DE4008204C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kuppeln eines Wickelstabes oder dergleichen mit einer Mitnehmerwelle einer Wickelmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung ist in zahlreichen Ausführungs­ formen bekannt und hat sich bewährt. Dabei ist jedoch festzu­ stellen, daß einerseits die Gewichte der Wickel und anderer­ seits auch die Drehzahlen der Wickelstäbe im Interesse einer größeren Arbeitsgeschwindigkeit zunehmen. Gleichzeitig gibt es einen verstärkten Trend zur Automatisierung sowohl beim Ein­ legen der Wickelstäbe in die Ausnehmungen der Aufnahmeteile als auch beim Verschließen dieser Ausnehmungen, wie es bei­ spielsweise bei einem Klapplager aus der DE-PS 31 27 553 oder der DE-OS 37 06 166 bekannt ist. Während dabei jedoch die Hilfsvorrichtung zum maschinellen Verschließen eines Klapp­ lagers gemäß der DE-PS 31 27 553 außen auf dem ortsfesten Lagergehäuse angeordnet ist und entsprechend viel Platz ver­ braucht, ist die entsprechende fernbedienbare Vorrichtung bei der Lösung nach der DE-PS 37 06 166 zwar weitgehend im Umriß dieses Lagergehäuses angeordnet, sitzt dabei aber in einer den Aufnahmeteil oder die Mitnehmerwelle schwächenden Bohrung.

Vor allem das automatisierte Einsetzen der Wickelstäbe und dabei der Wunsch, auch Wickelstäbe mit nicht zu engen Längen­ toleranzen vor allem an den Kupplungszapfen verwenden zu können, macht es auf der einen Seite erforderlich, in diesen Ausnehmungen der Aufnahmeteile ein genügendes Axialspiel vor­ zusehen, damit sich die Stirnseiten der Kupplungszapfen nicht bei einem evtl. geringfügig schrägen Einsetzen der Kupplungs­ zapfen mit den Enden dieser Ausnehmungen der Aufnahmeteile verkanten. Andererseits bedeutet ein solches Axialspiel bei hohen Drehzahlen die Gefahr, daß sich der Wickelstab und damit der Wickel in axialer Richtung verschiebt und dadurch die auf- oder abzuwickelnde Bahn schief läuft. Dies kann umso leichter geschehen, als Seitenlängsführungen für diese Bahnen vorhanden sind, die den genauen Lauf dieser Bahnen steuern und regeln und dabei jeweils Querkräfte auf die Bahn ausüben müssen. Je nach Größe des Axialspieles kann dies zu einer ständigen Hin- und Her-Regelbewegung dieser Kanten-Steuerungsvorrichtungen führen. Für hohe Arbeitsgeschwindigkeiten und präzise Wickel ist dies störend.

Auf der anderen Seite läßt sich das wünschenswert minimale Axialspiel beim Be- und Entladen zum Beispiel mit Hilfe einer Kranvorrichtung und den dabei erforderlichen Positionierge­ nauigkeiten nur mit einem extremen Aufwand realisieren.

Zwar ist aus der DE-PS 28 52 510 schon eine stirnseitige Dämpfungsvorrichtung bekannt, mit der das Axialspiel beseitigt werden könnte, jedoch besteht bei der automatisierten Be- und Entladung ja gerade die Forderung, daß zunächst für eine schnelle und einfache, möglichst automatisierte Be- und Ent­ ladung ein gewisses Axialspiel wünschenswert ist.

Zwar ist aus der DE-PS 38 22 106 bekannt, in der Ausnehmung des Aufnah­ meteiles einen Vorsprung oder Wulst vorzusehen, der mit einer ent­ sprechenden Ringnut des Kupplungszapfens zusammen Axialbewe­ gungen während des Laufes der Maschine verhindern soll. Dies bedeutet jedoch einen erhöhten Herstellungsaufwand für die Fertigung dieses Wulstes und der Ringnut an dem Kupplungszapfen und führt außerdem gerade durch diese Ringnut zu einer Schwä­ chung des Kupplungszapfens, was der Forderung nach immer größeren Gewichten der aufzunehmenden Wickel zuwiderläuft. Darüber hinaus kann eine solche Anordnung zwar eventuell zwischen der Stirnseite des Kupplungszapfens und dem Ende der Ausnehmung des Aufnahmeteiles ein gewisses Axialspiel zulas­ sen, jedoch muß im Bereich des Wulstes und der Ringnut eine hohe Genauigkeit herrschen, so daß die Herstellung dieser miteinander kuppelbaren Teile wiederum einen entsprechenden Aufwand zur Erlangung möglichst geringer Toleranzen notwendig macht.

Das Lagergehäuse eventuell mit Hilfe von Schlitten oder der­ gleichen selbst justierbar und einstellbar zu gestalten, wie es zum Beispiel aus der DE-PS 30 26 904 bekannt ist, würde die gewünschte Arbeitsgeschwindigkeit vermindern und aufgrund der erforderlichen Verstellmittel unterhalb des Lagergehäuses einen bei modernen Wickelmaschinen häufig nicht zur Verfügung stehenden Platzbedarf nach sich ziehen. Darüber hinaus sind solche nachträglichen Justierarbeiten nach dem Einsetzen der Wickel wiederum zeitraubend.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vor­ richtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei welcher beim Be- und Entladen ein ausreichend großes Axialspiel zwi­ schen Kupplungszapfen und Aufnahmeteil besteht, um diesen Vorgang schnellstmöglich und bevorzugt automatisiert durchfüh­ ren zu können, ohne daß während des Antriebes des Wickelstabes ein Axialspiel besteht, wobei jedoch die Beseitigung dieses Axialspieles weder einen großen Zeitaufwand, noch einen großen Platzbedarf für entsprechende Hilfsvorrichtungen benötigen darf.

