Tragzapfen zum Festklemmen von auf Hülsen gewickelten Papierbahnen

Abstract

 Bei einem ein- und ausfahrbarem Tragzapfen mit mehreren über den Umfang verteilten, in radialer Richtung aus der Peripherie des Tragzapfens bewegbaren Klemmleisten für die Aufnahme einer auf einer Hülse aufgewickelten Vorratsrolle sollen die insbesondere bei einem Schnellhalt auf die Hülse zu übertragenden hohen Schwungmomente keine Beschädigung der Hülse verursachen. Nach der Erfindung geschieht dies dadurch, daß auf jeder Klemmleiste mindestens eine sich in Längsachsenrichtung erstreckenden Materialverdichtungsrippe angeordnet ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen ein- und ausfahrbaren Tragzapfen zum Festklemmen von auf Hülsen gewickelten Papierbahnen entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

[0002] Durch die DE 89 01 816.8 U sind aufspreizbare Tragzapfen zum Festklemmen von rohrförmigen Wickelhülsen und austauschbaren Walzenkörpern bekannt, bei welcher sich radial über die Peripherie bewegbare Klemmleisten an den inneren Umfang der Wickelhülse anlegen und somit die Wickelhülse festklemmen.

[0003] Nachteilig dabei ist, daß beim Einsatz derartiger Klemmleisten zum Festklemmen von Papierrollen bei einer Papierbahngeschwindigkeit von ca. 15 m/s und einem ggf. erforderlichen Schnellhalt der Rotationsdruckmaschine, ein Beschädigen der Hülse, insbesondere einer Papphülse erfolgen kann, so daß die Hülse und somit die darauf aufgewickelte Papierbahn nicht oder nur unter bestimmten Bedingungen wiederverwendet werden kann.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen angetriebenen Tragzapfen mit in radialer Richtung bewegbaren Klemmleisten zu schaffen, welcher die gesamten Antriebs- und Bremskräfte auf die Hülse als den Kern der Auf- bzw. Abwickelrolle überträgt, wobei die Hülse trotz auftretender hoher Schwungmomente, insbesondere bei einem Schnellhalt der Maschine, nahezu unbeschädigt bleibt.

[0005] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruches 1 gelöst.

[0006] Durch die Erfindung treten insbesondere nachfolgende Vorteile auf: durch die besondere Ausbildung der der Papphülse zugewandten Seite der Klemmleiste mit einer einzigen Materialverdichtungsrippe ist eine hohe Eindringtiefe mit niedriger Endflächenpressung gegeben, so daß die von den Klemmleisten auf die Papphülse der Papierrolle zu übertragenden Kräfte mittels Formschluß infolge Materialverdichtung, insbesondere bei Hülsen aus gewickeltem Kraftpapier, derartig übertragen werden, daß die Papphülse dabei nicht zerstört wird. Somit erfolgt weder ein Zerschneiden des Papphülsenaufbaues noch ein Aufplatzen der Papphülse.

[0007] Der Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in

Fig. 1

eine Seitenansicht eines Tragzapfens mit einer Papphülse in Schnittdarstellung, wobei sich die erfindungsgemäßen Klemmleisten in Arbeitsstellung befinden,

Fig. 2

einen Schnitt II - II nach Fig. 1 mit Darstellung einer vollständig geschnittenen Papphülse,

Fig. 3

eine Einzelheit Z nach Fig. 2 mit einer vergrößerten Darstellung einer erfindungsgemäßen Klemmleiste mit einer Materialverdichtungsrippe,

Fig. 4

einen Längsschnitt durch einen Antrieb von in einem Tragzapfen angeordneten, radial bewegbaren Klemmleisten,

Fig. 5

eine Draufsicht auf eine Klemmleiste nach Fig. 1 mit Darstellung zweier hintereinander angeordneten Materialverdichtungsrippen.

