DE3922474A1 - Vorrichtung zur befestigung einer achse an der innenflaeche eines hohlkoerpers und zur loesung dieser befestigung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Um bahnförmiges Material auf Hülsen aufwickeln oder von diesen abwickeln zu können, werden die Hülsen konzentrisch auf Auf- bzw. Abrollachsen befestigt. Hierbei finden üblicherweise Achsen Verwendung, auf denen zwei axial verschiebbare und abnehmbare Kegel angeordnet sind, die mittels Klemmschrauben auf der Achse fixiert werden können.

Zum Verachsen einer Hülse wird zunächst ein Kegel von der Achse abgenommen. Die Achse wird dann von der einen Seite her durch die Hülse geschoben, bis der auf der Achse verbliebene Kegel gegen die Hülse stößt und gegebenenfalls teilweise in diese eintritt. Es wird dann von der gegenüberliegenden Seite her der abgenommene Kegel wieder auf die Achse aufgesetzt, bis zur Anlage an die Hülse axial verschoben und fixiert. Das Entachsen erfolgt in umgekehrter Reihenfolge. Der Handhabungs- und Zeitaufwand dieser Maß­ nahmen ist sehr hoch, insbesondere dadurch, daß sie auf verschiedenen Seiten der Hülse vorgenommen werden müssen.

In der Bekleidungsindustrie beispielsweise erfolgen die Auf- und Abwickelvorgänge sehr schnell, so daß das Ver- und Entachsen der Hülsen in kurzen Zeitabständen durchgeführt werden muß. Geschieht dies in der vorbeschriebenen Weise, dann ist der Zeitaufwand hierfür im Vergleich zur Auf- oder Abwickelzeit sehr groß, d.h. die Nutzzeit wird durch die durch das Ver- und Entachsen entstehende Leerzeit stark eingeschränkt. Dies ist bei automatisierten Arbeitsabläufen ein unzuträglicher Zustand.

Es sind auch sogenannte Spreizstangen bekannt, die in ihrem Inneren Spannglieder tragen, die durch entsprechende Öffnungen in der Stange radial nach außen in Anlage an die Innenfläche einer Hülse treten können und dadurch eine Verspannung zwischen Stange und Hülse herstellen. Zur Freigabe werden die Spannglieder in ent­ gegengesetzter Richtung bewegt. Die Betätigung der Spannglieder erfolgt vorzugsweise über eine Betätigungsstange, die hierzu axial verschoben wird. Die Verschiebung wird durch Drehen der mit einem Gewindeabschnitt versehenen Betätigungs­ stange gegenüber einer mit diesem in Eingriff stehenden Mutter erzielt. Das Spannen und Frei­ geben sind daher relativ zeitaufwendig und ebenfalls nicht für einen automatisierten Arbeitsablauf geeignet.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Er­ findung, die bekannte Vorrichtung zur Be­ festigung einer Achse an der Innenfläche eines Hohlkörpers mittels verstellbarer Spannglieder und zur Lösung dieser Befestigung, wobei die Spannglieder innerhalb der mit ent­ sprechenden Öffnungen ausgebildeten, hohlen Achse bewegbar gelagert sind, derart, daß sie durch innerhalb der Achse angeordnete Be­ tätigungselemente zwischen einer Freigabe­ stellung und einer Spannstellung radial bewegbar sind, derart zu verbessern, daß das Ver- und Entachsen schneller durchgeführt und dadurch in einen automatisierten Arbeits­ ablauf integriert werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Weiter­ bildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Dadurch, daß ein Energiespeicher für die Betätigungselemente zur Überführung der Spannglieder aus der Freigabestellung in die Spannstellung vorgesehen ist, kann das Ver­ achsen äußerst schnell durchgeführt werden, da die hierzu erforderliche Energie bereits vorhanden ist und der Energiespeicher nur zur Abgabe dieser Energie veranlaßt werden muß.

Vorzugsweise nimmt der Energiespeicher bei der Überführung der Spannglieder aus der Spann­ stellung in die Freigabestellung die zur Überführung der Spannglieder aus der Frei­ gabestellung in die Spannstellung erforder­ liche Energie auf. Dies stellt sicher, daß der Energiespeicher einer Achse, deren Spann­ glieder sich in der Freigabestellung befinden, um einen Hohlkörper aufnehmen zu können, stets eine ausreichende Energie bereithält, um die Spannglieder aus der Freigabestellung in die Spannstellung zu überführen.

Es ist insbesondere von Vorteil, wenn der Energiespeicher durch eine Axialbewegung zwischen Achse und Hohlkörper zur Freigabe der zur Überführung der Spannglieder aus der Freigabestellung in die Spannstellung er­ forderlichen Energie veranlaßt wird. Das Festspannen des Hohlkörpers auf der Achse erfolgt hierdurch selbsttätig, wenn eine bestimmte axiale Lage zwischen Achse und Hohlkörper erreicht wird.

