DE8527025U1

DE8527025U1 - Aufspreizbare Welle zur lösbaren Halterung von rohrförmigen Wickelhülsen und austauschbaren Walzenkörpern

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Publication number: DE8527025U1
Application number: DE8527025U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-09-21
Filing date: 1985-09-21
Publication date: 1986-02-06

Description

PATENTINGENIEUR /" j ';
Dipli-Landw, P Thielmann '·*

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Am Escheribefo 14 - Tel, C06161J 2733
D-äSeo BleÖENkOPF/LAHN

08 15 Hanßmann

ANMELDER

Dipl.-Ing. Erich Hanßmann, Obere Scheidstraße 20,

0-6347 Angelburg-Gönnern

TITELBEZEICHNUNG

Aufspreizbare Welle zur lösbaren Halterung von rohrförmigen Wickelhülsen und austauschbaren Walzenkörpern

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine aufspreizbare Welle zur lösbaren Halterung von rohrförmigen Wickelhülsen für das Auf- und Abwickeln von Papier- und sonstigen Werkstoffbahnen und zum Herstellen von gewickelten, mit Fasern armierten Kunststoffrohren sowie von austauschbaren Walzenkörpern, wobei

die Welle als zylindrisches Rohr ausgebildet ist, das an beiden Enden durch Lagerzapfen verschlossen ist; die Wand des Wellenrohres in regelmäßigen Längsabständen Gruppen von in gleichmäßigen Abständen über den Umfang verteilten längsschlitzartigen Durchbrüchen aufweist; in den Durchbrüchen der WeI1enrohrwand Spannleisten radial beweglich angeordnet sind, deren Außenkanten achsparallel und deren Innenkanten gegen die Wellenachse ge-15 neigt verlaufen und die jeweils im Bereich der Innen

kante eine seitliche Profilierung haben;

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jeder Gruppe Von Spannleisten eine tm Innern des We'llenrohres in axialer Richtung hin und her beweglicher Spannkeil zugeordnet ist, der auf seinem Umfang fn einer mit den Spanril e t sten korrespondierenden Anordnung in Längsrichtung gegen die Wellenachse im gleichen Winkel wie die Innenkanten der 3pannleisten geneigten Führungshuten aufweist, die jeweils eine mit der Profilierung der Spannleisten korrespondierende seitliche Profilierung

haben.
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Es sind bereits aufspreizbare Wellen zur Halterung von rohrförmigen Wickelhülsen für das Aufwickeln von Papier- und sonstigen Werkstoffbahnen in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Aus mehreren Druckschriften sind solche Ausführungsformen derartiger Wellen bekannt, bei denen die Spreizorgane aus mehreren schlauchförmigen Hohlkörpern bestehen, die in längs der Welle in gleichmäßiger Verteilung auf dem Umfang angeordneten rinnenförmigen Ausnehmungen eingebettet und mit einem flüssigen oder gasförmigen Medium gefüllt sind. Durch Druckerhöhung in diesen schl auchförmi gen Hohi'körpern wird die für das Festhalten der Wickelhülse erforderliche Spreizkraft erz i e11.

Der auf einem pneumatischen oder hydraulischen System basierende Spreizmechanismus hat den Vorteil, daß das Wechseln der vollen Wickelhülsen gegen leere mit geringem Zeit- und Arbeitsaufwand vor sich gehen kann. Eine Ausführungsform einer solchen Vorrichtung ist in der DE-PS 10 k7 002 offenbart. Dabei sind die mit Längsrinnen versehene Welle und die in den Längsrinnen angeordneten dehnbaren Schläuche in einen nachgiebigen, voi— zugsweise schlauchartigen Überzug aus Kunststoff, Filz oder dergleichen eingeschlossen.

Diese Ausführungsform ist zwar sehr einfach. Sie hat aber die Eigenschaft, daß die am Umfang des Überzuges auftre-

tenden Reibungskräfte die Drehbewegung der Welle nur mit Schlupf auf die Wickelhülse übertragen. Das kann zwar ψ

a für bestimmte Zwecke vorteilhaft sein; aber für solche f| Wicke1 vorgänge, bei denen eine weitestgehend schlupf- W freie Kraftübertragung vcn der Welle auf die Wickel- )'·

hülse erforderlich ist, ist diese Vorrichtung nicht _t

brauchbar. Im übrigen wird die Gleichmäßigkeit der Spreizung über die ganze Wellenlänge von der mangelhaften Gleichmäßigkeit des Materials der Druckmittel"Hohl körper mehr oder weniger stark beeinträchtigt.

