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Die Erfindung betrifft einen Spannadapter zum Spannen einer eine Hülse aufweisende Substratrolle umfassend einen Spannkörper mit einer Spannkörperlänge Lk und einer zylindrischen oder polygonen Außenfläche mit einem Außendurchmesser Da und einer zylindrischen oder konischen Innenfläche mit einem Innendurchmesser Di sowie mit einer ersten Stirnfläche und einer zweiten Stirnfläche.
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Bei substratverarbeitenden Maschinen kommen zum Abwickeln der Substratbahn von einer Substratrolle Abwickler oder Rollenwechsler zum Einsatz, in welchen das bahnförmige bedruckte oder unbedruckte Substrat von einer Substratrolle abgewickelt wird. Da die Funktionsweise von Abwicklern, Abrollern, Rollenwechslern etc. in Bezug auf die vorliegende Erfindung im Wesentlichen identisch ist, wird nachfolgend ausschließlich der Begriff Rollenwechsler für derartige Komponenten verwendet.
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Ferner können bei bahnförmigen Substraten verarbeitenden Maschinen auch Wiederaufwickler, welche beispielsweise auch Aufroller genannt werden, zum Einsatz kommen, in welchen das bahnförmige Substrat wieder zu einer Substratrolle aufgerollt wird. Derartige Wiederaufwickler sind in Bezug auf die vorliegende Erfindung von der Funktionsweise identisch mit Rollenwechslern, weshalb die vorliegende Erfindung auch auf Wiederaufwickler anzuwenden ist.
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Bei Rollenwechslern als auch bei Wiederaufwicklern wird die Hülse der Substratrolle zwischen den beiden Spannkonen gespannt. Hierzu werden am Beispiel eines Rollenwechslers die beiden Spannkonen der Tragarme des Rollenwechslers in die Hülse der abzurollenden Substratrolle eingefahren. Zum Spannen der Substratrolle verfügen in der Regel die Spannkonen der Rollenwechsler über Spannkeile, welche radial nach außen gefahren werden, um die Hülse der Substratrolle zu spannen. Die Hülsen derartiger Substratrollen können grundsätzlich aus Kunststoff oder aus Metall bestehen, in den meisten Fällen sind derartige Hülsen aus Pappe gefertigt, so dass sich die Spannkeile auch in gewissem Maße formschlüssig in die Hülse eingraben und so eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige Kraftübertragung zum Antreiben und/oder Bremsen der Substratrolle zu ermöglichen.
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Bei Substratrollen, welche im Bereich der graphischen Industrie und vergleichbaren Anwendungen zum Einsatz kommen, weisen die Hülsen zwar genormte Innendurchmesser auf, um kundenspezifische Lösungen zu vermeiden. So sind gängige Innendurchmesser der Hülsen 3 inch oder 6 inch, weshalb eine Vielzahl der Rollenwechsler oder Wiederaufwickler Spannkonen mit einem Außendurchmesser von 3 inch aufweisen.
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Abhängig von verschiedenen Einflussfaktoren wie Rollenbreite, Rollendurchmesser, aufgewickeltes Substrat etc. werden Substratrollen mit unterschiedlichen Hülsen ausgeliefert, so dass ein Rollenwechsler oder Wiederaufwickler in der Lage sein muss, sowohl Substratrollen mit einem Hülseninnendurchmesser von 3 inch als auch von 6 inch zu verarbeiten.
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Aus dem Stand der Technik sind Rollenwechsler bekannt, bei welchen die Spannkonen getauscht werden können. Da jedoch hierbei die gesamten Spannkonen am Rollenwechsler getauscht werden müssen, ist eine derartige Umrüstung sehr zeitaufwendig.
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Aus dem Stand der Technik sind ferner Hülsenadapter bekannt, welche bei der Verarbeitung einer Substratrolle mit einem Hülseninnendurchmesser von 6 inch nach dem Verarbeiten einer Substratrolle mit einem Hülsendurchmesser von 3 inch auf die Spannkonen mit einem Außendurchmesser von 3 inch vor dem Einachsen der neuen Rolle gesteckt werden.
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So lehrt die
DE 27 58 657 C2 einen Spanndorn für Wickelkerne umfassend ein Innenteil, Spannbacken und Rollen, wobei zum Spannen eine der Rollen an einer inneren Nockenfläche einer Spannbacke und die andere Rolle an einer äußeren Nockenfläche des Innenteils anliegt.
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Die
DE 10 2007 024 768 B4 offenbart einen Spannkonus zur Aufnahme unterschiedlicher Hülsen umfassend einen Innenkonus und einen Außenkonus, wobei zum Spannen Innenspannbacken radial nach außen verschiebbar sind und bei aufgeschobenem Außenkonus die Außenspannbacken über die angekoppelten Innenspannbacken radial nach außen verschiebbar sind.