Die Spannglieder sind zweckmäßig in Axial­ richtung in eine Durchbiegung des Hohlkörpers ausschließenden gegenseitigen Abständen angeordnet. Die Gefahr einer Durchbiegung des Hohlkörpers aufgrund des Spaltes zwischen diesem und der Achse ist sehr groß, wenn der Hohlkörper nur an den Seiten auf der Achse fixiert ist. Durch die Anordnung der Spann­ glieder innerhalb des Hohlkörpers kann eine Durchbiegung, die beispielsweise zu einem feh­ lerhaften Auf- oder Abwickeln führt, ausge­ schlossen werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungs­ beispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 drei in Axialrichtung hintereinander­ liegende Abschnitte einer Vor­ richtung zur Befestigung einer Hülse auf einer Achse und zur Lösung dieser Befestigung teilweise in Schnittdarstellung und teil­ weise in der Ansicht,

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1 entlang der Linie II-II, und

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des Bereiches Z in Fig. 1.

Die Vorrichtung ist in Fig. 1 oberhalb der strichpunktierten Mittellinie in der Spann­ stellung und unterhalb dieser Linie in der Freigabestellung dargestellt.

Auf eine hohle Achse 1 wird von der rechten Seite her eine Hülse 2 bzw. die Achse 1 von links in die Hülse 2 geschoben, bis die Hülse 2 gegen einen auf der Achse 1 angeordneten, innerhalb bestimmter Grenzen axial auf dieser verschiebbaren Zentrierungskegel 3 stößt. Fig. 1 zeigt unterhalb der Mittellinie die Lage des Zentrierungskegels 3 in der Freigabe­ stellung und oberhalb der Mittellinie den durch die Hülse 2 axial nach links verschobenen Zentrierungskegel 3. Diese durch die Hülse 2 bewirkte Verschiebung löst die Überführung der Spannglieder aus der Freigabestellung in die Spannstellung aus.

Die Achse 1 ist mit mehreren in Längsrichtung und Umfangsrichtung verteilt angeordneten Längsschlitzen 4 versehen, in denen als Spann­ glieder dienende Hebel 5 angeordnet sind. Diese sind auf Befestigungsstiften 6 schwenkbar gelagert, derart, daß sie zwischen der Freigabe­ stellung, in der sie vollständig in die Achse 1 eingezogen sind, und der Spannstellung, in der sie mit ihrem längeren Arm aus der Achse 1 heraustretend gegen die Innenfläche der Hülse 2 drücken, bewegbar sind. Die Hebel 5 sind vor­ zugsweise in mehreren in Axialrichtung in einem eine Durchbiegung der Hülse 2 aus­ schließenden Abstand voneinander angeordneten Gruppen zusammengefaßt, wobei jeder Gruppe aus zwei Paaren mit je zwei in Umfangsrichtung einander gegenüberliegenden Hebeln 5 besteht und die Paare einer Gruppe in Axialrichtung hintereinander und in Umfangsrichtung gegen­ einander versetzt angeordnet sind. Hierdurch wird eine konzentrische Lagerung der Hülse 2 auf der Achse 1 sichergestellt.

Im Innern der Achse 1 ist jedem Paar von Hebeln 5 ein Betätigungselement zugeordnet, das aus einem Spannkegel 7 und einem Freigabekegel 8 besteht. Diese sind auf gegenüberliegenden Seiten in bezug auf die Befestigungsstifte 6 angeordnet. Sämtliche Spannkegel 7 und Freigabe­ kegel 8 sind auf einer gemeinsamen Betätigungs­ stange 9 befestigt, so daß sie in Axialrichtung starr miteinander gekoppelt sind. Die Betäti­ gungsstange 9 ist axial verschiebbar, und zwar zwischen einer Lage, in der die Hebel 5 in der Freigabestellung sind, und einer Lage, in der die Hebel 5 in der Spannstellung sind. In der Freigabestellung kommen die Freigabe­ kegel 8 an dem kürzeren Arm der Hebel 5 zur Anlage und halten diese in einer Stellung, in der ihr längerer Arm vollständig in die Achse 1 zurückgezogen ist, d.h. die Außen­ fläche der Hebel 5 fluchtet mit der Außen­ fläche der Achse 1. In der Spannstellung liegen die Spannkegel 7 jeweils an dem längeren Arm der Hebel 5 an und drücken diesen aus der Achse 1 heraus radial nach außen, so daß sein Ende fest gegen die Innenfläche der Hülse 2 gepreßt wird. Die Berührungsflächen der Hebel 5 und der Spannkegel 7 sind so ausgebildet, daß eine durch den Pfeil 10 dargestellte radiale Kraft nicht in der Lage ist, den Spannkegel 7 nach rechts wegzudrücken und damit den Hebel 5 zur Achse 1 hin zu verschwenken, d.h. es besteht insoweit eine Selbsthemmung.

