DE29511034U1 - Device for holding and rotating winding tubes - Google Patents
Device for holding and rotating winding tubesInfo
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Description
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Vorrichtung zum Halten und Drehantreiben von WickelhülsenDevice for holding and rotating winding cores
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art.The invention relates to a device of the type corresponding to the preamble of claim 1.
Derartige Vorrichtungen finden Verwendung, um Hülsen in Bahnen verarbeitenden Maschinen derart zu unterstützen, daß auf diese Hülsen aufgewickelte Bahnen aus Papier, Folie, Metallen, Kunststoffen, Geweben oder dergleichen von diesen Hülsen abgewickelt werden können, um einer Verarbeitungsmaschine zuzulaufen. Die Vorrichtungen können aber auch dazu benutzt werden, um diejenigen Hülsen drehbar zu unterstützen, auf denen Bahnen aus einer Verarbeitungsmaschine kommend aufgewickelt werden können. Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der DE-AS 19 21 344 bekannt, wobei dort die Drehantriebswelle radial innehralb und der Spannkopf radial außerhalb eines hohlen Lagerarmes angeordnet sind.Such devices are used to support sleeves in web processing machines in such a way that webs of paper, foil, metals, plastics, fabrics or the like wound onto these sleeves can be unwound from these sleeves to run to a processing machine. The devices can also be used to rotatably support those sleeves on which webs coming from a processing machine can be wound. A device of this type is known from DE-AS 19 21 344, in which the rotary drive shaft is arranged radially inside and the clamping head is arranged radially outside a hollow bearing arm.
Zur Unterstützung einer Hülse werden ansonsten zwei an den Enden der Hülse positionierte Haltevorrichtungen benötigt, die jeweils zur Aufnahme eines Hülsenendes einen in die Wickelhülse einschiebbaren Spannkopf umfassen, dessen äußere Mantelfläche - bzw. Segmente derselben gegen die innere Oberfläche der Wickelhülse preßbar ist.Otherwise, to support a sleeve, two holding devices positioned at the ends of the sleeve are required, each of which comprises a clamping head that can be inserted into the winding sleeve to hold a sleeve end, the outer surface of which - or segments of it - can be pressed against the inner surface of the winding sleeve.
Bei den zuletztgenannten Vorrichtungen ist der Spannkopf drehfest auf einer aus einem Gehäuse der Spannvorrichtung herausstehenden Welle angeordnet, welche mitIn the latter devices, the clamping head is arranged in a rotationally fixed manner on a shaft protruding from a housing of the clamping device, which
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Hilfe von im Inneren des Gehäuses vorgesehen Lagern drehbar gehalten ist.is held rotatably by bearings provided inside the housing.
Die Welle dient dementsprechend bei diesen Vorrichtungen einerseits einer Drehmomentübertragung von dem oder auf den Spannkopf, wenn mittels diesem die Rotation der Wickelhülse gebremst oder beschleunigt werden soll, andererseits der Aufnahme von Querkräften, wie sie beispielsweise durch das Gewicht der eingespannten Rolle oder beim Anpressen der Hülse an eine zentrale Walze (Stützwalze) erzeugt werden.Accordingly, in these devices the shaft serves on the one hand to transmit torque from or to the clamping head when the rotation of the winding tube is to be slowed down or accelerated by means of this, and on the other hand to absorb transverse forces, such as those generated by the weight of the clamped roll or when the tube is pressed against a central roller (support roller).
Da der Trend zu immer höheren Wickelgeschwindigkeiten, die einen relativ hohen Anpreßdruck der Hülse gegen die zentrale Stützwalze zumindest zu Beginn eines Aufwikkelvorganges und die Aufnahme von durch Beschleunigungen der Wickelhülse quer zur Wickelachse verlaufender Kräfte erfordern, sowie zur Verarbeitung immer größerer und damit schwerer Rollen geht, sind die der drehbaren Halterung der Welle in dem Gehäuse der Haltevorrichtung dienenden Lager immer höheren Belastungen ausgesetzt. Diesen müssen mit immer aufwendigeren und teureren Lagerkonstruktionen Rechnung getragen werden.Since the trend is towards ever higher winding speeds, which require a relatively high contact pressure of the core against the central support roller at least at the beginning of a winding process and the absorption of forces caused by acceleration of the winding core running transversely to the winding axis, as well as the processing of ever larger and therefore heavier rolls, the bearings used to rotatably hold the shaft in the housing of the holding device are exposed to ever higher loads. These must be taken into account with ever more complex and expensive bearing designs.
