WO1991018819A1 - Spannkopf für wickelhülsen - Google Patents

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WO1991018819A1
WO1991018819A1 PCT/EP1990/000980 EP9000980W WO9118819A1 WO 1991018819 A1 WO1991018819 A1 WO 1991018819A1 EP 9000980 W EP9000980 W EP 9000980W WO 9118819 A1 WO9118819 A1 WO 9118819A1
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WO
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clamping
clamping head
pieces
clamping pieces
axial direction
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PCT/EP1990/000980
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen TREUTNER
Walter Dörfel
Original Assignee
Beloit Corporation
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Publication date
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Priority to FI925356A priority patent/FI101214B1/fi

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Classifications

    • 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
    • B65H75/246—Expansible spindles, mandrels or chucks, e.g. for securing or releasing cores, holders or packages expansion caused by relative rotation around the supporting spindle or core axis

Definitions

  • the invention relates to a clamping head for winding tubes of the type reproduced in the preamble of claim 1.
  • Such a chip head is known from DE 1 574 438 B. It is used for winding web-like material, such as paper webs, film webs and the like. The like. Used on winding cores and also for unwinding such winding cores, with a tensioning head being clamped in a central, essentially circular recess at each end of the core in order to apply the torque required for winding or braking unwinding to the winding core or transfer from the winding tube.
  • a hexagonal clamping head shaft is provided, which is surrounded by segment-like clamping pieces. With their radially inner surfaces (contact surfaces), the clamping pieces lie flat against the six outer surfaces of the clamping head shank, as long as they are in their (not spread) rest position.
  • the radial outer surfaces of the clamping pieces which will later be brought into contact in the recess of the winding tube, form a circumference in the rest position which is normally less than the clear dimension of the recess at the front end of the winding tube.
  • the clamping pieces and the clamping head shaft can be turned relative to each other. As a result, the Sann pieces can be pressed evenly radially outward over their entire length as seen in the axial direction of the clamping head, so that their outer surfaces in the recess of the winding tube expand non-positively. As the web winds up, the roll diameter and thus the torque to be transmitted increases. This automatically leads to an increased spreading of the clamping pieces.
  • the removal of the winding sleeves from the clamping head is easier with another type of clamping head, as described, for example, in DE 28 15 310 C, than with the clamping heads of the type mentioned at the outset, because with this other known type of clamping head instead of one
  • An axial displacement between the clamping head shaft and the clamping pieces is carried out in order to achieve the expansion or contraction of the clamping pieces.
  • the sliding surfaces between the clamping head shaft and clamping head pieces are wedge-shaped.
  • An axial stop connected to the clamping pieces which comes into contact with the not yet expanded clamping pieces on the face of the sleeve, enables the transmission of a force acting in the axial direction, through which the clamping pieces slide along the clamping shaft and thereby spread out in the recess at the end of the winding tube.
  • the constant expansion path over the entire clamping length depends on the size of the insertion force applied in the axial direction.
  • the invention is therefore based on the object of providing a tensioning head of the type mentioned at the outset, in which the removal from the winding tube is facilitated when the torque-dependent expansion is obtained.
  • An inventive clamping head has u. a. the advantage that the radial expansion path is torque-dependent, so that damage to the winding cores, as well as slipping of the winding cores is avoided, and that the pulling off of the clamping head from the winding core is nevertheless facilitated.
  • the advantages of the two types of clamping head mentioned at the outset are thus combined with one another without the disadvantages occurring on both sides.
  • the advantage is also achieved that the relative position between the winding tube and the clamping head shaft in the axial direction is always exactly defined because the expansion path is always made up of a displacement-related and a torsion-related component, the displacement-related component always taking precedence because the clamping head must first be pushed in its axial direction before the twisting can start.
  • the relative position between the clamping pieces (and thus also the winding tube) and the clamping head shaft in the clamping heads of the second type is necessarily variable and undefined. However, this is generally undesirable.
  • the chip head according to claim 3 is proposed.
  • a comparatively low frictional resistance between the clamping head shaft and the clamping pieces during expansion or contraction is achieved by the features of claim 5.
  • particularly precisely definable relative positions between the clamping head shank and the clamping pieces are thereby achieved.
  • a certain sliding movement can also take place. The rolling movement can be realized in a particularly simple manner by the features of claim 6.
  • FIG. la a longitudinal section through the clamping head (section along line Ia-Ia according to FIG. 1b), FIG. lb a cross section through the clamping head according to FIG. la (section along line Ib-Ib ) and FIG. 1 c shows an end view of the clamping head according to FIG. 1 a (view A, ie without a cover);
  • FIG. 2a shows the same clamping head after completion of the clamping travel caused by axial displacement (section along the line IIa-IIa according to FIG. 2b);
  • FIGS. 1b and 1c and 2c the representations corresponding to FIGS. 1b and 1c and 2c for the working position of the clamping head shown in FIG. 2a;
  • 3a shows the same clamping head in a corresponding representation to 3c as in FIGS. 1a to 1c, but in a third working position (winding position, ie with clamping pieces firmly spread in the inside of the winding tube); 4a the same clamping head in a fourth working position, up to 4c, ie with the clamping head shaft still rotated relative to the clamping pieces but already retracted in the axial direction;
  • FIG. 5 shows a schematic front view of the same clamping head (corresponding to view A) to show the relative positions between the clamping head shaft and the clamping piece with and without mutual rotation;
  • FIG. 5th An alternative embodiment of the clamping head shank in the same representation as in Fig. 5th
  • a clamping head for winding cores 10 generally designated 100 in the figures, consists of a clamping head shaft 20, a sleeve-shaped part serving as clamping head housing 30, and clamping pieces 40.
