Steitelement und Auswerfereinrichtung
[0001] Die Erfindung betrifft ein Stellelement und eine Auswerfereinrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
[0002] Durch die US 41 49 682 A, die US 49 51 894 A und die US 47 15 553 A sind Spanndome
zur drehbaren Lagerung von Papierbahnrollen bekannt, wie sie an Rotationsdruckmaschinen
zum Einsatz kommen. An den Spanndornen sind dabei jeweils Auswerfereinrichtungen vorgesehen,
mit denen die Hülse, auf die die Papierbahn aufgewickelt ist, vom Spanndorn abgestreift
werden kann. Beim Einführen des Spanndoms in die Hülse werden an der Auswerfereinrichtung
vorgesehene Federelemente elastisch vorgespannt. Wird der Spanndorn zum Wechseln der
Papierbahn aus der Hülse zurückgezogen, sorgt die Vorspannung der Federelemente dafür,
dass die Hülse durch die Auswerfereinrichtung von den beiden einander gegenüberliegenden
Spanndomen abgestreift wird.
[0003] Nachteilig an dieser Art der Ausbildung der Auswerfereinrichtung ist es, dass die
Kraft mit der die Hülse vom Spanndom abgestreift werden kann, durch die Bauart der
Federelemente begrenzt ist. Außerdem muss die Vorspannung der Federelemente beim Einführen
der Spanndorne in die Hülse überwunden werden.
[0004] Aus der DE 28 14 338 A1 ist ein Spanndorn bekannt, bei dem zwischen dem Anschlagflansch
des Doms und der Hülse ein verschiebbarer Ring angeordnet ist, der sich zusammen mit
dem Spanndom drehen kann. Zum Auswerfen der Hülse ist eine Betätigungseinrichtung
vorgesehen, die feststehend an einem Gestell befestigt ist. An der Betätigungseinrichtung
sind Klauen vorgesehen, wobei sich der Ring in einer Stellung der Klauen, nämlich
der Ruhestellung, frei drehen kann und nicht mit den Klauen in Eingriff ist. Bei Betätigung
der Betätigungseinrichtung werden die Klauen gegen den Ring gedrückt, so dass die
Hülse vom Spanndom abgestreift werden kann.
[0005] Nachteilig an der aus der DE 28 14 338 A1 bekannten Betätigungseinrichtung ist es,
dass die Auswerfereinrichtung aufgrund des mechanischen Antriebes ein großes Bauvolumen
benötigt.
[0006] Die US 2 949 313 A offenbart ein dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechendes Stellelement,
das um eine Mittelachse drehbar gelagert und axial betätigbar ist, wobei das Stellelement
durch einen axial verschiebbaren, fluidgetriebenen Kolben zwischen einer Ruhestellung
und zumindest einer Arbeitsstellung verstellbar ist.
[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Stellelement zu schaffen.
[0008] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1.
[0009] Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass zum
Antrieb der Auswerfereinrichtung ein druckbeaufschlagter Kolben eingesetzt wird. Da
das druckführende Fluid, beispielsweise Druckluft oder Hydraulikflüssigkeit, durch
Kanäle mit an sich beliebig gestaltbarer Geometrie zum Hubraum über dem Kolben geführt
werden kann, sind Spanndomen in sehr kompakter Bauweise möglich. Außerdem können durch
einen entsprechend hoch gewählten Arbeitsdruck sehr hohe Abstreifkräfte erzeugt werden.
[0010] Zur Verringerung des technischen Aufwandes bei der Konstruktion des Spanndorns ist
es vorteilhaft, wenn der Kolben nur einseitig wirkend ausgebildet ist. Der Kolben
ist dabei so anzuordnen, dass der Kolben zum Abstreifen der Hülse mit dem Fluid angetrieben
werden kann. Zur Rückstellung des Kolbens in die Ausgangsposition können elastische
Federelemente, beispielsweise Schraubenfedern, Verwendung finden.
[0011] Da die Auswerfereinrichtung einen mit dem Spanndorn drehbaren Teil und einen feststehenden
Teil aufweist, die miteinander in Eingriff gebracht werden müssen, besteht die Gefahr,
dass im Kontaktbereich zwischen dem drehbar gelagerten und dem feststehenden Teil
der Auswerfereinrichtung ein erhöhter Verschleiß auftritt. Die Ausbildung der Auswerfereinrichtung
sollte deshalb so gewählt werden, dass der zweite Teil zwischen einer Ruhestellung
und zumindest einer Arbeitsstellung verstellt werden kann. In der Ruhestellung ist
der erste Teil durch einen Spalt vollständig vom zweiten Teil getrennt, während er
in der Arbeitsstellung am zweiten Teil zur Anlage kommt, so dass Kräfte zur Betätigung
des zweiten Teils übertragen werden können.