[0008] Ein Tragzapfen 1 weist mehrere über seinen Umfang in gleichmäßigen Abständen zueinander verteilte, z. B. vier sich in axialer Richtung des Tragzapfens 1 erstreckende Klemmleisten 2, 3, 4, 5 auf, welche mittels eines in Fig. 4 näher dargestellten Antriebes gegen eine Hülse 7 wirken. Die Hülse 7 kann aus spiralförmig gewickelten Kraftpapierstreifen bestehen und eine Wanddicke d, bis ca. 25 mm aufweisen zwecks Aufnahme von auf die Hülse 7 gewickelten Papierbahnen. Die Klemmleisten 2 bis 5 sind in radialer Richtung zur Rotationsachse 8 des Tragzapfens 1 bewegbar, so daß diese in Arbeitsstellung aus der Peripherie 9 des Tragzapfens 1 austretend gegen die Innenwand 11 der Hülse 7 wirken. Jede der vier Klemmleisten 2 bis 5 ist auf ihrer der Hülse 7 zugewandten Seite mit einer sich in Längsachsenrichtung 10 der Klemmleiste 2 bis 5, also sich parallel zur Rotationsachsenrichtung erstreckenden, symmetrisch angeordneten Materialverdichtungsrippe 12, 13, 14, 15 versehen. Diese Materialverdichtungsrippe 12 bis 15 weist jeweils eine der Hülse 7 zugewandte, abgerundete Kopffläche 17, 18, 19, 20 auf, welche um einen Betrag t symmetrisch über zwei der Hülse 7 ebenfalls zugewandten Schulterflächen bzw. Schultern 23, 24; 26, 27, 28, 29; 31, 32 der Klemmleiste 2 bis 5 hinausragt. Jede Materialverdichtungsrippe 12 bis 15 weist neben ihrer Kopffläche 17 bis 20 noch zwei Seitenflächen 21, 22 auf mit einer Höhe t, die sich in Richtung der Längsachse 10 erstrecken (nur in Fig. 3 für die Materialverdichtungsrippe 12 gezeigt). Die Schultern 23, 24; 26, 27; 28, 29; 31, 32 sind an ihren in achsparalleler Richtung verlaufenden Seitenkanten ebenfalls abgerundet und weisen eine Höhe außerhalb der Peripherie 9 des Tragzapfens 1 bzw. eine Eindringtiefe mit einem Betrag T - t in das Material der Hülse 7 auf. Jede Materialverdichtungsrippe 12 bis 15 weist neben ihrer Kopffläche 17 bis 20 noch zwei Seitenflächen mit jeweils einer Höhe t auf, welche sich in Richtung der Längsachse 10 erstrecken (nur in Fig. 3 gezeigt für die Materialverdichtungsrippe 12). Ein Profil der Klemmleiste 2 bis 5, gezeigt am Beispiel der Klemmleiste 2 in Fig. 3, besteht aus einer ersten Seitenfläche 25 und Schulterfläche 23, aus zwei Seltenflächen 21, 22 und einer Kopffläche 17 der Materialverdichtungsrippe 12 sowie aus einer zweiten Schulterfläche 24 und einer zweiten Seitenfläche 30 der Klemmleiste 2. Somit ist eine Profillinie 25, 23, 21, 17, 22, 24, 30 jeder Klemmleiste 2 bis 5 länger als eine Breite B einer Projektionsfläche der Klemmleiste 2 bis 5. Die beiden Schulterflächen 23, 24; 26, 27; 28, 29; 31, 32 je Klemmleiste 2 bis 5 weisen zusammen gegenüber der Kopffläche 17, 18, 19, 20 die vierfache Fläche auf (B = 4b). Ein Durchmesser D des Tragzapfens 1 kann zwischen dem 3, 5 bis 4-fachem einer Breite B der Klemmleiste 2 bis 5 liegen.

[0009] Zwischen einem Bund 16 des Tragzapfens 1 und einem bundseitigem Ende 35 der Materialverdichtungsrippe 2 bis 5 besteht ein Abstand a, z. B. fünf Millimeter, während ein bundseitiges Ende 40 der Klemmleiste 2 bis 5 bis an den Bund 16 des Tragzapfens 1 heranreicht. Somit ist eine Länge l der Klemmleiste 2 bis 5 größer als eine Länge l - a der Materialverdichtungsrippe 12 bis 15 (Fig. 1).

[0010] Nach einer anderen Ausführungsvariante der Materialverdichtungsrippe 12 bis 15 ist es möglich, daß auf einer Länge l der Klemmleiste 2 bis 5 mindestens zwei in einem Abstand e voneinander angeordnete Materialverdichtungsrippen 12 bis 15 vorgesehen sind.

[0011] Der Abstand e kann z. B. fünf Millimeter betragen (Fig. 5). Somit ist eine Länge l der Klemmleiste 2 bis 5 größer als eine Länge l - a - e beider Materialverdichtungsrippen 43, 44 zusammen (Fig. 5).

