DE4008897A1 - Schieberinglagerung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schieberinglagerung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Solche bekannte Schieberinglagerungen weisen jeweils eine in einem Lagergehäuse gelagerte Welle zum An- oder Abtrieb auf, z. B. für einen Motor- oder Bremsanschluß. In der Welle befindet sich eine durch einen Schiebering zu verschließende und zu öffnende Ausnehmung, die in Stirnansicht einen im wesentlichen viereckigen Querschnitt aufweist. Befindet sich der Schiebering in der Stellung "Geöffnet", so läßt sich ein Wickelstangenzapfen, der als Abschluß einer Wickelstange dient, in diese Ausnehmung einlegen. Durch die Verschiebung des Schieberings in die Stellung "Geschlossen" ist der Wickelstangenzapfen in der Welle der Schieberinglagerung so aufgenommen, daß sich die Wickelstange ohne aus der Schiebering­ lagerung zu fallen, drehen kann.

Dadurch, daß der Wickelstangenzapfen eine quadratische Form besitzt und daß zwischen den einzelnen nicht aufliegenden Flächen des Wickelstangenzapfens und den Flächen der Ausnehmung in der Welle ein Spiel vorhanden ist, um eine betriebsbedingt nötige radiale Verstellung einer der beiden Schieberinglage­ rungen zu ermöglichen, ist der Lauf der Welle unrund. Dies wirkt sich störend auf den Arbeitsablauf und die Qualität des auf- oder abzuwickelnden Produktes aus und ist überdies mit einer erheblichen Geräuschentwicklung verbunden. Durch die spiel­ behaftete Aufnahme der Wickelstangenzapfen in der Schiebering­ lagerung ist diese Anordnung schließlich einem erheblichen Verschleiß unterworfen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Schiebe­ ringlagerung, gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1, eine spielfreie und verschleißarm Lagerung sowie eine formschlüssige Aufnahme der Wickelstangenzapfen einer Wickel­ stange auch bei einer betriebsbedingt radial verstellten Schieberinglagerung zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale im Anspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 Übersicht einer Wickelstange mit beidseitiger Schieberinglagerung,

Fig. 2 Wickelstange mit betriebsbedingter radial verstellter Schieberinglagerung,

Fig. 3 Bestandteile der Schieberinglagerung,

Fig. 4 Ansicht auf den Schiebering mit befestigtem Form­ schlußstück,

Fig. 5 Antriebs-/Abtriebs-Welle mit mehreren abgestuften Bereichen,

Fig. 6 Ansicht auf den dritten Bereich 3.2. der Welle zur Aufnahme des Wickelstangenzapfens,

Fig. 7 Wickelstange mit Wickelstangenzapfen und Wickelstangen­ ansatz,

Fig. 8 Stirnansicht des Wickelstangenzapfens mit einge­ tragenen Konturpunkten,

Fig. 9 Wickelstangenzapfen mit gemäß Ansicht I (Fig. 8) sichtbaren Konturpunkten,

Fig. 10 Wickelstangenzapfen mit gemäß Ansicht II (Fig. 8) sichtbaren Konturpunkten,

Fig. 11 Dritter Bereich der Welle mit Schiebering in geöffneter Position, Ansicht von oben,

Fig. 12 Dritter Bereich der Welle in Stirnansicht mit darin angeordneten Segmenten, ein Segment in Queransicht dargestellt,

Fig. 13 Stirnansicht auf Schiebering in geschlossenem Zustand mit eingelegtem Wickelstangenzapfen, mit Formschlußstück,

Fig. 14 Längsansicht auf Schiebering in geschlossenem Zustand mit eingelegtem Wickelstangenzapfen, ohne Formschlußstück,

Fig. 15 Schiebering mit Formschlußstück (Stirnansicht),

Fig. 16 Schiebering mit Formschlußstück in Längsteilschnitt,

Fig. 17 Formschlußstück in verschiedenen Ansichten,

Fig. 18 Gehäuse im Teilquerschnitt und Stirnansicht,

Fig. 19 Lagerabdeckung, Teilquerschnitt und Stirnansicht,

Fig. 20 Lagerabdeckung mit Verlängerungshülse und Schließkurve für Schließmechanismus,

Fig. 21 Verkleidungshülsen Fig. 22 Anschlagteil für den Schiebering.

Wickelstangen dienen zum Auf- oder Abwickeln von in Bahnen produzierten Produkten, wie z. B. Papier, Kartonagen, Textilien Folien und Feinblechen.