[0012] Zur Rückstellung des zweiten Teils aus zumindest einer Arbeitsstellung in die Ruhestellung
können besonders vorteilhaft Magnetelemente eingesetzt werden. Die von einem Magnetelement
ausgehenden Anziehungskräfte wirken nämlich berührungsfrei über einen Luftspalt hinweg
und können so in besonders einfacher Weise selbsttätig den feststehenden zweiten Teil,
beispielsweise einen Betätigungskolben, zurückziehen.
[0013] Ganz allgemein ist es bei Anordnungen, die ein drehbar gelagertes und axial betätigbares
Stellelement, das durch einen axial verschiebbaren, fluidgetriebenen Kolben zwischen
einer Ruhestellung und zumindest einer Arbeitsstellung verstellbar ist, besonders
vorteilhaft, wenn der Kolben durch zumindest ein Magnetelement aus der Arbeitsstellung
in die Ruhestellung zurückgestellt werden kann. Durch diese Maßnahme kann Verschleiß
in der Kontaktzone zwischen dem feststehenden Kolben und dem drehbar gelagerten Stellelement
in einfacher Weise vermieden werden, da der Kolben, solange er zur Betätigung des
Stellelements nicht benötigt wird, durch das Magnetelement selbsttätig und in einfacher
Weise in die Ruhestellung zurückgezogen und dort zuverlässig gehalten wird.
[0014] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird
im folgenden näher beschrieben.
[0015] Es zeigen:
- Fig. 1
- einen Spanndorn im seitlichen Querschnitt;
- Fig. 2
- die Einzelheit X aus Fig. 1 in einem ersten Betriebszustand;
- Fig. 3
- die Einzelheit X aus Fig. 1 in einem zweiten Betriebszustand.
[0016] In Fig. 1 ist ein Spanndorn 01 dargestellt, der in einem gebrochen dargestellten
Gestell 02 eines ansonsten nicht dargestellten Rollenwechslers befestigt ist. Indem
mit dem Gestell 02 fest verbundenen Gehäuse 03 des Spanndorns 01 ist mit den Wälzlagern
04; 06 eine mehrteilige Welle 07 drehbar gelagert.
[0017] Auf der linken Seite des Gehäuses 03 erstreckt sich die mehrteilige Welle 07 auf
die Außenseite des Gehäuses 03 und bildet einen Spannzylinder 08, auf dem eine schematisch
dargestellte Hülse 09 fixiert werden kann. Zur Fixierung der Hülse 09 am Spanndorn
01 werden durch Tellerfedem und Druckfedern die Kniehebel an den vorgesehenen Spannbacken
11 radial nach außen gedrückt. Zur Betätigung der Spannbacken 11 kann ein Stellelement
12, z. B. eine Betätigungswelle 12 in einer Hohlwelle 13 axial verstellt werden, so
dass die Spannbacken 11 durch formschlüssigen Eingriff der Spreizelemente 14 nach
außen gedrückt werden.
[0018] Die Hülse 09 trägt eine aufgerollte Bahn, z. B. Papierbahn.
[0019] Zum Abstreifen einer verbrauchten Hülse 09 vom Abstreifring 10 ist am Spanndorn 01
eine Auswerfereinrichtung mit mehreren Stellelementen 16, z. B. drehbärgelagerte Teile
16, z. B. Auswerferbolzen 16, vorgesehen. Die Auswerferbolzen 16 sind dabei so an
der Hohlwelle 13 angeordnet, dass das eine Ende der des Abstreifringes 10 an der Stirnfläche
der Hülse 09 zur Anlage kommen kann. Zur Entfernung der Hülse 09 werden die Auswerferbolzen
16 mit dem Abstreifring 10 synchron ausgefahren und drücken dabei die Hülse 09 relativ
zum Spannzylinder 08 zur Seite. Es ist zu beachten, dass die Auswerferbolzen 16 und
der Abstreifring 10 an der Hohlwelle 13 axial verschiebbar gelagert sind und zusammen
mit der Hohlwelle 13 im Gehäuse 03 um die Mittelachse 17 rotieren.
