EP1997757B1 - Rollenwechsler mit einem Spannkonus zur Aufnahme von einer aufgewickelten Materialrolle tragenden Hülse - Google Patents

Rollenwechsler mit einem Spannkonus zur Aufnahme von einer aufgewickelten Materialrolle tragenden Hülse Download PDF

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EP1997757B1
EP1997757B1 EP08151344A EP08151344A EP1997757B1 EP 1997757 B1 EP1997757 B1 EP 1997757B1 EP 08151344 A EP08151344 A EP 08151344A EP 08151344 A EP08151344 A EP 08151344A EP 1997757 B1 EP1997757 B1 EP 1997757B1
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EP
European Patent Office
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cone
changer according
reel changer
clamping jaws
clamping
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EP08151344A
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EP1997757A3 (de
EP1997757A2 (de
Inventor
Walter Ritter
Karl Rösch
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Koenig and Bauer AG
Original Assignee
Koenig and Bauer AG
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Publication date
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Publication of EP1997757A3 publication Critical patent/EP1997757A3/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H75/00—Storing webs, tapes, or filamentary material, e.g. on reels
    • B65H75/02—Cores, formers, supports, or holders for coiled, wound, or folded material, e.g. reels, spindles, bobbins, cop tubes, cans, mandrels or chucks
    • B65H75/18—Constructional details
    • B65H75/24—Constructional details adjustable in configuration, e.g. expansible
    • B65H75/242—Expansible spindles, mandrels or chucks, e.g. for securing or releasing cores, holders or packages
    • B65H75/248—Expansible spindles, mandrels or chucks, e.g. for securing or releasing cores, holders or packages expansion caused by actuator movable in axial direction
    • B65H75/2484—Expansible spindles, mandrels or chucks, e.g. for securing or releasing cores, holders or packages expansion caused by actuator movable in axial direction movable actuator including wedge-like or lobed member
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H75/00—Storing webs, tapes, or filamentary material, e.g. on reels
    • B65H75/02—Cores, formers, supports, or holders for coiled, wound, or folded material, e.g. reels, spindles, bobbins, cop tubes, cans, mandrels or chucks
    • B65H75/18—Constructional details
    • B65H75/22—Constructional details collapsible; with removable parts
    • B65H75/2218—Collapsible hubs
    • B65H75/2227—Collapsible hubs with a flange fixed to the hub part
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2511/00—Dimensions; Position; Numbers; Identification; Occurrences
    • B65H2511/10—Size; Dimensions
    • B65H2511/14—Diameter, e.g. of roll or package

Definitions

  • the invention relates to a reel changer with a clamping cone for receiving a wound roll of material bearing sleeve according to the features of claim 1.
  • clamping cones are motor introduced into the sleeves of the material rolls and usually automatically clamped by means of jaws to ensure optimum torque transmission to the sleeve.
  • different winding tubes are used in the prior art, which have different inner diameters.
  • 3-inch and 6-inch cores which are mentioned here by way of example as different types, are widespread.
  • a mandrel which is provided for sleeves with different diameters.
  • This mandrel has in the axial direction one behind the other lying several different sized recordings, which can be brought to bear on the inner circumference of the roll of material and whose diameter is variable in a certain range.
  • the change in the diameter of the recordings is made by clamping jaws, which are adjustable in the radial direction to the outside.
  • clamping jaws designed as a piston actuator is provided with conical piston sections. With axial displacement of the actuator, a radial adjusting movement of the clamping jaws takes place.
  • a disadvantage of this solution is that due to the axial extent of the clamping jaws through the successively arranged recordings, a different control of the roller support arms and a larger (wider) construction of the roll changer is required. In order to be able to take up the largest roll width, the support arms must first be moved apart until the roll of material fits in between. This requires a greater travel than the clamping cones with only one shot.
  • the DE 34 39 628 A1 discloses a capstan, with a spreadable segments having drum on which an expandable sleeve is attachable to adapt to different coil inner diameter.
  • the US 2001/0054667 A1 , the US 2003/0210312 A1 and the WO 2007/037173 A1 each show a holding mechanism for paper roll tubes with different inner diameter.
  • the FR 768 300 A shows a clamping shaft for large variants of the diameter.
  • the invention has for its object to provide a clamping cone for receiving a wound roll of material bearing sleeve in a reel changer.
  • the advantages achieved by the invention are, in particular, that the adjustment of the clamping cone for different types of tube material rolls can be done very easily and without major changeover times on the roll changer. Furthermore, the clamping cone has no substantially greater axial extent than the clamping cones previously used, which facilitates threading the uprights. In addition, this can be maintained the previous design and control of the roll changer.
  • a clamping cone comprises an inner cone and an outer cone which can be attached to it.
  • the inner cone is designed to accommodate a roll of material of a small first type (3-inch winding tube, sleeve inner diameter 3 inches or 75 mm). It comprises a plurality of circumferentially distributed inner clamping jaws, which are preferably radially adjustable. In a preferred embodiment, four internal clamping jaws are provided.
  • the outer cone is designed as an adapter and pushed onto the inner cone, so that now a roll of material of a large second type (6-inch winding tube, sleeve inner diameter 6 inches or 150 mm) can be raised.
  • the outer cone preferably also comprises a plurality of outer clamping jaws distributed on its circumference, which are radially adjustable for better sleeve tension. In a preferred embodiment, four outer clamping jaws are provided in the outer cone.
  • the clamping cone is preferably arranged in a reel changer of a rotary printing press.
  • Fig. 1 shows an inner cone 01, which is attached to a roller support arm 02 of a not shown in this view reel changer.
  • the inner cone 01 comprises a plurality of, in particular four, inner clamping jaws 03 distributed on its circumference, which are radially adjustable via a toggle mechanism 04.
