DE4439035A1

DE4439035A1 - Clamp for chucks esp. mandrels holding sleeves on which strip is round

Info

Publication number: DE4439035A1
Application number: DE4439035A
Authority: DE
Inventors: Hans W Dr Ing Grimm
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-11-02
Filing date: 1994-11-02
Publication date: 1996-05-09

Abstract

The clamp has metal strips or rails of T-shaped cross section which are mounted in grooves around the circumference of the mandrel. The grooves also have a T-shaped cross section so that the amount of radial outward movement of the rails is limited. Expanding hose sections (3) are mounted under the rails which when pressurised, push the rails outwards. The pressure can be generated by a piston inside the mandrel. Strips (2) which are made from a reinforced plastic, are placed over the ends of the hose section. Strips (2) and hose section are secured in the grooves by blocks (1). The strips protect the hose against action of the corner of the rail.

Description

Die Erfindung betrifft eine pneumatisch beaufschlagte Wickelwelle oder Spannkopf nach den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 7.The invention relates to a pneumatically actuated winding shaft or Clamping head according to the preambles of claims 1 and 7.

Ein bevorzugtes aber nicht ausschließliches Anwendungsgebiet dieser Wickelwellen und Spannköpfe ist das Aufwickeln von bahnförmigen Materialien wie Papier, Folie, Textilgewebe usw. auf Wickelhülsen oder direkt auf den Wickelkörper. Hierzu sind an einem wellenförmigen zylindrischen Körper gleichmäßig am Umfang verteilt, mindestens drei Spannkörper oder Spann leisten angebracht. Diese Spannleisten bewegen sich durch Beaufschlagung eines unterhalb der Leisten angebrachten Schlauches mittels Druckluft oder eines sonstigen geeigneten Druckgases radial nach außen und fixieren damit die Wickelhülse auf der Wickelwelle.A preferred but not exclusive area of application of these Winding shafts and clamping heads is the winding of sheet-like materials such as paper, foil, textile fabric etc. on winding cores or directly on the winding body. For this purpose are on a wave-shaped cylindrical body evenly distributed around the circumference, at least three clamping bodies or clamping afford attached. These tensioning strips move when acted upon a hose attached below the strips using compressed air or another suitable compressed gas radially outwards and fix it the winding tube on the winding shaft.

Wickelwellen und Spannköpfe haben eine erhebliche wirtschaftliche Bedeutung, da es nur durch ihren Einsatz möglich wird, Maschinenrüstzeiten bei Rollen wechsel zu minimieren, eine sichere Führung der Materialien in Produk tionsmaschinen vor allem bei hohen Geschwindigkeiten zu gewährleisten, Randbeschnitt und sonstige nicht verwertbare Teile zu minimieren usw.Winding shafts and clamping heads are of considerable economic importance since it is only possible through their use, machine set-up times for rollers to minimize change, safe guidance of materials in product machines, especially at high speeds, To minimize trim and other unusable parts etc.

Wickelwellen sind seit Jahren bekannt, die am Umfang angeordneten Spann leisten bestehen vorzugsweise aus einem T-förmigen Profil Fig. 5 (1) welches in einer T-Nut Fig. 5 (2) geführt, und in seinem maximalen Expansionsweg begrenzt wird. Unterhalb des T-Profils ist ein Gummischlauch Fig. 5 (3) angeordnet, der durch eine meist zentrale Luftversorgung expandiert werden kann. Die T-Nut im Wickelkörper kann auch durch einen C-förmig ausgebil deten Profileinsatz, der in die Nut eingelegt wird, erstellt werden.Winding shafts have been known for years, the clamping arranged on the circumference preferably consist of a T-shaped profile Fig. 5 ( 1 ) which is guided in a T-slot Fig. 5 ( 2 ), and is limited in its maximum expansion path. A rubber hose Fig. 5 ( 3 ) is arranged below the T-profile, which can be expanded by a mostly central air supply. The T-slot in the winding body can also be created by a C-shaped profiled insert that is inserted into the slot.

