AT396580B

AT396580B - Spannkopf für wickelhülsen, auf die bahnförmiges gut, wie papierbahnen u. dgl., aufgewickelt wird

Info

Publication number: AT396580B
Application number: AT0270087A
Authority: AT
Original assignee: Voith Gmbh J M
Priority date: 1986-12-03
Filing date: 1987-10-13
Publication date: 1993-10-25
Also published as: US4795106A; FI86165C; ATA270087A; SE463362B; FI874949A; JPH0466777B2; BR8706298A; FI874949A0; CA1308705C; DE3641255C1; SE8704708L; FI86165B; SE8704708D0; JPS63143152A

Description

AT 396 580 B

Die Erfindung betrifft einen Spannkopf für Wickelhülsen, auf die bahnförmiges Gut, wie Papierbahnen u. dgl., aufgewickelt wird, bei dem ein hülsenförmiger Teil des Spannkopfs zentrierend in die Wickelhülse eingreift, der hülsenförmige Teil auf einem relativ zu diesem feststehenden zylindrischen Spannkopfkem mit einer umlaufenden, konischen Keilfläche sitzt und entlang des Umfanges des Spannkopfkems mehrere in Längsrichtung des Spannkopfs verlaufende winkelförmige Spreizkörper angeordnet sind, die durch Angriff der Wickelhülsen-Stimseite an einem Anschlag längsverschiebbar und durch Auflaufen eines radial nach innen ragenden Vorsprungs am Spreizkörper auf der Keilfläche aufspreizbar sind, um über die Umfangsfläche des hülsenförmigen Teils hervorzutreten und an den Wickelhülsen-Innenumfang angelegt werden.

Ein solcher Spannkopf ist durch die US-PS 3 64S 942 bekannt. Dieser Spannkopf weist einen hülsenförmigen Teil auf, der in nahezu seiner ganzen Länge durch vier längsverlaufende, sich kreuzende Schlitze zu federnden Zungen umgestaltet ist. Daher verbleibt nur eine sehr kurze zylindrische Führung, die am Ende einer vom Spannkopf aufgenommenen Wickelspule zentrierend an deren Innenumfang angreift. Mit dem hülsenförmigen Teil ist außerdem ein Flansch verbunden, so daß bei Verschleiß oder Bruch einer der hochbeanspruchten Zungen der gesamte Bauteil ersetzt werden muß. Da bekannte Spannkopf ist nicht für hohe Belastungen ausgelegt, da die federnden Zungen unter der Wirkung eines entsprechend großen Wickeldrehmomentes in Umfangsrichtung verwunden werden können. Schlupf zwischen dem Spannkopf und einer Wickelhülse ist aber bei Wickelmaschinen für Papierbahnen oder Kartonbahnen unerwünscht Außerdem sind die federnden Zungen aufgrund eines mit Spiel ausgestatteten Anschlages zwischen dem Flansch und einem Spannkopfkem auf diesem in Grenzen verdrehbar.

Durch die DE-PS 28 15 310 ist ein Spannkopf bekannt, welcher vier sich jeweils über nahezu ein Viertel des Innenumfangs der Wickelhülse erstreckende Spreizkörper auf weist. Diese sind auf einem Kern längsverschiebbar geführt, der als Pyramidenstumpf ausgebildet ist. Zwar fördert diese Formgebung da Spreizkörper und des Spannkopfkems die Übertragung von Drehmomenten vom Spannkopfantrieb auf die Wickelhülse, jedoch ist die Herstellung der Spannkopfteile sehr aufwendig. Da aba das Spannen der Wickelhülse lediglich durch Kraftschluß a-folgt, ist beim Wickelbetrieb ein Rutschen der Hälse auf den umfangsseitig glatten Spreizkörpem nicht ausgeschlossen. Um dies zu vermeiden, ist ein Spreizkörper zusätzlich mit einem Mitnehmervorsprung ausgestattet, der mit eina Aussparung der Wickelhülse zusammenwirkt. Das Zusammenführen von Mitnehmervorsprung und Aussparung der entsprechend vorboeiteten Wickelhülse erschwert und verzögert aba den Spannvorgang.