Fig. 1 zeigt eine Wickelstange 18, die beidseitig jeweils in einer Schieberinglagerung 50 aufgenommen und gelagert ist. Die Mittelachse 51 der Schieberinglagerung 50 und die Mittel­ achse 52 der Wickelstange 18 können dabei im Idealfall zu­ sammenfallen (Fig. 1) oder, betriebsbedingt, um die auf- oder ab­ zuwickelnde Materialbahn an deren beiden Rändern gleich straff zu halten voneinander abweichen (Fig. 2.).

In letzterem Fall wird dazu eine der beiden Schieberinglage­ rungen 50 in radialer Richtung (vgl. Pfeil in Fig. 2 verschoben. Die Wickelstange 18 nimmt dabei die in Fig. 2 dargestellte Position ein.

Die Welle, welche sich in der Schieberinglagerung 50 befindet, weist mehrere abgestufte Bereiche auf. Ein erster Bereich 3.0 der Welle dient zum Anschluß der An- bzw. Abtriebseinrichtungen (z. B. Motor oder Bremse) und ferner zur Aufnahme der Lager 10.1, 10.2.

Ein Lager 10.1 ist am Übergang vom ersten Bereich 3.0 zum zweiten Bereich 3.1 der Welle, der im Durchmesser größer ist als der erste Bereich 3.0 der Welle, in axialer Richtung festgelegt. An den zweiten Bereich 3.1 schließt sich ein abermals im Durchmesser größerer oder gleicher dritter Bereich 3.2 der Welle an. In diesem dritten Bereich 3.2 der Welle ist eine Ausnehmung 60 vorhanden, in welcher ein Wickelstangenzapfen 16 seine Aufnahme findet und der mittels eines über den dritten Bereich 3.2 der Welle verschiebbaren Schieberings 1 dort fixiert wird (Fig. 3-6).

Die Schieberinglagerung 50 enthält ein Lagergehäuse 4 mit Befestigungsplatte 5, das mit Lagerabdeckungen 6, 7 abge­ schlossen ist und in dem die Lager 10.1, 10.2 aufgenommen und mittels einer nicht näher dargestellten Distanzhülse auf Abstand gehalten sind. Der Schiebering 1, der aus einem Bronzematerial, Spherroguß oder Mehanite besteht und der über den dritten Bereich 3.2 der Welle verschiebbar angeord­ net ist, dient, wie bereits angedeutet, zur Fixierung des Wickelstangenzapfens 16 in der Welle der Schieberinglagerung 50. An der Lagerabdeckung 7 und dem Schiebering 1 sind zur Abdeckung des zweiten und dritten Bereichs 3.1, 3.2 der Welle sowie eines noch zu beschreibenden Schließmechanis­ musses ür den Schiebering 1 teleskopartig übereinander schiebbare Verkleidungshülsen 8, 9 (Fig. 21) mittels Schrauben befestigt.

Die Fig. 4 zeigt in Stirnansicht den Schiebering 1 mit einem daran angeordneten Formschlußstück 2. Der dritte Bereich 3.2 der Welle mit der Ausnehmung 60 ist in Fig. 6 dargestellt. Die Wickelstange 18 weist an ihren beiden Enden jeweils einen im Durchmesser gleichen oder geringeren Wickelstangensatz 17 auf. An den jeweils freien Enden der Wickelstangenansätze 17 sind die erfindungsgemäßen Wickelstangenzapfen 16 angeordnet (Fig. 7).

Dieser Wickelstangenzapfen 16 weist, wie die Fig. 8, eine Stirn­ ansicht zeigt , einen 6eckigen Querschnitt auf. Ein Längs­ schnitt durch den Wickelstangenzapfen 16 zeigt, daß die einzel­ nen Flächen 16.1 des Wickelstangenzapfens 16 jeweils eine teilzylinderförmige Gestalt besitzen (Fig. 9, 10). Der im Querschnitt 6eckige Wickelstangenzapfen 16 weist somit sechs gleiche, teilzylinderförmige Flächen 16.1 auf.

Zur Verdeutlichung der Gestalt der Wickelstangenzapfen 16 wurden in den Fig. 8-10 Konturpunkte 10-14, 20-24 auf der Oberfläche eingezeichnet, von denen jeweils einige bei den Ansichten I,II (Fig. 9, 10) für den Betrachter sichtbar sind. Der Wickelstangenzapfen 16 findet eine Aufnahme wie bereits angedeutet, in der Ausnehmung 60 im dritten Bereich 3.2 der Welle. Dazu sind in dieser Ausnehmung 60 vier Segmente 19 um jeweils 60° versetzt angebracht (Fig. 12). Die vier Seg­ mente 19 umfassen dabei vier der sechs teilzylindrisch geform­ ten Flächen 16.1 des Wickelstangenzapfens 16.

