DE2243655A1

DE2243655A1 - Spannfutter

Info

Publication number: DE2243655A1
Application number: DE2243655A
Authority: DE
Inventors: Eric Greenhalgh
Original assignee: Beloit Walmsley Ltd
Current assignee: Beloit Walmsley Ltd
Priority date: 1972-09-05
Filing date: 1972-09-06
Publication date: 1974-03-14
Also published as: FR2199744A5; US3881666A

Description

Dr.-lng. E. BERKENFELD · Dipl.-lng. H. BERKENFELD, Patentanwälte, Köln Anlage Aktenzeichen

zur Eingabe vom 4. September 1972 VA_O Named.Anm. WALMSLEYS (BURY) LIMITED

Spannfutter

Die Erfindung betrifft ein Spannfutter und insbesondere ein Spannfutter zur Anwendung mit Walzenkernen zum Auf- und Abwikkeln von Papier- und anderen Bahnen.

Gemäß der Erfindung weist ein Spannfutter eine konisch zulaufende Befestigungswelle und eine gleitbar auf dieser angeordnete ausdehnbare Hülse auf, so daß sich der Durchmesser der Hülse bei einer relativen Axialverschiebung zwischen Hülse und Welle ändert und das Spannfutter damit einen Walzenkern von innen erfassen kann oder sich von diesem löst.

Die Hülse weist vorzugsweise mehrere in Umfangsrichtung um die Welle verteilt angeordnete Segmente auf. Die Hülse wird auf passende Weise mit elastischen Mitteln auf der Welle befestigt, zum Beispiel mit einer Spannfeder, die eine Ausdehnung der Hülse zuläßt und sie nach einwärts in ihren unausgedehnten Zustand drückt. Auf ihrem Umfang weist die Hülse vorzugsweise eine zum Beispiel axial oder spiralförmig verlaufende Riffelung auf, die ihren Eingriff mit dem Walzenkern verbessert, und ein Druckglied, das beim Einschieben des Spannfutters in den Kern an diesem anliegt, so daß die Hülse auf den Konus der Welle aufgeschoben wird, bis sie sich genügend gedehnt hat und am Innenumfang des Walzenkernes anliegt.

Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten AusÄi hrungsformen wird die Erfindung nun weiter beschrieben. In der Zeichnung zeigt:

Fig«, 1 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform des erfin-

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dungsgemäßen Spannfutters und

Fig. 2 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer anderen Ausführungsform.

Das in Fig, 1 gezeigte Spannfutter v/eist eine hexagonale Befestigungswelle 10 auf, die im Abschnitt 12 konisch und zur Erleichterung ihrer Herstellung im Abschnitt 14 zylindrisch verläuft. Durch Spannfedern 16 werden sechs Segmente 18 ausdehnbar auf der Welle 10 gehalten. Die Segmente 18 bilden gemeinsam die Hülse und jedes Segment ist einzeln axial entlang der anliegenden ebenen Fläche der Welle 10 verschiebbar. Die Segmente bilden insgesamt einenzylindrischen Umfang mit axial gerichteten Rillen 20. Dies erleichtert den Eingriff zwischen der Hülse und dem Innenumfang eines nicht gezeigten Kernes und verhinden.t damit einen Schlupf zwischen dem Spannfutter und diesem Kern.

Die Hülse weist ein Druckglied in Form eines schwimmenden Druckringes 22 auf. Der Innendurchmesser dieses Druckringes 22 ist ausreichend groß, um die maximale Dehnung der Hülse aufzunehmen. Der Ring sitzt in einer Nut 24. Eine ebenfalls in der Nut 24 liegende Wellenfeder 26 zentriert den Ring 22 gegenüber der Welle 10, so daß der Ring über dem gesamten Umfang des Spannfutters einen Steg von annähernd gleicher Höhe bildet. Vor dem Druckring 22 befindet sich auf den Segmenten ein kegelstumpfförmig ausgebildeter Kragen 28, der zur Zentrierung des Walzenkernes beim Einschieben des Spannfutters in ihn beiträgt.

