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Klapplager Die Erfindung betrifft ein Klapplager mit einer Aufnahme
für eine formschlüssig einlegbare Welle od. dgl. zum Auf-oder Abwickeln von Werkstoffbahnen,
wobei ein vorzugsweise mitdrehendes Handrad od. dgl. vorgesehen ist, das um eine
quer zur Drehachse des Klapplagers verlaufende Schwenkachse aus dem Bereich der
Wellenaufnahme verschwenkbar ist und im Bereich der Schließposition insbesondere
einen Rastverschluß hat.
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Derartige Klapplager sind beispielsweise aus der DE-PS 917 592 lange
bekannt. Vorteilhaft ist dabei, daß das Einlegen der Wellen mit den Warenbahnen
von oben erfolgen kann und seitliche Verschiebungen nicht nötig sind. Das schrägstehende
Handrad kann sich dabei beim Anlaufen der Maschine an seiner schrägen Anlagefläche
von selbst aufrichten und in Schließposition gelangen, falls sein Verstellen in
Verschlußrichtung vergessen worden sein sollte. Dies funktioniert jedoch nur, wenn
die Aufnahme bei geöffnetem Lager zwei parallel nach unten führende Begrenzungswände
hat, während bei einer sich nach unten verjüngenden Kupplungsaufnahme die Welle
an der nicht angetriebenen Seite aus der Einlegeöffnung aussteigen kann. Darüberhinaus
ergibt sich mehr und mehr die Notwendigkeit platzsparender Bauweise, bei der es
nachteilig ist, daß das klappbare Handrad für eine Bedienungsperson zugänglich sein
muß.
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Es besteht deshalb die Aufgabe, ein Klapplager der eingangs erwähnten
Art zu schaffen, bei welchem eine Handbetätigung vermieden werden kann. Darüber
hinaus soll das Schließen des Klapplagers genügend sicher durchführbar sein undnrknur
von der Anlaufbewegung der Vorrichtung oder der Antriebsmaschine abhängen.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht im wesentlichen darin daß an dem
Handrad od dgl Verschluß der Kupplungsöffnung des Klapplagers eine mechanische Verstellvorrichtung
für eine maschinelle Betätigung des Handrades vorgesehen ist.
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Eine mechanische Verstellvorrichtung läßt sich leicht steuern und
automatisieren und vermeidet in jedem Falle eine Handverstellung Dabei kann die
Verstellvorrichtung mit Abstand zu der Schwenkachse des Handrades angeordnet sein.
Dadurch kann die Klappbewegung des Handrades besonders einfach durchgeführt werden.
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Als mechanische Verstellvorrichtung für die maschinelle Verschwenkung
des Handrades in Offen- und/oder Schließstellung kann zweckmäßigerweise ein Arbeitszylinder
vorgesehen sein, der eine verstellbare Klaue od. dgl. zum Umgreifen des Handrad-Randes
hat. Dadurch braucht die Konstruktion des Klapplagers selbst praktisch nicht geändert
zu werden. Dabei kann der Arbeitszylinder an dem Gehäuse des Lagers befestigt sein.
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Die Klaue kann an dem in Gebrauchsstellung oberen Bereich des Handrades
angreifen und dieses von oben übergreifen. Dadurch ergibt sich gegenüber der Schwenklagerung
ein größerer Hebelarm, so daR der Rastverschluß des Handrades leicht überwunden
werden kann Der Arbeitszylinder selbst steht dabei zweckmäßigerweise fest und die
Klaue kann an der Kolbenstange befestigt sein.
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Die Kupplungsaufnahme des Klapplagers ist zweckmäßigerweise mehreckig,
insb.drei- oder viereckig, wobei eine der Ecken der Klapplageröffnung vorzugsweise
gegenüberliegt. Dadurch ist
beim Einlegen der Welle eine gute Zentrierung
der Kupplung gegeben und durch die maschinelle Betätigung des Klapplager-Verschlusses
wird dennoch vermieden, daß beim Anlaufen und an einem nicht selbst angetriebenen
Klapplager die Welle aus der Kupplungsöffnung austreten kann, weil eventuell das
Verschließen des Klapplagers vergessen wurde.
