DE4008204C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kuppeln eines
Wickelstabes oder dergleichen mit einer Mitnehmerwelle einer
Wickelmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Vorrichtung ist in zahlreichen Ausführungs
formen bekannt und hat sich bewährt. Dabei ist jedoch festzu
stellen, daß einerseits die Gewichte der Wickel und anderer
seits auch die Drehzahlen der Wickelstäbe im Interesse einer
größeren Arbeitsgeschwindigkeit zunehmen. Gleichzeitig gibt es
einen verstärkten Trend zur Automatisierung sowohl beim Ein
legen der Wickelstäbe in die Ausnehmungen der Aufnahmeteile
als auch beim Verschließen dieser Ausnehmungen, wie es bei
spielsweise bei einem Klapplager aus der DE-PS 31 27 553 oder
der DE-OS 37 06 166 bekannt ist. Während dabei jedoch die
Hilfsvorrichtung zum maschinellen Verschließen eines Klapp
lagers gemäß der DE-PS 31 27 553 außen auf dem ortsfesten
Lagergehäuse angeordnet ist und entsprechend viel Platz ver
braucht, ist die entsprechende fernbedienbare Vorrichtung bei
der Lösung nach der DE-PS 37 06 166 zwar weitgehend im Umriß
dieses Lagergehäuses angeordnet, sitzt dabei aber in einer den
Aufnahmeteil oder die Mitnehmerwelle schwächenden Bohrung.
Vor allem das automatisierte Einsetzen der Wickelstäbe und
dabei der Wunsch, auch Wickelstäbe mit nicht zu engen Längen
toleranzen vor allem an den Kupplungszapfen verwenden zu
können, macht es auf der einen Seite erforderlich, in diesen
Ausnehmungen der Aufnahmeteile ein genügendes Axialspiel vor
zusehen, damit sich die Stirnseiten der Kupplungszapfen nicht
bei einem evtl. geringfügig schrägen Einsetzen der Kupplungs
zapfen mit den Enden dieser Ausnehmungen der Aufnahmeteile
verkanten. Andererseits bedeutet ein solches Axialspiel bei
hohen Drehzahlen die Gefahr, daß sich der Wickelstab und damit
der Wickel in axialer Richtung verschiebt und dadurch die auf-
oder abzuwickelnde Bahn schief läuft. Dies kann umso leichter
geschehen, als Seitenlängsführungen für diese Bahnen vorhanden
sind, die den genauen Lauf dieser Bahnen steuern und regeln
und dabei jeweils Querkräfte auf die Bahn ausüben müssen. Je
nach Größe des Axialspieles kann dies zu einer ständigen Hin-
und Her-Regelbewegung dieser Kanten-Steuerungsvorrichtungen
führen. Für hohe Arbeitsgeschwindigkeiten und präzise Wickel
ist dies störend.
Auf der anderen Seite läßt sich das wünschenswert minimale
Axialspiel beim Be- und Entladen zum Beispiel mit Hilfe einer
Kranvorrichtung und den dabei erforderlichen Positionierge
nauigkeiten nur mit einem extremen Aufwand realisieren.
Zwar ist aus der DE-PS 28 52 510 schon eine stirnseitige
Dämpfungsvorrichtung bekannt, mit der das Axialspiel beseitigt
werden könnte, jedoch besteht bei der automatisierten Be- und
Entladung ja gerade die Forderung, daß zunächst für eine
schnelle und einfache, möglichst automatisierte Be- und Ent
ladung ein gewisses Axialspiel wünschenswert ist.
Zwar ist aus der DE-PS 38 22 106 bekannt, in der Ausnehmung des Aufnah
meteiles einen Vorsprung oder Wulst vorzusehen, der mit einer ent
sprechenden Ringnut des Kupplungszapfens zusammen Axialbewe
gungen während des Laufes der Maschine verhindern soll. Dies
bedeutet jedoch einen erhöhten Herstellungsaufwand für die
Fertigung dieses Wulstes und der Ringnut an dem Kupplungszapfen
und führt außerdem gerade durch diese Ringnut zu einer Schwä
chung des Kupplungszapfens, was der Forderung nach immer
größeren Gewichten der aufzunehmenden Wickel zuwiderläuft.
Darüber hinaus kann eine solche Anordnung zwar eventuell
zwischen der Stirnseite des Kupplungszapfens und dem Ende der
Ausnehmung des Aufnahmeteiles ein gewisses Axialspiel zulas
sen, jedoch muß im Bereich des Wulstes und der Ringnut eine
hohe Genauigkeit herrschen, so daß die Herstellung dieser
miteinander kuppelbaren Teile wiederum einen entsprechenden
Aufwand zur Erlangung möglichst geringer Toleranzen notwendig
macht.
Das Lagergehäuse eventuell mit Hilfe von Schlitten oder der
gleichen selbst justierbar und einstellbar zu gestalten, wie
es zum Beispiel aus der DE-PS 30 26 904 bekannt ist, würde die
gewünschte Arbeitsgeschwindigkeit vermindern und aufgrund der
erforderlichen Verstellmittel unterhalb des Lagergehäuses
einen bei modernen Wickelmaschinen häufig nicht zur Verfügung
stehenden Platzbedarf nach sich ziehen. Darüber hinaus sind
solche nachträglichen Justierarbeiten nach dem Einsetzen der
Wickel wiederum zeitraubend.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vor
richtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei welcher
beim Be- und Entladen ein ausreichend großes Axialspiel zwi
schen Kupplungszapfen und Aufnahmeteil besteht, um diesen
Vorgang schnellstmöglich und bevorzugt automatisiert durchfüh
ren zu können, ohne daß während des Antriebes des Wickelstabes
ein Axialspiel besteht, wobei jedoch die Beseitigung dieses
Axialspieles weder einen großen Zeitaufwand, noch einen großen
Platzbedarf für entsprechende Hilfsvorrichtungen benötigen
darf.
Die Lösung dieser mehrfach widersprüchlichen Aufgabe besteht
in überraschender Weise in den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1
angegebenen Merkmalen.
Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, innerhalb des Lagerge
häuses zunächst durch die axiale Verschiebung von der Wickel
welle weg das Axialspiel genügend groß zu machen, um ein pro
blemloses maschinelles und automatisiertes Einsetzen des Wi
ckelstabes zu erlauben, ohne daß es zu Verkantungen und der
gleichen kommt, wonach durch eine entgegengesetzte axiale
Verschiebung das Axialspiel vollständig beseitigt werden
kann. Dies kann sehr schnell geschehen und die entsprechende
Einrichtung benötigt aufgrund der Anordnung im Inneren des
Lagergehäuses praktisch keinen zusätzlichen Platz. Da auch
solche Verschiebebewegungen automatisiert werden können, er
gibt sich aufgrund dieser erfindungsgemäßen Lösung die Mög
lichkeit einer schnellen automatischen Be- und Entladung bei
genügend großem Axialspiel und auch eine Beseitigung dieses
Axialspieles für den Wickelbetrieb, ohne daß zwischen diesen
Vorgängen unzumutbare Zeiten für Justierarbeiten benötigt
werden. Eine Axialverstellung des Aufnahmeteiles läßt sich
sehr schnell und auch maschinell durchführen.
Mit den im Anspruch 2 angegebenen Merkmalen
läßt sich eine mit Hilfe
eines Druckmediums durchführbare Axialverstellung
leicht und gut steuern und problemlos installieren, wobei die
erforderlichen Druckleitungen aufgrund ihrer Flexibilität auch
an beengte Platzverhältnisse angepaßt werden können.
Um den Platzbedarf auf einem Minimum zu halten, auch keine
axial überstehenden Aggregate für die Verstellbewegung der
Mitnehmerwelle und des Aufnahmeteiles zu benötigen und die
Kombination der Verschiebebewegung und der Drehbewegung der
Mitnehmerwelle und des Aufnahmeteiles problemlos sicherzu
stellen, sind die Merkmale nach Anspruch 3 vorgesehen.
Hierdurch erhält die Lagerhülse eine Mehrfachfunktion, indem sie
einerseits die Drehlagerung der Mitnehmerwelle in sich auf
nimmt, andererseits aber auch für die Axialverstellung heran
gezogen wird, ohne das die Drehbewegung der Mitnehmerwelle
durch das Erfordernis der Axialverstellung beeinträchtigt
wird. Die erforderlichen hohen Drehzahlen der Mitnehmerwelle
sind problemlos möglich, da diese wie gewohnt in ihren Lagern
laufen kann, während völlig getrennt davon diese Lager und
damit auch die Mitnehmerwelle und der Aufnahmeteil durch die
Lagerhülse axial verstellt werden können, um das Axialspiel
während des Betriebes zu beseitigen, für das Be- und Entladen
jedoch zur Verfügung zu stellen. Da dabei diese Lagerhülse
selbst nur Axialbewegungen durchzuführen hat und innerhalb des
ortsfesten Lagergehäuses angeordnet ist, ist die Zuführung des
Druckmedium problemlos an dem stationären Lagergehäuse
möglich.
Insgesamt ergibt sich auf diese Weise eine kompakte Vorrich
tung zum Kuppeln von Wickelstäben mit einer Mitnehmerwelle,
bei welcher keine externen Einstell- und Justiervorrichtungen
mit entsprechendem Platzbedarf erforderlich sind und dennoch
beim Beladen ein dieses erleichterndes Axialspiel vorhanden
sein kann, welches aber während des Betriebes beseitigt ist.
Ausgestaltungen der Lagerhülse und des Lagergehäuses zur
Schaffung der erforderlichen Druckflächen und das Druckmedium
aufnehmenden Zylinderräume sind Gegenstand der Ansprüche 5 bis
7.
Dabei enthält Anspruch 5 eine besonders günstige Anordnung
eines an der Lagerhülse vorstehenden Bundes zur Bildung der
axialen Druckflächen, der in vorteilhafter Weise auf seinen
beiden Stirnseiten mit Druck beaufschlagt werden kann, um die
gewünschte Hin- und Herverstellung durchzuführen, und der an
seinem Umfang die erforderliche Kolbendichtung gegenüber der
entsprechenden zylindrischen Innenfläche des Lagergehäuses
aufweisen kann.
Da die Hin- und Herbewegung nur einen relativ geringen Weg
benötigt, enthält Anspruch 6 Merkmale, wie dieser Verschie
beweg durch eine in axialer Richtung begrenzte zylindrische
Aussparung des Lagergehäuses gestaltet sein kann. Eine Mög
lichtkeit der axialen Begrenzung dieser zylindrischen Aus
sparung des ortsfesten Lagergehäuses ist in Anspruch 7 als
vorteilhafte Ausgestaltung angegeben.
Der Automatisierung des gesamten Vorganges beim Beladen und
Antreiben der Vorrichtung würde es zuwiderlaufen, wenn das
Verschließen der Ausnehmung des Aufnahmeteiles von Hand oder
mit unzulänglichen Mittel geschehen müsste, die unter Umstän
den wiederum zu Zeitverzögerungen führen würden oder wenn
platzaufwendige Hilfsvorrichtungen etwa gemäß der DE-PS 31 27 553
vorgesehen werden müßten. Um auch das Verschließen des
Aufnahmeteiles schnell und praktisch ohne zusätzlichen Platz
bedarf sowie automatisch durchführen zu können, sieht eine
Ausgestaltung der Erfindung, die jedoch auch unabhängig von
der automatisierten Axialspielbeseitigung bei Vorrichtungen
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 anwendbar wäre, Merkmale
vor, wie sie im Anspruch 8 angegeben sind.
Somit wird für den Verschluß des Aufnahmeteiles
wiederum der Gedanke aufgegriffen, einen im Inneren des Lager
gehäuses angeordneten Kolben zu verwenden, so daß keine
außerhalb des Lagergehäuses Platz benötigenden Hilfsaggregate
erforderlich sind. Da auch die Beseitigung des Axialspieles
mit Hilfe eines Druckmedium erfolgt, bedarf es praktisch
keiner wesentlichen Zusatzmaßnahmen, um auch den Verschluß mit
Hilfe eines Druckmediums zu verschieben.
