DE1574438A1

DE1574438A1 - Dehnbarer Spanndorn fuer rohrfoermige Kerne

Info

Publication number: DE1574438A1
Application number: DE19671574438
Authority: DE
Inventors: Wright Leon C
Original assignee: Sonoco Products Co
Current assignee: Sonoco Products Co
Priority date: 1966-10-13
Filing date: 1967-10-12
Publication date: 1970-07-09
Also published as: SE330113B; NO133832B; NO133832C; GB1144939A; BE707096A; FR1604540A; DE1574438B2

Description

München, den 12.10ol967 Mein Zeichen: 2-348

Beschreibung zu der Patentanmeldung der Firma

Sonoco Products Company Hartsville, South Carolina, USA.

betreffend Dehnbarer Spanndorn für rohrförmlge Kerne

Priorität: 13. Oktober 1966 - USA

Die Erfindung bezieht sich auf einen Spanndorn und betrifft insbesondere einen dehnbaren Spanndorn zum Festhalten röhrförmiger Kerne auf einer Welle von innen.

Beim Aufwickeln und Abwickeln von Blattmaterial, etwa Papier,

Kunststoffolien und dergleichen, wird das Blattmaterial im allgemeinen auf einen rohrförmigen Kern aus Papier oder Metall aufgewickelt,, Da ein Papierrohrkern verhältnismäßig preiswert ist, wird dieser nach seinem einzigen Gebrauch fortgeworfen. Beim Aufwickeln- und Abwickeln wird die Papierrolle durch

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Wellenstummel gehalten, welche eine kurze Strecke in jedes Ende des Rohrkernes eingefügt sind.

Die Erfindung betrifft einen dehnbaren Spanndorn mit einem Wellenstummel, der einen Zwischenbereich von polygonaler Querschnittsform aufweist, der unter schwimmenden Segmenten liegt, die radial nach außen in Anlage an ringförmige Kragentelle auf der Welle gedruckt werden. Die Segmente sind mit V-förmigen Innenflächen versehen, welche bei einer Relativbewegung zwischen der Welle und den Segmenten von den Spitzen des Zwischenbereichs erfaßt werden, so daß die Segmente radial nach außen in Anlage an die Innenwand des rohrförmigen Kernes auf don Spanndorn gedrückt werden.

Bei vielen Papierverarbeitungsvorgängen, bei denen Aufwickelvorrichtungen, Abwickelvorrichtungen, Schlitzvorrichtungen und dergleichen verwendet werden, 1st vorgeschlagen worden, die Wellenstummel mit dehnbaren Spanndornen zu versehen, welche in Berührung mit der Innenwand eines Papierrollenkernes nach außen gedrückt werden können. Ein typischer Abwickelvorgang ergibt sich z.B. in der Zeitungsindustrie, in der Papierrollen zum Abwickeln des Papiers von Stützelnricntungen gehalten werden, etwa Wellenstummeln, welche an jedem Ende in den Papierrollenkern eingefügt sind. Der Innendurchmesser des Papierkernes unterliegt großen Schwankungen auf Grund der großen Herstellungstoleranzen, Dimensionsänderungen auf Grund von Feuchtigkeit, usw. Demgemäß ist für derartige Zwecke ein dehnbarer Spanndorn bei den Wellenstummeln zum Halten der

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Papierrollen vorgeschlagen worden. Diese dehnbaren Spanndorne weisen Segmente auf, welche radial nach außen in Antriebsverbindung mit der innenwand des Kernes gedrückt werden können.

Bei den hohen Drehzahlen, mit denen die Papierrollen abgewickelt werden, führt eine unrichtige Fluchtung zwischen der Achse des Papierwickels und den Wellenetummeln, von denen die Papierrolle gehalten wird, leicht zu einem ungewünschten Ungleichgewicht, welches den Abwickelvorgang ungünstig beeinflußt. Eb sind eine Reihe Spanndorne bekannt, welche eine nockenartige Wirkung zur Antriebsverbindung des Spanndornes mit dem Papierrollenkern verwenden. Die bisher bekannten Spanndorne ergeben jedoch gelegentlich Abweichungen der axialen Fluchtung zwischen dem Spanndorn und dem Kern, so daß der AbwickeIvorgang wiederum ungünstig beeinflußt wird wegen der ungleichmäßigen Bewegung der Nockenelemente. Die bekannten Spanndorne ergeben auch nicht immer einen gleichmäßigen Kontakt zwischen dem Spanndorn und der Wand des Kernes, so daß gelegentlich ein Schlupf zwischen diesen Teilen auftritt. Es sind bisher auch noch keine Spanndorne bekannt, bei denen die radiale Auswärtsbewegung ein Reißen des Kernes, insbesondere bei dünnwandigen Kern- ^v rohren, vermeidet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen dehnbaren Spanndorn für rohrförmige Kerne zu schaffen, der gleichmäßig an der Innenwand der Kerne angreift und irgendwelche Relativbewegungen zwischen dem Spanndorn und dem Kern sowie eine Beschädigung der- Wand des Kernes vermeidet. .