Der Gummischlauch wird in seiner Position meist durch ein Endstück Fig. 1 (1), Fig. 2 (1) fixiert. Dies schließt in der Regel auch die T-Nut ab und verhindert das axiale Herausschieben der Spannleiste. Um den Schlauch auf der gesamten Breite zu halten und abzudecken wird die T-Nut im Endbereich aufgeweitet bzw. mechanisch bearbeitet, so daß ein Endstück radial eingeführt werden kann Fig. 1 (1). Die Aufweitung des Endbereichs zum Einsetzen der Endstücke ist aufwendig und erfordert zusätzliche Arbeitsgänge. Insbesondere bei Einsatz von gewichtsoptimierten stranggepreßten Profilen meist aus Al-Legie rungen wird das Gewicht durch den Einsatz der üblichen Stahlendstücke mit breiter Form wieder erhöht.The position of the rubber hose is usually fixed by an end piece Fig. 1 ( 1 ), Fig. 2 ( 1 ). As a rule, this also closes the T-slot and prevents the clamping bar from being pushed out axially. In order to hold and cover the hose over the entire width, the T-groove is widened or mechanically processed in the end area, so that an end piece can be inserted radially, Fig. 1 ( 1 ). The widening of the end area for inserting the end pieces is complex and requires additional work steps. Especially when using weight-optimized extruded profiles mostly made of Al alloys, the weight is increased again by using the usual steel end pieces with a wide shape.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Endstück zur Fixierung von Schlauch und Spannleiste radial einsetzen zu können, ohne die T-Nut auf weiten zu müssen.The invention has for its object an end piece for fixing To be able to insert the hose and clamping bar radially without opening the T-slot to have to widen.

Die Aufgabe wird entsprechend Anspruch 1 dadurch gelöst, daß ein gestuftes Endstück (vorzugsweise aus Al-Legierung) Fig. 3 (1) in Kombination mit einer flexiblen Schutzplatte (vorzugsweise aus einem zähelastischen Kunststoff wie PA, PP) eingesetzt wird Fig. 3 (2). Die Schutzplatte überdeckt dabei die gesamte Breite der T-Nut Fig. 3 (2), sie kann zum besseren Einlegen in die Nut mit einer Vertiefung versehen sein, die eine Faltung in Längsrichtung ermöglicht Fig. 3b. In Einbauposition wird die Schutzplatte durch das ge stufte Endstück gehalten. Die Schutzplatte überdeckt dabei den Schlauch auf seiner gesamten Breite, das Endstück überdeckt nur einen Bereich entsprechend der Öffnung der T-Nut Fig. 3a (1). Neben der Stützfunktion übernimmt die Schutzplatte eine Schutzfunktion für den Schlauch im Übergangsbereich zwischen Endstück und Spannleiste. The object is achieved in accordance with claim 1 in that a stepped end piece (preferably made of aluminum alloy) Fig. 3 ( 1 ) is used in combination with a flexible protective plate (preferably made of a tough elastic plastic such as PA, PP) Fig. 3 ( 2 ). The protective plate covers the entire width of the T-groove Fig. 3 ( 2 ), it can be provided with a recess for better insertion into the groove, which allows folding in the longitudinal direction Fig. 3b. In the installation position, the protective plate is held by the stepped end piece. The protective plate covers the hose over its entire width, the end piece covers only an area corresponding to the opening of the T-groove Fig. 3a ( 1 ). In addition to the support function, the protective plate takes on a protective function for the hose in the transition area between the end piece and the clamping bar.

Das Endstück ist in seiner Form so ausgebildet, daß eine kombinierte Haltefunktion für Luftschlauch, Schutzplatte, Lufteinlaßstück und Spannleiste gewährleistet wird. Gleichzeitig wird die Beweglichkeit der Schutzplatte durch entsprechende Formgebung des Endstückes Fig. 3, Fig. 4 bei Expansion und bei Schrumpfung des Schlauches ermöglicht. Auf diese Weise wird die Beweglichkeit der Spannleiste nicht eingeschränkt. Durch das neue Endstück in Verbindung mit der Schutzplatte und die Kombination verschiedener Funktionsmerkmale ist eine sehr kompakte Bauform von Wickelwelle und Spannkopf zu erreichen, hierdurch ergeben sich Gewichtsreduzierung und Vergrößerung der aktiven Spannlänge.The shape of the end piece is such that a combined holding function for the air hose, protective plate, air inlet piece and tensioning strip is ensured. At the same time the mobility of the protective plate by appropriate shaping of the end piece 4 is Fig. 3, Fig. Allows for expansion and contraction of the tube. In this way, the mobility of the tensioning bar is not restricted. The new end piece in connection with the protective plate and the combination of various functional features enable a very compact design of the winding shaft and clamping head to be achieved, which results in a weight reduction and an increase in the active clamping length.

