DE3439628C2 - Haspel mit aufsteckbarer Hülse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Haspel zum Wickeln von bandförmigen Material mit einer, radial spreizbare Segmente aufweisenden Trommel, auf der eine radial aufweitbare, aus Schalensegmenten bestehende Hülse koaxial gelagert ist, deren Trennfugen fluchtend in denselben Radialebenen wie die Trennfugen der Trommelsegmente liegen, und bei denen die Schalensegmente durch elastische Elemente in Formschluß mit den Trommelsegmenten gehalten werden.

Um Coils mit unterschiedlichen Innendurchmessern in einer Haspel­ station auf- bzw. abwickeln zu können, ist es bekannt, Haspeltrom­ meln unterschiedlichen Durchmessers gegeneinander auszutauschen. Ein derartiges Wechseln ist sehr zeitaufwendig und durch die Bevor­ ratung vieler verschiedener Haspeltrommeln material- und kosten­ intensiv.

Damit kürzere Umrüstzeiten erzielt werden können, sind Wechselkas­ setten entwickelt worden, bei denen jedoch der Material- und Kosten­ aufwand ebenfalls noch unerwünscht groß ist.

Um diese Kosten weiter zu reduzieren, wurde zum Anpassen der Haspel­ außendurchmesser an unterschiedliche Coil-Innendurchmesser auf jedes Haspelsegment ein Schalensegment aufgeschraubt. Hier ist ein Umrü­ sten von einem kleinen auf einen großen Durchmesser bzw. von einem großen auf einen kleinen Durchmesser zeitintensiv und dadurch kostenaufwendig.

Durch die gattungsbildende US-PS 2,904,279 ist eine Haspelvorrichtung bekanntgeworden, die zum Abwickeln von bandförmigen Material geeignet ist. Große tangentiale Kräfte, wie sie z. B. beim Wickeln von Walzband auftreten, können durch diese Haspelvorrichtung und die dazugehörigen Hülsen nur bedingt übertragen werden. Hinzu kommt, daß durch diese mit den Haspeltrommeln verbundenen, nur unter größerem Arbeitsaufwand aufsteckbaren Hülsen ein schnelles Anpassen der Haspeldurchmesser an unterschiedlich gewünschte bzw. vorgegebene Coil-Innendurchmesser bei kurzer Umrüstzeit nicht gewährleistet ist.

Die US-PS 3,552,673 offenbart einen Haspel zum Auf- bzw. Abwickeln von Papierrollen, auf dem eine in Form von Segmenten ausgebildete Hülse angeordnet ist, welche von Federn umspannt wird, welche die Segmente auf den Segmenten der Haspeltrommel so festlegen, daß die Hülsensegmente in axialer Richtung nicht verschiebbar sind und dabei Drehbewegungen nur kraftschlüssig übertragen werden können. Ein einfaches Wechseln der Hülsen ist hier nicht möglich. Zudem können über die Hülsen keine großen Kräfte übertragen werden.

Durch die DE-OS 16 02 266 ist eine elastische Hülse zum Anpassen des Haspelaußendurchmessers an unterschiedliche Coil-Innendurch­ messer bekanntgeworden, die lediglich auf die Haspeltrommel aufgeschoben werden muß und sofort be­ triebsbereit ist. Diese Hülse ist aus einem elastomeren Material gefertigt und wird durch Kraftschluß mit der Haspeltrommel verbunden.

Kunststoffhülsen können nur für Abwickelhaspel verwendet werden, da bei Aufwickelhaspeln die Temperaturbeständigkeit der Kunststoffhülse nicht gewährleistet ist. Außerdem kann es beim Betrieb zu einem Schlupf zwischen Hülse und Haspel kommen, der leicht zum Verbrennen der Hülse führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Hülse dahingehend zu verbessern, daß diese bei schlupffreier Verbindung zur Haspeltrommel kostengünstig sowohl bei Auf- als auch bei Abwickelhaspeln ein schnelles Anpassen des Haspel­ außendurchmessers an unterschiedlich gewünschte Coil-Innen­ durchmesser gewährleistet.

Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand gemäß Anspruch 1 gelöst.