Die Lösung dieser mehrfach widersprüchlichen Aufgabe besteht in überraschender Weise in den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, innerhalb des Lagerge­ häuses zunächst durch die axiale Verschiebung von der Wickel­ welle weg das Axialspiel genügend groß zu machen, um ein pro­ blemloses maschinelles und automatisiertes Einsetzen des Wi­ ckelstabes zu erlauben, ohne daß es zu Verkantungen und der­ gleichen kommt, wonach durch eine entgegengesetzte axiale Verschiebung das Axialspiel vollständig beseitigt werden kann. Dies kann sehr schnell geschehen und die entsprechende Einrichtung benötigt aufgrund der Anordnung im Inneren des Lagergehäuses praktisch keinen zusätzlichen Platz. Da auch solche Verschiebebewegungen automatisiert werden können, er­ gibt sich aufgrund dieser erfindungsgemäßen Lösung die Mög­ lichkeit einer schnellen automatischen Be- und Entladung bei genügend großem Axialspiel und auch eine Beseitigung dieses Axialspieles für den Wickelbetrieb, ohne daß zwischen diesen Vorgängen unzumutbare Zeiten für Justierarbeiten benötigt werden. Eine Axialverstellung des Aufnahmeteiles läßt sich sehr schnell und auch maschinell durchführen.

Mit den im Anspruch 2 angegebenen Merkmalen läßt sich eine mit Hilfe eines Druckmediums durchführbare Axialverstellung leicht und gut steuern und problemlos installieren, wobei die erforderlichen Druckleitungen aufgrund ihrer Flexibilität auch an beengte Platzverhältnisse angepaßt werden können.

Um den Platzbedarf auf einem Minimum zu halten, auch keine axial überstehenden Aggregate für die Verstellbewegung der Mitnehmerwelle und des Aufnahmeteiles zu benötigen und die Kombination der Verschiebebewegung und der Drehbewegung der Mitnehmerwelle und des Aufnahmeteiles problemlos sicherzu­ stellen, sind die Merkmale nach Anspruch 3 vorgesehen.

Hierdurch erhält die Lagerhülse eine Mehrfachfunktion, indem sie einerseits die Drehlagerung der Mitnehmerwelle in sich auf­ nimmt, andererseits aber auch für die Axialverstellung heran­ gezogen wird, ohne das die Drehbewegung der Mitnehmerwelle durch das Erfordernis der Axialverstellung beeinträchtigt wird. Die erforderlichen hohen Drehzahlen der Mitnehmerwelle sind problemlos möglich, da diese wie gewohnt in ihren Lagern laufen kann, während völlig getrennt davon diese Lager und damit auch die Mitnehmerwelle und der Aufnahmeteil durch die Lagerhülse axial verstellt werden können, um das Axialspiel während des Betriebes zu beseitigen, für das Be- und Entladen jedoch zur Verfügung zu stellen. Da dabei diese Lagerhülse selbst nur Axialbewegungen durchzuführen hat und innerhalb des ortsfesten Lagergehäuses angeordnet ist, ist die Zuführung des Druckmedium problemlos an dem stationären Lagergehäuse möglich.

Insgesamt ergibt sich auf diese Weise eine kompakte Vorrich­ tung zum Kuppeln von Wickelstäben mit einer Mitnehmerwelle, bei welcher keine externen Einstell- und Justiervorrichtungen mit entsprechendem Platzbedarf erforderlich sind und dennoch beim Beladen ein dieses erleichterndes Axialspiel vorhanden sein kann, welches aber während des Betriebes beseitigt ist.

Ausgestaltungen der Lagerhülse und des Lagergehäuses zur Schaffung der erforderlichen Druckflächen und das Druckmedium aufnehmenden Zylinderräume sind Gegenstand der Ansprüche 5 bis 7.

Dabei enthält Anspruch 5 eine besonders günstige Anordnung eines an der Lagerhülse vorstehenden Bundes zur Bildung der axialen Druckflächen, der in vorteilhafter Weise auf seinen beiden Stirnseiten mit Druck beaufschlagt werden kann, um die gewünschte Hin- und Herverstellung durchzuführen, und der an seinem Umfang die erforderliche Kolbendichtung gegenüber der entsprechenden zylindrischen Innenfläche des Lagergehäuses aufweisen kann.

Da die Hin- und Herbewegung nur einen relativ geringen Weg benötigt, enthält Anspruch 6 Merkmale, wie dieser Verschie­ beweg durch eine in axialer Richtung begrenzte zylindrische Aussparung des Lagergehäuses gestaltet sein kann. Eine Mög­ lichtkeit der axialen Begrenzung dieser zylindrischen Aus­ sparung des ortsfesten Lagergehäuses ist in Anspruch 7 als vorteilhafte Ausgestaltung angegeben.

Der Automatisierung des gesamten Vorganges beim Beladen und Antreiben der Vorrichtung würde es zuwiderlaufen, wenn das Verschließen der Ausnehmung des Aufnahmeteiles von Hand oder mit unzulänglichen Mittel geschehen müsste, die unter Umstän­ den wiederum zu Zeitverzögerungen führen würden oder wenn platzaufwendige Hilfsvorrichtungen etwa gemäß der DE-PS 31 27 553 vorgesehen werden müßten. Um auch das Verschließen des Aufnahmeteiles schnell und praktisch ohne zusätzlichen Platz­ bedarf sowie automatisch durchführen zu können, sieht eine Ausgestaltung der Erfindung, die jedoch auch unabhängig von der automatisierten Axialspielbeseitigung bei Vorrichtungen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 anwendbar wäre, Merkmale vor, wie sie im Anspruch 8 angegeben sind. Somit wird für den Verschluß des Aufnahmeteiles wiederum der Gedanke aufgegriffen, einen im Inneren des Lager­ gehäuses angeordneten Kolben zu verwenden, so daß keine außerhalb des Lagergehäuses Platz benötigenden Hilfsaggregate erforderlich sind. Da auch die Beseitigung des Axialspieles mit Hilfe eines Druckmedium erfolgt, bedarf es praktisch keiner wesentlichen Zusatzmaßnahmen, um auch den Verschluß mit Hilfe eines Druckmediums zu verschieben.

