EP0531285B1

EP0531285B1 - Spannkopf für wickelhülsen

Info

Publication number: EP0531285B1
Application number: EP90909709A
Authority: EP
Inventors: Jürgen TREUTNER; Walter Dörfel
Original assignee: Beloit Technologies Inc
Current assignee: Beloit Technologies Inc
Priority date: 1990-05-26
Filing date: 1990-06-21
Publication date: 1994-02-16
Anticipated expiration: 2010-06-21
Also published as: CA2083815C; FI925356A7; FI101214B1; JPH05506634A; BR9008024A; FI101214B; FI925356A0; JPH0729710B2; WO1991018819A1; CA2083815A1; EP0531285A1; DE59004646D1

Abstract

Bei einem Spannkopf für Wickelhülsen, auf die bahnförmiges Gut, wie Papierbahnen od. dgl., auf- bzw. davon abgewickelt wird, mit einem mehrkantigen Spannkopfschaft (20) und an diesem Spannkopfschaft anliegenden Spannstücken (40), bei dem die Spannstücke (40) und der Spannkopfschaft (20) relativ zueinander verdrehbar sind und diese Verdrehung eine Radialbewegung (Expansions-/Kontraktionsweg) der Spannstücke (40) bewirkt, wird bei Erhalt der drehmomentabhängigen Verspreizung das Abziehen von der Wickelhülse dadurch erleichtert, daß der Spannkopfschaft (20) als Pyramidenstumpf geformt ist, die Spannstücke (40) und der Spannkopfschaft (20) relativ zueinander in der Achsrichtung (B) verschiebbar sind, die Spannstücke (40) mit einem in der Achsrichtung (B) wirksamen Endanschlag (34) für die Wickelhülse (10) und einem spannkopfschaftfesten, in der Achsrichtung (B) wirksamen Endanschlag (35) versehen oder wirkverbunden sind und sich der Spannweg (Expansions-/Kontraktionsweg) der Spannstücke (40) aus einem verdrehungsbedingten Anteil und aus einem verschiebungsbedingten Anteil derart zusammensetzt, daß der (zweite) Endanschlag (35) in seiner axialen Endlage vor dem Erreichen des Endes des Spannweges anlangt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Spannkopf für Wickelhülsen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 wiedergegebenen Art.
Ein solcher Spannkopf ist aus der DE 1 574 438 B bekannt. Er wird zum Aufwickeln von bahnförmigem Gut, wie Papierbahnen, Folienbahnen u. dgl. auf Wickelhülsen und ebenso zum Abwickeln von solchen Wickelhülsen verwendet, wobei an jedem Hülsenstirnende ein Spannkopf in einer zentrischen, im wesentlichen kreisrunden Ausnehmung verspannt wird, um das zum Aufwickeln oder gebremsten Abwickeln erforderliche Drehmoment auf die Wickelhülse bzw. von der Wickelhülse zu übertragen. Bei diesem bekannten Spannkopf ist ein sechskantiger Spannkopfschaft vorgesehen, der von segmentartig ausgebildeten Spannstücken umgeben ist. Die Spannstücke liegen mit ihren radial inneren Flachen (Berührungsflächen) an den sechs Außenflächen des Spannkopfscnaftes flächig an, solange sie sich in ihrer (nicht verspreizten) Ruheposition befinden. Die radialen Außenflächen der Spannstücke, die später in der Ausnenmung der Wickelhülse zur Anlage gebracht werden sollen, bilden in der Ruheposition einen Umfang, der im Normalfall geringer ist als das lichte Maß der Ausnehmung am Stirnende der Wickelhülse. Die Spannstücke und der Spannkopfschaft sind zueinander verdrehbar. Dadurch können die Spannstücke auf ihrer gesamten in der Axialrichtung des Spannkopfes gesehenen Länge gleichmäßig nach radial außen gedrückt werden, so daß sich ihre Außenflächen in der Ausnehmung der Wickelhülse kraftschlüssig verspreizen. Bei fortschreitendem Aufwickeln der Bahn nimmt der