Am linken Ende der Achse 1 befindet sich ein Gewindeansatz 11, auf den eine rohrförmige Federpatrone 12 aufgesetzt ist. Im Innern dieser Federpatrone 12 befindet sich eine wendelförmige Druckfeder 13, die zwischen einem festen Anschlag 14 auf der Seite des Gewinde­ ansatzes 11 und einem in Axialrichtung verschieb­ baren tellerförmigen Zuganker 15 eingespannt ist. Auf der der Druckfeder 13 zugewandten Seite ist der Zuganker 15 mit der Betätigungsstange 9 verschraubt und auf der entgegengesetzten Seite ist seine Bewegung durch einen Anschlag 16 begrenzt. Am dem Gewindeansatz 11 entgegen­ gesetzten Ende der Federpatrone 12 befindet sich ein rotationssymmetrischer Kupplungs­ flansch 17, an den eine nicht gezeigte Entachsungseinrichtung in beliebiger axialer Winkellage ankuppelbar ist. Diese weist einen Stößel auf, der axial in die Federpatrone 12 vorgeschoben wird und dabei den Zuganker 15 mit der Betätigungsstange 9 in die Freigabe­ stellung bringt. Dadurch wird auch die Druck­ feder 13 zusammengedrückt, d.h. sie nimmt die für den nachfolgenden Spannvorgang er­ forderliche Energie auf. Bei dieser Bewegung gelangen weiterhin die Hebel 5 mit den Spann­ kegeln 7 außer Eingriff und mit den Freigabe­ kegeln 8 in Eingriff, so daß sie aus der Spann­ stellung in die Freigabestellung übergeführt werden.

Wenn die Betätigungsstange 9 in die Freigabe­ stellung vorgeschoben ist, befindet sich eine in dieser vorgesehene U-förmige Ausdrehung 18 im Bereich von axial festgelegten Rastkugeln 19. Dies ermöglicht, daß eine Verriegelungshülse 20 von einer Feder 21 axial nach rechts ver­ schoben wird und hierbei die Rastkugeln 19 radial nach innen in die Ausdrehung 18 gedrückt werden. Damit ist eine formschlüsse Verriege­ lung der Betätigungsstange 9 hergestellt, so daß sie in dieser die Freigabestellung bewirken­ den Lage verbleibt, auch wenn der Stößel der Entachsungsvorrichtung wieder zurückgezogen wird.

Die Verriegelungshülse 20 ist durch Bolzen 22 mit einer auf der Achse 1 verschiebbar ge­ lagerten Anschlaghülse 23 starr verbunden. Die axiale Verschiebung der Anschlaghülse 23 ist durch die Bolzen 22 aufnehmende Lang­ löcher 24 in der Achse 1 begrenzt. Der Zen­ trierungskegel 3 liegt stirnseitig gegebenen­ falls über ein Abstandsstück an der Anschlag­ hülse 23 an.

Befindet sich die Vorrichtung in der Freigabe­ stellung und wird beispielsweise die Achse 1 in die Hülse 2 geschoben, dann drückt die Hülse 2, wenn sie gegen den Zentrierungskegel 3 stößt, diesen und die Anschlaghülse 23, die über die Bolzen 22 die Verriegelungshülse 20 mitnimmt, relativ zur Achse 1 nach links, so daß die Rastkugeln 19 unter der Einwirkung der Druckfeder 13 sich radial nach außen be­ wegen können und die formschlüssige Verriegelung der Betätigungsstange 9 aufgehoben wird. Die durch das Spannen der Druckfeder 13 beim Entachsen in dieser gespeicherte Energie bewirkt eine Verschiebung der Betätigungs­ stange 9 nach links, bis der Zuganker 15 gegen den Anschlag 16 stößt. Dabei werden die Hebel 5 mit den Freigabekegeln 8 außer Eingriff und mit den Spannkegeln 7 in Eingriff gebracht, so daß sie aus der Freigabestellung in die Spannstellung übergehen. Die Druckfeder 13 muß hierbei so stark sein, daß die gegebenenfalls mit einer Stoffbahn oder dergleichen bewickelte Hülse 2 in eine zur Achse 1 konzentrische Stellung angehoben werden kann. Die Spannkraft der Hebel 5 wird durch die Kraft der Druckfeder 13 in der Spannstellung bestimmt. Die Druckfeder 13 muß daher auch dann eine bestimmte Vor­ spannung aufweisen, wenn der Zuganker 15 am Anschlag 16 anliegt.

