DE3521582C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine zum Aufspannen von rohrförmigen Wickelkernen, insbesondere von Papierbahnen oder ähnliche Werk­ stoffbahnen tragenden Wickelkernen geeignete Vorrichtung, die aus mehreren, um einen Zapfen herum angeordneten und in einem Käfig radial verstellbaren, rohrsegmentförmigen Spannelementen und zwischen letzteren und dem Zapfen angeordneten Stützelementen besteht, die an ihrer den Spannelementen zugewandten Seite kugel­ förmig ausgebildet und in entsprechenden, im wesentlichen halbkugel­ förmigen Vertiefungen in den Innenflächen der Spannelemente ein­ gelegt sind und die an ihrer dem Zapfen zugewandten Seite eine mit diesen zusammenwirkende Berührungsfläche aufweisen.

Eine Spannvorrichtung für rohrförmige Wickelkerne der eingangs genannten Art geht aus der DE-OS 33 29 330 hervor. Bei dieser bekannten Spannvorrichtung besitzt der verdrehbare Zapfen einen gleichseitig-polygonalen Kernquerschnitt sowie Nuten in der Zap­ fenoberfläche, in welche die Stützelemente mit einer der Quer­ schnittsform des Grundes der Nuten angepaßten Berührungsfläche eingreifen. Wenngleich bei solchen Spannköpfen durch die kugel­ förmige Ausbildung bzw. flächenförmige Ausgestaltung der Berüh­ rungsflächen der Stützelemente die Belastungen am Zapfen, den Spannelementen und den Stützelementen selbst verringert wird, so ist der Aufwand zur Herstellung einer derartigen Spannvorrichtung noch recht hoch. So ist die Herstellung eines Zapfens mit polygonalem Querschnitt recht aufwendig, und es bedarf auch einer genauen Anpassung der Ausformung des Grundes der Nuten im Zapfen und der Ausgestaltung der vorzugsweise konvaxen Berührungsfläche der Stützelemente.

Mit der DE-PS 29 29 934 ist eine weitere Spannvorrichtung für rohrförmige Wickelkerne bekanntgeworden. Bei dieser Spannvorrichtung weist der Zapfen einen zylindrischen Querschnitt auf, wobei der Zylinder auf dem Umfang gleichmäßig verteilt mehrere Laufrillen aufweist, die quer zur Zapfenachse liegen. Diese Laufrillen sind derart ausgebildet, daß einerseits der Zapfenquerschnitt im Bereich der Laufrillen im wesentlichen quadratisch ist und andererseits in den Laufrillen Kugeln laufen können, die ihrerseits jeweils ein Spannsegment tragen, die wiederum jeweils mit der Hülseninnenseite in Kontakt kommen. Zum Verspannen der Hülsen werden die Spannsegmente durch die Hülseninnenseite mitgenommen, wodurch die Kugeln in den geradlinigen Laufrillen verschoben werden. Dadurch vergrößert sich der jeweilige Abstand der Kugeln zur Zapfenachse. Hierdurch erfolgt der eigentliche Spannvorgang, indem die jeweiligen Spannsegmente radial von innen gegen die Hülseninnenwand gedrückt werden. Es hat sich als nachteilig herausgestellt, daß die Kugeln in den Laufrillen nicht richtig laufen konnten, wodurch im Laufe der Benutzungszeit diese Laufrillen ausgeschlagen wurden, so daß eine einwandfreie Rückstellung der Spannsegmente nicht mehr möglich war.