Rollendurchmesser und damit das zu übertragende Drehmoment zu. Dies führt automatisch zu einem verstarkten Verspreizen der Spannstücke. Nun ist es aber nicht ohne weiteres möglich, nach Abschluß eines Aufwickel- bzw. Abwickelvorganges das gleiche Drehmoment zwischen der Hülse bzw. der Rolle und dem Spannkopf in entgegengesetzter Richtung aufzubringen, welches bei dem Wickelvorgang als maximales Drehmoment (in der anderen Richtung) aufgetreten ist. Ein Lösen oder Zurückstellen der Spreizvorrichtung ist also nicht möglich. Deshalb müssen die Spannköpfe in ihrer ausgespreizten Arbeitsposition unter hoher Krafteinwirkung von der Wickelhülse abgezogen werden.
Ein ähnlicher Spannkopf wie aus der DE 1 574 438 B ist aus der DE 29 10 114 A1 bekannt, wobei der Unterschied darin besteht, daß in dem letztgenannten Dokument die Spannstücke mit ihren radial inneren Flächen nicht an den Außenflächen des Spannkopfschaftes flächig anliegen, sondern eine kreiszylindrische Innenkontur aufweisen, die mit axial verlaufenden Nuten versehen ist und wobei längliche, in die Nuten eingepaßte Druckstücke nach radial innen mit einer konvex gewölbten Oberfläche vorstehen und diese Oberfläche an den sechs Außenflächen des Spannkopfschaftes linienförmig anliegen. Bei dieser letztgenannten Anordnung ist das Lösen des Spannkopfes aus der fertig gewickelten Hülse mit weniger Kraftaufwand bewerkstelligbar, als bei dem aus der DE 1 574 438 B bekannten Spannkopf.
Das Abziehen der Wickelhülsen vom Spannkopf ist bei einer anderen Spannkopf-Bauart, wie sie u. a. in der DE 28 15 310 C beschrieben wird, einfacher, als bei den Spannköpfen der eingangs erwähnten Gattung, weil bei dieser anderen bekannten Spannkopf-Bauart anstelle einer Verdrehung eine Axialverschiebung zwischen dem Spannkopfschaft und den Spannstücken vorgenommen wird, um die Expansion bzw. Kontraktion der Spannstücke zu erreichen. Zu diesem Zweck sind die Gleitflächen zwischen Spannkopfschaft und Spannkopfstücken keilförmig. Ein mit den Spannstücken verbundener Axialanschlag, der bei noch nicht ausgespreizten Spannstücken an der Hülsenstirnfläche zur Anlage kommt, ermöglicht die Übertragung einer in der Achsrichtung wirkenden Kraft, durch welche die Spannstücke entlang des Spannkopfschaftes gleiten und sich dabei in der Ausnehmung am Wickelhülsenende einspreizen. Dabei hängt der über die gesamte Einspannlänge konstante Expansionsweg von der Größe der in Achsrichtung aufgebrachten Einschiebekraft ab. Beim Abziehen des Spannkopfes von der Wickelhülse zieht sich zunächst der Spannkopfschaft relativ zu den Spannstücken zuruck, wodurch die Spannstücke sich nach radial innen bewegen und die radiale Preßkraft nachläßt. Bei dieser Spannkopfbauart ist das Abziehen des Spannkopfes von der Wickelhülse also einfacher, als bei den Spannköpfen der eingangs erwähnten Gattung. Mit diesem Vorteil geht aber u. a. der Nachteil einher, daß die Spannkraft ausschließlich von der auf die Spannköpfe ausgeübten Axialkraft abhängt. Ist diese zu groß, wird die Wickelhülse deformiert, ist sie zu klein, so entsteht bei zunehmendem Drehmoment die Gefahr des Schlupfens zwischen Wickelhülse und Spannkopf. Beides ist unerwünscht.