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Damit im Betrieb keine unnötige Geräuschentwicklung und kein zusätzlicher
Verschleiß auftreten, kann die lichte Weite der Klauenöffnung etwas größer als der
Durchmesser des Randes des Handrades sein. Dadurch ist es möglich, daß die Klaue
in Schließstellung des Klapplagers so verschoben ist, daß ihre beiden den Handrad-Rand
übergreifenden Wandungen od. dgl.
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einen Abstand zu dem in Raststellung befindlichen Handrad einhalten.
Bei der Drehung des Klapplagers und seines Handrades läuft dieses also berührungsfrei
innerhalb der Klaue, so daß kein Verschleiß und kein Geräusch auftritt.
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Für eine leichtgängige Verstellung des Handrades ist es vorteilhaft,
wenn der Querschnitt des Randes des Handrades genau kreisbogenförmig und größer
als die dicke des übrigen Handrades ist. Bei einer beispielsweise horizontalen Verstellung
der Klaue kann sich dann der Handrad-Rand innerhalb der Klauenöffnung relativ zu
der Klaue entsprechend der Schwenkbewegung des Handrades drehen.
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Der Arbeitszylinder ist zweckmäßigerweise ein pneumatischer Zylinder.
Denkbar ist jedoch auch ein Hydraulik-Zylinder.
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Der Pneumatik-Zylinder od. dgl. kann dabei elektrisch und vorzugsweise
mit einem berührungslosen Schalter steuerbar sein. Dies erlaubt die Ausnutzung der
Drehbewegung des Klapplagers gegenüber seinem feststehenden Gehäuse zur Steuerung
der Verstellvorrichtung. Der berührungsfreie Schalter kann nämlich im Gehäuse des
Klapplagers feststehend angeordnet sein, während der ihn betätigende Gegenstift
an einem sich drehenden Teil befestigt ist.
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Solche Schalter sind an sich bekannt. Die Verwendung zur Automatisierung
der Betätigung eines Klapplagers ist insofern besonders vorteilhaft, weil ein handelsübliches
Teil ausgenutzt werden kann. Dabei kann der berührungslose Schal-.
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ter dem Gegenstift am nächsten stehen und das Öffnen oder Schließen
des Klapplagers verursacheny wenn die Öffnung des Klapplagers nach oben weist. Außerdem
kann der Drehantrieb für das Klapplager so ausgestaltet sein daß er erst mit Strom
durchflossen ist wenn das Klapplager mit Hilfe des Schalters geschlossen ist.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Ansprüche.
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Vor allem bei Kombination einzelner oder mehrerer der vorstehenden
Maßnahmen und Merkmale ergibt sich ein Klapplager, bei welchem das Öffnen und Schließen
nur in einer vorgeschriebenen und vorgegebenen Stellung möglich ist. Eine exakte
Öffnungs- und Schließstellung kann auf diese Weise garantiert werden. Die häufig
schwierige und unter Umständen auch manchmal vergessene HandbetEtigung7 die auch
eine gewisse Unfallgefahr mit sich bringen kann, wird vermieden. Vor allem kann
die Kupplungsöffnung sich für ein möglichst schnelles Wechsein der Wellen von oben
nach unten verjüngen, ohne daß die Gefahr eines Aussteigens der Welle beim Anlaufen
der Vorrichtung vor allem an nicht angetriebenen Lagern besteht. Durch die schnelleren
Wechselmöglichkeiten der Welle oder eines Warenbaumes ergeben sich gleichzeitig
kürzere Stillstandzeiten der häufig teuren Maschinenanlagen, so daß der geringfügige
Zusatzaufwand für die maschinelle Verschlußeinrichtung mehr als kompensiert wird.
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Nachstehend ist die Erfindung mit ihren ihr als wesentlich zugehörenden
Einzelheiten anhand der Zeichnung noch näher beschrieben. Es zeigt in schematisierter
Darstellung:
Fig. 1 eine teilweise im Längsschnitt gehaltene Seitenansicht
eines Klapplagers mit maschineller Verschlußeinrichtung, Fig. 2 eine rückwärtige
Ansicht des Klapplager-Gehäuses mit einem berührungslosen Schalter, wobei die maschinelle
Verstellvorrichtung und das Handrad der besseren Obersicht wegen weggelassen sind,
Fig. 3 einen Teilschnitt des Lagers im Bereich des berührungslosen Schalters Fig.
