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Die Erfindung betrifft eine rotierbare Spannvorrichtung zur Aufnahme von Hülsenkörpern, insbesondere Wickelhülsen, Aufsteckadaptern oder dergleichen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Dies können beispielsweise beidseitig gelagerte Spannvorrichtungen wie Tragelemente, Wickelwellen oder Tragrohre sein oder auch einseitig gelagerte Tragelemente wie Wickelköpfe und Wickelzapfen. Auch andere von einem Druckreservoir gespeiste Spannvorrichtungen, wie beispielsweise Expansionsreifenadapter, sollen umfasst sein.
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Bei all diesen Spannvorrichtungen, deren Spannelement oder Spannelemente mit einem Druckreservoir in Wirkverbindung stehen, sind Informationen über den Zustand des Druckreservoirs nützlich. Insbesondere ist es wünschenswert, einen eventuellen Druckabfall oder Leckagen im System frühzeitig zu erkennen, um beispielweise Auf- oder Abwickelvorgänge oder andere Produktionsvorgänge, die von rotierbaren Spannvorrichtungen unterstützt oder initiiert werden, unterbrechen zu können, um die Produktion von Ausschussmaterial und/oder Beschädigungen an der Anlage zu vermeiden oder zumindest zu vermindern.
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Aus der
EP 0 413 890 B1 ist eine Spannvorrichtung bekannt, die einen Druckfühler aufweist, der von einem in geringem Abstand zu ihm stationär angeordneten Gerät ausgelesen werden kann, das einen Signalgeber beinhaltet, der die erhaltenen Informationen weiterleitet. Das stationäre Gerät misst dabei den Abstand zu einem in der Spannvorrichtung in Abhängigkeit vom in Druckreservoir herrschenden Druck verschieblich angeordneten Kolben und generiert daraus die erforderliche Information. Dies bedingt eine relativ komplizierte und auch starre Anordnung, die keinen flexiblen Einsatz der Spannvorrichtungen ermöglicht.
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Die
EP 0 866 017 B1 beschreibt eine Aufspannvorrichtung mit drehbar angetriebenem Rohrkörper und einem Druckmessgerät, das an gut sichtbarer Stelle des Rohrkörpers angeordnet und befestigt ist. Dabei handelt es sich vorzugsweise um eine Art herausstehenden Signalstift, der auf rein optischem Weg die Information über im Druckreservoir vorhandenen oder nicht vorhandenen Druck gibt. Auch diese Vorrichtung ist daher in ihrem Einsatz beschränkt, weil stets freies Blickfeld auf das Druckmessgerät gegeben sein muss.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Spannvorrichtung zu schaffen, die möglichst variabel einsetzbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Spannvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Durch die Integration eines mit dem Druckreservoir verbundenen Druckmessgerätes und eines Senders in die Spannvorrichtung kann der im Druckreservoir herrschende Druck dort ermittelt und Informationen darüber an einen Empfänger gesandt werden, der räumlich von der Spannvorrichtung völlig unabhängig ist. Dadurch wird eine hohe Flexibilität in Bauform und Anordnung erreicht. Auch kann der Empfänger wiederum so ausgelegt oder mit entsprechenden Geräten verbunden sein, die Warnsignale abgeben, wenn vorgegebene Druckverhältnisse nicht eingehalten werden. Die Spannvorrichtung muss daher nicht regelmäßig aktiv kontrolliert werden, sondern kann so gestaltet werden, dass sie selbsttätig eine Meldung abgibt, wenn gewünschte Betriebsparameter nicht erfüllt sind. Der Empfänger kann dazu auch mit Steuerungseinrichtungen verbunden sein, die beispielsweise die Anlage automatisch abbremsen oder ähnliche Maßnahmen einleiten.
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Vorzugsweise ist das Druckmessgerät und der Sender im Haltekörper vollständig versenkt, so dass die Außengeometrie nicht beeinträchtigt wird. Da es sich bei der Spannvorrichtung um eine rotierende Einrichtung handelt, ist dies von außerordentlichem Vorteil. Das Druckmessgerät kann dabei bevorzugt in einer Ausnehmung des Haltekörpers der Spannvorrichtung versenkt sein. Eine solche Ausnehmung kann insbesondere als Senkbohrung herstellungstechnisch einfach ausgeführt sein. Bei einer derartigen Ausführung ist auch die Nachrüstung existierender Spannvorrichtungen mit dem erfindungsgemäßen System möglich.
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Vorzugsweise ist der Sender in das Druckmessgerät integriert, so dass im Wesentlichen nur ein zusätzliches Bauteil implementiert werden muss. Das Druckmessgerät kann außer zur Ermittlung des Drucks im Druckreservoir auch noch mit ergänzender Sensorik ausgestattet sein, um beispielsweise Informationen über die Temperatur der Spannvorrichtung und/oder des Druckmediums, über die Drehzahl der Spannvorrichtung oder andere messbare Daten zu ermitteln. Auch kann der Sender zur Übermittlung weiterer Informationen bzw. Daten ausgelegt sein, bei denen es sich nicht nur um variable Betriebsdaten handeln muss. Es können ebenso statische Basisdaten übermittelt werden, wie z. B. Bauteilkenngrößen des Spannelementes, dessen Seriennummer, dessen Einsatzmöglichkeiten etc. Darüber können ein Lagerbestand von Spannelementen oder sich im Transport befindliche Spannelemente jederzeit zugeordnet werden, was den Umschlag, die Lagerhaltung und die Wahl der richtigen Elemente zu jedem Zeitpunkt erheblich erleichtert. Zudem kann eine Überwachung der Wartungs- und Inspektionszyklen vereinfacht erfolgen. Der Sender übernimmt dabei Funktionen, die sonst in einem zusätzlichen RFID-Chip oder dergleichen hinterlegt sein können, wodurch eine derartige zusätzliche Kennzeichnung überflüssig wird.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus den Unteransprüchen und in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung, die im Folgenden beschrieben werden; es zeigen:
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1 eine als Wickelwelle ausgebildete erfindungsgemäße Spannvorrichtung im Teilschnitt,
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2 einen Schnitt in Richtung II-II durch den Gegenstand aus 1,
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3 eine Detailvergrößerung aus 2,
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4 eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung als Wickelkopf,
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5 einen Schnitt in Richtung V-V durch den Gegenstand aus 4,
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6 eine Detailvergrößerung aus 5 und
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7 eine mögliche Ausführungsform eines Empfängergerätes zur Auswertung der Messdaten der Spannvorrichtungen gemäß 1 oder 4.
