DE3636457A1 - Spannkopf zum zentrieren und spannen von wickelhuelsen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Spannkopf gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-OS 28 32 361 ist ein derartiger Spannkopf bekannt. Dieser weist einen relativ langen zylindrischen Teil auf, der mit Spiel in die Wickelhülse eingreift. An diesen schließt sich ein konischer Teil mit glatter Oberfläche an, welcher in einen kragenförmigen Teil übergeht. Dieser stirnseitig gegebenenfalls profilierte Kragen soll der Drehmomentübertragung dienen, der konische Teil die Zentrierung der Hülse übernehmen und der zy­ lindrische Teil das Gewicht des Wickelgutes tragen, was nur durch Verformen und Aufliegen der Wickelhülse auf diesen Teil erreichbar ist.

Ein solcher Spannkopf vermag die Anforderungen nicht zu erfül­ len, wie sie in Verbindung mit modernen Wickelmaschinen, bei­ spielsweise gemäß DE-PS 32 43 994 bestehen:

Die Baulänge des Spannkopfs muß kurz sein, damit die Verstellwe­ ge des Kopfes zum Einfahren in die und Ausfahren aus der Wickel­ hülse klein sind. Dies hat Einfluß auf die Dauer des Wickelwech­ sels und die Breite der auf der Wickelmaschine herstellbaren Rollen. Der Spannkopf muß ferner ohne Zerstörung der Wickelhülse einen Teil des hohen Wickelgewichts tragen können, wenn zur Be­ einflussung der Wickelhärte der Liniendruck der Wickelrolle auf den die Rolle tragenden Walzen der Maschine verringert wird. Dabei darf ein Durchbiegen der Wickelrolle nicht auftreten. Schließlich muß eine Drehung der Wickelhülse auf den Spannkopf sicher vermieden werden, wenn eine vollkommene Übereinstimmung der Drehung der Wickelhülse mit darauf auf- oder abzuwickelndem Gut und dem Spannkopf wegen einer Meßsignalabnahme an diesem verlangt wird. Dies ist Voraussetzung beispielsweise für die genaue Erfassung der Länge des auf- oder abzuwickelnden Bahngu­ tes oder für die Regelung der Wickelhärte des Gutes.

Zusammengefaßt liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen axial kurz bauenden, gegen Drehung der Wickelhülse sichernden Spannkopf mit hohem Tragflächenanteil zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Es ist zwar aus der DE-AS 15 74 438 ein relativ langer Spannkopf bekannt, dessen in die Wickelhülse eingreifender zylindrischer Teil eine längsverlaufende Verzahnung aufweist, welche durch Expandieren dieses Teils an die lnnenumfangsfläche der Hülse anlegbar ist. Die Wickelhülse ist damit nur über die Spitzen der Verzahnung abgestützt, deren Eindringen in die Wickelhülse kei­ ner Kontrolle hinsichtlich Tiefe und Gleichmäßigkeit über den Hülseninnenumfang unterliegt.

Die mit der erfindungsgemäßen Formgebung des konischen Spann­ kopfteils erzielte, vom lnnendurchmesser der Hülse ausgehende Abflachung der Verzahnung bewirkt ein Zentrieren des Spannkopfes in der Wickelhülse. Die sich in die Hülse eingrabende, im Kra­ genbereich mit vollem Querschnitt ausgebildete Verzahnung sichert gegen Verdrehen der Hülse auf dem Spannkopf. Außerdem bilden die Abflachungen der Zähne in ihrer Gesamtheit eine rela­ tiv große Fläche, die wesentlich zum Tragen der Wickelhülse mit dem darauf aufgewickelten Gut beiträgt, so daß der Spannkopf wirkungsvoll zur Aufnahme eines Gewichtsanteils beim Verringern des Liniendrucks der Wickelrolle auf den Tragwalzen der Wickel­ maschine verwendet werden kann. Der die Verzahnung aufweisende konische Bereich des Spannkopfs übernimmt also Funktionen, die beim eingangs zitierten Entwicklungsstand auf mehrere verschie­ dene Abschnitte des bekannten Spannkopfs verteilt sind. Der er­ findungsgemäße Spannkopf kann daher auch mit relativ kurzer Baulänge hergestellt werden.

Die im Anspruch 3 gekennzeichneten Merkmale dienen ebenfalls der Lösung der obengenannten Aufgabe. Mit dieser Lösung, bei der die erwähnten Abflachungen zwischen den Zähnen der Verzahnung liegen und sich bis zum kragenseitigen Verzahnungsende erstrecken, wer­ den gleichfalls die vorstehenden Vorteile erzielt.