4 eine im wesentlichen Fig.1 entsprechende Ansicht mit zusätzlich dargestellten
Steuereinrichtungen und Fig. 5 ein elektrisches Schaltbild zur Ansteuerung der Verstelleinrichtung.
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Ein im ganzen mit 1 bezeichnetes Klapplager hat ein Lagergehäuse 2,
welches z.B. mit Hilfe von Befestigungsschrauben od.dgl. an den Lochungen 3 auf
einem Maschinengestell od. dgl. befestigt werden kann.
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Das Klapplager 1 hat eine Mitnehmerwelle 4, die in dem Lagergehäuse
2 im Ausführungsbeispiel mit Hilfe zweier Kugellager 5 drehbar gelagert ist und
beispielsweise mit einem Antriebsmotor gekuppelt werden kann. Man erkennt in der
Fig. 1 im rechten Teil an der Mitnehmerwelle 4 eine Nut 6, über die eine solche
Verbindung möglich ist.
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An dem entgegengesetzten Ende der Mitnehmerwelle 4 ist ein Wellenkopf
7 vorgesehen, der eine Aufnahme 8 od.dgl. Kupplungsstelle zum Einlegen eines Wickelstabes
oder einer Welle mit auf- oder abwikkelbarer Bahn hat. Diese Aufnahme 8 ist nach
oben offen, wobei jedoch die zugehörige Öffnung 9 mit Hilfe eines klappbaren Handrades
10 verschließbar ist. In Fig. 1 ist die Verschlußposition mit durchgezogenen Linien
und die Öffnungsposition mit strichpunktierten Linien dargestellt. Man erkennt deutlich,
daß das Handrad 10 um eine rechtwinklig zur Mitnehmerwelle 4 liegende Schwenklagerachse
11 in seine Öffnungsposition verschwenkbar ist.
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In der oberen Hälfte enthält das Handrad 10<eine mit einer Feder
12 belastete Rastkugel 139 die bei der Verschwenkung mitgenommen wird und in Schließstellung
in eine Rastausnehmung 14 an dem Wellenkopf 7 eingreift. Dadurch hat das Handrad
10 in Schließstellung eine definierte Position.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß an dem Handrad 10 eine im ganzen
mit 15 bezeichnete mechanische Verstellvorrichtung für eine maschinelle Betätigung
dieser Öffnungs und Schließbewegung des Handrades 10 vorgesehen ist. Dabei greift
die Verstellvorrichtung 15 im Ausführungsbeispiel mit Abstand zu der Schwenkachse
11 des Handrades 10 an diesem an.
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Im Ausführungsbeispiel ist als mechanische Verstellvorrichtung ein
Arbeitszylinder 16 vorgesehen, der eine verstellbare Klaue 17 zum Umgreifen des
Handrad-Randes 18 hat. Man erkennt, daß der Arbeitszylinder 16 an dem Gehäuse 2
des Lagers 1 befestigt ist. Dabei ist im Ausführungsbeispiel die Klaue 17 so angeordnet
daß sie an dem in Gebrauchsstellung oberen Bereich des Handrades 10 angreift und
dieses - wie in Fig. 1 dargestellt - von oben übergreift. Dadurch ist der Angriff
der mechanischen Verstellvorrichtung 15 mit größtmöglichem Abstand und Hebelarm
zu der Schwenklagerachse 11 vorgesehen und erfolgt im übrigen auch an der Stelle,
an der bei einer Handbetätigung ein solches Handrad 10 geklappt wird.