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Die Lösung dieser Aufgabe ist im wesentlichen gegeben durch einen Spanndorn, der sich auszeichnet durch eine Welle, durch einen Zwidchenbereich τοη polygonaler Querschnittsform auf der Welle, wobei die benachbarten Fluchen des Zwischenbereichs spitse Kanten miteinander bilden, durch eine Anzahl in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordneter Segmente, welche frei schwebend über dem Zwischenbereich der Welle angebracht sind, durch eine V-förmige Innenfläche an jedem Segment, die entsprechend zwei anelnandergrenzenden Flächen des Zwischenbereichs der Welle ausgebildet 1st und mit diesem zusammenpaßt, durch Kragenteile auf der Welle in der Nähe der Enden des Zwischenberichts derselben zum Begrenzen der radialen Auswärt sbewegung der Segmente, durch eine Einrichtung zum Anpressen der Segmente radial nach außen in Berührung mit den Kragenteilen und in gleichmäßig parallelem Abstand zu dem Zwischenbereich der Welle und durch eine solche Ausbildung der spitzen Kanten, daß diese bei einer Relativbewegung zwischen den Segmenten und dem Zwischenbereich die V-förmigen Innenflächen der Segmente durch Nockenwirkung radial nach außen in Antriebsverbindung mit einem auf den Spanndorn gesteckten Rohrkern bringen.

Die Erfindung iat im folgenden anhand schematIseher Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel ergänzend beschrieben.

Pig* 1 ist eine teilweise im Längsschnitt dargestellte Seitenansicht eines auf zwei Spanndorne aufgesetzten Rohrkernes.

Fig. 2 ist ein Querschnitt längs der Linie 2-2 von Pig. I. 009828/0356

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Pig. 3 ist ein Längsschnitt eines Spanndomes nach der Erfindung. .

Fig. *i ist ein Längsschnitt einer abgeänderten AuefÜhrungsform eines Spanndorns nach der Erfindung.

Fig. 5 ist ein Querschnitt durch einen Spanndorn, der die Segmente in ihrer radial innersten Stellung zeigt.

Fig. 6 ist ein Querschnitt längs der Linie 6-6 von Fig. 3 in Richtung der Pfeile gesehen.

Flg. 1 zeigt ein Paar dehnbarer Spanndorne C. Diese sind in an sich bekannter Weise an gegenüberliegenden Enden in einen Rohrkern 11 eingeführt, der etwa einen Papierkern bildet mit einer Innenwand 12. Bei dem dargestellten Ausführungsbeisplel ist auf den Papierkern 11 ein Blattmaterial 13 aufgewickelt, etwa Papier, eine Folie oder dergleichen. Das Blattmaterial 13 ist beispielsweise Zeitungsdruckpapier, das eine Papierrolle 14 bildet. Der dehnbare Spanndorn C läßt sich zum Aufwickeln oder Abwickeln verwenden und dient zugleich zum Halten der Papierrolle l4 während des Abwickelns beim Drucken von Zeitungen.

Gemäß den Figuren 1 bis 3 umfaßt der Spanndorn C.eine Welle 16, die verhältnismäßig kurz ist und daher als Wellenstummel bezeichnet wird. Der Spanndorn C kann natürlich eine beliebig große Länge haben. Beispielsweise kann die Welle 16 sich kondinuierlich durch den gesamten Kern 11 erstrecken und beide Spanndorne C tragen.