[0012] Nach einer weiteren Ausführungsvariante ist es möglich, daß die Materialverdichtungsrippe 12 bis 15 jeweils außermittig auf einer Schulterfläche 23, 24; 26, 27; 28, 29; 31, 32 der Klemmleiste 2 bis 5 angeordnet ist, d. h. außerhalb der Längsachse 10 der Klemmleiste 2 bis 5 verläuft.

[0013] Die Betätigung der Klemmleisten 2 bis 5 mit den darauf angeordneten Materialverdichtungsrippe 12 bis 15 erfolgt in bekannter Art und Weise dadurch, daß am Ende einer Kolbenstange 33 einer druckluftbeanfschlagbaren Zylinder-Kolbeneinheit mehrere kegelstumpfförmige Keile 34, 36 angeordnet sind, die formschlüssig jeweils mit an der Unterseite der Klemmleisten 2 bis 5 jeweils mit an der Unterseite der Klemmleisten 2 bis 5 angeordneten Gegenkeilen 37, 38 zusammenwirken (in Fig. 4 nur für Klemmleiste 4 dargestellt). Unterseite der Klemmleisten 2 bis 5 bedeutet die in Richtung der Rotationsachse 8 des Tragzapfens 1 weisenden Seite. In Arbeitsstellung ist die nichtdargestellte Zylinder-Kolbeneinheit nicht mit Druckluft beaufschlagt. Die Kolbenstange 33 ist mit einem Tellerfederpaket 39 umgeben, welches sich zwischen dem Kolbenboden der Zylinder-Kolbeneinheit und einer Gehäusewand 41 abstützt. Soll eine in Fig. 4 nichtdargestellte Hülse 7 mit oder ohne darauf aufgewickelter Papierbahn gewechselt werden, so wird die Zylinder-Kolbeneinheit mit Druckluft beaufschlagt, so daß der Kolben mit der Kolbenstange 33 gegen die Kraft des Tellerfederpaketes 39 axial in Richtung Tragzapfen 1 bewegt wird und somit die Klemmleisten 2 bis 5 mit den Materialverdichtungsrippen 12 bis 15 in radialer Richtung des Tragzapfens 1 soweit zurückgefahren werden, daß die Kopfflächen 17 bis 20 der Materialverdichtungsrippen 12 bis 15 innerhalb der Peripherie 9 des Tragzapfens 1 liegen (Ruhestellung). Dabei werden die Klemmleisten 2 bis 5 jeweils mittels der Kraft von Blattfedern 42 zurückgestellt.

[0014] Wird nun eine auf einer Hülse 7 aufgewickelte Papierbahnrolle zwischen zwei Tragzapfen 1 aufgeachst, d. h. aufgenommen und befestigt, so dringen zunächst die auf den Klemmleisten 2 bis 5 angeordneten Materialverdichtungsrippen 12 bis 15 mit ihren Kopfflächen 17 bis 20 voran um den Betrag der Eindringtiefe T von Richtung Innenrand 11 in radialer Richtung in die Hülse 7 ein. Nachfolgend dringen jeweils die zwei Schulterflächen 23, 24; 26, 27; 28, 29; 31, 32 jeder Klemmleiste 2 bis 5 in die Hülse 7 ein, so daß je nach Festigkeit der Hülse 7 eine Eindringtiefe T über die Schulterflächen 23, 24; 26, 27; 28, 29 erzielt wird. Die Eindringtiefe T beträgt minimal 15% des inneren Durchmessers D der Hülse 7 bzw. des Durchmessers D des Tragzapfens 1. Somit ist zwischen der Hülse 7 und den Klemmleisten 2 bis 5 ein Formschluß zur Übertragung großer Kräfte hergestellt worden, ohne daß die Hülse 7 infolge Aufplatzens oder Zerschneidens derselben beschädigt wurde, so daß eine Wiederverwendung problemlos erfolgen kann. Selbstverständlich ist es möglich, den in Fig. 4 gezeigten Tragzapfen 1 samt Antrieb für die Klemmleisten 2 bis 5 insgesamt beim Aufachsen einer neuen Papierrolle mittels bekannter Antriebsmittel in axialer Richtung zu verschieben.

