Hülsenaufnahmekörper zum achslosen Spannen von Wickelhülsen in axial spannenden Auf- und Abrollungen

Abstract

 Hülsenaufnahmekörper (3) zum achslosen Spannen von Wickelhülsen (1) in axial spannenden Auf- und Abrollungen für Materialbahnen, die beidseitig in die Wickelhüsen (1) einschiebbar sind und eine Einrichtung für die Aufnahme einschiebbarer Spannköpfe (4) mit Mitnehmereinrichtungen (5) besitzen. Die Mitnahme der Wickelhülsen (1) erfolgt durch die Stirnseiten (8) der Hülsenaufnahmekörper (3) durch, die axialen Spannkräfte (6).

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft Hülsenaufnahmekörper zum achslosen Spannen von Wickelhülsen in axial spannenden Auf- und Abrollungen für Materialbahnen, die beidseitig in die Wickelhülsen einschiebbar sind und eine Einrichtung für die Aufnahme einschiebbarer Spannköpfe mit Mitnehmereinrichtungen besitzen.

[0002] Zur Übertragung des Drehmomentes einer Wickelmaschine auf Wickelhülsen zum Auf- oder Abwickeln von Materialbahnen sind die verschiedensten Verfahren bekannt.

[0003] Mechanisch oder pneumatisch arbeitende Expansionswellen wie etwa die der Firma Tidland Machine Compagny, Camas, _US_A oder der Firma Schlumpf AG Steinhausen/Schweiz oder der Firma Double E. Compagny inc. Brockton, USA werden seitlich in die Wickelhülse eingeschoben und dann in ihrem Durchmesser vergrößert, so daß sich ihre Außenflächen radial an die Innenfläche der Wickelhülse anpressen und so die Übertragung des Drehmomentes ermöglichen. Durch die große Kontaktfläche der Expansionswelle mit der Hülse ist eine schonende Behandlung der Hülse bei sicherer Übertragung des Drehmomentes möglich. Diese Expansionswellen sind schwer, unhandlich und teuer in der Herstellung und erfordern, wenn sie beidseitig in die Hülse eingefahren werden, weit ausladende Auf- oder Abrollungen.

[0004] Eine andere bekannte Vorrichtung überträgt das Drehmoment von der Maschine auf die Wickelhülsen durch konische Spannköpfe, die beidseitig in die Wickelhülsen eingepreßt werden. Die Konen der Spannköpfe sind häufig an ihrer Oberfläche aufgerauht oder mit radial verlaufenden Zähnen versehen. Die Drehmomentübertragung erfolgt durch Eindringen der Zähne der Konen in die Hülsenkante, wobei diese bei Verwendung von Pappwickelhülsen meist erheblich beschädigt und aufgeweitet wird. Nach einigen Rollvorgängen ist die Pappwickelhülse durch Abrieb an den Kanten unbrauchbar.

[0005] Dieses Verfahren ist-bei einmaliger Verwendung der Pappwickelhülse in Betrieben, die Abrieb und Staub nicht wesentlich stört, einsetzbar, aber nicht, wenn beim Auf-oder Abwickeln kein Staub entstehen darf, wie z.B. in der Photoindustrie.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine leicht handhabbare Einrichtung zu finden, die ohne Abrieb und Staub zu verursachen in axial spannenden Auf- und Abrollungen eingesetzt werden kann, preiswert ist und auch gleichzeitig dazu dienen kann, den Transport des Wickelgutes ohne Beschädigung von Wickelhülse und Wickelgut von und zur Bearbeitungsmaschine auch mit Hebezeugen durchzuführen.

[0007] Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Drehmoment unter Ausnutzung der axialen Spannkräfte der beidseitigen Spannköpfe von den Hülsenaufnahmekörpern auf die Stirnseite der Wickelhülse übertragbar ist und daß die Hülsenaufnahmekörper eine Mitnehmereinrichtung für den Spannkopf besitzen und aus einem zylindrischen Teil zur Aufnahme des Gewichtes des Wickelgutes und einem konischen Teil zur Verhinderung eines vertikalen Verschiebens der Wickelhülse bestehen.

[0008] Für den Fachmann war es überraschend, daß die in der Praxis erforderlichen oft hohen Drehmomente zum Abwickeln und zum Anfahren und Bremsen beim Abwickeln über die Kreisringfläche des Hülsenrandes übertragen werden können. Ebenso überraschend war das Fehlen jeglichen Abriebes.

[0009] Die Hülsenaufnahmekörper gemäß der Erfindung lassen sich auch in großen Stückzahlen sehr preiswert herstellen und kosten nur ein Zehntel des Preises, der in ihrer Wirkung vergleichbaren mechanisch oder pneumatisch expandierenden Wickelvorrichtung.

