DE2002215B2 - Wickeldorn zum aufstecken der bobine einer auf- oder abzuwickelnden rolle aus einer papier- oder kunststoffolienbahn - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Wickeldorn zum Auf- ttccken der Bobine einer auf- oder abzuwickelnden Rolle aus einer Papier- oder Kunststoffolienbahn Cd. dgl. mit mindestens einem in einer Ausnehmung im Umfang des Wickeldornes um eine zur Wickeldornaehsc parallele Achse schwenkbar gelagerten Klemmkörper zum selbsttätigen Festklemmen der tobine auf dem Wickeldorn während des Wickelvorgangcs, wobei der Klemmkörper zwei nach außen gc- richtete Klemmkanten aufweist, die parallel zur Schwenkachse des Klemmkörpers verlaufen und so angeordnet sind, daß sie in die Basisecken und die Schwenkachse in die Spitze eines Dreiecks fallen, bei dem das von der Schwenkachse auf die Basislinie gefällte Lot innerhalb der Basisstrecke auf diese Linie fällt.

Die oft mehrere Zentner wiegenden Vorratsrollen müssen mit ihrer Bobine während eines kurzen Stillstandes der Wickeldorne auf diese aufgesteckt, starr mit den Wickeldornen gekuppelt und von ihnen möglichst schnell auf die Matertalbahngeschwindigkeit i!er Verarbeitungsmaschine beschleunigt werden.

Entsprechend müssen in der Verarbeitungsmaschine gewickelte Vorratsrollen durch Bremsen der Wickeldorne stillgesetzt, von diesen abgekuppelt und mit ihrer Bobine heruntergezogen werden. In gleicher Weise sind während der kurzen Stillstände die leeren Bobinen von den Wickeldornen abzuziehen bzw. auf diese aufzustecken.

Der Vorratsrollenwechsel verursacht Verlustzeiten in der Produktion der Verarbeitungsmaschine, die möglichst klein gehalten werden müssen. Man hat deshalb manuell zu betätigende Kupplungen am Wikkeldorn durch selbsttätig wirkende abgelöst. Diese selbsttätigen Kupplungen bestehen im wesentlichen aus Klemmkörpern, die in Ausnehmungen am Umfang des Wickeldornes beweglich gelagert sind und durch die beim Beschleunigen des Wickeldornes zwischen diesem und der Bobine auftretende Relativbewegung in ihre Klemmlage bewegt werden, so daß sie dieBobine mit ihrer Bohrung auf dem Wickeldorn festklemmen.

Ein aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift 1466 665 bekanntgewordener Wickeldorn von im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt ist an einer oder mehreren Stellen seines Umfanges mit einer ebenen oder gewölbten Abflachung versehen, auf der ein achsparalleler, im Querschnitt nach beiden Seiten keilförmiger, an der Außenseite gezackter Klemmstab in Umfangsrichtung des Domes verschiebbar angeordnet ist. Zwischen der Abflachung und der auf den Dorn aufgesteckten Bobine besteht ein in beiden Umfangsrichtungen keilförmiger Hohlraum, in dem der Klemmstab bewegbar ist. Durch die beim Anfahren des Wickeldornes zwischen diesem und der Bobine auftretende Relativbewegung wird der Klemmstab durch Reibung von der Bobine mitgenommen und dabei in dem keilförmigen Raum verschoben, so daß er die Bobine auf dem Dorn festkeilt. Durch Drehen der Bobine in entgegengesetzter Drehrichtung läßt sich diese Verkeilung wieder lösen.

Bei diesem bekannten Wickeldorn bedingt die Lagerung des Klemmstabes am Wickeldorn, sofern sie das Herunterfallen des Klemmstabes bei abgezogener Bobine verhindern soll, die Ausgestaltung des Wikkeldornes mit einem Hohlraum und Querschlitzen im Bereich der Abflachung zur Anbringung von Kopfbolzen am Klemmstab, die diesen mit Bewegungsspiel auf der Abflachung halten. Die Konstruktion des bekannten Wickeldornes ist deshalb kompliziert. Trotzdem ist die erforderliche leichte Beweglichkeit des Klcmmstabes nicht gewährleistet, weil seine Glcilführungcn auf dem Dorn durch Verschmutzungen blockiert werden können.

