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Spann- bzw. Mitnahmevorrichtung für Wickelhülsen an Papierumroll-
bzw.
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Aufwickelmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Spann- bzw.
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Mitnahmevorrichtung für Wickelhülsen an Papierumroll- bzw. Aufwickelmaschinen,
die zwischen einer als Träger dienenden Achse und der die Trägerachse umgebenden
Wickelhülse mittels Verkeilung wirkt, bei der die Trägerachse mit exzentrisch verlaufenden
Quernuten versehen ist, in denen Spannsegmente gleitbar angeordnet sind, die in
ihrer Stärke mindestens der maximalen Höhe der Nut gleich sind, mit einer Rückholvorrichtung
für die in sich starren Spannsegmente.
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Bei auf dem Gebiet der Papierverarbeitung, insbesondere für das Umrollen
von Papierbahnen gebräuchlichen Hülsen bestehen diese meistens aus Pappe, d. h.
aus einem Werkstoff geringerer Festigkeit, der sich leicht deformieren kann. Bei
diesen Papphülsen bereitet die Benutzung der bekannten Drehmitnahmevorrichtungen
insofern noch Schwierigkeiten, als die Papphülsen durch die einseitig liegenden
Spannsegmente deformiert werden können.
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Die Hülse wird unrund, wodurch das System der Auswuchtung beeinträchtigt
wird, zumal die umgerollten Papierrollen ein erhebliches Gewicht haben und das Umrollen
mit großen Geschwindigkeiten vorgenommen wird. Auch das Lösen der Drehmitnahmevorrichtungen
von den Papphülsen ist mit Mängeln verbunden. Die Rückführung der Spannsegmente
in die Mittellage wird dann unkontrollierbar, wenn die innere Umfangswand der Hülse
deformiert ist.
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Es sind Wickelzylinder für Papierbahnen bekannt, wobei die Spannsegmente
aus in der Längsrichtung angeordneten Blattfedern bestehen. Diese Blattfedern sind
mit den Enden in Spannringen gehaltert. Durch axiale Verstellung der Spannringe
wölben sich die vorgewölbten Blattfedern weiter durch und drücken mit ihren Längskanten
gegen die Innenwand der Hülse. Hierbei kann aber nicht verhindert werden, daß die
Hülseninnenwand deformiert wird bzw. daß diese Längskanten sich in die Hülse einpressen,
so daß die Hülse relativ früh verschlissen wird. Dieser Nachteil kann auch nicht
dadurch vermieden werden, daß am Umfang verteilte, zu einem Käfig zusammengesetzte
Blattfedern verwendet werden bzw. daß mehrere in Axialrichtung vorhandene Spannstationen
vorhanden sind. Ferner ist eine Wickelhülsenkupptung bekannt, bei welcher eine Spannhülse
eine Mehrfachschlitzung aufweist und diese mit vier Klemmbacken zusammengreift.
Spannhülse und Klemmbacken sind konisch ausgeführt. Die Klemmbacken werden durch
eine die letzteren umfassende Ringfeder zus ammengehalten. Das Lösen dieser Kupplung
ist relativ schwierig, da die Lösebewegung gegen die Wirkung
der rückstellenden,
nur stufenweise sich vermindernden Federkräfte erfolgen muß.
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Bei einer anderen bekannten Spann- bzw. Mitnahmevorrichtung für Wickelhülsen
der genannten Art werden radial bewegliche Klemmteile durch eine in der Wickelhülse
ringsum laufenden Nut gelagerte Schlauchfeder gehalten. Dies erfordert zum Anziehen
der unteren Wickelhülsen gegen die Wirkung der Schwerkraft starke Federn. Darüber
hinaus wird nur ein geringer Federweg in Anspruch genommen. Es ist weiterhin bekannt,
Federn diametral durch den Hülsenkörper anzuordnen, um auf dem Umfang des Hülsenkörpers
befindliche Teile mittels der Federkraft angezogen zu halten bzw. lösen zu können.
Bei dieser Anordnung ist, wie auch bei den vorangehend beschriebenen Wickelhülsen,
die Rückholvorrichtung für die Spannsegmente insofern nachteilig, daß die Federn
beim Spannen keine großen Längenänderungen ausführen, wodurch das Rückholen der
Spannsegmente nicht zuverlässig erfolgen kann. Es besteht die Gefahr, daß durch
Hinzutreten von Verunreinigungen die Federkraft so geschwächt wird, daß die Rückholvorrichtung
für den erstrebten Zweck lahmgelegt wird.