  • the toggle mechanism 04 operates in the manner by a control axis 06 is displaced in the axial direction.
  • Adjusting elements 07 which are movably mounted on the adjusting axis 06, engage in bulges 08 of the inner clamping jaws 03 and stretch by sliding along the bulges 08 of the inner clamping jaws 03 like a screen, whereby the inner clamping jaws 03 are moved in the radial direction to the outside.
  • clamping mechanism can also be embodied in other ways, for example by an axial movement of an actuating piston with conical piston sections, which interact with correspondingly shaped sections of the clamping jaws.
  • a leaf spring package 05 is z. B. from at least one leaf spring 09 and an additional leaf spring ( Fig. 5 ).
  • a centering cap 12 is provided, which facilitates threading of a material sleeve of a roll of material during Aufachsvorgang by their conical shape.
  • An ejector 13, z. B. Auswerferility 13 with a detachable inner part 14 is provided on Rollentragarm 02 to realize an ejector for empty material sleeves, which will be explained later in more detail.
  • Fig. 2 shows a spatial representation of the inner clamping jaw 03.
  • the bulges 08 are already described radial adjustment of the inner clamping jaws 03 by means of the toggle mechanism 04.
  • At the cone base body 11 facing end surfaces of the inner clamping jaw 03 each have a groove 16 is provided, in which the inner leaf springs 09 mounted in the State intervenes.
  • the inner jaws 03 continue to have two holes 17, whose function will be discussed later.
  • the holes 17 are preferably provided with an internal thread.
  • Preferably axially extending webs 18 are provided on the radially outwardly directed surfaces of the inner clamping jaws 03, which are pressed during clamping of a material sleeve in the sleeve body to improve in this way the torque transmission.
  • the leaf springs 09 and 24 are preferably always installed together as a "spring package” to achieve the provision of all jaws (inner and outer jaws).
  • FIG. 3 an outer cone 19 of the clamping cone is shown in a spatial representation.
  • the outer cone 19 are distributed on the circumference in openings, in particular in slots, z. B.
  • four outer clamping jaws 21 stored.
  • the outer clamping jaws 21 are arranged radially movable in the slots.
  • Holes 22 are used to attach the outer cone 19 on the cone base body 11.
  • the outer cone 19 is preferably formed sleeve-shaped or cup-shaped.
  • Fig. 4 shows a longitudinal section of the Au .konus 19 along in Fig. 3 indicated section line III - III.
  • the outer cone 19 has an inner cavity 23 which substantially corresponds to the size of the inner cone 01 when the inner clamping jaws 03 are retracted.
  • the outer clamping jaws 21 are mounted with a radial freedom of movement in the outer cone 19. This storage is realized by dowel pins 26, which are firmly clamped on the one hand in the outer cone 19 and on the other hand engage in a lateral groove 27 of the outer clamping jaw 21. Furthermore, a lateral bore 28, immediately following the lateral groove 27, provided in the outer clamping jaw 21, in which the dowel pin 26 can be knocked from the outside, to allow disassembly of the outer clamping jaws 21, if necessary.
  • the outer clamping jaws 21 are at their axial ends by at least one outer spring 24, for. B. an outer leaf spring 24, in particular outer leaf spring packets 25, which are arranged between outer cone 19 and outer clamping jaws 21, returned in the radial direction.
  • the outer leaf springs 24 engage in a lateral notch 29, which is provided on the end faces of the outer clamping jaws 21.
  • Fig. 5 is a leaf spring package 05, consisting of a leaf spring 09 and another leaf spring shown.
  • the inner leaf spring 09 is preferably made of a spring steel strip and offers a high tensile strength. Due to their bias, the inner clamping jaws 03 are reset when relieved to an inner position.
  • the inner leaf spring 09 is preferably made of a flat metal band, which is biased arcuately. It can also summarized several leaves (spring layers) with different lengths and biases to a leaf spring package which is held together by a common heart bolt and spring clips. By inserted plastic flakes or lubrication with grease, the friction is reduced when the ends of the layers move by length change during compression against each other.
  • the Au dspannbacken 21 on the roller support arm 02 facing side on a chamfer 30.
  • the centering cap 12 must be removed for this purpose.
  • the in Fig. 1 shown intermediate ring 15 on the inner cone 01 also advantageously has grooves, not shown, in which the outer clamping jaws 21 slide on pushing the outer cone 19 along.
  • Fig. 6 shows the outer clamping jaw 21 in a three-dimensional representation.
  • the Au dspannbacke 21 preferably has two longitudinally extending webs 31, which press into the sleeve material during the clamping process.
  • the lateral groove 27 and the lateral bore 28 can be seen, in which the clamping pin 26 engages in the mounted state.
  • a two-sided lateral notch 29 can be seen, in which engages the outer leaf spring packets 25 in the mounted state.
  • the chamfer 30 at the front of the outer clamping jaw 21 is indicated by the dashed lines.
  • Radially extending continuous fastening bores 32 serve for fastening the outer clamping jaws 21 to the inner clamping jaws 03 in the assembled state of the outer cone 19 on the inner cone 01.
  • Fig. 5 shows an outer leaf spring 24 of the leaf spring package 25 in a three-dimensional view. This is like the inner leaf spring 09 preferably made of spring leaf steel.
  • the inner leaf spring assembly 05 and the outer leaf spring package 25 each have the provision for resetting the inner clamping jaws 03 and the Outer clamping jaws 21 required bias on.
  • Fig. 7 the clamping cone for the inclusion of material rolls of the second type (6 inches) is shown.
  • the outer cone 19 is pushed onto the inner cone 01.
  • the position of the outer cone 19 above the inner cone 01 is fixed via preferably two arranged in the cone body 11 keyways 33.