Es sind auch schon längsverlaufende Durchbrüche in einem hülsenförmigen Teil bekannt (US-PS 4 354 644), jedoch handelt es sich dabei um eine ganz andere Grundkonstruktion. Ähnliches gilt für eine längsverlaufende Verzahnung des Spreizkörpas (US-PS 3 791659 und DE-PS 23 44 230).

Da Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Spannkopf der eingangs erwähnten Gattung zu schaffen, der neben einer sehr guten Zentrierwirkung hohe Tragkräfte und Drehmomente schlupffrei aufnehmen kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der hülsenförmige Teil in an sich bekannter Weise mit längsverlaufenden Durchbrüchen versehen ist, die über den Umfang des Teils wenigstens annähernd gleichmäßig verteilt sind, in jedem Durchbruch ein winkelförmiger Spreizkörpa mit seinem einen (ersten) Schenkel geführt ist, wogegen sein anderer (zweiter) Schenkel radial nach außen valäuft, da zweite Schenkel der Spreizköiper mit einem gleichachsig zur Spannkopfachse angeordneten, den Anschlag für die Wickelhülsen-Stimseite bildenden Ring verbunden ist und der Ring auf einem hülsenförmigen Teil längsgefuhrt und entgegen Federkraft in eine Stellung bewegbar ist, in der die Spreizkörperschenkel am Wickelhülsen-Innenumfang angreifen.

Die Lösung hat folgende Vorteile: Da da hülsenförmige Teil wegen da Aufnahme der Spreizkörperschenkel entsprechend lang ausgebildet ist und somit eine entsprechend große Kontaktfläche mit der Wickelhülse hat, kann der Spannkopf große Lasten aufnehmen. Mit dem Spannkopf können hohe Drehmomente schlupffrei übertragen waden, da die an der Wickelhülse angreifenden Spreizkörperschenkel formschlüssig im hülsenförmigen Teil angeordnet sind. Aufgrund der Verbindung der zweiten Spreizkörperschenkel mit dem Ring wird eine stabile Abstützung da Spreizkörper erreicht, weil der Ring die aus der Auslenkung da ersten Schenkel harührenden Biegemomente sicher aufnimmt. Ferner ist von Vorteil, daß beim Herausziehen des Spannkopfs aus der Wickelhülse die Spreizkörper selbsttätig in ihre Ausgangslage gebracht werden, indem durch Federkraftwirkung der Vorsprung am osten Spreizkörperschenkel von der Keilfläche des Spannkopfkems geschoben wird, so daß diesa Schenkel in seine Ausnehmung im hülsenförmigen Spannkopfteil zurückfedem kann. Außerdem zeichnet sich der Spannkopf durch einen Aufbau aus relativ einfach herstellbaren Einzelteilen aus, von denen die Verschleiß ausgesetzten Spreizkörper leicht austauschbar sind.

Zwar ist aus der DE-OS 31 16 325 ein Spannkopf mit vier winkelförmigen Klemmkörpem bekannt, die in Ausnehmungen des zylindrischen Spannkopfreils und seines Kragens passend sitzen. Bei hülsenfreiem Spannkopf ruht ein längsverlaufender erster Schenkel des Klemmkörpers im zylindrischen Teil, während sein zweiter Schenkel stimseitig aus dem Kragen herausragt. Beim Einschieben des Spannkopfs in eine Wickelhülse trifft deren Stirnseite auf den zweiten Schenkel und schwenkt den Klemmkörper, dessen erster Schenkel aus dem zylindrischen Spannkopfteil heraustritt und sich am Innenumfang der Wickelhülse in diese eingräbt. Beim Auftreffen da Wickelhülsen-Stimseite auf den zweiten Schenkel des Klemmkörpers tritt anfangs eine flächige Berührung ein, die aber im weiteren Verlauf der Spannbewegung aufgrund der Schwenkbewegung des Klemmkörpers in eine Linienberührung übergeht. Da Wickelhülsen gewöhnlich aus Pappe bestehen, kann es hiedurch zu Verformungen der Wickelhülsen-Stimseite und demzufolge zu unvollkommen tiefem Eingraben des -2-

AT 396 580 B ersten Klemmkörperschenkels in die Hülse kommen. Außerdem ist der bekannte Spannkopf nicht völlig betriebssicher, da ein umfangsseitig in den zylindrischen Teil eingelegter O-Ring, mit dem die lüemmkörper in ihre Ausgangsstellung zurückgeführt werden sollen, besonders verschleiß- und damit ausfallgefährdet ist.

