 24 aus einer ersten Lage, in der sich die kugelabschnittförmige Ausnehmung ausfüllt, beispielsweise geradlinig in eine zweite Lage zu verschieben. Die zweite Lage ist dadurch festgelegt, dass eine Verbindungslinie eines Mittelpunkts der Kugeln 24 in der ersten Lage mit dem Mittelpunkt der Kugel 24 in der zweiten Lage eine Gerade ergibt, die die Rotationsachse 08 des Tragzapfens 17 unter einem spitzen Winkel, bevorzugt einem Winkel zwischen 5° und 45° und weiter bevorzugt einem Winkel zwischen 10° und 30° schneidet. In einer Ausführungsform liegen die Verbindungslinien auf einem Kegel, dessen Spitze von der Materialrolle 02 weg in Richtung A weist. Es ist aber ebenso möglich, die Vertiefungen 27 so zu gestalten, dass die Spitze eines solchen Kegels in die entgegen gesetzte Richtung weist. Im Nachfolgenden beschriebene Bewegungen und Bauteile müssen dann entsprechend angepasst, beispielsweise umgekehrt werden. Eine Kugel 24, die sich in der ersten Lage befindet, hat einen flächigen Kontakt zu Begrenzungsflächen der Vertiefung 27. Eine Kugel 24, die sich in der zweiten Lage oder in einer anderen Lage, die entlang des Verschiebewegs zwischen der ersten Lage und der zweiten Lage liegt, befindet, hat mit den Begrenzungsflächen der Vertiefung 27 einen linienförmigen Kontakt (7). Es ist also möglich, Oberflächen der Vertiefungen 27 so zu gestalten, dass ein zurückgelegter Weg eines Schwerpunkts eines Zwischenkörpers 24 von der ersten zu der zweiten Lage entweder nicht geradlinig oder geradlinig verläuft. Wichtig ist dabei nur, dass die Vertiefungen 27 Formen aufweisen, die jeweils einem Teil eines Zwischenkörpers 24 und einem, auf dem Verschiebungsweg des Zwischenkörpers 24 von der ersten in die zweite Lage, von dem Zwischenkörper 24 zu durchdringenden Volumen entspricht.
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Die Spindel 26 ist in axialer Richtung A verschiebbar gelagert. In einem ersten Betriebszustand, in dem sich die Kugeln 24 alle jeweils in der ersten Lage bezüglich der entsprechenden Vertiefungen 27 befinden, sind die Mitnehmerelemente 16 alle vollständig innerhalb des Tragzapfens 17 angeordnet. Wird nun die Spindel 26 in axialer Richtung A verschoben, so sind die Kugeln 24 auf Grund der Anordnung in den Ausnehmungen 22 gezwungen, ihr Lage bezüglich der Richtung A relativ zum Tragzapfen 17 beizubehalten. Das hat zur Folge, dass bedingt durch die Form der Vertiefungen 27, die Kugeln 24 von den Begrenzungsflächen der Vertiefungen 27 in radialer Richtung nach außen gedrückt werden. Die Kugeln 24 drücken dann wiederum die Mitnehmerelemente 16 in radialer Richtung nach außen, wodurch die Mitnehmerelemente 16 und insbesondere deren Erhebungen 18 in radialer Richtung nach außen bewegt und schließlich in eine innere Mantelfläche der Materialrolle 02 bzw. deren Hülse gepresst werden. Auf diese Weise wird eine formschlüssige und reibschlüssige Verbindung zwischen Tragzapfen 17 und Materialrolle 02 bzw. entsprechender Hülse sichergestellt, eine Drehmomentübertragung zwischen Spannkonus 03 und Materialrolle 02 ist möglich. Um diese Verbindung zu lösen, wird die Spindel 26 entgegen der Richtung A verschoben. Die von der Materialrolle 02 bzw. Hülse wirkende Kraft drückt die Mitnehmerelemente 16 wieder in radialer Richtung nach innen und die Rückstellfedern 21 unterstützen dies und bewegen die Mitnehmerelemente 16 komplett zurück in den Tragzapfen 17, auch wenn diese schon keinen Kontakt mehr zu der Materialrolle 02 bzw. Hülse haben. Die Mittelpunkte der Kugeln 24 liegen bevorzugt zu jedem Zeitpunkt alle auf jeweils einer Zylindermantelfläche um die Rotationsachse 08 des Tragzapfens 17, deren Radius sich je nach Lage der Spindel 26 ergibt.