Zwar kennt man aus DE-Z "Papier+Kunststoff-Verarbeiter" 9-72
Seite 9 bis 18, insbesondere Seite 5, Fig. 2 und aus
US-PS 34 80 225 bereits jeweils einen Verschluß der Ausnehmung
des Aufnahmeteiles einer Vorrichtung zum Kuppeln eines Wickelstabes
mit einer Mitnehmerwelle, wobei dieser Verschluß axial
verschiebbar an der Mitnehmerwelle gelagert ist und manuell bzw.
mittels einer mechanischen, an der Außenseite der Vorrichtung
schwenkbaren Verstelleinrichtung in die Schließstellung verschiebbar
und in die Offenstellung zurückziehbar ist. Dabei ist
jedoch entweder einer Verstellung von Hand erforderlich oder die
mechanische Verstelleinrichtung benötigt sehr viel Platz an der
Außenseite der Vorrichtung.
Bei einer für die kompakte und platzsparende Ausbildung der gesam
ten Vorrichtung besonders vorteilhafte Ausgestaltung gemäß Anspruch 9
wird in platzgünstiger Weise
gewissermaßen ein Kolben im Kolben vorgesehen, d. h. die ihrer
seits als Kolben zur Beseitigung des Axialspieles dienende
Lagerhülse ist gleichzeitig Zylinder für den Schubkolben zum
Verschließen der Ausnehmung des Aufnahmeteiles. Somit wird für
diese Anordnung in axialer Richtung praktisch überhaupt kein
zusätzlicher Platz benötigt, während allenfalls in radialer
Richtung die gesamte Vorrichtung um einen geringen Betrag in
ihrem Durchmesser zu vergrößern ist. Da jedoch das Lagergehäu
se ortsfest gestaltet werden kann, also seiner Befestigung
wiederum auch unter sehr beengten Platzverhältnissen möglich
ist, ergibt sich insgesamt die gewünschte kompakte Bauweise,
bei der dennoch die vorbeschriebenen unterschiedlichen
Funktionen und Justierarbeiten zur Anpassung an die jeweiligen
Wickelwellen möglich sind und dies sogar automatisch geschehen
kann.
Da der Schubkolben in seinem Inneren ein Lager für die Mitneh
merwelle und zwischen diesem und der Mitnehmerwelle wiederum
den Schiebestutzen mit dem Verschluß enthalten muß, ist er gemäß
Anspruch 8 ausgebildet.
Ob dabei der erwähnte Flansch
oder Bund des Schubkolbens ganz an dessen stirnseitigem Ende
oder demgegenüber etwas zurückversetzt ist, richtet sich nach
den jeweiligen Platzverhältnissen. Die Anordnung an dem dem
Aufnahmeteil entgegengesetzten Ende hat jedoch den Vorteil
eine entsprechend große Druckfläche auf möglichst engem Raum
zur Verfügung zu stellen, weil dann zu dieser Druckfläche noch
die radiale Dicke des Schubkolbens hinzu kommt. Außerdem läßt
sich in diesem dem Aufnahmeteil abgewandten Bereich des
Lagergehäuses das Druckmedium problemlos zuführen.
Durch die Ausgestaltung der Vorrichtung nach den Ansprüchen 11 und 12
kann das zweite Lager unmittelbar an der Mitnehmerwelle angreifen und
aufgrund der Verbindung des Stutzens mit der als Kolben zur
Beseitigung des Axialspieles ausgebildeten Lagerhülse deren
Verschiebung über dieses Lager unmittelbar auf die Mitnehmer
welle übertragen. In sinnreicher Weise sind somit
einerseits die Einrichtung zur Beseitigung des Axialspieles
und andererseits diejenige zum Verschließen des Aufnahmeteiles
so miteinander verknüpft und verbunden, daß insgesamt
möglichst wenig Teile für diese unterschiedlichen Bewegungen
erforderlich sind, sondern manche dieser Teile für beide
Antriebe gleichzeitig zur Verfügung stehen, wie zum Beispiel
der erwähnte Stutzen, der einerseits eine der Führungen und
Begrenzungen des Zylinderraumes für den Schubkolben und
andererseits ein Mittel zur Übertragung der Kräfte von der
verschiebbaren Lagerhülse auf die Mitnehmerwelle darstellt. Da
dieser Stutzen keine Drehbewegungen durchzuführen hat, ist er
außerdem gut dazu geeignet, die Druckmittelkanäle oder
dergleichen wenigstens teilweise zu enthalten.
Die Durchführung der verschiedenen Verstellbewegungen mit Hil
fe von Druckmittel macht es möglich, die jeweilige Position
der Lagerteile, also des Aufnahmeteiles und auch des Ver
schlusses zu überwachen, wozu in den Ansprüchen 15 und 16
geeignete Mittel angegeben sind. Dadurch wird es möglich, im
Störfall ein Anlaufen der Vorrichtung zu unterbinden oder aber
während des Betriebes den Antrieb der Wickelmaschine, bei
spielsweise bei einem plötzlichen Druckabfall in dem den Ver
schluß zuhaltenden System, stillzusetzen.
Insgesamt ergibt sich eine Lagervorrichtung für Wickelstäbe,
die aufgrund ihres geringen Platzbedarfes auch zum Umbau schon
bestehender Anlagen mit extrem beengten Platzverhältnissen
geeignet ist und somit die Automatisierung von Anlagen der
Wickelindustrie mit relativ geringem Investitionsaufwand
erlaubt. Gleichzeitig können auch Neuinstallationen und Neu
konstruktionen mit dem verminderten Platzbedarf geschaffen
werden, so daß die erforderlichen Betriebsflächen so gering
wie möglich gehalten werden können. Dennoch und trotz dieser
kompakten Bauweise sind keine Einschränkungen der Tragfähig
keit oder der Sicherheit erforderlich, sondern es kann sogar
die Präzision durch die Beseitigung des Axialspieles erhöht
werden, ohne dabei Probleme beim Be- und Entladen zu schaffen,
weil für diese Phase ein Axialspiel erforderlicher Größe auto
matisch eingestellt werden kann. Somit besteht auch die Mög
lichkeit, unterschiedliche Längen von Wickelwellen auszu
gleichen, was die Einsatzmöglichkeiten verbessert.