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Die Kupplungsaufnahme 8 des Klapplagers 1 ist - wie bekannt und deshalb
nicht mehr dargestellt - mehreckig, insb.drei- oder viereckig, wobei eine der Ecken
der Klapplageröffnung 9 zweckmäßigerweise gegenüberliegt. Dadurch kann sich ein
Wickelstab beim Einlegen selbst bestmöglich zentrieren, unter Umständen jedoch beim
Anlaufen der Mitnehmerwelle 4 aus dieser Öffnung herauskiettern, bevor das Handrad
10 durch einen Vorsprung 19 des Lagergehäuses 2 geschlossen werden kann.
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Deshalb kann diese Schließbewegung nun von der Vorrichtung 15 rechtzeitig
durchgeführt werden. Darüber hinaus wird eine Handbetätigung, die unter Umständen
gefährlich oder schwierig
sein kann, vermieden.
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In Fig. 1 erkennt man, daß. die lichte Weite der Klauenöffnung 20
etwas größer als der Durchmesser des Randes 18 des Handrades 10 ist. Ferner ist
vorgesehen, daß die Klaue 17 in Schließstellung des Klapplagers (Fig. 1) so verschoben
ist, daß ihre beiden den Handrad-Rand 18 übergreifenden Wandungen 20 a einen Abstand
zu dem in Raststellung befindlichen Handrad 10 einhalten.ie-seaniäas-o unbehindert
zusammen mit der Mitnehmerwelle 4 gedreht werden. Der Rand 18 des Handrades 10 ist
dabei möglichst genau kreisbogenförmig geschliffen und größer als die Dicke des
übrigen Handrades. Bei der Verschiebung der Klaue 17 in Öffnungsstellung kann sich
somit dieser Handrad-Rand 18 innerhalb der Klauenöffnung 20 zumindest an einer der
Wandungen 20 a abrollen. Das gleiche gilt umgekehrt bei der Schließbewegung, wobei
aufgrund der mit der Rastausnehmung 14 zusammenwirkenden Rastkugel 13 das allerletzte
Stück der Schließbewegung selbsttätig erfolgen kann.
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Der schon erwähnte Arbeitszylinder 16 kann ein pneumatischer, gegebenenfalls
auch ein hydraulischer Zylinder sein. Dabei ist der Arbeitszylinder 16 selbst feststehend,
während die Klaue 17 an der Kolbenstange 21 befestigt ist. In Fig. 1 erkennt man,
daß die Klaue 17 relativ zu der Kolbenstange 21 verstellbar ist, wobei im Ausführungsbeispiel
die Kolbenstange 21 an ihrem Ende ein Außengewinde 22 hat, welches in ein entsprechendes
Innengewinde 23 an der Klaue 17 eingreift. Die Klaue 17 ist außerdem mit Hilfe eines
Bolzens 24 od. dgl. gehalten, der gleichzeitig als Wegbegrenzung dient. Dabei ist
der Anschlagbolzen 24 relativ zu der Klaue 17 verstellbar, was wieder mit Hilfe
eines in der Klaue befindlichen Gewindes 25 durchführbar ist. Mit der Klaue 17 zusammen
kann dieser Anschlagbolzen 24 relativ zu einem Haltebock 26 od. dgl.
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durch eine Lochung 27 verschoben werden, bis eine der Befestigungsstelle
25 des Anschlagbolzens 24 entgegengesetzt
angeordnete, vorzugsweise
ebenfalls verstellbare Mutter 28 od dgl. Anschlag in Schließstellung des Klapplagers
an dem Haltebock 26 zur Anlage kommt. Unmittelbar an der Klaue 17 erkennt man eine
weitere Mutter 29, die zum Kontern oder aber als Anschlag beim Zurückziehen der
Klaue 17 dienen kann.
