DE3339977C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung zur Befesti­ gung eines Wickelträgers nach dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Derartige Spannvorrichtungen sind z. B. aus der US-PS 31 24 319 bekannt für Spulen mit Magnetbändern, ins­ besondere für elektronische Datenverarbeitungsanlagen. De­ ren Bänder sind verhältnismäßig schmal, sehr dünn und ha­ ben eine große Länge. In der Regel haben die Spulen auch einen fest mit dem Spulenkern verbundenen Flansch und die Spulenkerne sind wegen der ohnedies sehr hohen Kosten von Datenverarbeitungsanlagen mit hoher Präzision hergestellt.

Bei der bekannten Spannvorrichtung erfolgt die Übertragung der Bewegung von den Anschlagflächen für den Wickelträger zur Lösung der Verrastung der versenkbaren Spannelemente durch Kipphebel, die einen verhältnismäßig großen Durch­ messer der Spannvorrichtung bedingen.

Demgegenüber sind im Bereich der Verarbeitung fotografi­ scher Filme, insbesondere an Rollenkopiergeräten, die Fil­ me nur auf einem Kern ohne Flansche aufgewickelt, da die Länge der aufzuwickelnden Filme nicht so groß ist, daß ein Durchmesser des gesamten Filmwickels von 25 cm überschrit­ ten würde. Andererseits weisen diese genormten Kerne eine verhältnismäßig kleine Bohrung auf, so daß der Raum für die Unterbringung der Spannvorrichtung von vorneherein verhältnismäßig gering ist. Die Breite erreicht annä­ hernd den Durchmesser der Bohrung dieser Kerne, so daß die Spannvorrichtung verhältnismäßig lang wird.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Spannvorrich­ tung der eingangs genannten Art zu schaffen, die den Anforderungen im Bereich der Filmverarbeitung gerecht wird, d. h., einen Wickelkern, dessen Bohrung etwa einen gleich großen Durchmesser wie die Breite aufweist, auf einem Wellenzapfen mit verhältnismäßig großem Durchmesser mit ausreichendem Reibmoment zu befestigen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Spannvorrichtung für den Wickelträger mit einer ringförmigen Anschlagfläche sind die Anforderungen an die Präzision des Wickelträgers erheblich herabgesetzt. Unabhängig von einer etwaigen Schrägstellung des Wickelträgers zur Wellenachse wird der Steuerring achsparallel nach hinten geschoben und sicher der Übergang der Spannvorrichtung in die Spannstellung herbeigeführt. Auf diese Weise können selbst am Innenman­ tel der Bohrung von Wickelträgern aufgetretene Beschädi­ gungen die Funktion der Spannvorrichtung nicht beeinträch­ tigen. Die Ausbildung des Trägers des Auslöseknopfes als Käfig für die Spannkugeln erlaubt eine sehr raumsparende und kostengünstige Bauweise der Spannvorrichtung.

Bei der federnden Anordnung einer Seitenscheibe nach einer Ausgestaltung der Erfindung mit Anlage an dem Steuerring in der entspannten Stellung genügt bereits ein Verschieben oder Kippen der Seitenscheibe, um die Spannvorrichtung in die Spannstellung überzuführen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung ist im folgenden anhand eines Ausführungs­ beispiels mit Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Spannvorrichtung im Quer­ schnitt längs der Schnittlinie I-I in Fig. 2,

Fig. 2 die Spannvorrichtung gemäß Fig. 1 im Längsschnitt, wobei jeweils im oberen Teil der Figur die Spann­ vorrichtung im gespannten Zustand, im unteren Teil im entspannten Zustand dargestellt ist.