Es sind auch bereits Vorrichtungen zum Aufwickeln von f| Papier- oder sonstigen Werkstoffbahnen bekannt, bei §|

denen die Welle von einem in mehrere Schalenkörper unterteilten Mantel umgeben ist, wobei die Trennfugen der Schalenkörper parallel zur Wellenachse verlaufen. Auf die Schalenkörper wirkt ein koaxial über der Welle angeordneter elastischer, mit einem Strömungsmedium zu fül- Il

lender Druckkörper, der bei Erhöhung des Druckes in I'*'

seinem Inneren die Schalenkörper auseinanderspreizt. Hier kann bei entsprechender Formstabilität der Schalen- j körper zwar eine über die ganze Wellenlänge gleichmäßige % Spreizung weltgehend erzielt werden. Jedoch kann nicht gewährleistet werden, daß die Spreizung auch präzise

konzentrisch erfolgt. :

Eine für die Halterung einer Wickelhülse aufspreizbare Welle, die die vorbeschriebenen Mangel nicht hat, ist von der Firma Deubiin Company, Northbrook, 111.,U.S.Α., in einer Werbeschrift angeboten. Diese Vorrichtung weist Im wesentlichen die Merkrr ' -. gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 auf,

Bei dieser bekannten Vorrichtung 1st In dem Wellenröhr eine Schraubspindel gelagert, durch die die mit elhefti axialen Innengewinde versehenen Spannkeile In axialer

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Richtung hin und her bewegt werden. Durch die axialen Bewegungen der Spannkeile werden die Spannleisten in ihren Lagern radial nach außen oder einwärts bewegt. Der Spreizvorgang wird also durch Drehen der Schraubspindel gesteuert. Dabei werden alle Spannleisten präzise gleichmäßig bewegt. Die Wickelhülsen werden präzise konzentrisch auf der Welle gehalten. Das sind Vorteile, die eine solche Vorrichtung auch für solche Anwendungsgebiete brauchbar machen, in denen ein exakter Rundlauf der Wickelhülsen ohne Schlupf zwischen Welle und Wickelhülse erforder1 ich i st.

Diesen Vorteilen stehen aber auch Nachteile gegenüber: Der auf einem Schraubspindeltrieb basierende Spreizmechanismus macht das Wechseln der Wickelhülsen sehr zeit- und arbeitsaufwendig im Vergleich mit solchen Vorrichtungen, bei denen der Spreizmechanismus auf einem pneumatischen oder hydraulischen System basiert. In Anwendungsbereichen, wo die einzelnen Wickel vorgänge verhältnismäßig lang dauern, wirkt sich dieser Nachteil nicht sehr aus. Wenn aber die Wickel vorgänge jeweils sehr kurz sind, so daß also in kurzen Zeitabständen die Wickelhülsen gewechselt werden müssen, so wirkt sich dieser erhöhte Zeit- und Arbeitsaufwand sehr nachteilig aus.

Ein anderer Nachteil der mittels Spindeltrieb aufspreizbaren Wellen besteht darin, daß die beim Aufspannen einer Wickelhülse eingestellte Spreizstellung der Spannleisten während des nachfolgenden Wicke1 Vorganges nicht mehr verändert werden kann. Bei Wickelhülsen aus weichem Material, z.B. Pappe, kann sich während des Wicke 1 Vorganges der Sitz der Spannleisten in der Wickelhülse lockern, so daß eine präzise kraftschlüssige Führung der Wickelhülse auf der Welle nicht mehr gewährleistet ist. Für ein weiteres großes Anwendungsgebiet sind die vorbe-Sehr!ebenen Ausführungsformen von aufspreIzbaren Wellen entweder gar nicht oder nur mit Hinnahme bestimmter Nachteile brauchbar:

Für die Halterung austauschbarer Walzenkörper, wie sie z.B. zum Kalibrieren, Profilieren, Prägen und Bedrucken von Kunststoff- oder Metal 1folien, -bändern und -tafeln verwendet werden. Dabei werden einerseits höchste Anfoi— derungen an exakten Rundlauf gestellt. Andererseits soll das Auswechseln der Wal zi-nkörper mit geringstmöglichem Aufwand an Arbeit, insbesondere aber an Zeit erfolgen können.
Bei der Herstellung von Prägungen auf warmplastischen, soeben aus einer Extruderdüse kommenden Kunststoffbändern ist es gängige Praxis, daß Bänder aus der gleichen Extruderdüse nacheinander mit allen Prägungen versehen werden, die der Produzent in seinem Sortiment hat bzw. für die Bestellungen vorliegen. Jeder Wechsel der Prägewalzenkörper ist mit einem Stillstand des Extruders und infolgedessen mit Kosten und Materΐalverlusten verbunden, denn b-si längerem Stillstand des Extruders verliert das darin befindliche aufgeschmolzene Material durch überhitzung seine Brauchbarkeit für die Produktion.