Zwar kennt man aus DE-Z "Papier+Kunststoff-Verarbeiter" 9-72 Seite 9 bis 18, insbesondere Seite 5, Fig. 2 und aus US-PS 34 80 225 bereits jeweils einen Verschluß der Ausnehmung des Aufnahmeteiles einer Vorrichtung zum Kuppeln eines Wickelstabes mit einer Mitnehmerwelle, wobei dieser Verschluß axial verschiebbar an der Mitnehmerwelle gelagert ist und manuell bzw. mittels einer mechanischen, an der Außenseite der Vorrichtung schwenkbaren Verstelleinrichtung in die Schließstellung verschiebbar und in die Offenstellung zurückziehbar ist. Dabei ist jedoch entweder einer Verstellung von Hand erforderlich oder die mechanische Verstelleinrichtung benötigt sehr viel Platz an der Außenseite der Vorrichtung.

Bei einer für die kompakte und platzsparende Ausbildung der gesam­ ten Vorrichtung besonders vorteilhafte Ausgestaltung gemäß Anspruch 9 wird in platzgünstiger Weise gewissermaßen ein Kolben im Kolben vorgesehen, d. h. die ihrer­ seits als Kolben zur Beseitigung des Axialspieles dienende Lagerhülse ist gleichzeitig Zylinder für den Schubkolben zum Verschließen der Ausnehmung des Aufnahmeteiles. Somit wird für diese Anordnung in axialer Richtung praktisch überhaupt kein zusätzlicher Platz benötigt, während allenfalls in radialer Richtung die gesamte Vorrichtung um einen geringen Betrag in ihrem Durchmesser zu vergrößern ist. Da jedoch das Lagergehäu­ se ortsfest gestaltet werden kann, also seiner Befestigung wiederum auch unter sehr beengten Platzverhältnissen möglich ist, ergibt sich insgesamt die gewünschte kompakte Bauweise, bei der dennoch die vorbeschriebenen unterschiedlichen Funktionen und Justierarbeiten zur Anpassung an die jeweiligen Wickelwellen möglich sind und dies sogar automatisch geschehen kann.

Da der Schubkolben in seinem Inneren ein Lager für die Mitneh­ merwelle und zwischen diesem und der Mitnehmerwelle wiederum den Schiebestutzen mit dem Verschluß enthalten muß, ist er gemäß Anspruch 8 ausgebildet. Ob dabei der erwähnte Flansch oder Bund des Schubkolbens ganz an dessen stirnseitigem Ende oder demgegenüber etwas zurückversetzt ist, richtet sich nach den jeweiligen Platzverhältnissen. Die Anordnung an dem dem Aufnahmeteil entgegengesetzten Ende hat jedoch den Vorteil eine entsprechend große Druckfläche auf möglichst engem Raum zur Verfügung zu stellen, weil dann zu dieser Druckfläche noch die radiale Dicke des Schubkolbens hinzu kommt. Außerdem läßt sich in diesem dem Aufnahmeteil abgewandten Bereich des Lagergehäuses das Druckmedium problemlos zuführen.

Durch die Ausgestaltung der Vorrichtung nach den Ansprüchen 11 und 12 kann das zweite Lager unmittelbar an der Mitnehmerwelle angreifen und aufgrund der Verbindung des Stutzens mit der als Kolben zur Beseitigung des Axialspieles ausgebildeten Lagerhülse deren Verschiebung über dieses Lager unmittelbar auf die Mitnehmer­ welle übertragen. In sinnreicher Weise sind somit einerseits die Einrichtung zur Beseitigung des Axialspieles und andererseits diejenige zum Verschließen des Aufnahmeteiles so miteinander verknüpft und verbunden, daß insgesamt möglichst wenig Teile für diese unterschiedlichen Bewegungen erforderlich sind, sondern manche dieser Teile für beide Antriebe gleichzeitig zur Verfügung stehen, wie zum Beispiel der erwähnte Stutzen, der einerseits eine der Führungen und Begrenzungen des Zylinderraumes für den Schubkolben und andererseits ein Mittel zur Übertragung der Kräfte von der verschiebbaren Lagerhülse auf die Mitnehmerwelle darstellt. Da dieser Stutzen keine Drehbewegungen durchzuführen hat, ist er außerdem gut dazu geeignet, die Druckmittelkanäle oder dergleichen wenigstens teilweise zu enthalten.

Die Durchführung der verschiedenen Verstellbewegungen mit Hil­ fe von Druckmittel macht es möglich, die jeweilige Position der Lagerteile, also des Aufnahmeteiles und auch des Ver­ schlusses zu überwachen, wozu in den Ansprüchen 15 und 16 geeignete Mittel angegeben sind. Dadurch wird es möglich, im Störfall ein Anlaufen der Vorrichtung zu unterbinden oder aber während des Betriebes den Antrieb der Wickelmaschine, bei­ spielsweise bei einem plötzlichen Druckabfall in dem den Ver­ schluß zuhaltenden System, stillzusetzen.

Insgesamt ergibt sich eine Lagervorrichtung für Wickelstäbe, die aufgrund ihres geringen Platzbedarfes auch zum Umbau schon bestehender Anlagen mit extrem beengten Platzverhältnissen geeignet ist und somit die Automatisierung von Anlagen der Wickelindustrie mit relativ geringem Investitionsaufwand erlaubt. Gleichzeitig können auch Neuinstallationen und Neu­ konstruktionen mit dem verminderten Platzbedarf geschaffen werden, so daß die erforderlichen Betriebsflächen so gering wie möglich gehalten werden können. Dennoch und trotz dieser kompakten Bauweise sind keine Einschränkungen der Tragfähig­ keit oder der Sicherheit erforderlich, sondern es kann sogar die Präzision durch die Beseitigung des Axialspieles erhöht werden, ohne dabei Probleme beim Be- und Entladen zu schaffen, weil für diese Phase ein Axialspiel erforderlicher Größe auto­ matisch eingestellt werden kann. Somit besteht auch die Mög­ lichkeit, unterschiedliche Längen von Wickelwellen auszu­ gleichen, was die Einsatzmöglichkeiten verbessert.

