Vorrichtung zur Aufnahme von Bobinen

Abstract

 Für die drehbare Lagerung von Bobinen (15), insbesondere in Verbindung mit Verpackungsmaschinen, ist eine Bobinen-Aufnahme vorgesehen, bei der die auf einer Nabe (11) lagernde Bobine (15) durch in besonderer Weise ausgebildete und betätigte Spannklauen (20) an die Bobine (15) bzw. an deren (Papp-)Kern (16) gedrückt wird. Die Spannklauen (20) sind dabei vorzugsweise so ausgebildet, daß sie sich teilweise in das Material des Kerns (16) drücken und diesen formschlüssig gegen Drehungen sichern.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme von drehend angetriebenen Bobinen (gewickelte Material-Bahn) mit einer Nabe, auf der die Bobine mit einer mittigen Öffnung lagert,und mit einer lösbaren Sicherung zum zeitweiligen Fixieren der Bobine auf der Nabe.

[0002] Bobinen aus Verpackungsmaterial werden im Zusammenhang mit Verpackungsmaschinen benötigt. Die Bobinen müssen dabei so gelagert sein, daß unter Drehen derselben die Bahn des Verpackungsmaterials fortlaufend abgezogen werden kann. Dabei ist erwünscht, daß nicht die Bobine selbst auf der Nabe dreht, sondern diese zusammen mit der Bobine umläuft.

[0003] Bei einer bekannten Ausbildung einer Bobinen-Aufnahme (EP-A-25 563) wird die Bobine durch eine überwurfmutter auf der Nabe fixiert. Der Überwurfmutter ist eine kreisförmige Andrückscheibe zugeordnet, die durch Festziehen der Überwurfmutter an die Bobine andrückbar ist.

[0004] Die überwurfmutter als Spann- bzw. Halteorgan ist verhältnismäßig umständlich in der Handhabung. Dies wirkt sich vor allem dann ungünstig aus, wenn - wie bei Verpackungsmaschinen - wegen des hohen Materialverbrauchs die Bobinen häufig erneuert werden müssen. Es kommt hinzu, daß die an der Bobine anliegende Andrückscheibe das Ablaufen der Materialbahn von der Bobine behindert, wenn der durch die Andrückscheibe erfaßte Bereich gefahren wird.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bobinen- Halterung bzw. -Aufnahme vorzuschlagen, die im Aufbau wie auch in der Handhabung einfach und zuverlässig ist und die eine störungsfreie Fixierung der Bobine auf der Nabe gewährleistet.

[0006] Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Bobinen-aufnahme dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Spannklaue federelastisch gegen einen Innenbereich der Bobine, insbesondere gegen einen hülsenförmigen (Papp-)Kern drückbar und durch ein Stellorgan gegen den elastischen Druck aus der Haltestellung bewegbar ist.

[0007] Bei der erfindungsgemäßen Bobinen-Aufnahme werden Halteorgane (Spannklauen) gegen den Innenbereich, insbesondere ausschließlich gegen den (Papp-)Kern gedrückt, und zwar vorzugsweise durch (Druck-)Federn. Die einseitig wirkenden Spannklauen drücken die Bobine bzw. den hülsenförmigen Kern gegen eine Widerlagerscheibe und fixieren dadurch die Bobine.

[0008] Zum Abnehmen der leergefahrenen Bobine sowie zum Aufschieben einer neuen werden die Spannklauen aus der Spannstellung zurückbewegt, derart, daß sie innerhalb des Querschnittsbereichs der Nabe liegen. Der Bobinenwechsel kann dadurch behinderungsfrei durchgeführt werden.

[0009] Nach einem weiteren wichtigen Vorschlag der Erfindung werden die Spannklauen durch Druckmittel in die zurückgezogene Stellung bewegt - gegen die Belastung der Federn. Das Druckmittel, insbesondere Druckluft, wirkt auf ein für mehrere, insbesondere drei Spannklauen gemeinsames Stellorgan.