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Die Welle 16 ist mit einem Zwischenbereich 17 von polygonaler Querschnittsform versehen, wie aus den Figuren 2, 5 und 6 zu erkennen ist. Der Zwischenbereich 17 weist eine hexagonale Querschnittsform auf mit sechs Flächen 18, zwischen denen spitze Kanten 18a liegen,

Es sind eine Anzahl in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordneter Segmente 21, 22 und 23 vorgesehen, welche über dem Zwischenbereich 17 der Welle frei beweglich angeordnet sind. Jedes der drei gleich ausgebildeten Segmente 21 bis 23 ist mit einer V-förmigen Innenfläche 26, 27 bzw. 28 versehen, die Kanten 26a, 27a bzw. 28a aufweisen. Die Innenflächen 26 bis der Segmente 21 bis 23 sind komplementär zu einem Paar aneinanderliegender Flächen 18 des Zwischenbereichs 17 ausgebildet und liegen über diesen Flächen, wie am besten aus Flg. 5 zu erkennen ist. In der dort dargestellten Stellung liegen die Flächen 18 innerhalb der V-förmigen Innenflächen 26 bis 28 der Segmente 21 bis 23, wobei die Kanten 18a des Zwischenbereichs 17 in den Innenkanten 26a bis 28a der Segmente 21 bis 23 liegen.

Die Segmente 21 bis 23 lassen sich also radial bewegen und die Kragenteile am Ende des Zwischenbereiches 17 begrenzen die radiale Auswärtsbewegung der Segmente, Wie insbesondere in Fig» 3 dargestellt ist, weisen die ringförmigen Kragenteile 31, 32 Innenbohrungen 33, 3^ auf und sind mit Schrauben 36, in der Nähe der Enden des Zwischenbereichs' 17 mit der Welle 6 verbunden» Die Kragenteile 31_s 32 sind mit nach innen vorstehenden Ringflanschen 38 baw. 39 versehen, unter die sich die ■■/:?>■-*. ,-.,_ 00 98 28/03 56

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gegenüberllegenden Enden der Segmente 21 bis 23 erstrecken.

Die äußere Oberfläche der Segmente 21 bis 23ist mit Einrichtungen versehen zum Halten der Innenwand 12 des rohrförmigen Kernes 11, wenn die Segmente radial in Berührung mit derselben bewegt werden. Zu dem Zweck sind die Segmente 21 bis 23 mit in Längsrichtung sich erstreckenden Rillen ¹Il bis ^3 versehen, die sich radial nach außen erstrecken„ Diese Keilnuten ¹H bis Ί3 enden an den angrenzenden Enden der Segmente 21 bis 23 und erstrecken sich zwischen den Planschen 38, 39 im zusanunengebauten Zustand, wobei die Endbereiche der Segmente unter die Flansche 38, 39 greifen»

Es sind Einrichtungen vorgesehen, um die Segmente 21 bis 23 radial nach außen in Berührung mit"den Flanschen 38, 39 vorzuspannen, so daß sie in gleichmäßigem Abstand parallel zu dem Zwischenbereich 17 liegen.-Zu dem Zweck ist wenigstens eine Feder zwischen anelnandergrenzenden Längsseitenflächen der Segmente'21 bia 23 angeordnet, wie in den Figuren 3 und 6 zu erkennen ist,. Vorzugsweise ist jede der Längsseitenflächen 21a-21b, 22a-22b und 23a-23b der Segmente 21 bis 23 mit wenigstens einem zugeordneten"Paar einander gegenüberliegender und fluchtender Ausnehmungen 46 versehen, die eine Feder Hk aufnehmen, welche zwischen den Enden jedes der Segmente 21 bis 23 zentral angeordnet lst_s wie in Figv 3 zu erkennen ist. Es lcönnen natürlich auch noch zusätzliche Federn ^H und * Ausnehmungen ¹J6 in Längsrichtung zwischen den aneinanderliegenden Längsseitenflächen der Segmente angebracht sein.

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Wie bereits oben erwähnt, sind ein Paar dehnbarer Spanndorne C so angeordnet, daß sie sich in axialer Richtung hin- und hergehend bewegen lassen« so*daß sie wahlweise In die Enden dee Kernes 11 einer Papierrolle 14 eingeführt und herausgenommen werden können. Vor dem Einführen des Spanndornes C in das Ende des rohrförmigen Kernes 11 werden die Segmente 21 bis 23 radial mittels der Federn 44 nach außen gedrückt, und zwar in die in den Figuren 3 und 6 dargestellte Stellung, wobei die Segmente an den Flanschen 38, 39 anliegen und eine weitere radiale Auswärtebewegung verhindern. Als Folge der von den Federn 44 ausgeübten Druckkräfte werden die Segmente 21 bis 23 in gleichmäßigem Abstand um den Zwischenbereich 17 gelagert.