  • the feather keys 33 are arranged on the front side of the outer cone 19 on the roller support arm 02 facing side. At the same time, the feather keys 33 contribute to the transmission of torque in the operating state of the roll changer.
  • the outer cone 19 has on its side facing the Rollentragarm 02 side of the shape of the key 33 corresponding recess or groove.
  • the inner clamping jaws 03 are connected to the outer clamping jaws 21 by screws 34 and are now reset simultaneously by the inner leaf springs 09 and the outer leaf springs 24.
  • the radial adjusting mechanism takes place as already in Fig. 1 described by the adjusting axis 06 is displaced in the axial direction, wherein the toggle mechanism 04 actuates the adjusting elements 07.
  • the radial displacement of the inner clamping jaws 03 thus causes a similar radial displacement of the outer clamping jaws 21st
  • Fig. 8 shows the clamping cone according to Fig. 7 in a cross-sectional view along the section line VII - VII in Fig. 7 ,
  • the outer clamping jaws 21 are in the deferred state of the outer cone 19 on the inner clamping jaws 03 in an afflicted with sufficient clearance surface guide, which is a joint operation by the toggle mechanism 04 and a common provision on the inner leaf springs 09 and the outer leaf springs 24th allowed.
  • Der Outer cone 19 is in the embodiment shown about eight screws 36, preferably Allen screws, which extend through the outer cone 19 in the axial direction, attached to the cone body 11.
  • An inner diameter d23 of the cavity 23 of the outer cone 19 is unchangeable.
  • An outer diameter D11 of the cone base body is in the technical sense (in the tolerances) equal to the inner diameter d23 of the outer cone.
  • the outer cone 19 is preferably immovably fixed to the cone body 11.
  • a centering cap 38 is attached to the free end of the outer cone 19.
  • the centering cap 38 also serves as an additional safeguard for the screws 36.
  • a second inner part 39 is to be mounted in the ejector 13 prior to assembly of the outer cone 19, which functionally replaces the first inner part 14, which is needed to realize the Auswerferfunktion with exclusively used inner cone 01.
  • Fig. 10 in which the roll support arm 02 of the roll changer is shown with the clamping cone, the function of the sleeve ejector can be explained.
  • the outer cone 19 mounted on the inner cone 01, the clamping cone so set up for receiving a 6-inch sleeve.
  • the tube ejector is designed as a stationary construction, ie it contains no rotating parts.
  • the tube ejector includes a ring piston 41, shown schematically, which is pneumatically operated.
  • the ejector 13 is with Push rods 42 connected, which rest loosely on the annular piston 41.
  • the annular piston 41 presses on the push rods 42 and moves the ejector 13 in the direction of the free end of the clamping cone, whereby an empty winding tube from the clamping cone (here outer cone 19) is stripped off.
  • a return of the ejector 13 is preferably carried out by tension springs, not shown, which retract the push rods 42 back to their original position, while the pressure side of the annular piston 41 is vented.
  • limit switches in the vicinity of the ejector 13, by which a query of the position of the ejector 13 is realized.
  • the centering cap 12 is removed from the inner cone 01 and the first inner part 14 of the ejector 13 dismantled.
  • the second inner part 39 is now to be mounted.
  • the outer cone 19 can be postponed.
  • the position of the outer cone 19 is fixed by the feather keys 33, which engage in two grooves of the outer cone 19.
  • the outer cone 19 is now screwed by eight screws 36 on the cone body 11.
  • the centering cap 38 is then set up and tightened. By the screws 34, the outer clamping jaws 21 are attached to the inner clamping jaws 03.
  • the assembled or disassembled position of the outer cone 19 can be queried. It is therefore always possible to determine at the operator station whether the roll changer is equipped for a 3-inch or 6-inch sleeve.
  • the inner clamping jaws 03 are a first type of roller arranged with first sleeve inner diameter (eg 3 inches) supporting.
  • first sleeve inner diameter eg 3 inches
  • no outer cone 19 is arranged on the inner cone 01.
  • the outer jaws are arranged to carry a second type of reel having a second inner diameter (eg, 6 inches) different from the first inner diameter of the sleeve.

Landscapes

  • Unwinding Webs (AREA)
  • Replacement Of Web Rolls (AREA)
  • Winding Of Webs (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Rollenwechsler mit einem Spannkonus zur Aufnahme von einer aufgewickelten Materialrolle tragenden Hülse gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • In Rollenwechslern mit fliegendem Rollenwechsel hat sich eine achslose Rollenaufnahme bewährt. Dabei werden Spannkonen motorisch in die Hülsen der Materialrollen eingeführt und meist mittels Spannbacken automatisch gespannt, um eine optimale Drehmomentübertragung auf die Hülse zu gewährleisten. Für verschieden Typen und Breiten von Materialrollen werden im Stand der Technik unterschiedliche Wickelhülsen verwendet, die unterschiedliche Innendurchmesser haben. Weit verbreitet sind beispielsweise 3 Zoll- und 6 Zoll- Wickelhülsen, welche hier beispielhaft als unterschiedlichen Typen angeführt werden.
  • Um eine gute Auslastung der Maschinen zu erreichen, ist es mitunter erforderlich, solche verschiedenen Typen von Materialrollen in einer oder in verschiedenen aufeinander folgenden Produktionen zu verarbeiten. Dies kommt besonders in kleineren bahnverarbeitenden Anlagen oder Druckanlagen häufig vor. Bisher müssen verschiedene Rollenwechsler in einer Anlage vorgesehen werden, um verschiedene Typen von Materialrollen verarbeiten zu können, oder es ist eine aufwendige Umrüstung am Rollenwechsler erforderlich, was hohe Stillstandszeiten verursacht.