Bei Einsatz der rein pneumatisch betriebenen Wickelwellen und Spannköpfe kommt es bedingt durch das Konstruktionsprinzip zu einer Kompression des Luftschlauches Fig. 5 (3) des jeweils tragenden Spannbereiches (Spann leiste) durch das Eigengewicht des Wickelgutes. Folglich eine stärkere Komprimierung im oberen (tragenden) Bereich der Wickelwelle im Gegensatz zum unteren, nicht durch das Eigengewicht des Wickelgutes beaufschlagten Bereiches. Aufgrund der unterschiedlichen Komprimierung ist das Wickelgut in Folge nicht mehr zentrisch auf der Wickelwelle positioniert, dies führt insbesondere bei hohen Wickelgeschwindigkeiten zu zusätzlichen Unwuchten und beschränkt die Einsatzmöglichkeiten der Wickelwellen und Spannköpfe.When using the purely pneumatically operated winding shafts and tensioning heads, the design principle results in compression of the air hose Fig. 5 ( 3 ) of the respective supporting tensioning area (tensioning strip) due to the weight of the material to be wound. Consequently, a higher compression in the upper (load-bearing) area of the winding shaft in contrast to the lower area, which is not affected by the weight of the winding material. Due to the different compression, the material to be wound is no longer positioned centrally on the winding shaft, which leads to additional unbalance, especially at high winding speeds, and limits the possible uses of the winding shafts and clamping heads.

Da die Einzelschläuche der Wickelwelle aus Gründen der einfacheren Handhabung bei Beaufschlagung mit Druckluft bzw. bei Luftablaß meist als kommunizierendes System verbunden sind erhöht sich der Eigengewichts einfluß.Since the individual hoses of the winding shaft for the sake of simpler Usually handled when compressed air is applied or when the air is discharged connected as a communicating system, the dead weight increases influence.

Durch Einsatz eines kombinierten pneumatisch-hydraulischen Systems läßt sich der Einfluß des Gewichtes des Wickelgutes erheblich reduzieren, in der Form, daß nunmehr die tragenden Schläuche nicht pneumatisch durch Druckgas sondern hydraulisch durch geeignete Hydraulikflüssigkeit betrieben werden. Hierzu werden die Schläuche (Gummi-, Kunststoff- oder Gewebeschläuche) sowie ein Vorratszylinder Fig. 6 (6) mit einer geeigneten wenig komprimierbaren Flüssigkeit, vorzugsweise ein Glyzerin-Wasser-Gemisch gefüllt. Diese Anord nung ist wiederum über z. B. ein Zylinder-Kolben System mit einem Luft zylinder verbunden Fig. 6 (5). Es handelt sich also um ein geschlossenes hydraulisches System, daß durch Druckgas über einen Kolben Fig. 6 (4) oder anderes geeignetes System wie Membrane beaufschlagt wird. Der Durchmesser der Schlauchdüsen Fig. 6 (7) ist so gewählt, daß aufgrund der Strömungs bedingungen der Flüssigkeit (Viskosität) sowie des Strömungswiderstandes der Düse ein Kommunizieren der Einzelschläuche und damit der Druckausgleich zwischen allen Schläuchen verhindert bzw. erheblich reduziert wird. Aufgrund der Inkompressibilität der Flüssigkeit kann der jeweils tragende Schlauch nicht absinken, die Exentrizität wird verhindert.By using a combined pneumatic-hydraulic system, the influence of the weight of the material to be wound can be considerably reduced in the form that the load-bearing hoses are now operated not pneumatically by compressed gas but hydraulically by suitable hydraulic fluid. For this purpose, the hoses (rubber, plastic or fabric hoses) and a storage cylinder Fig. 6 ( 6 ) are filled with a suitable, less compressible liquid, preferably a glycerin-water mixture. This arrangement is in turn via z. B. a cylinder-piston system connected to an air cylinder Fig. 6 ( 5 ). It is therefore a closed hydraulic system that is acted upon by compressed gas via a piston Fig. 6 ( 4 ) or another suitable system such as a membrane. The diameter of the hose nozzle Fig. 6 ( 7 ) is chosen so that due to the flow conditions of the liquid (viscosity) and the flow resistance of the nozzle, communication of the individual hoses and thus the pressure balance between all hoses is prevented or significantly reduced. Due to the incompressibility of the liquid, the hose carrying it cannot sink, which prevents eccentricity.