[0010] Die Hülsenaufnahmekörper können aus den verschiedensten Materialien hergestellt werden, wie z.B. aus Kunststoff oder aus Metallen wie Zink, Aluminium, Stahl, durch Gießen oder Drehen und evtl. nachfolgender mechanischer Bearbeitung.

[0011] Aufgrund des erheblichen Preisvorteiles gegenüber bekannten gleichwertigen Einrichtungen können die Hülsenaufnahmekörper auch zum Transport der Bahnen in und von der Bearbeitungsmaschine eingesetzt werden. Hierbei werden die Hülsen an den meist überstehenden sehr empfindlichen Enden vor Beschädigungen geschützt und das Wickelgut kann sicher ohne Beschädigung durch Druck und ohne Berührung transportiert werden.

[0012] Die vorteilhafte Ausbildung des Hülsenaufnahmekörpers mit einem kleineren Außendurchmesser als dem Innendurchmesser der Wickelhülse erlaubt ein leichtes und schnelles Einschieben in die Hülse und ebenso das Herausziehen. Beim Transport und beim Auf- bzw. Abwickeln trägt dieser zylindrische Teil des Hülsenaufnahmekörpers das Gewicht des Wickelgutes, wobei sich die Hülse etwas durchbiegt. Es wurde gefunden, daß das Spiel zwischen Hülse und Aufnahmekörper 0,25 bis 0,5 mm betragen kann, so daß sich die entsprechenden Durchmesser um 0,5 bis 1 mm unterscheiden. Zum Einsetzen und Herausnehmen des Hülsenaufnahmekörpers sind daher keine Hilfsmittel erforderlich. Die konische Erweiterung der Hülsenaufnahmekörper zwischen dem zylindrischen Teil und der Mitnehmerstirnfläche zentriert die Wickelhülse zur Achse des Spannkopfes und verhindert somit ein vertikales Verschieben oder Arbeiten der Wickelhülse gegen den Hülsenaufnahmekörper, wenn der Achsialschub der Spannköpfe wirkt und das Wickelgut auf- oder abgewickelt wird. Diese erfindungsgemäße Ausbildung der Hülsenaufnahme vermeidet die Möglichkeit eines Abriebes oder der Staubbildung.

[0013] Die Übertragung des Drehmomentes der Bearbeitungsmaschine erfolgt über die Spannköpfe und die Hülsenaufnahmekörper auf die Stirnkreisringflächen der Wickelhülse. Der Hülsenaufnahmekörper hat hierzu eine entsprechende Kreisringfläche. Es ist erstaunlich, daß bereits eine glatte Kreisringfläche erhebliche Drehmomente übertragen kann.

[0014] Gemäß einer speziellen Ausführungsform können die das Drehmoment übertragenden Stirnflächen des Hülsenaufnahmekörpers mit einem reibungserhöhenden Mittel beschichtet, beklebt, vulkanisiert oder das Mittel in anderer Weise aufgebracht sein. Derartige Mittel sind verschiedene Gummisorten, Kunststoffscheiben, oder andere Materialien mit rauhen Oberflächen.

[0015] In einer anderen Ausführungsform kann für den Einsatz von _Pappwickelhülsen die Stirnfläche des Hülsenaufnahmekörpers mit einer Verzahnung, Rillung oder mit Stiften versehen sein, wobei die Zähne oder Rillen radial und nach der Stirnfläche der Wickelhülse gerichtet sind und sich so in die Stirnfläche einer verwendeten Pappwickelhülse eindrücken. Auf diese Weise bildet die mitnehmende Stirnfläche eine formschlüssige Verzahnung, so daß die Übertragung auch größter Drehmomente möglich ist und auch Materialbahnen in der Größenordnung von mehreren Tonnen Gewicht sicher bearbeitet werden können.

[0016] Zur Übertragung des Drehmomentes der Bearbeitungsmaschine über die Spannköpfe auf die Hülsenaufnahmekörper und somit auf die Wickelhülse ist eine leicht lösbare, zentrierende und kraftschlüssige Steckverbindung des Spannkopfes mit der Hülsenaufnahmeeinrichtung erforderlich. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Spannkopf mit einem konischen Vorderteil versehen, welches zur Zentrierung in eine gleichfalls konisch ausgebildete zentrische Bohrung des Hülsenaufnahmekörpers eingreift. Zur Übertragung des Drehmomentes vom Spannkopf der Bearbeitungsmaschine auf den Hülsenkörper ist am Spannkopf hinter dem konischen Teil eine Mitnehmerscheibe mit mindestens einem Mitnehmerbolzen befestigt, wobei der oder die Bolzen in entsprechende Bohrungen im Hülsenaufnahmekörper eingreifen.

