DE4000469C2 - Hülsenspannvorrichtung zum Aufwickeln von schmalen Bahnen oder Streifen aus Papier, Folie oder dgl., insbesondere Bändchen aus Dünnstfolie - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hülsenspannvorrichtung zum Aufwickeln von schmalen Bahnen oder Streifen aus Papier, Folie oder dgl., insbesondere Bändchen aus Dünnstfolie, auf unabhängig voneinander angetriebene Wickelhülsen, die jeweils auf einem am freien Ende eines zugehörigen schwenkbaren Tragarms drehbar gelagerten Spannkopf lösbar zu befestigen sind, der wenigstens zwei relativ axial verschieblich ineinandergeführte, zueinander verstellbare Ringe und ein über wenigstens eine Schrägfläche beeinflußbares, in radialer Richtung wirkendes, federnd ausgebildetes Spannelement aufweist, das durch einen axial verschiebbaren Betätigungskörper und eine Arretiervor­ richtung in einer Spannstellung oder Freigabestellung für die jeweils zugehörige Wickelhülse gehalten ist.

Bei einer durch die US-Patentschrift 3,998,400 bekanntgewordenen Hülsenspann­ vorrichtung wird die axiale Verstellung der beiden Ringe zueinander durch Verdrehen des Betätigungskörpers in der einen oder anderen Richtung und durch eine daran angeordnete Nockeneinrichtung erreicht. Letztere weist einen an einen Ring angeordneten axial voreinstellbaren axialen Bolzen und einen an seinem freien Ende angeordneten Querstift auf, der mit einem die Spann- und Lösestellung sichernden Nocken­ ring zusammenwirkt, der im Innenraum des Betätigungskörpers an ihm angeordnet ist. Die Montage und Demontage dieser Einrichtung ist sehr aufwendig und etwaige Störungen in der Arretierungseinrichtung können wegen der innen liegenden Teile auch nur recht schwierig beseitigt werden. Da ferner der Betätigungskörper innerhalb des einen Ringes liegt, kann es insbesondere bei kleinen Wickelhülsen zu Handhabungsschwierigkeiten oder sogar Handverletzungen kommen, wenn der Betätigungskörper verdreht werden muß.

Bei einer durch die DE-AS 19 21 344 bekanntgewordenen Hülsenspannvorrichtung mit axial verschiebbaren Ringen ist der Betätigungskörper als Kardanring mit darin eingesetzten Rollen ausgebildet, die mit Nocken bzw. Steuerflächen eines Führungsstücks zusammenwirken, wobei die Steuerflächen V-förmig ausgebildete Elemente aufweisen. Die Fixierung der Wickelhhülse erfolgt über durch Schrägflächen aufweitbare Ringfedern. Der Betätigungskörper kann mittels einer Einstellschraube auf der Antriebswelle axial voreingestellt werden. Diese Vorrichtung ist recht aufwendig, und außerdem axial ausladend, so daß die Handhabung beim Lösen und Spannen nicht so einfach durchzuführen ist, zumal in diesem Fall auf der einen Seite ein mit einer Rändelung versehener Führungsring mit der einen Hand und der Kardanring auf der anderen Seite mit der anderen Hand gehandhabt werden muß. Die Bedienungsperson muß also in jedem Fall beide Hände benutzen. Beim Abnehmen einer vollen Wickelrolle bzw. beim Aufschieben einer leeren Wickelhülse müssen dabei die Rollen jeweils auf den erhabenen Teilen der V-förmigen Führungsflächen gehalten werden, so daß das auf der gleichen Seite erfolgende Abnehmen bzw. Aufbringen der Wickelrolle bzw. Wickelhülse außerdem nur mit Schwierigkeiten vorgenommen werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zum Aufwickeln von schmalen Bahnen oder Streifen aus Papier, Folie oder dgl., insbesondere Bändchen aus Dünnstfolie geeignete Hülsenspannvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich durch eine noch einfachere Handhabung auszeichnet, insbesondere ohne Verletzungsgefahr mit geringen Kräften ein sicheres und zentriertes Spannen sowie ein schnelles Lösen der Wickelhülsen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Arretiervorrich­ tung den entgegen der Wirkung einer sich an dem einen, als Lagerring dienenden Ring abgestützten Feder axial verstellbaren Betätigungskörper und mit diesem und einem anderen, als Spannring ausgebildeten Ring zusammenwirkende, im Lagerring geführte Sperrelemente aufweist, die durch eine manuelle Druckbe­ aufschlagung des Betätigungskörpers in Richtung auf den Lagerring in eine der Lösestellung entsprechende Position und durch manuelle Druckbeaufschlagung des Spannrings in Richtung auf den Lagerring in eine der Spannstellung entsprechende Position gelangen.