Ein anderer aus der deutschen Atislegeschrift I 153 958 bekannter Wickeldorn benutzt ebenfalls achsparallelc Klemmstäbe zum Festklemmer der Bo* bine auf dem Wickeldorn. Die Klemmstäbe dieses Wickeldornes haben den Querschnitt eines Zahnrades. Sie werden durch Federbänder in einer Längsnut des Wickeldornes gehalten, der deren Bodenfläche, der Zahnteilung des Klemmstabes entsprechend, von einer tiefsten Fläche in Stufen nach beiden Umfangsrichtungen ansteigt. Durch die beim Anfahren des Wickeldornes zwischen diesem und der aufgesteckten Bobine auftretende Relativdrehung wird der Klemmstab von der Bobine durch Reibung mitgenommen und dabei verdreht, so daß er sich auf der gestuften Bodenfläche der Längsnut aufwärts bewegt und dadurch die Bobine auf dem Wickeldorn festklemmt.

Die Herstellung der zahnradartigen Klemmstäbe und der gestuften Liingsnuten im Wickeldorn ist kostspielig. Die Zahnlücken der Klemmstäbe und die Stufung der Längsnut sind nur schwer sauberzuhaltende Schmutzfänger, so daß auch dieser Wickeldorn in der Herstellung teuer und im Betrieb störanfällig ist.

Ein weilerer, aus der deutschen Patentschrift 1119 301 bekannter Wickeldorn ist mit flachen Klemmkörpern ausgestattet, die in V-förmigen Längsnuten des Wickeldornes derart schwenkbar gelagert sind, daß sie sich während der Schwenkbewegung mit ihren Enden immer weiter über den Umfang des Wikkeldornes hinaus erheben. Die Klemmkörper greifen mit ihren freien, gezahnten Enden durch Aussparungen im Mantel einer auf dem Wickeldorn drehbaren Führungsbuchse hindurch, die an einer Stirnfläche einen Sperrzahnkranz aufweist, in den an einem Flansch des Wickeldornes verschiebbar gelagerte Sperrklinken unter Federdnick eingre'.'en. Die Fuhrungsbuchse läßt die Schwenkbewegung der Klemmkörper nach außen im Sinn des Festklemmen der auf die Buchse aufgesteckten Bobine nur in einer durch den Sperrzahnkranz bestimmten Umfangsrichtung des Wickeldornes zu und sperrt deren Zurückbewegung. Dementsprechend wird die Bobine von den Kiemmkörpern nur in einer Drehrichtting auf dem Wickeldorn festgeklemmt, wobei diese Klemmung durch den Sperrzahnkranz so lange aufrechterhrUen wird, bis dieser durch Längsverschieben der Buchse außer Eingriff mit den Sperrklinken gebracht wird. Dieser Wickeldorn vermeidet mittels des Sperrzahnkranzes zwar das vorübergehende Lösen der Bobine vom Wickeldorn bei Drehzahländerungen. Er erkauft diese Eigenschaft jedoch mit einer kostspieligen Konstruktion, die wegen ihrer vielen Einzelteile und vieler Gleit- up'J Sperrflächen bei Verschmutzunecn störanfällig ist.