  • winding sleeves 10 shown in the figures consist, as can be seen in FIGS. 1 a / b, of circular cylindrical tubes with end faces 11 and a concentric recess 12 accessible from the end, into which the clamping head 100 can be inserted in the axial direction.
  • Tubular winding sleeves are the most common, but in principle it is also possible to use closed cylindrical cylindrical bodies with corresponding recesses in the front ends as winding sleeves.
  • the clamping head shaft 20 is shaped as a truncated pyramid, the base 21 of which is fastened to a plate 22.
  • the plate 22 or the clamping head shank 20 itself are rotatably mounted on support arms in a manner known per se and may be driven in the direction of rotation about the axial direction B.
  • the clamping head shaft is designed as a cantilever shaft, that is, it is supported on one side.
  • the clamping head housing 30 is rotatably mounted with respect to its base 21 and its free end 23. There is also one at its free end Restoring device 50 to be described later.
  • the six clamping surfaces 24 of the clamping head shank 20 are slightly inclined to the axial direction B and are formed in a straight line in the direction of extension corresponding to the axial direction; on the other hand, the clamping surfaces 24 are concavely curved in the direction C of the clamping head circumference (see FIGS. 1c and 5), this concave curvature at the narrow end (free end 23) of the truncated pyramid being most pronounced and steadily decreasing to zero at the base 21. This can be seen particularly clearly from FIG. 5.
  • the six clamping pieces 40 evenly distributed on the circumference consist of pressure pieces 41 and sliding pieces 42, which are connected to one another in a manner known per se.
  • springs 44 are guided which (as can be seen from FIG. 1b) are designed as open rings and serve as return springs acting in the sense of contraction.
  • the sliders 42 are, as shown in Fig. La, rectilinear in the axial direction and, as can be seen from Figs. 5 and 6, convex in the transverse extent (circumferential direction C), so that their contact surface 45 with which they on the associated clamping surface 24 of the clamping head shank 20 lie, are of circular cylindrical shape.
  • the respective contact between the clamping piece and the clamping head shaft thus takes place along a contact line 46 (see FIGS. 5 and 6) - specifically regardless of the size of the angle of rotation between the clamping head shaft and the clamping piece.
  • the clamping head housing 30 has a cylindrical sliding surface 31 at the base end of the clamping head shaft and a cylindrical sliding surface 32 at the free clamping head end. At the base end, a flange-like, projecting stop 33 is connected in one piece to the clamping head housing or fastened to it. It forms a first end stop 34 for the end face 11 of the winding tube 10 and a second end stop 35 for the axial movement relative to the clamping head shaft 20, which interacts with the plate 22 (see FIG. 2a).
  • the clamping head housing 30 is provided with elongated openings 36, within which the clamping pieces 40 are received and arranged to be radially displaceable. End stops 37 limit the maximum possible expansion path of the clamping pieces 40.
  • the reset device 50 is located in a conically tapering cover 51 which is connected to the clamping head housing 30, for. B. is rotatably connected by screws, not shown in the drawing.
  • an annular or ring segment-shaped groove 52 is provided, in which two spiral springs 53, a cover-fixed, ie. H. thus there are also a stop 54 fixed to the housing and a circular ring-shaped driver 55.
  • the driver 55 is non-rotatably attached to the free front end of the clamping head shaft 20 via an arm 56 connected to it.
  • the driver 55 and the arm 56 are shaped in such a way that they can be rotated together within the cover 51 and with respect to the clamping head housing 30 against the restoring action of the springs 53.
  • the springs 53 hold the clamping head housing 30 and the clamping head shaft 20 in a neutral rotational position with respect to one another, as long as the clamping head is outside the winding sleeve or the rotation between the clamping head shaft and the clamping head housing has not yet taken place, which is in the working positions according to FIGS 2 is the case.
  • one of the springs 53 is tensioned and the other spring 53 is relaxed or tensioned in the opposite direction. This can be seen from FIGS. 3c and 4c.
  • the energy now stored in the compressed or expanded spring is only released again when the winding tube is removed from the clamping head.
  • FIGS. 1 a and 2 a show that the maximum possible displacement path in the axial direction B between the clamping head shaft 20 and the clamping head housing 30 is relatively small and on the one hand by means of the driving arm 56 through the inner surface 57 of the cover 51 and the end face 38 of the Clamping head housing 30 on the other hand is limited. In connection with the only slight taper of the clamping surfaces 24 of the clamping head shank 20 with respect to one another, this leads to the displacement-related expansion path of the clamping pieces 40 being relatively small. This is readily apparent from a comparison between FIGS. 1a and 2a.