Die Segmente 18 weisen noch vordere, Kegelstumpfform aufweisende Abschnitte 30 auf, die das Einschieben in den Walzenkern erleichtern. Die Welle 10 trägt weiter noch einen Anschlagring 32, der die Verschiebung der Hülse in Richtung auf die Vorderseite des Spannfutters begrenzt, und einen Wellenstumpf 34, der zum Zentrieren des Walzenkernes vor dem Einschieben des übrigen Teiles des Spannfutters in ihn verwendet wird.

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Bei Nichtgebrauch des Spannfutters, das heißt, wenn es sich nicht innerhalb des.Walzenkernes befindet, nehmen seine Teile die" in der Zeichnung gezeigten Lagen ein. Nach dem Einschieben des Spannfutters in den Walzenkern gleitet dieser von rechts nach links sacht über die Segmente 18, bis er am Druckring 22 anschlägt. Bei weiterem Einschieben des Spannfutters legt sich der Walzenkern an den ,Druckring an und drückt die Segmente 18 auf den Konus, so daß sie auseinandertreiben und schließlich fest am Innenumfang des Walzenkernes anliegen. Während des folgenden Wickel- oder Abwickelvorganges liegt damit eine feste Verbindung zwischen Spannfutter und Walze vor₀ Bei Herausziehen des Spannfutters löst sich der Walzenkern vom Druckring und die Spannfedern 16 drücken die Segmente nach innen und schieben sie auf dem Konus abwärts, bis sie am Anschlagring 32 anschlagen« Ebenso können die Segmente durch ihren verbleibenden Eingriff mit dem Kern während der ersten Stufen des Trennvorganges oder bei Bedarf auch mit der Hand in Richtung auf den Anschlagring 32 zurückgeschoben werden.

Zusätzlich kann noch ein Anschlag vorgesehen werden, um eine Axialverschiebung der Hülse bis zum Anschlagen des Walzenkernes am Druckring zu verhindern, das heißt, bis der Umfangsteil der Hülse, der am Innenumfang des Walzenkernes anliegen soll, voll in diesen eingeschoben ist. Bei Fehlen eines solchen Anschlages kann die Wirkungsweise des Spannfutters leiden, falls ein zum Beispiel nicht richtig zentrierter Walzenkern an der Frontseite 36 der Hülse anschlägt und diese auf den Konus aufschiebt und damit dehnt, so daß die Hülse nur zum Teil mit dem Innenumfang des Walzenkernes in Eingriff gelangt. Falls dies eintritt und nicht berichtigt wird, besteht eine nur ungenügende Berührung zwischen der genuteten Hülse und dem Walzenkern und es besteht die Gefahr, daß die auf dem Umfang der Hülse vorgesehenen Nuten oder Riffelungen den Innenumfang des Walzenkernes beschädigen.

Zusätzlich können zur Unterstützung der Rückführung der Hülse

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zum Vorderende des Spannfutters ein Nocken, eine Feder oder andere Einrichtungen in oder auf der Welle angeordnet werden.

Ein gemäß den vorstehenden Ausführungen axiale Nuten oder Riffelungen aufweisendes Spannfutter kann in beiden Richtungen gedreht werden. Es ist umkehrbar« Ebenso können die auf den Segmenten vorgesehenen Riffelungen so ausgerichtet werden, daß sie das Ausdehnen der Hülse unterstützen. Falls sie hierzu schraubenförmig angeordnet werden und das Spannfutter den Wälzenkern antreibt, überlagert sich der dabei entstehenden Drehbewegung eine Axialbewegung. Bei dieser Ausführungsform ist das Spannfutter jedoch nicht umkehrbar und kann nur in einer Drehrichtung angetrieben werden.

Die Welle kann mit einem selbstschmierenden Mittel behandelt sein. Die Reibung zwischen Welle und Hülse wird dadurch herabgesetzt.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ist eine sechseckige Welle 40. auf einem Teilabschnitt 42 konisch und zur Erleichterung der Herstellung auf einem Teilabschnitt 44 zylindrisch ausgebildet. Auf ihr sitzen sechs Segmente 46, die durch in Nuten 52 und 54 liegende Spannfedern 48 und 50 zusammengehalten werden. Die sechs Segmente 46 bilden gemeinsam eine Hülse mit einem zylindrischen Umfang. Jedes Segment 46 sitzt axial verschiebbar auf einer ebenen schräg anlaufenden Fläche der Welle 40, Auf ihrem Außenumfang weisen die sechs Segmente 46 axial gerichtete NutenfiiS oder Riffelungen auf. Dies erleichtert einen festen Eingriff zwischen den Segmenten 46 einerseits und dem Innenumfang des nicht dargestellten Walzenkernes. Ein Schlupf zwischen Hülse und Walzenkern wird damit verhindert.

