Einrichtung zum Haltern

Abstract

 Um Kernrohre (13) od. dgl. lösbar zu haltern, werden be­liebig feststellbare Spannsegmente (7) an einer Spannvor­richtung vorgeschlagen.

Beschreibung

[0001] Die vorgeschlagene Einrichtung bezieht sich auf das lösbare Haltern von Kernrohren, von Rollen aus Papier, Folie, Kunststoffen, Metallen, Geweben od. dgl. mit mindestens zwei auf je mindestens einem Profilstück od. dgl. verschiebbaren, in ihren radialen Positionen veränder- und feststellbaren Spannsegmenten.

[0002] Einrichtungen der vorgenannten Art werden üblicher­weise dazu verwendet, um Hülsen in Bahnen verarbeiten­den Maschinen derart zu unterstützen, daß auf diese Hülsen, Kernrohre od. dgl. aufgewickelte Bahnen aus Papier, Folie, Metallen, Kunststoffen, Geweben od. dgl. von diesen Hülsen abgewickelt werden können, um einer Verarbeitungsmaschine zuzulaufen. Derartige Einrich­tungen können aber auch dazu benutzt werden, um sol­che Kernrohre oder Hülsen drehbar zu unterstützen, auf denen derartige Bahnen aus einer Verarbeitungsmaschi­ne kommend aufgewickelt werden können.

[0003] Während des Verarbeitungsvorganges, also beispielswei­se eines Wickel- oder Abwickelvorganges müssen die in der Maschine befindlichen Rollen möglichst genau zen­trisch drehbar gehalten werden können. Am Ende eines jeden Verarbeitungsvorganges ist es jedoch erforder­lich, die Kernrohre, Hülsen od. dgl. oder aber auch die auf sie aufgewickelten Rollen aus bahnartigem Material aus der Maschine zu entfernen, wozu wiederum es erfor­derlich wird, die Kernrohre von den sie tragenden Hal­tereinrichtungen zu lösen. Um beiden Forderungen ge­rechtzuwerden, bedient man sich häufig sogenannter Ex­pansionsspannwellen oder Expansionsspannköpfe, bei de­nen irgendwelche Bauteile in radialer Richtung der ge­samten Einrichtung beispielsweise derart bewegt werden können, daß die Kernrohre entweder von ihrer Innensei­te her gespannt oder aber je nach Wunsch auch gelok­kert und aus der übrigen Maschine herausgenommen werden können. Die zum Spannen oder Lösen in radialer Rich­tung bewegbaren Teile der sog. Spannköpfe werden oft­mals entlang irgendwie schräger, also im wesentlichen keilförmiger Bahnen bewegt, um auf diese Weise entwe­der in die sogenannte Spannstellung oder in die soge­nannte Lösestellung verschoben werden zu können.

[0004] Aus der US-A 36 67 696 ist beispielsweise eine Vor­richtung zum lösbaren Haltern von Kernrohren bekannt, bei der mehrere Exzenter derart angeordnet sind, daß bei einer Relativverdrehung zwischen der im wesentli­chen innenliegenden Einrichtung und den in radialer Richtung der Einrichtung bewegbaren Spannelementen die Spannelemente dann radial bewegt werden, wenn der dem jeweiligen Spannelement zugeordnete Exzenter entspre­chend verdreht wird. Daneben enthält diese Einrichtung mindestens zwei radial verschiebbare Spannsegmente oder Spannelemente, die derart auf ihrem Träger angebracht sind, daß sie in einer extremen Position geklemmt wer­den können. Rollenhülsen, Kernrohre od. dgl., die in Verarbeitungsmaschinen eingesetzt werden, also darin drehbar gehalten sind, sind jedoch oftmals wechselnden Kräften ausgesetzt. Diese Kräfte können beispielsweise die Verklemmung der vorbekannten Einrichtung lösen, so daß sich die Spannsegmente der vorbekannten Einrichtung in unerwünschter Weise radial bewegen und die aufge­spannten Kernrohre daher leicht locker werden können. Daneben können mit Betätigungsringen gekoppelte End­scheiben dieser Einrichtung mit Hilfe von Befestigungs­schrauben gegen Verdrehung gesichert werden. Diese Art der Verdrehsicherung ist jedoch umständlich zu handha­ben und steht daher einer Automatisierung des Spann­ vorganges entgegen.