Schließlich ist aus der DE 37 00 472 A1 ein weiterer Spannkopf der eingangs genannten Art bekannt, bei dem der Spannkopfschaft nicht nur eine mehrkantige Spannzone mit in Axialrichtung gesehen konstantem Querschnitt, sondern zusätzlich eine kegelstumpfförmige Spannzone mit kreisförmigem, sich in Einschubrichtung verjüngendem Querschnitt aufweist. Hierbei liegt die kegelstumpfförmige Spannzone in Einschubrichtung gesehen vor der mehrkantigen, querschnittskonstanten Spannzone. Die beiden hintereinander angeordneten Spannzonen haben den Zweck, daß beim Nachlassen bzw. völligen Entfallen einer axial auf den Spannkopf wirkenden Kraft oder einer in Umfangsrichtung auf den Spannkopf wirkenden Kraft jeweils eine der beiden Spannzonen noch wirksam bleibt. Will man den Spannkopf aus einer fertig gewickelten Hülse wieder herausziehen, so bereitet ein relatives Verdrehen zwischen Spannkopfschaft und Spannstücken die gleichen Schwierigkeiten, wie dies bei dem Spannkopf nach der DE 1 574 438 B der Fall ist, da es schwierig bis unmöglich ist, an der gewickelten Hülse ein entsprechendes, entgegengesetzt wirksames Drehmoment aufzubringen. Hierbei wirkt sich die kegelstumpfförmige Spannzone als zusätzliches Hemmnis aus, da der Mantel der Kegelstumpffläche an den entsprechenden kegelstumpfförmigen Flächen der Spannstücke stramm anliegt. Diese bekannte Geometrie der Spannzonen führt dazu, daß der radiale Spannweg der Spannstücke, welcher maximal von der kegelstumpfförmigen Spannzone erzeugbar ist, mit dem maximalen Spannweg, der von der querschnittskonstanten, mehrkantigen Spannzone realisierbar ist, exakt gleich groß sein muß; nur so kann gewährleistet werden, daß eine der beiden Spannzonen die Spannkräfte auch alleine, d. h. ohne Mitwirkung der anderen Spannzone übertragen kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Spannkopf der eingangs erwähnten Gattung zu schaffen, bei dem bei Erhalt der drehmomentabhängigen Verspreizung das Abziehen von der Wickelhülse erleichtert wird.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 wiedergegebenen Merkmale gelöst.
Ein erfindungsgemäßer Spannkopf hat u. a. den Vorteil, daß der radiale Expansionsweg drehmomentabhängig ist, so daß sowohl Beschädigungen der Wickelhülsen, als auch ein Schlupfen der Wickelhülsen vermieden wird, und daß gleichwohl das Abziehen des Spannkopfes von der Wickelhülse erleichtert wird. Die Vorteile der beiden eingangs erwähnten Spannkopf-Bauarten werden also miteinander vereinigt, ohne daß die beiderseitigen Nachteile auftreten. Bei dem Spannkopf nach Patentanspruch 1 wird darüber hinaus der Vorteil erzielt, daß die Relativlage zwischen der Wickelhülse und dem Spannkopfschaft in der Axialrichtung stets exakt definiert ist, weil sich der Expansionsweg stets aus einem verschiebungsbedingten und einem verdrehungsbedingten Anteil zusammensetzt, wobei der verschiebungsbedingte Anteil stets automatisch den Vorrang hat, weil der Spannkopf notwendigerweise zunächst in seiner Axialrichtung eingeschoben werden muß, bevor das Verdrehen beginnen kann. Demgegenüber ist die Relativposition zwischen den Spannstücken (und damit auch der Wickelhülse) und dem Spannkopfschaft bei den Spannköpfen der zweitgenannten Bauart zwingendermaßen variabel und undefiniert. Dies ist aber in der Regel unerwünscht.
Um zu erreichen, daß auch bei den erfindungsgemäßen Spannköpfen der Expansionsweg der Spannstücke über ihre gesamte Wirklänge konstant ist, wird ein Spannkopf mit den Merkmalen des Anspruchs 3 vorgeschlagen.