Aus der USA.-Patentschrift 3 281 092 ist auch bereits ein Wickeldorn der eingangs beschriebenen Art bekannt, bei welchem der in der Aufnehmung am Umfang des Wickeldornes um eine zur Wickeldornachse parallele Achse schwenkbar gelagerte Klemmkörper zwei nach außen gerichtete Klemmkanten aufweist, die parallel zur Schwenkachse des Klemmkörpers verlaufen und so angeordnet sind, daß sie in die Basisecken und die Schwenkachse in die Spitze eines Dreiecks fallen, bei dem das von der Schwenkachse auf die Basislinic gefällte Lot innerhalb der Basis-•trecke auf diese Linie fällt. Der Klemmkörper ist hierbei eine verhältnismäßig schmale Leiste, so daß »ich ein spitzwinkeliges Dreieck Klemmkantc — Scliwcnkmittclpunkt — Klemmkante ergibt. Ein solcher Klemmkörper benötigt in der am steilsten aufgerichteten Stellung einen Anschlag, damit er nicht in die Gegenrichtung durchschlägt, wenn eine Wickelhülse mit großem Spiel aufgeschoben ist. Dieser Anschlag macht die Klemmkörper aber nur für Relativmomente zwischen Wickeldorn und Wickelhülse in einer Richtung verwendbar. In der Praxis ist der Abstand Klemmkante—Schwenkmittelpunkt bei der Anwendung der bekannten Einrichtung so groß, daß die aufgerichtete Stellung des Klemmkörpers mit Sicherheit auch bei Annahme des größten Spieles zwischen Dorn und Hülse und bei größten Relativmomenten vermieden wird. Bt; dieser Klemmvorrichtung und bei einer ihr im wesentlichen entsprechenden weiteren bekannten Klemmvorrichtung nach der USA.-Patentschrift 3 146 964 muß deshalb, wenn ein Wickeldorn bei in beiden möglichen Drehrichtungen auftretenden Relativmomenten zwischen Dorn und Hülse selbstklemmend wirken soll, für jede der beiden Richtungen ein gesonderter Satz von Klemmkörpern am Umfang verteilt angeordnet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wickeldorn der eingangs beschriebenen Art so auszugestalten, daß die Klemmeinrichtung aus einer Mindestzahl von Einzelteilen besteht und deshalb einen

ίο besonders geringen Herstellungsaufwand erfordert und daß in beiden Drehrichtungen eine Klemmwirkung ausgeübt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß beide Klemmkanten in der Mittelstellung des Klemmkörpers die Wickeldornmantelfläche um einen Betrag überragen, der in der Größenordnung des Aufsteckspiels zwischen &·τ Bobine und dem Wikkeldorn liegt, und daß das durch die Klemmkanten und die Schwenkachse gebildete Dreieck einen stumpfen Scheitelwinkel hat. Durch die im Querschnitt dreieckige Ausbildung der Klemmkörper mit einer sich durch den stumpfen Scheitelwinkel ergebenden langen Basisstrecke wird die Wirksamkeit in beiden Drehrichtungen sichergestellt. Bei dieser Drcieckform dient die die jeweils unbenutzte Klemmkante mit dem Dreiecksscheitel verbindende Dreiecksseite der gegenüberliegenden, gerade aktiven KIcmmkante als Anschlag. Durch die Formgebung der Klemmkörper wird also zum einen ein Durchschlagen in die Gegenrichtung bei Übermaß der Hülse verhindert, zum anderen aber bei einfachster Bauweise des Wickeldornes eine Drehmomentübertragung in beiden Drehrichtungen in ein und derselben Aufspannung der Wickelhülse ermöglicht. Durch du; Wahl der einfachen dreieckigen Form der Klemmkörper, die in beiden Richtungen der Relativmomente greifen, sind auch alle sonst bei den vorbekannten Wickeldornen üblichen komplizierten Zusatzeinrichtungen, wie Freiläufe, Ratschen oder Umschwenkringe, entbehrlieh, so daß auch die konstruktive Einfachheit der erfindungsgemäßen Wickeldorne mittelbar auf die Dreieckform der Klemmkörper mit stumpfem Scheitelwinkel zurückgeht.

Der erfindungsgemäße Klemmkörper wird beim Aufschieben der Bobine auf den Wickeldorn in seine Mittelstellung gestellt, so daß beide Klemmkanten an der Innenwandung der Bobine anliegen und infolge der gewählten Ausbildung des Klemmkörpcrs in entgegengesetzte Umfangsrichtungen weisen. Beim Anfahren des Wickeldornes in der einen oder anderen Drehrichtung wird der Klemmkörper infolge der dabei auftretenden Relativdrehung der Bobine gegenüber dem Wickeldorn von der Bobine an der Klemmkante fcstgc^halten, die ir. die Drehrichtung des Wikkcldorncs weist. Dadurch vollzieht der Klemmkörper einen zu der genannten Drehrichtung entgegengesetzten Pendelausschlag, der die genannte Klemmkante weiter über den Umfang des Wickeldornes hinftustreten läßt, so daß die Bobine auf dem Wickeldorn festgeklemmt wird Der Klemmkörper ist somit geeignet, die Bobine in beiden Drehrichtungen des Wickeldornes festzuklemmen. Die hierfür jeweils erforderliche Relativdrehung zwischen dem Wickeldorn und der Bobine kann durch ein geringes Aufsteckspiel der Klemmkanten in der Bobine sehr klein gehalten werden. Ist der Wickeldorn nach einer bevorzugten weiteren Ausgestaltung der Erfindung so ausgebildet, daß die die Klemmkanten und die Schwenkachse ver-