Mit den Mitteln nach der Erfindung kommt man zu einer Hülsenspannvorrichtung, bei der das Lösen der Wickelhülse durch einfache Druckbeaufschlagung des zentral gelegenen Betätigungskörpers und das Spannen durch ebenso einfache Druckbeaufschlagung des außen liegenden Spannrings erfolgt. Es reicht also für das Spannen und Lösen der Hubzuspann-Vorrichtung aus, lediglich eine axiale Kraft auf den Spannring bzw. dem Betätigungskörper auszuüben. In der Praxis kann dies zweck­ mäßigerweise dadurch geschehen, daß das Zusammendrücken des Betätigungskörpers bzw. des Spannrings auf den Lagerring zu zwischen Daumen und Zeigefinger der einen Hand erfolgt, so daß die Sperrelemente der Spannbewegung spielfrei nachfolgen und die Spannposition halten, während bei der axialen Druckbewegung des Betätigungskörpers die Arretierung wieder gelöst wird. Das durch die Erfindung mögliche Spannen und Lösen der Hülsenspann-Vorrichtung vereinfacht die Handhabung, da die axiale Druckausübung auf den Betätigungskörper oder den Spannring mit einer Hand erfolgen kann, so daß die andere Hand frei ist, um eine Wickelhülse aufzulegen bzw. eine volle Wickelrolle abzunehmen. Dadurch ist nicht nur ein rascher Hülsenwechsel möglich, sondern beim Andrücken des Spannrings läßt sich gleichzeitig die Wickelhülse exakt an die Anlageschulter des Lagerrings drücken, so daß die Wickelhülse auf dem Spannkopf genau zentriert ausgerichtet ist.

Zu einer besonders einfachen Arretiereinrichtung kommt man dann, wenn der Lagerring mit einem Käfig zur Aufnahme der Sperrelemente versehen ist und wenn der Spannring und der Betätigungskörper auf jeweils gegenüberliegenden Seiten des Käfigs einen mit den Sperrelementen wechselweise zusammenwirkenden, vorstehenden Ringflansch und eine zurückspringende Ringausnehmung aufweisen.

Um den Übergang der Sperrelemente von der Spannstellung in die Lösestellung und umgekehrt zu erleichtern, ist zweckmäßigerweise jeweils der Übergang zwischen dem Ringflansch und der Ringsausnehmung des Spannrings bzw. des Betätigungskörpers als Schrägschulter ausgebildet. Damit können die Sperrelemente jeweils leicht, d. h. spielfrei aus ihrer einen in die andere Stellung bewegt werden.

Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn der vorstehende Ringflansch des Spannrings in einer entsprechend gehaltenen Ringausnehmung des Lagerrings geführt ist. Dies trägt gleichfalls zu einer genauen Zentrierung und damit lagegerechten Anordnung der Wickelhülse bei.