Schließlich kann die Vorrichtung zur Eliminierung von Axialspiel bei Ausbildung
gemäß Anspruch 17
zur Bahnkantensteuerung verwendet werden, indem die als Kolben wirkenden
Lagerhülsen zweier sich gegenüberstehender Vorrichtungen einen
von ihnen gehaltenen Wickel synchron axial hin- und herver
stellen können. In diesem Falle werden sie also nicht zur
Beseitigung des Axialspieles relativ zueinander verschoben,
sondern synchron und gleichsinnig miteinander. Da die
Verschlußvorrichtung für den Aufnahmeteil und der Schubkolben
für die Betätigung dieses Verschlusses in die Lagerhülse und
den Stutzen entsprechend integriert ist und durch das
Druckmedium in der Schließlage relativ zur Lagerhülse und zu
dem Stutzen festgehalten wird, macht auch der Verschluß solche
Verschiebebewegungen ohne Gefahr einer ungewollten Öffnung
mit.
Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand
der Zeichnung noch näher beschrieben. Es zeigt in zum Teil
schematisierter Darstellung:
Fig. 1 bis 3 einen Längsmittelschnitt durch eine erfindungsgemäße
Vorrichtung zum Kuppeln eines Wickelstabes in
unterschiedlichen Betriebszuständen, wobei die
Ausnehmung des Aufnahmeteiles in Fig. 1 geöffnet
und das größtmögliche Axialspiel eingestellt ist,
in Fig. 2 das Axialspiel beseitigt, aber die Aus
nehmung noch nicht verschlossen ist, während ge
mäß Fig. 3 bei beseitigtem Axialspiel auch die
Ausnehmung des Aufnahmeteiles verschlossen ist,
Fig. 4 eine Stirnansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 3 und
Fig. 5 in vergößertem Maßstab einen Teil-Längsschnitt
durch das Lagergehäuse, eine darin als Kolben ver
schiebbare Lagerhülse und in deren Innerem wiede
rum einen mittels Druckmedium verschiebbaren
Schubkolben, wobei die Lagerhülse zur Beseitigung
des Axialspieles und der Schubkolben zur Betäti
gung des axial verschiebbaren Verschlusses dient
und diese Verschiebebewegungen jeweils unabhängig
voneinander und relativ zueinander durchführbar sind.
Eine Vorrichtung 1 dient zum Kuppeln
eines nicht näher dargestellten Wickelstabes oder dergleichen
mit einer Mitnehmerwelle 2 einer Wickelmaschine, wobei der
Wickelstab am Ende einen koaxialen Kupplungszap
fen aufweist und ein solcher Kupplungszapfen in eine Ausneh
mung 3 eines Aufnahmeteiles 4 an der Mitnehmerwelle 2 einsetz
bar und aus diesem aushebbar ist, so daß also die Drehung der
Mitnehmerwelle 2 auf die des Wickelstabes übertragen wird und
umgekehrt. Dazu sind in Drehrichtung formschlüssig miteinander
zusammenpassende Bereiche miteinander kuppelbar, wobei im Aus
führungsbeispiel gemäß Fig. 4 eine im Querschnitt insgesamt
quadratische, auf einer Kante stehende, in dem Aufnahmeteil 4
und einem Verschluß 5 angeordnete Ausnehmung 6 vorgesehen ist
und der entsprechende Kupplungszapfen eine analoge Außenkon
tur hat. In Gebrauchsstellung wird der Kupplungszapfen in be
kannter Weise von dem die Eintrittsöffnung in die Ausnehmung
6 des Aufnahmeteiles 4 verschließenden bzw. öffnenden Ver
schluß 5 übergriffen, wodurch in Drehrichtung die zusammen
passenden Bereiche miteinander formschlüssig gekuppelt sind,
wobei die den Aufnahmeteil 4 aufweisende Mitnehmerwelle 2 in
einem zum Beispiel ortsfest montierten Lagergehäuse 7 in noch
zu beschreibender Weise drehbar gelagert ist.
Beim Vergleich der Fig. 1 und 2 miteinander erkennt man,
daß innerhalb des Lagergehäuses 7 eine Lagerhülse 8 angeordnet
ist, die in ihrem Inneren die Mitnehmerwelle 2 und
eines von deren Drehlagern 9 enthält, und daß die Lagerhülse 8
mit der ihr gegenüber über ein zweites Lager 10 axial festlie
genden Mitnehmerwelle 2 und Aufnahmeteil 4 zusammen axial ver
schiebbar ist. Die Mitnehmerwelle 2 ist also in zwei Lagern 9
und 10 drehbar gelagert und kann sich relativ zu der axial
verschiebbaren Lagerhülse in bekannter Weise drehen. Wird
jedoch die Lagerhülse axial verschoben, macht die Mitnehmer
welle 2 und damit der Aufnahmeteil 4 diese Verschiebebewegung
mit, wie man deutlich beim Vergleich der Fig. 1 und 2 er
kennt.
Somit kann beim Einlegen des Kupplungszapfens eines Wickel
stabes 2 in die Ausnehmung 6 des Aufnahmeteiles 4 ein günstiges
axiales Spiel zwischen der Stirnseite des Kupplungszapfens und
einer stirnseitigen Wand 11 dieser Ausnehmung 6 vorhanden sein,
so daß ein schnelles und problemloses Einlegen des Wickelsta
bes mit einem Hebezeug möglich ist, während für den Betrieb
dieses axiale Spiel durch die Verschiebung der Mitnehmerwelle
2 und des Aufnahmeteiles 4 gegen diesen Kupplungszapfen hin
beseitigt werden kann. Diese Verschiebung erfolgt mit Hilfe
der axial verschiebbaren Lagerhülse 8.