Teileliste

[0015] 

1

Tragzapfen

2

Klemmleiste (1)

3

Klemmleiste (1)

4

Klemmleiste (1)

5

Klemmleiste (1)

6

-

7

Hülse

8

Rotationsachse (1)

9

Peripherie (1)

10

Längsachse

11

Innenwand (7)

12

Materialverdichtungsrippe (2)

13

Materialverdichtungsrippe (3)

14

Materialverdichtungsrippe (4)

15

Materialverdichtungsrippe (5)

16

Bund (1)

17

Kopffläche (12)

18

Kopffläche (13)

19

Kopffläche (14)

20

Kopffläche (15)

21

Seitenfläche (12)

22

Seitenfläche (12)

23

Schulter (2)

24

Schulter (2)

25

Seitenfläche (2)

26

Schulter (3)

27

Schulter (3)

28

Schulter (4)

29

Schulter (4)

30

Seitenfläche (2)

31

Schulter (5)

32

Schulter (5)

33

Kolbenstange

34

Keil

35

Ende, antriebsnah, (13)

36

Keil

37

Gegenkeil (34)

38

Gegenkeil (36)

39

Tellerfederpaket

40

Ende, antriebsnah, (3)

41

Gehäusewand

42

Blattfeder

43

Materialverdichtungsrippe

44

Materialverdichtungsrippe

B

Breite (2), Projktionsfläche

D

Durchmesser (1)

T

Eindringtiefe, mögliche (2; 12)

a

Abstand (16, 35)

b

Breite (12)

d

Dicke (7)

e

Abstand (43, 44)

l

Länge (2)

t

Eindringtiefe, mögliche (12)

Ansprüche

1. Ein- und ausfahrbarer Tragzapfen zur Aufnahme einer Vorratsrolle mit mehreren über den Umfang verteilter, in radialer Richtung aus der Peripherie (9) des Tragzapfens bewegbarer, sich in axialer Richtung (8) erstreckender Klemmleisten (2; 3; 4; 5), welche jeweils eine mit einer Innenmantelfläche einer Wickelhülse (7) in Berührung bringbare Klemmfläche (23, 24; 26, 27; 28, 29; 31, 32) zum Festklemmen der Wickelhülse (7) auf dem Tragzapfen aufweist, wobei die Wickelhülse (7) aus einem kompressiblen Material, insbesondere aus gewickeltem Kraftpapier besteht und an den Stellen des Einwirkens der Klemmleiste (2; 3; 4; 5) an dem Hülsenmantel eine Materialverdichtung eintritt, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Klemmfläche (23, 24; 26, 27; 28, 29; 31, 32) der Klemmleisten (2; 3; 4; 5) jeweils mindestens eine sich in Längsachsenrichtung (10) der Klemmleisten (2; 3; 4; 5) erstreckende Materialverdichtungsrippe (12; 13; 14; 15) angeordnet ist.

2. Tragzapfen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialverdichtungsrippe (12; 13; 14; 15) mittig auf einer Schulterfläche (23, 24; 26, 27; 28, 29; 31, 32) der Klemmleiste (2; 3; 4; 5) angeordnet ist.

3. Tragzapfen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialverdichtungsrippe (12; 13; 14; 15) außermittig auf einer Schulterfläche (23, 24; 26, 27; 28, 29; 31, 32) der Klemmleiste (2; 3; 4; 5) angeordnet ist.

4. Tragzapfen nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Länge (l) der Klemmleiste (2; 3; 4; 5) größer ist als eine Länge (l - a) der Materialverdichtungsrippe (12; 13; 14; 15) (Fig. 1).

5. Tragzapfen nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein bundseitiges Ende (35) der Materialverdichtungsrippe (12; 13; 14; 15) zu einem bundseitigem Ende (40) der Klemmleiste (2; 3; 4; 5) einen Abstand (a) aufweist (Fig. 1).

6. Tragzapfen nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Länge (l) der Klemmleiste (2; 3; 4; 5) mindestens zwei in einem Abstand (e) voneinander angeordnete Materialverdichtungsrippen (12; 13; 14; 15) vorgesehen sind.

7. Tragzapfen nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bewegung der Klemmleisten (2; 3; 4; 5) in radialer Richtung zum Tragzapfen (1) durch eine in axialer Richtung (8) des Tragzapfens (1) an eine bekannte bewegbare Keil-Gegenkeilanordnung (34, 36; 37, 38) erfolgt.

Zeichnung