[0010] Um sicherzustellen, daß Drehbewegungen der Bobine auf der Nabe, also relativ zu dieser, ausgeschlossen sind, ist das Halte- bzw. Spannorgan für die Bobine, also insbesondere Spannklauen, so ausgebildet, daß dieses bzw. diese infolge des axial wirkenden Drucks teilweise formschlüssig in den (Papp-)Kern eindringen. Bei Einsatz von Spannklauen sind diese mit angeschärften Kanten ausgebildet, die unter Verformung des Materials in Kerben des Kerns eindringen.

[0011] Weitere Merkmale der Erfindung beziehen sich auf die Ausgestaltung der Spannklauen und auf die Betätigung derselben sowie die Lagerung der Nabe.

[0012] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Bobinen-Aufnahme im Längsschnitt,

Fig. 2 die Bobinen-Aufnahme gemäß Fig. 1 in Stirnansicht bzw. in einem Schnitt II-II der Fig. 1,

Fig. 3 eine Einzelheit der Bobinen-Aufnahme, nämlich eine Nabe, im Axialschnitt, in vergrößertem Maßstab,

Fig. 4 die Einzelheit gemäß Fig. 3 in einer veränderten Relativstellung.

[0013] Die als bevorzugtes Ausführungsbeispiel in den Zeichnungen dargestellte Bobinen-Aufnahme ist an einem Maschinengestell 10 beispielsweise einer Verpackungsmaschine angeordnet. Eine Nabe 11 ist drehbar - über zwei im Abstand voneinander angeordnete Kugellager 12 und 13 - auf einem aus dem Maschinengestell 10 herausragenden und in diesem abgestützten Tragzapfen 14 gelagert.

[0014] Auf der Nabe 11 findet eine Bobine 15 Aufnahme. Diese sitzt mit einem hülsenförmigen (Papp-)Kern 16 auf einem zylindrischen Tragteil 17 der Nabe 11. Dieses wird auf der dem Maschinengestell 10 zugekehrten Seite durch eine Widerlagerscheibe 18 begrenzt, an die die Bobine 15 in Arbeitsstellung angedrückt wird. Das zu der Widerlagerscheibe 18 gegenüberliegende Ende der Nabe 11 bzw. des Tragteils 17 ist frei von Vorsprüngen etc. und zum erleichterten Aufschieben der Bobine 15 mit einer randseitigen Fase 19 ausgebildet.

[0015] In der Arbeitsstellung (Fig. 1 und 4) wird die Bobine 15 auf dem Tragteil 17 durch bewegbare Halteorgane fixiert, nämlich schwenkbar gelagerte Spannklauen 20. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind - wie Fig. 2 erkennen läßt, drei derartige Spannklauen 20 mit gleichen Winkelabständen voneinander verteilt an der Nabe 11 angebracht. Die Spannklauen 20 sind jeweils als schwenkbare (zweiarmige) Hebel ausgebildet und derart gelagert, daß sie zwischen einer zurückgezogenen, den Wechsel der Bobinen 15 erlaubenden Stellung gemäß Fig. 3 und einer Spann- bzw. Haltestellung gemäß Fig. 4 verschwenkbar sind. In der zurückgezogenen Stellung (Fig. 3) sind die Spannklauen 20 vollständig innerhalb des Querschnitts der Nabe 11 bzw. des Tragteils 17 verschwunden. In der Spannstellung (Fig. 4) sind die Spannklauen 20 annähernd radial gerichtet. Eine der Bobine 15 bzw. dem Kern 16 zugekehrte Klemmkante 21 der Spannklauen 20 ist schräggestellt, also unter einem spitzen Winkel zur Radialen. Darüber hinaus ist die Klemmkante 21 keilförmig bzw. messerartig angeschärft. Durch die auf die Spannklauen 20 ausgeübte Spannkraft wird die Klemmkante 21 unter entsprechender Verformung des (Papp-)Kerns 16 in diesen eingedrückt unter Bildung einer entsprechenden Kerbe. Der Kern 16 wird dadurch formschlüssig durch die Spannklauen 20 gehalten und gegen Relativdrehungen auf dem Tragteil 17 fixiert.

