DE2211518B2

DE2211518B2 - Vorrichtung zum Aufspannen von rohrförmigen Wickelkernen

Info

Publication number: DE2211518B2
Application number: DE2211518A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Jagenberg Werke AG
Current assignee: Jagenberg AG
Priority date: 1972-03-10
Filing date: 1972-03-10
Publication date: 1981-05-21
Also published as: DE2211518A1; DE2211518C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufspannen von rohrförmigen Wickelkernen, insbesondere von Papierbahnen oder ähnliche Werkstoffbahnen tragenden Wickelkernen, bei denen einen zylindrischen Mantel bildende Spannsegmente mit Hilfe eines Kernzapfens mit gleichseitig-polygonalem Querschnitt radial verstellt werden.

In der papierverarbeitenden Industrie, insbesondere bei der Papierverarbeitung von der Rolle, ist es erforderlich, die Papierrolle in einer Abwickelvorrichtung derart aufzunehmen, daß in die gegenüberliegenden Öffnungen des aus einem gewickelten Papprohr bestehenden Wickelkernes jeweils ein koaxial und gegeneinandergerichteter Wellenstumpf eingeführt wird. Dabei sind die Wellenstümpfe drehbar gelagert und je nach Größe der abzuwickelnden Papierrolle mit ein- oder beidseitig angeordneten Bremsvorrichtungen versehen. Um das volle Bremsmoment auf die Rolle zu übertragen und eine leichtere Handhabung der Wellenstümpfe beim Einführen in den rohrförmigen Wickelkern bzw. beim Herausziehen aus demselben zu erreichen sowie zur Anpassung an unterschiedliche Bohrungsdurchmesser der Wickelkerne sind die Mäntel der beiden Wellenstümpfe mit radial verstellbaren Segmenten versehen.

Es sind bereits Spanndorne bekanntgeworden, bei denen den Mantel bildende sogenannte Spannsegmente mit Hilfe eines Kernzapfens mit gleichseitig-polygonalem Querschnitt radial verstellt werden. Dabei werden in einem Falle die Spannsegmep.te mittelbar durch jeweils einen an der Innenseite des Spannsegmentes j angeordneten Stützweg verstellt, der mit seinem freien Ende auf einer der Mantelflächen des Kernzapfens aufliegt. Durch die Drehbewegung der Materialrolle werden auf Grund der zueinandergeneigten Mantelflächen die Stützstege und damit die Spannsegmente radial

ίο nach außen in eine selbstsichernde Endstellung bewegt und damit gegen die Innenwand des rohrförmigen Wickelkernes gedrückt, wodurch dieser mit der Materialrolle und dem Spanndorn kraftschlüssig verbunden wird. Die Spannwirkung dieses Spanndornes

H tritt wegen der während des Betriebszustandes in der Materialbahn vorhandenen Zugspannung selbsttätig ein und wird bei nachlassender Bahnspannung durch eine auf dem Kernzapfen angeordnete Drehfeder wieder aufgehoben. Abgesehen davon, daß ein derartiger

2n Spanndorn für große Rollengewichte, wie sie in der Papierverarbeitungsindustrie heute üblich sind, nicht verwendbar ist, ist es auch von Nachteil, daß nach einem Maschinenstop durch das Nachlassen der Spannwirkung die Papierbahn spannungslos wird. Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß beim Wiederanfahren der Papierverarbeitungsmaschine Abweichungen in den von der Bahnspannung abhängigen Verarbeitungsarten, beispielsweise beim Querschneiden oder beim Umrollen, in verstärktem Maße Formabweichungen bzw.

in Änderungen in der Wickelhärte auftreten. Hinzu kommt, daß durch die selbstsichernde Endstellung der Spannsegmente die im lichten Durchmesser zu groß ausgefallenen Wickelkerne nicht ordnungsgemäß eingespannt werden können, wodurch u. a. mit der Zerstörung des Wickelkernes durch Schlupfwirkung gerechnet werden muß.

In einem anderen bekanntgewordenen Fall (DE-AS 15 74 438) werden die Spannsegmente unmittelbar durch das Verdrehen eines ebenfalls mehrflächigen

4(1 Kernzapfens gegen die Innenwand des Wickelkernes gedrückt, um eine Spannwirkung zu erzielen. Dabei gleiten die von jeweils zwei benachbarten Flächen des Kernzapfens gebildeten Kanten auf je einer Innenseite des Spannsegmentes. Bei dieser Ausführungsform bleibt zwar die Bahnspannung erhalten, jedoch muß der nach dem Abwickelvorgang leere Wickelkern mit erheblichem Kraftaufwand durch eine Bedienungsperson von den Spannsegmenten gelöst und abgezogen werden, da sich die Spannsegmente gegenseitig auf zwischen diesen

so angeordnete Druckfedern nach außen abstützen und somit ununterbrochen an der Innenwand des Wickelkerns anlegen. Das bedeutet, daß die an den Außenflächen eine Profilierung aufweisenden Spannsegmente sich während des Abwickelvorganges durch den mehrflächigen Kernzapfen in die Innenwand des Wickelkernes eingedrückt haben und durch Zurückdrehen desselben zwar entspannt werden, jedoch zum Herausziehen auch noch die Druckfederkraft überwunden werden muß.