Im Ausführungsbeispiel ist die Lagerhülse 8 mittels eines
Druckmittels, also hydraulisch oder pneumatisch axial in
Richtung auf den Wickelstab 2 hin, also aus der Lage der Fig. 1
in die Position gemäß Fig. 2, verschiebbar und in umgekehrter
Richtung auch wieder rückziehbar. Dazu ist die Lagerhülse 8
selbst als Kolben innerhalb des ortsfesten Lagergehäuses 7 aus
gebildet, abgedichtet und verschiebbar, und das Lagergehäuse 7
hat Zuführungen, insbesondere Kanäle 12 oder dergleichen Lei
tungen für das Druckmedium zur Beaufschlagung von Druckflächen
13 und 14 der Lagerhülse 8, was besonders deutlich in Fig. 5
erkennbar ist. Dabei wird in Fig. 5 auch deutlich, daß das
ortsfeste Lagergehäuse 7 als Zylinder für die als Kolben aus
gebildete Lagerhülse 8 dient. Demgemäß brauchen die Kanäle 12
oder dergleichen Leitungen nur dieses ortsfeste Lagergehäuse 7
zu durchsetzen, was problemlos und platzsparend gemäß Fig. 5
möglich ist.
Die Lagerhülse 8 hat einen radial nach außen vorstehenden Bund
15, der an einer zylindrischen Innenfläche 16 des ortsfesten
Lagergehäuses 7 über eine Dichtung 17 anliegt und mit der Lagerhülse 8 axial ver
schiebbar ist, wobei die Druckmittelzuführungen 12 beidseits
dieses Bundes 15 durch das Lagergehäuse 7 geführt sind. Somit
stehen beide Stirnflächen dieses Bundes 15 als Druckflächen 13
und 14 zur Verfügung, so daß die Lagerhülse 8 kolbenartig in
beiden axialen Richtungen verschoben werden kann.
Zur Aufnahme dieses die Druckflächen 13 und 14 aufweisenden,
die eigentliche Kolbenfläche bildenden Bundes 15 ist an der
Innenseite des ortsfesten Lagergehäuses 7 eine radiale zylin
drische Aussparung mit der zylindrischen Innenfläche 16 vorge
sehen, die in ihrer axialen Ausdehnung dem größtmöglichen Ver
schiebeweg entspricht. Nach wenigstens einer Seite, im Aus
führungsbeispiel der dem Aufnahmeteil 4 abgewandten Seite hin
ist diese zylindrische Aussparung des ortsfesten Lagergehäuses
7 durch einen nachträglich einsetzbaren Gehäuseeinsatz 18 be
grenzt, der gegenüber der Außenseite der relativ zu ihm ver
schiebbaren Lagerhülse 8 wiederum mit einer Dichtung 19 abge
dichtet ist und somit zur Führung der eine entsprechend große
axiale Länge aufweisenden Lagerhülse 8 beiträgt. Die andere
Seite des zylindrischen Druckraumes des ortsfesten Gehäuses 7
könnte durch einen weiteren derartigen Einsatz oder - wie im
Ausführungsbeispiel - durch eine einstückig radial nach innen
ragende Verengung 20 des Lagergehäuses 7 begrenzt sein, die
ebenfalls eine Dichtung 21 zum Abdichten der in diese Ver
engung 20 ragenden und innerhalb von dieser verschiebbaren
Lagerhülse 8 aufweist.
Das dem Aufnahmeteil 4 abgewandte Ende der Lagerhülse 8 ist
mit einem von ihr bei den Verschiebebewegungen mitgenommenen
Stutzen 22 verbunden, der das zweite Lager 10 der Mitnehmer
welle 2 enthält, über welches die axiale Bewegung der Lager
hülse 8 auf die Mitnehmerwelle 2 und damit den Aufnahmeteil 4
übertragen wird. Dazu ist dieses Lager 10 einerseits an dem
Stutzen 22 mit Hilfe eines Deckels 23 und andererseits an der
Mitnehmerwelle 2 mit Hilfe von Mitnahmeringen 24 eingespannt.
Wird über die dem Aufnahmeteil 4 fernere Druckleitung 12 ein
entsprechender Druck auf die Druckfläche 13 des Bundes 15 der
Lagerhülse 8 ausgeübt, wird diese aus ihrer in Fig. 1 darge
stellten Postion zusammen mit dem Stutzen 22 und dem zweiten Lager 10
und somit der Mitnehmerwelle 2 und dem Aufnahmeteil 4 in die
in Fig. 2 dargestellte Postion verschoben, d. h. ein bis dahin
zwischen einem in die Ausnehmung 6 des Aufnahmeteiles 4 ein
gelegten Kupplungszapfen und der Wand 11 des Aufnahmeteiles
4 bestehendes Spiel kann auf ein beliebiges Mindestmaß redu
ziert oder beseitigt werden. Darüber hinaus kann bei ent
sprechender Ansteuerung der Druckmittelzufuhr im Zusammenwir
ken mit einer spiegelbildlich angeordneten Vorrichtung 1, die
einen gegenüberliegenden Kupplungszapfen des Wickelstabes
trägt, eine synchrone axiale Verstellung der Aufnahmeteile 4
und damit eine axiale Hin- und Herbewegung des gesamten Wi
ckelstabes z. B. zur Durchführung einer Bahnkantensteuerung
durchgeführt werden. Somit können separate Einrichtungen zur
Bahnkantensteuerung der von einem Wickel ablaufenden oder auf
ihn auflaufenden Bahn eingespart werden.