Die Hülse weist noch ein Druckglied in Form eines schwimmenden Druckringes 58 auf. Dieser sitzt in einer auf der Hülse vorgesehenen Nute 60. Der Innendurchmesser des Druckringes 48 ist aus-

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reichend groß, um die maximale Dehnung der Hülse zu·gestatten« Auf dem Boden der Nute 60· liegt eine Wellenfeder 62 und legt sich von innen an den Druckring 58 an. Damit wind dieser gegenüber der Achse der Welle 10 zentriert.

Fig. 2 zeigt, daß die Nuten 52 und 60 dicht beieinander liegen, und der zwischen ihnen verbleibende Flansch ist höher als die Umfangsflache der zusammengesetzten Segmente 46. In Richtung zur Vorderkante der Nute 60 hat dieser Flansch einen ansteigenden Durchmesser. Dies erleichtert die Zentrierung des Walzenkernes beim Einschieben des Spannfutters. ·

Mit ihren Vorderabschnitten 64 bilden die Segmente 46 einen Kegelstumpf, der das Einschieben der Hülse in einen Walzenkern erleichtert. In ihrer am weietesten vorgeschobenen Stellung, das heißt in ihrer Stellung geringsten Durchmessers, liegen diese Vorderabschnitte 64 der Segmente 46 an einem kegelstumpfförmig ausgebildeten Konus 66 an, der auf das mit einem Gewinde versehene Ende 68 der Welle £ 40 aufgeschraubt ist. Der Konus 66 erleichtert weiter das Einschieben der Hülse- in deren zusammengezogenem Zustand in einen Walzenkern.

Am Ä rückwärtigen und in Fig. 2 links liegenden Ende ihres zylindrischen Abschnittes 44 weist die Montagewelle 40 noch einen Flansch 70 auf. Zwischen diesem Flansch 70 und einem am hinteren Ende der Segmente 46 ausgebildeten Flansch 74 sind sechs Druckfedern 72 angeordnet. Diese Druckfedern, sind gewickelt. Mit ihren Enden liegen sie in Aussparungen 70a und 74a im Flansch 70 bzw. im Flansch 74. Die Federn 72 liegen konzentrisch zur Achse der Welle 40 und sind gleichmäßig über dem Umfang Verteilt.

Zur Vermeidung einer zufälligen Verschiebung der Segmente 46 in Umfangsrichtung um die Welle 40 weist jedes Segment 46 Stifte und 78 auf. Diese Stifte treten aus dem Innenumfang der Segmente' aus und greifen in eine Axialnut 80 ein, die in dem ebenen Flä-

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chenabschnitt der Welle 40 ausgebildet ist.

Bei Nichtgebrauch des Spannfutters drücken die Federn 72 die Segmente 46 in ihren vorderen zusammengezogenen Zustand, in dem die Vorderabschnitte der Segmente 46 am Konus 465 anliegen. In diesem Zustand läßt sich das Spannfutter leicht in die Bohrung eines Walzenkernes einschieben, bis dieser am kegelstumpfförmigen, Abschnitt der Segmente 46 anliegt und am Druckring 58 anschlägt. Bei weiterem Vorschieben des Spannfutters werden der Druckring 58 und damit die sechs Segmente 46 auf der Welle 40 nach rückwärts verschoben. Dieser Verschiebebewegung wirken die Federn 72 und die Spannfedern 48 und 50 entgegen. Während dieser Rückwärtsverschiebung gleiten die Segmente 46 auf den ebenen Flächen der Welle 40 nach oben und werden auseinandergedrückt, bis sie schließlich fest an der Innenbohrung des Walzenkernes anliegen.

Diese RUckwärtsverschiebung der Segmente 46 endet, wenn die Federn 72 voll zusammengedrückt sind. Zum Erzielen einer schlüssigen Antriebsverbindung soll beim Betrieb ständig eine radiale Kraft zwischen Hülse und Walzenkern wirken. Das Spannfutter sollte daher nicht bei Walzenkernen verwendet werden, deren Innendurchmesser eine maximale Dehnung der Hülse zuläßt.