Landscapes

  • Winding Of Webs (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Replacement Of Web Rolls (AREA)

Abstract

Bei einem Spannkopf für Wickelhülsen, auf die bahnförmiges Gut, wie Papierbahnen od. dgl., auf- bzw. davon abgewickelt wird, mit einem mehrkantigen Spannkopfschaft (20) und an diesem Spannkopfschaft anliegenden Spannstücken (40), bei dem die Spannstücke (40) und der Spannkopfschaft (20) relativ zueinander verdrehbar sind und diese Verdrehung eine Radialbewegung (Expansions-/Kontraktionsweg) der Spannstücke (40) bewirkt, wird bei Erhalt der drehmomentabhängigen Verspreizung das Abziehen von der Wickelhülse dadurch erleichtert, daß der Spannkopfschaft (20) als Pyramidenstumpf geformt ist, die Spannstücke (40) und der Spannkopfschaft (20) relativ zueinander in der Achsrichtung (B) verschiebbar sind, die Spannstücke (40) mit einem in der Achsrichtung (B) wirksamen Endanschlag (34) für die Wickelhülse (10) und einem spannkopfschaftfesten, in der Achsrichtung (B) wirksamen Endanschlag (35) versehen oder wirkverbunden sind und sich der Spannweg (Expansions-/Kontraktionsweg) der Spannstücke (40) aus einem verdrehungsbedingten Anteil und aus einem verschiebungsbedingten Anteil derart zusammensetzt, daß der (zweite) Endanschlag (35) in seiner axialen Endlage vor dem Erreichen des Endes des Spannweges anlangt.

Description

Spannkopf für Wickelhülsen
Die Erfindung betrifft einen Spannkopf für Wickelhülsen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 wiedergegebenen Art.
Ein solcher Spanπkopf ist aus der DE 1 574 438 B bekannt. Er wird zum Aufwickeln von bahnförmigem Gut, wie Papierbahnen, Folienbahnen u. dgl. auf Wickelhülsen und ebenso zum Abwickeln von solchen Wickelhülsen verwendet, wobei an jedem Hülsenstirnen- de ein Spannkopf in einer zentrischen, im wesentlichen kreisrun¬ den Ausnehmung verspannt wird, um das zum Aufwickeln oder gebrem¬ sten Abwickeln erforderliche Drehmoment auf die Wickelhülse bzw. von der Wickelhülse zu übertragen. Bei diesem bekannten Spannkopf ist ein sechskantiger Spannkopfschaft vorgesehen, der von seg¬ mentartig ausgebildeten Spannstücken umgeben ist. Die Spannstücke liegen mit ihren radial inneren Flächen (Berührungsflächen) an den sechs Außenflächen des SpannkopfSchaftes flächig an, solange sie sich in ihrer (nicht verspreizten) Ruheposition befinden. Die radialen Außenflächen der Spannstücke, die später in der Ausneh¬ mung der Wickelhülse zur Anlage gebracht werden sollen, bilden in der Ruheposition einen Umfang, der im Normalfall geringer ist als das lichte Maß der Ausnehmung am Stirnende der Wickelhülse. Die Spannstücke und der Spannkopfschaft sind zueinander verdrehbar. Dadurch können die Sannstücke auf ihrer gesamten in der Axial¬ richtung des Spannkopfes gesehenen Länge gleichmäßig nach radial außen gedrückt werden, so daß sich ihre Außenflächen in der Aus¬ nehmung der Wickelhülse kraftschlüssig verspreizen. Bei fort¬ schreitendem Aufwickeln der Bahn nimmt der Rollendurchmesser und damit das zu übertragende Drehmoment zu. Dies führt automatisch zu einem verstärkten Verspreizen der Spann¬ stücke. Nun ist es aber nicht ohne weiteres möglich, nach Ab¬ schluß eines Aufwickel- bzw. Abwickelvorganges das gleiche Dreh¬ moment zwischen der Hülse bzw. der Rolle und dem Spannkopf in entgegengesetzter Richtung aufzubringen, welches bei dem Wickel¬ vorgang als maximales Drehmoment (in der anderen Richtung) aufge¬ treten ist. Ein Lösen oder Zurückstellen der Spreizvorrichtung ist also nicht möglich. Deshalb müssen die Spannköpfe in ihrer ausgespreizten Arbeitsposition unter hoher Krafteinwirkung von der Wickelhülse abgezogen werden.