In den Fig. 1 bis 3 und vor allem in Fig. 5 erkennt man
eine weitere wesentliche Maßnahme, die eine automatisierte
Betätigung der Vorrichtung 1 bei gleichzeitig platzsparender
und kompakter Bauweise ermöglicht, wobei die vorstehend be
schriebenen Teile in vorteilhafter Weise mit ausgenutzt wer
den können. Es ist nämlich vorgesehen, daß der Verschluß 5 der
Ausnehmung 6 des Aufnahmeteiles 4 - nicht als klappbares Hand
rad, sondern - axial verschiebbar an der Mitnehmerwelle 2 oder
-achse gelagert ist und mittels eines innerhalb des Lagerge
häuses 7 und dabei auch innerhalb der Lagerhülse 8 angeordne
ten Schubkolbens 25 hydraulisch oder pneumatisch, also wiede
rum mit Hilfe eines Druckmediums, in Schließstellung ver
schiebbar- und in Offenstellung zurückziehbar ist. Dabei ist
in platzsparender und zweckmäßiger Weise der Schubkolben 25
koaxial zu der ihrerseits als Kolben ausgebildeten Lagerhülse
8 und relativ zu dieser verschiebbar angeordnet, wobei die An
ordnung im Ausführungsbeispiel so gewählt ist, daß die Außen
seite des Schubkolbens 25 gegenüber der Innenseite der Lager
hülse 8 verschiebbar und abgedichtet ist, d. h. der Schubkolben
25 befindet sich koaxial im Inneren der Lagerhülse 8. Dadurch
bleibt der Vorteil erhalten, daß die Lagerhülse 8 gegenüber
dem ortsfesten Lagergehäuse 7 verschiebbar ist und ihre Druck
mittelzufuhr 12 unmittelbar durch dieses Lagergehäuse 7 ge
führt sein kann. Eine Dichtung 26 zwischen Schubkolben 25 und
Lagerhülse 8 ist dabei im Ausführungsbeispiel in dem im Auf
nahmeteil 4 abgewandten Endbereich dieses Schubkolbens 25 an
geordnet.
Der Schubkolben 25 ist über Mitnehmer, im Ausführungsbeispiel
über das Drehlager 9 der Mitnehmerwelle 2 und des Aufnahmetei
les 4 haltende Ringe 27a in axialer Richtung mit dem Verschluß 5
für das Aufnahmeteil 4 gekuppelt. Der Verschluß 5 steht dabei
seinerseits an einem Schiebestutzen 27 radial vor, welcher
Schiebestutzen 27 in axialer Richtung hinter dem Aufnahmeteil
4, d.h. auf dessen der Ausnehmung 6 abgewandten Seite, auf der
Mitnehmerwelle 2 verschiebbar ist und an seiner Außenseite das
Lager 9 und die Mitnehmerringe 27a trägt.
Der somit hohle, ein das erste Drehlager 9 der Mitnehmerwelle 2 und des Auf
nahmeteiles 4 in sich axial festliegend aufnehmende Schubkol
ben 25 hat dabei an seinem dem Aufnahmeteil 4 abgewandten Ende
oder nahe diesem Ende einen radial nach außen oder bevorzugt
und wie im Ausführungsbeispiel vorgesehen nach innen ragenden
Bund beziehungsweise Flansch 28, dessen äußere Stirnseite als
Druckfläche 29 für die Verschiebung aus der in Fig. 2 darge
stellten Position in die in Fig. 3 dargestellte Schließstel
lung dient und dessen innenseitige Fläche als Druckfläche 30
für die Rückzugbewegung in entgegengesetzter Richtung vorge
sehen ist. Dieser Flansch 28, der also beidseits Druckflächen
29 und 30 hat, ist gegenüber einer äußeren Axialführung, wie
schon erwähnt, gegenüber der ihrerseits axial verschiebbaren
Lagerhülse 8, und innenseitig gegenüber dem mit dieser Lager
hülse 8 verbundenen, einen radialen Abstand in der radialen
Ausdehnung des Flansches 28 aufweisenden Stutzen 22 abgedich
tet und verschiebbar geführt. Die Abdichtung gegenüber der
Innenseite der Lagerhülse 8 erfolgt dabei mit Hilfe der schon
erwähnten Dichtung 26, während zu dem Stutzen 22 hin eine
Dichtung 31 vorgesehen ist.
Somit dient der Stutzen 22 auch als innere Lauffläche und
Führung für den Schubkolben 25 und als innere Begrenzung des
Druckraumes für diesen Schubkolben 25, wobei es noch erforder
lich ist, daß dieser Stutzen 22 als stirnseitigen Abschluß
einen nach außen weisenden Flansch 32 oder einen Bund oder
dergleichen hat, der den nach innen gerichteten Flansch 28 des
Schubkolbens 25 hintergreift, was in den Fig. 1 bis 3 und
besonders gut in Fig. 5 erkennbar ist. Dieser Flansch 32 ist
mit Hilfe einer Dichtung 33 gegenüber der Innenseite des
Schubkolbens 25 abgedichtet und zwischen den beiden sich hin
tergreifenden Flanschen 28 und 32 ist der Druckraum für die
Rückzugbewegung des Schubkolbens 25 vorgesehen, in welchen
eine Druckmittelzufuhr, im Ausführungsbeispiel eine Bohrung
oder ein Kanal 34 mündet, wobei diese Bohrungen und Kanäle
gemäß Fig. 5 durch den Stutzen 22 geführt sind.
Dabei ist allerdings nur ein Teil der Druckmittelleitungen
oder Kanäle 34 für den Schubkolben 25 in der Wandung des
Stutzens 22 angeordnet, während gemäß Fig. 5 für die Beauf
schlagung der anderen Seite des Flansches 32 eine Druckleitung
35 durch das Ende der Lagerhülse 8 geführt ist.
Wird über diese Druckleitung 35 der dem Aufnahmeteil 4 abge
wandte Druckraum des Schubkolbens 25 zwischen Lagerhülse 8 und
Stutzen 22 und die Druckfläche 29 mit Druckmedium beauf
schlagt, wird der Verschluß 5 aus seiner in Fig. 2 dargestell
ten Offenstellung in die in Fig. 3 dargestellte Schließstel
lung bewegt. Dadurch nähern sich die beiden Flansche 28 und 32
an, während sie durch eine entgegengesetzte Druckbeaufschla
gung über die Kanäle 34 wieder voneinander wegbewegt werden,
wenn der Verschluß 5 eine gegensinnige Relativbewegung gegen
über der Mitnehmerwelle 2 und deren Aufnahmeteil 4 durchzu
führen hat.