  • Eine größere Flexibilität beim Einsatz der Rollenwechsler könnte erreicht werden durch die Verwendung von Spannkonen, welche für unterschiedliche Hülsentypen geeignet sind.
  • Aus der DE 100 56 274 B4 ist ein Spanndorn bekannt, welcher für Hülsen mit unterschiedlichen Durchmessern vorgesehen ist. Dieser Spanndorn weist in axialer Richtung hintereinander liegend mehrere verschieden große Aufnahmen auf, die am Innenumfang der Materialrolle zur Anlage gebracht werden können und deren Durchmesser in einem bestimmten Bereich veränderbar ist. Die Veränderung des Durchmessers der Aufnahmen erfolgt durch Spannbacken, welche in radialer Richtung nach außen verstellbar sind. Dazu ist eine als Kolben ausgebildete Betätigungseinrichtung mit konisch ausgebildeten Kolbenabschnitten vorgesehen. Bei axialer Verschiebung der Betätigungseinrichtung erfolgt eine radiale Stellbewegung der Spannbacken. Nachteilig ist bei dieser Lösung, dass durch die axiale Ausdehnung der Spannbacken durch die nacheinander angeordneten Aufnahmen eine andere Steuerung der Rollentragarme und eine größere (breitere) Konstruktion des Rollenwechslers erforderlich ist. Um die größte Rollenbreite aufnehmen zu können, müssen nämlich nun die Tragarme zunächst so weit auseinander gefahren werden, bis die Materialrolle dazwischen passt. Dies bedingt einen größeren Stellweg, als bei den Spannkonen mit nur einer Aufnahme.
  • Die DE 34 39 628 A1 offenbart eine Haspel, mit einer spreizbare Segmente aufweisenden Trommel, auf die zur Anpassung an unterschiedliche Coil-Innendurchrnesser eine aufweitbare Hülse aufsteckbar ist.
  • Die US 2001/0054667 A1 , die US 2003/0210312 A1 und die WO 2007/037173 A1 zeigen jeweils einen Haltemechanismus für Papierrollenhülsen mit unterschiedlichem Innendurchmesser.
  • Die FR 768 300 A zeigt eine Spannwelle für große Varianten des Durchmessers.
  • Die US 2 904 279 A und die JP 10 211519 A lehren für unterschiedliche
  • Aufnahmeöffnungen von Rollen auf radial beweglichen Spannelementen eines Spannkonuses zusätzliche Kreissegmente anzubringen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spannkonus zur Aufnahme von einer aufgewickelten Materialrolle tragenden Hülse in einem Rollenwechsler zu schaffen.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass die Anpassung des Spannkonus für unterschiedliche Hülsentypen von Materialrollen besonders einfach und ohne große Umrüstzeiten am Rollenwechsler erfolgen kann. Weiterhin hat der Spannkonus keine wesentlich größere axiale Ausdehnung als die bisher verwendeten Spannkonen, was das Einfädeln beim Aufachsen erleichtert. Außerdem kann dadurch die bisherige Konstruktion und Steuerung der Rollenwechsler beibehalten werden.
  • Ein Spannkonus umfasst einen Innenkonus und einen auf diesen aufsteckbaren Außenkonus.
  • Der Innenkonus ist zur Aufnahme einer Materialrolle eines kleinen ersten Typs (3 Zoll-Wickelhülse, Hülseninnendurchmesser 3 Zoll bzw. 75 mm) vorgesehen. Er umfasst mehrere auf dessen Umfang verteilte Innenspannbacken, welche vorzugsweise radial verstellbar sind. In einer bevorzugten Ausführungsform sind vier Innenspannbacken vorgesehen.
  • Der Außenkonus ist als Adapter ausgeführt und auf den Innenkonus aufschiebbar, so dass nun eine Materialrolle eines großen zweiten Typs (6 Zoll-Wickelhülse, Hülseninnendurchmesser 6 Zoll bzw. 150 mm) aufgeachst werden kann. Der Außenkonus umfasst vorzugsweise ebenfalls mehrere auf dessen Umfang verteilte Außenspannbacken, welche zur besseren Hülsenspannung radial verstellbar sind. In einer bevorzugten Ausführungsform sind vier Außenspannbacken im Außenkonus vorgesehen.
  • Beim Aufachsvorgang der unterschiedlichen Typen der Materialrollen im Rollenwechsler stehen jeweils im Spannkonus radial verlagerbare Spannbacken zur Verfügung, so dass eine optimale Drehmomentübertragung auf die eingespannte Materialrolle gewährleistet ist. Dabei kann in beiden Varianten derselbe Spannmechanismus Verwendung finden.
  • Der Spannkonus ist vorzugsweise in einem Rollenwechsler einer Rotationsdruckmaschine angeordnet.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen Innenkonus eines Spannkonus an einem Rollentragarm eines Rollenwechslers in einer Längsschnittdarstellung;
    Fig. 2
    eine Innenspannbacke des Innenkonus in räumlicher Darstellung;
    Fig. 3
    einen Außenkonus des Spannkonus in einer räumlichen Darstellung;
    Fig. 4
    den Außenkonus in einer Längsschnittdarstellung III - III;
    Fig. 5
    eine perspektivische Darstellung einer Blattfeder eines Blattfederpaketes;
    Fig. 6
    eine Außenspannbacke des Außenkonus in perspektivischer Darstellung;
    Fig. 7
    den Spannkonus im zusammengebauten Zustand in einer Längsschnittdarstellung, wobei der Innenkonus mit aufgestecktem Außenkonus gezeigt ist;
    Fig. 8
    den Spannkonus gemäß Fig. 7 in einer Querschnittsdarstellung VII - VII;
    Fig. 9
    eine zweite Längsschnittdarstellung VIII - VIII des Innenkonus mit aufgesetztem Außenkonus gemäß Fig. 7;
    Fig. 10
    den Rollentragarm eines Rollenwechslers mit dem Spannkonus.