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Derartige Spannadapter weisen jedoch den Nachteil auf, dass diese in der Herstellung sehr aufwendig und somit kostenintensiv sind und zudem aufgrund der Verstellung der Komponenten der Spannadapter zueinander einem Verschleiß unterliegen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, welche einen Spannadapter mit geringen Herstellungskosten und geringem Verschleiß mangels zueinander beweglicher Teile ermöglicht.
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Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Der erfindungsgemäße Spannadapter ist dadurch gekennzeichnet, dass der Spannkörper ausgehend von der ersten Stirnfläche mindestens zwei von der zylindrischen Innenfläche bis zur Außenfläche reichende erste Schlitze mit einer ersten Schlitzlänge Ls1 aufweist, wobei die erste Schlitzlänge Ls1 kleiner als die Spannkörperlänge Lk ist.
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Ein derartiger Spannadapter weist den Vorteil auf, dass dieser einfach herzustellen ist, was geringe Herstellungskosten und somit geringe Anschaffungskosten ermöglicht.
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Ein derartiger Spannadapter weist ferner den Vorteil auf, dass dieser keine Elemente umfasst, welche zueinander Relativbewegungen ausführen und somit keine Reibung zwischen den einzelnen Komponenten auftreten, was die Verschleißanfälligkeit erheblich reduziert und die Lebensdauer steigert.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung weist der Spannkörper ausgehend von der zweiten Stirnfläche mindestens zwei von der zylindrischen Innenfläche (4) bis zur Außenfläche reichende zweite Schlitze mit einer zweiten Schlitzlänge Ls2 auf, wobei die zweiten Schlitze (8) radial versetzt zu den mindestens zwei ersten Schlitzen sind, und wobei die zweite Schlitzlänge Ls2 kleiner als die Spannkörperlänge Lk ist. Eine derartige Ausgestaltung weist den Vorteil einer sehr gleichmäßigen Pressung des Spannadapters an der Hülse sowie am Spanndorn auf und vermeidet trotzdem aufeinander gleitende Bauteile.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist der Spannkörper im Bereich der zweiten Stirnfläche an der Außenfläche zumindest eine Erhebung auf, wobei die mindestens eine Erhebung den Außendurchmesser Da des Spannkörpers überragt. Eine derartige Ausgestaltung weist den Vorteil auf, dass der Spannadapter nur zu einem definierten Maß in die Hülse der einzuachsenden Rolle gesteckt werden kann, so dass ein zu weites Einbringen des Spannadapters in die Hülse und ein dadurch möglicherweise unzureichendes Spannen des Spannadapters auf dem Spanndorn vermieden wird.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die Außenfläche des Spannkörpers mindestens eine Vertiefung auf. Eine derartige Ausgestaltung hat den Vorteil, dass eine zusätzliche formschlüssige Verbindung zwischen der Außenfläche des Spannkörpers und der Innenfläche der Hülse erzielt wird, was eine hohe Kraft- und Momentenübertragung von einem Spanndorn über einen Spannadapter auf die Hülse und somit auf die Substratrolle zur Folge hat.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind eine Mehrzahl von durch die ersten Schlitze und/oder durch die zweiten Schlitze entstandenen Segmente des Spannkörpers durch mindestens ein Sicherungselement formschlüssig untereinander beziehungsweise miteinander verbunden. Diese Ausgestaltung weist den Vorteil auf, dass im Falle eines Bruches eines Elementes des Spannadapters in Folge unsachgemäßer Handhabung keine Fragmente des Spannadapters verloren gehen und Probleme verursachen können.
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Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:
- 1 Eine zwischen zwei Tragarmen eines Rollenwechslers gehaltene Substratrolle
- 2a Eine dreidimensionale Darstellung eines erfindungsgemäßen Spannadapters mit einer Mehrzahl von Schlitzen ausgehend von einer Stirnseite
- 2b Eine zweidimensionale Darstellung eines erfindungsgemäßen Spannadapters mit einer Mehrzahl von Schlitzen ausgehend von einer Stirnseite
- 3 Eine dreidimensionale Darstellung eines erfindungsgemäßen Spannadapters mit einer Mehrzahl von Schlitzen ausgehend von beiden Stirnseiten
- 4 Eine zweidimensionale Darstellung eines erfindungsgemäßen Spannadapters mit einer Mehrzahl von Schlitzen ausgehend von beiden Stirnseiten und einer über den Außendurchmesser überragende Erhebung
- 5 Eine zweidimensionale Darstellung eines erfindungsgemäßen Spannadapters mit einem Bund
- 6 Eine zweidimensionale Darstellung eines erfindungsgemäßen Spannadapters mit einem Absatz an der ersten Stirnseite
- 7 Eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Spannadapters mit einem Absatz an der ersten Stirnseite und Vertiefungen an der Außenfläche
- 8 Eine dreidimensionale Ansicht eines Spannadapters mit einem Sicherungselement