Das Abziehen der Wickelhülsen vom Spannkopf ist bei einer anderen Spannkopf-Bauart, wie sie u. a. in der DE 28 15 310 C be¬ schrieben wird, einfacher, als bei den Spannköpfen der eingangs erwähnten Gattung, weil bei dieser anderen bekannten Spannkopf- Bauart anstelle einer Verdrehung eine Axialverschiebung zwischen dem Spannkopfschaft und den Spannstücken vorgenommen wird, um die Expansion bzw. Kontraktion der Spannstücke zu erreichen. Zu die¬ sem Zweck sind die Gleitflächen zwischen Spannkopfschaft und Spannkopfstücken keilförmig. Ein mit den Spannstücken verbundener Axialanschlag, der be noch nicht ausgespreizten Spannstücken an der Hülsenstirnfläche zur Anlage kommt, ermöglicht die Übertra¬ gung einer in der Achsrichtung wirkenden Kraft, durch welche die Spannstücke entlang des SpannkopfSchaftes gleiten und sich dabei in der Ausnehmung am Wickelhülsenende einspreizen. Dabei hängt der über die gesamte Einspannlänge konstante Expansioπsweg von der Größe der in Achsrichtung aufgebrachten Einschiebekraft ab. Beim Abziehen des Spannkopfes von der Wickelhülse zieht sich zu¬ nächst der Spannkopfschaft relativ zu den Spannstücken zurück, wodurch die Spannstücke sich nach radial innen bewegen und die radiale Preßkraft nachläßt. Bei dieser Spannkopfbauart ist das Abziehen des Spannkopfes von der Wickelhülse also einfacher, als bei den Spannköpfen der eingangs erwähnten Gattung. Mit diesem Vorteil geht aber u. a. der Nachteil einher, daß die Spannkraft ausschließlich von der auf die Spannköpfe ausgeübten Axialkraft abhängt. Ist diese zu groß, wird die Wickelhülse deformiert, ist sie zu klein, so entsteht bei zunehmendem Drehmoment die Gefahr des Schlupfens zwischen Wickelhülse und Spannkopf. Beides ist un¬ erwünscht .
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Spannkopf der eingangs erwähnten Gattung zu schaffen, bei dem bei Erhalt der drehmomentabhängigen Verspreizung das Abziehen von der Wickelhülse erleichtert wird.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 wiederge¬ gebenen Merkmale gelöst.
Ein erfindungsgemäßer Spannkopf hat u. a. den Vorteil, daß der radiale Expansionsweg drehmomentabhängig ist, so daß sowohl Beschädigungen der Wickelhülsen, als auch ein Schlupfen der Wickelhülsen vermieden wird, und daß gleichwohl das Abziehen des Spannkopfes von der Wickelhülse erleichtert wird. Die Vorteile der beiden eingangs erwähnten Spannkopf-Bauarten werden also mit¬ einander vereinigt, ohne daß die beiderseitigen Nachteile auftre¬ ten. Bei dem Spannkopf nach Patentanspruch 1 wird darüber hinaus der Vorteil erzielt, daß die Relativlage zwischen der Wickelhülse und dem Spannkopfschaft in der Axialrichtung stets exakt defi¬ niert ist, weil sich der Expansionsweg stets aus einem verschie¬ bungsbedingten und einem verdrehungsbedingten Anteil zusammen¬ setzt, wobei der verschiebungsbedingte Anteil stets automatisch den Vorrang hat, weil der Spannkopf notwendigerweise zunächst in seiner Axialrichtung eingeschoben werden muß, bevor das Verdrehen beginnen kann. Demgegenüber ist die Relativposition zwischen den Spannstücken (und damit auch der Wickelhülse) und dem Spannkopf¬ schaft bei den Spannköpfen der zweitgenannten Bauart zwingender¬ maßen variabel und Undefiniert. Dies ist aber in der Regel uner¬ wünscht .
Um zu erreichen, daß auch bei den erfindungsgemäßeπ Spaπn- köpfen der Expansionsweg der Spannstücke über ihre gesamte Wirk- länge konstant ist, wird ein Spannkopf mit den Merkmalen des An¬ spruchs 3 vorgeschlagen.
Sofern es im konkreten Anwendungsfall nicht so sehr darauf ankommt, daß die in der Axialrichtung gesehene Relativposition zwischen dem Spannkopfschaft und den Spannstücken stets dieselbe ist, es aber sehr wohl darauf ankommt, daß der Expansionsweg, über die gesamte Wirklänge der Spannstücke konstant ist, wird, als Alternative zu dem Spannkopf nach Patentanspruch 1 der Spanπ- kopf nach Patentanspruch 3 vorgeschlagen.
Auf besonders einfache Weise wird die Konstanz des Expan¬ sionsweges über die Wirklänge der Spannstücke durch die in An¬ spruch 4 wiedergegebenen Merkmale erreicht.
Ein vergleichsweise geringer Reibwiderstand zwischen dem Spannkopfschaft und den Spannstücken während der Expansion bzw. der Kontraktion wird durch die Merkmale des Anspruchs 5 erzielt. Ferner werden hierdurch besonders exakt definierbare Relativlagen zwischen dem Spannkopfschaft und den Spannstücken erreicht. Neben der Abrollbewegung zwischen den Spanπstücken und dem Spannkopf¬ schaft kann aber auch noch eine gewisse Gleitbewegung stattfin¬ den. Die Abrollbewegung wird auf besonders einfache Weise durch die Merkmale des Anspruchs 6 realisierbar.