In der auch noch gekanntgewordenen DE-AS 22 11 518 ist eine Spannvorrichtung gezeigt, die einen Zapfen mit quadratischem Querschnitt aufweist, auf dessen Seiten jeweils parallel zur Zapfenachse Rollkörper angeordnet sind, auf die von außen Spannsegmente aufliegen. Diese Spannsegmente haben auf ihrer Innenseite eine prismenartige Vertiefung, in deren tiefsten Stelle die Berührung mit dem Rollkörper erfolgt. Unter Zuhilfenahme einer von außen auf die Spannsegmente einwirkenden Ringfeder werden die Spannsegmente parallel zur Zapfenachse ausgerichtet. In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist jedes Spannsegment auf seiner Innenseite einen runden Gleitkörper aus, dessen Längsachse gleichfalls parallel zur Zapfenachse angeordnet ist. Beim Auftreten einer Tangentialkraft am Spannkopf werden die Spannsegmente aus ihrer durch die Feder gezwungenen Ruhelage ausgelenkt. Durch das Rollen des Rollkörpers bzw. durch das Gleiten des am Spannsegment angeordneten Stützelementes auf die Fläche des Kernzapfens wird das Spannsegment, auf das die Kraft wirkt, radial gespreizt und drückt sich dadurch stärker in die Wickelhülse ein. Bei dieser Ausbildung wurde nun erkannt, daß praktisch nur dasjenige Spannsegment eine Auslenkung erfährt, auf das jeweils die Bahnzug- oder Abbremskraft wirkt. Die übrigen am Umfang des Spannkopfes verteilten Spannsegmente werden dagegen nicht ausgelenkt. Dadurch kommt es zu erhöhtem Abrieb an der Innenumfangsfläche der Wickelhülse, wobei dieser Abrieb sich zwischen die Spannsegmente setzt und deren Bewegungsfähigkeit mindert. Diese Verschmutzung durch den Abrieb kann schließlich dazu führen, daß die Spannsegmente nicht mehr in ihre Ruhestellung zurückgelangen können, und der Spannkopf dann nicht mehr ohne weiteres aus der Wickelhülse herausgezogen werden kann. In jedem Fall erfordert die Verschmutzung eine häufige Säuberung der Spannköpfe, um ihre Funktionsfähigkeit zu erhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zum Aufspannen von rohrförmigen Wickelkernen, insbesondere von Papierbahnen oder ähnliche Werkstoffbahnen tragenden Wickelkernen geeignete Vor­ richtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich bei einfacher und preisgünstiger Ausbildung durch eine hohe Tragfähig­ keit sowie geringe Verschleißanfälligkeit und damit lange Lebens­ dauer und durch eine sichere und wartungsfreie Funktionsweise auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei der gattungsgmäßen Spannvorrichtung dadurch erreicht, daß die Berührungsflächen der Stützelemente und die Seitenflächen des im Querschnitt, vorzugsweise quadratischen Zapfens als ebene Fläche ausgebildet sind. Auf diese Weise können die bisher für erforderlich gehaltenen Nuten im Zapfenquerschnitt für die Stützelemente entfallen, da diese mit ihrer ebenen Fläche unmittelbar auf den Seitenflächen des Zapfens anliegen. Hierdurch wird nicht nur die Herstellung der Spannvorrichtung wesentlich vereinfacht und verbilligt, sondern die flächige Berührung zwischen Zapfen und Stützelementen bei allen Drehlagen des Zapfens beibehalten. Der Mehrkant des Zapfens hat ferner gegenüber polygonhaften Zapfen den Vorteil, daß aufgrund seines größeren Anstellwinkels keine Ver­ klemmung beim Lösen des Spannkopfes zwischen den Stützelementen und dem Zapfen auftritt.

In zweckmäßiger Ausgestaltung sind die Stützelemente im Querschnitt etwa hutförmig ausgebildet. In ihrer Aufgabe als kraftführende Elemente haben derartig gestaltete Stützelemente den Vorteil, daß sie sowohl aufgrund ihrer flächigen Anlage am Zapfen als auch an der kalottenförmigen Auflage zu den Spannelementen die hohen Kräfte optimal in die anliegenden Bauteile verteilen. Die von dem kugelförmigen Teil der Stützelemente und den entsprechend gestalteten Vertiefungen in der Innenfläche der Spannelemente gebildete Kugelkalotte bildet gleichzeitig ein Gelenk für die Kopplung zwischen den Spannelementen und dem Zapfen, so daß es bei Versetzungen der Elemente nicht zu Verspannungen kommen kann.

Um Höchstlasten durch diese Spannvorrichtung übertragen zu können, ist zweckmäßigerweise die Oberfläche des Zapfens poliert und nitriert.