- 9 Eine Schnittdarstellung eines Spannadapters mit einem Sicherungselement
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1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Rollenwechsler oder einem Wiederaufwickler. Der Rollenwechsler oder der Wiederaufwickler umfasst zwei Tragarme 23, welche jeweils einen Spannkonus 22 aufweisen. Diese Spannkonen 22 sind im Wesentlichen zylindrisch und umfassen in 1 nicht dargestellte Spannkeile, welche radial nach außen ausgefahren werden können, um die Hülse 21 der Substratrolle 20 mit dem darauf aufgewickeltem Substrat 24, welche zwischen den beiden Spannkonen 22 eingespannt ist, kraftschlüssig und/oder formschlüssig zu spannen. Da sehr viele Hülsen 21 von Substratrolle 20 einen Innendurchmesser von drei inch (76,2 mm) aufweisen, sind sehr viele Rollenwechsler oder Wiederaufwickler mit Spannkonen 22 ausgestattet, welche einen Außendurchmesser von 3 inch aufweisen. Damit jedoch, wie in 1 dargestellt, eine Substratrolle 20 mit einer Hülse 21 mit einem Innendurchmesser größer als 3 inch, beispielsweise 6 inch gespannt werden kann, werden Spannadapter 1 verwendet, welche zwischen die Spannkonen 22 und der Hülse 21 der Substratrolle 20 eingesetzt werden, um so die Differenz zwischen dem Außendurchmesser der Spannkonen 22 und dem Innendurchmesser der Hülse 21 der Substratrolle 20 auszugleichen und einen Form- und/oder Kraftschluss zwischen den Spannkonen 22 und der Hülse 21 sicherzustellen, indem die in 1 nicht dargestellten Spannkeile der Spannkonen 22 zum Spannen ausgefahren werden.
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2a und 2b zeigen eine beispielhafte Ausführung eines erfindungsgemä-ßen Spannadapters 1. 2a zeigt zur besseren Anschaulichkeit eine beispielhafte Ausführung des Spannadapters 1 in dreidimensionaler Ansicht, wohingegen 2b dieselbe beispielhafte Ausführung von 2a in zweidimensionaler Ansicht zeigt, wobei rein die maßstäbliche Darstellung betreffend die Spannkörperlänge Lk und der Außendurchmesser Da sowie der Innendurchmesser Di des Spannadapters 1 in den 2a und 2b voneinander abweichen.
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Der Spannadapter 1 umfasst einen Spannkörper 2 mit einer Spannkörperlänge Lk und einer zylindrischen oder polygonen Außenfläche 3 mit einem Außendurchmesser Da.
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Der Begriff einer polygonen Außenfläche 3 umfasst hierbei alle unter dem Oberbegriff eines Polygons enthaltenen Ausführungen, nämlich sowohl alle bekannten Ausführungen von Vielecken als auch alle bekannten Ausführungen von abgerundeten Polygonen, bei welchen sowohl die Kanten und/oder die Flächen abgerundet sind. Ferner umfasst der Begriff der polygonalen Außenfläche 3 auch alle beliebigen Formen von grundsätzlich zylindrischen Querschnitten mit entsprechenden vorzugsweise gleichmäßig am Umfang angeordneten Erhebungen und Vertiefungen wie beispielsweise Zahnrad-förmige Querschnitte oder Querschnitte von Zylindern mit auf der Mantelfläche aufgebrachten wendelförmigen Erhebungen. Derartige polygone Außenflächen weisen gegenüber einer rein zylindrischen Außenfläche 3 des Spannkörpers 2 den Vorteil auf, dass sich diese zumindest punktuell oder linienförmig in den Werkstoff der Hülse 21 eingraben und somit einen sicheren Halt und eine sichere Übertragung der Beschleunigungs- und Verzögerungsmomente der Substratrolle 20 im Falle von gebremsten und/oder angetriebenen Spannkonen 22 sicherstellen.
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Ferner weist der Spannkörper 2 des Spannadapters 2 eine zur Außenfläche 3 konzentrisch angeordnete zylindrische oder in Abhängigkeit der Ausgestaltung der Spannkonen 22 konische Bohrung mit einer Innenfläche 4 und einem Innendurchmesser Di auf. Folglich umfasst der Spannkörper 2 eine erste Stirnfläche 5 und eine zweite Stirnfläche 6. Bei der in den 2a und 2b beispielhaft dargestellten Ausführung umfasst der Spannadapter 1 ferner zwei von der ersten Stirnfläche 5 ausgehende erste Schlitze 7, welche jeweils von der Innenfläche 4 des Spannkörpers 2 zur Außenfläche 3 des Spannkörpers 2 reichen und in Erstreckung der Rotationsachse des Spannadapters 1 eine erste Schlitzlänge Ls1 aufweisen, wobei die erste Schlitzlänge Ls1 kleiner als die Spannkörperlänge Lk ist.
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Wenngleich die 2a und 2b beispielhaft eine Ausführung des Spannadapters 1 mit nur zwei ersten Schlitzen 7, nämlich einem ersten ersten Schlitz 7-1 und einem zweiten ersten Schlitz 7-2 zeigen, so ist es selbstverständlich auch möglich, dass der Spannadapter 1 mehr als nur zwei erste Schlitze 7 umfasst, wobei die Anzahl der ersten Schlitze 7 beispielsweise abhängig von dem Außendurchmesser Da des Spannkörpers 2, von dem Innendurchmesser Di des Spannkörpers 2 oder vom Werkstoff des Spannkörpers 2 ist.