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bindenden Geraden ein gleichschenkliges Dreieck bil- Fig. 2 unten strichpunktiert eingezeichneten Drei

den, so ist die Klemmwirkung und die bis zur Fest- ecks D fallen. Dabei ist der radiale Abstand χ de;

klemmung zurückzulegende Relativdrehung in beiden Pendelachse vom Wickeldornumfang so bemessen

Drehrichtungen gleich. daß in der in F i g. 2 rechts dargestellten Mittelste

Nach einem weiteren Erfindungsvorschlag kann S lung des Klemmkörpers dessen beide Klemmkante

der Klemmkörper an seiner der Bobinen-Aufsteck- den Wickeldornumfang gleichzeitig nur um Mill

richtung zugekehrten Stirnseite im Bereich der meterbruchtcile überragen, die noch innerhalb de

Klemmkanten Abschrägungen aufweisen, die in jeder Aufsteckspiels S zwischen dem Wickeldorn 1 und de

Stellung des Klemmkörpers bis unterhalb der Wickel- Innenwand der Bobine 11 (F i g. 3) liegen. Bei diese

dommantelfläche reichen. Durch diese Abschrägun- io Ausgestaltung und Anordnung der Klemmkörper 5,

gen wird der Klemmkörper beim Beginn des Auf- läßt sich die Bobine 11 leicht auf den Wickeldorn

Schiebens der Bobine auf den Wickeldorn selbsttätig aufstecken, wenn sich die Klemmkörper in ihrer Mit

in seine Mittelstellung aufgerichtet, in welcher er das telstellung befinden. Diese Mittellage läßt sich, wem

Aufschieben ermöglicht. sie nicht ohnehin gegeben sein sollte, beim Aufschie

Der Wickeldorn ist zweckmäßig zur Aufnahme des 15 ben der Bobine oder beim Einschieben des Wicke

Klemmkörpers mit einer segmentförmigen Ausspa- domes leicht von Hand einstellen, da das Wechsel

rung am Umfang versehen. Eine solche Aussparung der Bobine ohnehin von Hand vorgenommen werde

läßt sich leicht durch Hobeln oder Fräsen herstellen, muß. Ferner können Abweichungen von der genaue

während es zur Lagerung der Schwenkachse nur einer Mittellage durch Abschrägtingen 14, 14', 15, 15' a

stirnseitigen Bohrung parallel zur Achse des Wickel- ao den Ecken der Klemmkanten 9, 9', 10, 10' ausgegl

domes bedarf. Die Aussparung ist ausschließlich von chen werden, die ein Einfädeln in die Bobine und Ge

ebenen Flächen begrenzt, die das Ansammeln von radestellen der Klemmkörper auch bei anfänglich et

Schmutz weitgehend ausschließen. Der Herstellungs- was einseitiger Stellung der Klemmkörper sicherste

aufwand ist auf ein Minimum begrenzt, weil der er- len.

findungsgemäße Wickeldorn nur aus wenigen, leicht as Beim Anfahren des Wickeldornes in Pfeilrich

zu fertigenden Einzelteilen besteht. tunga in Fig. 3 nimmt die Bobine 11 infolge ihre

Die Erfindung ist in der nachstehenden Beschrei- Massenträgheit nicht sofort an dor Drehung des Wik

bung an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der keldornes 1 teil. Es tritt somit eine Relativdrehunj

ein Ausfiihrungsbeispiel gezeigt ist. In der Zeichnung zwischen beiden ein. während welcher die Klemm

zeigt 30 körper 5, 6 mit ihren vorauslaufenden Klemtnkan

Fig. 1 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen ten 9'. 10 durch Reibung von der Bobine feslgehaltei

Wickeldornes. werden. Das hat zur Folge, daß die Klemmkörpe

F i g. 2 einen Querschnitt des Wickeldornes nach einen zur Drehrichtung a des Wickeldornes entgegen

der Linie H-II der Fi g. 1, gesetzten Pendelausschlag,( ausführen, der die vor

Fig. 3 einen Querschnitt des Wickeldornes nach 35 auslaufender Klemmkanten 9'. 10 weiter nach auße

der Linie H-II in Fig. 1, jedoch mit aufgeschobener gegen die Bobineninnenwandung bewegt, so daß di