Wenn der Spanndorn in das Ende des Kernes 11 eingeführt wird, bewegen sich die Segmente 21 bis 23 gleichmäßig radial nach innen in eine Zwischenstellung zwischen den In den Figuren 3 und 6 dargestellten Stellungen einerseits und der voll zusammengedrückten Stellung nach Fig. 5 andererseits, wobei diese Zwlschenetellung in Fig. 2 gestrichelt eingezeichnet ist. Die Federn 44 drücken die Segmente 21 bis 23 gegen die Innenwand 12 des Kernes 11, so daß eine wirksame Antriebsverbindung erzielt ist als Folge des Eindrückens der Keilnuten 4l bis 43 der Segmente in die Innenwand 12 des Kernes 11.

Wenn die Spanndorne C gemäß Fig. 1 in den Kern eingeführt sind und das Abwickeln beginnt, dreht sich die Papierrolle 14 In Richtung.des Pfeiles I, und es wird eine Rückhaltekraft auf die Welle 16 ausgeübt. Da sich die Segmente 21 bis 23 in der selben Richtung bewegen wie die Papierrolle 14, nimmt der

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Zwischenbereich 17 die in ausgezogenen Linien in Flg. 2 dargestellte relative Lage ein und liegt nockenartig mit den V-förmigen Innenflächen 26 bis 28 an den Segmenten 21 bis 23 an. Die Segmente werden daher nockenartig radial nach außen in Antriebsverbindung mit der Innenwand 12 des Kernes 11 bewegt, jedoch radial nach innen von den Flanschen 38, 39» so daß die Spannung auf die sich abwickelnde Papierrolle 14 durch die Rückhaltekraft bestimmt wird, welche in der entgegengesetzten Richtung auf die Welle 16 ausgeübt wird.

Die Figuren 4 bis 6 zeigen eine abgeänderte Ausführungsform eines dehnbaren Spanndornes nach.der Erfindung, der sich insbesondere für Anlagen eignet, die verhältnismäßig kurze Wellenstummel 16 erfordern, jedoch eine maximale Länge der Segmente 21 bis 23. Bei den Figuren 4 bis 6 sind gleiche oder ähnliche Bauteile mit gleichen Bezugsziffern versehen, wobei die Änderungen durch den Buchstaben C* bezeichnet sind.

GemSß Fig. t ist das vordere Kragenteil 49 mit dem vorderen Ende des Wellenstunanels 16 mittels einer oder mehrerer Maschinenschrauben 51 verbunden, welche sich parallel zur Achse der Welle 16 erstreckt. Das vordere Kragenteil H9 ist mit einem nach innen vorstehenden Ringflansch 52 versehen, der an dem Kantenbereich des Ringflansches 53 angreift, der radial nach innen weist und durch Schweißen oder dergleichen mit jedem der Segmente 21 bis 23 verbunden ist. Auf diese Weise wird der äußere Flansch 52 von den Segmenten 21 bis 23 aus radial nach innen gebracht, so daß das äußere Ende des Spanndornes C *

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durch das vordere Ende der Segmente 21 bis 23 begrenzt ist. Die Wirkungsweise dieser abgeänderten Ausführungsform entspricht im wesentlichen dem Spanndorn nach Fig. 2.

