DE4122806A1 - Vorrichtung zum wechseln von umfaenglich expandierenden spannkoepfen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wechseln von umfänglich expandierenden Spannköpfen, die auf einem drehbaren Wellenzapfen abziehbar befestigt sind und über den Zapfenumfang mehrere sich axial erstreckende, radial bewegbare Spannsegmente aufweisen, die sich auf der Zapfenaußenfläche abstützen.

Derartige Spannköpfe werden in der papierverarbeitenden Industrie vielfach zum Spannen und Führen von Wickelhülsen beim Auf- oder Abwickeln von Wickelrollen eingesetzt; so z. B. in Wickelmaschinen zum Aufwickeln von Papier- oder Kartonbahnen auf Wickelhülsen zum drehbaren Halten der Wickelrollen, wobei diese zusätzlich zur Beeinflussung der Wickelhärte über die Spannköpfe angetrieben werden können.

Die Spannköpfe arbeiten in der Weise, daß bei einem auf dem Zapfen ausgeübten Drehmoment die Spannsegmente sich radial nach außen bewegen und sich so spannend an die Innenfläche einer Wickelhülse anlegen können. Damit zum Einschieben in eine Hülse die Spannköpfe selbsttätig einen nicht expandierten Zustand einnehmen, werden die Spannsegmente von Federn, z. B. Ringfedern, in Richtung zum Zapfen gezogen. Dabei liegen sie unter Federkraft entweder direkt auf der Zapfenaußenfläche oder auf Stützelementen auf, die sich auf der Außenfläche des Zapfens abstützen. Die axiale Sicherung des Spannkopfs auf dem Zapfen kann dabei mittels einer an der Stirnseite befestigten umfänglich überstehenden Führungsscheibe erfolgen, die zum Abziehen des Spannkopfes von dem Zapfen gelöst werden kann. Ein derartiger Spannkopf ist in der EP-C 02 08 832 beschrieben.

Beim Auf- oder Abwickeln auf Wickelhülsen mit unterschiedlichem Durchmesser mit einer Maschine müssen unterschiedliche Spannköpfe mit einem auf den Innendurchmesser der verwendeten Wickelhülse angepaßten Außendurchmesser eingesetzt werden. Die unterschied­ lichen Spannköpfe weisen dabei zum Aufschieben auf den mit der Maschine fest verbundenen Wellenzapfen gleichen Innendurchmesser, jedoch durch unterschiedliche Gestaltung der Höhe der Spannsegmente und/oder Stützelemente unterschiedlichen Außendurchmesser auf. Der Wechsel eines Spannkopfs ist dabei sehr zeit- und arbeitsaufwendig, da die für eine radiale Expansion notwendigerweise lose auf dem Zapfen abgestützten Spannsegmente und Stützelemente beim Abziehen von dem Wellenzapfen sich ungeordnet voneinander lösen. Beim erneuten Einbau müssen sie somit aufwendig neu um den Wellenzapfen in den erforderlichen Positionen zueinander angeordnet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Spannköpfen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ein schnelleres und weniger aufwendiges Auswechseln zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch die Wechselvorrichtung nach den Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.

Mit der Wechselvorrichtung nach der Erfindung lassen sich die Spannköpfe von den Wellenzapfen so abziehen, daß die Anordnung der einzelnen Elemente zueinander erhalten bleibt. Beim Wiederein­ setzen lassen sich die geordneten Elemente einfach wieder über den Wellenzapfen schieben.

Die Unteransprüche enthalten bevorzugte, da besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Die Zeichnungen dienen zur Erläuterung der Erfindung anhand eines vereinfacht dargestellten Ausführungsbeispiels.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt eines Spannkopfes durch eine Ebene senkrecht zum Wellenzapfen.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt entlang der Linie II-II von Fig. 1.

Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch den Spannkopf und die Wechselvorrichtung beim Abziehen des Spannkopfs.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-A von Fig. 3.

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Spannkopf sitzt auf einem als Flanschzapfen ausgebildeten Wellenzapfen 1, dessen Flansch 2 mittels Befestigungsschrauben 3 an dem nicht dargestellten Ende einer Antriebswelle festgeschraubt ist. Zwischen dem Wulst 4 eines den Zapfen 1 umgebenden Käfigs 5 und dem Flansch 2 ist ein Axialdrucklager 6 angeordnet, das die auftretenden Axialkräfte aufnehmen kann. Der Käfig 5 weist - wie aus Fig. 1 hervorgeht - über den Umfang verteilt Ausnehmungen auf, in die rohrsegment­ förmige Spannelemente (Spannsegmente 7) eingesetzt sind. Die Spannsegmente 7 werden von Ringfedern 8, 9 gehalten, die in radialer Richtung zu dem Zapfen 1 hinziehen. Der Käfig 5 ist durch eine umfänglich überstehende Führungsscheibe 10 mit einer Schraube 11 befestigt, die zum Abziehen des Käfigs 5 mit den Spannsegmenten 7 gelöst werden kann.

Zwischen den Spannsegmenten 7 und dem Zapfen 1 sind halbzylinder­ förmige Stützelemente 12 angeordnet, die mit ihrer ebenen Fläche auf den ebenen Außenflächen des Zapfens 1 aufliegen, dessen Querschnitt daher die Form eines Polygons, im vorliegenden Beispiel eines Quadrats, aufweist. Die dem Zapfen 1 abgewandte Seite der Stützelemente 12 befindet sich in der entsprechend halbzylinderförmig ausgebildeten Aussparung der Innenseite der Spannsegmente 7.