Problematisch hat sich hierbei erwiesen, daß der größtmöglichen radialen Dimensionierung der Lager dadurch Grenzen gesetzt sind, daß das Gehäuse zumindest auf der der zentralen Stützwalze zugewandten Seite nicht radial über die äußere Umfangsflache der Wickelhülse überstehen sollte, damit die Wickelhülse zu Beginn des Wickelvorganges problemlos gegen die zentrale Stützwalze preßbar ist.What has proven problematic here is that the greatest possible radial dimensioning of the bearings is limited by the fact that the housing should not protrude radially beyond the outer circumferential surface of the winding core, at least on the side facing the central support roller, so that the winding core can be pressed against the central support roller without any problems at the start of the winding process.
Es ist von großem Nachteil, daß aufgrund dieser Beschränkungen vielfach die Leistungsfähigkeit einer Wickelmaschine bereits durch die maximale Querbelastbarkeit der Vorrichtungen begrenzt ist.It is a great disadvantage that, due to these restrictions, the performance of a winding machine is often already limited by the maximum transverse load capacity of the devices.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, größere Querkräfte aufzunehmen, ohne daß sich dadurch ihre Gehäuseabmessungen insbesondere senkrecht zur Wickelachse vergrößern und sich die Herstellung der Vorrichtung über dieThe invention is therefore based on the object of creating a device that is able to absorb larger transverse forces without increasing its housing dimensions, in particular perpendicular to the winding axis and without making the manufacture of the device more complex.
Maßen verkompliziert oder verteuert.Excessively complicated or more expensive.
Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiedergegebene Erfindung gelöst.This object is solved by the invention set out in claim 1.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt die Aufnahme und Ableitung der Querkräfte nicht mehr über die in dem Gehäuse eingesetzten, die Welle tragenden Lager, sondern über eine an dem Gehäuse vorgesehene Lageranordnung, auf welcher der Spannkopf separat gelagert ist. Es werden die auf den Spannkopf wirkenden Querkräfte somit nicht mehr in die Welle eingeleitet, so daß diese lediglich den auf oder von dem Spannkopf übertragenden Drehmomenten standhalten muß. Dementsprechend ist auch die Querbelastung der in dem Gehäuse vorgesehenen, die Welle aufnehmenden Lager auf solche Querkräfte begrenzt, die durch das mittels der Welle übertragene Drehmoment erzeugt werden. Die Abmessungen der Lager und damit auch des Gehäuses können so auch bei einer hohen Querbelastbarkeit des Spannkopfes sehr klein gehalten werden, so daß sich die erfindungsgemäße Vorrichtung - bei Verwendung eines entsprechenden Spannkopfes - auch für Wickelhülsen eines sehr kleinen Durchmessers eignet, ohne daß die Wickelvorrichtung dadurch ihre Eignung zur Halterung auch schwergewichtiger Rollen zu verliert.In the device according to the invention, the absorption and dissipation of the transverse forces no longer takes place via the bearings inserted in the housing that support the shaft, but via a bearing arrangement provided on the housing, on which the clamping head is mounted separately. The transverse forces acting on the clamping head are therefore no longer introduced into the shaft, so that it only has to withstand the torques transmitted to or from the clamping head. Accordingly, the transverse load on the bearings provided in the housing that support the shaft is limited to those transverse forces that are generated by the torque transmitted by the shaft. The dimensions of the bearings and thus also of the housing can thus be kept very small even with a high transverse load capacity of the clamping head, so that the device according to the invention - when using a corresponding clamping head - is also suitable for winding cores with a very small diameter, without the winding device losing its suitability for holding heavy rolls.
Die Lageranordnung wird durch einen an der dem Spannkopf zugewandten Seite des Gehäuses vorgesehenen Fortsatz gebildet, auf dem ein mit einer zentralen Längsbohrung versehener Spannkopf um die Wickelachse drehbar gelagert ist. Zur Lagerung und zur Aufnahme von von außen auf den Spannkopf senkrecht zur Wickelachse wirkenden Kraftkomponenten kann daher die gesamte, mit der inneren Umfangsflache des Spannkopfes zusammenwirkende (äußere) Mantelfläche des Fortsatzes dienen, wodurch eine geringstmögliche Flächenbelastung der Bauteile und damit eine maximale Belastbarkeit der Vorrichtung erzielt wird.The bearing arrangement is formed by an extension provided on the side of the housing facing the clamping head, on which a clamping head provided with a central longitudinal bore is mounted so as to be rotatable about the winding axis. The entire (outer) surface of the extension, which interacts with the inner circumferential surface of the clamping head, can therefore be used to support and absorb force components acting on the clamping head from the outside perpendicular to the winding axis, whereby the lowest possible surface load on the components and thus the maximum load capacity of the device is achieved.