Diese Druckmittelbetätigung sowohl der Beseitigung eines Axi
alspieles als auch einer Bahnkantensteuerung einerseits und
der automatisierten Betätigung des Verschlusses 5 andererseits
erlaubt entsprechende Überwachungen und Sicherheitsmaßnahmen.
In den Fig. 1 bis 3 erkennt man, daß Sensoren 36 für die
Offen- und die Schließstellung des Verschlusses 5 des Auf
nahmeteiles 6 im Ausführungsbeispiel vorgesehen sind, die eine
nicht näher dargestellte Steuerung des Antriebes der Mitnehmer
welle 2 so beaufschlagen können, daß bei geöffneter Aufnahme 6
dieser Antrieb gesperrt ist.
Auch der Druck zumindest in dem Druckraum für die axiale Ver
stellung der Lagerhülse 8 gegen den Wickelstab hin und/oder
der Druck in dem Druckraum für das Verschließen des Aufnahme
teiles 4 können mit Drucksensoren oder dergleichen meßbar sein
und die Drucksensoren können Bremsen und/oder den Antrieb der
Maschine derart ansteuern, daß bei einem Abfall des Druckes
unter einen vorbestimmten Wert, bei welchem also die Position
des Aufnahmeteiles 4 und seines Verschlusses 5 nicht mehr ge
währleistet sind, der Antrieb abgebremst und/oder angehalten
wird. Schnell laufende Maschinen, die möglichst ohne Bedie
nungspersonal auskommen sollen, unterliegen nämlich erhöhten
Sicherheitsanforderungen im Bezug auf die Betriebs- und vor
allem die Unfallsicherheit. Dieser Forderung nach Sicherheit
kann also in doppelter Weise Rechnung getragen werden, da
einerseits die beiden Drücke gemessen und bei Druckabfall die
Anlage abgebremst werden kann und ein zweiter elektrischer
Sicherheitskreis möglich ist, bei welchem über Sensorschalter 37
die Abfrage nach dem mechanischen Verschlußzustand des Lagers
und der vorderen Stellung möglich ist, die also die Position des
Verschlusses 5 überwachen.
Die Dichtungen 17, 19, 21, 23, 31 und 33
sind zweckmäßigerweise Dichtringe.
Bei der Vorrichtung 1 zum Kuppeln eines Wickelstabes mit einer
Mitnehmerwelle 2 kann die Ausnehmung 3 des Aufnahmeteiles 4
automatisch geöffnet werden, indem Luft oder ein sonstiges
Druckmedium zugeführt und dadurch mit Hilfe des Schubkolbens
25 der den Verschluß 5 tragende Schiebestutzen 27 zurückge
schoben und dadurch die Vierkantaufnahme freigegeben oder bei
umgekehrter Druckbeaufschlagung und Verschiebung verschlossen
wird. Desweiteren kann eine den Schubkolben 25 in sich enthal
tende Lagerhülse 8 ihrerseits an Druckflächen mit Druck be
aufschlagt und damit die komplette Einheit innerhalb des orts
festen Lagergehäuses 7 hin- und herverschoben werden, wodurch
einerseits ein Axialspiel beim Beladen vergrößert beziehungs
weise während des Betriebes minimiert oder beseitigt werden
kann. Der Wickelstab kann dadurch in axialer Richtung fest
eingespannt werden. Außerdem kann er beim Einlegen seiner
beiden Enden in derartige Lagervorrichtungen zur Bahnkanten
steuerung axial hin- und herbewegt werden.
Claims (17)
1. Vorrichtung (1) zum Kuppeln eines Wickelstabes oder der
gleichen mit einer Mitnehmerwelle (2) einer Wickelma
schine, wobei der Wickelstab an
wenigstens einem Ende einen koaxialen Kupplungszapfen
aufweist und dieser Kupplungszapfen in eine Ausnehmung (3)
eines Aufnahmeteiles (4) einsetzbar und aus diesem ausheb
bar ist, wobei in Drehrichtung formschlüssig miteinander
zusammenpassende Bereiche miteinander kuppelbar sind,
wobei der Kupplungszapfen in Gebrauchsstellung von einem
die Eintrittsöffnung in die Ausnehmung (6) des Aufnahme
teiles (4) verschließenden bzw. öffnenden Verschluß (5) über
griffen ist und wobei die den Aufnahmeteil (4) aufweisende
Mitnehmerwelle (2) in einem vorzugsweise orts
festen Lagergehäuse (7) drehbar gelagert ist, dadurch
gekennzeichnet, daß innerhalb des Lagergehäuses (7) eine
Lagerhülse (8) angeordnet ist, die in ihrem Inneren die
Mitnehmerwelle oder -achse (2) und deren Drehlager (9)
enthält, und daß die Lagerhülse (8) zusammen mit der ihr gegenüber
axial festliegenden Mitnehmerwelle (2) und dem Aufnahmeteil
(4) axial verschiebbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Lagerhülse (8) hydraulisch und/oder pneumatisch axial
in Richtung auf den Wickelstab hin verschiebbar und rück
ziehbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Lagerhülse (8) selbst als Kolben innerhalb
des ortsfesten Lagergehäuses (7) ausgebildet, abgedichtet
und verschiebbar ist und das Lagergehäuse (7) Zuführungen,
insbesondere Kanäle (12) oder dergleichen für das Druckme
dium zur Beaufschlagung einer Druckfläche (13, 14) der
Lagerhülse (8) hat.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß das ortsfeste Lagergehäuse (7) und/oder
eine in ihm befindliche Zwischenhülse als Zylinder für die
als Kolben ausgebildete Lagerhülse (8) dient.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Lagerhülse (7) einen radial nach
außen vorstehenden Bund (15) oder dergleichen aufweist,
der an einer zylindrischen Innenenfläche (16) des orts
festen Lagerhäuses (7) abgedichtet (17) und axial ver
schiebbar ist, und daß die Druckmittelzuführungen (12)
vorzugsweise beidseits dieses Bundes (15) durch das Lager
gehäuse (7) geführt sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß an der Innenseite des ortsfesten Lager
gehäuses (7) eine radiale zylindrische Aussparung zur Auf
nahme des druckbeaufschlagten Bundes (15) der Lagerhülse (8) vorge
sehen ist, die in ihrer axialen Ausdehnung dem größtmög
lichen Verschiebeweg entspricht.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß die zylindrische Aussparung des ortsfes
ten Lagergehäuses (7) nach wenigstens einer Seite durch
einen nachträglich einsetzbaren Gehäuseeinsatz (18) be
grenzt ist, der gegenüber der Außenseite der relativ zu
diesem Einsatz verschiebbaren Lagerhülse (7) abgedichtet
(19) ist und daß die andere Seite des zylindrischen Druck
raumes durch einen weiteren Einsatz oder durch eine ein
stückig radial nach innen ragende Verengung (20) des orts
festen Lagergehäuses (7) begrenzt ist, die ebenfalls
eine Dichtung (21) zum Abdichten der Lagerhülse (8) auf
weist.