Im hydraulischen Zylinder Fig. 6 (6) ist eine Feder Fig. 6 (8) angebracht, die bei Reduzierung des Gasdruckes im Zylinder Fig. 6 (5) den Kolben Fig. 6 (4) verschiebt und damit die Flüssigkeit aus den Schläuchen in den Zylinder strömen läßt. Hierdurch wird bei Reduzierung bzw. Entfall des Gasdruckes die radiale Expansion der Spannleiste Fig. 6 (1) reduziert.In the hydraulic cylinder Fig. 6 ( 6 ) a spring Fig. 6 ( 8 ) is attached, which shifts the piston Fig. 6 ( 4 ) and thus the liquid from the hoses when the gas pressure in the cylinder Fig. 6 ( 5 ) is reduced makes the cylinder flow. As a result, the radial expansion of the clamping bar Fig. 6 ( 1 ) is reduced when the gas pressure is reduced or eliminated.

Das hydraulische System ist mit einer verschließbaren Füll- und Entlüftungs öffnung versehen Fig. 6 (9, 10), hierdurch ist eine Luftpolster-freie Füllung des hydraulischen Teils möglich, und die Ausbildung eines komprimierbaren Gasvolumens wird verhindert.The hydraulic system is provided with a closable filling and venting opening Fig. 6 ( 9 , 10 ), thereby an air cushion-free filling of the hydraulic part is possible, and the formation of a compressible gas volume is prevented.

Claims

1. winding shaft or clamping head for receiving and fixing winding sleeves or material to be wound with clamping strips distributed symmetrically or at equal intervals around the circumference, characterized in that the attached below the clamping strips th, mostly pneumatically operated expansion hoses Fig. 3 ( 3 ); Fig. 1 ( 3 ); Fig. 5 ( 3 ) are fixed by an end piece with combined holding functions Fig. 3 ( 1 ); Fig. 4 ( 1 ).

2. winding shaft or clamping head according to claim 1, characterized in that the end piece for hose fixation is formed out so that it can be fitted without mechanical processing of the T-slots Fig. 5 ( 2 ) Fig. 2 ( 1 ).

3. winding shaft or tensioning head according to claim 1 and 2, characterized in that a flexible protective plate is attached below the end piece, which covers the hose over the entire width and extends in the longitudinal direction to below the clamping bar around the space between the end piece and clamping bar for protection of the hose. Fig. 3a ( 2 ); Fig. 4 ( 2 ).

4. Protection plate according to claim 3, characterized in that the Plate made of a flexible material, preferably plastic (PA, PP) exists. The plate can by Ver stiffening (e.g. fibers or ribs) one in the longitudinal and transverse receive different stiffness direction.

5. Protection plate according to claim 3 and 4, characterized in that the plate receives a central thinning in the longitudinal direction, which allows the plate to be folded by any angle in the longitudinal direction to thereby insert it radially into a narrow T-groove can Fig. 3b (2).

6. End piece according to claim 1 and 2, characterized in that the end piece is designed in its shape so that the protective plate at the transition to the tensioning strip during hose expansion can receive the greatest possible deflection in the radial direction Fig. 3; Fig. 4.

7. winding shaft or clamping head according to claim 1 and 2, characterized in that a combined pneumatic, hydraulic system is used to operate the expansion hoses Fig. 6.

8. winding shaft or clamping head according to claim 1, 2, 7, characterized in that the expansion hoses together with the hydraulic. Liquid supply form a closed system that is closed abge against the compressed gas cylinder by a piston Fig. 6 ( 4 , 5 ).

9. winding shaft or clamping head according to claim 1, 2, 7, characterized ge indicates that the hydraulic range with a flexible Membrane or a flexible bellows opposite the pressure gas part is completed.

10. Hydraulic system in winding shafts or clamping head according to claim 7, 8, 9, characterized in that the spring emptying the expansion hoses in z. B. a piston system can take place Fig. 6 ( 8 ).

11. System according to claim 7, 8, 9, 10, characterized in that the hydraulic fluid used preferably represents an arbitrary mixture of water and glycerol and in its viscosity to the required speed of the required flow rate in the inlet and outlet valves or connecting nozzles of the hoses Fig. 6 ( 7 ) can be adjusted.