Es ist auch zu berücksichtigen, daß sich in den Walzenkörpern nach häufigem Gebrauch Druckstellen dort bilden, wo die Spannle i sf.en der Welle anliegen. Diese Druckstellen können bei den bekannten Wellen nicht genügend ausgeglichen werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine spreizbare Welle zur lösbaren Halterung von rohrförmigen Wickelhülsen für das Auf- oder Abwickeln von Papiei— oder dergleichen Werkstoffbahnen und zum Herstellen von gewickelten Rohren aus mit Fasern armiertem Kunststoff sowie von austauschbaren Walzenkörpern zu schaffen, die einerseits die Vorteile eines pneumatisch oder hydraulisch betätigten Spreizsystems sowie auch eines Spreizsystems mit mechanischer Zwangsführung von Spannleisten aufweist, die aber andererseits von den Nachteilen dieser beiden Systeme der Spanneinrichtung befreit ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Betätigungsorgan der Spannkeile jedem Spannkeil ein im Wellenrohr axial angeordneter, auf den Spannkeil wirkender pneumatisch oder hydraulisch betätigter Zylindertrieb und eine dem Arbeitshub des ZyIindertriebes entgegen auf den Spannkeil 5 wirkende Druckfeder angeordnet sind.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der erfindungsgemäßen aufspreizbaren Welle gehen aus den Ansprüchen 2 bis 8 hervor.

Bei der erfindungsgemäßen auf spre i zbaren Welle sind nicht nur die Vorteile eines pneumatisch oder hydraulisch betätigten Spreizsystems vereinigt, wobei dte Nachteile dieser an sich bekannten Systeme vermieden werden. Es wurde auch Insbesondere der zusätzliche Vorteil geschaffen, das ein Lockern der Wickelhülse auf der Welle während eines Wicke1 Vorganges praktisch unmöglich 1st, well die Spann 1 eisten durch die Kraft der auf die- äpann-

J₅ kelle Wirkenden Federn ständig fest angedrückt werden.

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Dabei werden auch solche Wicke 1 hü 1 seh stets präzise köri = zentrisch auf der Weile gehalten, deren Innendurchmesser nicht über die ganze Länge absolut gleichmäßig ist.

Die Erfindung wird Im Folgenden anhand einer sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Flg. 1 eine Gesamtansicht der erfindungsgemäßen Weile in 1Ö perspektivischer Darstellung, Fig. 2 einen Axiaischnltt durch einen Teil der Weile, Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie A-A gem. FIg.1.

Die spreizbare Welle nach der Erfindung ist als zylindrisches Rohr 1 ausgebildet, das an beiden Enden durch Lagerzapfen 2, 2a verschlossen ist. Die Wand des Wellenrohres 1 weist in regelmäßigen Längsabständen Gruppen von Durchbrechungen 3 auf, die jeweils in gleichmäßigen Abständen über den Wellenumfang verteilt sind. In diesen Durchbrechungen 3 sind Spannleisten h radial beweglich angeordnet. Deren Außenkanten ka verlaufen achsparallel, während Ihre Innenkanten ^b gegen die Wellenachse geneigt sind. Sie haben im Nachbarbereich der Innenkanten seitlich eine Profilierung kc.

Jeder Gruppe von Spannleisten 4 ist ein Im Inneren des Wellenrohres 1 in axialer Richtung beweglicher Spannkonus zugeordnet, der auf seinem Umfang in einer mit ilen Spannleisten 4 korrespondierenden Anordnung mit in Längsrichtung gegen die Wellenachse im gleichen Winkel wie die Innenkanten *fb der Spannleisten k geneigten Führungsnuten 6 versehen ist. Deren Anzahl und Anordnung entspricht jeweils der Anzahl und Anordnung der Spannleisten k. Sie sind an ihrem Grund seitlich mit einer Führungsprofi 1ierung 6a versehen, die der Profilierung kc an den Spannleisten k entspricht.