  • Fig. 1 zeigt einen Innenkonus 01, welcher an einem Rollentragarm 02 eines in dieser Ansicht nicht dargestellten Rollenwechslers befestigt ist. Der Innenkonus 01 umfasst mehrere, insbesondere vier auf dessen Umfang verteilte Innenspannbacken 03, welche über einen Kniehebelmechanismus 04 radial verstellbar sind. Der Kniehebelmechanismus 04 arbeitet in der Weise, indem eine Stellachse 06 in axialer Richtung verschoben wird. Stellelemente 07, welche beweglich an der Stellachse 06 gelagert sind, greifen in Ausbuchtungen 08 der Innenspannbacken 03 ein und spannen sich durch das Entlanggleiten an den Ausbuchtungen 08 der Innenspannbacken 03 wie ein Schirm auf, wodurch die Innenspannbacken 03 in radialer Richtung nach außen bewegt werden.
  • Der Spannmechanismus kann aber auch in anderer, Weise ausgeführt sein, beispielsweise durch eine axiale Bewegung eines Stellkolbens mit konischen Kolbenabschnitten, welche mit entsprechend geformten Abschnitten der Spannbacken zusammenwirken.
  • Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform sind mindestens eine innere Feder 09, z. B. eine innere Blattfeder 09, insbesondere innere Blattfederpakete 05 zwischen einem Konusgrundkörper 11 und den Innenspannbacken 03 vorgesehen, um eine Rückstellung der Innenspannbacken 03 in eine radial innere Position zu ermöglichen. Dies ist zum Abachsen der Materialrolle erforderlich.
  • Ein Blattfederpaket 05 besteht z. B. aus mindestens einer Blattfeder 09 und einer zusätzlichen Blattfeder (Fig. 5).
  • Am freien Ende des Innenkonus 01 ist eine Zentrierkappe 12 vorgesehen, welche durch ihre konische Form ein Auffädeln einer Materialhülse einer Materialrolle beim Aufachsvorgang erleichtert. Ein Auswerfer 13, z. B. Auswerferscheibe 13 mit einem lösbaren Innenteil 14 ist am Rollentragarm 02 vorgesehen, um eine Auswerferfunktion für leere Materialhülsen zu realisieren, welche später detaillierter erläutert wird.
  • Zwischen der Zentrierkappe 12 und den Innenspannbacken 03 ist ein Zwischenring 15.
  • Fig. 2 zeigt eine räumliche Darstellung der Innenspannbacke 03. Die Ausbuchtungen 08 dienen der bereits beschriebenen radialen Verstellung der Innenspannbacken 03 mittels des Kniehebelmechanismus 04. An den dem Konusgrundkörper 11 zugewandten Stirnflächen der Innenspannbacke 03 ist jeweils eine Nut 16 vorgesehen, in welche die inneren Blattfedern 09 im montierten Zustand eingreift. Die Innenspannbacken 03 weisen weiterhin zwei Bohrungen 17 auf, auf deren Funktion später eingegangen wird. Die Bohrungen 17 sind vorzugsweise mit einem Innengewinde versehen. Vorzugsweise sind an den radial nach außen gerichteten Flächen der Innenspannbacken 03 axial verlaufende Stege 18 vorgesehen, welche beim Aufspannen einer Materialhülse in den Hülsenkörper eingepresst werden, um auf diese Weise die Drehmomentübertragung zu verbessern.
  • Die Blattfedern 09 und 24 werden vorzugsweise immer gemeinsam als "Federpaket" eingebaut, um die Rückstellung aller Spannbacken (innere und äußere Spannbacken) zu erreichen.
  • In Fig. 3 ist ein Außenkonus 19 des Spannkonus in räumlicher Darstellung gezeigt. Im Außenkonus 19 sind verteilt auf dessen Umfang in Öffnungen, insbesondere in Schlitzen, z. B. vier Außenspannbacken 21 gelagert. Die Außenspannbacken 21 sind in den Schlitzen radial beweglich angeordnet. In axialer Richtung verlaufende durchgehende Bohrungen 22 dienen der Befestigung des Außenkonus 19 am Konusgrundkörper 11. Der Außenkonus 19 ist vorzugsweise hülsenförmig oder topfförmig ausgebildet.
  • Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt des Au ßenkonus 19 entlang der in Fig. 3 angedeuteten Schnittlinie III - III. Der Außenkonus 19 weist einen inneren Hohlraum 23 auf, welcher der Größe des Innenkonus 01 bei eingefahrenen Innenspannbacken 03 im Wesentlichen entspricht.
  • Die Außenspannbacken 21 sind mit einer radialen Bewegungsfreiheit im Außenkonus 19 gelagert. Diese Lagerung wird durch Spannstifte 26 realisiert, welche einerseits im Außenkonus 19 fest eingespannt sind und andererseits in eine seitliche Nut 27 der Außenspannbacke 21 eingreifen. Weiterhin ist eine seitliche Bohrung 28, direkt im Anschluss an die seitliche Nut 27, in der Außenspannbacke 21 vorgesehen, in welche der Spannstift 26 von außen hineingeschlagen werden kann, um bei Bedarf eine Demontage der Außenspannbacken 21 zu ermöglichen.
  • Die Außenspannbacken 21 werden an ihren axialen Enden durch mindestens eine äußere Feder 24, z. B. eine äußere Blattfeder 24, insbesondere äußere Blattfederpakete 25, welche zwischen Außenkonus 19 und Außenspannbacken 21 angeordnet sind, in radialer Richtung zurückgestellt. Die äußeren Blattfedern 24 greifen in eine seitliche Einkerbung 29 ein, die an den Stirnseiten der Außenspannbacken 21 vorgesehen ist.