Schließlich kann die Vorrichtung zur Eliminierung von Axialspiel bei Ausbildung gemäß Anspruch 17 zur Bahnkantensteuerung verwendet werden, indem die als Kolben wirkenden Lagerhülsen zweier sich gegenüberstehender Vorrichtungen einen von ihnen gehaltenen Wickel synchron axial hin- und herver­ stellen können. In diesem Falle werden sie also nicht zur Beseitigung des Axialspieles relativ zueinander verschoben, sondern synchron und gleichsinnig miteinander. Da die Verschlußvorrichtung für den Aufnahmeteil und der Schubkolben für die Betätigung dieses Verschlusses in die Lagerhülse und den Stutzen entsprechend integriert ist und durch das Druckmedium in der Schließlage relativ zur Lagerhülse und zu dem Stutzen festgehalten wird, macht auch der Verschluß solche Verschiebebewegungen ohne Gefahr einer ungewollten Öffnung mit.

Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung noch näher beschrieben. Es zeigt in zum Teil schematisierter Darstellung:

Fig. 1 bis 3 einen Längsmittelschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Kuppeln eines Wickelstabes in unterschiedlichen Betriebszuständen, wobei die Ausnehmung des Aufnahmeteiles in Fig. 1 geöffnet und das größtmögliche Axialspiel eingestellt ist, in Fig. 2 das Axialspiel beseitigt, aber die Aus­ nehmung noch nicht verschlossen ist, während ge­ mäß Fig. 3 bei beseitigtem Axialspiel auch die Ausnehmung des Aufnahmeteiles verschlossen ist,

Fig. 4 eine Stirnansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 3 und

Fig. 5 in vergößertem Maßstab einen Teil-Längsschnitt durch das Lagergehäuse, eine darin als Kolben ver­ schiebbare Lagerhülse und in deren Innerem wiede­ rum einen mittels Druckmedium verschiebbaren Schubkolben, wobei die Lagerhülse zur Beseitigung des Axialspieles und der Schubkolben zur Betäti­ gung des axial verschiebbaren Verschlusses dient und diese Verschiebebewegungen jeweils unabhängig voneinander und relativ zueinander durchführbar sind.

Eine Vorrichtung 1 dient zum Kuppeln eines nicht näher dargestellten Wickelstabes oder dergleichen mit einer Mitnehmerwelle 2 einer Wickelmaschine, wobei der Wickelstab am Ende einen koaxialen Kupplungszap­ fen aufweist und ein solcher Kupplungszapfen in eine Ausneh­ mung 3 eines Aufnahmeteiles 4 an der Mitnehmerwelle 2 einsetz­ bar und aus diesem aushebbar ist, so daß also die Drehung der Mitnehmerwelle 2 auf die des Wickelstabes übertragen wird und umgekehrt. Dazu sind in Drehrichtung formschlüssig miteinander zusammenpassende Bereiche miteinander kuppelbar, wobei im Aus­ führungsbeispiel gemäß Fig. 4 eine im Querschnitt insgesamt quadratische, auf einer Kante stehende, in dem Aufnahmeteil 4 und einem Verschluß 5 angeordnete Ausnehmung 6 vorgesehen ist und der entsprechende Kupplungszapfen eine analoge Außenkon­ tur hat. In Gebrauchsstellung wird der Kupplungszapfen in be­ kannter Weise von dem die Eintrittsöffnung in die Ausnehmung 6 des Aufnahmeteiles 4 verschließenden bzw. öffnenden Ver­ schluß 5 übergriffen, wodurch in Drehrichtung die zusammen­ passenden Bereiche miteinander formschlüssig gekuppelt sind, wobei die den Aufnahmeteil 4 aufweisende Mitnehmerwelle 2 in einem zum Beispiel ortsfest montierten Lagergehäuse 7 in noch zu beschreibender Weise drehbar gelagert ist.

Beim Vergleich der Fig. 1 und 2 miteinander erkennt man, daß innerhalb des Lagergehäuses 7 eine Lagerhülse 8 angeordnet ist, die in ihrem Inneren die Mitnehmerwelle 2 und eines von deren Drehlagern 9 enthält, und daß die Lagerhülse 8 mit der ihr gegenüber über ein zweites Lager 10 axial festlie­ genden Mitnehmerwelle 2 und Aufnahmeteil 4 zusammen axial ver­ schiebbar ist. Die Mitnehmerwelle 2 ist also in zwei Lagern 9 und 10 drehbar gelagert und kann sich relativ zu der axial verschiebbaren Lagerhülse in bekannter Weise drehen. Wird jedoch die Lagerhülse axial verschoben, macht die Mitnehmer­ welle 2 und damit der Aufnahmeteil 4 diese Verschiebebewegung mit, wie man deutlich beim Vergleich der Fig. 1 und 2 er­ kennt.

Somit kann beim Einlegen des Kupplungszapfens eines Wickel­ stabes 2 in die Ausnehmung 6 des Aufnahmeteiles 4 ein günstiges axiales Spiel zwischen der Stirnseite des Kupplungszapfens und einer stirnseitigen Wand 11 dieser Ausnehmung 6 vorhanden sein, so daß ein schnelles und problemloses Einlegen des Wickelsta­ bes mit einem Hebezeug möglich ist, während für den Betrieb dieses axiale Spiel durch die Verschiebung der Mitnehmerwelle 2 und des Aufnahmeteiles 4 gegen diesen Kupplungszapfen hin beseitigt werden kann. Diese Verschiebung erfolgt mit Hilfe der axial verschiebbaren Lagerhülse 8.