Ein derartiger Aufbau von Haspeltrommel und Hülse gewährleistet gegenüber den aufschraubbaren Schalensegmenten ein schnelles und gegenüber den Wechselkassetten ein kostengünstiges Anpassen des Haspelaußendurchmessers an den gewünschten Coil-Innendurch­ messer. Gegenüber der bekannten Kunststoffhülse kann die aus hitzebeständigerem Material gefertigte erfindungsgemäße Hülse auch für Aufwickelhaspel verwendet werden. Ein Schlupf zwischen Haspel und Hülse kann nicht mehr auftreten, da durch die Feder-Nut-Verbindung formschlüssig eine Drehmomentübertragung sichergestellt ist.

Es hat sich bewährt, daß die Feder-Nut-Verbindung im Bereich der Trommelenden vorgesehen sind, wobei am antriebsseitigen Ende die Außenflächen der Trommelsegmente die Federn und die Innenflächen der Schalensegmente die Nute tragen wohingegen am anderen Trommelende die Außenfläche der Trommelsegmente die Nute und die Innenfläche der Schalensegmente die Federn aufweisen.

Beim Aufwickeln von Walzband auf die Hülse eines Haspels liegt die Hülse bei den ersten Walzbandwindungen noch verhältnis­ mäßig locker am Haspel. Erst nach zwei bis fünf Windungen wird die Hülse fest an den Haspel gepreßt und Drehmomente werden durch Kraftschluß schlupffrei übertragen. Für die ersten Windungen, bei denen noch kein Kraftschluß herrscht, genügen die im Bereich der Trommelenden vorgesehenen Feder-Nut-Ver­ bindungen, um die erforderlichen Drehmomente einwandfrei zu übertragen.

Sollen sehr große Drehmomente übertragen werden, so besteht die Möglichkeit, die Feder-Nut-Verbindungen von den Endbe­ reichen bis in die Mitte der Haspelsegmente und der Schalen­ segmente auszudehnen.

Die hier gewählte Anordnung der Feder-Nut-Verbindung ver­ meidet Verletzungen der Haspel-Mantelfläche und der Hülsen- Innenfläche beim Aufstecken der Hülse auf den Haspel, da die Federn, welche eine Verletzung hervorrufen könnten, beim Auf­ stecken der Hülse auf den Haspel nicht über die Haspelober­ fläche bzw. über die Hülseninnenfläche bewegt werden.

Die Kupplungselemente bestehen aus durch Federn abgestützten Zugstangen, die die im Trennfugenbereich aufeinander zu weisenden Trennfugenflanken benachbarter Schalensegmente sehnenartig durchdringen.

Die Zugstangen verbinden die benachbarten Schalensegmente mit­ einander, dabei sind die Federelemente derart zwischen Zug­ stange und Schalensegmenten angeordnet, daß die im Trennfugen­ bereich aufeinander zu weisenden Trennfugenflanken der Schalensegmente aufeinander zu vorgespannt sind.

Es empfiehlt sich den Aufweitbereich der Hülse begrenzende Ankerelemente vorzusehen, die die im Trennfugenbereich aufeinander zu weisenden Trennfugenflanken benachbarter Schalensegmente sehnenartig durchdringen und mit Hammerköpfen in Hinter­ schneidungen in Schalensegmenten sitzen. Dabei sollten die Ankerelemente vorzugsweise koaxial zu den Zugstangen ange­ ordnet sein.

Damit die im Betrieb auftretenden Zentrifugalkräfte nicht zu groß werden und nicht zu große Massen beschleunigt werden müssen, sind in den Schalensegmenten gewichtsmindernde Hohl­ räume vorgesehen.

Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 einen Haspel mit aufgesteckter Hülse im Längsschnitt und

Fig. 2 einen Teilquerschnitt eines Haspels mit aufgesteckter Hülse.

Auf Fig. 1 ist eine Haspeltrommel 1 zu entnehmen, auf der eine Hülse 2 aufgesteckt ist. Die Haspeltrommel 1 besteht aus vier Trommelsegmenten 3, einer Hohlwelle 4 und einer Zugstange 5. Durch Betätigung der Zugstange 5 gleiten die Trommelsegmente 3 auf den keilförmigen Flächen der in axialer Richtung feststehenden Hohlwelle 4, wobei die Trommelsegmente 3 eine radial gerichtete Spreiz- bzw. Entspreiz­ bewegung durchführen. Es besteht hier auch die Möglichkeit, die Trommelsegmente 3 in axialer Richtung festzusetzen und die Hohlwelle 4 axial zu verschieben.