Die Spanndornkonstruktion nach der Erfindung verwendet also frei schvjebende Segmente, welche durch Nockenwirkung in Antriebsverbindung mit einem rohrförmigen Kern gebracht werden. Ein wesentliches Merkmal des Spanndornes besteht darin, daß die Segmente in gleichmäßigem Abstand in Bezug auf die darunter liegende Welle gebracht werden, so daß das Einführen eines Spanndornes in das Ende eines Pappenkernes alle Segmente radial gleichmäßig nach innen bewegt, wodurch eine richtige Antriebsverbindung und eine koaxiale Fluchtung zwischen Spanndorn und Kern herbeigeführt wird. Die Vorspannung der . Segmente gegen die Wand des Kernes durch nachgiebige Einrichtungen, etwa Federn, ermöglicht einen unmittelbaren Angriff der Segmente an der Innenwandung des Pappenkernes, so daß eine Relativbewegung zwischen diesem und den Segmenten vor der Nockenwirkung auf die Segmente vermieden ist. Die Verwendung von Kragenteilen bringt weitere Vorteile mit sich, indem eine radiale Auswärtsbewegung der Segmente in eine solche radiale Stellung, daß ein Schlupf der Welle gegenüber den Segmenten auftreten könnte, vermieden ist. Das Begrenzen der ι maximalen radialen Auswärtsbewegung der Segmente verhindert auch eine Zerstörung der Wand des Pappenkernes durch Reißen desselben, was insbesondere bei dünnwandigen Rohrkernen vorkommen kann, wenn diese mit den üblichen Spanndornen zusammen verwendet werden. Die Spanndornkonstruktion nach der

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Erfindung läßt sich nicht nur für Wellenstummel verwenden, sondern in ähnlicher Weise auch für die gesamte Länge einer durchlaufenden Welle.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Dehnbarer Spanndorn für rohrförmige Kerne, gekennzeichnet durch eine Welle, durch einen Zwischenbereich von polygonaler Querschnittsform auf der Welle, wobei die benachbarten Flächen des Zwischenbereichs spitze Kanten miteinander bilden, durch eine Anzahl in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordneter Segmente, welche frei schwebend über dem Zwischenbereich der Welle angebracht sind, durch eine V-förmige Innenfläche an jedem Segment, die entsprechend zwei aneinandergrenzenden Flächen des Zwischenbereichs der Welle ausgebildet ist und mit diesem zusammenpaßt, durch Kragenteile auf der Welle in der Nähe der Enden des Zwischenbereichs derselben zum Begrenzen der radialen Auswärtsbewegung der Segmente, durch eine Einrichtung zum Anpressen der Segmente radial nach außen in Berührung mit den Kragenteilen und in gleichmäßig parallelem Abstand zu dem Zwischenbereich der Welle und durch eine solche Ausbildung der spitzen Kanten, daß diese bei einer Relativbewegung zwischen den. Segmenten und dem Zwischenbereich die V-förmigen Innenflächen der Segmente durch Nockenwirkung radial nach außen in Antriebsverbindung mit einem auf den Spanndorn gesteckten Rohrkern bringen.

2, Spanndorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenbereich eine hexagonale Querschnittsform

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aufweist und daß drei Segmente vorgesehen sind₀

3. Spanndorn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η ze i c h η e t , daß die Einrichtung zum Anpressen der Segmente eine Anzahl Federn umfaßt, welche zwischen benachbarten Längsseitenflächen der Segmente angeordnet sind und diese auseinanderzudrücken bestrebt sind.

¹^. Spanndorn nach Anspruch 1 bis 3, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die äußeren Oberflächen der Segmente Einrichtungen aufweisen für einen Reibungsschluß mit der Innenwand eines aufzuspannenden Rohrkernes.

5. Spanndorn nach Anspruch M, dadurch g e ke η η ζ eich net» daß die äußere Oberfläche der Segmente Keilnuten aufweist.

6. Spanndorn nach Anspruch 1 bis 5, dadurch g e ken η ■-■ ζ β i c h η e ΐ , daß die Segmente an jedem Ende einen gekrümmten vorspringenden Rand aufweisen und daß die Kragen-' teile einen' Kragen mit einem ringförmigen,- abnehmbar auf der Welle in der Nähe der Enden des Zwischenbereichs angebrachten Ringflansch aufweisen zur Begrenzung der radialen Auawärtsbewegung der Segmente_s und daß wenigstens ein Paar gegenüberliegend und in Fluchtung angeordneter Ausnehmungen in den aneiixandargrenzenden Längssaitenflächen der Segmente vorgesehen sind, und daß die Ausnehmungen Federn aufnehmen, welche

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die Segmente, radial nach außen drücken, bis die gekrümraten
vorspringenden Ränder an den Ringflanschen anliegen und die Segmente gleichmäßig im Abstand parallel zum Zwischenbereich aufgerichtet sind.

7. Spanndorn nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich der gekrümmte vorspringende Rand an einem Ende der Segmente radial nach innen erstreckt und der zugeordnete Kragen an einem Ende unter den Segmenten liegt.

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