In Fig. 1 ist ein Wickelträger 1 üblicher Konstruktion dargestellt, der die Form eines Hohlzylinders aufweist. In bekannter Weise trägt der Wickelträger 1 am äußeren Umfang einen schrägen Schlitz zum Einstecken des Anfangs eines aufzuwickelnden Films oder dergleichen bandförmigen Mate­ rials, während der Durchmesser seiner Bohrung 1 a abge­ stimmt ist auf eine Spannvorrichtung. Diese Spannvorrich­ tung ist auf einer Welle 2 angebracht, die mit einem nicht dargestellten, im Gerät drehbar gelagerten Dorn fest verbunden ist. Dieser Dorn kann z. B. auf der Abwickel­ seite gebremst oder frei drehbar sein, während er auf der Aufwickelseite des Bandes in bestimmter Weise, z. B. über eine Friktion, angetrieben ist. Die Befestigung des Wickelträgers 1 auf dem Dorn muß deshalb so erfolgen, daß unter der Zugbeanspruchung des abzuziehenden oder aufzu­ wickelnden Bandes kein Verdrehen des Wickelträgers gegen­ über dem Dorn stattfindet und auch kein axiales Wandern.

Der konstruktive Aufbau der Spannvorrichtung ist am besten aus dem Längsschnitt gemäß Fig. 2 zu ersehen. Auf die Wel­ le 2 ist ein als Träger 11 wirkender Hohlzylinder ver­ schiebbar aufgesteckt, der an seinem rechten Ende durch einen Auslöseknopf 11 a verschlossen ist. In dem Hohlraum zwischen dem rechten Ende der Welle 2 und dem Auslöse­ knopf 11 a ist eine Druckfeder, die als Haltefeder 13 wirkt, angeordnet. Um den Träger 11 mit seinem überwiegend rohrförmigen Teil gegen die Kraft der Haltefeder 13 in seiner Stellung zu halten, weist er zwei einander gegenüberliegende Langlöcher 11 b auf, durch die ein in einem Loch 2 b durch die Welle gesteckter Stift 12 geführt ist. Der Stift 12 hält ferner eine teils kegelige, teils zylindrische Ein­ führhülse 14, die das Aufstecken des Wickelträgers 1 auf die Spannvorrichtung erleichtert.

In dem rohrförmigen Träger 11 sind, jeweils um 120° ver­ setzt, jeweils zwei radiale Durchbrechungen 11 d vorge­ sehen, in denen Spannkugeln 18 eingelegt sind. Diese Spannkugeln werden bei Längsverschiebung des als Kugel­ käfig dienenden Trägers 11 mitgenommen und verschoben ge­ genüber kegelförmigen Keilflächen 15 c in kreiszylin­ dersegmentförmigen Spannelementen 15, die noch eingehend beschrieben werden. Ferner trägt der Träger 11 an seinem dem Auslöseknopf 11 a abgewandten Ende im Umfang eine Ring­ nut 11 c, die zur Lagerseite hin eine kegelförmige Begren­ zung 11 f aufweist. Die Tiefe der Ringnut 11 c entspricht etwa einem Drittel des Durchmessers einer Rastkugel 10.

In der entspannten Stellung auf dem hohlzylindrischen Träger 11 auf­ liegend, sind die zylindersegmentförmigen Spannelemente 15 angeordnet, die zum Auslöseknopf 11 a hin durch einen hohl­ zylindrischen Fortsatz der Einführhülse 14 am Herausfallen gehindert und gegen Axialverschiebung gesichert sind, wäh­ rend sie zur Lagerseite hin durch einen Absatz 2 a der Wel­ le 2 gegen Längsverschiebung gesichert sind. In Nuten ein­ greifend, sind Ringfedern 16 und 17 vorgesehen, welche die drei über den Umfang verteilten Spannelemente 15 konzentrisch zusammenziehen, so daß sie unter dem Druck dieser Federn jeweils mit ihren Keilflächen 15 c an den Spannkugeln 18 anliegen. An ihrer Außenfläche sind die Spannelemente 15 mit einem aufgeklebten Belag hohen Reib­ wertes, insbesondere mit aufvulkanisiertem Gummi 15 a, be­ deckt. Der Träger 11 und die Spannelemente 15 weisen in entsprechender Position Langlöcher auf, in die Keile 19 eingelegt sind. Die Keile 19 stellen eine drehfeste Ver­ bindung dar, so daß die Spannelemente 15 über den Trä­ ger 11 und den Stift 12 mit der Welle 2 drehfest verbunden sind. Sie behindern jedoch nicht die Längsverschiebbarkeit des Trägers 11.