Sofern es im konkreten Anwendungsfall nicht so sehr darauf ankommt, daß die in der Axialrichtung gesehene Relativposition zwischen dem Spannkopfschaft und den Spannstücken stets dieselbe ist, es aber sehr wohl darauf ankommt, daß der Expansionsweg, über die gesamte Wirklänge der Spannstücke konstant ist, wird, als Alternative zu dem Spannkopf nach Patentanspruch 1 der Spannkopf nach Patentanspruch 3 vorgeschlagen.
Auf besonders einfache Weise wird die Konstanz des Expansionsweges über die Wirklänge der Spannstücke durch die in Anspruch 4 wiedergegebenen Merkmale erreicht.
Ein vergleichsweise geringer Reibwiderstand zwischen dem Spannkopfschaft und den Spannstücken während der Expansion bzw. der Kontraktion wird durch die Merkmale des Anspruchs 5 erzielt. Ferner werden hierdurch besonders exakt definierbare Relativlagen zwischen dem Spannkopfschaft und den Spannstücken erreicht. Neben der Abrollbewegung zwischen den Spannstücken und dem Spannkopfschaft kann aber auch noch eine gewisse Gleitbewegung stattfinden. Die Abrollbewegung wird auf besonders einfache Weise durch die Merkmale des Anspruchs 6 realisierbar.
Um nach dem Abziehen eines Spannkopfes von einer Wickelhülse ein automatisches Rückstellen der Verdrehbewegung zwischen dem Spannkopfschaft und den Spannstücken zu erreichen, wird ein Spannkopf mit den Merkmalen des Anspruchs 7 vorgeschlagen. Praktische Ausführungsformen für diese Lösung, die auch unabhängig von den Kennzeichnungsmerkmalen der Ansprüche 1 und 3 bei den gattungsgemäßen Spannköpfen vorteilhaft einsetzbar ist, ergeben sich aus den Ansprüchen 8 und 9.
Die vorgenannten, erfindungsgemäß zu verwendenden Bauteile unterliegen in ihrer Größe, Formgestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeption keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so daß in dem jeweiligen Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der - beispielhaft - eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spannkopfes dargestellt ist. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1a bis 1c: einen erfindungsgemäßen Spannkopf in Ruheposition, d. h. mit völlig nach innen eingezogenen Spannstücken, wobei Fig. 1a einen Längsschnitt durch den Spannkopf (Schnitt entlang der Linie Ia-Ia gemäß Fig. 1b), Fig. 1b einen Querschnitt durch den Spannkopf gemäß Fig. 1a (Schnitt entlang der Linie Ib-Ib) sowie Fig. 1c eine Stirnseitenansicht des Spannkopfes gemäß Fig. 1a (Ansicht A, d. h. ohne Deckel) zeigt;
Fig. 2a: denselben Spannkopf nach Abschluß des durch Axialverschiebung bedingten Spannweges (Schnitt entlang der Linie IIa-IIa gemäß Fig. 2b);
Fig. 2b und 2c: die den Fig. 1b und 1c entsprechenden Darstellungen für die in Fig. 2a gezeigte Arbeitsposition des Spannkopfes;
Fig. 3a bis 3c: denselben Spannkopf in entsprechender Darstellungs-weise wie in Fig. 1a bis 1c, jedoch in einer dritten Arbeitsstellung (Wickelposition, d. h. mit fest im Wickelhülseninneren verspreizten Spannstücken);
Fig. 4a bis 4c: denselben Spannkopf in einer vierten Arbeitsposition, h. bei relativ zu den Spannstücken noch verdrehtem, aber bereits in Axialrichtung zurückgezogenem Spannkopfschaft;
Fig. 5: von demselben Spannkopf eine schematisierte Stirnseitenansicht (entsprechend Ansicht A) zur Darstellung der Relativlagen zwischen Spannkopfschaft und Spannstück mit und ohne gegenseitiger Verdrehung;
Fig. 6: eine alternative Ausführungsform des Spannkopfschaftes in der gleichen Darstellung wie in Fig. 5.