Besonders wartungsarm und dauerhaft sicher auf dem Fortsatz gelagert ist der Spannkopf dann, wenn hierzu zwei in axialer Richtung voneinander beabstandet auf dem Fort-The clamping head is particularly low-maintenance and permanently securely mounted on the extension if two axially spaced apart clamping elements are used on the extension.
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satz angeordnete Nadellager vorgesehen sind.set of needle bearings are provided.
Der Spannkopf und damit eine von ihm getragene Wikkelhülse ist dadurch aktiv antreibbar, daß der Fortsatz eine zentrale Längsbohrung aufweist, durch die sich eine in bekannter Weise in dem Gehäuse rotierbar gelagerte Welle erstreckt, die mit dem Spannkopf gekoppelt und mit einem Drehmoment beaufschlagbar ist.The clamping head and thus a winding sleeve carried by it can be actively driven in that the extension has a central longitudinal bore through which a shaft extends which is rotatably mounted in the housing in a known manner, which is coupled to the clamping head and can be subjected to a torque.
Besonders einfach konstruktiv bewerkstelligt ist die Kopplung dann, wenn das freie Ende der Welle über einen Mitnehmer mit dem Spannkopf an dessen Stirnseite verbunden ist.The coupling is particularly simple in terms of construction if the free end of the shaft is connected to the clamping head on its front side via a driver.
Der Mitnehmer dient sogleich als Schutz der den Spannkopf auf dem Fortsatz drehbar haltenden Nadellager vor einer Beschädigung durch eingedrungene Verunreinigungen, wenn dieser die Stirnseite des Spannkopfes zumindest im wesentlichen überdeckt.The driver also serves to protect the needle bearings that hold the clamping head rotatably on the extension from damage caused by penetrating contaminants if they at least substantially cover the front side of the clamping head.
Das Aufschieben eines Wickelhülsenendes auf den Spannkopf wird wesentlich erleichtert, wenn der Mitnehmer zu seiner dem Spannkopf abgewandten Stirnseite hin konisch zuläuft. Da die Konizität - in gewissen Grenzen - auch ein Aufschieben der Wickelhülse in einer zum Spannkopf seitlich geringfügig versetzten Lage bei anschließender Selbstausrichtung ermöglicht, ist zum Einschieben des Spannnkopfes eine exakt fluchtende Ausrichtung von Wickelhülse und Spannkopf entbehrlich.Sliding the end of a winding tube onto the clamping head is made much easier if the driver tapers towards the end facing away from the clamping head. Since the conicity - within certain limits - also allows the winding tube to be pushed on in a position slightly offset to the side of the clamping head with subsequent self-alignment, it is not necessary to align the winding tube and clamping head exactly in line when inserting the clamping head.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung in einer teilgeschnittenen Ansicht dargestellt.The drawing shows an embodiment of a holding device according to the invention in a partially sectioned view.
Die als Ganzes mit 100 bezeichnete Vorrichtung umfaßt ein Gehäuse 1, in welchem eine Antriebswelle 2 vorgesehen ist, deren eines Ende 3 aus dem Gehäuse hinausragt und welche an ihrer diesem gegenüberliegenden Stirnseite 4 ein Kegelrad 5 trägt. Das Kegelrad 5 befindet sich im Eingriff mit einem Kegelrad 7, welches auf einer Abtriebswelle 6 ruht, deren Drehachse (Wickelachse B) senkrecht zur Drehachse A der Antriebswelle 2 verläuft.The device, designated as a whole with 100, comprises a housing 1 in which a drive shaft 2 is provided, one end 3 of which protrudes from the housing and which carries a bevel gear 5 on its opposite end face 4. The bevel gear 5 is in engagement with a bevel gear 7 which rests on an output shaft 6, the axis of rotation of which (winding axis B) runs perpendicular to the axis of rotation A of the drive shaft 2.
Der Lagerung der Abtriebswelle 6 dienen zwei in Rieh-The output shaft 6 is supported by two bearings
tung der Wickelachse B voneinander beabstandete, beidseitig des Kegelrades 7 angeordnete Lagereinheiten 8,9, die in der Zeichnung nur schematisch dargestellt sind. Die Lagereinheiten 8,9 sind üblicherweise als Wälzlager ausgebildet. bearing units 8,9 arranged on both sides of the bevel gear 7, spaced apart from one another along the winding axis B, which are only shown schematically in the drawing. The bearing units 8,9 are usually designed as roller bearings.