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Zur Betätigung der Spannkeile sind Jedem Spannkeil 5 ein Im Wellenrohr 1 an dessen Innenwand anliegender Pneumatikzylinder 7 mit einem Kolben 8 sowie eine dem Arbeitshub des Kolben 8 entgegen auf den Spannkeil 5 wirkende Wende 1 druckfeder 9 zugeordnet. Die Länge des Pneumatikzylinders 7 entspricht Jeweils der Länge einer ganzen Spanneinheit, die im wesentlichen aus dem Zylindertrieb 7, 8 sowie der Wendel druckfeder 9, dem Spannkell 5 und den Spannleisten 4 besteht.

Zur Beaufschlagung des Zylindertriebes 7, 8 mit Druckgas Ist in dem Wellenrohr 1 axial ein Leitungsrohr 10 angeordnet, welches Wanddurchbrüche 11 aufweist, die Jeweils In einen Zylinder 7 münden. Das eine Ende des Zylinders 7 ist durch eine von dem Leitungsrohr 10 zentral durchdrungenen Stirnwand 7a gasdicht Verschlossen. Unmittelbar vor der Stirnwand 7a münden die Durchbrüche 11 aus dem Leitungsrohr 10 in den Zylinder 7.

Auch der Kolben 8 Ist von dem Leitungsrohr 10 zentral durchdrungen und gleitet bei seinen Bewegungen gasdicht sowohl auf dessen Außenwand, als auch an der Zylinderinnenwand. Zur Abdichtung ist er mit üblichen in Ausdrehungen angeordneten Dichtungsringen 8a ausgestattet.

Der Kolben 8 ist mit dem ebenfalls zentral von dem Leitungsrohr 10 durchdrungenen Spannkeil 5 verbunden, der gleichfalls an der Innenwand des Zylinders 7 gleitend geführt und mit dem Kolben 8 axial beweglich ist.

Der Spannkeil 5 weist an seiner dem Kolben 8 abgekehrten Seite eine zentrale Ausdrehung 12 auf, in der eine auf den Spannkeil 5 und gegen den Kolben 8 wirkende Wendeldruckfeder 13 angeordnet ist. Diese stützt sich an der Stirnwand 7a der nächsten Spanneinheit ab.

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Dabei Ist das Leitungsrohr 10 aus Rohrabschhttten zusammengesetzt, deren Lange jeweils der Länge einer Spanneinheit entspricht.

Die Wirkungsweise des Spannmechanismus ist folgendermaßen :

Bei Zufuhr von Druckgas durch das Leitungsrohr 10 in den Zylinder 7 drückt der Kolben 8 den Spannkell 5 gegen die Wirkung der Wendeldruckfeder 13 zurück. Die Spannleisten 4 werden durch Ihre Zwangsführung in den Nuten 6 des Spannkeils 5 eingezogen, so daß eine Wickelhülse 14 auf die Welle 1 gesteckt werden kann. Bei Ablassen des Druckgases aus dem Zylinder 7 wird, durch die Wendeldruckfeder 13 der Spannkeil 5 vorgeschoben. Dabei werden die in den keilförmig gegen die Wellenachse geneigten Nuten geführten Spannleisten nach außen gedruckt, bis sie unter der Kraft der Wendel druckfeder 13 fest an der Innenwand der Wickelhülse 14 anliegen.
Zum Auswechseln der vollen Wickelhülse 14 gegen eine leere wiederholt sich der Vorgang: Der Zylinder 7 wird mit Druckgas beaufschlagt; der Kolben 8 schiebt den Spannkell 5 zurück, wobei die Spannleisten 4 eingezogen werden; die Wickelhülsen 14 können gewechselt werden; die aufgesteckte leere Wickelhülse 14 wird nach Entlastung des Pneumatikzylinders 7 durch Vordrücken des Spannkeils 5 mit den Spannleisten 4 durch die Wendeldruckfeder 13 fixiert.

Claims

PATENTI NGENIEUR Dipl.-Landw. P. Thielmann ßuropean $3a tent c/E tt otney Am Eschenberg 14 - Tel. C064eO Ξ733 D-3S6O B I E D E N KOPF / LAK N 08 15 Hanßmann a · Dipl.-Ing. Erich Hanßmann, 0-6347 Angelburg-Gönnern SCHUTZANSPRÜCHE