Ein in den Figuren allgemein mit 100 gekennzeichneter Spannkopf für Wickelhülsen 10 besteht aus einem Spannkopfschaft 20, einem als Spannkopfgehäuse 30 dienenden hülsenförmigen Teil sowie Spannstücken 40.
Die in den Figuren dargestellten Wickelhülsen 10 bestehen, wie aus Fig. 1a/b ersichtlich, aus kreiszylindrischen Rohren mit Stirnenden 11 und einer stirnseitig zugänglichen konzentrischen Ausnehmung 12, in die der Spannkopf 100 in axialer Richtung einschiebbar ist. Rohrförmige Wickelhülsen sind zwar am gebräuchlichsten, doch ist es grundsätzlich auch möglich, als Wickelhülsen innen geschlossene kreiszylindrische Körper mit entsprechenden Ausnehmungen in den Stirnenden zu verwenden.
Der Spannkopfschaft 20 ist als sechsflächiger Pyramidenstumpf geformt, dessen Basis 21 an einer Platte 22 befestigt ist. Die Platte 22 oder der Spannkopfschaft 20 selber sind in an sich bekannter Weise an Tragarmen drehbar gelagert und ggf. im Drehsinne um die Achsrichtung B antreibbar. Der Spannkopfschaft ist als Kragwelle ausgebildet, d. h. einseitig gelagert. Bezüglich seiner Basis 21 und seinem freien Ende 23 ist das Spannkopfgehäuse 30 drehbar gelagert. An seinem freien Ende ist außerdem eine später noch zu beschreibende Rückstellvorrichtung 50 befestigt.
Die sechs Spannflächen 24 des Spannkopfschaftes 20 sind zur Achsrichtung B leicht geneigt und in der der Achsrichtung entsprechenden Erstreckungsrichtung geradlinig geformt; hingegen sind die Spannflächen 24 in Richtung C des Spannkopfumfanges (siehe Fig. 1c sowie Fig. 5) konkav gewölbt, wobei diese konkave Wölbung am Schmalende (freies Ende 23) des Pyramidenstumpfes am ausgeprägtesten ist und zur Basis 21 stetig bis auf Null abnimmt. Dies ergibt sich besonders deutlich aus Fig. 5.
Die sechs auf dem Umfang gleichmäßig verteilten Spannstücke 40 bestehen aus Druckstücken 41 und Gleitstücken 42, welche in an sich bekannter Weise miteinander verbunden sind. Durch eine Durchbrechung 43 jedes Spannstücks 40 in Umfangsrichtung sind Federn 44 geführt, die (wie aus Fig. 1b ersichtlich) als offene Ringe ausgestaltet sind und als im Kontraktionssinne wirkende Rückstellfedern dienen. Die Gleitstücke 42 sind, wie aus Fig. 1a ersichtlich, in Achsrichtung geradlinig geformt und, wie aus Fig. 5 und 6 ersichtlich, in der Quererstreckung (Umfangsrichtung C) konvex gewölbt, so daß ihre Berührungsfläche 45, mit der sie an der zugeordneten Spannfläche 24 des Spannkopfschaftes 20 anliegen, kreiszylindrisch geformt sind. Die jeweilige Berührung zwischen Spannstück und Spannkopfschaft findet also entlang einer Berührungslinie 46 statt (siehe Fig. 5 und 6) - und zwar unabhängig von der Größe des Verdrehwinkels zwischen Spannkopfschaft und Spannstück.
Das Spannkopfgehäuse 30 weist am Basisende des Spannkopfschaftes eine zylindrische Gleitfläche 31 und am freien Spannkopfende eine zylindrische Gleitfläche 32 auf. Am Basisende ist ein flanschartig auskragender Anschlag 33 mit dem Spannkopfgehäuse einstückig verbunden oder an ihm befestigt. Er bildet einen ersten Endanschlag 34 für das Stirnende 11 der Wickelhülse 10 sowie einen zweiten Endanschlag 35 für die Axialbewegung relativ zum Spannkopfschaft 20, welcher mit der Platte 22 zusammenwirkt (siehe Fig. 2a). Das Spannkopfgehäuse 30 ist mit länglichen Durchbrechungen 36 versehen, innerhalb deren die Spannstücke 40 aufgenommen und radial verschiebbar angeordnet sind. Endanschläge 37 begrenzen den maximal möglichen Expansionsweg der Spannstücke 40.
Die Rückstellvorrichtung 50 befindet sich in einem sich konisch verjüngenden Deckel 51, der mit dem Spannkopfgehäuse 30, z. B. durch in der Zeichnung nicht dargestellte Schrauben, drehfest verbunden ist. Innerhalb des Deckels 50 ist eine ringförmige oder ringsegmentförmige Nut 52 vorgesehen, in der sich zwei Spiralfedern 53, ein deckelfester, d. h. also auch gehäusefester Anschlag 54 sowie ein kreisringsegmentförmiger Mitnehmer 55 befinden. Der Mitnehmer 55 ist über einen mit ihm verbundenen Arm 56 drehfest am freien Stirnende des Spannkopfschaftes 20 befestigt. Der Mitnehmer 55 und der Arm 56 sind so geformt, daß sie gemeinsam innerhalb des Deckels 51 sowie bezüglich des Spannkopfgehäuses 