Weiterhin ist mit der US-PS 30 07 652 eine Spannvorrichtung mit einem polygonalem Kernzapfen bekannt geworden, bei dem auf jede Fläche eine Klemmrolle aufliegt. Dabei sind die Klemmrollen an den beiden Stirnseiten der Spannvorrichtung in einem Ring geführt und stehen mit ihren Mantelflächen in direktem Kontakt mit der aufzuspannenden Hülse.

Eine weitere Spannvorrichtung nach der CH-PS 3 92 193 zeigt ein Kernrohr mit einem quadratischen

Querschnitt, wobei auch hier auf den vier Seitenflächen des Kernrohres je eine Klemmrolle aufliegt. Diese Klemmrollen sind in einem Käfig geführt und wirken ebenfalls unmittelbar auf die aufzuspannende Hülse.

Der Aufbau der beiden letztgenannten Vorrichtungen > bringt einmal zum Ausdruck, daß nur Hülsen für kleine Wickelgewichte aufgespannt werden können, und zum anderen, daß nur geringe Bremsleistungen vom Kernzapfen auf die Hülsen übertragen werden können.

Beides ist aber in sehr großen Bereichen der in papierverarbeitenden Industrie kaum anzutreffen, wo der Trend zur Leistungssteigerung immer mehr in Richtung hochgewichtiger und damit großer Wickelrollen geht In die gleiche Richtung gehen auch die ständig steigenden Bahngeschwindigkeiten der Verarbeitungsmaschinen, womit auch die Bahnzüge steigen. Diese Bahnzüge sind, wie bereits erwähnt von den Klemmrollen über die Kernzapfen auf die Rollenbremsvorrichtung zu übertragen. Da dies noch unter din üblichen hohen Rollenlasten geschieht, sind nur Spannvorrichtungen einsetzbar, bei welchen das Bremsmoment rutschfrei auf die Wickelhülse übertragen werden kann. Dazu kommt noch, daß die Hülsen nicht schon nach einmaligem Gebrauch zerstört sein dürfen, sondern mehrfach verwendet werden können. Diese Forderungen können jedoch von den beiden vorgenannten Spannvorrichtungen nicht erfüllt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spanndorn zu schaffen, bei dem einerseits die Spannwirkung bei Beginn des Aufwickelvorganges jn selbsttätig eintritt und andererseits der eingespannte Wickelkern zu seiner Entnahme münelos freigegeben wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der eingangs beschriebene Spanndorn mit Spannsegmenten versehen ist, die jeweils mit einem eine Linienberührung erzeugenden Stützelement auf je einer Fläche aufliegen, wobei das Stützelement im Auflagebereich eine abgerundete Profilierung aufweist. Zur weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung wird vorgeschlagen, daß sich das Stützelement im wesentlichen über die gesamte Länge auf der Innenseite des Spannsegmentes erstreckt und parallel zu dessen Längsachse verläuft. Ferner ist vorgesehen, das Stützelement aus einer Rippe des Spannsegmentes zu bilden, die mittig auf der Innenseite des Spannsegmentes angeordnet ist. In einem weiteren Ausführungsbeispiel besteht das Stützelement aus einem glatten zylindrischen Rollenkörper, der zwischen dem Spannsegment und dem Kernzapfen verbindungslos angeordnet ist. Bei Verwendung eines Rollkörpers als Stützelement wird die Innenseite des Spannsegmentes aus zwei derart zueinander geneigten Ebenen gebildet, daß eine stumpfwinklige Vertiefung entsteht, deren von den beiden Ebenen gebildete gemeinsame Schnittkante in der Symmetrieebene des Spannsegmentes liegt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß mit einem geringen Konstruktionsmittelaufwand ein selbstspannender Spanndorn für Wickelkerne geschaffen worden ist, der bei Betriebsunterbrechung keine Änderung der Bahnspannung der abzuwickelnden bzw. aufzuwickelnden Materialbahn verursacht. Weiterhin ist vorteilhaft, daß ein leerer Wickelkern mühelos durch das Bedienungspersonal von dem Spanndorn abgezogen werden kann, da die Spannsegmente auf Grund ihrer Gestaltung sowie einer oder mehrerer an sich bekannter auf dem Mantel angeordneter Ringfedern gehalten werden, die auch die Spannsegmente nach dem Spannvorgang wieder in die einen kleineren Durchmesser als der lichte Durchmesser des Wickelkernes benötigende Ausgangsstellung zurückbewegen.