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Die ersten Schlitze 7 verlaufen gemäß den 2a und 2b in radialer Richtung, es ist jedoch auch möglich, dass die ersten Schlitze 7 in einem zur radialen Richtung abweichenden Winkel verlaufen.
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Die ersten Schlitze 7 werden vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang der Außenfläche 3 und/oder der Innenfläche 4 verteilt, da dadurch eine gleichmäßige Pressung der Innenfläche 4 des Spannkörpers 2 zu den Spannkonen 22 einerseits und eine gleichmäßige Pressung der Außenfläche 3 des Spannkörpers 2 zur Hülse 21 der Substratrolle 20 andererseits erzielt wird, wenn die Spannkeile des Spannkonus 22 ausgefahren werden. Es ist jedoch auch möglich, dass abhängig von der Ausgestaltung des Spannkonus 22 die ersten Schlitze 7 ungleichmäßig über den Umfang der Außenfläche 3 und/oder der Innenfläche 4 verteilt werden.
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Wenngleich in den 2a und 2b die ersten Schlitze 7 an ihrem von der ersten Stirnfläche 5 abweichenden Ende mit einem rechtwinkligen Ende dargestellt sind, so ist es auch möglich, diese von der ersten Stirnfläche 5 abgewandten Enden mittels Radien zu verrunden oder das Ende in Form einer zylindrischen Bohrung, welche auch einen Durchmesser größer als die Breite des Schlitzes aufweisen kann, auszuführen, um so eine gleichmäßigere Spannungsverteilung beim Spannen der Hülse 21 durch Aufdehnen des Spannkörpers 2 durch Ausfahren der Spannkeile des Spannkonus 22 sicherzustellen.
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3 zeigt eine Ausführung eines Spannadapters 1, welcher die gleichen Merkmale wie unter den 2a und 2b beschrieben umfasst, und zusätzlich zu den ersten Schlitzen 7 eine Mehrzahl von zweiten Schlitzen 8 umfasst.
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Diese Mehrzahl von zweiten Schlitzen 8, von denen in 3 aufgrund der zur besseren Anschaulichkeit vereinfachten Darstellung jedoch nur ein erster zweiter Schlitz 8-1 sichtbar ist, gehen von der zweiten Stirnfläche 6 aus und weisen eine zweite Schlitzlänge Ls2 auf, wobei die zweite Schlitzlänge Ls2 kleiner als die Spannkörperlänge Lk ist.
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Analog zu den ersten Schlitzen 7 reichen die zweiten Schlitze 8 von der Innenfläche 4 des Spannkörpers 2 zur Außenfläche 3 des Spannkörpers 2. Um ein Durchtrennen des Spannkörpers 2 zu vermeiden, sind die zweiten Schlitze 8 in radialer Richtung versetzt zu den ersten Schlitzen 7.
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Wenngleich 3 beispielhaft eine Ausführung des Spannadapters 1 mit nur zwei zweiten Schlitzen 8 zeigen, so ist es selbstverständlich auch möglich, dass der Spannadapter 1 mehr als nur zwei zweite Schlitze 8 umfasst, wobei die Anzahl der zweiten Schlitze 8 beispielsweise abhängig von dem Außendurchmesser Da des Spannkörpers 2, von dem Innendurchmesser Di des Spannkörpers 2 oder vom Werkstoff des Spannkörpers 2 ist.
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Die zweiten Schlitze 8 verlaufen gemäß 3 in radialer Richtung, es ist jedoch auch möglich, dass die zweiten Schlitze 8 in einem zur radialen Richtung abweichenden Winkel verlaufen. Die zweiten Schlitze 8 werden vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang der Außenfläche 3 und/oder der Innenfläche 4 verteilt, da dadurch eine gleichmäßige Pressung der Innenfläche 4 des Spannkörpers 2 zu den Spannkonen 22 einerseits und eine gleichmäßige Pressung der Außenfläche 3 des Spannkörpers 2 zur Hülse 21 der Substratrolle 20 andererseits erzielt wird, wenn die Spannkeile des Spannkonus 22 ausgefahren werden.
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Es ist jedoch auch möglich, dass abhängig von der Ausgestaltung des Spannkonus 22 die zweiten Schlitze 8 ungleichmäßig über den Umfang der Außenfläche 3 und/oder der Innenfläche 4 verteilt werden.
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Wenngleich in 3 die zweiten Schlitze 8 an ihrem von der zweiten Stirnfläche 6 abweichenden Ende mit einem rechtwinkligen Ende dargestellt sind, so ist es auch möglich, diese von der zweiten Stirnfläche 6 abgewandten Enden mittels Radien zu verrunden oder das Ende in Form einer zylindrischen Bohrung, welche auch einen Durchmesser größer als die Breite des Schlitzes aufweisen kann, auszuführen, um so eine gleichmäßigere Spannungsverteilung beim Spannen der Hülse 21 durch Aufdehnen des Spannkörpers 2 durch Ausfahren der Spannkeile des Spannkonus 22 sicherzustellen.