Im Ausführungsbeispiel ist die Lagerhülse 8 mittels eines Druckmittels, also hydraulisch oder pneumatisch axial in Richtung auf den Wickelstab 2 hin, also aus der Lage der Fig. 1 in die Position gemäß Fig. 2, verschiebbar und in umgekehrter Richtung auch wieder rückziehbar. Dazu ist die Lagerhülse 8 selbst als Kolben innerhalb des ortsfesten Lagergehäuses 7 aus­ gebildet, abgedichtet und verschiebbar, und das Lagergehäuse 7 hat Zuführungen, insbesondere Kanäle 12 oder dergleichen Lei­ tungen für das Druckmedium zur Beaufschlagung von Druckflächen 13 und 14 der Lagerhülse 8, was besonders deutlich in Fig. 5 erkennbar ist. Dabei wird in Fig. 5 auch deutlich, daß das ortsfeste Lagergehäuse 7 als Zylinder für die als Kolben aus­ gebildete Lagerhülse 8 dient. Demgemäß brauchen die Kanäle 12 oder dergleichen Leitungen nur dieses ortsfeste Lagergehäuse 7 zu durchsetzen, was problemlos und platzsparend gemäß Fig. 5 möglich ist.

Die Lagerhülse 8 hat einen radial nach außen vorstehenden Bund 15, der an einer zylindrischen Innenfläche 16 des ortsfesten Lagergehäuses 7 über eine Dichtung 17 anliegt und mit der Lagerhülse 8 axial ver­ schiebbar ist, wobei die Druckmittelzuführungen 12 beidseits dieses Bundes 15 durch das Lagergehäuse 7 geführt sind. Somit stehen beide Stirnflächen dieses Bundes 15 als Druckflächen 13 und 14 zur Verfügung, so daß die Lagerhülse 8 kolbenartig in beiden axialen Richtungen verschoben werden kann.

Zur Aufnahme dieses die Druckflächen 13 und 14 aufweisenden, die eigentliche Kolbenfläche bildenden Bundes 15 ist an der Innenseite des ortsfesten Lagergehäuses 7 eine radiale zylin­ drische Aussparung mit der zylindrischen Innenfläche 16 vorge­ sehen, die in ihrer axialen Ausdehnung dem größtmöglichen Ver­ schiebeweg entspricht. Nach wenigstens einer Seite, im Aus­ führungsbeispiel der dem Aufnahmeteil 4 abgewandten Seite hin ist diese zylindrische Aussparung des ortsfesten Lagergehäuses 7 durch einen nachträglich einsetzbaren Gehäuseeinsatz 18 be­ grenzt, der gegenüber der Außenseite der relativ zu ihm ver­ schiebbaren Lagerhülse 8 wiederum mit einer Dichtung 19 abge­ dichtet ist und somit zur Führung der eine entsprechend große axiale Länge aufweisenden Lagerhülse 8 beiträgt. Die andere Seite des zylindrischen Druckraumes des ortsfesten Gehäuses 7 könnte durch einen weiteren derartigen Einsatz oder - wie im Ausführungsbeispiel - durch eine einstückig radial nach innen ragende Verengung 20 des Lagergehäuses 7 begrenzt sein, die ebenfalls eine Dichtung 21 zum Abdichten der in diese Ver­ engung 20 ragenden und innerhalb von dieser verschiebbaren Lagerhülse 8 aufweist.

Das dem Aufnahmeteil 4 abgewandte Ende der Lagerhülse 8 ist mit einem von ihr bei den Verschiebebewegungen mitgenommenen Stutzen 22 verbunden, der das zweite Lager 10 der Mitnehmer­ welle 2 enthält, über welches die axiale Bewegung der Lager­ hülse 8 auf die Mitnehmerwelle 2 und damit den Aufnahmeteil 4 übertragen wird. Dazu ist dieses Lager 10 einerseits an dem Stutzen 22 mit Hilfe eines Deckels 23 und andererseits an der Mitnehmerwelle 2 mit Hilfe von Mitnahmeringen 24 eingespannt.

Wird über die dem Aufnahmeteil 4 fernere Druckleitung 12 ein entsprechender Druck auf die Druckfläche 13 des Bundes 15 der Lagerhülse 8 ausgeübt, wird diese aus ihrer in Fig. 1 darge­ stellten Postion zusammen mit dem Stutzen 22 und dem zweiten Lager 10 und somit der Mitnehmerwelle 2 und dem Aufnahmeteil 4 in die in Fig. 2 dargestellte Postion verschoben, d. h. ein bis dahin zwischen einem in die Ausnehmung 6 des Aufnahmeteiles 4 ein­ gelegten Kupplungszapfen und der Wand 11 des Aufnahmeteiles 4 bestehendes Spiel kann auf ein beliebiges Mindestmaß redu­ ziert oder beseitigt werden. Darüber hinaus kann bei ent­ sprechender Ansteuerung der Druckmittelzufuhr im Zusammenwir­ ken mit einer spiegelbildlich angeordneten Vorrichtung 1, die einen gegenüberliegenden Kupplungszapfen des Wickelstabes trägt, eine synchrone axiale Verstellung der Aufnahmeteile 4 und damit eine axiale Hin- und Herbewegung des gesamten Wi­ ckelstabes z. B. zur Durchführung einer Bahnkantensteuerung durchgeführt werden. Somit können separate Einrichtungen zur Bahnkantensteuerung der von einem Wickel ablaufenden oder auf ihn auflaufenden Bahn eingespart werden.