Zur Herausnahme der Achse 1 aus der Hülse 2 werden in beschriebener Weise die Entachsungs­ vorrichtung an den Kupplungsflansch 17 angesetzt und die Betätigungsstange 9 durch den Stößel gegen die Kraft der Druckfeder 13 in die Frei­ gabestellung gedrückt.

Claims (22)

1. Vorrichtung zur Befestigung einer Achse an der Innenfläche eines Hohlkörpers mittels verstellbarer Spannglieder und zur Lösung dieser Befestigung, wobei die Spannglieder innerhalb der mit ent­ sprechenden Öffnungen ausgebildeten, hohlen Achse bewegbar gelagert sind, derart, daß sie durch innerhalb der Achse angeordnete Betätigungselemente zwischen einer Freigabestellung und einer Spannstellung radial bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Energiespeicher (13) für die Betätigungselemente (7, 8) zur Überführung der Spannglieder (5) aus der Freigabe­ stellung in die Spannstellung vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungselemente (7, 8) für alle Spannglieder (5) gemeinsam betätigbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Energie­ speicher (13) in die Achse (1) integriert oder unmittelbar an diese angesetzt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannglieder als schwenkbare Hebel (5) ausgebildet sind, deren eines Ende sich in der Freigabestellung innerhalb der Achse (1) befindet und in der Spannstellung gegen die Innenfläche des Hohlkörpers (2) gedrückt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Energiespeicher (13) bei der Überführung der Spannglieder (5) aus der Spannstellung in die Freigabe­ stellung die zur Überführung der Spann­ glieder (5) aus der Freigabestellung in die Spannstellung erforderliche Energie aufnimmt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiespeicher (13) durch eine Axialbewegung zwischen Achse (1) und Hohlkörper (2) zur Freigabe der zur Überführung der Spannglieder (5) aus der Freigabestellung in die Spannstellung erforderlichen Energie veranlaßt wird.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungs­ elemente (7, 8) durch eine Betätigungs­ stange (9) miteinander verbunden sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Betätigungsstange (9) in der Freigabestellung der Spannglieder (5) durch eine Sperrvorrichtung in ihrer Längsrichtung arretierbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiespeicher eine mit der Betätigungsstange (9) ge­ koppelte Feder (13) ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Feder (13) bei der Über­ führung der Spannglieder (5) aus der Frei­ gabestellung in die Spannstellung expandier­ bar und aus der Spannstellung in die Frei­ gabestellung komprimierbar ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierung der Betätigungsstange (9) zur Überführung der Spannglieder (5) aus der Freigabe- in die Spannstellung durch eine Anschlagfläche des Hohlkörpers (2) bei der Axialbewegung zwischen diesem und der Achse (1) lösbar ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Betätigungs­ element aus zwei Segmenten (7, 8) besteht, die sich auf gegenüberliegenden Seiten des Lagerpunktes des Hebels (5) befinden, und daß jeweils eines dieser Segmente (7, 8) zur Erzielung der Freigabestellung oder der Spannstellung mit dem Hebel (5) in Eingriff bringbar ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Eingriff zwischen dem Hebel (5) und dem zugeordneten Segment (7) in der Spannstellung in bezug auf radial auf den Hebel (5) einwirkende Kräfte selbsthemmend ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungs­ stange (9) in der Spannstellung gegen eine Bewegung in Richtung zur Freigabe­ stellung vorgespannt ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannglieder (5) in Axial- und/oder Umfangsrichtung der Achse (1) verteilt angeordnet sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spannglieder (5) in Axialrichtung in eine Durchbiegung des Hohlkörpers (2) ausschließenden gegen­ seitigen Abständen angeordnet sind.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungs­ stange (9) mit einer Einrichtung zu ihrer Verschiebung aus der Spannstellung in die Freigabestellung über einen Adapter (17) in Eingriff bringbar ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperr­ vorrichtung in formschlüssigen Eingriff mit der Betätigungsstange (9) bringbare Rastelemente (19) aufweist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Betätigungsstange (9) eine U-förmige Ausdrehung (19) für den form­ schlüssigen Eingriff mit den Rastelementen (19) aufweist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrvorrichtung eine Verriegelungshülse (20) enthält, die bei der Verschiebung der Betätigungsstange (9) aus der Spann­ stellung in die Freigabestellung durch Einwirkung einer Feder (21) den formschlüssi­ gen Eingriff der Rastelemente (19) mit der Betätigungsstange (9) herstellt.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungshülse (20) mit einem auf der Achse (1) angeordneten, axial verschiebbaren Anschlag (23) für die Anschlagfläche des Hohlkörpers (2) in axialer Richtung starr verbunden ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß durch Einwirkung des Hohlkörpers (2) auf den Anschlag (23) der formschlüssige Eingriff der Rastelemente (19) mit der Betätigungsstange (9) auf­ hebbar ist.