Die restlichen zwei Flächen 16.1 des Wickelstangenzapfens 16 werden durch das im Schiebering 1 angeordnete Formschlußstück 2 berührt. Der Wickelstangenzapfen 16 ist dadurch fest in der Ausnehmung 60 und somit in der Schieberinglagerung 50 aufge­ nommen.

Eine eventuelle Abnützung des Formschlußstücks 2 durch die punktförmige Anlage von Flächen 2.1, 2.2 des Formschlußstücks 2 an die einsatzgehärteten Flächen 16.1 des Wickelstangenzapfens 16 kann durch eine geeignete Materialwahl minimiert werden. Eine Stirnansicht des Schieberings 1 mit dem eingelegten Wickelstangenzapfen 16 zeigt das Ineinandergreifen der teil­ zylinderförmigen Flächen 16.1 des Wickelstangenzapfens 16, einerseits mit den vier Segmenten 19, die im dritten Bereich 3.2 der Welle in der Ausnehmung 60 sind, und andererseits mit den Flächen 2.1, 2.2 des Formschlußstücks 2.

Eine Ansicht auf die Welle mit den drei Bereichen 3.0, 3.1, 3.2 und mit dem Schiebering 1 (strichliert gezeichnet) in der Stellung, in der die Ausnehmung 60 im dritten Bereich 3.2 der Welle geöffnet ist und somit die Sicht auf die Segmente 19 freigegeben ist, zeigt Fig. 11.

Das Formschlußstück 2 ist am Schiebering 1 in einer an diesem vorgesehenen, entsprechenden Ausnahme angeordnet und mit einer nicht näher dargestellten Schraube befestigt. Diese ist dabei in eine Öffnung 101 im Schiebering 1 einge­ setzt (Fig. 15, 16).

Das Formschlußstück 2 weist ferner einen in radialer Richtung vorspringenden Anschlag 2.3 auf, mit dem das Formschlußstück 2 seitlich in axialer Richtung am Schiebering 1 anliegt (Fig. 16).

An einem Vorsprung 2.4, der sich an der Stirnseite des Form­ schlußstücks 2 befindet, ist mittels einer Befestigungsschraube 2.5, die in ein Gewinde 2.6 eingreift, ein Kugellager 2.7 eingesetzt, das einen mit einer balligen Oberfläche versehenen Laufring besitzt (Fig. 17).

Das am Schiebering 1 fest angeordnete Formschlußstück 2 mit dem Vorsprung 2.4 und dem Kugellager 2.7 bildet zusammen mit einer Schließkurve 7.2, die in der Verlängerungshülse 7.1 an der zur Wickelstange 18 gerichteten Lagerabdeckung 7 ein­ geformt ist, eine Ausführungsform des bereits erwähnten Schließmechanismus (vgl. Fig. 3, 20).

Bei einem Wechsel der Wickelstange 18 wird diese zunächst in eine Stellung gebracht, in der die auf der Lagerabdeckung 7 den beiden teleskopartig übereinander schiebbaren Verkleidungs­ hülsen 8, 9 und dem Schiebering 1 angebrachten Markierungen fluchten. In dieser Stellung wurden daraufhin die beiden Schieberinge 1 zurückgeschoben, so daß die Ausnehmung 60 im dritten Bereich 3.2 der Welle und der darin gelagerte Wickel­ stangenzapfen 16 jeweils freiliegt.

In dieser Position des Schieberings 1 befindet sich das an diesem angeordnete Formschlußstück 2 mit dem sich daran befindlichen zweiten Teil als Schließmechanismus (Vorsprung 2.4, Kugellager 2.7) am Fußpunkt 7.3 der Schließkurve 7.2 (erster Teil des Schließmechanismus). Die Wickelstange 19 kann daraufhin den Schieberinglagerungen 50 entnommen und gegen eine andere ersetzt werden.