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Aufgabe der Erfindung ist, die Spann- bzw. Mitnahmevorrichtung für
Wickelhülsen der anfangs genannten Art so auszubilden, daß bei der Auslenkung der
Spannsegmente die Rückholfedern so geführt werden, daß eine erhebliche Längenänderung
besteht, ohne einen größeren Raum zu benötigen. Die Spannvorrichtung zeichnet sich
gemäß der Erfindung dadurch aus, daß jede ein Spannsegment aufnehmende Keilnut von
ihrer Mitte nach beiden Umfangsrichtungen symmetrisch zur Trägerachse verläuft,
daß die jedem Spannsegment zugeordnete Rückholfeder von der Mitte der Keilnut zur
Mitte der Unterseite des Spannsegmentes geführt und an diesem befestigt ist und
daß zwischen Spannsegment und Träger eine Ringnut zur Aufnahme des tangential liegenden
Teiles der Rückholfeder vorgesehen ist.
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Durch eine solche Ausbildung wird erreicht, daß die Rückholfederung
bei der Verschiebung der Spannsegmente kräftig in Anspruch genommen wird.
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Bei Wickelhülsen, auch kleineren Durchmessers, erzielt man eine erhebliche
Längenänderung der Rückholfederung. Es ergibt sich eine bessere bleibende Wirksamkeit
als bisher. Das Rückholen der Spannsegmente erfolgt zuverlässiger. Ein Zwischentreten
von Schmutzpartikeln in der Rückholvorrichtung wirkt sich geringer aus.
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Vorteilhaft ist die Rückholfeder in achsparallelen Bohrungen eines
Trägerteiles untergebracht. Durch diese Anordnung der Feder in einer Ringnut wird
die letztere gegen Verschmutzung zusätzlich geschützt.
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Wenn bei der Spann- bzw. Mitnahmevorrichtung der Wickelhülse eine
Spannstation mehrere in einer Querebene liegende Spannvorrichtungen aufweist, können
die exzentrischen Nuten für die Spannsegmente auf dem Umfang des Trägerteiles aneinander
anschließen.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in zwei Ausführungsbeispielen
veranschaulicht.
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Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der Trägerachse gemäß der Erfindung
mit der zu verspannenden, die Trägerachse umgebenden Hülse im Querschnitt; in F
i g. 2 ist die Trägerachse im Schnitt in größerem Maßstab veranschaulicht; in den
Fig.3 bis 5 sind Querschnitte nach den Linien III-III, IV-IV und V-V der F i g.
1 in größerem Maßstab dargestellt; Fig.6 zeigt ein Spannsegment in Spannstellung;
inden F i g. 7 bis 10 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel veranschaulicht; statt
einer Trägerachse sind Spannbuchsteile vorgesehen; F i g. 7 zeigt einen Längsschnitt
der weiteren Ausführungsform; F i g. 8 ist ein Längsschnitt einer Spannbuchse in
größerem Maßstab; Fig. 9 ist eine Stirnansicht auf die Spannbuchse; Fig. 10 stellt
einen Schnitt nach der Linie X-X derFig. 8 dar.
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Bei der ersteren Ausführungsform ist die Trägerachse mit 1 und die
mit der Trägerachse drehfest zu verspannende Hülse od. dgl. mit 2 bezeichnet. Für
die Ausbildung der Spannvorrichtung sind in der Trägerachse 1 eine oder mehrere
exzentrisch verlaufende Nuten 3 vorgesehen. In diesen Nuten sind Spannen mente 4
gelagert, die sich über einen Teil der exzentrischen Nuten erstrecken. Das Spannsegment
ist so ausgebildet, daß es in der mittleren Querebene der größeren Tiefe der exzentrischen
Nut entspricht. Es erstreckt sich von der Mitte nach beiden Seiten und paßt sich
hierbei der abnehmenden Tiefe der exzentrischen Nut an. Der Querschnitt der exzentrischen
Nut ist vorteilhaft schwalbenschwanzförmig 5 ausgebildet; entsprechend ist auch
das Spannsegment im Querschnitt schwalbenschwanzförmig gehalten. Das Spannsegment
steht mit einer Rückholvorrichtung in Verbindung, die aus einer Feder, z. B. Schraubenfeder
6, bestehen kann. Diese ist zweckmäßig eng gewunden und hat kleinen Windungsdurchmesser.
Diese Feder kann mit dem Spannsegment 4, z. B. mit Hilfe des querliegenden eingesteckten
Stiftes 7, verbunden werden. Das andere Ende der Feder wird ebenfalls durch einen
Querstift 8 festgelegt, der in einer Nut 9 gelagert sein kann. Die Trägerachse 1
ist vorteilhaft
hohl ausgebildet. Die Befestigungsstelle 8, 9 kann sich an einem
zu dem in Ruhestellung befindlichen Spann. segment diametral liegenden Punkt befinden,
so daf die Rückholfeder 6 die Trägerachse 1 durchsetzt. Ir der Ruhestellung kann
das Spannsegment 4 über die zylindrische Umfangsfläche der Trägerachse leichl vorstehen,
damit die Trägerachse ohne Reibung in die zu verspannende Hülse eingesteckt werden
kann.