In den Fig. 1 bis 3 und vor allem in Fig. 5 erkennt man eine weitere wesentliche Maßnahme, die eine automatisierte Betätigung der Vorrichtung 1 bei gleichzeitig platzsparender und kompakter Bauweise ermöglicht, wobei die vorstehend be­ schriebenen Teile in vorteilhafter Weise mit ausgenutzt wer­ den können. Es ist nämlich vorgesehen, daß der Verschluß 5 der Ausnehmung 6 des Aufnahmeteiles 4 - nicht als klappbares Hand­ rad, sondern - axial verschiebbar an der Mitnehmerwelle 2 oder -achse gelagert ist und mittels eines innerhalb des Lagerge­ häuses 7 und dabei auch innerhalb der Lagerhülse 8 angeordne­ ten Schubkolbens 25 hydraulisch oder pneumatisch, also wiede­ rum mit Hilfe eines Druckmediums, in Schließstellung ver­ schiebbar- und in Offenstellung zurückziehbar ist. Dabei ist in platzsparender und zweckmäßiger Weise der Schubkolben 25 koaxial zu der ihrerseits als Kolben ausgebildeten Lagerhülse 8 und relativ zu dieser verschiebbar angeordnet, wobei die An­ ordnung im Ausführungsbeispiel so gewählt ist, daß die Außen­ seite des Schubkolbens 25 gegenüber der Innenseite der Lager­ hülse 8 verschiebbar und abgedichtet ist, d. h. der Schubkolben 25 befindet sich koaxial im Inneren der Lagerhülse 8. Dadurch bleibt der Vorteil erhalten, daß die Lagerhülse 8 gegenüber dem ortsfesten Lagergehäuse 7 verschiebbar ist und ihre Druck­ mittelzufuhr 12 unmittelbar durch dieses Lagergehäuse 7 ge­ führt sein kann. Eine Dichtung 26 zwischen Schubkolben 25 und Lagerhülse 8 ist dabei im Ausführungsbeispiel in dem im Auf­ nahmeteil 4 abgewandten Endbereich dieses Schubkolbens 25 an­ geordnet.

Der Schubkolben 25 ist über Mitnehmer, im Ausführungsbeispiel über das Drehlager 9 der Mitnehmerwelle 2 und des Aufnahmetei­ les 4 haltende Ringe 27a in axialer Richtung mit dem Verschluß 5 für das Aufnahmeteil 4 gekuppelt. Der Verschluß 5 steht dabei seinerseits an einem Schiebestutzen 27 radial vor, welcher Schiebestutzen 27 in axialer Richtung hinter dem Aufnahmeteil 4, d.h. auf dessen der Ausnehmung 6 abgewandten Seite, auf der Mitnehmerwelle 2 verschiebbar ist und an seiner Außenseite das Lager 9 und die Mitnehmerringe 27a trägt.

Der somit hohle, ein das erste Drehlager 9 der Mitnehmerwelle 2 und des Auf­ nahmeteiles 4 in sich axial festliegend aufnehmende Schubkol­ ben 25 hat dabei an seinem dem Aufnahmeteil 4 abgewandten Ende oder nahe diesem Ende einen radial nach außen oder bevorzugt und wie im Ausführungsbeispiel vorgesehen nach innen ragenden Bund beziehungsweise Flansch 28, dessen äußere Stirnseite als Druckfläche 29 für die Verschiebung aus der in Fig. 2 darge­ stellten Position in die in Fig. 3 dargestellte Schließstel­ lung dient und dessen innenseitige Fläche als Druckfläche 30 für die Rückzugbewegung in entgegengesetzter Richtung vorge­ sehen ist. Dieser Flansch 28, der also beidseits Druckflächen 29 und 30 hat, ist gegenüber einer äußeren Axialführung, wie schon erwähnt, gegenüber der ihrerseits axial verschiebbaren Lagerhülse 8, und innenseitig gegenüber dem mit dieser Lager­ hülse 8 verbundenen, einen radialen Abstand in der radialen Ausdehnung des Flansches 28 aufweisenden Stutzen 22 abgedich­ tet und verschiebbar geführt. Die Abdichtung gegenüber der Innenseite der Lagerhülse 8 erfolgt dabei mit Hilfe der schon erwähnten Dichtung 26, während zu dem Stutzen 22 hin eine Dichtung 31 vorgesehen ist.

Somit dient der Stutzen 22 auch als innere Lauffläche und Führung für den Schubkolben 25 und als innere Begrenzung des Druckraumes für diesen Schubkolben 25, wobei es noch erforder­ lich ist, daß dieser Stutzen 22 als stirnseitigen Abschluß einen nach außen weisenden Flansch 32 oder einen Bund oder dergleichen hat, der den nach innen gerichteten Flansch 28 des Schubkolbens 25 hintergreift, was in den Fig. 1 bis 3 und besonders gut in Fig. 5 erkennbar ist. Dieser Flansch 32 ist mit Hilfe einer Dichtung 33 gegenüber der Innenseite des Schubkolbens 25 abgedichtet und zwischen den beiden sich hin­ tergreifenden Flanschen 28 und 32 ist der Druckraum für die Rückzugbewegung des Schubkolbens 25 vorgesehen, in welchen eine Druckmittelzufuhr, im Ausführungsbeispiel eine Bohrung oder ein Kanal 34 mündet, wobei diese Bohrungen und Kanäle gemäß Fig. 5 durch den Stutzen 22 geführt sind.

Dabei ist allerdings nur ein Teil der Druckmittelleitungen oder Kanäle 34 für den Schubkolben 25 in der Wandung des Stutzens 22 angeordnet, während gemäß Fig. 5 für die Beauf­ schlagung der anderen Seite des Flansches 32 eine Druckleitung 35 durch das Ende der Lagerhülse 8 geführt ist.

Wird über diese Druckleitung 35 der dem Aufnahmeteil 4 abge­ wandte Druckraum des Schubkolbens 25 zwischen Lagerhülse 8 und Stutzen 22 und die Druckfläche 29 mit Druckmedium beauf­ schlagt, wird der Verschluß 5 aus seiner in Fig. 2 dargestell­ ten Offenstellung in die in Fig. 3 dargestellte Schließstel­ lung bewegt. Dadurch nähern sich die beiden Flansche 28 und 32 an, während sie durch eine entgegengesetzte Druckbeaufschla­ gung über die Kanäle 34 wieder voneinander wegbewegt werden, wenn der Verschluß 5 eine gegensinnige Relativbewegung gegen­ über der Mitnehmerwelle 2 und deren Aufnahmeteil 4 durchzu­ führen hat.