Die in den Ansprüchen 2 und 4 gekennzeichneten Ausgestaltungen werden dann zweckmäßigerweise angewandt, wenn mit dem Spannkopf eine besonders hohe Verdrehsicherheit durch die lückenlos auf­ einanderfolgende Zähne erzielt werden soll.

Mit der im Anspruch 5 angegebenen Maßnahme wird eine einfach herstellbare Verzahnung beschrieben.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend an­ hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Spannkopfs, der in eine Wickelhülse eingreift,

Fig. 2 als erstes Ausführungsbeispiel einen Spannkopf mit einer Verzahnung, die im Schnittverlauf a-a mit der Bildung eines Zahnfusses gerade einsetzt (Fig. 2a), im Schnittverlauf b-b zur Hälfte (Fig. 2b) und im Schnittverlauf c-c voll ausgebildet ist (Fig. 2c), in größerem Maßstab als in Fig. 1,

Fig. 3 als zweites Ausführungsbeispiel einen Spannkopf mit abweichend gestalteter Verzahnung, die im Schnitt­ verlauf a-a einen kleinen Querschnitt (Fig. 3a) hat und im Schnittverlauf b-b mit nahezu vollem Quer­ schnitt (Fig. 3b) ausgebildet, ebenfalls in ver­ größerter Darstellung.

Ein in Fig. 1 mit seinem konischen Teil 10 in eine Wickelhülse (deren lnnendurchmesser mit d bezeichnet ist) eingreifender Spannkopf 12 stützt sich mit einem an den konischen Teil angren­ zenden Kragen 13 an der zugeordneten Stirnseite 14 der Wickel­ hülse ab. An der kragenabgewandten Seite des konischen Teils 10 ist der Spannkopf 12 mit einer umlaufenden, das Einführen in die Wickelhülse 11 erleichternden konischen Abschrägung 15 versehen. Der Spannkopf 12 ist drehbar an einer Spindel 16 gelagert, wel­ che längsverschiebbar eine Spindelführung 17 durchgreift.

Das in den Fig. 2 und 2a bis c deutlich dargestellte erste Ausführungsbeispiel eines solchen Spannkopfes 12 ist am nicht expandierbaren konischen Teil 10 mit einer längsverlaufenden Verzahnung 18 versehen. Die Ausgestaltung der Verzahnung 18 be­ ginnt in dem an die Abschrägung 15 angrenzenden Bereich des ko­ nischen Teils 10, der hier einen mit dem Innendurchmesser d der Wickelhülse 11 übereinstimmenden Durchmesser hat, mit der Bil­ dung der Zahnfüße 19. Der Querschnitt a-a, in dem nahe der Ab­ schrägung 15 gerade erst die Zahnfußbildung einsetzt, hat daher noch einen dem Durchmesser d nahezu folgenden kreisförmigen Um­ riß (Fig. 2a). Im kragenseitigen Querschnitt c-c ist dagegen die Verzahnung 18 mit voll ausgebildeten Zähnen 20 versehen (Fig. 2c). Der Zahnquerschnitt ist dreieckförmig und hat einen symmetrisch zu einer Radialen 21 verlaufenden Spitzenwinkel von 90°. Im dazwischenliegenden Querschnitt b-b sind die Zähne 20 dagegen nur zur halben Höhe ausgebildet (Fig. 2b). Die Zähne 20 weisen daher jeweils eine die Mantelfläche des konischen Teils 10 begrenzende Abflachung 22 auf, die im Bereich der Zahnfußbil­ dung (etwa im Querschnitt a-a) am breitesten ist (Fig. 2a), im Querschnitt c-c gegen Null ausläuft (Fig. 2c). Die Abflachungen 22 der Zähne 20 bilden daher in ihrer Gesamtheit eine Trag­ fläche, welche angrenzend an die Abschrägung 15 am größten ist und im Bereich des Kragens 13 auf jedem Zahn 20 spitz ausläuft. In Umfangsrichtung stoßen die Zähne 20 der Verzahnung 18 in ihrer gesamten Länge lückenlos aufeinander. Der derart zwischen je zwei Zähnen 20 gebildete Zahngrund 23 verläuft parallel zur Längsachse 24 des Spannkopfs 12 (Fig. 2). Dieser ist zwischen der Verzahnung 18 des konischen Teils 10 und dem Kragen 13 mit einer die spanende Fertigung der Verzahnung erleichternden Frei­ drehung 25 versehen.

