DE3636457C2 - - Google Patents

Description

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

Aus der DE-AS 15 74 438 ist ein derartiger Spannkopf bekannt. Dieser weist einen relativ langen, aus Rohrsegmenten gebildeten Spannabschnitt auf. Umfangseitig ist der Spannabschnitt mit einer längsverlaufenden Verzahnung versehen. Abgesehen von einer das Einführen des Spannkopfs in eine Wickelhülse er­ leichternden, kurzen Abschrägung haben die Zähne der Verzahnung einen gleichbleibenden Querschnitt zwischen dem freien Spann­ kopfende und dem Kragen. Durch nach dem Einführen erfolgendes Expandieren des Spannabschnittes werden die Rohrsegmente gegen die Innenumfangsfläche der Hülse gepreßt. Damit ist die Wickel­ hülse nur über die Spitzen der Verzahnung abgestützt, deren Eindringen in die Wickelhülse keiner Kontrolle hinsichtlich Tiefe und Gleichmäßigkeit über den Hülseninnenumfang unterliegt.

Ein solcher Spannkopf vermag die Anforderungen nicht zu er­ füllen wie sie in Verbindung mit modernen Wickelmaschinen be­ stehen:

Die Baulänge des an den Wickelhülsenenden verwendeten Spannkopfs muß kurz sein, damit die Verstellwege des Kopfes zum Einfahren in die und Ausfahren aus der Wickelhülse klein sind. Dies hat Einfluß auf die Dauer des Wickelwechsels und die Breite der auf der Wickelmaschine herstellbaren Wickelrollen. Der Spannkopf muß ferner ohne Zerstörung der Wickelhülse einen Teil des hohen Wickelgewichts tragen können, wenn zur Beeinflussung der Wickel­ härte der Liniendruck der Wickelrolle auf diese Rolle tragende Walzen der Wickelmaschine verringert wird. Dabei darf ein Durch­ biegen der Wickelrolle nicht auftreten. Schließlich muß eine Drehung der Wickelhülse gegenüber dem 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 Bahngutes oder für die Regelung der Wickelhärte des Gutes.

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

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

Der ohne bewegte Teile aufgebaute Spannkopf zentriert die Wickelhülse mit seinem passend in diese eingreifenden zylin­ drischen Führungsabschnitt. Zur Zentrierung tragen auch die zwischen den Zähnen des Spannabschnittes liegenden Grundkreis- Teilflächen bei. Die sich in die Winkelhülse eingrabende Ver­ zahnung des Spannabschnittes sichert die Wickelhülse gegen Ver­ drehen auf dem Spannkopf. Aufgrund des allmählichen und gleich­ mäßigen Querschnittsanstiegs der Zähne vom zylindrischen Führungsabschnitt zum Kragen hin wird die Wickelhülse beim Ein­ führen des Spannkopfs an ihrem Innenumfang schonend verformt. Der zylindrische Führungsabschnitt und die zwischen den Zähnen liegenden Grundkreis-Teilflächen bilden zusammen eine relativ große Fläche, die ohne Überbeanspruchung der Wickelhülse diese mit dem darauf aufgewickelten Gut zu tragen vermögen. Dabei übernimmt auch die Verzahnung einen gewissen Gewichtsanteil. Der Spannkopf kann daher wirkungsvoll zur Aufnahme eines Gewichts­ anteils beim Verringern des Liniendrucks der Wickelrolle auf den Tragwalzen einer Wickelmaschine verwendet werden. Da der die Verzahnung aufweisende Spannabschnitt des Spannkopfs sowohl Zentrier- als auch Tragefunktionen übernimmt, kann der erfin­ dungsgemäße Spannkopf auch mit relativ kurzer Baulänge herge­ stellt werden.

Zwar ist aus der DE-AS 22 22 291 eine Spannvorrichtung bekannt, bei der jeweils ein Spannkopf endseitig in eine Wickelhülse ge­ preßt wird. Dieser Spannkopf hat einen Spannabschnitt, dessen Grundkreis-Durchmesser aber kleiner ist als der Innendurchmesser der Wickelhülse. Auf dem Spannabschnitt befindliche Längsrippen, über deren Querschnittsform und Anzahl in der Auslegeschrift nichts ausgesagt ist, formen sich beim Einführen des Spannkopfes in die Wickelhülse in deren Material ein. Ein derartiger Spann­ kopf kann die eingangs erwähnten hohen Anforderungen nicht er­ füllen, weil zum einen die Zentrierung der Wickelhülse nicht gewährleistet ist und zum anderen die Tragfunktion zusammen mit der Verdrehsicherung lediglich durch die den Hülsenwerkstoff stark beanspruchenden Längsrippen übernommen werden kann.

Außerdem ist aus der CH-PS 4 00 708 ein Kernzapfen für Wickel­ hülsen bekannt, den man endseitig in die Wickelhülse einsteckt, um deren Verformung bei der Handhabung zu vermeiden. Dieser Kernzapfen hat einen zentrierenden, zylindrischen Teil und wenige über dessen Umfang verteilte Längsrippen, die gegen einen der Hülsenstirnseite zugeordneten Kragen kontinuierlich oder sägezahnförmig bis zum Außendurchmesser der Hülse ansteigen und das Herausfallen des Zapfens aus der Wickelhülse vermeiden sollen.

Die im Anspruch 2 gekennzeichnete Ausgestaltung wird dann zweck­ mäßigerweise angewandt, wenn mit dem Spannkopf eine besonders hohe Verdrehsicherheit durch die lückenlos aufeinanderfolgende Zähne erzielt werden soll.