Diese Druckmittelbetätigung sowohl der Beseitigung eines Axi­ alspieles als auch einer Bahnkantensteuerung einerseits und der automatisierten Betätigung des Verschlusses 5 andererseits erlaubt entsprechende Überwachungen und Sicherheitsmaßnahmen. In den Fig. 1 bis 3 erkennt man, daß Sensoren 36 für die Offen- und die Schließstellung des Verschlusses 5 des Auf­ nahmeteiles 6 im Ausführungsbeispiel vorgesehen sind, die eine nicht näher dargestellte Steuerung des Antriebes der Mitnehmer­ welle 2 so beaufschlagen können, daß bei geöffneter Aufnahme 6 dieser Antrieb gesperrt ist.

Auch der Druck zumindest in dem Druckraum für die axiale Ver­ stellung der Lagerhülse 8 gegen den Wickelstab hin und/oder der Druck in dem Druckraum für das Verschließen des Aufnahme­ teiles 4 können mit Drucksensoren oder dergleichen meßbar sein und die Drucksensoren können Bremsen und/oder den Antrieb der Maschine derart ansteuern, daß bei einem Abfall des Druckes unter einen vorbestimmten Wert, bei welchem also die Position des Aufnahmeteiles 4 und seines Verschlusses 5 nicht mehr ge­ währleistet sind, der Antrieb abgebremst und/oder angehalten wird. Schnell laufende Maschinen, die möglichst ohne Bedie­ nungspersonal auskommen sollen, unterliegen nämlich erhöhten Sicherheitsanforderungen im Bezug auf die Betriebs- und vor allem die Unfallsicherheit. Dieser Forderung nach Sicherheit kann also in doppelter Weise Rechnung getragen werden, da einerseits die beiden Drücke gemessen und bei Druckabfall die Anlage abgebremst werden kann und ein zweiter elektrischer Sicherheitskreis möglich ist, bei welchem über Sensorschalter 37 die Abfrage nach dem mechanischen Verschlußzustand des Lagers und der vorderen Stellung möglich ist, die also die Position des Verschlusses 5 überwachen. Die Dichtungen 17, 19, 21, 23, 31 und 33 sind zweckmäßigerweise Dichtringe.

Bei der Vorrichtung 1 zum Kuppeln eines Wickelstabes mit einer Mitnehmerwelle 2 kann die Ausnehmung 3 des Aufnahmeteiles 4 automatisch geöffnet werden, indem Luft oder ein sonstiges Druckmedium zugeführt und dadurch mit Hilfe des Schubkolbens 25 der den Verschluß 5 tragende Schiebestutzen 27 zurückge­ schoben und dadurch die Vierkantaufnahme freigegeben oder bei umgekehrter Druckbeaufschlagung und Verschiebung verschlossen wird. Desweiteren kann eine den Schubkolben 25 in sich enthal­ tende Lagerhülse 8 ihrerseits an Druckflächen mit Druck be­ aufschlagt und damit die komplette Einheit innerhalb des orts­ festen Lagergehäuses 7 hin- und herverschoben werden, wodurch einerseits ein Axialspiel beim Beladen vergrößert beziehungs­ weise während des Betriebes minimiert oder beseitigt werden kann. Der Wickelstab kann dadurch in axialer Richtung fest eingespannt werden. Außerdem kann er beim Einlegen seiner beiden Enden in derartige Lagervorrichtungen zur Bahnkanten­ steuerung axial hin- und herbewegt werden.

Claims (17)

1. Vorrichtung (1) zum Kuppeln eines Wickelstabes oder der­ gleichen mit einer Mitnehmerwelle (2) einer Wickelma­ schine, wobei der Wickelstab an wenigstens einem Ende einen koaxialen Kupplungszapfen aufweist und dieser Kupplungszapfen in eine Ausnehmung (3) eines Aufnahmeteiles (4) einsetzbar und aus diesem ausheb­ bar ist, wobei in Drehrichtung formschlüssig miteinander zusammenpassende Bereiche miteinander kuppelbar sind, wobei der Kupplungszapfen in Gebrauchsstellung von einem die Eintrittsöffnung in die Ausnehmung (6) des Aufnahme­ teiles (4) verschließenden bzw. öffnenden Verschluß (5) über­ griffen ist und wobei die den Aufnahmeteil (4) aufweisende Mitnehmerwelle (2) in einem vorzugsweise orts­ festen Lagergehäuse (7) drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Lagergehäuses (7) eine Lagerhülse (8) angeordnet ist, die in ihrem Inneren die Mitnehmerwelle oder -achse (2) und deren Drehlager (9) enthält, und daß die Lagerhülse (8) zusammen mit der ihr gegenüber axial festliegenden Mitnehmerwelle (2) und dem Aufnahmeteil (4) axial verschiebbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerhülse (8) hydraulisch und/oder pneumatisch axial in Richtung auf den Wickelstab hin verschiebbar und rück­ ziehbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Lagerhülse (8) selbst als Kolben innerhalb des ortsfesten Lagergehäuses (7) ausgebildet, abgedichtet und verschiebbar ist und das Lagergehäuse (7) Zuführungen, insbesondere Kanäle (12) oder dergleichen für das Druckme­ dium zur Beaufschlagung einer Druckfläche (13, 14) der Lagerhülse (8) hat.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das ortsfeste Lagergehäuse (7) und/oder eine in ihm befindliche Zwischenhülse als Zylinder für die als Kolben ausgebildete Lagerhülse (8) dient.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Lagerhülse (7) einen radial nach außen vorstehenden Bund (15) oder dergleichen aufweist, der an einer zylindrischen Innenenfläche (16) des orts­ festen Lagerhäuses (7) abgedichtet (17) und axial ver­ schiebbar ist, und daß die Druckmittelzuführungen (12) vorzugsweise beidseits dieses Bundes (15) durch das Lager­ gehäuse (7) geführt sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß an der Innenseite des ortsfesten Lager­ gehäuses (7) eine radiale zylindrische Aussparung zur Auf­ nahme des druckbeaufschlagten Bundes (15) der Lagerhülse (8) vorge­ sehen ist, die in ihrer axialen Ausdehnung dem größtmög­ lichen Verschiebeweg entspricht.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die zylindrische Aussparung des ortsfes­ ten Lagergehäuses (7) nach wenigstens einer Seite durch einen nachträglich einsetzbaren Gehäuseeinsatz (18) be­ grenzt ist, der gegenüber der Außenseite der relativ zu diesem Einsatz verschiebbaren Lagerhülse (7) abgedichtet (19) ist und daß die andere Seite des zylindrischen Druck­ raumes durch einen weiteren Einsatz oder durch eine ein­ stückig radial nach innen ragende Verengung (20) des orts­ festen Lagergehäuses (7) begrenzt ist, die ebenfalls eine Dichtung (21) zum Abdichten der Lagerhülse (8) auf­ weist.