Zum gleichen Zweck weist der Lagerring ein hülsenförmiges Nabenteil auf, dessen Außenfläche eine Lagerung für ein Wälzlager zur drehbaren Lagerung im Tragarm und dessen Innenfläche eine Führungsfläche für einen zentralen Zapfen des Betätigungskörpers bildet. Aus der deutschen Auslegeschrift 19 21 344 ist es grundsätzlich bekannt, einen hülsenförmigen Nabenteil des einen Rings als Lagerung für Wälzlager und den Traghebel und andererseits für verstellbare Ringe auszubilden.

Um die Betätigung und Handhabung der Hülsenspannvorrichtung weiter zu vereinfachen, geht der Zapfen des Betätigungskörpers auf der dem Tragarm abgewandten Seite in eine Platte über, an deren Rand der zugehörige Ringflansch und die zugehörige Ringausnehmung angeordnet sind.

Die beiden Ringe können durch an der jeweiligen Innenseite der Platte und des Lagerrings abgestützte Druckfedern gegeneinander abgestützt sein.

Sofern das federnd ausgebildete Spannelement als einstückige Ringfeder ausgebildet ist, eignen sich sogenannte geschuppte Federn. Diese haben den Vorteil, daß sie eine gewisse Elastizität aufzunehmen in der Lage sind, um auf diese Weise Toleranzen in den Durchmessern der Wickelhülsen zu kompensieren. Ringfedern sind an sich bekannt und gehen beispielsweise aus der deutschen Auslegeschrift 19 21 344 hervor.

Um den Aufbau der Spannvorrichtung weiter zu vereinfachen, sind die Sperr­ elemente als Kugeln ausgebildet.

Die Bewegung des hülsenförmigen Nabenteils des Lagerrings und des Zapfens des Betätigungskörpers in axialer Richtung zueinander kann durch einen Anschlagring oder dgl. begrenzt sein.

Sofern die Hülsenspannvorrichtung axial einstellbar ausgebildet sein soll, so ist es denkbar, daß das hülsenförmige Nabenteil des Lagerrings und der Zapfen des Betätigungskörpers in axialer Richtung durch ein auf dem vorstehenden Ende des Zapfens aufgebrachtes Außengewinde und eine damit zusammenwirkende Mutter relativ zueinander voreinstellbar sind. Eine Vorrichtung zur Voreinstellung geht aus der US-Patentschrift 3,998,400 hervor. Dies geschieht dort über eine zentral angeordnete Schraube zwischen einer Antriebswelle und dem einen Ring. Diese Voreinstellungseinrichtung ist schwer zugänglich und läßt sich mithin nur schwierig handhaben.

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

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Rollenschneid- und Wickelmaschine in der Seitenansicht,

Fig. 2 eine vergrößerte Teildarstellung eines Tragarms mit Spannkopf,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2 in vergrößertem Maßstab und

Fig. 4 einen Ausschnitt der Spannvorrichtung nach Fig. 3 in vergrößertem Maßstab.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, besitzt eine dort dargestellte Rollenschneid- und Wickelmaschine eine Abrollung 1, von der aus eine Bahn 2 über eine Umlenkwalze 3 und eine Tänzerwalze 4 zu einer Transportwalze 5 geführt wird. In Bewegungsrichtung der Bahn ist weiter eine Breitstreckwalze 6 mit Abtastwalze 7 angeordnet. Über weitere Umlenkwalzen 8 wird die Bahn 2 einer Schneideinrichtung 9 zugeführt, wo die Bahn 2 in schmale Bahnen bzw. Streifen von wenigen Millimetern Breite geschnitten wird. Diese Bahnen werden entlang einer Andruckwalze 11 über einen Wickelzylinder 12 den Aufwicklungen 13 zugeführt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Aufwicklungen 13 vorgesehen. Diese sind identisch ausgebildet. Sie besitzen jeweils einen Spannkopf 14, der an einem schwenkbar gelagerten Tragarm 15 sitzt. In der Zeichnung hintereinanderliegend sind eine Vielzahl von Spannköpfen 14 angeordnet. Die Tragarme 15 sind über eine gemeinsame Lagerachse 16 an einem am Maschinenrahmen verschiebbar gelagerten Schlitten 17 schwenkbeweglich gelagert. Die Tragarme 15 können zum Bestücken der Spannvorrichtung mit Wickelhülsen 22 bzw. zum Entfernen fertiger Wickelrollen in eine Außerbetriebsstellung verschwenkt werden.