[0016] Die Spannklauen 20 sind im Innern der Nabe 11 bzw. des zylindrischen Tragteils 17 gelagert. Zu diesem Zweck sind axial gerichtete Schlitze 22 im Tragteil 17 im Bereich der Spannklauen 20 angeordnet für den Durchtritt derselben. Das dem Spannende bzw. den Klemmkanten 21 gegenüberliegende Ende der hebelförmigen Spannklauen 20 ist bewegbar am Tragteil 17 gelagert, nämlich in einer radialen, schlitzförmigen Ausnehmung 23 eines Innenzylinders 24 des Tragteils 17. Ein an diesem Ende der Spannklaue 20 angebrachter Führungszapfen 25 gleitet in der schlitzförmigen Ausnehmung 23.

[0017] Mit Abstand hiervon ist die Spannklaue 20 mit einem Lagerzapfen 26 dreh- bzw. schwenkbar an einem Stell bzw. Betätigungsorgan für die Spannklauen 20 gelagert. Es handelt sich dabei um eine Schiebehülse 27, die in einem Ringraum 28 des Tragteils 17 axial verschiebbar gelagert ist. Der Ringraum 28 wird innen von dem Innenzylinder 24 und außen von einem Außenzylinder 29 begrenzt. Der Lagerzapfen 26 befindet sich innerhalb eines Längsschlitzes 30 der Schiebehülse 27, durch den auch die Spannklaue 20 hindurchtritt. Eine Verschiebung der Schiebehülse 27 in Axialrichtung bewirkt ein Verschwenken der Spannklauen 20 im beschriebenen Sinne, wobei der Führungszapfen 25 in Radialrichtung in der Ausnehmung 23 gleitet.

[0018] Die Schiebehülse 27 als Stellorgan für die Spannklauen 20 ist federelastisch in Richtung auf die Spannstellung (Fig.4) belastet. Im vorliegenden Fall sind drei (Schraubendruck-) Federn in Umfangsrichtung mit gleichen Winkelabständen verteilt angeordnet. Die Federn 31 treten teilweise in Längsbohrungen 32 (Sackbohrungen) der Schiebehülse 27 ein. Das andere Ende der Federn 31 ist auf einer radialen Endwandung 33 der Nabe 11 abgestützt. In dieser sind zur Führung der Federn 31 entsprechende Haltebohrungen 34 angeordnet.

[0019] Die Verstellung der Schiebehülse 27 zur Betätitung der Spannklauen 20 erfolgt bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch ein Druckmedium, nämlich Druckluft. Die unmittelbar durch Druckluft beaufschlagte Schiebehülse 27 wirkt als ringförmiger Zylinder. Eine von den Federn 31 abliegende Stirnfläche 35 wird innerhalb des als entsprechend ausgebildete Zylinderkammer wirkenden Ringraums 28 mit Druckluft beaufschlagt und gegenüber der Außenseite durch Dichtungen 55 abgedichtet.

[0020] Zur Zuführung der Druckluft ist auf der von der Schiebehülse 27 abliegenden Seite ein an den Ringraum 28 anschließender Verteilerring 36 gebildet. Dieser ist einerseits mit dem Ringraum 28 und andererseits mit einer Zwischenkammer 37 über radiale Kanäle 38 verbunden. Die Zwischenkammer 36 im Innenzylinder 24 ist an die Druckluftversorgung angeschlossen.

[0021] Diese erfolgt über eine Druckluftleitung 39, die (zentrisch) in dem Tragzapfen 14 gebildet ist und über eine radiale Abzweigung in der zum Tragzapfen 14 hin offenen Zwischenkammer 37 mündet. Diese ist zwischen den beiden Kugellagern 12 und 13 der Nabe 11 gebildet und beidseits durch Dichtungen 42 abgedichtet. Die Druckluft wird demnach im Bereich der Zwischenkammer 37 von einem feststehenden Tragteil 17 auf umlaufende Teile weitergeleitet.