Beim Abnehmen des Spannfutters erlaubt das Herausziehen der Welle 40, daß die Segmente 46 unter der Einwirkung der Druckfedern 72 und der Spannfedern 48 und 50 auf den ebenen Flächen der Welle 40 nach unten gleiten. Durch die Spannfedern 48 und 50 wird die Hülse dabei zusammengezogen und das Spannfutter läßt sich einfach aus dem Walzenkern heausziehen.

Zum Erleichtern der Verschiebebewegung zwischen der Montagewelle 40 einerseits und den Segmenten 46 andererseits weist jedes Segment 46 eine Schicht aus selbstschmierendem Material, in diesem Fall Nylon, auf. Diese Schicht sitzt auf der Innenseite der Hülsen 46 und liegt damit an der Welle 40 an.

Patentansprüche ;

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Claims

Dr.-1 ng. E. BERKENFELD · Dipl.-lng. H. BERKENFELD, Patentanwälte, Köln Anläse Aktenzeichen zur Eigabe vom 4. September 1972 vAe Named.Anm. WALMSLEYS (BURY) LIMITED PATENTANSPRÜCHE

1. Spannfutter zum Abstützen eines Walzenkernes mit einer Montagewelle, mit einem Abschnitt auf dieser Welle und mit einer entlang der Welle axial verschiebbaren und ausdehnbaren Hülse,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Welle (10, 40) einen konisch zulaufenden Abschnitt (12, ' 42) und die Hülse (18, 46) auf diesem konischen Abschnitt (10) gleitbare und mit diesem im Eingriff liegende Flächen aufweist, so daß eine Axialverschiebung der Hülse (18, 46) in einer Richtung entlang des konischen Abschnittes (12, 42) eine Dehnung der Hülse (18, 46) und eine Verschiebung der Hülse (18, 46) in der entgegengesetzten Richtung ein Zusammenziehen der Hülse bewirkt.

2. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (18, 46) ein gegen eine axiale Verschiebung gegenüber ihr gesichertes Druckglied (22, 58) aufweist, das nach dem Einschieben des Spannfutters in einen Walzenkern mit dessen einem Ende in Eingriff liegt, und daß das Druckglied (22, 4 58) beim Hereinschieben der Hülse (18, 46) und der Welle (10, 40) in den Walzenkern eine Aufwärtsverschiebung der Hülse (18, 46) auf dem konisch zulaufenden Wellenabschnitt (12, 42) bewirkt.

3. Spannfutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ausdehnbaren Hülse (18, 46) und der Montagewelle (10, 40) mit beiden Teilen in Eingriff stehende und eine Winkerverschiebung verhindernde Elemente (76, 78, 80) vorgesehen sind.

4. Spannfutter nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn-

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zeichnet, daß die vorderen Abschnitte (30, 64) der Hülse (18, 46) zum Erleichtern von deren Einschieben in einen Walzenkern eine besondere Form aufweisen.

5. Spannfutter nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß «■ Einrichtungen (16, 48, 50, 72) zum elastischen Drücken der Hülse (18, 46) in deren zusammengezogene Lage vorgesehen sind.

6. Spannfutter nach Anspruch 1, 2, 3,«4 oder 5# dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung der Axialverschiebung der Hülse (18, 46) in deren zusammengezogene Stellung ein Nasenkonus (66) auf der Welle (10, 40) vorgesehen ist und daß dieser Nasenkonus (66) so geformt ist, daß er das Einschieben des Spannfutters in das Ende eines Walzenkernes vereinfacht.

7. Spannfutter nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (18, 46) mehrere in Umfangsrichtung um die Welle verteilt angeordnete Segmente (18, 46) auf4-weist und daß jedes Segment eine Fläche zur GleitberUhrung mit dem konisch zulaufenden Abschnitt (12, 42) der Welle besitzt.

8. Spannfutter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (18, 46) ebene Flächen zur GleitberUhrung mit den ebenen Flächen des konisch zulaufenden Abschnittes (12, 42) der Welle aufweisen.

9. Spannfutter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schicht aus selbstschmierendem Werkstoff zwischen jedem Segment und der Welle angeordnet ist.

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