30 gegen die Rückstellwirkung der Federn 53 verdrehbar sind. Die Federn 53 halten das Spannkopfgehäuse 30 und den Spannkopfschaft 20 in einer neutralen Verdrehlage zueinander, solange der Spannkopf sich außerhalb der Wickelhülse befindet oder die Verdrehung zwischen Spannkopfschaft und Spannkopfgehäuse noch nicht stattgefunden hat, was in den Arbeitspositionen gemäß Fig. 1 und 2 der Fall ist. Nach erfolgter Verdrehung ist die eine der Federn 53 gespannt und die andere Feder 53 entspannt oder entgegengesetzt gespannt. Dies ist aus den Fig. 3c und 4c ersichtlich. Die jetzt in der komprimierten bzw. expandierten Feder gespeicherte Energie wird erst wieder freigesetzt, wenn die Wickelhülse vom Spannkopf abgezogen ist.
Aus einem Vergleich zwischen Fig. 1a und 2a wird ersichtlich, daß der in Axialrichtung B maximal mögliche Verschiebeweg zwischen dem Spannkopfschaft 20 und dem Spannkopfgehäuse 30 relativ klein ist und vermittels des Mitnehmerarmes 56 durch die Innenfläche 57 des Deckels 51 einerseits und die Stirnfläche 38 des Spannkopfgehäuses 30 andererseits begrenzt ist. In Verbindung mit der nur geringen Konizität der Spannflächen 24 des Spannkopfschaftes 20 zueinander, führt dies dazu, daß der verschiebungsbedingte Expansionsweg der Spannstücke 40 relativ klein ist. Dies ergibt sich ohne weiteres aus einem Vergleich zwischen den Fig. la und 2a. In der Regel ist es nicht einmal erforderlich (wenngleich möglich), daß die radial außen liegenden Druckflächen 47 der Spannstücke 40 die inneren Wandflächen der Wickelhülse 10 berühren, wenn der verschiebungsbedingte Expansionsweg der Spannstücke vollständig durchlaufen ist (siehe Fig. 2a). In dieser Arbeitsstellung muß lediglich für einen ersten, aber noch relativ geringfügigen Reibschluß zwischen der Wickelhülse 10 und dem Spannkopf 100 bestehen, so daß beim Verdrehen des Spannkopfes gegen eine an der Wickelhülsenperipherie angreifende Zugkraft eine Verdrehung zwischen dem Spannkopfgehäuse und den Spannstücken einerseits und dem Spannkopfschaft andererseits möglich wird. Bei einer derartigen Verdrehbewegung findet eine kombinierte Gleit- und Rollbewegung zwischen dem Spannkopfschaft und den Spannstücken statt. Dies ist besonders deutlich aus Fig. 5 und 6 ersichtlich. Hierdurch werden die Spannstücke nach radial außen verspreizt und verspreizen sich fest in der Ausnehmung 12 der Wickelhülse 10 (siehe Fig. 3a bis 3c).
Soll die Wickelhülse vom Spannkopf wieder abgezogen werden, wird in bekannter Weise eine axial nach außen gerichtete Kraft auf den Spannkopf ausgeübt. Dadurch zieht sich der Spannkopfschaft 20 um ein kleines Verschiebestück aus dem Spannkopfgehäuse 30 zurück. Der verschiebungsbedingte Expansionsweg der Spannstücke wird dadurch rückgängig gemacht, was durch die Rückstellfedern 44 unterstützt wird. Dieser relativ kleine, in der Darstellung gemäß Fig. 4a bis 4c bereits abgeschlossene Kontraktionsweg der Spannstücke reicht aus, daß der Spannkopf mit vergleichsweise geringer Kraft aus der Wickelhülse 10 herausgezogen werden kann.
Aus Fig. 5 und 6 ist ersichtlich, daß der Expansionsweg der Spannstücke 40 bzw. der Gleitstücke 42 an dem in Achsrichtung gesehenen vorderen und hinteren Ende der Spannstücke identisch ist, weil die Spannflächen 24 entlang des Spannkopfschaftes eine sich stetig ändernde Wölbung aufweisen. Durch den allmählichen Übergang zwischen der maximalen Wölbung und der minimalen Wölbung entlang des Spannkopfschaftes, liegen die Gleitstücke entlang ihrer gesamten Länge an den Spannflächen 24 an. Die Druckflächen 47 der Spannstücke 40 bleiben also in allen Expansions- bzw. Kontraktionsstellungen achsparallel. Die erforderliche Wölbungsgeometrie läßt sich auf mathematischem Wege relativ einfach ermitteln. Der gleiche Effekt kann auch erzielt werden, wenn sich die Wölbung, insbesondere der Krümmungsradius, der Berührungsfläche 45 der Gleitstücke 42 sich entlang der Länge des Spannstückes 40 kontinuierlich ändert oder wenn unterschiedliche Wölbungen sowohl am Spannkopfschaft als auch an den Spannstücken vorgesehen sind. Die in Fig. 5 und 6 dargestellte Geometrie hat allerdings den Vorteil besonders einfacher Beherrschbarkeit.