Um einen besonders intensiven Formschluß zur Sicherung gegen Verdrehen der Wickelhülse auf dem Spannkopf zu erzielen, ist der erste Schenkel des Spreizkörpers auf seiner dem Innenumfang der Wickelhülse zugeordneten Seite in an sich bekannter Weise mit einer längsverlaufenden Verzahnung versehen.

Der erste Schenkel des Spreizkörpers weist im Bereich seiner Wurzel eine Querschnittsschwächung auf, wogegen der Vorsprung am freien Ende des Schenkels angeordnet ist. Durch diese Formgebung des Spreizkörpers wird auf einfache Weise eine Auslenkung des ersten Schenkels über die Umfangsfläche des hülsenförmigen Spannkopfteils erreicht, indem eine radial nach außen auf den Vorsprung gerichtete Kraft in der Querschnittsschwächung eine elastische Verformung des Schenkels bewirkt. Dabei greift die Kraft dort am Schenkel an, wo dieser am tiefsten in die Wickelhülsenwand eindringt.

Eine besonders zweckmäßige konstruktive Ausgestaltung für die Anordnung von ihre Kraftwirkung auf die Spreizkörper ausübenden Druckfedem wird dadurch erreicht, daß der Spannkopf einen relativ zum hülsenförmigen Teil feststehenden Kragen besitzt, in dem parallel zur Spannkopfachse verlaufende Schrauben längsgeführt sind, die jeweils eine Druckfeder tragen, welche einerseits gegen den Kragen und anderseits gegen den mit der Schraube verbundenen zweiten Spreizkörperschenkel und/oder den Ring abgestützt ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Spannkopfs, der in eine Wickelhülse eingreift,

Fig. 2 in größerem Maßstab als in Fig. 1 den Spannkopf, überwiegend im Längsschnitt, mit in der oberen Figurenhälfte in Ruhestellung befindlichen Spreizkörpem, während in der unteren Hälfte der Fig. die Spreizkörper in die Wickelhülse eingreifen, und

Fig. 3 einen Schnitt durch den Spannkopf entlang der Linie (ΙΠ-ΙΠ) in Fig. 2, jedoch in kleinerem Maßstab, mit in Ruhestellung befindlichen Spreizkörpem.

Ein Spannkopf (10) greift mit einem hülsenförmigen, zylindrischen Teil (11) in eine Wickelhülse (12) ein, während er mit seinem Kragen (13) mittelbar an einer Hülsenstimseite (14) abgestützt ist (Fig. 1). Der Spannkopf (10) ist drehbar an einer Spindel (15) gelagert, welche längsverschiebbar eine Spindelführung (16) durchgreift. Derartige Spannköpfe (10) sind an beiden Enden der Wickelhülse (12) angeordnet, um diese beim Auf- oder Abwickeln von bahnförmigem Gut, wie Papierbahnen od. dgl., za führen. Dabei übernimmt der hülsenförmige Teil (11) die Zentrierung und mittelbar der Kragen (13) jedes Spannkopfs (10) die axiale Ausrichtung der Wickelhülse (12). Der Spannkopf (10) ist außerdem mit gleichmäßig über den Umfang des hülsenförmigen Teils (11) verteilten Spreizkörpem (17) ausgestattet, welche an der Wickelhülse (12) angreifen, um diese gegen Gleiten auf dem Spannkopf zu sichern oder um ein Drehmoment bei rotatorisch angetriebenem oder abgebremstem Spannkopf auf die Wickelhülse (12) zu übertragen. Der Aufbau und die Wirkungsweise der Spreizkörper (17) wird nachfolgend anhand da Fig. 2 und 3 beschrieben.