Die Hülse 2 besteht aus vier Schalensegmenten 6, die derart auf die Haspeltrommel aufgesteckt sind, daß die Trennfugen zwischen den Schalensegmenten 6 und die Trennfugen zwischen den Trommel­ segmenten 3 fluchtend in den selben Radialebenen liegen. Ge­ koppelt sind die Schalensegmente 6 mit den Trommelsegmenten 3 durch Drehmomente formschlüssig übertragende Feder-Nut-Ver­ bindungen 7, 9; 8, 10. Diese Feder-Nut-Verbindungen 7, 9; 8, 10 sind im Bereich der Trommelsegment-Enden bzw. Hülsen- Enden vorgesehen. Die Trommelsegmente 3 tragen am maschinen­ seitigen Ende der Haspeltrommel 1 Federn 7, während in die Trommelsegmentoberfläche am anderen Haspeltrommel-Ende Nute 8 eingelassen sind. Die Hülse 2 weist dagegen am maschinenseitigen Ende in ihrer Innenfläche Nute 9 auf, die mit den Federn 7 zusammenwirken. Am, den maschinenseitigen Ende entgegengesetzten Ende der Hülse weist diese an ihren Innenflächen Federn 10 auf, die in die Nute 8 eingeführt sind.

Die Schalensegmente 6 werden durch elastische Kupplungselemente miteinander verbunden und im Formschluß mit den Trommelseg­ menten 3 gehalten (Fig. 2). Die Kupplungselemente bestehen aus Zugstangen 11, deren Köpfe 12, 13 sich an Hinterschneidungen 15, 14 abstützen. Die Köpfe 12 der Zugstangen 11 sind über Federn 16 an den Hinterschneidungen 15 abgestützt. Im entspannten Zustand der Hülse 2 gelangen die im Trennfugenbereich aufeinander zu weisenden Flächen Trennfugenflanken benachbarter Schalensegmente 6 in Kontakt.

Beim Spreizen der Hülse 2 entgegen der Federkraft entstehen Trennfugen zwischen den Schalensegmenten 6. Die Kraft der Federn 16 müssen so bemessen sein, daß die Schalensegmente 6 entgegen ihrer Gewichtskraft sicher zusammenhalten. Eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Hülse und Haspeltrommel müssen sie auch im gespannten Zustand nicht herstellen können.

Koaxial zu den Zugstangen 11 sind, den Aufweitbereich der Hülse 2 begrenzende Ankerelemente 17 vorgesehen, die sich im ge­ spreizten Zustand der Hülse 2 mit ihren Hammerköpfen 18 an den Hinterschneidungen 15 abstützen. Die Hinterschneidungen 15 sind derartig angelegt, daß sie beim Entspannen der Hülse 2 dem sich gegenüber den Schalensegmenten 6 bewegenden Hammer­ köpfen 13 genügend Raum bieten.

Die Schalensegmente 6 weisen zwischen ihren Innenflächen 19 und ihren Flächen im Trennfugenbereich Fasen 20 auf. Die Fasen 20 dienen dazu, Beschädigungen der Trommelsegmentober­ flächen in deren Trennfugenbereich zu vermeiden, die durch nicht exakten Sitz der Hülse 2 auf der Haspeltrommel 1 oder z. B. durch geringfügig unterschiedliche Bewegungen der Trommel­ segmente beim Spreizen bzw. Entspreizen entstehen können.

Die Hülse 2 in Fig. 1 zeigt Ausnehmungen bzw. Hohlräume 21, die zur Gewichtsverminderung der Hülse 2 dienen. Durch diesem Gewichtsverminderung werden die Lager der Haspeltrommel 1 weniger stark belastet, im Betrieb müssen kleinere Massen beschleunigt werden und es treten kleinere Fliehkräfte auf.