[0020] Zur Betätigung der Auswerferbotzen 16 wird ein nichtdrehbares Teil 18, z. B. ein
kreisringförmiger Kolben 18 verwendet, der über eine Druckleitung 19 mit Druckmittel
beaufschlagt werden kann. Die Wirkungsweise der Betätigung der Auswerferbolzen 16
durch den Kolben 18 wird anhand der Zeichnungen Fig. 2 und Fig. 3, die die Einzelheit
X aus Fig. 1 im Ausschnitt vergrößert darstellen, erläutert.
[0021] Man erkennt in Fig. 2 den Kolben 18 im Querschnitt und das rechte Ende des Auswerferbolzens
16. Zur Funktion der Betätigung des Auswerferbolzens 16 ist zu beachten, dass der
Kolben 18 zusammen mit dem Gehäuse 03, einem Zwischenstück 21 und dem Außenring des
Wälzlagers 06 relativ zum Gestell 02 feststeht, wohingegen der Auswerferbolzen 16
zusammen mit der Hohlwelle 13 um die Mittelachse 17 des Spanndorns 01 rotieren kann.
Dadurch ist gewährleistet, dass der Kolben 18 mit einfachen Mitteln, die in der Art
von Kolbenringen ausgebildet sind, abgedichtet werden kann.
[0022] In Fig. 2 ist der Kolben 18 in seiner Ruhestellung dargestellt, bei der die Auswerferbolzen
16 und der Kolben 18 durch einen Spalt 22 getrennt sind. In der Ruhestellung des Kolbens
18 können die Auswerferbolzen 16 verschleiß- und widerstandsfrei um die Mittelachse
17 rotieren. An der von den Auswerferbolzen 16 abgewandten Stirnfläche des Kolbens
18 sind Magnetelemente 23, z. B. Dauermagneten 23 befestigt, die den Kolben 18 gegen
das metallische Zwischenstück 21 ziehen und so dafür sorgen, dass der Kolben 18 zuverlässig
in der Ruhestellung gehalten wird. Der Kolben 18 ist mit Dichtringen 24; 26 gegenüber
dem Gehäuse 03 bzw. dem Zwischenstück 21 abgedichtet, so dass durch Beaufschlagung
der Druckleitung 19 mit Druckmittel eine in Richtung des Auswerferbolzens 16 gerichtete
Kraft ausgeübt werden kann.
[0023] In Fig. 3 ist der Kolben 18 in einer Arbeitsstellung dargestellt. Durch Zufuhr von
Druckmittel durch die Druckleitung 19 wird der Kolben 18 gegen den Auswerferbolzen
16 gedrückt, so dass dieser seinerseits die Hülse 09 vom Spannzylinder 08 abstreifen
kann. Sobald die Hülse 09 abgestreift ist, wird das Druckmittel aus der Druckleitung
19 abgelassen, so dass auf den Kolben 18 keine Druckkräfte mehr wirken.
[0024] An den Auswerferbolzen 16 sind jeweils Federn 27, z. B. Schraubenfedern 27, vorgesehen,
die die Auswerferbolzen 16 gegenüber der Hohlwelle 13 vorspannen. Durch die Vorspannung
der Schraubenfedern 27 wirkt auf die Auswerferbolzen 16 eine Rückstellkraft, die nach
Ablassen des Druckmittels dafür sorgt, dass die Auswerferbolzen 16 wieder selbsttätig
eingezogen werden. Zusammen mit den Auswerferbolzen 16 wird auch der Kolben 18 so
weit zurückgeschoben, bis die Auswerferbolzen 16 an entsprechend vorgesehenen Endanschlägen
28 zur Anlage kommen. In dieser hintersten Arbeitsstellung, in der Kolben 18 noch
am Auswerferbolzen 16 anliegt, besteht ein Spalt 29 zwischen dem Kolben 18 und dem
Zwischenstück 21, der zur Rückstellung des Kolben 18 aus der hintersten Arbeitsstellung
in die Ruhestellung überwunden werden muss. Aufgrund der am Kolben 18 vorgesehenen
Dauermagneten 23 wirkt auf den Kolben 18 eine nach rechts gerichtete Magnetkraft,
die Rückstellung des Kolbens 18 über den Spalt 29 hinweg bewirkt. Am Ende der Betätigung
der Auswerferbolzen 16 nimmt der Kolben 18 wieder eine Ruhestellung ein, wie sie in
Fig. 2 dargestellt ist, und wird durch den Spalt 22 von den Auswerferbolzen 16 getrennt.