[0005] Es besteht daher die Aufgabe, die Einrichtung der vor­bekannten Art derart zu verbessern, daß sie sich bei einfacher und automatischer Bedienung nicht auf uner­wünschte Weise während des Betriebes lockern kann. Au­ßerdem soll es mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Einrichtung möglich sein, Kernrohre, Hülsen, aufgewik­kelte Rollen od. dgl. auch automatisch, beispielsweise in einer Rollenschneid- und Wickelmaschine einspannen oder aus ihr herausnehmen zu können.

[0006] Diese Aufgabe wird gelöst durch eine in jeder radialen Stellung der Spannsegmente wirksame, einer Verschiebung jedes Spannsegmentes entgegenwirkende Bremse, eine in der unmittelbaren Umgebung am Maschinengestell ortsfest befestigte bewegliche Sperrklaue, einen Zapfen, eine Ratsche od. dgl. und eine an der Außenseite der Halte­einrichtung benachbarte, dem Zapfen, der Ratsche, Sperrklaue od. dgl. entsprechende Aufnahmeeinrichtung. Außerdem wird vorgeschlagen, daß der Zapfen, die Rat­sche, die Sperrklaue od. dgl. bei Bedarf gelöst werden kann, wozu mindestens ein Elektromagnet, Druckmittelzy­linder od. dgl. je Zapfen, Ratsche, Sperrklaue od. dgl. zur Verwendung kommen kann.

[0007] Die verwendete Bremse kann eine Reibungsbremse mit min­destens einem Reibbelag, vorzugsweise eine Lamellenbrem­se sein, wobei die Reibbeläge konzentrisch zu der An­triebswelle angeordnet sein können.

[0008] Auf diese Weise entsteht eine Spanneinrichtung mit ei­ner einfachen, robusten und kostengünstigen Bauweise, mit der Kernrohre, Hülsen, Rollen od. dgl. auch dann automatisch genügend festgehalten werden können, wenn während des Betriebes auf die Rolle oder ihre Halter­ einrichtung nur geringe Zugkräfte von seiten der auf- oder abzuwickelnden Bahn oder auch solche Kräfte ein­wirken sollten, die letzten Endes zu einem unerwünsch­ten Lösen der Spanneinrichtung führen könnten. Derar­tige Kräfte könnten beispielsweise durch Änderung der Spannung, welcher das bahnartige Gut unterliegt, auf­treten, beispielsweise zu Beginn oder am Ende eines Beschleunigungsvorganges oder auch bei dem sogenannten Nothalt, also einem besonders kräftigen Bremsvorgang. Außerdem ergeben sich insgesamt günstige Abmessungen, die eine kompakte Bauweise gestatten, so daß ein zu­sätzlicher Platzbedarf für die Bremse nicht notwendig wird.

[0009] Anhand eines in den beigefügten Figuren schematisch abgebildeten, den Erfindungsgedanken nicht begrenzen­den Ausführungsbeispiels wird die vorgeschlagene Ein­richtung näher erläutert. In den Figuren sind im vor­liegenden Zusammenhang nicht wesentliche, dem Fachmann hinreichend bekannte Einzelheiten wegen einer übersicht­licheren Darstellungsweise nicht dargestellt. In den Figuren sind deshalb nur diejenigen Teile gezeichnet, die zur näheren Erläuterung der vorgeschlagenen Ein­richtung erforderlich sind. Einzelne Merkmale des Aus­führungsbeispiels können jeweils für sich oder zu meh­reren in beliebiger Kombination zu weiteren Ausführungs­formen der Erfindung verwirklicht sein.

[0010] Die einzelnen Figuren bedeuten:

Figur 1: Schnitt entlang Linie I/I in Figur 2

Figur 2: Schnitt entlang Linie II/II in Figur 1

[0011] In einem bekannten Gehäuseteil 1, einem Schwenkarm zum Halten gewickelter Rollen od. dgl. oder einer anders­artigen zweckentsprechenden Halterung ist eine (An­triebs-)-Welle 2 mit Hilfe von Lagern 3 und 4 drehbar gehalten. An dem in Figur 2 linken Ende der Welle 2 befindet sich ein Drehteil 5, das aus dem gleichen Bau­teil wie die Welle 2 bestehen kann. Mit dem Drehteil 5 ist ein Flansch 6 verbunden. Die vorgeschlagene Ein­richtung kann daher analog zu derjenigen unserer frü­heren Patentanmeldung P 37 00 472.7 sein, auf die zum Zwecke des Stützens der Beschreibung und zur weiteren Erläuterung Bezug genommen wird.