Um nach dem Abziehen eines Spannkopfes von einer Wickelhül¬ se ein automatisches Rückstellen der Verdrehbewegung zwischen dem Spaπnkopfschaft und den Spannstücken zu erreichen, wird ein Spaπnkopf mit den Merkmalen des Anspruchs 7 vorgeschlagen. Prak¬ tische Ausführuπgsformen für diese Lösung, die auch unabhängig von den Kennzeichnungsmerkmalen der Ansprüche 1 und 3 bei den gattungsgemäßen Spannköpfen vorteilhaft einsetzbar ist, ergeben sich aus den Ansprüchen 8 und 9. Die vorgenannten, erfindungsgemäß zu verwendenden Bauteile unter¬ liegen in ihrer Größe, Formgestaltung, Materialauswahl und tech¬ nischen Konzeption keinen besonderen Ausπahmebedingungen, so daß in dem jeweiligen Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien un¬ eingeschränkt Anwendung finden können.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstan¬ des der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der - beispielhaft - eine bevorzug¬ te Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spannkopfes darge¬ stellt ist. In der Zeichnung zeigen:
Fig. la einen erfindungsgemäßen Spannkopf in Ruheposition, d. bis lc h. mit völlig nach innen eingezogenen Spaπnstücken, wobei Fig. la einen Längsschnitt durch den Spannkopf (Schnitt entlang der Linie Ia-Ia gemäß Fig. 1b), Fig. lb einen Querschnitt durch den Spannkopf gemäß Fig. la (Schnitt entlang der Linie Ib-Ib) sowie Fig. lc eine Stirnseitenansicht des Spannkopfes gemäß Fig. la (Ansicht A, d. h. ohne Deckel) zeigt;
Fig. 2a denselben Spaπnkopf nach Abschluß des durch Axialver¬ schiebung bedingten Spannweges (Schnitt entlang der Linie Ila-IIa gemäß Fig. 2b);
Fig. 2b die den Fig. lb und lc entsprechenden Darstellungen und 2c für die in Fig. 2a gezeigte Arbeitsposition des Spaπnkopfes;
Fig. 3a denselben Spannkopf in entsprechender Darstellungs¬ bis 3c weise wie in Fig. la bis lc, jedoch in einer dritten Arbeitsstellung (Wickelposition, d. h. mit fest im Wickelhülseninneren verspreizten Spannstücken) ; Fig. 4a denselben Spannkopf in einer vierten Arbeitsposition, bis 4c d. h. bei relativ zu den Spannstücken noch verdrehtem, aber bereits in Axialrichtung zurückgezogenem Spann¬ kopfschaft;
Fig. 5 von demselben Spannkopf eine schematisierte Stirnsei¬ tenansicht (entsprechend Ansicht A) zur Darstellung der Relativlagen zwischen Spannkopfschaft und Spann¬ stück mit und ohne gegenseitiger Verdrehung;
Fig eine alternative Ausführungsform des SpannkopfSchaftes in der gleichen Darstellung wie in Fig. 5.
Ein in den Figuren allgemein mit 100 gekennzeichneter Spannkopf für Wickelhülsen 10 besteht aus einem Spannkopfschaft 20, einem als Spannkopfgehäuse 30 dienenden hülsenförmigen Teil sowie Spannstücken 40.
Die in den Figuren dargestellten Wickelhülsen 10 bestehen, wie aus Fig. la/b ersichtlich, aus kreiszylindrischen Rohren mit Stirnenden 11 und einer stirnseitig zugänglichen konzentrischen Ausnehmung 12, in die der Spannkopf 100 in axialer Richtung ein¬ schiebbar ist. Rohrförmige Wickelhülsen sind zwar am gebräuch¬ lichsten, doch ist es grundsätzlich auch möglich, als Wickelhül¬ sen innen geschlossene kreiszylindrische Körper mit entsprechen¬ den Ausnehmungen in den Stirnenden zu verwenden.
Der Spannkopfschaft 20 ist als sechsflächiger Pyramiden- stumpf geformt, dessen Basis 21 an einer Platte 22 befestigt ist. Die Platte 22 oder der Spannkopfschaft 20 selber sind in an sich bekannter Weise an Tragarmen drehbar gelagert und ggf. im Dreh¬ sinne um die Achsrichtung B antreibbar. Der Spannkopfschaft ist als Kragwelle ausgebildet, d. h. einseitig gelagert. Bezüglich seiner Basis 21 und seinem freien Ende 23 ist das Spannkopfgehäu- se 30 drehbar gelagert. An seinem freien Ende ist außerdem eine später noch zu beschreibende Rückstellvorrichtung 50 befestigt.
Die sechs Spannflächen 24 des SpannkopfSchaftes 20 sind zur Achsrichtung B leicht geneigt und in der der Achsrichtung ent¬ sprechenden Erstreckungsrichtung geradlinig geformt; hingegen sind die Spannflächen 24 in Richtung C des Spannkopfumfanges (siehe Fig. lc sowie Fig. 5) konkav gewölbt, wobei diese konkave Wölbung am Schmalende (freies Ende 23) des Pyramidenstumpfes am ausgeprägtesten ist und zur Basis 21 stetig bis auf Null abnimmt. Dies ergibt sich besonders deutlich aus Fig. 5.