An ihrem dem Wellenabsatz 2 a zugewendeten Ende tragen die Spannelemente 15 je eine radiale Durchbrechung 15 b, in welche die Rastkugeln 10 eingelegt sind.

Auf der Welle 2 von dem Absatz 2 a zur Lagerseite hin ist ein ringförmiger Träger 3 aufgesetzt, der z. B. durch quergehende Schrauben mit der Welle fest verbunden ist. In diesem Träger 3 ist verschiebbar konzentrisch ein innerer Steuerring 4 gelagert, auf den mehrere am Umfang verteilte Druckfedern 9 einwirken. Dieser Steuerring 4 hat an seiner Innenseite an dem geräteseitigen Ende eine hintere Innenfläche 4 a mit kleineren Innendurchmesser, am äußeren Ende eine vordere Innen­ fläche 4 b mit größerem Innendurchmesser, die durch eine kegelige Fläche 4 c verbunden sind. Die Abstufung zwischen den Flächen 4 a und 4 b ist dabei so getroffen, daß in dem im unteren Teil der Figur gezeigten entspannten Zustand die in die Ringnut 11 c eintauchende Rastkugel 10 gerade noch auf der hinteren Innenfläche 4 a aufliegen kann, während in der im oberen Teil der Figur gezeigten gespannten Stellung die Rast­ kugel 10 nur im Bereich der vorderen Innenflächen 41 größeren Durchmessers Platz findet. Die Abstufung muß deshalb wenigstens der Tiefe der Ringnut 11 c entsprechen.

Der Träger 3 trägt an seinem Umfang verteilt wenigstens drei in Bohrungen verschiebbare Bolzen 5, die gegen ein Herausfallen nach vorne durch Scheiben 6 gesichert sind und in Bohrungen des Trägers 3 Druckfedern 7 aufweisen. Diese Bolzen sind mit einer Seitenscheibe 8 z. B. durch Nieten verbunden, die eine Innenöffnung vom Durchmesser der Spannvorrichtung aufweist und mit ihrem äußeren Teil nach hinten um etwa 3° kegelig abgewinkelt ist. Durch die Öffnung der Seitenscheibe 8 ragt ein ring­ förmiger Vorsprung 4 d des Steuerrings 4 vor.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Spannvorrichtung ergibt sich vor allem aus Fig. 2. Ausgehend von der im unteren Teil der Figur dargestellten entspannten Stel­ lung wird ein Wickelträger 1 von rechts nach links auf­ geschoben. Wird der Wickelträger 1 gegenüber der in Fig. 2 dargestellten Stellung weiter nach links bewegt, so kommt er an dem Vorsprung 4 d des Steuerrings 4 zur Anlage und drückt diesen ebenfalls nach links. Dadurch gelangt die Rastkugel 10, die an einer Bewegung nach links durch das Spannelement 15 gehindert wird, in den Bereich der Kegelfläche 4 c und geht auf die zylindri­ sche vordere Innenfläche 4 b über, da die Kugel durch die kegelförmige Begrenzung 11 f an der Ringnut 11 c in dem Träger 11 durch die Wirkung der Haltefeder 13 nach außen gedrückt wird.