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Neben den bereits erwähnten Mitnehmerelementen 16 und dem Tragzapfen 17 weist der Spannkonus 03 noch weitere Bauteile auf. An seinem der Materialrolle 02 zugewandten Ende weist der Tragzapfen 17 eine spitz oder zumindest konisch zulaufende Kappe 28 auf, um eine Einführen des Tragzapfens 17 in die Materialrolle 02 bzw. deren Hülse zu erleichtern und Beschädigungen zu vermeiden. In der axialer Richtung A von der Materialrolle 02 weg weisend weist der Tragzapfen 17 nach dem im Wesentlichen zylinderförmigen Aufnahmebereich einen Bereich auf, in dem eine Vorspanneinrichtung 29 angeordnet ist. Die Vorspanneinrichtung 29 kann beispielsweise durch eine Anzahl von in Reihe geschalteten Tellerfedern 29 oder durch eine Schraubenfeder 29 realisiert sein. Die Vorspanneinrichtung 29 ist bevorzugt so aufgebaut, dass die Spindel 26 gegenüber einem relativ zum Tragarm 06 starren Bestandteil der Vorrichtung 01 abgestützt ist und die Spindel 26 dadurch in axialer Richtung A drückt. Dadurch ist gewährleistet, dass bei Fehlen anderer Krafteinwirkungen die Mitnehmerelemente 16 immer aus dem Tragzapfen 17 herausragen und eine Materialrolle 02 bzw. Hülse sicher gehalten wird, beispielsweise auch im Fall eines Stromausfalls oder einer sonstigen Fehlfunktion. Die Spindel 26 ist weiterhin mit einem Linearantrieb 31, beispielsweise einem Hydraulikzylinder 31 oder einem Pneumatikzylinder 31 oder einem elektrischen Linearantrieb 31 verbunden, der die Spindel 26 entgegen und bevorzugt auch in der Richtung A verschieben kann.
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An dem Tragzapfen 17 ist bevorzugt ein Antriebsrad relativ zum Tragzapfen 17 starr angeordnet. Das Antriebsrad ist beispielsweise über Zahnräder oder über einen Zahnriemen mit dem Antriebsmotor verbunden. Weiterhin ist an dem Antriebsrad und/oder an dem Tragzapfen 17 und/oder zumindest einem anderen Bauteil, das mit dem Tragzapfen 17 starr verbunden ist, eine Bremse 32 angeordnet, um zumindest im Notfall eine Rotation der Materialrolle 02 bremsen und/oder anzuhalten.
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Der Spannkonus 03 kann weiterhin Mittel 33 zum Abstreifen einer Materialrolle 02 bzw. deren Hülse aufweisen. Solche Mittel 33 umfassen beispielsweise in und entgegen der axialen Richtung A bewegliche Stempel 33 und daran befestigte Ringe 33, die eine Materialrolle 02 bzw. deren Hülse entgegen der Richtung A von der Kappe 28 schieben können, bis diese vom Tragzapfen 17 herunterfallen.
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In einer anderen Ausführungsform, die sich bis auf im Folgenden Genanntes und/oder Widersprüchliches nicht von der zuvor beschriebenen Ausführungsform unterscheidet, sind statt der Kugeln 24 Zwischenkörper 24 in Form von Rollen 24, beispielsweise zylinderförmigen oder tonnenförmigen Rollen 24 angeordnet. Die Ausnehmungen 22 und die Vertiefungen 27 sind dann entsprechend angepasst, so dass weiterhin zu jeder Zeit ein flächiger oder zumindest linienförmiger Kontaktbereich zwischen Zwischenkörpern 24 und Mitnehmerelementen 16 sowie zwischen Zwischenkörpern 24 und Spindel 26 besteht. Beispielsweise sind bei zylinderförmigen Rollen 24 die Ausnehmungen 22 in der Form eines längs einer Zylinderachse halbierten Zylinders geformt. Eine zylinderförmige Gestaltung der Zwischenkörper 24 hat beispielsweise zur Folge, dass eine Kontaktlinie zwischen Zwischenköper 24 und Spindel 26 zu jeder Zeit gleich lang ist. Die Zwischenkörper 24 befinden sich bevorzugt zu jedem Zeitpunkt zumindest teilweise in der jeweiligen Vertiefung 27, so dass keine Gefahr besteht, dass die Vorrichtung beschädigt wird. Zwischenkörper 24 anderer Formen sind ebenfalls denkbar, bevorzugt sind die Zwischenkörper 24 jedoch in jedem Fall rotationssymmetrisch ausgebildet.
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Die Zwischenkörper 24 und mit ihnen in Kontakt tretende Flächen wie die Begrenzungsflächen der Aussparungen 22 der Mitnehmerelemente 16 und der Vertiefungen 27 der Spindel 26 sind bevorzugt gehärtet, um trotz auftretender Lasten einen Verschleiß zu minimieren.