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Die Breite der ersten Schlitze 7 und/oder der zweiten Schlitze 8 ist von Einflussgrößen wie dem Verhältnis der ersten Schlitzlänge Ls1 zur Spannkörperlänge Lk und/oder dem Verhältnis der zweiten Schlitzlänge Ls2 zur Spannkörperlänge Lk, dem Werkstoff des Spannadapters 1 und dem Herstellungsverfahren des Spannadapters 1 abhängig. Die Breite der ersten Schlitze 7 und/oder der zweiten Schlitze 8 beträgt üblicherweise in etwa 1 mm bis max. 10 mm, vorzugsweise 2 mm bis 6 mm.
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4 zeigt eine beispielhafte rein schematische Darstellung eines Spannadapters 1 in zweidimensionaler Ansicht, wobei zur Vermeidung einer unübersichtlichen Darstellung lediglich die verdeckten Kanten der Innenfläche 4 zeichnerisch dargestellt wurden, andere verdeckte Kanten, welche beispielsweise durch die zweiten Schlitze 8 entstehen, sind nicht dargestellt.
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Die in 4 dargestellte Ausführung eines Spannadapters 1 zeigt eine beispielhafte Ausführung eines Spannadapters 1 mit einer Mehrzahl von ersten Schlitzen 7, welche von der ersten Stirnfläche 5 ausgehen, und eine Mehrzahl von zweiten Schlitzen 8, welche von der zweiten Stirnfläche 6 ausgehen, wobei die ersten Schlitze 7 radial versetzt zu den zweiten Schlitzen 8 sind.
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Die in 4 dargestellte Ausführung weist an der Außenfläche 3 im Bereich der zweiten Stirnfläche 6 mindestens eine Erhebung 9 auf, welche den Außendurchmesser Da des Spannkörpers 2 überragt. Mit mindestens einer derartigen Erhebung 9 wird das Hineinschieben des Spannadapters 1 in die Hülse 21 der Substratrolle 20 begrenzt, so dass dadurch die Länge, an welche die Innenfläche 4 des Spannadapters 1 auf der Außenfläche 3 eines Spannkonus 22 eines Rollenwechslers oder Wiederaufwicklers aufliegt, definiert ist. Ferner ermöglicht eine derartige als Anschlag dienende Erhebung 9 das Entfernen des Spannadapters 1 aus der Hülse 21, da ein zu weites Hineinschieben des Spannadapters 1 in die Hülse 21 vermieden wird. Im Falle einer Mehrzahl von Erhebungen 9 werden diese vorzugsweise gleichmäßig am Umfang der Außenfläche 3 des Spannkörpers 2 angeordnet.
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Die mindestens eine Erhebung 9 wird vorzugsweise zwischen den zweiten Schlitzen 8 angeordnet. Sollte jedoch mindestens eine Erhebung 9 in radialer Erstreckung im Bereich eines zweiten Schlitzes 8 angeordnet sein, so ist der entsprechende erste Schlitz 7 vorzugsweise derart auszuführen, dass dieser auch die Erhebung 9 durchtrennt, um ein Aufweiten des Spannadapters 1 durch die ausfahrenden Spannkeile des Spannkonus 22 im gespannten Zustand der Substratrolle 20 zu ermöglichen.
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5 zeigt eine Ausgestaltung des Spannadapters 1 und beruht auf 4, weshalb die gleichen allgemeinen Anmerkungen zur zeichnerischen Ausführung der 4 auch für die 5 gelten.
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5 zeigt eine Ausgestaltung der in 4 dargestellten Ausführung, wobei hierbei die Erhebung 9 als ein zylindrischer Bund ausgebildet ist. Dieser zylindrische Bund erstreckt sich vorzugsweise über den gesamten Umfang der Außenfläche 3. Es ist aber auch möglich, dass dieser Bund nur in mindestens einem Bereich auf der Außenfläche 3 oder an mehreren Stellen der Außenfläche 3 angeordnet ist.
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Sollte jedoch mindestens die als zylindrischer Bund ausgestaltete Erhebung 9 in radialer Erstreckung im Bereich eines zweiten Schlitzes 8 angeordnet sein, so ist der entsprechende erste Schlitz 7 vorzugsweise derart auszuführen, dass dieser auch den Bund durchtrennt, um ein Aufweiten des Spannadapters 1 durch die ausfahrenden Spannkeile des Spannkonus 22 im gespannten Zustand der Substratrolle 20 zu ermöglichen.