Beim axialen Einfahren des Spannkopfs 12 in die Wickelhülse 11 graben sich die Zähne 20 der Verzahnung 18 in die Wickelhülse ein. Dabei übernehmen die Abflachungen 22 überwiegend das Zen­ trieren der Wickelhülse 11 und tragen beim Wickelvorgang das Gewicht des auf die Hülse aufgewickelten bahnförmigen Gutes, wenn Einfluß auf den Liniendruck zwischen Wickelrolle und nicht dargestellten Tragwalzen einer Wickelmaschine genommen wird. Die Zähne 20 übernehmen darüber hinaus die Sicherung gegen Verdrehen der Wickelhülse 11 auf dem Spannkopf 12. Beim Zurückfahren des Spannkopfs 12 aus der Wickelhülse 11 erleichtert die konische Formgebung des Teils 10 das Lösen des Spannkopfs.

Das in den Fig. 3, 3a und b dargestellte zweite Ausführungs­ beispiel unterscheidet sich vom ersten im wesentlichen dadurch, daß dem gleichfalls nicht expandierbaren konischen Teil 10′ des Spannkopfs 12′ auf der kragenabgewandten Seite ein zylindrischer Teil 26 vorgeordnet ist. Dieser hat einen dem Innendurchmesser d der Wickelhülse 11 entsprechenden Außendurchmesser und ist eben­ falls mit einer Abschrägung 15′ versehen. Der konische Teil 10′ weist eine längsverlaufende Verzahnung 18′ auf, deren Zähne 20′, von der Mantelfläche des zylindrischen Teils 26 ausgehend, mit dem Querschnitt Null beginnen und gegen den Kragen 13′ hin mit stetig größer werdendem Querschnitt ausgebildet sind. Die Zähne 20′ sind in allen Querschnitten der Verzahnung 18′ geometrisch ähnlich ausgebildet: lm Querschnitt a-a haben die Zähne 20′ etwa ein Viertel ihrer radialen Ausdehnung erreicht (Fig. 3a), im Querschnitt b-b besitzen die Zähne 20′ nahezu ihre volle Größe (Fig. 3b). Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Quer­ schnitt der Zähne 20′ dreieckförmig mit einem symmetrisch zu einer Radialen 21′ verlaufenden Spitzenwinkel von 90° ausgebil­ det. Zwischen den Zähnen 20′ der Verzahnung 18′ erstreckt sich jeweils eine der Mantelfläche des zylindrischen Teils 26 folgen­ de Abflachung 22′. Diese hat angrenzend an den zylindrischen Teil 26 eine der Zahnteilung entsprechende Breite und läuft im Bereich des Kragens 13′ gegen Null aus, wo die Zähne 20′ der Verzahnung 18′ mit ihrem Zahnfuß 19′ in Umfangsrichtung aneinan­ derstoßen.

Bei dieser Ausführungsform des Spannkopfes 12′ übernimmt der zylindrische Teil 26 zusammen mit den Abflachungen 22′ des koni­ schen Teils 10′ das Zentrieren der Wickelhülse 11, während die Zähne 20′ des konischen Teils 26 überwiegend zur Drehsicherung beitragen.

Claims (5)

1. Spannkopf (12) zum Zentrieren und Spannen von Wickelhülsen (11), auf die bahnförmiges Gut, wie Papierbahnen u.dgl., aufgewickelt wird, mit einem in die Hülse eingreifenden, nicht expandierbaren konischen Teil (10) und einem sich daran anschließenden, einen Anschlag für die Hülsenstirn­ seite (14) bildenden Kragen (13), dadurch gekennzeichnet, daß der konische Teil (10) mit einer längsverlaufenden Ver­ zahnung (18) versehen ist, deren Ausgestaltung von einem dem Innendurchmesser (d) der Wickelhülse (11) entsprechenden Durchmesser ausgehend mit der Bildung des Zahnfusses (19) einsetzt und am Kragen (13) mit voll ausgeformten Zähnen (20) endet (Fig. 2, 2a-c).

2. Spannkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (20) in ihrer gesamten Länge in Umfangsrichtung lückenlos aufeinanderfolgen.

3. Spannkopf (12′) nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der konische Teil (10′) mit einer längsverlaufenden Verzahnung (18′) versehen ist, deren Zähne (20′) von einem dem Innendurchmesser (d) der Wickelhülse (11) entsprechenden Durchmesser ausgehend mit einem Quer­ schnitt Null beginnen und gegen den Kragen (13′) hin mit stetig größer werdendem, geometrisch ähnlichem Querschnitt ausgebildet sind (Fig. 3, 3a u. b).

4. Spannkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (20′) der Verzahnung (18′) im Bereich des Kragens (13′) mit ihrem Zahnfuß (19′) in Umfangsrichtung aneinander­ stoßen.

5. Spannkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Zahnquerschnitt der Verzahnung (18; 18′) dreieckförmig mit einem symmetrisch zu einer Radialen (21; 21′) verlaufenden Spitzenwinkel zwischen 90° und 45° ausgebildet ist (Fig. 2c; 3b).