Bei großen Haspelgeschwindigkeiten und schmalen auf- bzw. abzuwickelnden Bändern kann es vorkommen, daß sich die Endbereiche der Hülse 2 aufgrund der Fliehkraft von der Haspel­ trommel wegbiegen. Diese Biegung verhindernde Ringe 22 sitzen in Nute 23, die im Bereich der beiden Hülsenenden in der Umfangsfläche der Hülse 2 vorgesehen sind. Jeder der Ringe 22 ist mit einer der vier Schalensegmente 6 fest verbunden. Im gespreizten Zustand der Hülse liegen die einzelnen Schalen­ segmente 6 fest an den Ringen 22 an. Dagegen ist im ent­ spreizten Zustand der Hülse 2 Spiel zwischen drei der Schalen­ segmente 6 und den Ringen 22.

Bezugszeichenliste

 1 Haspeltrommel
 2 Hülse
 3 Trommelsegmente
 4 Hohlwelle
 5 Zugstange
 6 Schalensegmente
 7 Federn
 8 Nute
 9 Nute
10 Federn
11 Zugstangen
12 Köpfe
13 Köpfe
14 Hinterschneidungen
15 Hinterschneidungen
16 Federn
17 Ankerelemente
18 Hammerköpfe
19 Innenfläche (Schalensegment)
20 Fase
21 Hohlräume
22 Ring
23 Nute

Claims (7)

1. Haspel zum Wickeln von bandförmigen Material mit einer, radial spreizbare Segmente aufweisenden Trommel, auf der eine radial aufweitbare aus Schalensegmenten bestehende Hülse koaxial gelagert ist, deren Trennfugen fluchtend in denselben Radialebenen wie die Trennfugen der Trommelsegmente liegen, und bei denen die Schalensegmente durch elastische Elemente in Formschluß mit den Trommelsegmenten gehalten werden, wobei dazu die Haspel fliegend gelagert ist, so daß die Montage/Demontage der aus den Schalensegmenten (6) fertig vormontierten Hülse (2) von der freien Stirnseite der Haspel erfolgt und zum Übertragen der beim Auf- oder Abwickeln des bandförmigen Materials entstehenden Kräfte jedes sich im wesentlichen über die Gesamtlänge einer durchgehenden Haspeltrommel (1) erstreckende Schalensegment (6) der von der Haspeltrommel (1) ausschließlich in axialer Längsrichtung abnehmbaren Hülse (2) mit den zugehörigen Trommelsegmenten (3) der Haspeltrommel (1) über mindestens eine Drehmomente formschlüssig übertragende, axial einrückbare Feder-Nut-Verbindung (7, 9; 8, 10) gekoppelt ist, und in den jeweils einander gegenüberstehenden Trennfugen-Flanken der Schalensegmente (6) Kupplungselemente (11, 16) vorgesehen sind, über die die Schalensegmente (6) zu dem Hülsenverbund vormontiert und gegeneinander vorgespannt sind.

2. Haspel mit aufsteckbarer Hülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder-Nut-Verbindungen (7, 9; 8, 10) im Bereich der Trommelenden vorgesehen sind, wobei am antriebssei­ tigen Ende die Außenflächen der Trommelsegmente (3) die Federn (7) und die Innenfläche der Schalensegmente (6) die Nute (9) tragen, wohingegen am anderen Trommelende die Außenfläche der Trommelsegmente (3) die Nute (8) und die Innenflächen der Schalensegmente (6) die Federn (10) aufweisen.

3. Haspel mit aufsteckbarer Hülse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungselemente (11, 16) aus durch Federn (16) abgestützten und vorgespannte Zugstangen (11) bestehen, die die im Trennfugenbereich aufeinander zu weisenden Trennfugenflanken benachbarter Schalensegmente (6) sehnenartig durchdringen.

4. Haspel mit aufsteckbarer Hülse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch den Aufweitbereich der Hülse (2) begrenzende Ankerele­ mente (17), die die im Trennfugenbereich aufeinander zu weisenden Trennfugenflanken benachbarter Schalensegmente (6) sehnenartig durchdringen und mit Hammerköpfen (18) in Hinterschneidungen (15) in den Schalensegmenten (6) sit­ zen.

5. Haspel mit aufsteckbarer Hülse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerelemente (17) koaxial zu den Zugstangen (11) angeordnet sind.

6. Haspel mit aufsteckbarer Hülse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalensegmente (6) gewichtsmindernde Hohlräume (21) und/oder Ausnehmungen aufweisen.

7. Haspel mit aufsteckbarer Hülse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine die Hülse (2) in axialer Richtung auf der Haspel­ trommel (1) arretierende Sicherung.