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Nach einem wesentlichen Merkmal der Erfindung von eigener Wschutzwürdiger
Bedeutung kann der Arbeitszylinder 16 elektrisch und vorzugsweise mit einem berührungslosen
Schalter 30 steuerbar sein. Die Lage des Schalters 30 ist in Fig. 1 angedeutet und
befindet sich z. B. rechtwinklig zu der Fixierung der mechanischen Verstellvorrichtung
15. Die Konstruktion des Schalters 30 ist in den Figuren 2 und 3 angedeutet.
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Man erkennt in diesen Figuren 2 und 3, daß der berührungslose Schalter
30 im Gehäuse 2 des Klapplagers 1 feststehend angeordnet ist und der ihn betätigende
Gegenstift 31 an einem sich drehenden Teil, im Ausführungsbeispiel an der Mitnehmerwelle
4 befestigt ist. Das Öffnen und Schließen des Arbeitszylinders 16 kann somit in
einer genau vorgeschriebenen Stellung durch diesen Schalter elektrisch und berührungslos
ausgelöst werden, so daß immer eine exakte Öffnungs- und Schließstellung garantiert
werden kann. Der erwähnte berührungslose Schalter 30 könnte auch an anderer beliebiger
Stelle in dem Gehäuse 2 eingeschraubt sein. Der berührungslose Schalter 30 steht
dabei dem Gegenstift 31 am nächsten und verursacht Öffnen oder Schließen des Klapplagers
1, wenn die Öffnung 9 des Klapplagers 1 und seine Kupplungsaufnahme 8 nach oben
weist. In dieser Position soll ein Wickelstab aushebbar oder einsetzbar sein und
in dieser Position soll auch das Schließen des Klapplagers beim Beginn einer Drehung
erfolgen. Es ist deshalb vorteilhaft, wenn der Drehantrieb, der an der Mitnehmerwelle
4 angreift, erst mit Strom durchflossen ist, wenn das Klapplager 1 geschlossen ist.
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Insgesamt ergibt sich ein Klapplager 1, dessen Handrad 10 entgegen
seiner ursprünglichen Bestimmung nun nicht mehr von Hand, sondern maschinell betätigt
werden kann. Dennoch ist ein Verschleiß an dem Handrad im wesentlichen ausgeschlossen,
jedoch wird die Sicherheit im Betrieb wesentlich erhöht und durch die Möglichkeit,
eine von der Öffnung 9 konisch nach unten zulaufende Aufnahme 8 zu verwenden, können
die Wechselzeiten für das Ein- und Auslegen von Wickelstäben erheblich verkürzt
werden.
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In Fig. 4 erkennt man noch pneumatische Steuerventile 36, die über
ein elektrisch betätigbares Magnetventil 37 verstellbar sind. Die Steuerventile
36 dienen zum Auf- und Zusteuern des Arbeitszylinders 16.
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Die Innenwände 20a der Klaue 17 sind im Ausführungsbeispiel gemäß
Fig. 4 im Berührungsbereich mit dem Handrad-Rand 18 mit Kunststoffleisten 38, insbesondere
aus Polyurethan versehen, die sich insbesondere in Nuten od.dgl. Aufnahmen befinden.
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Beim Entnehmen eines Wickelbaumes aus Klapplagern 1, muß dieser Wickelbaum
zunächst in eine Position gebracht werden, in der die Klapplager mit ihren Einlegeöffnungen
nach oben weisen.
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Um bei.diesem Positionieren zu vermeiden, daß bei einem Überfahren
dieser Position sofort der Arbeitszylinder 16 betätigt wird, ist zwischen dem die
Verstelleinrichtung 15 im wesentlichen bildenden Arbeitszylinder 16 bzw. dessen
Steuerung und dem Schalter 30 eine Schaltverzögerung vorgesehen. Durch diese Schaltverzögerung
wird ein unmittelbares Ansprechen des Arbeitszylinders 16 in der Entnahmeposition
der Klapplager vermieden. Erst nach einer Schaltverzögerung, die z.B. 2 bis 5 Sekunden
betragen kann und je nach Bedarf einstellbar ist, öffnet der Arbeitszylinder 16
das jeweilige Klapplager, so daß dann der Wickelbaum entnommen werden kann.
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In dem Schaltbild gemäß Fig. 5 sind Schaltkontakte 39, 40 der berührungslos
arbeitenden Schalter 30, 30a in den Stromversorgungskreis eines Hilfsschützes 41
eingeschleift. Außerdem sind
in Reihe mit diesen Kontakten 39,
40 noch ein Druckwächter 42 für die Pneumatik sowie ein handbetätigbarer Hauptschalter
43 geschaltet. Die Schaltverzögerung wird durch ein Zeitverzögerungsrelais 33 gebildet,
das dem Hilfsschütz 41 vorgeschaltet ist.