[0017] Es können auch mehr Bohrungen als Bolzen vorhanden sein, so daß ein Drehen der Bahn bei der Aufnahme in die Maschine möglichst vermieden wird. Die Vorrichtung beschränkt sich nicht auf diese eine Ausführungsform der Drehmomentübertragung.

[0018] Der Spannkopf kann mit einem Vierkantkonus ausgerüstet sein, der in eine entsprechende Aussparung des Hülsenaufnahmekörpers eingreift und sowohl die Aufgabe des Zentrierens als auch die der Drehmomentübertragung übernimmt.

[0019] Statt des Vierkantkonus kann ein Mehrkantkonus bis zu einem runden Konus mit achsialen Rillen verwendet werden, je nach Art der gestellten Aufgabe bezüglich Drehmomentübertragung und Zentrierung.

[0020] Im folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben.

[0021] Es zeigt:

Fig. 1 Die Spannvorrichtung mit den beiden Hülsenaufnahmekörpern;

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittzeichnung des Hülsenaufnahmekörpers in Funktion;

Fig. 3 Einzelheiten bei der Stelle A der Figur 2.

[0022] In der Figur 1 wird ein Ausführungsbeispiel einer Spannvorrichtung dargestellt. Die Wickelhülse 1 trägt das Wikkelgut 2, welches aus einer Materialbahn beliebiger Länge und Breite bestehen kann und von der Wickelhülse 1 abgewickelt oder auf diese aufgewickelt werden soll. Zur Aufnahme der Wickelhülse 1 mit dem Wickelgut 2 Werden von beiden Seiten Hülsenaufnahmekörper 3 eingeschoben. Auf diese Weise sind die Stirnflächen der Wickelhülse geschützt. Zum Transport, zur Lagerung und vor allem zur Aufnahme des Wickelgutes in eine Bearbeitungsmaschine ist der Hülsenaufnahmekörper 3 mit einer Einrichtung versehen, in welche Spannköpfe 4 der Bearbeitüngsmaschine oder Halteköpfe der Transport- oder Lagermittel von beiden Seiten axial eingeschoben werden, so daß ohne Beschädigung der Wickelhülse und ohne Berührung oder Druckbeschädigung des Wickelgutes eine Handhabung möglich ist. Werden die Spannköpfe 4 der Bearbeitungsmaschine von beiden Seiten in die Hülsenaufnahmekörper 3 axial eingeschoben, so wird unter Ausübung der axialen Spannkräfte 6 die axiale Kraft über die Kreisungsflächen 8 des Hülsenaufnahmekörpers 3 auf die Stirnflächen 8 der Wickelhülsen übertragen.

[0023] Figur 2 zeigt eine Seite der Spannvorrichtung in vergrößertem Maßstab. In dieser Ausführungsform wird das Wickelgut 2 zum Auf- oder Abwickeln auf der Wickelhülse 1 über den Hülsenaufnahmekörper 3 durch die Spannköpfe 4 getragen. Der Spannkopf 4 greift mit einem runden konischen Teil 10 in entsprechende zentrische konische Bohrungen 10 der Hülsenaufnahmekörper 3 ein. Die Materialbahn 2 ist nun zentriert und auf einer gedachten Achse gelagert. Zur Übertragung größerer Drehmomente reicht ein runder Konus 10 nicht aus, so daß zusätzliche Mittel erforderlich sind. Im Ausführungsbeispiel ist am Spannkopf 4 eine runde Scheibe 5 mit einem oder mehreren Mitnehmerbolzen 11 angebracht, die ihrerseits in Bohrungen 12 des Hülsenaufnahmekörßers 3 eingreifen und eine sichere Drehmoments- übertragung auf den Hülsenaufnahmekörper 3 gestatten.

[0024] Figur 3 zeigt im Ausschnitt A der Figur 2 die Kraftübertragungsstelle von dem Hülsenaufnahmekörper 3 auf die Stirnfläche 8 der Wickelhülse 1. Diese übertragungsfläche 8 am Hülsenaufnahmekörper 3 kann glatt ausgebildet sein oder mit radial verlaufenden Nuten oder Zähnen 14 versehen sein. In einer nicht dargestellten Form könnten auf der Ringfläche 8 spitze Erhebungen in Richtung Wickelhülse 1 angebracht sein, die bei Axialdruck und bei Verwendung einer Pappwickelhülse 1 in diese eindringen. Auch kann die Stirnfläche 8 mit einem reibungserhöhenden Material versehen sein, um die kraftschlüssige Verbindung Wickelhülse 1 und Hülsenaufnahmekörper 3 zu verbessern, wenn hohe Drehmomente übertragen werden sollen.