[0022] Um die Spannklauen 20 in die zurückgezogene Stellung gemäß Fig. 3 zu bewegen, wird die Schiebehülse 27 mit Druckluft in dem beschriebenen Sinne beaufschlagt und dadurch in Axialrichtung zum freien Ende der Nabe 11 hin verschoben. Gegen die dabei zusammengedrückten Federn 31 werden die Spannklauen 20 (im Uhrzeigersinn) verschwenkt. Zum Festklemmen bzw. Fixieren einer Bobine 15 auf dem Tragteil 17 wird das Druckluftsystem entlüftet. Unter der Wirkung der Federn 31 kehrt die Schiebehülse 27 in die Stellung gemäß Fig. 4 zurück unter entsprechender Verstellung der Spannklauen 20.

[0023] Die Zwischenkammer 37 hat in Axialrichtung eine Abmessung, die gewisse Axialverschiebungen der Nabe 11 auf dem Tragzapfen 14 zuläßt - infolge von Abmessungstoleranzen -, ohne daß die Abzweigung aus dem Bereich der Zwischenkammer 37 gelangt.

[0024] Die Druckluftleitung 39 wird im Bereich des Maschinengestells 10 durch einen Querkanal 40 mit einer ringförmigen Verteilerkammer 41 verbunden. Diese ist seitlich durch Dichtungen 42 begrenzt. Eine radiale Anschlußbohrung 43 verbindet die Verteilerkammer 41 mit einer Hauptleitung 44, die zu einer Druckluftquelle führt. In dieser ist ein (manuell zu betätigendes) Absperrorgan 45 vorgesehen.

[0025] Der von der Nabe 11 abliegende Teil des Tragzapfens 14 ist in einem geschlossenen Lagerkörper 46 des Maschinengestells 10 abgestützt. In diesem ist auch die Verteilerkammer 41 gebildet. Durch einen radialen Sicherungszapfen 47 in einer Nut 48 des Lagerkörpers 46 ist der zylindrische Tragzapfen 14 gegen Drehung gesichert.

[0026] Die vorliegende Bobinen-Halterung ermöglicht eine Verstellung der Nabe 11 derart, daß die Bobine 15 bzw. die ablaufende Materialbahn auf eine exakte Relativstellung verstellt werden kann. Zu diesem Zweck ist der Tragzapfen 14 axial verschiebbar in dem Lagerkörper 46 angeordnet. An dem von der Nabe 11 abliegenden Ende ist der Tragzapfen 14 mit einer Schubstange 49 verbunden. Deren freies Ende tritt aus dem Lagerkörper 46 heraus und ist mit einem Stellgetriebe verbunden. Im vorliegenden Falle handelt es sich dabei um ein auf der Schubstange 49 angeordnetes Schneckenrad 50, welches durch eine Schnecke 51 drehend angetrieben wird, um Stellbewegungen auf den Tragzapfen 14 zu übertragen.

[0027] Die Schubstange 49 ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit einem in den Tragzapfen 14 eintretenden Bereich als Spindel 53 ausgebildet. Das Außengewinde derselben steht in Eingriff mit einem Innengewinde einer Längsbohrung 54 in dem Tragzapfen 14. Durch Drehung der Schubstange 49 wird demnach der Tragzapfen 14 sehr feinfühlig verstellt, ohne daß die Schubstange 49 selbst axiale Bewegungen ausführt. Diese ist hiergegen vielmehr durch einen auf der Schubstange 49 angeordneten Bund 52 gesichert, der formschlüssig innerhalb des Lagerkörpers 46 gelagert ist.

[0028] Die besondere Ausbildung der Spannklauen 20 zur formschlüssigen Fixierung des Kerns 16 sowie die axial gerichtete Verstellbarkeit des Tragzapfens 14 (Stellgetriebe) können auch unabhängig voneinander bzw. bei in anderer Weise ausgebildeter und betätigter Bobinenhalterung eingesetzt werden.