Die sechs auf dem Umfang gleichmäßig verteilten Spannstücke 40 bestehen aus Druckstücken 41 und Gleitstücken 42, welche in an sich bekannter Weise miteinander verbunden sind. Durch eine Durchbrechung 43 jedes Spannstücks 40 in Umfangsrichtung sind Fe¬ dern 44 geführt, die (wie aus Fig. lb ersichtlich) als offene Ringe ausgestaltet sind und als im Koπtraktionssinne wirkende Rückstellfedern dienen. Die Gleitstücke 42 sind, wie aus Fig. la ersichtlich, in Achsrichtung geradlinig geformt und, wie aus Fig. 5 und 6 ersichtlich, in der Quererstreckung (Umfangsrichtung C) konvex gewölbt, so daß ihre Berührungsfläche 45, mit der sie an der zugeordneten Spannfläche 24 des SpannkopfSchaftes 20 anlie¬ gen, kreiszylindrisch geformt sind. Die jeweilige Berührung zwischen Spannstück und Spannkopfschaft findet also entlang einer Berührungslinie 46 statt (siehe Fig. 5 und 6) - und zwar unabhän¬ gig von der Größe des Verdrehwinkels zwischen Spannkopfschaft und Spannstück.
Das Spannkopfgehäuse 30 weist am Basisende des Spannkopf¬ schaftes eine zylindrische Gleitfläche 31 und am freien Spann¬ kopfende eine zylindrische Gleitfläche 32 auf. Am Basisende ist ein flanschartig auskragender Anschlag 33 mit dem Spannkopfgehäu- se einstückig verbunden oder an ihm befestigt. Er bildet einen ersten Endanschlag 34 für das Stirneπde 11 der Wickelhülse 10 sowie einen zweiten Endanschlag 35 für die Axialbewegung relativ zum Spannkopfschaft 20, welcher mit der Platte 22 zusammenwirkt (siehe Fig. 2a). Das Spannkopfgehäuse 30 ist mit länglichen Durchbrechungen 36 versehen, innerhalb deren die Spannstücke 40 aufgenommen und radial verschiebbar angeordnet sind. Endanschläge 37 begrenzen den maximal möglichen Expansionsweg der Spannstücke 40.
Die Rückstellvorrichtung 50 befindet sich in einem sich ko¬ nisch verjüngenden Deckel 51, der mit dem Spannkopfgehäuse 30, z. B. durch in der Zeichnung nicht dargestellte Schrauben, drehfest verbunden ist. Innerhalb des Deckels 50 ist eine ringförmige oder ringsegmentför ige Nut 52 vorgesehen, in der sich zwei Spiralfe¬ dern 53, ein deckelfester, d. h. also auch gehäusefester Anschlag 54 sowie ein kreisringsegmeπtför iger Mitnehmer 55 befinden. Der Mitnehmer 55 ist über einen mit ihm verbundenen Arm 56 drehfest am freien Stirnende des SpannkopfSchaftes 20 befestigt. Der Mit¬ nehmer 55 und der Arm 56 sind so geformt, daß sie gemeinsam in¬ nerhalb des Deckels 51 sowie bezüglich des Spannkopfgehäuses 30 gegen die Rückstellwirkung der Federn 53 verdrehbar sind. Die Fe¬ dern 53 halten das Spannkopfgehäuse 30 und den Spannkopfschaft 20 in einer neutralen Verdrehlage zueinander, solange der Spannkopf sich außerhalb der Wickelhülse befindet oder die Verdrehung zwischen Spannkopfschaft und Spannkopfgehäuse noch nicht stattge¬ funden hat, was in den Arbeitspositionen gemäß Fig. 1 und 2 der Fall ist. Nach erfolgter Verdrehung ist die eine der Federn 53 gespannt und die andere Feder 53 entspannt oder entgegengesetzt gespannt. Dies ist aus den Fig. 3c und 4c ersichtlich. Die jetzt in der komprimierten bzw. expandierten Feder gespeicherte Energie wird erst wieder freigesetzt, wenn die Wickelhülse vom Spannkopf abgezogen ist.