Nach dem Einsetzen einer anderen Wickelstange 18 wird, um die Wickelstangenzapfen 16 formschlüssig in der Aus­ nehmung 60 im dritten Bereich 3.2 der Welle zu lagern, der Schiebering 1 wieder geschlossen. Dies erfolgt durch den Schließmechanismus. Da der erste Teil des Schließmechanis­ mus, der an der Verlängerungshülse 7.1 der Lagerabdeckung 7 angeordnet ist, somit festliegt, der zweite Teil des Schließ­ mechanismus (Vorsprung 2.4) in einer Nut 3.21, welche sich im dritten Bereich 3.2 der Welle befindet, gleitend gelagert ist, wird bei einer Drehung der Wickelstange 18 der Schiebe­ ring 1 durch den in der Nut 3.21 gleitenden Vorsprung 2.4 des Formschlußstücks 2 mitbewegt. Das an der Schließkurve 7.2 sich entlangbewegende Kugellager 2.7 des zweiten Teils des Schließmechanismus beschleunigt dadurch das Formschlußstück 2 und den daran befestigten Schiebering 1 in die Richtung "Geschlossen".

Der Wickelstangenzapfen 16 ist dadurch bei geschlossenem Schiebering 1 in der Schieberinglagerung 50 formschlüssig aufgenommen. Ein an dem dritten Bereich 3.2 der Welle stirn­ seitig angebrachter Anschlag 3.25 (Fig. 22) dient als axiale Begrenzung für den Schiebering 1 in der Position "Geschlossen". In dieser geschlossenen Stellung ist zwischen dem Kugel­ lager 2.7 des Formschlußstücks 2 und der Verlängerungshülse 7.1 der Lagerabdeckung 7 ein geringer Abstand vorhanden, so daß die beiden Teile des Schließmechanismus während des normalen Wickelbetriebes keinem Verschleiß unterliegen.

Durch den im Querschnitt 6eckigen Wickelstangenzapfen 16 mit seinen sechs teilzylinderförmigen Flächen 16.1, die in den vier Segmenten 19, die den Flächen 16.1 des Wickel­ stangenzapfens 16 angepaßt sind, und den beiden Flächen 2.1,2.2 des Formschlußstücks 2 eine spielfreie Aufnahme finden,ist auch eine radiale Verschiebung der Schiebering­ lagerungen 50 und der Wickelstange 18 möglich.

Ein spielfreier Lauf der Wickelstangenzapfen 16 ist daher auch bei diesem Betriebszustand gewährleistet.

Zum Ausgleich des seitlichen Versatzes von nicht optimal aufgewickelten Materialrollen und um die Materialbahn während des Laufes auf der Maschinenmitte von der Material­ rolle nachgeordneten Verarbeitungsmaschinen u. a. Querschneider, Prägekalander zu halten, ist auch eine axiale Verschiebbar­ keit der Wickelstange 18 nötig.

Mit dem erfindungsgemäßen Wickelstangenzapfen 16 und dessen formschlüssiger Aufnahme in der Schieberinglagerung 50 ist dies dadurch möglich, daß die Schieberinglagerungen 50 bzw. die Befestigungsplatte 5 des Lagergehäuses 4 mit einer geeigneten Führung versehen (z. B. Schwalbenschwanz) und an einer der beiden Schieberinglagerungen 50 eine Verstellein­ richtung vorgesehen wird. Durch die formschlüssige Halterung der Wickelstangenzapfen 16 folgt die andere der beiden Schieberinglagerungen 50 der durch die Verstelleinrichtung bewirkte "axiale" Verstellung.

Die Verstelleinrichtungen für die radiale und axiale Verschie­ bung der Schieberinglagerungen 50 können dabei über ent­ sprechende Handräder oder Motorantriebe vom Bedienenden betätigt werden.

Die Ansteuerung der Verstelleinrichtungen durch Signale einer numerischen Steuerung (NC) ist ebenfalls möglich.

Als Material für die Wickelstangenzapfen 16 kommt einsatz­ gehärteter (oberflächengehärteter) Stahl in Frage, während für die Segmente 19 sowie für die Flächen 2.1, 2.2 des Formschlußstücks 2, welche entweder einstückig mit dem Formschlußstück 2 ausgebildet sind oder die gemäß einer Aus­ gestaltung als auswechselbare Einzelelemente am Formschluß­ stück 2 angebracht sind, Buntmetalle (Bronze), Kunststoff oder Keramik Verwendung finden.