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Wenngleich nicht in den 2a, 2b, 3, 4 oder 5 zeichnerisch dargestellt, so ist es auch möglich, die Außenfläche 3 des Spannkörpers 2 derart auszuführen, dass die Außenfläche 3 des Spannkörpers 2 mindestens eine Vertiefung 10 oder eine Mehrzahl von Vertiefungen 10 aufweist. Ein derartiges Beispiel mit als axiale Kerben ausgestaltete Vertiefungen 10 ist in 7 und in 8 dargestellt.
Diese mindestens eine Vertiefung 10 oder die Mehrzahl von Vertiefungen 10 können als axiale Kerben und/oder als axiale Nuten und/oder als spiralförmige Nuten und/oder als kreuzförmiges Raster und/oder als kegelförmige oder als pyramidenförmige Vertiefungen 10 ausgebildet sein. Aufgrund der hierdurch erreichten strukturierten Außenfläche 3 des Spannkörpers 2 kann eine bessere Griffigkeit und somit ein höherer Reibungskoeffizient zwischen der Außenfläche 3 des Spannkörpers 2 und der Innenfläche 4 der zu spannenden Hülse 21 erzielt werden.
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Wie unter den 2 und 3 beschrieben, ist die erste Schlitzlänge Ls1 kleiner als die Spannkörperlänge Lk, ferner ist die zweite Schlitzlänge Ls2 kleiner als die Spannkörperlänge Lk.
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Das Verhältnis der ersten Schlitzlänge Ls1 zur Spannkörperlänge Lk sowie das Verhältnis der zweiten Schlitzlänge Ls2 zur Spannkörperlänge Lk ist unter anderem abhängig vom Innendurchmesser Di, dem Außendurchmesser Da als auch vom Werkstoff des Spannkörpers 2, um eine ausreichende Elastizität und Dehnbarkeit des Spannkörpers 2 zu erzielen. Üblicherweise sind jedoch die ersten Schlitze 7 so ausgestaltet, dass die erste Schlitzlänge Ls1 maximal das 0,95-fache der Spannkörperlänge Lk ist, und/oder dass die zweite Schlitzlänge Ls2 maximal das 0,95-fache der Spannkörperlänge Lk ist. Wenngleich in den 2a bis 9 nicht dargestellt, so ist es auch möglich, die erste Schlitzlänge Ls1 abweichend von der zweiten Schlitzlänge Ls2 auszuführen.
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Ferner ist es möglich, wenngleich in den 2a bis 9 nicht dargestellt, dass die die ersten Schlitze 7 untereinander unterschiedliche erste Schlitzlängen Ls1 aufweisen. Das bedeutet, dass ein erster erster Schlitz 7-1 eine erste erste Schlitzlänge Ls1-1 aufweist, welche von der zweiten ersten Schlitzlänge Ls1-2 eines zweiten ersten Schlitzes 7-2 abweicht.
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Ferner ist es möglich, wenngleich in den 2a bis 9 nicht dargestellt, dass die die zweiten Schlitze 8 untereinander unterschiedliche zweite Schlitzlängen Ls2 aufweisen. Das bedeutet, dass ein erster zweiter Schlitz 8-1 eine erste zweite Schlitzlänge Ls2-1 aufweist, welche von der zweiten zweiten Schlitzlänge Ls2-2 eines zweiten zweiten Schlitzes 8-2 abweicht.
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Bei einer Anzahl von ersten Schlitzen 7 und/oder von zweiten Schlitzen 8 größer zwei könnte sich diese Aufzählung beliebig weiter fortsetzen lassen, wobei es auch möglich ist, dass mindestens ein erster Schlitz 7 eine erste erste Schlitzlänge Ls1-1 aufweist und mindestens ein erster Schlitz eine zweite erste Schlitzlänge Ls1-2 aufweist. Ferner ist es auch möglich, dass mindestens ein zweiter Schlitz 8 eine erste zweite Schlitzlänge Ls2-1 aufweist und mindestens ein zweiter Schlitz 8 eine zweite zweite Schlitzlänge Ls2-2 aufweist.
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6 zeigt eine zweidimensionale schematische Darstellung einer Ausgestaltung eines Spannadapters 1, welche beispielhaft auf 4 aufbaut, weshalb dieselben Anmerkungen zur zeichnerischen Ausführung wie bei 4 zutreffen.
6 zeigt eine Ausgestaltung eines Spannadapters 1, wobei der Spannkörper 2 von der ersten Stirnfläche 5 in Erstreckung zur zweiten Stirnfläche 6 über eine Absatzlänge La einen Absatzdurchmesser Dr aufweist, wobei der Absatzdurchmesser Dr kleiner als der Außendurchmesser Da ist. Ein derartiger Absatz weist den Vorteil auf, dass zwar einerseits eine möglichst große Innenfläche 4 des Spannkörpers 2 in Kontakt mit der Außenfläche 3 eines Spannkonus 22 ist, dass jedoch aufgrund der verkürzten Außenfläche 3 des Spannkörpers 2 eine höhere Pressung zwischen der Außenfläche 3 des Spannkörpers zur Innenfläche 4 der Hülse 21 entsteht.