[0012] Das Drehteil 5 läuft zusammen mit der Welle 2 um. Es kann dabei kreisförmigen Querschnitt haben oder jeden anderen beliebigen zweckentsprechenden Querschnitt, beispielsweise ein sogenanntes Vielkeilprofil. Am in Figur 2 linken Ende des Drehteils 5 sind radial, d. h. in Figur 2 beispielsweise nach oben oder nach unten verstellbare Spannsegmente 7 angebracht.

[0013] Die vorgeschlagene Einrichtung weist daneben Führungs­stücke 8 auf, mit deren Hilfe die Spannsegmente oder Teile der Spannsegmente 7 sowohl in radialer als auch in umfangsmäßiger Richtung geführt werden können. Alle Führungsstücke 8 sind beispielsweise mit Hilfe von Schrauben 9 auf einer ringförmigen Scheibe 10 befestigt, die ihrerseits auf den Flansch 6 so aufgeschoben ist, daß sie sich ihm gegenüber verdrehen läßt. Auf diese Weise wird es ermöglicht, durch Drehung der Welle 2 und entsprechendes Drehen des oder der mit der Welle 2 fest verbundenen Profilstücke 11 bei gegen Drehung ge­sicherten Führungsstücken 8 die Spannsegmente 7 radial, d. h. in Richtung des Pfeiles 12 zu verschieben. Auf diese Weise kann das jeweilige Kernrohr 13, die Hülse, die aufgewickelte Rolle od. dgl. von innen her durch die Spannsegmente 7 ergriffen und festgehalten werden. Daneben ist es mit Hilfe nichtdargestellter bekannter Rückzieheinrichtungen möglich, die Spannsegmente 7 in Richtung des Pfeiles 12 nach dem Inneren der Einrich­tung hin zurückzubewegen, um die Kernrohre od. dgl. wieder zu lösen, falls dies erwünscht sein sollte.

[0014] Die Scheibe 10 ist mit Hilfe von Schrauben 14 mit einer Ringscheibe 15 verbunden. Zwischen die Scheibe 10 und die Ringscheibe 15 ist ein weiterer Ring 16 in eine entsprechende Ausnehmung, beispielsweise der Ringschei­be 15 eingelegt, der mit der Welle 2 drehfest verbun­den und mit ihr zusammen umlaufen kann. Diese Verbin­dung kann beispielsweise dadurch geschehen, daß in die Welle 2 ein Zapfen 17 radial stehend eingelassen und in ihr befestigt ist, der in eine entsprechende am Ring 16 befindliche Ausnehmung 18 eingreift. Auf diese Wei­se entsteht eine einfache Kupplung, die es gestattet, daß der Ring 16 bei Umlauf der Welle 2 von dieser und mit dieser zusammen gedreht wird, andererseits in ach­sialer Richtung, d. h. in Richtung des Pfeiles 19, ge­genüber der Welle 2 innerhalb von Grenzen beweglich ist.

[0015] Zwischen dem Ring 16 und der Ringscheibe 15 ist ein Kupplungsbelag 20 eingelegt. Zwischen dem Ring 16 und der Scheibe 10 sind sowohl ein Kupplungsring 21 als auch eine Druckscheibe 22 eingelegt. Vorzugsweise sind die Abmessungen des Kupplungsbelages 20 und des Kupp­lungsringes 21 sowie ihre Materialien einander gleich.

[0016] In die Führungsstücke 8 sind Bohrungen 23 parallel zu der Richtung des Pfeiles 19 eingearbeitet, in welchen sich Druckfedern 24 befinden. Jede Druckfeder 24 drückt unter Zwischenschaltung der Druckscheibe 22 den Kupp­ lungsring 21 gegen den Ring 16, während dieser über den Kupplungsbelag 20 auf die Ringscheibe 15 drückt. Auf diese Weise entsteht eine Bremse, vorzugsweise ei­ne Lamellenbremse mit zu der Antriebswelle 2 konzen­trischen, aus dem Kupplungsbelag 20 und dem Kupplungs­ring 21 bestehenden Reibbelägen, die einer Relativbe­wegung von Welle 2 und Spannsegmenten 7 entgegenwirkt. Die dadurch hervorgerufene Hemmung tritt nicht nur an einer bestimmten radialen Stellung der Spannsegmente 7 oder eines Spannsegmentes 7, sondern an jeder beliebi­gen radialen Stelle der Spannsegmente 7 ein. Immer dann, wenn die radiale Stellung der Spannsegmente 7, d. h. die relative Stellung zwischen Welle 2 und den Spannsegmenten 7 verändert werden soll, müssen die aus den Kupplungsbelägen und ihren zugehörigen Teilen be­stehende Bremse und die durch die Druckfedern 24 her­vorgerufenen Bremskräfte überwunden werden. Dabei kön­nen diese Bremskräfte bei der Montage der Einrichtung derart gewählt oder eingestellt werden, daß die Spann­segmente 7 aufgrund von in der Maschine befindlichen Schwingungen, Beschleunigungs- oder Verzögerungskräften nicht auf unerwünschte Weise radial nach innen rutschen können. Auf diese Weise wird verhindert, daß das Kern­rohr 13, die aufgewickelte Rolle od. dgl. nicht etwa auf unerwünschte Weise während des Betriebes der Ein­richtung locker wird.