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In diesem Fall wird die maximale Höhe des Spannsegments etwas größer
sein als die maximale Höhe der exzentrischen Nut. Auf der Unterseite des Spannsegments
befindet sich eine Ringnut 10, die zur Aufnahme der Feder 6 beim Spannen dient.
Die Bohrung 11, durch die die Feder geführt ist, kann nach außen erweitert bzw.
abgerundet sein.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der F i g. 1 bis 6 sind je drei nebeneinanderliegende
Spannvorrichtungen mit den exzentrischen Nuten und den zugehörigen Spannsegmenten
zu einer Spannstation zusammengefaßt. Die Spannsegmente sind in der Ruhelage gegenseitig
vorteilhaft um 1200 versetzt vorgesehen.
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Wie aus F i g. 1 zu entnehmen ist, kann auf jeder Seite der Trägerachse
1 eine solche Spannstation angeordnet sein. Da das Spannsegment und die exzentrische
Nut von der Mitte aus nach beiden Seiten symmetrisch ausgebildet sind, kann ein
Spannen in beiden Drehrichtungen, d. h. im Uhrzeigersinn als auch entgegengesetzt
zu diesem, vorgenommen werden. Zum Mitdrehen einer Hülse od. dgl. mit einer Trägerachse
wird diese axial in die Hülse eingeschoben. Die Spannsegmente berühren mit ihrer
Außenfläche bzw.
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Linie leicht die Innenwandung der Hülse. Bei Drehung in der gewünschten
Drehrichtung der Hülse od. dgl. gleiten die Spannsegmente bei abgebremster Trägerachse
dem Exzenterverlauf der Nut folgend in der in der Tiefe schwächer werdenden Exzenternut,
wodurch sich der Umfang der Trägerachse vergrößert und ein Festklemmen zwischen
der Trägerachse und der Hülse stattfindet. Es ergibt sich eine sichere und schonende
Verkeilung zwischen den beiden Teilen.
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Das Lösen der Trägerachse von der Hülse erfolgt durch eine kurze,
eventuelle ruckartige Drehung der Trägerachse oder der Hülse entgegengesetzt der
Spannrichtung.
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Bei der Ausführungsform der Fig. 7 bis 10 sind statt einer Trägerachse
Spannbuchsen 12 vorgesehen, die als kurze Stücke seitlich in die Hülse 2 eingeschoben
werden können. Statt mehrerer, in Achsrichtung der Trägerachse nebeneinanderliegender
Spannsegmente können die Spannsegmente auch in einer Ebene angeordnet werden. Bei
dem Beispiel der Fig. 7 bis 10 sind vier Spannsegmente 4 a vorgesehen, die jeweils
in Exzenternuten 3 a gleiten können, die auf dem Umfang der Buchse 12 sich aneinanderschließen.
Die Buchsen können mit ihrer inneren Bohrung auf einer Trägerachse 13 aufgeschoben
werden. Hierbei kann die Bohrung 14 der Buchse einen Mehrkantquerschnitt aufweisen,
der der Umfangsfläche der Trägerachse 13 entspricht. Man kann aber auch die Bohrungl4
und die Trägerachsel3 zylindrisch halten und beide mittels Nut und Feder gegen Drehung
sichern. Eine Spannschraube 15 dient zum Festlegen der Spannbuchsen gegenüber der
Trägerachse 13 in Längsrichtung. Die Rückholfeder 6 a ist in einer zu der Längsachse
parallellaufenden Bohrung 16 untergebracht. Die Wirkungsweise der Spannvorrichtung
selbst ist dieselbe wie in dem ersteren Ausführungsbeispiel.
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In manchen Fällen kann man bereits mit einer Spannvorrichtung auskommen.
Zweckmäßig ist die Anordnung von mehreren Spannvorrichtungen. Je nach der Größe
der zu verspannenden Teile können auf dem Umfang der Trägerachse bzw. der Spannbuchse
auch mehr als vier Spannvorrichtungen, z. B.
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5, 8, 12 Vorrichtungen angeordnet werden.
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Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung ist überall dort verwendbar,
wo Hülsen, Rollen oder sonstige Hohlkörper durch eine entfernbare Antriebsachse
zur Drehung sicher mitgenommen werden sollen. Ein vorteilhaftes Verwendungsgebiet
sind Papierumrollmaschinen u. dgl.