In Fig. 2 ist ein Tragarm 15 mit einem Spannkopf 14 in vergrößertem Maßstab dargestellt. Der Aufbau des Spannkopfes 14 ist am besten anhand der Fig. 3 zu erklären.

Wie dort hervorgeht, ist in dem Tragarm 15 über ein Wälzlager 18 ein Lagerring 19 drehbar gelagert. Der Lagerring 19 besitzt an seinem äußeren Rand eine Ringschulter 21 zum Abstützen der zu spannenden Wickelhülse 22 sowie eine Schrägfläche 23, die unter einem Winkel von etwa 30° zur Vertikalen verläuft. Die Schrägfläche 23 dient zur Beeinflussung einer Ringfeder 25, die ihrerseits zum Spannen der Wickelhülse 22 dient. Der Lagerring 19 weist ferner ein hülsenförmiges Nabenteil 26 auf, auf dessen Innenfläche ein Zapfen 27 eines Betätigungskörpers 28 geführt ist und der in seiner axialen Verschiebbarkeit relativ zum Nabenteil 26 durch einen Anschlagring 29 begrenzt ist. Der Zapfen 27 geht in eine Platte 31 über, die an ihrer Innenseite mit einer weiteren Ringausnehmung 32 auf einer Außenfläche des hülsenförmigen Nabenteils 26 des Lagerrings 19 geführt ist. Zwischen den Innenseiten der Platte 31 und des Lagerrings 19 sind über den Umfang verteilt Druckfedern 33 angeordnet, die das Bestreben haben, die beiden Teile bis zum Anschlag am Anschlagring 29 auseinanderzudrücken. Mit anderen Worten heißt dies, die Druckfedern 33 lassen eine axiale Relativbewegung des Lagerrings 19 und des Betätigungskörpers 28 zu. Im äußeren Bereich besitzt der Lagerring 19 an seiner Innenseite eine Ringausnehmung 34, die mit einem Ringflansch 35 eines als Spannring ausgebildeten Ringes 36 zusammenwirkt. Dieser Spannring 36 besitzt eine bezüglich des Lagerringes 19 entgegengesetzt gerichtete Schrägfläche 37 und wirkt wie der Lagerring 19 mit der Ringfeder 25 zusammen. Zwischen dem Lagerflansch 35 und der Ringausnehmung 34 des Lagerrings 19 befindet sich Luft, so daß der Spannring 36 relativ zum Lagerring 19 axial verstellbar ist. Im Bereich des Ringflansches 35 besitzt der Spannring 36 eine zurückspringende Ringausnehmung 38 zur teilweisen Aufnahme von um den Umfang verteilt angeordneten Sperrelementen, nämlich Kugeln 39, wobei die Kugeln 39 in einem am Lagerring 19 angeordneten Käfig 41 sitzen. Wie der Spannring 36 besitzt der Betätigungskörper 28 einen Ringflansch 42 und eine Ringausnehmung 43, die beide gleichfalls mit den Kugeln 39 zusammenwirken, so wie das weiter unten näher erläutert wird. Die Übergänge zwischen den Ringflanschen 35, 42 und den Ringausnehmungen 38, 43 sind als Schrägschulter 40, 30 ausgebildet.

In nicht dargestellter Weise kann an dem vorstehenden Ende des Zapfens 27 ein Außengewinde vorgesehen sein, auf das eine Mutter aufschraubbar ist, um dadurch eine axiale Grundeinstellung zwischen dem Lagerring 19 und dem Betätigungskörper 28 und damit mit dem Spannring 36 zu erreichen.