Mit der im Anspruch 3 angegebenen Maßnahme wird eine einfach herstellbare Verzahnung beschrieben, die aufgrund der Zahnge­ staltung in gegenläufiger Richtung wirkende Drehmomente zwischen Wickelhülse und Spannkopf in gleichem Maße aufnimmt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

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

Fig. 2 den Spannkopf, in größerem Maßstab als in Fig. 1, mit einem auf einen zylindrischen Führungsabschnitt folgenden Spannabschnitt mit einer Verzahnung, die im Schnittverlauf a-a einen kleinen Querschnitt (Fig. 2a) hat und im Schnittverlauf b-b mit nahezu vollem Quer­ schnitt (Fig. 2b) ausgebildet ist.

Ein in Fig. 1 mit seinem zylindrischen Führungsabschnitt 10 und mit seinem Spannabschnitt 11 in eine Wickelhülse 12 (deren In­ nendurchmesser mit d bezeichnet ist) eingreifender Spannkopf 13 stützt sich mit einem an den Spannabschnitt angrenzenden Kragen 14 an der zugeordneten Stirnseite 15 der Wickelhülse ab. An der kragenabgewandten Seite des zylindrischen Führungsabschnittes 10 ist der Spannkopf 13 mit einer umlaufenden, das Einführen in die Wickelhülse 12 erleichternden konischen Abschrägung 16 versehen. Der Spannkopf 13 ist drehbar an einer Spindel 17 gelagert, welche längsverschiebbar eine Spindelführung 18 durchgreift. Ein zweiter Spannkopf 13 ist in gleicher Weise in das andere Ende der Wickelhülse 12 eingeführt (nicht dargestellt).

Der als ein Bauteil ausgestaltete Spannkopf 13 ist nicht expan­ dierbar. Sein zylindrischer Führungsabschnitt 10 hat einen mit dem Innendurchmesser d der Wickelhülse 12 übereinstimmenden Durchmesser. Der zwischen dem Führungsabschnitt 10 und dem Kragen 14 des Spannkopfs 13 liegende Spannabschnitt 11 ist mit einer längsverlaufenden Verzahnung 19 versehen (Fig. 2). Deren von der Mantelfläche des zylindrischen Führungsabschnitts 10 ausgehende Zähne 20 beginnen dort mit dem Querschnitt Null und wachsen gegen den Kragen 14 hin mit stetig größer werdendem Querschnitt an. Die Zähne 20 sind in allen Querschnitten der Verzahnung 19 geometrisch ähnlich ausgebildet: Im Querschnitt a-a haben die Zähne 20 etwa ein Viertel ihrer radialen Aus­ dehnung (Fig. 2a), im Querschnitt b-b nahezu ihre volle Größe erreicht (Fig. 2b). Der Quer­ schnitt der Zähne 20 ist dreieckförmig mit einem symmetrisch zu einer Axialebene 21 liegenden Spitzenwinkel von 90° ausge­ bildet. Zwischen den Zähnen 20 der Verzahnung 19 erstreckt sich jeweils eine zur Mantelfläche des Führungsabschnitts 10 flucht­ ende Teilfläche 22. Diese hat unmittelbar angrenzend an den Führungsabschnitt 10 eine der Zahnteilung entsprechende Breite und läuft im Bereich des Kragens 14 gegen Null aus, wo die Zähne 20 der Verzahnung 19 mit ihren Zahnfüßen 23 in Umfangsrichtung aneinanderstoßen. Aus Fertigungsgründen kann zwischen dem Spann­ abschnitt 11 und dem Kragen 14 eine Freidrehung 24 vorgesehen sein.

Beim axialen Einfahren des Spannkopfs 13 in die Wickelhülse 12 übernimmt der zylindrische Führungsabschnitt 10 zusammen mit den Teilflächen 22 des Spannabschnitts 11 die Führung und Zentrie­ rung der Wickelhülse auf dem Spannkopf. Dabei graben sich die Zähne 20 der Verzahnung 19 in die Wickelhülse 12 ein und bewir­ ken die Drehsicherung der Wickelhülse auf dem Spannkopf 13. Beim Zurückfahren des Spannkopfs 13 aus der Wickelhülse 12 er­ leichtert die keilförmige Formgebung der Zähne 12 das Lösen des Spannkopfs.

Claims (3)

1. Spannkopf (13) zum Zentrieren und Spannen von Wickelhülsen (12), auf die bahnförmiges Gut, wie Papierbahnen od.dgl., aufgewickelt wird, mit einem in die Wickelhülse einführbaren Teil, der einen glatt-zylindrischen Führungsabschnitt (10) am inneren Ende und hieran anschließend einen Spannabschnitt (11) mit einer längsverlaufenden Verzahnung (19) aufweist, deren Zähne (20) am Innenumfang der Wickelhülse angreifen, sowie mit einem der Hülsenstirnseite (15) zugeordneten Kragen (14), dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsab­ schnitt (10) einen dem Innendurchmesser (d) der Wickelhülse (12) entsprechenden Durchmesser hat und der Spannabschnitt (11) denselben unveränderbaren Grundkreisdurchmesser auf­ weist und daß jeder Zahn (20) beginnend mit dem Querschnitt Null an seinem dem Führungsabschnitt (10) zugewandten Ende mit einem in Längsrichtung stetig größer werdenden, geo­ metrisch ähnlichen Querschnitt ausgebildet ist.

2. Spannkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (20) der Verzahnung (19) im Bereich des Kragens (14) mit ihrem Zahnfuß (23) in Umfangsrichtung aneinanderstoßen.

3. Spannkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt eines jeden Zahns (20) dreieckförmig mit einem symmetrisch zu einer Axialebene (21) verlaufenden Spitzenwinkel zwischen 90° und 45° ausgebildet ist.