Claims

Spannkopf für Wickelhülsen, auf die bahnförmiges Gut, wie Papierbahnen od. dgl. auf- bwz. davon abgewickelt wird, mit
- einem mehrkantigen Spannkopfschaft (20) und

- an diesem Spannkopfschaft anliegenden Spannstücken (40), bei dem die Spannstücke (40) und der Spannkopfschaft (20) relativ zueinander verdrehbar sind und diese Verdrehung eine Radialbewegung (Expansions-/Kontraktionsweg) der Spannstücke (40) bewirkt,
dadurch gekennzeichnet, daß
- der Spannkopfschaft (20) als Pyramidenstumpf geformt ist,

- die Spannstücke (40) und der Spannkopfschaft (20) relativ zueinander in der Achsrichtung (B) verschiebbar sind,

- die Spannstücke (40) mit je einem in der Achsrichtung (B) wirksamen Endanschlag (34 und 35) für die Wickelhülse (10) einerseits und für den Spannkopfschaft (20) andererseits versehen oder wirkverbunden sind und

- sich der Spannweg (Expansions-/Kontraktionsweg) der Spannstücke (40) aus einem verdrehungsbedingten Anteil und aus einem verschiebungsbedingten Anteil derart zusammensetzt, daß der (zweite) Endanschlag (35) in seiner axialen Endlage vor dem Erreichen des Endes des Spannweges anlangt.
Spannkopf für Wickelhülsen, auf die bahnförmiges Gut, wie Papierbahnen od. dgl. auf- bwz. davon abgewickelt wird, mit
- einem mehrkantigen Spannkopfschaft (20) und