[0025] Die dargestellte Schräge 7 zentriert die Wickelhülse 1 und verhindert ein senkrechtes Schlagen bei dem Wickelvorgang. Durch die Schräge 7 wird eine Pappwickelhülse 1 in sich zusammengepreßt, wobei das Herausziehen und Einschieben des Hülsenaufnahmekörpers 3 aber nicht erschwert wird. Bei Verwendung von Metallwickelhülsen 1 können diese innen leicht konisch angeschrägt sein, so daß sie auf den konischen Teil des Hülsenaufnahmekörpers 3 leicht aufschiebbar sind.

[0026] Durch die Gestalung des Außendurchmessers des Hülsenaufnahmekörpers 3, der kleiner ist als der Innendurchmesser der Wickelhülse 1, entsteht ein umlaufender Spalt 13 der das Herausnehmen und das Einschieben des Hülsenaufnahmekörpers 3 wesentlich erleichtert.

[0027] Der zylindrische Teil 9 des Hülsenaufnahmekörpers 3 nimmt bei schwereren Materialbahnen 2 das Gewicht der Bahnen auf, wobei sich die Wickelhülse 1 an den Hülsenaufnahmekörpern anlegt. Die Spaltweite 13 darf daher nicht zu groß gewählt werden und sollte vorzugsweise 0,25 bis 0,5 mm betragen, so daß, ohne wesentliche Verformung der Wickelhülse 1, das Gewicht der Materialbahn aufgenommen werden kann und gleichzeitig ein leichtes Einschieben und Herausnehmen des Hülsenaufnahmekörpers 3 in entlastetem Zustand möglich ist.

[0028] Die Hülsenaufnahmekörper 3 können je nach Bedarf aus den verschiedensten Materialien hergestellt werden. Werden zum Wickeln von Bahnen 2 Papphülsen 1 eingesetzt, so ist es vorteilhaft, die Hülsenaufnahmekörper aus harten Kunststoffen oder aus Metallen herzustellen.

[0029] Sollen Wickelhülsen 1 aus harten Materialien wie Metallen, z.B. Aluminium, Stahl oder andere oder aus Kunststoffen wie Hartpapier, Hartgewebe PVC, Polyester oder andere verwendet werden, wird sinnvollerweise die Drehmomentübertragungsfläche 8 des Hülsenaufnahmekörpers 3 aus weicherem Material gestaltet, wie zum Beispiel Hartgummi, Vulkolan, Polyurethan und anderen oder auf seiner Drehmomentübertragunsfläche 8 mit einem derartigen Materialring 14 versehen.

Ansprüche

1) Hülsenaufnahmekörper zum achslosen Spannen von Wickelhülsen in axial spannenden Auf- und Abrollungen für Materialbahnen, die beidseitig in die Wickelhülse einschiebbar sind und eine Einrichtung für die Aufnahme einschiebbarer Spannköpfe mit Mitnehmereinrichtungen besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehmoment unter Ausnutzung der axialen Spannkräfte (6) der beidseitig angebrachten Spannköpfe (4) von den Hülsenaufnahmekörpern (3) auf die Stirnseiten (8) der Wickelhülsen (1) übertragbar ist und daß die Hülsenaufnahmekörper (3) eine Mitnehmereinrichtung (5) für den Spannkopf (4) besitzen und aus einem zylindrischen Teil (9) zur Aufnahme des Gewichtes des Wickelgutes (2) und einem konischen Teil (7) zur Verhinderung eines vertikalen Verschiebens der Wickelhülse (1) bestehen.

2) Hülsenaufnahmekörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser in seinem zylindrischen Teil (9) einen Außendurchmesser besitzt, der um einen Wert (13) von 0,5 bis 1 mm kleiner ist, als der Innendurchmesser der Wickelhülse (1).

3) Hülsenaufnahmekörper nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dieser mit einer glatten Drehmomentübertragungsfläche (8) versehen ist.

4) Hülsenaufnahmekörper nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dieser eine Drehmomentübertragungsfläche (8) besitzt, die mit einem reibungserhöhenden Mittel versehen ist.

5) Hülsenaufnahmekörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser eine Drehmomentsübertragungsfläche (8) besitzt, die mit in radialer Richtung zentrisch verlaufenden Zähnen oder Nuten oder mit achsial in Richtung Wickelhülse vorstehenden Stiften oder Zapfen versehen ist.

6) Hülsenaufnahmekörper nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dieser eine Einrichtung zur zentrierten Aufnahme des Spannkopfes (4) und eine Einrichtung zur Aufnahme des Drehmomentes vom Spannkopf (4) besitzt und daß diese Einrichtungen getrennt oder' zusammen in einer Einheit vorhanden sind.

7) Hülsenaufnahmekörper nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dieser zur Aufnahme von Metallwickelhülsen aus einem weichen Material besteht.

8) Hülsenaufnahmekörper nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dieser zur Aufnahme von Pappwickelhülsen aus einem harten Material besteht.

Zeichnung