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Die in 1 teilweise (rechts abgebrochen) dargestellte Wickelwelle besteht aus einem Haltekörper mit beidseitigen Zapfen 1 zur Aufnahme und Rotation der Wickelwelle. Im Inneren des Haltekörpers ist ein Druckreservoir 2 vorhanden, das bei der dargestellten Ausführungsform über ein Füllventil 3 und eine Zufuhrleitung 4 mit einem Druckmedium, insbesondere Druckluft befüllt werden kann. Am nicht dargestellten rechten Ende der Wickelwelle ist das Druckreservoir 2 geschlossen. Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Druckreservoir 2 ein Expansionsschlauch, dessen Anbindung über eine Schlauchverschraubung 5 erfolgt. Der Haltekörper verfügt über ein Tragrohr 6, in das über den Umfang voneinander beabstandet Spannelemente 7 eingelassen sind. Durch Druckbeaufschlagung über den Expansionsschlauch 2 bewegen sich die Spannelemente 7 radial nach außen und klemmen damit einen auf das Tragrohr 6 aufgeschobenen, nicht dargestellten Hülsenkörper fest, so dass dieser gemeinsam mit der Wickelwelle rotiert. In den Haltekörper ist ein Druckmessgerät 8 mit integriertem Sender in einer Ausnehmung 9 versenkt, so dass dieses nicht über den Außenumfang des Tragrohrs 6 vorsteht.
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Wie in den 2 und 3 näher dargestellt, ist das Druckmessgerät 10 mit dem Druckreservoir 2 ebenfalls über die Zufuhrleitung 4 verbunden. Das Druckmessgerät 8 kann dabei bevorzugt in analoger Weise wie das Füllventil 3 angeordnet sein, insbesondere wie dargestellt dem Füllventil 3 gegenüberliegend angeordnet. Dadurch wird eine zu starke Materialschwächung des Haltekörpers in einem Bereich vermieden und für die Rotationssymmetrie ein zumindest annähender Gewichtsausgleich geschaffen. Das Druckmessgerät 8 kann wie dargestellt in den Haltekörper eingeschraubt sein, vorzugsweise wie in 3 zu sehen, über einen Adapter 11. Diese Ausführungsform ermöglicht den Einsatz einheitlicher Druckmessgeräte 8 für verschiedene Ausführungsformen von Spannvorrichtungen und dementsprechend auch verschiedene Dicken von Zufuhrleitungen 4. So kann der senkrechte Teil der Zufuhrleitung 4 ausgehend von der Seite des Füllventils 3 bei der Herstellung einfach zur gegenüberliegenden Seite durchgebohrt und mit einem Gewinde versehen werden, in das dann nach Erstellung der Ausnehmung 9 der Adapter 11 und in diesen das Druckmessgerät 8 einschraubbar sind. Da auf das Druckmessgerät 8 Bewegungsimpulse und Fliehkräfte wirken, ist vorzugsweise ein Sicherungselement 12 vorzusehen. Dieses kann wir bei der dargestellten Ausführungsform insbesondere ein Sprengring 12 sein, der einfach montierbar in eine in die Ausnehmung 9 eingefräste Umfangsnut eingesetzt werden kann.
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Die 4 bis 6 zeigen eine andere Ausführungsform einer Spannvorrichtung, die als Wickelkopf ausgebildet ist. Derartige Wickelköpfe haben kein durchgehendes Tragrohr 6, sondern den Hülsenkörper aufnehmende Zapfen 14. Diese weisen ebenfalls Spannelemente 7 in Form von Spannleisten 7 auf, die bei der dargestellten Ausführungsform jedoch mechanisch über Nutsteine 15 nach außen gedrückt werden, wenn über das Druckreservoir 2 ein Hub H eines Pneumatikkolbens 16 eingeleitet und damit ein in einem Wickelkopfgehäuse 17 axial verschiebliches Spannfutter 18 in Pfeilrichtung 19 verschoben wird. Die Anordnung von Füllventil 3 und Druckmessgerät 8 entspricht bei dieser Ausführungsform jedoch im Wesentlichen derjenigen der 1 bis 3.
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7 zeigt nur schematisch ein Gerät zur Auswertung empfangener Messdaten, das einen Empfänger beinhaltet, der die vom im Druckmessgerät 8 integrierten Sender übermittelten Daten empfängt.
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Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung ist hinsichtlich ihrer Einsatzmöglichkeiten äußerst flexibel. Besonders vorteilhaft ist auch, dass bestehende Spannvorrichtungen mit entsprechenden Druckmessgeräten 8, Sender und Empfänger nachgerüstet werden können und dadurch an die jeweiligen Erfordernisse anpassbar sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0413890 B1 [0004]
- EP 0866017 B1 [0005]