- an diesem Spannkopfschaft anliegenden Spannstücken (40), bei dem die Spannstücke (40) und der Spannkopfschaft (20) relativ zueinander verdrehbar sind und diese Verdrehung eine Radialbewegung (Expansions-/Kontraktionsweg) der Spannstücke (40) bewirkt,
dadurch gekennzeichnet, daß
- der Spannkopfschaft (20) als Pyramidenstumpf geformt ist,

- die Spannstücke (40) und der Spannkopfschaft (20) relativ zueinander in der Achsrichtung (B) verschiebbar sind,

- die Spannstücke (40) mit je einem in der Achsrichtung (B) wirksamen Endanschlag (34 und 35) für die Wickelhülse (10) einerseits und für den Spannkopfschraft (20) andererseits versehen oder wirkverbunden sind und

- die Seitenflächen (Spannflächen 24) des Spannkopfschaftes (20) oder die an diesen Spannflächen anliegenden Berührungsflächen (45) der Spannstücke (40) oder beide dieser Flächen in der Richtung (C) des Spannkopfumfanges gewölbt sind und sich das Ausmaß der Wölbung entlang der Achsrichtung (B) im wesentlichen stetig ändert, so daß eine Verdrehung zwischen dem Spannkopfschaft (20) und den Spannstücken (40) zu einem gleichgroßen Expansions-/Kontraktionsweg entlang der gesamten in Achsrichtung (B) sich erstreckenden Länge der Spannstücke (40) führt.
Spannkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen (Spannflächen 24) des Spannkopfschaftes (20) oder die Berührungsflächen (45) der Spannstücke (40) oder beide dieser Flächen in der Richtung (C) des Spannkopfumfanges gewölbt sind und sich das Ausmaß der Wölbung entlang Achsrichtung (B) im wesentlichen stetig ändert, so daß eine Verdrehung zwischen dem Spannkopfschaft (20) und den Spannstücken (40) zu einem gleichgroßen Expansions-/Kontraktionsweg entlang der gesamten in Achsrichtung (B) sich erstreckenden Länge der Spannstücke (40) führt.
Spannkopf nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannflächen (24) am dickeren Ende (Basis 21) des Spannkopfschaftes (20) gerade und am dünneren Ende (freies Ende 23) konkav gewölbt oder am dickeren Ende konvex gewölbt und am dünneren Ende gerade ist.
Spannkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannflächen (24) des Spannkopfschaftes (20) oder die ihnen zugeordneten Berührungsflächen (45) der Spannstücke (40) oder beide dieser Flächen in der Richtung (C) des Spannkopfumfanges derart gewölbt sind, daß die gegenseitige Berührung zwischen dem Spannkopfschaft (20) und den einzelnen Spannstücken (40) im wesentlichen linienförmig gestaltet ist und eine zumindest teilweise Abrollbewegung zwischen dem Spannkopfschaft und den einzelnen Spannstücken gestattet.
Spannkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungsflächen (45) der Spannstücke (40) kreiszylindrisch geformt sind.
Spannkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch mindestens eine durch Verdrehen zwischen den Spannstücken (40) und dem Spannkopfschaft (20) spannbare Feder (53) zum Zurückstellen der Verdrehung nach dem Abziehen der Wickelhülse (10) vom Spannkopf (100).
Spannkopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Feder (53) eine in etwa in der Umfangsrichtung (C) des Spannkopfes (100) sich erstreckende Spiralfeder ist.
Spannkopf nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die mindestens eine Feder (53) einerseits in einem mit den Spannstücken (40) gemeinsam bezüglich des Spannkopfschaftes (20) verdrehbaren, und insbesondere auch verschiebbaren, Gehäuseteil (Spannkopfgehäuse 30) an einem gehäusefesten Anschlag (54) und andererseits an einem an dem Spannkopfschaft (20) befestigten Mitnehmer (55) abstützt.
Spannkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch ein, insbesondere in Durchbrechungen (36) die Spannstücke (40) aufnehmendes, mit den Spannstücken (40) gemeinsam bezüglich des Spannkopfschaftes in zumindest eine Richtung bewegbares Gehäuseteil (Spannkopfgehäuse 30).