Dehnbarer Spanndorn für rohrförmige Kerne Die Erfindung bezieht sich auf einen dehnbaren Spanndorn für rohrförmige Kerne; dabei handelt es sich besonders um einen dehnbaren Spanndorn zum Fest halten eines rohrförmigen Kernes auf einer Welle.
Beim Aufwickeln und Abwickeln von Blattmaterial, etwa Papier, Kunststoffolien und dergleichen, wird das Blattmaterial im allgemeinen auf einen rohrförmigen Kern aus Papier oder Metall aufgewickelt. Da ein Pa- pierrohrkern verhältnismässig preiswert ist, wird dieser nach seinem einzigen Gebrauch fortgeworfen. Beim Auf wickeln und Abwickeln wird die Papierrolle durch Wellenstummel gehalten, welche eine kurze Strecke in jedes Ende des Rohrkernes eingefügt sind.
Bei vielen Papierverarbeitungsvorgängen, bei denen Aufwickelvorrichtungen, Abwickelvorrichtungen, Schlitzvorrichtungen und dergleichen verwendet werden, ist vorgeschlagen worden, die Wellenstummel mit dehn baren Spanndornen zu versehen, welche in Berührung mit der Innenwand eines Papierrollenkernes nach aussen gedrückt werden können. Ein typischer Abwickelvor- gang ergibt sich z. B. in der Zeitungsindustrie, in der Papierrollen zum Abwickeln des Papiers von Stützein richtungen gehalten werden, etwa Wellenstummeln, welche an jedem Ende in den Papierrollenkern einge fügt sind.
Der Innendurchmesser des Papierkernes un terliegt grossen Schwankungen auf Grund der grossen Herstellungstoleranzen, Dimensionsänderungen auf Grund von Feuchtigkeit usw. Demgemäss ist für der artige Zwecke ein dehnbarer Spanndorn bei den Wel lenstummeln zum Halten der Papierrollen vorgeschlagen worden. Diese dehnbaren Spanndorne weisen Segmente auf, welche radial nach aussen in Antriebsverbindung mit der Innenwand des Kernes gedrückt werden können.
Bei den hohen Drehzahlen, mit denen die Papier rollen abgewickelt werden, führt eine unrichtige Fluch- tung zwischen der Achse des Papierwickels und den Wellenstummeln, von denen die Papierrolle gehalten wird, leicht zu einem ungewünschten Ungleichgewicht, welches den Abwickelvorgang ungünstig beeinflusst. Es sind eine Reihe Spanndorne bekannt, welche eine nok- kenartige Wirkung zur Antriebsverbindung des Spann dornes mit dem Papierrollenkern verwenden.
Die bis her bekannten Spanndorne ergeben jedoch gelegentlich Abweichungen der axialen Fluchtung zwischen dem Spanndorn und dem Kern, so dass der Abwickelvor- gang wiederum ungünstig beeinflusst wird wegen der ungleichmässigen Bewegung der Nockenelemente. Die bekannten Spanndorne ergeben auch nicht immer einen gleichmässigen Kontakt zwischen dem Spanndorn und der Wand des Kernes, so dass gelegentlich ein Schlupf zwischen diesen Teilen auftritt. Es sind bisher auch noch keine Spanndorne bekannt, bei denen die radiale Auswärtsbewegung ein Reissen des Kernes, insbesondere bei dünnwandigen Kernrohren, vermeidet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen dehnbaren Spanndorn für rohrförmige Kerne zu schaf fen, der gleichmässig an der Innenwand eines Kernes angreift und irgendwelche Relativbewegungen zwischen d,2m Spanndorn und dem Kern sowie eine Beschädigung der Wand des Kernes vermeidet.