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Der erfindungsgemäße Spannadapter 1 und/oder der Spannkörper 2 können aus einem elastischen Material wie ein thermoplastischer oder ein duroplastischer Kunststoff und/oder aus Metall und/oder aus einem Verbundwerkstoff hergestellt sein.
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7 zeigt eine Seitenansicht einer Ausgestaltung eines Spannadapters 1. Diese Ausführung zeigt einen beispielhaften Spannadapter 1, welcher an der Außenfläche 3 des Spannkörpers 2 in axialer Richtung Vertiefungen 10 aufweist. Des Weiteren weist der beispielhaft dargestellte Spannadapter 1 an der ersten Stirnfläche 5 einen Absatz mit einem Absatzdurchmesser Dr auf.
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Darüber hinaus weist die in 7 dargestellte Ausführung die Besonderheit auf, dass die der ersten Stirnfläche 5 zugewandte Kante der Außenfläche 3 eine Fase 13 aufweist. Diese Ausführung weist den Vorteil auf, dass sich der Spannadapter 1 aufgrund der abgeschrägten Fase 13 leichter in die Hülse 21 der Substratrolle 20 einführen lässt. Die Fase 13 weist vorzugsweise einen Winkel zwischen 15° und 45° zur Außenfläche 3 des Spannkörpers 2 auf, kann jedoch auch davon abweichen. Weist der Spannadapter 1 im Bereich der ersten Stirnfläche 5 anders als in 7 dargestellt keinen Absatz mit einem Absatzdurchmesser Dr auf, so kann die Fase 13 auch direkt an der Kante der Außenfläche 3 zur ersten Stirnfläche 5 angebracht werden.
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8 zeigt eine dreidimensionale Ansicht eines Spannadapters 1, welcher beispielhaft eine Außenfläche 3 mit Vertiefungen 10 sowie einer Mehrzahl von ersten Schlitzen 7 und einer Mehrzahl von zweiten Schlitzen 8 umfasst.
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Zwischen den jeweiligen ersten Schlitzen 7 oder zwischen einem ersten Schlitz 7 und einem zweiten Schlitz 8 entstehen sogenannte Segmente 11. Diese Segmente 11 sind untereinander zu dem Spannkörper 2 verbunden. Im Falle einer unsachgemäßen Handhabung des Spannadapters 1 beispielsweise bei schrägem Ansetzen des Spannadapters 1 beim Einschieben in die Hülse 21 und gleichzeitigem unzulässig hohen Kraftaufwand beim Versuch des Eintreibens in die Hülse 21 oder aber beim unsachgemäßen Entfernen eines Spannadapters 1 aus einer Hülse 21 kann der Spannadapter 1 brechen, so dass gegebenenfalls mindestens ein Segment 11 in die Hülse 21 einer Substratrolle 20 oder in Rollenversorgungskomponenten des Rollenwechslers oder Wiederaufwicklers fallen und dort Störungen verursachen kann.
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Zur Vermeidung des Zerfalls des Spannadapters 1 in einzelne Segmente 11 umfasst der Spannadapter 1 in einer Ausgestaltung mindestens ein Sicherungselement 12, welches die durch die ersten Schlitze 7 und/oder durch die zweiten Schlitze 8 entstandenen Segmente 11 des Spannkörpers 2 formschlüssig miteinander beziehungsweise untereinander verbindet.
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Dieses mindestens eine Sicherungselement 12 kann beispielsweise als ein im Inneren des Spannkörpers 2 radial verlaufendes Seil oder Ring ausgebildet sein. Da dieses als Seil ausgebildete Sicherungselement 12 in 8 nur sehr eingeschränkt erkennbar ist, zeigt 9 eine Schnittdarstellung gemäß der in 8 dargestellten Schnittebene A - A.
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Da der Schnitt A - A gemäß 8 durch zwei zweite Schlitze 8 verläuft, ist nur der obere Teil in 9 als Schnittfläche schraffiert dargestellt. In der Schnittdarstellung gemäß 9 ist das als radial verlaufendes Seil oder Ring ausgebildete Sicherungselement 12 sowohl im Schnitt als auch in der Draufsicht zu erkennen.
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Dieses als Seil oder Ring ausgebildete Sicherungselement 12 verläuft in einem in den Spannkörper 2 zwischen dem Innendurchmesser Di und dem Außendurchmesser Da verlaufenden ringförmigem Kanal, welcher von seinem Querschnitt größer bemessen ist als das ringförmig ausgebildete Sicherungselement 12, damit sich der Spannkörper 2 beim Spannen der Hülse 21 noch aufweiten kann. Alternativ kann das Sicherungselement 12 auch als ein Ring beispielsweise aus einem Stahlseil oder elastische Schnur ausgeführt sein, welcher in eine von der Außenfläche 3 heraus ausgearbeitete radial verlaufende Nut eingelegt wird. Um ein Ausfädeln von gebrochenen Segmenten 11 aus einem derartigen von außen eingelegten ringförmigen Sicherungselement 12 zu vermeiden, kann eine derartige radial verlaufende Nut mit zumindest partiellen Abdeckungen verschlossen werden, beispielsweise indem Platten partiell über die Nut angebracht werden.