Bobine und mit in Klemmstellung befindlichen Bobine auf dem Wickeldorn festgeklemmt und voi

Klemmstücken. diesem mitgenommen wird. Beim Anlaufen des Wik

Der Wickeldorn 1 von kreisförmigem Querschnitt keldornes 1 in zu a entgegengesetzter Drehrichtun

weist an seinem Umfang zwei segmentförmige Aus- 40 werden die Klemmkanten 9. 10' in entsprechende

sparungen 3. 4 auf. in denen zwei Klemmkörper 5, 6 Weise gegen die Bobineninnenwandung gepreßt. D

um Achsen 7. 8 frei schwenkbar angeordnet sind. Die für den beschriebenen Klemmvorgang erforderlich

Achsen sind in den Seitenwänden der Aussparungen Relativdrehung bzw. Pendelausschlag _ti zwische

gelagert. Sie erstrecken sich parallel zur Achse des der Bobine und dem Wickeldorn wird durch Wah

Wickeldornes 1. so daß die Klemmkörper 5. 6 in des- 45 einer möglichst kleinen Aufschiebetoleranz zwisch

sen l'mfangsrichtung schwenkbar sind. Jeder der Bobineninnenwandung und den Klemmka.-ten

Klemmkörper 5. 6 weist zwei Klemmkanten 9. 9'. 10, 9'. 10. 10' der in Mittelstellung stehenden Klemmko

10' auf. die parallel zur Schwenkachse 7, 8 der per möglichst klein gehalten.

Klemmkörper verlaufen. Die gegenseitige Anordnung Die Klemmung zwischen der Bobine und den

der beiden Klcmmkanten und der Schwenkachse ist 50 Wickeldorn wird durch Riickdrchcn der Bobine 11

bei dem Ausführungsbeispiel so getroffen, daß die den Winkel bzw. Pendelausschiag ,.' aufgehoben

Klemmkanten in die Basisecken und die Schwenk- worauf die Bobine leicht vom Wickeldorn wieder a

achse in die Spitze eines gleichschenkligen, in gezogen werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Wickeldorn zum Aufstecken der Bobine einer auf- oder abzuwickelnden Rolle aus einer Papier- oder Kunststoffolienbahn od. dgl. mit mindestens einem in einer Ausnehmung am Umfang des Wickeldornes um eine zur Wickeldornachse parallele Achse schwenkbar gelagerten Klemmkörper zum selbsttätigen Festklemmen der Bobine auf dem Wickeldorn während des Wickelvorganges, wobei der Klemmkörper zwei nach außen gerichtete Klemmkanten aufweist, die parallel zur Schwenkachse des Klemmkörpers verlaufen und so angeordnet sind, daß sie in die Basisecke-ji und die Schwenkachse in die Spitze eines Dreiecks fallen, bei dem das von der Schwenkachse auf die Basislinie gefällte Lot innerhalb der Basisstrecke auf diese Linie fällt, dadurch gekennzeichnet, daß beide Klemmkanten (9, 9') in der Mittelstellung des Klemmkörpers

(z. B. 5) die Wickeldornmantelfläche um einen Betrag überragen, der in der Größenordnung des Aufsteckspiels zwischen der Bobine und dem Wickeldorn liegt, und daß das durch die Klemmkanten und die Schwenkachse gebildete Dreieck einen stumpfen Scheitelwinkel hat.

2. Wickeldorn nach / ,lspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß -Jie die Klemmkanten (z. B.

9.9') und die Schwenkachse (7) verbindenden Geraden ein gleichschenkliges Dreieck bilden.

3. Wickeldorn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmkörper (z. B. 5) an seiner der Bobinen-Aufsteckrichtung zugeklemmten Stirnseite im Bereich der Klemmkanten (9, 9') Abschrägungen aufweist, die in jeder Stellung des Klemmkörpers bis unterhalb der Wickeldornmantelfläche reichen.

4. Wickeldorn nach einem der Ansprüche I bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß er zur Aufnahme des Klemmkörper (z. B. 5) mit einer segmentförmigen Aussparung (3) versehen ist.