Die Funktion der Spannvorrichtung ist wie folgt:
In Fig. 3 ist der Spannkopf 14 in der Spannstellung dargestellt. Ebenso mit ausgezogenen Linien in Fig. 4, während dort mit gestrichelten Linien die Lösestellung gezeigt ist.

In der Spannstellung stützen sich die Kugeln 39 an den mit 44, 45 und 46 bezeichneten Stellen ab, d. h. einmal an der Schrägschulter 40 zwischen dem Ringflansch 35 und der Ringausnehmung 38 sowie an der Außenseite des Ringflansches 42 des Betätigungskörpers 28 sowie der Innenseite des Käfigs 41. Durch die beiden Schrägflächen 23 und 37 ist die Ringfeder 25 nach außen gedrückt worden, so daß die Wickelhülse 22 gespannt bzw. festgehalten ist. Dabei wird sie gegen die Ringschulter 21 zentriert.

Zum Lösen der Spannvorrichtung, z. B. wenn eine Wickelrolle fertiggewickelt und von der Spannvorrichtung entnommen werden soll, wird der Tragarm 15 über die Lagerachse 16 nach außen in eine Außerbetriebsstellung geschwenkt. Die Bedienungsperson greift nun mit den beiden Zeigefingern hinter den Tragarm 15 bzw. den Lagerring 19 und drückt mit einem oder beiden Daumen die Platte 31 des Betätigungskörpers 28 entgegen der Wirkung der Druckfedern 33 gemäß Fig. 3 nach rechts. Dadurch wird den Kugeln 39 die Möglichkeit gegeben, über die Schrägschulter 30 in die Ringausnehmung 43 einzufallen, wodurch aufgrund der Eigenspannung der Ringfeder 25 der Spannring 36 nach außen gedrückt wird und dabei der Durchmesser der Ringfeder 25 abnimmt. Die Wickelhülse 22 mit der darauf aufgewickelten Folie kann entnommen werden.

In dieser Stellung wird dann eine leere Wickelhülse 22 eingesetzt. Das Festspannen dieser Wickelhülse auf dem Spannkopf 14 erfolgt in der Weise, daß wiederum mit den Zeigefingern auf der Seite des Tragarms 15 ein Gegenhalt gebildet wird und mit den Daumen am äußeren Rand der Spannring 36 auf den Lagerring 19 zubewegt wird, wodurch über die Schrägflächen 23, 37 die Ringfeder 25 nach außen gedrückt und dabei die Wickelhülse 22 festgehalten wird. Da dabei der vorher versperrte Bereich durch den Ringflansch 35 freigegeben wird, können die Kugeln wieder in die in Fig. 3 dargestellte Lage gebracht werden. Dies geschieht dadurch, daß durch die dann freigegebene Wirkung der Druckfedern 33 der Betätigungskörper 28 wieder nach links gedrückt wird und so die Kugeln über den Ringflansch 42 in der gezeigten Lage gehalten werden.

Diese selbsttätige und selbstzentrierende Spannvorrichtung ist äußerst einfach zu handhaben. Sie bedarf sehr geringer Verstellkräfte und erlaubt eine gute Zentrierung der Wickelhülsen.

Grundsätzlich ist es auch denkbar, daß Wälzlager 18 bei entsprechender Ausgestaltung des Tragarms und des Nabenteils des Lagerrings 19 in den Bereich unterhalb der Ringfeder 25 zu legen, so daß sich eine noch bessere Abstützung ergibt. Auch ist es grundsätzlich denkbar, die Schrägschultern 30, 40 beim Lagerring und Spannring jeweils auf der anderen Seite anzuordnen, so daß dann bei entsprechend umgekehrter Wirkung der Druckfedern 33 auch eine Umkehrung der Funktion möglich ist.

Für die Ringfedern 25 können sogenannte geschuppte Federn verwendet werden, bei denen sich die lamellenartigen Schuppen im Spannbereich bei entsprechender Kraftbeaufschlagung umlegen, so daß eine elastische Aufnahme der Wickelhülsen 22 im geringen Umfang möglich ist.