Zur Führung trägt ferner bei, daß der Zapfen - im Querschnitt gesehen - an seinen Ecken abgerundet ausgebildet ist und der als Flanschzapfen ausgebildete Zapfen zwischen dem Flansch und einem Ringteil des Käfigs mit einem Axialdrucklager versehen ist. Diese Maßnahmen tragen ebenso dazu bei, Höchstbelastungen aufnehmen bzw. übertragen zu können.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert: Es zeigt

Fig. 1 die Spannvorrichtung im Querschnitt gemäß der Linie I-I der Fig. 2 und

Fig. 2 die Spannvorrichtung im Längsschnitt gemäß der Linie II-II der Fig. 1.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Spannvorrichtung weist einen verdrehbaren Zapfen 1 auf, der als Flanschzapfen ausgebildet ist und mittels im Flansch 2 des Zapfens 1 eingesetzter Schrauben 3 an einer nicht dargestellten Einrichtung befestigt werden kann. Zwi­ schen dem Flansch 2 und einem Ringteil eines den Zapfen 1 umgebenden Käfigs 4 ist ein Axialdrucklager 5 zur Aufnahme der auftretenden Axialkräfte angeordnet. Der Käfig 4 hat über den Umfang verteilt vier fensterartige Ausnehmungen 6 (vgl. Fig. 1), in die rohrseg­ mentförmige Spannelemente 7 eingesetzt werden können. Die Spann­ elemente 7 sind in dem Käfig 4 durch Ringfedern 8, 9 im Käfig gesichert. Der Käfig 4 ist seinerseits mittels einer Führungs­ scheibe 11 und einer Befestigungsschraube 12 am Zapfen 1 gehalten bzw. befestigt.

Zwischen den Spannelementen 7 und dem Zapfen 1 sind Stützelemente 13 angeordnet, die an ihrer den Spannelementen 7 zugewandten Seite kugelförmig ausgebildet und in an den Innenflächen 14 der Spann­ elemente 7 entsprechend ausgebildeten halbkugelförmigen Vertiefun­ gen 15 eingelegt sind. An ihren gegenüberliegenden Seiten haben die Stützelemente 13 eine als ebene Fläche 16 ausgebildete Berüh­ rungsfläche, mit der sie an jeweils paarweise zueinander verlau­ fenden Seitenflächen 17 des Zapfens 1 in Anlage gehalten sind. Die im wesentlichen im Querschnitt hutförmig ausgebildeten Stützele­ mente 13 gewährleisten bei allen Drehlagen des Zapfens 1 eine flächige Berührung zwischen den Stützelementen 13 und dem Zapfen 1 einerseits und den Spannelementen 7 andererseits und bilden aufgrund ihrer kugelförmigen Ausbildung auf der Seite der Spannelemente 7 und der darin vorgesehenen Vertiefungen 15 für die Stützelemente 13 eine Kugelgelenkverbindung, die den Spannelementen 7 eine gewisse Kipp­ beweglichkeit um die Achse des Zapfens 1 geben.

Der Zusammenbau der Spannvorrichtung erfolgt in der Weise, daß die Spannelemente 7 unter Zwischenlegen der Stützelemente 13 in die Vertiefungen 15 in den Spannelementen 7 auf den Zapfen 1 gelegt werden und durch die Ringfedern 8 und 9 in radialer Richtung fixiert werden. Danach wird der Käfig 4 über den Zapfen 1 geschoben und dieser dann über die Führungsscheibe 11 mittels der Befestigungs­ schraube 12 am Zapfen 1 befestigt.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Aufspannen von rohrförmigen Wickelkernen, insbe­ sondere von Papierbahnen oder ähnlichen Werkstoffbahnen tragenden Wickelkernen, bestehend aus mehreren, um einen polygonale Querschnittsbereiche aufweisenden Zapfen herum angeordneten und in einem Käfig radial verstellbaren, rohrsegmentförmigen Spannelementen und zwischen letzteren und dem Zapfen angeordneten Stützelementen, die an ihrer den Spannelementen zugewandten Seite kugelförmig ausgebildet und in entsprechenden, im wesentlichen halbkugelförmigen Vertiefungen in den Innenflächen der Spannelemente eingelegt sind und die an ihrer dem Zapfen zugewandten Seite diesem angepaßte Berührungsflächen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungsflächen (16) der Stützelemente (13) und die Seitenflächen (17) des im Querschnitt, vorzugsweise quadratischen Zapfens (1) als ebene Flächen ausgebildet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Stützelemente (13) im Querschnitt etwa hutförmig ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Oberfläche des Zapfens (1) poliert und nitriert ist.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (1) - im Querschnitt gesehen - an seinen Ecken abgerundet ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der als Flanschzapfen ausgebildete Zapfen (1) zwischen seinem Flansch (2) und einem Ringteil des Käfigs (4) mit einem Axialdrucklager (5) versehen ist.