Claims (10)

1. Schieberinglagerung zur beidseitigen Lagerung von Wickelstangenzapfen einer Wickelstange, wobei

• - jede der Schieberinglagerungen eine Welle aufweist, in der an einem Ende eine Ausnehmung vorhanden ist,
• - die Ausnehmung durch einen verschiebbaren Schiebering geöffnet und verschlossen wird,
• - in die Ausnehmung der mit einer dieser Ausnehmung ange­ paßten Form versehene Wickelstangenzapfen eingelegt ist,
• - zumindest eine der Schieberinglagerungen radial zur Wickelstange verschiebbar ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - der Wickelstangenzapfen (16) einen 6-eckigen Querschnitt besitzt und im Längsschnitt kreisförmig ist, so daß der Wickelstangenzapfen (16) sechs gleiche teilzylindrische Flächen (16.1) aufweist,
• - in der Ausnehmung (60), die sich in einem Bereich der Welle befindet, vier Segmente (19) jeweils um 60° versetzt, zur formschlüssigen Aufnahme von vier Flächen (16.1) des Wickelstangenzapfens (16) angeordnet sind,
• - jedes der Segmente (19) eine Form aufweist, die sich spiel­ frei an der Fläche (16.1) des Wickelstangenzapfens (16) anlegt,
• - an dem verschiebbaren Schiebering (1) ein Formschlußstück (2) angeordnet ist, das zwei Flächen (2.1, 2.2) aufweist, die sich in der Position des Schieberings (1), in der die Aus­ nehmung (60) verschlossen ist, an die restlichen beiden Flächen (16.1) des Wickelstangenzapfen (16) zumindest punktförmig anlegen.

2. Schieberinglagerung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (19) und die Flächen (2.1, 2.2) des Formschlußstücks (2) als auswechselbare Einzelelemente ausgebildet sind und aus Buntmetall (Bronze), Kunststoff oder Keramik bestehen.

3. Schieberinglagerung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Schiebering (1) aus Bronze, Sperroguß oder Mehanite besteht.

4. Schieberinglagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bewegung des Schieberings (1) von der offenen in die geschlossene Stellung ein Schließ­ mechanismus vorhanden ist.

5. Schieberinglagerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Schließmechanismus aus zwei zusammenwirkenden Teilen besteht,
• - ein erster Teil des Schließmechanismus aus einer Schließkurve (7.2) besteht, wobei diese einen Fußpunkt (7.3) besitzt, und in einer Verlängerungshülse (7.1), die an einer zur Wickelstange (18) gerichteten Lagerab­ deckung (7) vorgesehen ist, eingeformt ist,
• - ein zweiter Teil des Schließmechanismus an dem Formschlußstück (2) angeordnet ist und aus einem Vorsprung (2.4), der in einer Nut (3.21) in der Welle der Schiebe­ ringlagerung 50 gleitend eingreift, und einem mit einem durch eine Befestigungsschraube (2.5) am Vorsprung (2.4) befestigten Kugellager (2.7) besteht,
• - in der offenen Stellung des Schieberings (1) das Kugel­ lager (2.7) am Fußpunkt (7.3) der Schließkurve (7.2) anliegt,
• - bei einer Drehung der Wickelstange (18) sich daraufhin das Kugellager (2.7) an der Schließkurve (7.2) entlang bewegt und dadurch das Formschlußstück (2) mit dem Schiebering (1), an dem es angebracht ist, in die ge­ schlossene Stellung verschiebt.

6. Schieberinglagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wickelstange (18) in einer axialen Richtung verstellbar ist und dazu die Schieberinglagerungen (50) jeweils auf einer geeigneten Führung angeordnet sind, welche die Verschiebung in axialer Richtung zuläßt und an einer der Schiebering­ lagerungen (50) eine Verstelleinrichtung angeordnet ist.

7. Schieberingsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Schiebering (1) und an der zur Wickelstange (18) gerichteten Lagerabdeckung (7) jeweils eine Verkleidungshülse (8,9) angeordnet ist, welche teleskopartig übereinanderschiebbar sind und die den Schließmechanismus bei allen Betriebszuständen, wie dem Auf-und Abwickeln von der Wickelstange (18), sowie der Entnahme und dem Einsetzen der Wickelstange (18), abdecken.

8. Schieberinglagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung des Ver­ schiebewegs des Schließrings (1) in die geschlossene Stellung jeweils an der Stirnseite der Welle der Schieberinglagerung (50) ein Anschlag (3.25) angeordnet ist.

9. Schieberinglagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Ver­ schiebungen in radialer und/oder axialer Richtung durch den Bedienenden von Hand oder durch eine numerische Steuerung automatisch erfolgt.