  • In Fig. 5 ist ein Blattfederpaket 05, bestehend aus einer Blattfeder 09 und einer weiteren Blattfeder dargestellt. Die innere Blattfeder 09 ist vorzugsweise aus einem Federbandstahl hergestellt und bietet eine hohe Zugfestigkeit. Durch ihre Vorspannung werden die Innenspannbacken 03 bei Entlastung in eine innere Position zurückgestellt. Die inneren Blattfeder 09 besteht vorzugsweise aus einem flachen Metallband, das bogenförmig vorgespannt ist. Es können auch mehrere Blätter (Federlagen) mit verschiedenen Längen und Vorspannungen zu einem Blattfederpaket zusammengefasst werden, das durch einen gemeinsamen Herzbolzen und Federklemmen zusammengehalten wird. Durch eingelegte Kunststoffblättchen oder Schmierung mit Fett wird die Reibung vermindert, wenn sich die Enden der Lagen durch Längenänderung beim Einfedern gegeneinander verschieben.
  • Zum leichtern "Einfädeln" des Innenkonus 01 in den Außenkonus 19 weisen die Au ßenspannbacken 21 an der dem Rollentragarm 02 (siehe Fig. 10) zugewandten Seite eine Abschrägung 30 auf. Die Zentrierkappe 12 muss zu diesem Zweck abgenommen werden. Der in Fig. 1 gezeigte Zwischenring 15 am Innenkonus 01 weist außerdem vorteilhafterweise nicht dargestellte Nuten auf, in welchen die Außenspannbacken 21 beim Aufschieben des Außenkonus 19 entlang gleiten.
  • Fig. 6 zeigt die Außenspannbacke 21 in einer räumlichen Darstellung. In der radial nach außen gerichteten Seite weist die Au ßenspannbacke 21 vorzugsweise zwei in Längsrichtung verlaufende Stege 31 auf, welche sich beim Spannvorgang in das Hülsenmaterial einpressen. In der Fig. 6 sind auch die seitliche Nut 27 sowie die seitliche Bohrung 28 zu erkennen, in welche der Spannstift 26 im montierten Zustand eingreift.
  • Weiterhin ist eine beidseitige seitliche Einkerbung 29 zu erkennen, in welche die äußeren Blattfederpakete 25 im montierten Zustand eingreift. Die Abschrägung 30 an der Vorderseite der Außenspannbacke 21 ist durch die gestrichelten Linien angedeutet. Radial verlaufende durchgängige Befestigungsbohrungen 32 dienen der Befestigung der Außenspannbacken 21 an den Innenspannbacken 03 im montierten Zustand des Außenkonus 19 auf dem Innenkonus 01.
  • Fig. 5 zeigt eine äußere Blattfeder 24 des Blattfederpaketes 25 in einer räumlichen Darstellung. Diese ist wie die innere Blattfeder 09 vorzugsweise aus einem Federblattstahl gefertigt. Das innere Blattfederpaket 05 und das äußere Blattfederpaket 25 weisen jeweils die zur Rückstellung der Innenspannbacken 03 bzw. der Außenspannbacken 21 benötigte Vorspannung auf.
  • In Fig. 7 ist der Spannkonus für die Aufnahme von Materialrollen des zweiten Typs (6 Zoll) dargestellt. Der Außenkonus 19 ist auf den Innenkonus 01 aufgeschoben. Die Lage des Außenkonus 19 über dem Innenkonus 01 wird über vorzugsweise zwei im Konusgrundkörper 11 angeordnete Passfedern 33 fixiert. Die Passfedern 33 sind stirnseitig des Außenkonus 19 auf der dem Rollentragarm 02 zugewandten Seite angeordnet. Gleichzeitig tragen die Passfedern 33 im Betriebszustand des Rollenwechslers mit zur Drehmomentübertragung bei. Der Außenkonus 19 besitzt an seiner dem Rollentragarm 02 zugewandten Seite eine der Form der Passfeder 33 entsprechende Vertiefung bzw. Nut.
  • Die Innenspannbacken 03 sind mit den Außenspannbacken 21 durch Schrauben 34 verbunden und werden nun gleichzeitig durch die inneren Blattfedern 09 und die äußeren Blattfedern 24 zurückgestellt. Der radiale Stellmechanismus erfolgt wie bereits in Fig. 1 beschrieben, indem die Stellachse 06 in axialer Richtung verschoben wird, wobei der Kniehebelmechanismus 04 die Stellelemente 07 betätigt. Die radiale Verlagerung der Innenspannbacken 03 bewirkt somit eine gleichartige radiale Verlagerung der Außenspannbacken 21.
  • Fig. 8 zeigt den Spannkonus gemäß Fig. 7 in einer Querschnittsdarstellung gemäß der Schnittlinie VII - VII in Fig. 7. Hierin ist zu erkennen, dass die Außenspannbacken 21 im aufgeschobenen Zustand des Außenkonus 19 über den Innenspannbacken 03 in einer mit ausreichendem Spiel behafteten Flächenführung liegen, was eine gemeinsame Betätigung durch den Kniehebelmechanismus 04 und eine gemeinsame Rückstellung über die inneren Blattfedern 09 und die äußeren Blattfedern 24 gestattet.
  • Die Schrauben 34 führen durch die Befestigungsbohrungen 32 der Außenspannbacken 21, bis in die bereits erwähnten Bohrungen 17 der Innenspannbacken 03. Der Außenkonus 19 ist bei der gezeigten Ausführungsform über acht Schrauben 36, vorzugsweise Innensechskantschrauben, welche in axialer Richtung durch den Außenkonus 19 hindurchreichen, am Konusgrundkörper 11 befestigt.