Die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäss gegeben durch eine Welle mit einem Zwischenbereich von polygonaler Querschnittsform, wobei benachbarte Flächen des Zwischenbereichs Kanten miteinander bil den, durch eine Anzahl in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordneter Segmente, welche in Ruhe tage mit Abstand über dem Zwischenbereich der Welle angebracht sind, durch eine V-förmige Innenfläche an jedem Segment, die entsprechend zwei aneinandergren- zenden Flächen des Zwischenbereichs der Welle ausge bildet ist und mit diesen zusammenpasst,
durch Kragen teile auf der Welle in der Nähe der Enden des Zwi schenbereichs derselben zum Begrenzen der radialen Auswärtsbewegung der Segmente und durch eine Ein richtung zum Anpressen der Segmente radial nach aussen in Berührung mit den Kragenteilen und in gleiche parallele Abstände zum Zwischenbereich der Welle, das Ganze derart, dass bei einer relativen Drehbewegung zwischen den Segmenten und dem Zwischenbereich die Kanten an letzterem die Segmente durch Nockenwirkung radial nach aussen in Antriebsverbindung mit einem auf den Spanndorn gesteckten Rohrkern bringen.
Die Erfindung ist im folgenden anhand schemati scher Zeichnungen an Ausführungsbeispielen beschrie ben.
Fig. 1 ist eine teilweise im Längsschnitt dargestellte Seitenansicht eines auf zwei Spanndorne aufgesetzten Rohrkernes.
Fig. 2 ist ein Querschnitt längs der Linie 2-2 von Fig. 1.
Fig. 3 ist ein Längsschnitt durch den Spanndorn.
Fig. 4 ist ein Längsschnitt einer abgeänd rten Aus führungsform eines Spanndorns.
Fig. 5 ist ein Querschnitt durch einen Spanndorn, der die Scgrnente in ihrer radial innersten Stellung zeigt.
Fig. 6 ist ein Querschnitt längs der Linie 6-m6 von Fig. 3 in Richtung der Pfeile gesehen.
Fig. 1 zeigt ein Paar dehnbarer Spanndorne C. Diese sind in an sich bekannter Weise an gegenüberliegenden Enden in einen Rohrkern 11 eingeführt, der :etwa einen Papierkern bildet mit einer Innenwand 12. Bei dem dar gestellten Ausführungsbeispiel ist auf den Papierkern 11 ein Blattmaterial 13 aufgewickelt, etwa Papier, eine Folie oder dergleichen.
Das Blattmaterial 13 ist bei spielsweise Zeitungsdruckpapier, das eine Papierrolle 14 Bildet. D r dehnbare Spanndorn C lässt sich zum Aufwickeln oder Abwickeln verwenden und dient zu gleich zum Halten der Papierrolle 14 während des Abwickelns beim Drucken von Zeitungen.
Gemäss den Fig. 1 bis 3 umfasst der Spanndorn C eine Welle 16, die verhältnismässig kurz ist und daher als Wellenstummel bezeichnet wird. Der Spanndorn C kann natürlich eine beliebig grosse Länge haben. Bei- spicisweise kann die Welle 16 sich kontinuierlich durch den gesamten Kern 11 erstrecken und beide Spann dorne C tragen.
Die Welle 16 ist mit einem Zwischenbereich 17 von polygonaler Querschnittsform versehen, wie aus den Fig. 2, 5 und 6 zu erkennen ist. Der Zwischenbereich 17 weist eine hexagonale Querschnittsform auf mit sechs Flächen 18, zwischen denen spitze Kanten 18a liegen.
Es sind eine Anzahl in Umfangsrichtung im Ab stand voneinander angeordneter Segmente 21, 22 und 23 vorgesehen, welche über dem Zwischenbereich 17 der Wolle frei beweglich angeordnet sind. Jedes der drei gleich ausgebildeten Segmente 21 bis 23 ist mit einer V-förmigen Innenfläche 26, 27 bzw. 28 ver sehen, die Kanten 26a, 27a bzw 28a aufweisen. Die Innenflächen 26 bis 28 der Segmente 21 bis 23 sind komplementär zu einem Paar aneinanderliegender Flä chen 18 des Zwischenbereichs 17 ausgebildet und lie- gAn über diesen Flächen, wie am besten aus Fig. 5 zu erkennen ist.
In der dort dargestellten Stellung lie- g-,n die Flächen 18 innerhalb der V-förmigen Innen flächen 26 bis 28 der Segmente 21 bis 23, wobei die Kanten 18a des Zwischenbereichs 17 in den Innen kanten 26a bis 28a der Segmente 21 bis 23 liegen.