Die Erfindung ist im folgenden anhand von zwei Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht und einen Längsmittelschnitt des Spanndornes jeweils bis zur Achse,

Fig.2 einen Querschnitt des Spanndorns mit in Wirkstellung befindlichen Spannsegmenten,

F i g. 3 einen weiteren Querschnitt des Spanndorns mit einem anderen Ausführungsbeispiel der Spannsegmente.

Der in den Fig.! und 2 gezeigte Spanndorn ist an einer nicht dargestellten Bremse angeflanscht und besteht aus einem einen quadratischen Querschnitt aufweisenden Kernzapfen 1, einem mit dem Kernzapfen 1 fest verbundenen Flansch 2, vier gleichartigen einen zylindrischen Mantel bildenden gerieften Spannsegmenten 3, einer Abschlußscheibe 4 und zwei Ringfedern 5. Bei diesem Spanndorn sind die mit einer innenseitigen Rippe 6 versehenen Spannsegmente 3 derart angeord net, daß sie mit diesen Rippen 6 jeweils auf den Vierkantflächen 7 und parallel zu deren Längskanten aufliegen, wobei die vier Spannsegmente 3 von den in Nuten 8 eingelegten Ringfedern 5 auf den kleinstmöglichen Durchmesser 9 zusammengedrückt werden.

Der in Fig.2 dargestellte Querschnitt des Spanndorns zeigt einen die abzuwickelnden Materiallagen 10 tragenden rohrförmigen Wickelkern 11 in eingespanntem Zustand. Zum Einspannen des Wickelkernes 11 wird dieser auf die Spannsegmente 3 geschoben und abgelegt. Da der Kernzapfen 1 mit einer Bremse durch den Flansch 2 verbunden ist und somit in seiner Drehbewegung gehemmt wird, wird zunächst durch das Abziehen der Materialbahn der Wickelkern 11 in Drehung versetzt, der nun seinerseits die gerieften obenliegenden Spannsegmente 3 jeweils um die Rippen 6 kippt und gleichzeitig quer zur Zapfenlängsachse in Drehrichtung verschiebt. Bei fortschreitendem Abwikkelvorgang wird durch die Kippbewegung und Verschiebung der oberen Spannsegmente 3 die gesamte Wickelrolle soweit angehoben, daß auch die unteren Spannsegmente 3 mit der Innenseite des Wickelkernes 11 in Berührung kommen, sich ebenfalls an diese anlegen und nun gleichzeitig zum Tragen bzw. Spannen kommen. Sind nun alle Spannsegmente 3 in Wirkstellung, wird die Drehbewegung der Wickelrolle 10,11 auf den abgebremsten K.ernzapfen 1 übertragen, wodurch sich dann die gewünschte Bahnspannung einstellt.

Nach Beendigung des Abwickelvorganges wird der Wickelkern 11 mühelos durch eine kurze Drehbewegung entgegen der vorherigen Laufrichtung gelöst und anschließend von dem durch die Ringfedern 5 auf den kleinstmöglichen Durchmesser 9 verringerten Spanndorn abgezogen.

Das zweite in F i g. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel arbeitet nach dem gleichen Prinzip wie die obenbeschriebene Spannvorrichtung, nur daß sich in diesem Falle die Spannsegmente 12 auf jeweils einem der Rippe entsprechenden Rollkörper 13 abstützen und mittels diesen bei Drehbeanspruchung durch den Wickelkern 31 auf den Vierkantflächen 7 des Kernzapfens 1 abrollen und so in Wirkstellung gelangen.

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Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Aufspannen von rohrförmigen Wickelkernen, insbesondere von Papierbahnen oder ähnliche Werkstoffbahnen tragenden Wickelkernen, bei denen einen zylindrischen Mantel bildende Spannsegmente mit Hilfe eines Kernzapfens mit gleichseitig-polygonalem Querschnitt radial verstellt werden, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Spannsegment (3, 12) mit einem eine Linienberührung erzeugenden Stützelement (6, 13) auf je einer Fläche (7) des Kernzapfens (1) aufliegt und das Stützelement (6, 13) im Auflagenbereich eine abgerundete Profilierung aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Stützelement (6, 13) im wesentlichen über die gesamte Länge auf der Innenseite des Spannsegmentes (3,12) erstreckt und parallel zu dessen Längsachse verläuft

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement aus einer Rippe (6) des Spannsegmentes (3) gebildet ist und daß diese Rippe (6) mittig auf der Innenseite des Spannsegmentes (3) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement aus einem glatten zylindrischen Rollkörper (13) besteht, der zwischen dem Spannsegment (12) und dem Kernzapfen (1) verbindungslos angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite des Spannsegmentes (3) aus zwei derart zueinandergeneigten Ebenen (14, 15) gebildet wird, daß eine stumpfwinklige Vertiefung entsteht, deren von den beiden Ebenen (14, 15) gebildete gemeinsame Schnittkante in der Symmetrieebene des Spannsegmentes (12) liegt.