Aus einem Vergleich zwischen Fig. la und 2a wird ersicht¬ lich, daß der in Axialrichtung B maximal mögliche Verschiebeweg zwischen dem Spannkopfschaft 20 und dem Spaπnkopfgehäuse 30 rela¬ tiv klein ist und vermittels des Mitnehmerarmes 56 durch die In¬ nenfläche 57 des Deckels 51 einerseits und die Stirnfläche 38 des Spannkopfgehäuses 30 andererseits begrenzt ist. In Verbindung mit der nur geringen Konizität der Spannflächen 24 des Spannkopf¬ schaftes 20 zueinander, führt dies dazu, daß der verschiebungsbe¬ dingte Expansionsweg der Spannstücke 40 relativ klein ist. Dies ergibt sich ohne weiteres aus einem Vergleich zwischen den Fig. la und 2a. In der Regel ist es nicht einmal erforderlich (wenn¬ gleich möglich) , daß die radial außen liegenden Druckflächen 47 der Spannstücke 40 die inneren Wandflächen der Wickelhülse 10 be¬ rühren, wenn der verschiebungsbedingte Expansioπsweg der Spann¬ stücke vollständig durchlaufen ist (siehe Fig. 2a). In dieser Ar¬ beitsstellung muß lediglich für einen ersten, aber noch relativ geringfügigen Reibschluß zwischen der Wickelhülse 10 und dem Spannkopf 100 bestehen, so daß beim Verdrehen des Spanπkopfes ge¬ gen eine an der Wickelhülsenperipherie angreifende Zugkraft eine Verdrehung zwischen dem Spaπnkopfgehäuse und den Spannstücken ei¬ nerseits und dem Spannkopfschaft andererseits möglich wird. Bei einer derartigen Verdrehbewegung findet eine kombinierte Gleit- und Rollbewegung zwischen dem Spannkopfschaft und den Spann¬ stücken statt. Dies ist besonders deutlich aus Fig. 5 und 6 er¬ sichtlich. Hierdurch werden die Spannstücke nach radial außen verspreizt und verspreizen sich fest in der Ausnehmung 12 der Wickelhülse 10 (siehe Fig. 3a bis 3c).
Soll die Wickelhülse vom Spannkopf wieder abgezogen werden, wird in bekannter Weise eine axial nach außen gerichtete Kraft auf den Spannkopf ausgeübt. Dadurch zieht sich der Spannkopf¬ schaft 20 um ein kleines Verschiebestück aus dem Spannkopfgehäuse 30 zurück. Der verschiebungsbedingte Expansionsweg der Spann¬ stücke wird dadurch rückgängig gemacht, was durch die Rückstellfedern 44 unterstützt wird. Dieser relativ kleine, in der Darstellung gemäß Fig. 4a bis 4c bereits abgeschlossene Kon¬ traktionsweg der Spannstücke reicht aus, daß der Spannkopf mit vergleichsweise geringer Kraft aus der Wickelhülse 10 herausgezo¬ gen werden kann. Aus Fig. 5 und 6 ist ersichtlich, daß der Expansionsweg der Spannstücke 40 bzw. der Gleitstücke 42 an dem in Achsrichtung ge¬ sehenen vorderen und hinteren Ende der Spanπstücke identisch ist, weil die Spanπflächen 24 entlang des SpannkopfSchaftes eine sich stetig ändernde Wölbung aufweisen. Durch den allmählichen Über¬ gang zwischen der maximalen Wölbung und der minimalen Wölbung entlang des SpannkopfSchaftes, liegen die Gleitstücke entlang ih¬ rer gesamten Länge an den Spannflächen 24 an. Die Druckflächen 47 der Spannstücke 40 bleiben also in allen Expansions- bzw. Kon¬ traktionsstellungen achsparallel. Die erforderliche Wölbungsgeo¬ metrie läßt sich auf mathematischem Wege relativ einfach ermit¬ teln. Der gleiche Effekt kann auch erzielt werden, wenn sich die Wölbung, insbesondere der Krümmungsradius, der Berührungsfläche 45 der Gleitstücke 42 sich entlang der Länge des Spannstückes 40 kontinuierlich ändert oder wenn unterschiedliche Wölbungen sowohl am Spannkopfschaft als auch an den Spannstücken vorgesehen sind. Die in Fig. 5 und 6 dargestellte Geometrie hat allerdings den Vorteil besonders einfacher Beherrschbarkeit.
Bezugszeichenliste:
10 Wickelhülse
11 Stirnenden
12 Ausnehmung
20 Spannkopfschaft
21 Basis
22 Platte
Figure imgf000013_0001
23 freies Ende
24 Spannflächen
30 Spanπkopfgehäuse
31 Gleitfläche
32 Gleitfläche
33 Anschlag
34 erster Endanschlag
35 zweiter Endanschlag
36 Durchbrechungen
37 Endanschläge
38 Stirnfläche
40 Spannstücke
41 Druckstück
42 Gleitstück
43 Durchbrechung
44 Feder
45 Berührungsfläche
46 Berührungslinie
47 Druckflächen (Außenflächen)
50 Rückstellvorrichtung
51 Deckel
52 Nut
53 Spiralfedern
54 Anschlag
55 Mitnehmer
56 Arm

Claims

Ansprüche:
1. Spaπnkopf für Wickelhülsen, auf die bahnförmiges Gut, wie Papierbahnen od. dgl. auf- bwz. davon abgewickelt wird, mit
- einem mehrkantigen Spannkopfschaft (20) und
- an diesem Spannkopfschaft anliegenden Spaπnstücken (40) , bei dem die Spannstücke (40) und der Spaπnkopfschaft (20) relativ zueinander verdrehbar sind und diese Verdrehung eine Radialbewe¬ gung (Expansions-/Kontraktionsweg) der Spannstücke (40) bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß
- der Spanπkopfschaft (20) als Pyramidenstumpf geformt ist,
- die Spannstücke (40) und der Spannkopfschaft (20) relativ zu¬ einander in der Achsrichtung (B) verschiebbar sind,
- die Spannstücke (40) mit einem in der Achsrichtung (B) wirksa¬ men Endanschlag (34) für die Wickelhülse (10) und einem spaπn¬ kopfschaftfesten, in der Achsrichtung (B) wirksamen Endanschlag (35) versehen oder wirkverbunden sind und
- sich der Spannweg (Expansions-/Kontraktionsweg) der Spannstücke (40) aus einem verdrehuπgsbedingten Anteil und aus einem ver¬ schiebungsbedingten Anteil derart zusammensetzt, daß der (zwei¬ te) Endanschlag (35) in seiner axialen Endlage vor dem Errei¬ chen des Endes des Spannweges anlangt.