Die Segmente 21 bis 23 lassen sich also radial be- wegün und die Kragenteile am Ende des Zwischen bereiches 17 begrenzen die radiale Auswärtsbewegung der Segmente. Wie insbesondere in Fig. 3 dargestellt ist, weisen die ringförmigen Kragenteile 31, 32 Innen bohrungen 33, 34 auf und sind mit Schrauben 36, 37 in der Nähe der Enden des Zwischenbereiches 17 mit der Welle 16 verbunden. Die Kragenteile 31, 32 sind mit nach innen vorstehenden Ringflanschen 38 bzw. 39 versehen, unter die sich die gegenüberliegenden Enden der Segmente 21 bis 23 erstrecken.
Die äussere Oberfläche der Segmente 21 bis 23 ist mit Einrichtungen versehen zum Halten der Innen wand 12 des rohrförmigen Kernes 11, wenn die Seg mente radial in Berührung mit derselben bewegt werden. Zu dem Zweck sind die Segemnte 21 bis 23 mit in Längsrichtung sich erstreckenden Rillen 41 bis 43 ver sehen, die sich radial nach aussen erstrecken. Diese Keil nuten 41 bis 43 enden an den angrenzenden Enden der Segmente 21 bis 23 und erstrecken sich zwischen den Flanschen 38, 39 im zusammengebauten Zustand, wo bei die Endbereiche der Segmente unter die Flansche 38, 39 greifen.
Es sind Einrichtungen vorgesehen, um die Segmente 21 bis 23 radial nach aussen in Berührung mit den Flanschen 39, 38 vorzuspannen, so dass sie' in gleich- mässigem Abstand parallel zu dem Zwischenbereich 17 liegen. Zu dem Zweck ist wenigstens eine Feder zwischen aneinandergrenzenden Längsseitenflächen der Segmente 21 bis 23 angeordnet, wie in den Fig. 3 und 6 zu erkennen ist.
Vorzugsweise ist jede der Längsseiten flächen. 21a-21b, 22a-22b und 23a-23b der Segmente 21 bis 23 mit wenigstens einem zugeordneten Paar einander gegenüberliegender und fluchtender Ausneh- mungen 46 . versehen, die eine Feder 44 aufnehmen, welche zwischen den Enden jedes der Segment;, 21 bis 23 zentral angeordnet ist, wie in Fig. 3 zu erkennen ist. Es können natürlich auch noch zusätzliche Federn 44 und Ausnehmungen 46 in Längsrichtung zwischen den aneinanderliegenden Längsseitenflächen der Seg mente angebracht sein.
Wie bereits oben erwähnt, sind ein Paar dehnbarer Spanndorne C so angeordnet, dass sie sich in axialer Richtung hin und her gehend bewegen lassen, so dass sie wahlweise in die Enden des Kernes 11 einer Papier rolle 14 eingeführt und herausgenommen werden kön nen. Vor dem Einführen des Spanndornes C in das Ende des rohrförmigen Kernes 11 werden die Segmente 21 bis 23 radial mittels der Federn 44 nach aussen ge drückt, und zwar in die in den Fig. 3 und 6 darge stellte Stellung, wobei die Segmente an den Flanschen 38, 39 anliegen und eine weitere radiale Auswärtsbe wegung verhindern.
Als Folge der von den ]Federn 44 ausgeübten Druckkräfte werden die Segmente 21 bis 23 in gleichmässigem Abstand um den Zwischenbereich 17 gelagert.
Wenn der Spanndorn in das Ende des Kernes 11 eingeführt wird, bewegen sich die Segmente 21 bis 23 gleichmässig radial nach innen in eine Zwischen stellung zwischon den in den Fig. 3 und 6 darge stellten Stellungen ,einerseits und der voll zusammenge drückten Stellung nach Fig. 5 anderseits, wobei diese Zwischenstellung in Fig. 2 gestrichelt eingezeichnet ist. Die Federn 44 drücken die Segmente 21 bis 23 gegen die Innenwand 12 des Kernes 11, so dass eine wirksame Antriebsverbindung erzielt ist als Folge des Eindrückens der Keilnuten 41 bis 43 der Segmente in die Innen wand 12 des Kernes 11.