[0025] Da zur Betätigung der drehbar gelagerten Auswerferbolzen 16 der lediglich verschiebbar
gelagerte Kolben 18 eingesetzt werden kann, wird die Abdichtung des Arbeitsraumes
über dem Kolben 18 sehr vereinfacht. Denn die den Dichtspalt bildenden Wandungen des
Kolbens 18 einerseits und des Gehäuses 03 bzw. des Zwischenstückes 21 andererseits
weisen keine rotatorisch gerichtete Relativbewegung auf.
[0026] Die Endstellungen des Kolbens 18 werden mittels Initiatoren 30 abgefragt.
[0027] Der Einsatz von Magnetelementen zur Entkoppelung eines lediglich betätigt werden
kann, ist beispielsweise auch bei der Ausbildung der Betätigungseinrichtung für die
Spannbacken 11 denkbar. Man erkennt in Fig. 1, dass die Betätigungswelle 12, die ein
solches drehbar gelagertes Betätigungselement darstellt, zur Betätigung der Spannbacken
11 mittels eines nur axial verstellbaren Kolbens 31 nach links verschoben werden kann.
Dazu wird über eine Druckleitung 32 Druckmittel in einen vom Kolben 31 und dem Gehäuse
03 gebildeten Zylinderraum zugeführt. Das Druckmittel sorgt dafür, dass der Kolben
31 nach links verschoben wird und so durch Einwirkung auf die Stirnplatte 33 die Betätigungswelle
12 verstellt, so dass im Ergebnis die Spannbacken 11 betätigbar sind.
[0028] Nach Ablassen des Druckmittels aus der Druckleitung 32 sorgen die Federn 34 für eine
Rückstellung der Betätigungswelle 12, so dass der Kolben 31 durch die Stirnplatte
33 zurückgeschoben wird. Die Rückstellung der Betätigungswelle 12 ist durch Endanschläge
begrenzt, so dass der Kolben 31 durch die Stirnplatte 33 nur bis zu einem bestimmten
Punkt, nämlich der hintersten Arbeitsstellung, zurückgeschoben werden kann. In dieser
Stellung liegt der Kolben 31 noch an der Stirnplatte 33 an, was wegen des dabei auftretenden
Verschleiß im Falle einer Relativbewegung zwischen Stirnplatte 33 und Kolben 31 unerwünscht
ist. Zur Vermeidung dieses Verschleißes sind auf der von der Stimplatte 33 abgewandten
Stirnseite des Kolbens 31 Magnetelemente 37, z. B. Dauermagnet 37 vorgesehen, durch
deren Magnetkräfte der Kolben 31 in eine Ruhestellung zurückgestellt werden kann,
in der der Kolben 31 nicht mehr an der Stirnplatte 33 zur Anlage kommt.
Bezugszeichenliste
[0029]
- 01
- Spanndorn
- 02
- Gestell
- 03
- Gehäuse
- 04
- Wälzlager
- 05
- -
- 06
- Wälzlager
- 07
- Welle, mehrteilige
- 08
- Spannzylinder
- 09
- Hülse
- 10
- Abstreifring
- 11
- Spannbacken
- 12
- Stellelement, Betätigungswelle
- 13
- Hohlwelle
- 14
- Spreizelement
- 15
- -
- 16
- Stellelement, Teil, Auswerferbolzen
- 17
- Mittelachse
- 18
- Teil, Kolben
- 19
- Druckleitung
- 20
- -
- 21
- Zwischenstück
- 22
- Spalt
- 23
- Magnetelement, Dauermagnet
- 24
- Dichtring
- 25
- -
- 26
- Dichtring
- 27
- Feder, Schraubenfeder
- 28
- Endanschlag
- 29
- Spalt
- 30
- Initiator
- 31
- Kolben
- 32
- Druckleitung
- 33
- Stirnplatte
- 34
- Feder
- 35
- -
- 36
- -
- 37
- Magnetelement, Dauermagnet
1. Stellelement (12; 16), das um eine Mittelachse (17) drehbar gelagert und axial betätigbar
ist, wobei das Stellelement (12; 16) durch einen axial verschiebbaren, fluidgetriebenen
Kolben (18; 31) zwischen einer Ruhestellung und zumindest einer Arbeitsstellung verstellbar
ist, wobei der Kolben (18; 31) in der Ruhestellung keinen Kontakt mit dem Stellelement
(12; 16) hat und in der Arbeitsstellung an dem Stellelement (12; 16) zur Anlage kommt,
dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (18; 31) durch zumindest ein Magnetelement (23; 37) aus der Arbeitsstellung
in die Ruhestellung rückstellbar ist.