Der hülsenförmige Teil (11), der zusammen mit dem sich rechtwinklig zur Spannkopfachse (18) erstreckenden Kragen (13) einen Bauteil bildet, ist mit vier über seinen Umfang gleichmäßig verteilten, längsverlaufenden Durchbrüchen (19) versehen (Fig. 2). Diese gehen vom Kragen (13) aus und enden in gleicher Breite in der kragenabgewandten Randzone des Teils (11). Diese ist endseitig mit einer kegeligen Abschrägung (20) versehen, um das Einfuhren des Spannkopfs (10) in die Wickelhülse (12) zu erleichtern. Jedem Durchbruch (19) ist einer der Spreizköiper (17) zugeordnet, die jeweils zwei rechtwinklig zueinander verlaufende Schenkel (21) und (22) aufweisen. Da erste Schenkel (21) des Spreizköipas (17) sitzt passend im Durchbrach (19) des hülsenförmigen Teils (11), während der zweite Schenkel (22) radial nach außen gerichtet ist und parallel zum Kragen (13) verläuft Im Bereich seiner Wurzel hat der erste Schenkel (21) des Spreizkörpers (17) eine Querschnittsschwächung, die durch eine konzentrisch zur Spannkopfachse (18) verlaufende Nut (23) auf der radial äußeren Seite des Schenkels verursacht ist Von dieser Querschnittsschwächung ausgehend, ist der erste Schenkel (21) auf seina dem Innenumfang (24) der Wickelhülse (12) zugeordneten Seite mit einer längsvalaufenden Verzahnung (25) versehen. Außerdem weist da Schenkel (21) an seinem freien Ende unter Bildung einer Keilfläche (26) einen radial nach innen zur Spannkopfachse (18) ragenden Vorsprung (27) auf.

Der zweite Schenkel (22) der formgleichen Spreizkörper (17) ist mit einem gleichachsig zur Spannkopfachse (18) auf dem hülsenförmigen Teil (11) längsverschiebbar geführten Ring (28) voschraubt Hiezu ist der relativ zum hülsenförmigen Teil (11) feststehende Kragen (13) mit Bohrungen (29) versehen, in denen parallel zur Spannkopfachse (18) verlaufende Schrauben (30) längsgeführt sind. Jede der Schrauben (30) trägt auf ihrem verstärkten Schaft (31) eine Drackfeder (32), welche eurerseits gegen den Kragen (13) und anderseits gegen den mit dem Ring (28) verbundenen zweiten Schenkel (22) des jeweiligen Spreizköipers (17) abgestützt ist.

Im hülsenförmigen Teil (11) sitzt außerdem passend ein im wesentlichen zylindrischa Spannkopfkem (33), der mit dem Teil, beispielsweise im Bereich des Kragens (13), durch Schweißung verbunden ist An seinem kragenabgewandten Endabschnitt ist der Spannkopfkern (33) mit einer kegeligen, dem Vorsprang (27) der Spreizkörperschenkel (21) zugeordneten Keilfläche (34) vosehen.

Bei wickelhülsenfreiem Spannkopf (10) nehmen der Ring (28) und die mit diesem verschraubten Schenkel (22) der Spreizkörper (17) aufgrund da Wirkung der Federkraft da Druckfedem (32) einen gewissen Abstand -3-