Die Abtriebswelle 6 erstreckt sich koaxial durch eine zentrale Längsbohrung eines fest mit dem Gehäuse 1 verbundenen Fortsatzes 10, welcher einen zur Wickelachse B der Abtriebswelle 6 koaxialen kreisrunden Querschnitt aufweist. The output shaft 6 extends coaxially through a central longitudinal bore of an extension 10 which is firmly connected to the housing 1 and which has a circular cross-section coaxial with the winding axis B of the output shaft 6.
Der Fortsatz 10 ist nach außen mantelformig von einem Spannkopfinnenteil 12 umgeben, welches sich über voneinander beabstandete Nadellager 13,14 um die Wickelachse B rotierbar an dem Fortsatz 10 abstützt. Der Spannkopfinnenteil 12 weist eine im Querschnitt polygone Außenfläche auf, welche von segmentartig ausgebildeten Spannstücken 15 umgeben ist. Die dem Spannkopfinnenteil 12 zugewandten Flächen 16 der Spannstücke 15 sind derart ausgebildet, daß eine Verdrehung zwischen dem Spannkopfinnenteil 12 und der Spannköpfe 15 eine Radialbewegung derselben bewirkt.The extension 10 is surrounded on the outside in the form of a shell by a clamping head inner part 12, which is supported on the extension 10 via spaced-apart needle bearings 13, 14 so as to be rotatable about the winding axis B. The clamping head inner part 12 has an outer surface with a polygonal cross-section, which is surrounded by segment-like clamping pieces 15. The surfaces 16 of the clamping pieces 15 facing the clamping head inner part 12 are designed in such a way that a rotation between the clamping head inner part 12 and the clamping heads 15 causes a radial movement of the latter.
Der Spannkopfinnenteil 12 bildet zusammen mit den Spannstücken 15 den als Ganzes mit 17 bezeichneten Spannkopf. An dessen dem Gehäuse 1 zugewandten Seite ist ein radialsymmetrisch ausgebildeter Anschlag 18 vorgesehen, welcher radial über die äußeren Oberflächen der Spannstücke 15 hinausragt und den axialen Anschlag für eine in der Zeichnung nicht dargestellte, auf den Spannkopf 17 aufschiebbare Wickelhülse bildet.The inner part 12 of the clamping head, together with the clamping pieces 15, forms the clamping head, designated as a whole with 17. On the side facing the housing 1, a radially symmetrical stop 18 is provided, which projects radially beyond the outer surfaces of the clamping pieces 15 and forms the axial stop for a winding sleeve (not shown in the drawing) that can be pushed onto the clamping head 17.
Der Kopplung des Spannkopf xnnenteils 12 mit der Abtriebswelle 6 dient ein mit der von dem Gehäuse 1 abgewandten Stirnseite des Spannkopfinnenteils verbundener Mitnehmer 19, welcher in einer zentralen Vertiefung 20 das freie Ende 22 der Abtriebswelle 6 fest aufnimmt.The coupling of the clamping head inner part 12 with the output shaft 6 is provided by a driver 19 connected to the end face of the clamping head inner part facing away from the housing 1, which driver firmly receives the free end 22 of the output shaft 6 in a central recess 20.
Der Mitnehmer 19 trägt eine axial von außen aufgeschobene Kappe 21, welche bis zu den Spannstücken 15 heranreicht und deren Durchmesser etwa dem Außendurchmesser des Spannkopfes 17 bei minimaler Abspreizung der Spann-The driver 19 carries a cap 21 pushed axially from the outside, which reaches up to the clamping pieces 15 and whose diameter corresponds approximately to the outside diameter of the clamping head 17 with minimal spreading of the clamping
stücke 15 entspricht. Zu ihrer Stirnseite 23 hin verjüngt sich die Kappe 21 konisch, wodurch im Betrieb der Vorrichtung das Aufschieben einer Wickelhülse auf den Spannkopf 17 erleichtert wird.pieces 15. The cap 21 tapers conically towards its front side 23, which makes it easier to slide a winding tube onto the clamping head 17 during operation of the device.
Zur Verdeutlichung der Wirkungsweise der Vorrichtung ist in der Zeichnung strichpunktiert ein mit M bezeichneter Momentenfluß dargestellt, welcher zeigt, wie ein Drehmoment von der Antriebswelle 2 auf den Spannkopf 17 bzw. umgekehrt übertragen wird.To clarify the operation of the device, a torque flow marked M is shown in the drawing in dash-dot lines, which shows how a torque is transmitted from the drive shaft 2 to the clamping head 17 or vice versa.
Claims (4)
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