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Aufnahme von drehend angetriebenen Bobinen (gewickelte Material-Bahn) mit einer Nabe, auf der die Bobine mit einer mittigen Öffnung lagert, und mit einer lösbaren Sicherung zum zeitweiligen Fixieren der Bobine auf der Nabe, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens eine Spannklaue (20) federelastisch gegen einen Innenbereich der Bobine (15), insbesondere gegen einen hülsenförmigen (Papp-)Kern (16) drückbar und durch ein Stellorgan (Schiebehülse 27) gegen den elastischen Druck aus der Halte- bzw. Spannstellung herausbewegbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannklauen (20) durch (Schraubendruck-)Federn (31) belastet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, insbesondere drei längs des Umfangs verteilt angeordnete Spannklauen (20) an einem gemeinsamen Stellorgan (Schiebehülse 27) angeordnet sind, das seinerseits auf den Federn (31) abgestützt und durch ein Betätigungsorgan verschiebbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellorgan für die Spannklauen (20) als Schiebehülse (27) ausgebildet ist, die in einer Führung (Ringraum 28) der zylindrischen Nabe (11) axial verschiebbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannklauen (20) als schwenkbarer (zweiarmiger) Hebel ausgebildet sind, wobei jede Spannklaue (20) mit einem Schwenklager am Stellorgan (in einem Längsschlitz 30 der Schiebehülse 27) und mit einem Ende beweglich in einem ortsfesten Tragteil (Innenzylinder 24 der Nabe 11) abgestützt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die schwenkhebelartigen Spannklauen (20) zwischen einer annähernd radial gerichteten Spannstellung und einer unter einem spitzen Winkel zur Längsachse gerichteten, eingezogenen Stellung bewegbar sind, in der die Spannklauen (20) innerhalb der Konturen der Nabe (11) liegen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannklauen (20) bzw. deren Betätigungsorgan (Schiebehülse 27) durch ein Druckmittel betätigbar ist, insbesondere durch Druckluft.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmittel (Druckluft) auf die als Kolben (Ringkolben) dienende Schiebehülse (27) wirkt, wobei der Ringraum (28) durch Dichtungen (55) als Zylinderkammer wirkt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum (28) mit einem Verteilerring (36) verbunden ist, der seinerseits über radiale Kanäle (38) mit einer Zwischenkammer (37) verbunden ist, wobei die Zwischenkammer (37) über eine Druckluftleitung (39) versorgt wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluft dem Stellorgan (Schiebehülse 27) über das Lager der Nabe (11) zuführbar ist, insbesondere über einen feststehenden Tragzapfen (14), in dem die zur Zwischenkammer (37) führende Druckluftleitung (39) (mittig) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluftleitung (39) im Bereich eines feststehenden Lagerkörpers (46) für den Tragzapfen (14) über einen Querkanal (40) in einer Verteilerkammer (41) mündet, die ihrerseits mit einer Hauptleitung (44) verbunden ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der unverdrehbare Tragzapfen (14) in Axialrichtung verstellbar ist, insbesondere über einen Schneckentrieb mit Schnecke (51) und auf einer Schubstange (49) angeordnetem Schneckenrad (50).

13. Vorrichtung nach Anspruch 12 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstange (49) als Spindel (53) ausgebildet ist und in einer Längsbohrung (54) mit dem Tragzapfen (14) in Eingriff steht.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemm- bzw. Halteorgan für die Bobine (15), insbesondere die Spannklauen (20), mit Vorsprüngen bzw. mit angeschärften Klemmkanten (21) ausgebildet sind, die in Spannstellung unter Materialverformung teilweise in den (Papp-) Kern (16) der Bobine (15) gedrückt sind, derart, daß die Bobine (15) formschlüssig gegen Drehung gesichert ist.

Zeichnung