  • Ein Innendurchmesser d23 des Hohlraums 23 des Außenkonus 19 ist unveränderbar. Ein Außendurchmesser D11 des Konusgrundkörpers ist im technischen Sinn (in den Toleranzen) gleich dem Innendurchmesser d23 des Außenkonus. Der Außenkonus 19 ist vorzugsweise unbeweglich am Konusgrundkörper 11 befestigt.
  • Dies ist auch in Fig. 9 in einer Längsschnittdarstellung gezeigt. Die Darstellung entspricht einem Schnitt entlang der Schnittlinie VIII - VIII in Fig. 8. Eine Schraubensicherung 37 sorgt für eine sichere Befestigung des Au ßenkonus 19 am Konusgrundkörper 11.
  • Eine Zentrierkappe 38 ist am freien Ende des Außenkonus 19 befestigt. Die Zentrierkappe 38 dient gleichzeitig als zusätzliche Sicherung für die Schrauben 36.
  • Für die Realisierung der Auswerferfunktion der Resthülse ist vor der Montage des Außenkonus 19 in der Auswerferscheibe 13 ein zweites Innenteil 39 zu montieren, welches das erste Innenteil 14 funktional ersetzt, welches zur Realisierung der Auswerferfunktion bei ausschließlich verwendetem Innenkonus 01 benötigt wird.
  • Anhand Fig. 10, in welcher der Rollentragarm 02 des Rollenwechslers mit dem Spannkonus dargestellt ist, kann die Funktion des Hülsenauswerfers erläutert werden. In der Darstellung gemäß Fig. 10 ist der Außenkonus 19 auf dem Innenkonus 01 montiert, der Spannkonus also für die Aufnahme einer 6 Zoll-Hülse eingerichtet.
  • Der Hülsenauswerfer ist als stehende Konstruktion ausgeführt, d. h. er enthält keine mitdrehenden Teile. Der Hülsenauswerfer umfasst einen schematisch dargestellten Ringkolben 41, welcher pneumatisch betätigt wird. Die Auswerferscheibe 13 ist mit Stößelstangen 42 verbunden, welche lose an dem Ringkolben 41 anliegen. Bei pneumatischer Betätigung drückt der Ringkolben 41 auf die Stößelstangen 42 und bewegt die Auswerferscheibe 13 in Richtung des freien Endes des Spannkonus, wodurch eine leere Wickelhülse vom Spannkonus (hier Außenkonus 19) abgestreift wird. Nach erfolgtem Hülsenauswurf erfolgt eine Rückstellung der Auswerferscheibe 13 vorzugsweise durch nicht dargestellte Zugfedern, welche die Stößelstangen 42 wieder in ihre Ausgangslage zurückziehen, während die Druckseite des Ringkolbens 41 entlüftet wird.
  • Es sind Grenztaster in der Nähe der Auswerferscheibe 13 vorgesehen, durch welche eine Abfrage der Position der Auswerferscheibe 13 realisiert wird.
  • Ausgehend vom Innenkonus 01 gemäß Fig. 1 wird nachfolgend der Montagevorgang des Außenkonus 19 erläutert.
  • Zunächst wird die Zentrierkappe 12 vom Innenkonus 01 entfernt und das erste Innenteil 14 der Auswerferscheibe 13 demontiert. In der Auswerferscheibe 13 ist nun das zweite Innenteil 39 zu montieren. Anschließend kann der Außenkonus 19 aufgeschoben werden. Die Lage des Außenkonus 19 wird durch die Passfedern 33 fixiert, welche in zwei Nuten der Außenkonus 19 eingreifen. Der Außenkonus 19 ist jetzt mittels acht Schrauben 36 am Konusgrundkörper 11 anzuschrauben. Die Zentrierkappe 38 ist anschließend aufzusetzen und festzuschrauben. Durch die Schrauben 34 werden die Außenspannbacken 21 an den Innenspannbacken 03 befestigt.
  • Über einen nicht dargestellten Initiator kann die montierte oder demontierte Position des Außenkonus 19 abgefragt werden. Am Bedienstand kann somit immer festgestellt werden, ob der Rollenwechsler für eine 3 Zoll- oder 6 Zoll-Hülse gerüstet ist.
  • In einem ersten Betriebszustand sind die Innenspannbacken 03 einen ersten Rollentyp mit erstem Hülseninnendurchmesser (z.B. 3 Zoll) tragend angeordnet. In diesem ersten Betriebszustand ist auf dem Innenkonus 01 kein Außenkonus 19 angeordnet. In einem zweiten Betriebszustand sind die Außenspannbacken einen zweiten Rollentyp mit zweitem, sich von dem ersten Hülseninnendurchmesser unterscheidenden, Hülseninnendurchmesser (z.B. 6 Zoll) tragend angeordnet.