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In einer anderen Ausführungsform sind die Vertiefungen 27 so gestaltet, wie zu den Ausnehmungen 22 beschrieben und/oder die Ausnehmungen 22 sind so gestaltet, wie zu den Vertiefungen 27 beschrieben. Eine Funktionsweise der Vorrichtung 01 wird dadurch nicht verändert. Es ist auch möglich, diese Ausführungsformen zu mischen, also Teile der Ausnehmungen 22 und Teile der Vertiefungen 27 jeweils so zu gestalten, wie zu den Ausnehmungen 22 beschrieben und den Rest wie zu den Vertiefungen 27 beschrieben.
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Ist eine Verbindungslinie zwischen der ersten Lage und der zweiten Lage eines Zwischenkörpers 24 entlang einer Oberfläche der Spindel 26 nicht geradlinig, so können in verschiedenen Phasen eines Spannvorgangs unterschiedliche Verhältnisse von zurückgelegten Strecken der Spindel 26 und der Mitnehmerelemente 16 realisiert werden, beispielsweise um bei unterschiedlich großen Verstellwegen unterschiedlich große Spannkräfte bei gleich großen axialen Kräften zu erreichen.
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Mit der beschriebenen Vorrichtung 01 ergibt sich ein Verfahren zur Fixierung der Materialrolle 02 an zumindest einem Tragzapfen 17, wobei in einem Schritt die Materialrolle 02 auf den Tragzapfen 17 geschoben wird und wobei in einem anderen Schritt die Spindel 26 in oder entgegen der axialen Richtung A verschoben wird und wobei dadurch die Mitnehmerelemente 16 von einem ersten Betriebszustand, in dem die Mitnehmerelemente 16 vollständig innerhalb der den Tragzapfen 17 einhüllenden Zylindermantelfläche liegen, in einen zweiten Betriebszustand überführt werden, in dem die Mitnehmerelemente 16 teilweise außerhalb dieser Zylindermantelfläche liegen und in dem alle Mitnehmerelemente 16 mit der Materialrolle 02 in Kontakt stehen, wobei die Spindel 26 Kräfte auf Zwischenkörper 24 ausübt und wobei die Zwischenkörper 24 Kräfte auf die Mitnehmerelemente 16 ausüben und wobei die Zwischenkörper 24 sich relativ zu der Spindel 26 oder jeweils einem Mitnehmerelement 16 nur um eine Achse drehen, die bezüglich der Spindel 26 oder eines Mitnehmerelements 16 ortsfest bleibt. In einem späteren Schritt wird die Spindel 26 in entgegen gesetzter Richtung verschoben, wodurch die Mitnehmerelemente 16 von dem zweiten Betriebszustand wieder in den ersten Betriebszustand überführt werden. Ein Herstellungsschritt kann beispielsweise so gewählt werden, dass eine Schnittlinie einer Fläche eines Mitnehmerelements 16 oder der Spindel 26, entlang der die Zwischenkörper 24 abgerollt werden, mit einer Ebene, die durch die Rotationsachse 08 des Tragzapfens 17 verläuft, beliebig geformt wird. Dies kann beispielsweise genutzt werden, um die entsprechende Form so zu wählen, dass ein Verhältnis aus einer zurückgelegten Strecke der Spindel 26 in axialer Richtung und einer zurückgelegten Strecke zumindest eines Mitnehmerelemente 16 in radialer Richtung für unterschiedliche Teilstücke einer gesamten Verschiebungsstrecke der Spindel 26 gleich bleibt oder gezielt variiert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 01
- Vorrichtung, Rollenabspulvorrichtung, Rollenwechsler
- 02
- Materialrolle
- 03
- Spannkonus
- 04
- Antriebsmotor (03)
- 05
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- 06
- Tragarm (03)
- 07
- Achse, Träger (01)
- 08
- Rotationsachse (02; 03)
- 09
- Schwenkachse (01)
- 10
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- 11
- Antriebsmotor (07)
- 12
- Gestell (01)
- 13
- Tänzerwalze
- 14
- Klebe- und Schneideinrichtung
- 15
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- 16
- Mitnehmerelement, Spannbacke
- 17
- Tragzapfen
- 18
- Erhebung (16)
- 19
- Bolzen, Gewindestift
- 20
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- 21
- Federelement, Rückstellfeder
- 22
- Ausnehmung (16)
- 23
- Schmiernut (16)
- 24
- Zwischenkörper, Kugel, Rolle
- 25
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- 26
- Spindel
- 27
- Ausnehmung (26)
- 28
- Kappe (17)
- 29
- Vorspanneinrichtung, Tellerfeder, Schraubenfeder
- 30
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- 31
- Linearantrieb, Hydraulikzylinder, Pneumatikzylinder
- 32
- Bremse
- 33
- Mittel, Stempel, Ring
- A
- Richtung