Wenn die Spanndorne C gemäss Fig. 1 in den Kern eingeführt sind und das Abwickeln beginnt, dreht sich die Papierrolle 14 in Richtung des Pfeiles I, und es wird eine Rückhaltekraft auf die Welle 16 ausgeübt. Da sich die Segmente 21 bis 23 in derselben Richtung bewegen wie die Papierrolle 14, nimmt der Zwischenbereich 17 die in ausgezogenen Linien in Fig. 2 dargestellte re lative Lage eint und liegt nockenartig mit den V-förmi- gen Innenflächen 26 bis 28 an den Segmenten 21 bis 23 an.
Die Segmente werden daher nockenartig radial nach aussen in Antriebsverbindung mit der Innenwand 12 des Kernes 11 bewegt, jedoch radial nach innen von den Flanschen 38, 39, so dass die Spannung auf die sich abwickelnde Papierrollle 14 durch die Rückhalte kraft bestimmt wird, welche in der entgegengesetzten Richtung auf die Welle 16 ausgeübt wird.
Die Fig. 4 bis 6 zeigen eine abgeänderte Ausfüh rungsform eines dehnbaren Spanndornes nach der Neue rung, der sich insbesondere für Anlagen eignet, die verhältnismässig kurze Wellenstummel 16 erfordern, je doch eine maximale Länge der Segmente 21 bis 23. Bei den Fig. 4 bis 6 sind gleiche oder ähnliche Bauteile mit gleichen Bezugsziffern versehen, wobei die Änderungen durch den Buchstaben C bezeichnet sind.
Gemäss Fig. 4 ist das vordere Kragenteil 49 mit dem vorderen Ende des Wellenstummels 16 mittels einer oder mehrerer Maschinenschrauben 51 verbunden, wel che sich parallel zur Achse der Welle 16 erstreckt. Das vordere Kragenteil 49 ist mit einem nach innen vor= stehenden Ringflansch 52 versehen, der an dem Kanten bereich des Ringflansches 53 angreift, der radial nach innen weist und durch Schweissen oder dergleichen mit jedem der Segm@-inte 21 bis 23 verbunden ist.
Auf diese Weise wird der äussere Flansch 52 von den Segmenten 21 bis 23 aus radial nach innen gebracht, so dass das äussere Ende des Spanndornes C durch das vordere Ende der Segmente 21 bis 23 begrenzt ist. Die Wir kungsweise dieser abgeänderten Ausführungsform ent spricht im wesentlichen dem Spanndorn nach Fig. 2.
Die Spanndornkonstruktion nach der Neuerung ver wendet also Segmente, welche durch Nockenwirkung in Antriebsverbindung mit einem rohrförmigen Kern gebracht werden. Ein wesentliches Merkmal des Spann- dornes besteht darin, dass die Segmente in gleichmä ssigem Abstand in bezug auf die darunter liegende Welle gebracht werden, so dass z. B. das Einführen eines Spanndornes in das Ende eines Pappenkernes alle Seb mente radial gleichmässig nach innen bewegt, wodurch eine richtige Antriebsverbindung und eine koaxiale Fluchtung zwischen Spanndorn und Kern herbeigeführt wird.
Die Vorspannung der Segmente gegen die Wand des Kernes durch nachgiebige Einrichtungen, etwa Fe dern, ermöglicht einen unmittelbaren Angriff der Seg= mente an der Innenwandung des Pappenkernes, so dass eine Relativbewegung zwischen diesem und den Seg menten vor der Nockenwirkung auf die Segmente ver mieden ist. Die Verwendung von Kragenteilen bringt weitere Vorteile mit_ sich, indem eine radiale Auswärts bewegung der Segmente in eine solche radiale Stellung, dass ein Schlupf der Welle gegenüber den Segmenten auf treten könnte,vermieden ist.
Das Begrenzen der maxi malen radialen Auswärtsbewegung der Segmente ver hindert auch eine Zerstörung der Wand des Pappen kernes durch Reissen desselben, was insbesondere bei dünnwandigen Rohrkernen vorkommen kann, wenn diese mit den üblichen Spanndornen zusammen verwen det werden. Die Spanndornkonstruktion nach der Neue rung lässt sich nicht nur für Wellenstummel verwenden, sondern in ähnlicher Weise auch für eine durchlaufende Welle.