Claims

AT 396 580 B zum Kragen (13) des Spannkopfs ein (obere Hälfte der Fig. 2). Die Keilfläche (26) am Vorsprung (27) der Spreizkörperschenkel (21) ruht auf der Keilfläche (34) des mit dem hülsenförmigen Teil (11) verbundenen Spannkopfkems (33). In dieser Ruhestellung der Spreizkörper (17) tritt die Verzahnung (25) am ersten Schenkel (21) nicht aus dem Durchbruch (19) des hülsenförmigen Teils (11) heraus (Fig. 3). Beim Einführen des Spannkopfs (10) in die Wickelhülse (12) schiebt sich diese mit ihrem Innenumfang (24) über den hülsenförmigen Teil (11). Beim Auftreffen der Hülsenstimseite (14) auf den Ring (28) wird dieser zusammen mit den Spreizkörpem (17) entgegen der Kraft der Druckfedem (32) in Richtung auf den Kragen (13) längsverschoben. Dabei läuft der jeweilige Vorsprung (27) mit seiner Keilfläche (26) auf die Keilfläche (34) des Spannkopfkems (33), so daß der längsverschiebbar im entsprechenden Durchbruch (19) geführte Schenkel (21) der Spreizkörper (17), von seiner Querschnittsschwächung ausgehend radial nach außen gedrängt wird. Diese Bewegung ist abgeschlossen, wenn die Schenkel (22) der Spreizkörper (17) auf den Kragen (13) des Spannkopfs (10) treffen. In dieser Eingriffsstellung der Spreizkörper (17) hat sich die Verzahnung (25) der über die Umfangsfläche des hülsenförmigen Teils (11) hervorgetretenen Spreizkörperschenkel (21) vom Hülseninnenumfang (24) her in die Wickelhülse (12) eingegraben (untere Hälfte der Fig. 2). Beim Herausziehen des Spannkopfs (10) aus der Wickelhülse (12) heben die Druckfedem (32) die Schenkel (22) der Spreizkörper (17) zusammen mit dem Ring (28) vom Kragen (13) ab. Der Vorsprung (27) am Schenkel (21) der Spreizkörper (17) wird dabei entlang der Keilfläche (34) am Spannkopfkern (33) verschoben. Gleichzeitig federt der elastisch ausgelenkte erste Schenkel (21) der Spreizkörper (17) radial nach innen in den zugeordneten Durchbruch (19) des hülsenförmigen Teils (11) zurück. Am Ende des durch die Schrauben (30) begrenzten Verschiebeweges der Spreizkörper (17) ruhen die Keilflächen (26) der Vorsprünge (27) am ersten Spreizkörperschenkel (21) völlig auf der Keilfläche (34) des Spannkopfkems (33), so daß die Verzahnung (25) ebenfalls vollständig in den entsprechenden Durchbruch (19) des hülsenförmigen Teils (11) zurückgetreten ist. PATENTANSPRÜCHE 1. Spannkopf für Wickelhülsen, auf die bahnförmiges Gut, wie Papierbahnen u. dgl., aufgewickelt wird, bei dem ein hülsenförmiger Teil des Spannkopfs zentrierend in die Wickelhülse eingreift, der hülsenförmige Teil auf einem relativ zu diesem feststehenden zylindrischen Spannkopfkem mit ein«1 umlaufenden, konischen Keilfläche sitzt und entlang des Umfanges des Spannkopfkems mehrere in Längsrichtung des Spannkopfs verlaufende winkelförmige Spreizkörper angeordnet sind, die durch Angriff der Wickelhülsen-Stimseite an einem Anschlag längsverschiebbar und durch Auflaufen eines radial nach innen ragenden Vorsprungs am Spreizkörper auf der Keilfläche aufspreizbar sind, um über die Umfangsfläche des hülsenförmigen Teils hervorzutreten und an den Wickelhülsen-Innenumfang angelegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der hülsenförmige Teil (11) in an sich bekannter Weise mit längsverlaufenden Durchbrüchen (19) versehen ist, die über den Umfang des Teils wenigstens annähernd gleichmäßig verteilt sind, in jedem Durchbruch (19) ein winkelförmiger Spreizkörper (17) mit seinem einen (ersten) Schenkel (21) geführt ist, wogegen sein anderer (zweiter) Schenkel (22) radial nach außen verläuft, der zweite Schenkel (22) der Spreizkörper (17) mit einem gleichachsig zur Spannkopfachse (18) angeordneten, den Anschlag für die Wickelhülsen-Stimseite (14) bildenden Ring (28) verbunden ist und der Ring (28) auf einem hülsenförmigen Teil (11) längsgeführt und entgegen Federkraft in eine Stellung bewegbar ist, in der die Spreizkörperschenkel (21) am Wickelhülsen-Innenumfang (24) angreifen.
2. Spannkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schenkel (21) des Spreizkörpers (17) auf seiner dem Innenumfang (24) der Wickelhülse (12) zugeordneten Seite in an sich bekannter Weise mit einer längsverlaufend«! Verzahnung (25) versehen ist
3. Spannkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schenkel (21) des Spreizköipers (17) im Bereich seiner Wurzel eine Querschnittschwächung aufweist, wogegen der Vorsprung (27) am freien Ende des Schenkels angeordnet ist
4. Spannkopf nach Anbruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannkopf (10) einen relativ zum hülsenförmigen Teil (11) feststehenden Kragen (13) besitzt, in dem parallel zur Spannkopfachse (18) verlaufende Schrauben (30) längsgeführt sind, die jeweils eine Druckfeder (32) tragen, welche einerseits gegen den Kragen und anderseits gegen den mit der Schraube verbundenen zweiten Spreizkörperschenkel (22) und/oder den Ring (28) abgestützt ist Hiezu 1 Blatt Zeichnung -4-