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Eine derartige Kontur mit einem ringförmigen Kanal sowie ein derartiges in den Spannkörper 2 eingearbeitetes ringförmiges Sicherungselement 12 lässt sich beispielsweise dadurch herstellen, indem der Spannadapter 1 mittels einem additiven Fertigungsverfahren wie beispielsweise einem 3D-Druckverfahren hergestellt wird. Hierbei ist es durch den schichtweisen Aufbau des Produktes möglich, derartige eingeschlossene Hohlräume wie beispielsweise einen ringförmigen Kanal als auch in den Spannkörper 2 eingebettete, in sich geschlossene Sicherungselemente 12 auszubilden.
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Sollten die mit einem additiven Fertigungsverfahren erzielbaren Toleranzen oder Oberflächenbeschaffenheiten nicht ausreichend sein, so ist es auch möglich, den Spannadapter 1 nach dem additiven Fertigungsverfahren zumindest partiell spanabhebend zu bearbeiten.
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Wenngleich in den 8 und 9 nur eine Ausführung mit nur einem einzigen durchgehenden Sicherungselement 12 beispielhaft dargestellt ist, so ist es auch möglich, eine Mehrzahl von Sicherungselementen 12 zwischen den einzelnen Segmenten 11 anzubringen. Dies kann beispielsweise durch die Einarbeitung T-förmiger Hohlräume beiderseits der ersten Schlitze 7 und/oder der zweiten Schlitze 8 und dem Eindrucken entsprechender Doppel-T-förmiger beziehungsweise knochenförmiger Sicherungselemente 12 bei Anwendung eines additiven Fertigungsverfahrens erfolgen. Es ist jedoch auch möglich, in Nuten der Außenfläche 3 beiderseits der ersten Schlitze 7 und/oder der zweiten Schlitze 8 als die ersten Schlitze 7 und/oder die zweiten Schlitze überbrückende Verbindungselemente ausgebildete Sicherungselemente 12 formschlüssig oder stoffschlüssig anzubringen, wobei die als Verbindungselemente ausgestalteten Sicherungselemente 12 entweder hinreichend dehnbar oder über Langlöcher entsprechend beweglich sind, um ein Aufspreizen des Spannadapters 1 zu ermöglichen.
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Wenngleich nicht in den 2a bis 9 dargestellt, so ist es auch möglich, den Spannadapter 1 mit einer Ausziehhilfe zu versehen, so dass der Spannadapter 1 auch dann beschädigungsfrei aus einer Hülse 21 entfernt werden kann, wenn sich der Spannadapter 1 in die Hülse 21 eingegraben hat, was beispielsweise bei sehr weichen Hülsenwerkstoffen oder im Falle eines Nothaltes bei hohem Rollengewicht möglich ist. Eine Ausziehhilfe kann beispielsweise als eine oder mehrere Gewindebohrungen an der zweiten Stirnfläche 6 realisiert werden, so dass ein in einer Hülse 21 festsitzender Spannadapter 1 mittels Zugstangen entfernt werden kann.
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Zum Spannen einer eine Hülse 21 umfassende Substratrolle 20 mittels einem Spannadapter 1 auf den Spannkonen 22 eines Rollenwechslers oder eines Wiederaufwicklers wird in einem ersten Schritt jeweils ein Spannadapter 1 auf beiden Seiten der Substratrolle 20 in die Bohrung der Hülse 21 verbracht im Sinne von gesteckt, so dass in einem nachfolgenden zweiten Schritt die Spannkonen 22 des Rollenwechslers oder Wiederaufwicklers in die Spannadapter 1 eingefahren werden. Durch diese Vorgehensweise wird vermieden, dass ein Spannelement 1 bereits ohne eine darauf montierte Hülse 21 auf einem Spannkonus 22 sitzt, da dies im Falle von nicht ganz in den Spannkonus 22 eingefahrenen Spannkeilen Probleme beim Einachsen der auf den Spannkonen 22 sitzenden Spannadapter 1 in die Hülse 21 bereiten kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Spannadapter
- 2
- Spannkörper
- 3
- Außenfläche
- 4
- Innenfläche
- 5
- erste Stirnfläche
- 6
- zweite Stirnfläche
- 7
- erster Schlitz
- 8
- zweiter Schlitz
- 9
- Erhebung
- 10
- Vertiefung
- 11
- Segment
- 12
- Sicherungselement
- 13
- Fase
- 20
- Substratrolle
- 21
- Hülse
- 22
- Spannkonus
- 23
- Tragarm
- 24
- Substrat
- Lk
- Spannkörperlänge
- Ls1
- erste Schlitzlänge
- Ls2
- zweite Schlitzlänge
- La
- Absatzlänge
- Da
- Außendurchmesser
- Di
- Innendurchmesser
- Dr
- Absatzdurchmesser
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2758657 C2 [0009]
- DE 102007024768 B4 [0010]