8. Vorrichtung nach Oberbegriff des Anspruches 1 und insbe­ sondere einem der Ansprüche 1 bis 7 mit einem Verschluß der Ausnehmung des Aufnahmeteiles, der axial verschiebbar an der Mitnehmerwelle gelagert und mittels einer Verstell­ einrichtung in Schließstellung verschiebbar und in Offenstellung zurückziehbar ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verstelleinrichtung einen innerhalb des Lagergehäuses (7) und/oder einer Lagerhülse (8) angeordneten, druckmittelbetätigbaren Schubkolben (25) aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der koaxial zu der Lagerhülse (8) angeordnete Schubkolben (25) mit seiner Außenseite gegenüber der Innenseite der Lagerhülse (8) verschiebbar und abgedichtet (26) ist und über Mitnehmer, vorzugsweise ein Wälzlager (9) der Mitneh­ merwelle (2) und des Aufnahmeteiles (4) haltende Ringe (27a) oder dergleichen, in axialer Richtung mit dem Verschluß (5) des Aufnahmeteiles (4) gekuppelt ist, welcher Verschluß (5) an einem Schiebestutzen (27) oder dergleichen vorsteht, der in axialer Richtung hinter dem Aufnahmeteil (4) auf der Mitnehmerwelle (2) verschiebbar ist und an seiner Außenseite das Lager (9) und die Mitnehmerringe (27a) trägt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der hohle ein Lager (9) der Mitnehmer­ welle (2) und des Aufnahmeteiles (4) in sich axial fest­ liegend aufliegende Schubkolben (25) an seinem dem Aufnah­ meteil (4) abgewandten Ende einen radial nach außen oder bevorzugt nach innen ragenden Bund oder Flansch (28) hat, dessen äußere Stirnseite als Druckfläche (29) für die Verschiebung in Schließstellung und dessen innenseitige Fläche als Druckfläche (30) für die Rückzugbewegung vor­ gesehen ist und der gegenüber der äußeren Axialführung, bevorzugt der ihrerseits axial verschiebbaren Lagerhülse (8), und innenseitig gegenüber einem mit dieser Lagerhülse (8) verbundenen, einen radialen Abstand in der radialen Ausdehnung des Flansches (28) aufweisenden Stutzen (22) abgedichtet und verschiebbar geführt ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der als innere Lauffläche und Begrenzung des Druckraumes für den Schubkolben (25) für den Verschluß dienende Stutzen (22) einen nach außen weisenden Flansch (32) oder dergleichen hat, der den nach innen gerichteten Flansch (28) des Schubkolbens (25) hintergreift und gegen­ über der Innenseite des Schubkolbens abgedichtet (33) ist, und daß zwischen den beiden sich hintergreifenden Flan­ schen (28, 32) oder Bunden der Druckraum für die Ruckzug­ bewegung des Schubkolbens (25) vorgesehen ist und in diesen Druckraum eine Druckmittelzufuhr, insbesondere eine Bohrung oder ein Kanal (34) vorzugsweise durch den Stutzen (22) oder dergleichen mündet.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Stutzen (22) außerhalb des Verschie­ beweges des Schubkolbens (25) das zweite Lager (10) der Mitnehmerwelle (2) enthält.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Stutzen (22) mit der Lagerhülse (8) fest, gegebenenfalls lösbar, verbunden ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Stutzen (22) in seiner Wandung einen Teil der Druckmittelzuleitungen oder Kanäle (34) für den Schubkolben (25) enthält.

15. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Sensoren (36) für die Offen- und die Schließstellung des Verschlusses (5) des Aufnahmeteiles (6) vorgesehen sind, die vorzugsweise eine Steuerung des Antriebes so beaufschlagen, daß bei offener Aufnahme (6) der Antrieb gesperrt ist.

16. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck zumindest in dem Druckraum für die axiale Verstellung der Lagerhülse (8) gegen den Wickelstab hin und/oder der Druck in dem Druckraum für das Verschließen mittels Drucksensoren oder dergleichen meßbar ist und daß die Drucksensoren Bremsen und/oder den Antrieb der Maschine derart ansteuern, daß bei einem Abfall des Druckes unter einen vorbestimmten Wert der Antrieb abge­ bremst und/oder angehalten wird.

17. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die kolbenartigen Lagerhülsen (8) zweier gemeinsam einen Wickelstab tragender Lagergehäuse (7) als Bahnkantensteuerung zum Beispiel über eine Differenzdruck­ schaltung synchron miteinander, insbesondere nach Besei­ tigung des Axialspieles, verschiebbar sind.