1. Aufspre L:bare Welle zur lösbaren Halterung von rohr— förmlgen Wickelhülsen für das Auf- oder Abwickeln von Papiei— und sonstigen Werkstoffbahnen und zum Her— stellen von gewickelten mit Fasern armierten Kunststoffrohren sowie von austauschbaren Walzenkörpern, die folgeide Merkmale aufweist:

a} Die Welle ist als zylindrisches Rohr ausgebildet, das an beiden Enden durch Lagerzapfen verschlossen ist;

b) die Wand des Wellenrohres weist in regelmäßigen Längsabständen Gruppen von in gleichmäßigen Abständen auf dem Wellenumfang verteilten längsschlitzartigen Durchbrechungen auf; c) in den Durchbrechungen der WeI1enrohrwand sind Spannleisten radial beweglich angeordnet, deren Außenkanten achsparallel und deren Innenkanten gegen die Wellenachse geneigt verlaufen, wobei ste jeweils im Bereich der Innenkanten eine seitliche Prc^ci11erung haben;

d) Jeder Gruppe von Spannleisten ist ein im Inneren des Wellenrohres in axialer Richtung hin und her beweglicher Spannkeil¹ angeordnet, der auf seinem

Umfang In einer mit den Spannleisten korrespondierenden Anordnung mit in Längsrichtung gegen die Weller.achse im gleichen Winkel wie die Innenkanten der Spannleisten geneigten Führungsnuten versehen ist, die eine mit der Profilierung der Spannleisten korrespondierende Profilierung haben,

dadurch gekennzeichnet, daß als Betätigungsorgan der Spannkeile (5) jedem Spannkeil

(5) ein Im Wellenrohr CO koaxial angeordneter, auf den Spannkeil (5) wirkender pneumatisch oder hydraulisch betätigter Zylindertrieb (7, 8) und eine dem Arbeitshub des Zylindertriebes (7, 8) entgegen auf den Spannkeil (5) wirkende Feder C135 angeordnet sind.

2. Aufspreizbare Welle nach Anspruch 1,gekenn zeichnet durch ein in dem Wellenrohr (1) axial angeordnetes Leitungsrohr (10) für das auf die Zylindertriebe (7, 8) wirkende Strömungsmedium, über dem koaxial mehrere in axialer Richtung hintei— einander liegende Spanneinheiten angeordnet sind, die jeweils eine auf den Spannkeil (5) mit den auf dessen Umfang angeordneten Spannieisten (4) wirkende Feder

(13) und einen gegen die Feder (13) auf den Spannkeil wirkenden Zylindertrieb (7, 8) haben.

3. Aufspre!zbare Welle nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinheiten jeweils folgende Merkmale aufweisen a) In dem Wellenrohr (1) ist ein an dessen Innenwand anliegender Zylinder (7) angeordnet, dessen Länge der Länge einer Spanneinheit entspricht;

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b) das eine Ende des Zylinders (7) tst durch eine von dem Leitungsrohr (10) durchdrungene Stirnwand (7a) gas- oder flüssigkeitsdicht verschlossen;

c) das Leitungsrohr (10) weist unmittelbar an der

Stirnwand (7a) wenigstens einen in den Zylinder (7) führenden Wanddruchbruch (11) auf;

d) in dem Zylinder (7) ist koaxial auf dem Leitungsrohr (10) ein Kolben (8) auf dem Leitungsrohr (10) und an der Zy1!nderinnenwand gas- oder flüssigkeitsdicht gleitend angeordnet;

e) der Kolben (8) ist mit dem Spannkeil (5) verbunden, der an der Zy1inderinnenwand gleitend geführt und mit dem Kolben (8) axial beweglich ist;

f) der Spannkeil (5) weist an seiner dem Kolben (8) abgekehrten Seite eine zentrale Ausdrehung (12) auf, In der eine auf den Spannkeil (5) und gegen den Zylindertrieb (7, 8) wirkende Feder (13) angeordnet ist.

4. Aufspreizbare Welle nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungsrohr (10) aus Abschnitten zusammengesetzt ist, die jeweils der Länge einer Spanneinheit entsprechen.

5. Aufspreizbare Welle nach den Ansprüchen 1 bis h, dadurch gekennzeichnet, daß sich die auf den Spannkeil (5) wirkende Feder (13) der einen Spanneinheit jeweils an der Stirnwand (7a) des nächsten Zylindertriebes (7, 8) abstützt.

6.- Au^spre I zbare Welle nach den Ansprüchen 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Spannkeil (5) Wirkende Feder eine Wendeldruckfeder (13) ist.
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7. Aufspeizbare Welle nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Spannkeil (5) wirkende Feder ein Satz von Teiierfedern ist.

8. Aufspreizbare Welle nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das We11enrohr (O selbst die Zylinderwandung der darin angeordneten zu den Spanneinheiten gehörenden f Zy1indertrtebe bildet, wobei die Stirnwände C7a) der Zylindertriebe C7, 8) gegen die Innenwand des Wellenrohres CO gas- oder flüssigkeitsdicht abgedichtet sind.