Claims (11)

1. Hülsenspannvorrichtung zum Aufwickeln von schmalen Bahnen oder Streifen aus Papier, Folie oder dgl., insbesondere Bändchen aus Dünnstfolie, auf unabhängig voneinander angetriebene Wickelhülsen, die jeweils auf einem am freien Ende eines zugehörigen schwenkbaren Tragarms drehbar gelagerten Spannkopf lösbar zu befestigen sind, der wenigstens zwei relativ axial verschieblich ineinandergeführte, zueinander verstellbare Ringe und ein über wenigstens eine Schrägfläche beeinflußbares, in radialer Richtung wirkendes, federnd ausgebildetes Spannelement aufweist, das durch einen axial verschiebbaren Betätigungskörper und eine Arretier­ vorrichtung in einer Spannstellung oder Freigabestellung für die jeweils zugehörige Wickelhülse gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretiervorrichtung den entgegen der Wirkung einer sich an dem einen, als Lagerring dienenden Ring (19) abgestützten Feder (33) axial verstellbaren Betätigungskörper (28) und mit diesem und einem anderen, als Spannring ausgebildeten Ring (36) zusammenwirkende, im Lagerring (19) geführte Sperrelemente (39) aufweist, die durch eine manuelle Druckbeaufschlagung des Betätigungskörpers (28) in Richtung auf den Lagerring (19) in eine der Lösestellung entsprechende Position und durch manuelle Druckbeaufschlagung des Spannrings (36) in Richtung auf den Lagerring (19) in eine der Spannstellung entsprechende Position gelangen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Lagerring (19) mit einem Käfig (41) zur Aufnahme der Sperrelemente (39) versehen ist und daß der Spannring (36) und der Betätigungskörper (28) auf jeweils gegenüberliegenden Seiten des Käfigs (41) einen mit den Sperrelementen (39) wechselweise zusammenwirkenden, vorstehenden Ringflansch (35 bzw. 42) und eine zurückspringende Ringausnehmung (38 bzw. 43) aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der jeweilige Übergang zwischen dem Ringflansch (35 bzw. 42) und der Ringausnehmung (38 bzw. 43) des Spannrings (36) bzw. des Betätigungskörpers (28) als Schrägschulter (40 bzw. 30) ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vorstehende Ringflansch (35) des Spannrings (36) in einer entsprechend gehaltenen Ringausnehmung (34) des Lagerrings (19) geführt ist.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerring (19) ein hülsenförmiges Nabenteil (26) aufweist, dessen Außenfläche eine Lagerung für ein Wälzlager (18) zur drehbaren Lagerung im Tragarm (15) und dessen Innenfläche eine Führungsfläche für einen zentralen Zapfen (27) des Betätigungskörpers (28) bildet.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (27) des Betätigungskörpers (28) auf der dem Tragarm (15) abgewandten Seite in eine Platte (31) übergeht, an deren Rand der zugehörige Ringflansch (42) und die zugehörige Ringausnehmung (43) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (33) als an den einander zugewandten Innenseiten der Platte (31) des Betätigungskörpers (28) und des Lagerrings (19) abgestützte Druckfedern ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das federnd ausgebildete Spannelement als einstückige Ringfeder (25), vorzugsweise als geschuppte Feder ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrelemente als Kugeln (39) ausgebildet sind.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des hülsenförmigen Nabenteils (26) des Lagerrings (19) und des Zapfens (27) des Betätigungskörpers (28) in axialer Richtung zueinander durch einen Anschlagring (29) begrenzt ist.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das hülsenförmige Nabenteil (26) des Lagerrings und der Zapfen (27) des Betätigungskörpers (28) in axialer Richtung durch ein auf dem vorstehenden Ende des Zapfens (27) aufgebrachtes Außengewinde und eine damit zusammenwirkende Mutter relativ zueinander voreinstellbar sind.