2. Spannkopf nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
- der Spannkopfschaft (20) als Pyramideπstumpf geformt ist,
- die Spannstücke (40) und der Spannkopfschaft (20) relativ zueinander in der Achsrichtung (B) verschiebbar sind,
- die Spannstücke (40) mit einem in der Achsrichtung (B) des Spannkopfes (100) wirksamen Endanschlag (34) für die Wickel¬ hülse (10) versehen oder wirkverbunden sind und
- die Seitenflächen (Spanπflächeπ 24) des SpaπnkopfSchaftes (20) oder die an diesen Spannflächeπ anliegenden Berührungsflächen (45) der Spannstücke (40) oder beide dieser Flächen in der Richtung (C) des Spannkopfumfanges gewölbt sind und sich das Ausmaß der Wölbung entlang der Achsrichtuπg (B) im wesentlichen stetig ändert, so daß eine Verdrehung zwischen dem Spannkopf¬ schaft (20) und den Spanπstücken (40) zu einem gleichgroßen Expansions-/Kontraktionsweg entlang der gesamten in Achsrichtung (B) sich erstreckenden Länge der Spannstücke (40) führt.
3. Spannkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen (Spannflächen 24) des SpannkopfSchaftes (20) oder die Berührungsflächen (45) der Spannstücke (40) oder beide dieser Flächen in der Richtung (C) des Spannkopfumfanges ge¬ wölbt sind und sich das Ausmaß der Wölbung entlang Achsrichtung (B) im wesentlichen stetig ändert, so daß eine Verdrehung zwi¬ schen dem Spannkopfschaft (20) und den Spannstücken (40) zu einem gleichgroßen Expansions-/Koπtraktionsweg entlang der ge¬ samten in Achsrichtung (B) sich erstreckenden Länge der Spann¬ stücke (40) führt.
4. Spaππkopf nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Spannflächen (24) am dickeren Ende (Basis 21) des Spannkopfschaftes (20) gerade und am dünneren Ende (freies Ende 23) konkav gewölbt oder am dickeren Ende konvex gewölbt und am dünneren Ende gerade ist.
5. Spannkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Spannfläc.en (24) des SpannkopfSchaftes (20) oder die ihnen zugeordneten Berührungsflächen (45) der Spannstücke (40) oder beide dieser Flächen in der Richtung (C) des Spannkopfumfanges derart gewölbt sind, daß die gegenseitige Berührung zwischen dem Spannkopfschaft (20) und den einzelnen Spannstücken (40) im wesentlichen linienförmig gestaltet ist und eine zumindest teilweise Abrollbewegung zwischen dem Spaπnkopfschaft und den einzelnen Spannstücken gestattet.
6. Spannkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungsflächen (45) der - Spannstücke (40) kreiszylindrisch geformt sind.
7. Spannkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeich¬ net durch mindestens eine durch Verdrehen zwischen den Spann- stücken (40) und dem Spaππkopfschaft (20) spannbare Feder (53) zum Zurückstellen der Verdrehung nach dem Abziehen der Wickelhül¬ se (10) vom Spanπkopf (100) .
8. Spannkopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Feder (53) eine in etwa in der Umfangsrich- tuπg (C) des Spannkopfes (100) sich erstreckende Spiralfeder ist.
9. Spanπkopf nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeich¬ net, daß sich die mindestens eine Feder (53) einerseits in einem mit den Spannstücken (40) gemeinsam bezüglich des Spannkopfschaf¬ tes (20) verdrehbaren, und insbesondere auch verschiebbaren, Gehäuseteil (Spaπnkopfgehäuse 30) an einem gehäusefesten Anschlag (54) und andererseits an einem an dem Spannkopfschaft (20) befestigten Mitnehmer (55) abstützt.
10. Spaππkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekenn¬ zeichnet durch ein, insbesondere in Durchbrechungen (36) die Spanπstücke (40) aufnehmendes, mit den Spannstückeπ (40) gemeinsam bezüglich des Spaπnkopfschaftes in zumindest eine Richtung bewegbares Gehäuseteil (Spannkopfgehäuse 30) .
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