Sobald die Rastkugeln 10 aus dem Umfangsbereich des Trägers 11 ausgetreten sind, wird dieser durch die Haltefe­ der 13 nach außen gezogen, so daß die Rastkugeln an der Kegelfläche 4 c anliegen und eine Rückbewegung des Steuerringes 4 verhindern. Bei den gegebenen Winkelver­ hältnissen, Reibungsverhältnissen und dem Verhältnis der Kräfte der Druckfeder 9 und der Haltefeder 13 ist der Steuerring 4 in dieser Stellung selbsthemmend verriegelt. Gleichzeitig mit der Bewegung des Trägers 11 in die im oberen Teil der Fig. 2 gezeigte Stellung laufen die Spannkugeln 18 längs der Keilfläche 15 c der Spannelemente 15, bis diese gegen die Kraft der Ringfedern 16, 17 nach außen ge­ drückt werden und an der Innenfläche der Bohrung 1 a des Wickelträ­ gers 1 zur Anlage kommen. Die Kraft der Haltefeder 13 und die Steigung der Keilfläche 15 c sind so bemessen, daß eine ausreichende Haltekraft durch die parallel geführt­ ten Spannelemente 15 auf den Wickelträger 1 übertragen wird.

Wie insbesondere aus Fig. 1 zu entnehmen ist, sind in der im unteren Teil der Figur dargestellten entspannten Lage die Spannelemente 15 mit ihrem Gummibelag 15 a so weit zurückgezogen, daß ein aufgesteckter Wickelträger 1 nur auf vorstehenden metallischen Segmenten 20 zwi­ schen den Spannelemtenten 15 gleitet. Die Gummibeläge 15 a werden dadurch geschont, das Aufstecken erleichtert.

Durch die verschieb- und kippfähige Befestigung der Seitenscheibe 8 mittels der gefederten Bolzen 5 in dem ringförmigen Träger 3 und durch die Anlage der Seitenscheibe 8 an dem Steuerring 4 kann das Überführen der Spannvorrichtung in die Spannstellung auch durch Angreifen an der Seitenscheibe 8 erfolgen. Dies ist z. B. von Interesse, wenn z. B. zur Funktionsprüfung der Spannvorrichtung ohne Wickelträger 7 die Spannstellung erreicht werden soll. Es genügt dann ein Kippen der Seitenscheibe 8 von Hand, um den Steuerring 4 in die in den Figuren im oberen Teil gezeigte Spannstellung zu bewegen. Diese Ausgestaltung ist auch sehr zweckmäßig, wenn z. B. Wickelträger 1 ver­ wendet werden, deren Kante der Bohrung 1 a schon abgenutzt oder beschädigt ist.

Zum Lösen der beschriebenen Spannvorrichtung braucht nur auf den Auslöseknopf 11 a ein Druck in Achsrichtung ausgeübt zu werden. Im wesentlichen unter Überwindung der Kraft der Haltefeder 13 und des Rollwiderstandes der Spannkugeln 18 wird durch Verschiebung des Trägers 11 die Ringnut 11 c in den Bereich der Rastkugeln 10 ge­ bracht, so daß diese Kugeln dort einfallen können. Damit wird unter Wirkung der Druckfedern 9 der Steuerring 4 nach vorn gedrückt und die Spannelemente 15 können, freige­ geben von den Spannkugeln 18, wieder in die im unteren Teil der Figur gezeigte Stellung zurückkehren. Die am Auslöse­ knopf 11 a aufzubringenden Kräfte sind wegen der rei­ bungsarmen Kraftübertragung durch die Spannkugeln 18 ver­ hältnismäßig gering.

Die gegenseitige Verriegelung des Steuerrings 4 gegen­ über dem als Kugelkäfig dienenden Träger 11 könnte auch durch andere Rastelemente erfolgen, z. B. durch Kipp­ hebel. Für den geringen zur Verfügung stehenden Raum haben sich jedoch Rastkugeln 10 als günstigste Lösung erwiesen.

Die gefederte Lagerung der Seitenscheibe 8 erleichtert auch das Abziehen der Spulen mit Film nach dem Drücken des Auslöseknopfes 11 a.