[0017] An der Außenseite der Ringscheibe 15, insbesondere an ihrem äußeren Durchmesser (da diese Ringscheibe im all­gemeinen kreisförmige Außenkontur besitzt), ist eine Verzahnung 25 vorzugsweise schräg in die Ringscheibe 15 eingearbeitet. In diese Verzahnung kann eine Sperr­klaue 26, die der Verzahnung entspricht, bei Bedarf da­durch eingreifen, daß sie durch einen Elektromagneten 27 oder einen Druckmittelzylinder in Richtung des Pfei­ les 28 verschoben werden kann. Wenn die Sperrklaue 26 in Figur 2 beispielsweise nach links verschoben wird, dann greift die Sperrklaue 26 in die Verzahnung 25 ein und hindert die Ringscheibe 15 und damit die gesamte, das Kernrohr oder die Hülse 13 ergreifende und span­nende Einrichtung an einer Drehbewegung. Der Elektro­magnet 27 oder ein diesem entsprechender Druckmittel­zylinder ist an dem Gehäuseteil 1 ortsfest befestigt. An Stelle einer Verzahnung 25 kann auch eine andere Einrichtung gewählt werden, die in der Lage ist, die in Rede stehende Spanneinrichtung zeitweise an einer Drehbewegung zu hindern. Dies kann beispielsweise durch eine Feststellbremse geschehen, oder aber auch dadurch, daß an Stelle einer Sperrklaue 26 ein einfacher runder Zapfen in eine entsprechende in die Ringscheibe 15 ein­gebrachte Bohrung eingesteckt werden kann. Wenn die Ringscheibe 15 an einer Drehung verhindert wird, bei­spielsweise durch in die Verzahnung 25 eingerastete Sperrklaue 26, kann die Welle 2 bei Einleitung eines entsprechenden Drehmomentes entgegen der durch den Kupplungsbelag 20 und den Kupplungsring 21 dargestell­ten Bremse oder den durch sie hervorgerufenen Kräften verdreht werden. Diese Verdrehung kann so weit gehen, daß die Spannsegemente 7 aufgrund der äußeren Kontur des Profilstückes 11 radial in Richtung des Pfeiles 12 nach außen geschoben werden, so daß sie in der Lage sind, die Kernrohre 13 oder eines dieser Kernrohre, Hülsen od. dgl. mit Sicherheit fest zu ergreifen und zu spannen. Andererseits werden die Spannsegmente 7 da­ran gehindert, in umgekehrte Richtung des Pfeiles 12, d. h. radial nach innen etwa dann sozusagen von alleine zurückzugleiten, wenn sie beispielsweise durch Schwin­gungen der Maschine auf unerwünschte Weise gegenüber dem Profilstück 11 rutschen sollten. Die Überwindung von Bremskräften beim Spannen der Kernrohre mag zu­ nächst verwunderlich erscheinen. Diese Bremskräfte sind jedoch gering gegenüber dem Drehmoment, das zum Wickeln der auf die Kernrohre 13 aufzuwickelnden Bah­nen an der Welle 2 zur Verfügung steht. Ein derart ho­hes Drehmoment ist wegen des Antriebes der herzustel­lenden Rollen bereits in der Maschine integriert, würde jedoch ohne die vorgeschlagene Einrichtung für den Zeitraum des Spannens der Kernrohre nicht benötigt. Die vorgeschlagene Einrichtung macht nun von dem Ge­danken Gebrauch, das an sich schon zur Verfügung ste­hende Drehmoment auch für den Vorgang des Spannens zu benutzen, womit ermöglicht wird, daß einerseits bei eingedrückter Sperrklaue 26 automatisch gespannt werden kann, d. h. derart, daß eine menschliche Hilfestellung für diesen Vorgang nicht mehr erforderlich wird, und daß andererseits das an sich zur Verfügung stehende Antriebsmoment auch für den Vorgang des Ergreifens und Spannens der Kernrohre genutzt wird. Die Sperrklaue 26 ist ihrerseits in unmittelbarer Umgebung der Halteein­richtung an dem Gehäuseteil 1, dem schwenkbaren Halte­arm od. dgl. befestigt, so daß der Weg zum Einrasten in die durch die Verzahnung gebildete Aufnahmeeinrich­tung für die Sperrklaue 26 denkbar kurz wird.