Bei einem auf den Zapfen 1 ausgeübten Drehmoment werden die Spannsegmente 7 über die Stützelemente 12 radial nach außen bewegt und legen sich so spannend an die Innenfläche einer Wickelhülse an. Zum Wechseln eines Spannkopfs wird die Führungsscheibe 10 von der Stirnseite des Zapfens 1 abgeschraubt und der Käfig 5 mit den Spannsegmenten 7 und den Stützelementen 12 wird abgezogen. Um die Anordnung dieser Teile um den Zapfen 1 nach dem Abziehen zu erhalten, erfolgt das Abziehen des Spannkopfs von der Welle 1 mit der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung.

Die Wechselvorrichtung weist ein in etwa zylinderförmiges Griffteil 13 auf, an dem ein Rundzapfen 14 mit gleichem oder etwas geringerem Außendurchmesser als der des Zapfens 1 befestigt ist. An seiner Außenseite weist der Rundzapfen 14 mehrere über den Umfang verteilte, sich in axialer Richtung erstreckende Längsnuten 15 auf. Die Anzahl der Längsnuten 15 entspricht der der Spannsegmente 7; im vorliegenden Beispiel sind es vier. In jede Längsnut 15 ist ein Hebel 16 eingesetzt, der an einem Stift 17 in etwa mittig um eine Achse senkrecht zur Zapfenachse kippbar gelagert ist. Jeder Hebel 16 reicht mit seinem als Spannteil 18 verdickten Ende bis zum Ende des Zapfens 14 und ist so ausgestaltet und gelagert, daß sich die Spannteile 18 radial soweit nach außen bewegen können, daß ihr gemeinsamer Außendurchmesser größer als der Außendurchmesser des Zapfens 1 ist. Eine zwischen den Spannteilen 18 und den Stiften 17 in eine umlaufende Nut eingelegte Ringfeder 19 zieht die Hebel 16 in die Grundposition, bei der der gemeinsame Außendurchmesser der Spannteile 18 etwas geringer als der Außendurchmesser der Welle 1 ist. Über die zylinderförmigen Teile des Zapfens 14 zwischen den Nuten 15 ist ein axial verschiebbarer Spannring 20 aufgezogen, durch den die Kippbewegung der Hebel 16 bewirkt wird. Bei einer Verschiebung des Spannrings 20 in Richtung zum Griffteil 13 bewegen sich die Spannteile 18 der Hebel 16 radial nach außen, entsprechend werden sie von der Ringfeder 19 radial nach innen gezogen, wenn der Spannring 8 in entgegengesetzte Richtung bewegt wird.

Zum Auswechseln eines Spannkopfs wird zunächst die Befestigungs­ schraube 11 gelöst und die Führungsscheibe 10 entfernt. Anschließend wird das stirnseitige Ende des Zapfens 14 auf den Wellenzapfen 1 koaxial aufgesetzt, wobei sich der Spannring 20 im Endbereich des Zapfens 14 befindet, so daß die Spannteile 18 der Hebel 16 an dem Zapfen 14 anliegen. Danach werden die Spannsegmente 7, die Stützelemente 12 und der Käfig 4 des Spannkopfes nach außen vom Zapfen 1 ab- und zugleich über die Spannteile 18 der Hebel 16 gezogen. Dabei wird zugleich der Spannring 20 in Richtung zum Griffteil 13 verschoben und drückt dabei die Spannteile 18 radial nach außen. Diese legen sich spannend an die Innenseiten der Stützelemente 12 an und ersetzen so den Wellenzapfen 1 in seiner Stützfunktion. Die Anordnung des Käfigs 5, der Stützelemente 12 und der Spannsegmente 7 zueinander wird somit erhalten, während der gesamte Spannkopf von dem Wellenzapfen 1 abgezogen wird. Die nun von den Spannteilen 18 der Hebel 16 gespannten Teile des Spannkopfes können einem Magazin zugeführt werden, bis sie bei einem erneuten Einsatz in geordneter Form wieder über den Zapfen 1 geschoben werden. Beim Aufschieben auf den Zapfen 1 wird der Spannring 20 in Richtung zum Zapfen 1 bewegt. Dabei gibt er die entgegengesetzten Enden der Hebel 16 frei, so daß die Ringfeder 19 die Spannteile 18 zusammenzieht. Die Spannteile 18 lösen sich daher von den Innenseiten der Stützelemente 12, die nun wiederum von dem Zapfen 1 abgestützt werden.

Claims (3)

1. Vorrichtung zum Wechseln von umfänglich expandierenden Spannköpfen, die auf einem drehbaren Wellenzapfen (1) abziehbar befestigt sind und über den Zapfenumfang mehrere sich axial erstreckende, radial bewegbare Spannsegmente (7) aufweisen, die sich auf der Zapfenaußenfläche abstützen, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• - ein Griffteil (13), an dem ein Zapfen (14) mit gleichen oder etwas geringerem Außendurchmesser als der des Zapfens (1) des Spannkopfes befestigt ist,
• - der Zapfen (14) weist mehrere über den Umfang verteilte, sich in axialer Richtung erstreckende Längsnuten (15) an seiner Außenseite auf,
• - in jeder Längsnut (15) ist ein Hebel (16) um eine Achse senkrecht zur Zapfenachse kippbar so angeordnet, daß sein Ende (Spannteil 18) radial nach außen bis über den Außendurchmesser des Zapfens (1) hinwegbewegt werden kann, und
• - ein Arretierglied (Spannring 20), das die Spannteile (18) radial nach außen drückt und in dieser Position hält.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen über den Zapfen (14) und die Hebel (16) gezogenen, axial verschiebbaren Spannring (20) als Arretierglied.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Anzahl der Hebel (16) der Anzahl der Spannsegmente (7) des Spannkopfes entspricht.