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Das auch in Fig 4 erkennbare Magnetventil 37 ist über einen Arbeitskontakt
44 des Hilfsschützes 41 hinter dem Hauptschalter 43 angeschlossen.
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Während des ordnungsgemäßen Betriebes ist der Kontakt des Druckwächters
42 geschlossen Nach dem Ausschalten des Antriebes für den Wickelbaum läuft dieser
aus und bleibt stehen. Nach dem Schließen des Hauptschalters 43 kann dann eine Positionleung
des Wickelbaumes in die vorgesehene Entnahmestellung erfolgen, wo sich die Entnahmeöffnungen
der Klapplager in Obenstellung befinden. Ist diese Stellung exakt erreicht, so werden
die Schaltkontakte 39 und 40 von den Schaltern 30, 30a geschlossen. Dadurch wird
das Zeitverzögerungsrelais 33 aktiviert und nach Ablauf der vorgebbaren Verzögerungszeit
schaltet das Hilfsschütz 41 durch, wobei der Arbeitskontakt 44 geschlossen wird.
Ober den Arbeitskontakt 44 wird dann das Magnetventil 37 betätigt und die Klapplager
über die Arbeitszylinder 16 aufgesteuert. Die Zeitverzögerung des Zeitverzögerungsrelais
ist dabei zweckmäßigerweise an die praktischen Gegebenheiten anpaßbar wobei die
Verzögerungszeit beispielsweise 2 bis 5 Sekunden betragen kann.
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Mit 34 und 35 sind noch Meldelampen bezeichnet, durch die einerseits
ein optisches Signal erfolgt, wenn die exakte Drehposition zum Öffnen der Klapplager
erreicht ist und durch die Meldelampe 35 wird angezeigt, daß die Klapplager aufgesteuert
sind. Durch das Zeitverzögerungsrelais 33 wird verhindert, daß beim versehentlichen
Überfahren der Entnahmeposition, was insbesondere bei schweren Wickelbäumen vorkommen
kann, ein sofortiges Ansprechen des Magnetventiles 37 und damit auch des Arbeitszylinders
16 erfolgt. Dies könnte nämlich unter Umständen zu Störungen führen. Außerdem wird
durch diese Zeitverzögerung auch beim Auslaufen des Wickelbaumes bei abgeschaltetem
Antrieb und bereits
geschlossenem Hauptschalter 43 ein Ansprechen
des Magnetventiles 37 jeweils in Kontaktposition der Schalter 30, 30a verhindert.
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Mit 45 ist noch ein Teil eines Steuerstronkreises für den Antriebsmotor
dargestellt, in den ein mit dem Hauptschalter 43 verbundener Kontakt 43a sowie Endschalter
32, 32a eingeschleift sind. Die Endschalter 32S 32a (vgl. auch Fig.4) sind in Schließposition
der Klapplager, wie in Fig. 4 gezeigt, geschlossen und der Kontakt 43a ist geschlossen,
wenn der Hauptschalter 43 für die Ansteuerung des Magnetventiles 37 geöffnet ist.
Dadurch ist sichergestellt, daß der Anlauf des Antriebsmotors für den Wickelbaum
nur dann erfolgen kann, wenn sich die Klapplager in Schließposition befinden.
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Erwähnt sei noch, daß das genaue Drehpdsitionieren des Wickelbaumes
in die Entnahmeposition auch motorisch erfolgen kann, wobei dann zweckmäßigerweise
der Antriebsmotor in einen Kriechgang geschaltet wird und nach exaktem Erreichen
der Entnahmeposition stehenbleibt.
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Erwähnt sei noch, daß die Verstellvorrichtung 15 auch nachträglich
einfach an vorhandene Klapplager anbaubar ist.
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Alle in der Beschreibung, der Zusammenfassung, den Ansprüchen und
der Zeichnung dargestellten Merkmale und Konstruktionsdetails können sowohl einzeln
als auch in beliebiger Kombination miteinander wesentliche Bedeutung haben.
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- Zusammenfassung -