Claims (6)

1. Spannvorrichtung zur Befestigung eines Wickel­ trägers für bandförmiges Material auf einer fliegend gelagerten Welle, mit in eine Spann­ stellung radial nach außen verschiebbaren und in eine Freigabestellung in der Welle radial versenkbaren Spannelementen, die über Anschlag­ flächen für den Wickelträger in ihre Spann­ stellung überführbar und durch Druck auf einen zentralen Auslöseknopf in die Freigabestellung zurückführbar und in dieser Stellung gegen die Kraft einer Spannfeder verrastbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (11) des Aus­ löseknopfes (11 a) als auf der Welle (2) be­ grenzt verschiebbares Rohr ausgebildet ist, daß die Anschlagflächen für den Wickelträger von einem konzentrischen, axial verschiebbaren Steuerring (4) gebildet sind, und daß der Steuerring (4) wechselweise mit dem Träger (11) des Auslöseknopfes (11 a) in seiner hinteren, zur Lagerseite der Welle hin gerichteten, der Spannstellung entsprechenden Lage und seiner vorderen, der Freigabestellung entsprechenden Lage verrastbar ist.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Träger (11) des Auslöse­ knopfes (11 a) eine Ringnut (11 c) mit einer ke­ gelförmigen Begrenzung (11 f) an der hinteren Seite trägt, daß der Steuerring (4) eine hinte­ re Innenfläche (4 a) kleineren Durchmessers und eine vordere Innenfläche (4 b) größeren Durch­ messers aufweist, die durch eine Kegelflä­ che (4 c) verbunden sind, wobei die Tiefe der Ringnut (11 c) etwa der Abstufung der beiden Innenflächen (4 a, 4 b) des Steuerringes (4) ge­ geneinander entspricht, und daß in je einer ra­ dialen Durchbrechung (15 b) der Spannelemen­ te (15) Rastkugeln (10) liegen, die in der Freigabestellung in der Ringnut (11 c) des Trä­ gers (11) und auf der Innenfläche (4 a) kleine­ ren Durchmessers und in der Spannstellung auf dem Mantel des Trägers (11) und der Innenflä­ che (4 b) größeren Durchmessers laufen.

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der Träger (11) durch einen in Langlöcher (11 b) des Trägers eingrei­ fenden Stift (12) mit der Welle (2) verbunden ist.

4. Spannvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Spannelemente als Rohr­ segmente mit einem Belag hohen Reibwertes, ins­ besondere einer aufvulkanisierten Gummischicht, versehen sind und gegen Längsverschiebung bei­ derseits durch mit der Welle verbundene Bau­ teile gesichert sind und die Radialbewe­ gungen der Spannelemente jeweils durch relative Verlagerung eines Rollkörpers zu einer axialen Keilfläche bewirkt wird, wobei die Spannelemen­ te durch Ringfedern gegen die Rollkörper/Keil­ flächen-Paarung gedrückt sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Keilflächen (15 c) am Innen­ mantel der Spannelemente (15) ausgebildet und die als Spannkugeln (18) ausgebildeten Roll­ körper in radialen Durchbrechungen (11 d) des rohrförmigen Trägers (11) des Auslöseknop­ fes (11 a) käfigartig gehalten sind.

5. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Seitenschei­ be (8) gegen Federkraft (Druckfeder 7) axial verschiebbar mit der Welle (2) verbunden ist und mit dem Steuerring (4) in der entspannten Stellung so in Eingriff ist, daß eine Schiebe- oder Kippbe­ wegung der Seitenscheibe den Steuerring in die Spannstellung überführt.

6. Spannvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Seitenscheibe (8) außer­ halb ihrer Verbindung mit der Welle (2) schwach kegelförmig zur Lagerseite hin zurückgebogen ist, insbesondere mit der Normalen zur Wellen­ achse einen Winkel von 3° einschließt.