    • Bezugszeichenliste
    • 01
    Innenkonus
    02
    Rollentragarm
    03
    Innenspannbacke
    04
    Kniehebelmechanismus
    05
    Blattfederpaket
    06
    Stellachse
    07
    Stellelement
    08
    Ausbuchtung
    09
    Feder, Blattfeder, innere
    10
    -
    11
    Konusgrundkörper
    12
    Zentrierkappe
    13
    Auswerfer, Auswerferscheibe
    14
    Innenteil, erstes
    15
    -
    16
    Nut
    17
    Bohrung
    18
    Steg
    19
    Außenkonus
    20
    -
    21
    Außenspannbacke
    22
    Bohrung
    23
    Hohlraum
    24
    Feder, Blattfeder, äußere
    25
    Blattfederpaket
    26
    Spannstift
    27
    Nut
    28
    Bohrung
    29
    Einkerbung
    30
    Abschrägung
    31
    Steg
    32
    Befestigungsbohrung
    33
    Passfeder
    34
    Schraube
    35
    -
    36
    Schraube
    37
    Schraubensicherung
    38
    Zentrierkappe
    39
    Innenteil, zweites
    40
    -
    41
    Ringkolben
    42
    Stößelstange
    d23
    Innendurchmesser des Hohlraums des Außenkonus
    D11
    Außendurchmesser des Konusgrundkörpers

Claims (24)

  1. Rollenwechsler mit einem Spannkonus zur Aufnahme von einer aufgewickelten Materialrolle tragenden Hülse, wobei
    - ein Innenkonus (01) mit einem Konusgrundkörper (11) und mit mehreren auf dem Umfang des Innenkonus (01) verteilten Innenspannbacken (03), welcher an einem Rollentragarm (02) des Rollenwechslers befestigt ist, angeordnet ist,
    - wobei ein Außenkonus (19) mit mehreren auf dessen Umfang verteilten Außenspannbacken (21) und einem sich im Inneren axial erstreckenden Hohlraum (23) angeordnet ist,
    - wobei die Außenspannbacken (21) in Öffnungen des Außenkonus (19) angeordnet sind,
    - wobei in dem Hohlraum (23) des Außenkonus (19) der Innenkonus (01) angeordnet ist,
    - wobei die Außenspannbacken (23) radial verstellbar sind.
  2. Rollenwechsler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen Schlitze sind.
  3. Rollenwechsler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenspannbacken (21) in den Schlitzen radial beweglich angeordnet sind.
  4. Rollenwechsler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenkonus (19) hülsenförmig oder topfförmig ausgebildet ist.
  5. Rollenwechsler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Innendurchmesser (d23) des Hohlraums (23) des Außenkonus (19) unveränderbar ist.
  6. Rollenwechsler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Innendurchmesser (d23) des Hohlraums (23) des Außenkonus (19) gleich einem Außendurchmesser (D11) des Konusgrundkörpers (11) ist.
  7. Rollenwechsler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenkonus (19) unbeweglich am Konusgrundkörper (11) befestigt ist.
  8. Rollenwechsler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch Stellmittel (06, 07) die Innenspannbacken (03) radial nach außen verschiebbar sind und bei aufgeschobenem Außenkonus (19) die Außenspannbacken (21) über die angekoppelten Innenspannbacken (03) radial nach außen verschiebbar sind.
  9. Rollenwechsler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenspannbacken (03) radial verstellbar sind und in einem eingefahrenen Zustand und in einem ausgefahrenen Zustand festgestellt sind.
  10. Rollenwechsler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenspannbacken (03) über ein Kniehebelsystem (04) radial nach außen in den ausgefahrenen Zustand bewegbar sind.
  11. Rollenwechsler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenspannbacken (03) jeweils durch mindestens eine innere Feder (09), welche zwischen der Innenspannbacke (03) und dem Konusgrundkörper (11) angeordnet sind, über die Federkraft in den eingefahrenen Zustand zurückstellbar sind.
  12. Rollenwechsler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Stirnseiten die Außenspannbacken (21) in axialer Richtung eine seitliche Einkerbung (29) aufweisen, in die mindestens eine äußere Feder (24) eingreift, welche im Außenkonus (19) angeordnet ist.
  13. Rollenwechsler nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Feder (09) und/oder die äußere Feder (24) als Blattfeder (09; 24) ausgebildet ist.
  14. Rollenwechsler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Blattfeder (09) in einem inneren Blattfederpaket (05) und/oder die äußere Blattfeder (24) in einem Blattfederpaket (25) angeordnet ist.
  15. Rollenwechsler nach Anspruch 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenspannbacken (21) eine seitliche Nut (27) aufweisen, in welche ein im Außenkonus (19) angeordneter Spannstift (26) eingreift.
  16. Rollenwechsler nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass im montierten Zustand des Außenkonus (19) die Außenspannbacken (21) über den Innenspannbacken (03) des Innenkonus (01) angeordnet sind.
  17. Rollenwechsler nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Außenspannbacken (21) mit der jeweils darunter liegenden Innenspannbacke (03) verschraubbar oder anderweitig verbindbar ist.
  18. Rollenwechsler nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenspannbacken (21) an einer dem freien Ende des Spannkonus und dem Hohlraum (23) zugewandten Seite eine Abschrägung (30) aufweisen.
  19. Rollenwechsler nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Konusgrundkörper (11) und dem Außenkonus (19) Passfedern (33) zur Lagefixierung des Außenkonus (19) angeordnet sind.
  20. Rollenwechsler nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannkonus weiterhin einen Initiator umfasst, welcher den montierten Außenkonus (19) erkennt und eine Statusmeldung an einen Bedienstand sendet.
  21. Rollenwechsler nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannkonus weiterhin einen Auswerfer (13) umfasst, welche durch ein auswechselbares Innenteil (14; 39) an den jeweils verwendeten Innen- oder Außenkonus (03; 19) angepasst wird, wobei durch eine axiale Verschiebung der Auswerfer (13) eine Resthülse vom Spannkonus abgestreift wird.
  22. Rollenwechsler nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigung des Auswerfers (13) in axialer Richtung durch einen pneumatisch betätigten, im Rollentragarm (02) angeordneten Ringkolben (42) erfolgt.
  23. Rollenwechsler nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Endlagen des Auswerfers (13) abtastende Initiatoren angeordnet sind.
  24. Rollenwechsler nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Auswerfer (13) als Auswerferscheibe (13) ausgebildet ist.
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