8. Vorrichtung nach Oberbegriff des Anspruches 1 und insbe
sondere einem der Ansprüche 1 bis 7 mit einem Verschluß
der Ausnehmung des Aufnahmeteiles, der axial verschiebbar
an der Mitnehmerwelle gelagert und mittels einer Verstell
einrichtung in Schließstellung verschiebbar und in Offenstellung
zurückziehbar ist, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Verstelleinrichtung einen innerhalb
des Lagergehäuses (7) und/oder einer Lagerhülse (8)
angeordneten, druckmittelbetätigbaren Schubkolben (25)
aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der koaxial zu der Lagerhülse (8) angeordnete Schubkolben
(25) mit seiner Außenseite gegenüber der Innenseite der
Lagerhülse (8) verschiebbar und abgedichtet (26) ist und
über Mitnehmer, vorzugsweise ein Wälzlager (9) der Mitneh
merwelle (2) und des Aufnahmeteiles (4) haltende Ringe (27a)
oder dergleichen, in axialer Richtung mit dem Verschluß (5)
des Aufnahmeteiles (4) gekuppelt ist, welcher Verschluß (5)
an einem Schiebestutzen (27) oder dergleichen vorsteht, der
in axialer Richtung hinter dem Aufnahmeteil (4) auf der
Mitnehmerwelle (2) verschiebbar ist und an seiner Außenseite
das Lager (9) und die Mitnehmerringe (27a) trägt.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß der hohle ein Lager (9) der Mitnehmer
welle (2) und des Aufnahmeteiles (4) in sich axial fest
liegend aufliegende Schubkolben (25) an seinem dem Aufnah
meteil (4) abgewandten Ende einen radial nach außen oder
bevorzugt nach innen ragenden Bund oder Flansch (28) hat,
dessen äußere Stirnseite als Druckfläche (29) für die
Verschiebung in Schließstellung und dessen innenseitige
Fläche als Druckfläche (30) für die Rückzugbewegung vor
gesehen ist und der gegenüber der äußeren Axialführung,
bevorzugt der ihrerseits axial verschiebbaren Lagerhülse
(8), und innenseitig gegenüber einem mit dieser Lagerhülse
(8) verbundenen, einen radialen Abstand in der radialen
Ausdehnung des Flansches (28) aufweisenden Stutzen (22)
abgedichtet und verschiebbar geführt ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch ge
kennzeichnet, daß der als innere Lauffläche und Begrenzung
des Druckraumes für den Schubkolben (25) für den Verschluß
dienende Stutzen (22) einen nach außen weisenden Flansch
(32) oder dergleichen hat, der den nach innen gerichteten
Flansch (28) des Schubkolbens (25) hintergreift und gegen
über der Innenseite des Schubkolbens abgedichtet (33) ist,
und daß zwischen den beiden sich hintergreifenden Flan
schen (28, 32) oder Bunden der Druckraum für die Ruckzug
bewegung des Schubkolbens (25) vorgesehen ist und in
diesen Druckraum eine Druckmittelzufuhr, insbesondere eine
Bohrung oder ein Kanal (34) vorzugsweise durch den Stutzen
(22) oder dergleichen mündet.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Stutzen (22) außerhalb des Verschie
beweges des Schubkolbens (25) das zweite Lager (10) der
Mitnehmerwelle (2) enthält.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Stutzen (22) mit der Lagerhülse (8)
fest, gegebenenfalls lösbar, verbunden ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Stutzen (22) in seiner Wandung einen
Teil der Druckmittelzuleitungen oder Kanäle (34) für den
Schubkolben (25) enthält.
15. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß Sensoren (36) für die Offen- und die
Schließstellung des Verschlusses (5) des Aufnahmeteiles
(6) vorgesehen sind, die vorzugsweise eine Steuerung des
Antriebes so beaufschlagen, daß bei offener Aufnahme (6)
der Antrieb gesperrt ist.
16. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Druck zumindest in dem Druckraum
für die axiale Verstellung der Lagerhülse (8) gegen den
Wickelstab hin und/oder der Druck in dem Druckraum für das
Verschließen mittels Drucksensoren oder dergleichen meßbar
ist und daß die Drucksensoren Bremsen und/oder den Antrieb
der Maschine derart ansteuern, daß bei einem Abfall des
Druckes unter einen vorbestimmten Wert der Antrieb abge
bremst und/oder angehalten wird.
17. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 16, dadurch ge
kennzeichnet, daß die kolbenartigen Lagerhülsen (8) zweier
gemeinsam einen Wickelstab tragender Lagergehäuse (7) als
Bahnkantensteuerung zum Beispiel über eine Differenzdruck
schaltung synchron miteinander, insbesondere nach Besei
tigung des Axialspieles, verschiebbar sind.
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