2. Stellelement (12; 16) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (12) in der Art zumindest eines Teils einer Betätigungseinrichtung
(11; 12; 14; 33) ausgebildet ist, mit der ein in eine Hülse (09) eingeführter Spanndorn
(01) fixierbar ist.
3. Stellelement (12; 16) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (16) in der Art zumindest eines Teils einer Auswerfereinrichtung
(16; 18) ausgebildet ist, mit dem eine Hülse (09) von einem Spanndom (01) abstreifbar
ist.
4. Stellelement (12; 16) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (12; 16) in der Arbeitsstellung entlang eines axialen Weges durch
den Kolben (18; 31) verstellbar ist, wobei das Stellelement (12; 16) und der daran
anliegende Kolben (18; 31) entlang dieses Weges durch zumindest ein/mehrere elastische
Elemente (27; 34; 36), insbesondere eine/mehrere Federn (27; 34; 36), rückstellbar
ist.
5. Stellelement (12; 16) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetelement (37) am Kolben (31) befestigt ist.
6. Stellelement (12; 16) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetelement (37) in der Art eines Dauermagneten (37) ausgebildet ist.
1. Actuating member (12; 16) which is rotatably mounted about a centre axis (17) and
which is axially operable, the actuating member (12; 16) being shiftable by an axially
displaceable fluid-driven piston (18; 31) between a rest position and at least one
working position, the piston (18; 31) not being in contact with the actuating member
(12; 16) in the rest position and bearing against the actuating member (12; 16) in
the working position, characterised in that the piston (18; 31) can be reset from the working position to the rest position by
at least one magnetic member (23; 37).
2. Actuating member (12; 16) according to claim 1, characterised in that the actuating member (12) is in the form of at least part of an operating means (11;
12; 14; 33) by which a chucked mandrel (01) inserted in a core (09) can be fixed in
place.
3. Actuating member (12; 16) according to claim 1, characterised in that the actuating member (12) is in the form of at least part of an ejector means (16;
18) by which a core (09) can be stripped off a chucked mandrel (01).
4. Actuating member (12; 16) according to claim 1, characterised in that, in the working position, the actuating member (12; 16) can be shifted by the piston
(18; 31 ) along an axial travel, the actuating member (12; 16) and the piston (18;
31) resting against it being resettable along this travel by at least one/a plurality
of resilient members (27; 34; 36) and in particular one or more springs (27; 34; 36).
5. Actuating member (12; 16) according to claim 1, characterised in that the magnetic member (37) is fastened to the piston (31).
6. Actuating member (12; 16) according to claim 5, characterised in that the magnetic member (37) is in the form of a permanent magnet (37).
1. Elément d'ajustement (12; 16), monté à rotation autour d'un axe central (17) et actionnable
axialement, l'élément d'ajustement (12; 16) étant manoeuvrable entre une position
de repos et au moins une position de travail, au moyen d'un piston (18; 31) actionné
par un fluide, déplaçable axialement, le piston (18; 31), à la position de repos,
n'ayant aucun contact avec l'élément d'ajustement (12; 16) et, à la position de travail,
venant en appui sur l'élément d'ajustement (12; 16), caractérisé en ce que le piston (18; 31) est susceptible d'être ramené à la position de repos depuis la
position de travail, à l'aide d'au moins un élément magnétique (23; 37).
2. Elément d'ajustement (12; 16) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément d'ajustement (12) est réalisé à la manière d'au moins une partie d'un dispositif
d'actionnement (11; 12; 14; 33), à l'aide duquel un mandrin de serrage (01), inséré
dans une douille (09), peut être fixé.
3. Elément d'ajustement (12; 16) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément d'ajustement (16) est réalisé à la manière d'au moins une partie d'un dispositif
éjecteur (16; 18), à l'aide duquel une douille (9) peut être extraite d'un mandrin
de serrage (01).
4. Elément d'ajustement (12; 16) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément d'ajustement (12; 16), en position de travail, est manoeuvrable le long
de sa course axiale, au moyen du piston (18; 31), sachant que l'élément d'ajustement
(12; 16) et le piston (18; 31) en appui sur lui peuvent être ramenés le long de cette
course, à l'aide d'au moins un ou plusieurs éléments élastiques (27; 34; 36), en particulier
d'un ou plusieurs ressorts (27; 34; 36).
5. Elément d'ajustement (12; 16) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément magnétique (37) est fixé sur le piston (31).
6. Elément d'ajustement (12; 16) selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément magnétique (37) est réalisé à la façon d'un aimant permanent (37).