[0018] Das Lösen der Sperrklaue 26 kann entweder durch Ver­schiebung in Richtung des Pfeiles 28 relativ zu dem Ge­häuseteil 1 erfolgen oder aber dadurch, daß eine ent­sprechend anders angeordnete, beispielsweise um einen fixen Schwenkpunkt schwenkbare Einrichtung, aus der durch die Verzahnung 25 dargestellte Aufnahmeeinrich­tung für die Sperrklaue verschwenkt wird. Bei Bedarf können auch mehrere Sperrklauen 26 um die Außenseite der Ringscheibe 15, d. h., da dieses Teil i. a. kreis­rund ausgeführt wird, in der Nähe des Außenumfanges der Ringscheibe 15, verteilt angeordnet sein. Diese mehr­ fachen Sperrklauen können dann durch eine einzige Be­tätigung, beispielsweise mit Hilfe eines Druckknopfes oder eines Fernsteuerimpulses wirksam oder unwirksam gemacht werden.

[0019] Da verschiedene Abwandlungen konstruktiver Art gegen­über der beschriebenen Konstruktion möglich sind, ist alles hier Beschriebene und in den Zeichnungen Darge­stellte eher als erläuternd, dann als begrenzend oder gar einengend zu verstehen.

Teileliste:

[0020] 

1 Gehäuseteil

2 Welle

3 Lager

4 Lager

5 Drehteil

6 Flansch

7 Spannsegment

8 Führungsstück

9 Schraube

10 Scheibe

11 Profilstück

12 Pfeil

13 Kernrohr

14 Schraube

15 Ringscheibe

16 Ring

17 Zapfen

18 Ausnehmung

19 Pfeil

20 Kupplungsbelag

21 Kupplungsring

22 Druckscheibe

23 Bohrung

24 Druckfeder

25 Aufnahmeeinrichtung

26 Sperrklaue

27 Elektromagnet

28 Pfeil

Ansprüche

1. Einrichtung zum lösbaren Haltern von Kernrohren (13), von Rollen aus Papier, Folie, Kunststoffen, Metallen, Gewebe od. dgl. mit mindestens zwei auf je mindestens einem Profilstück (11) od. dgl. ver­.schiebbaren, in ihrer radialen Position veränder- und feststellbaren Spannsegmenten (7), gekennzeich­net durch eine in jeder radialen Stellung der Spannsegmente (7) wirksame, einer Verschiebung je­des Spannsegmentes (7) entgegenwirkende Bremse (15, 16, 20, 21, 26), eine in der unmittelbaren Umgebung am Maschinengestell (1) ortsfest befestigte beweg­liche Sperrklaue (26), einen Zapfen, eine Ratsche od. dgl. und eine an der Außenseite der Halteein­richtung benachbarte, dem Zapfen, der Ratsche, der Sperrklaue (26) od. dgl. entsprechende Aufnahmeein­richtung (25).

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­net, daß der Zapfen, die Ratsche, die Sperrklaue (26) od. dgl. bei Bedarf lösbar ist.

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, gekenn­zeichnet durch mindestens einen Elektromagneten, Druckmittelzylinder (27) od. dgl. je Zapfen, Rat­sche, Klaue (26) od. dgl.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse (15, 16, 20, 21, 26) eine Reibungs­bremse ist.

5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse (15, 16, 20, 21, 16) mindestens einen Reibbelag (20, 21) od. dgl. ent­hält.

6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1, 4 und 5, gekenn­zeichnet durch eine Lamellenbremse.

7. Einrichtung nach den Ansprüchen 1, 4, 5 und 6, da­durch gekennzeichnet, daß die Reibbeläge (20, 21) od. dgl. konzentrisch zu der Antriebswelle (2) an­geordnet sind.

Zeichnung