EP0542113B1 - Chuck - Google Patents

Description

Translated fromGerman

Die Erfindung betrifft einen Spanndorn zum Erfassen und zur Festlegung einer auf eine Hülse aufgewickelten Bedruckstoffbahnrolle, der in einem Tragarm eines Rollenwechslers mittels einer Antriebsvorrichtung axial verfahrbar ist, mit einem zylindrischen Spanndornkörper und einer kegelstumpfförmigen Spanndornspitze.The invention relates to a mandrel for grasping and fixing a printing material web roll wound on a sleeve, which can be moved axially in a support arm of a roll changer by means of a drive device, with a cylindrical mandrel body and a truncated cone-shaped mandrel tip.

Ein gattungsgemäßer Spanndorn ist aus der DE-PS 40 13 092 bekannt. In den Seitenwänden des Rollenwechslers sind jeweils auf einer Tragachse Tragarme drehbar gelagert. Am jeweiligen Ende jedes der Tragarme sind drehbar angetriebene, baugleiche Spanndorne angeordnet. Zwischen zwei achsgleichen Spanndornen kann eine auf eine Hülse aufgewickelte Bedruckstoffbahnrolle eingespannt werden. Die Spanndorne sind jeweils mit einer Antriebsvorrichtung verbunden, die ebenfalls am jeweiligen Ende der Tragarme angeordnet ist und mittels der der mit ihr verbundene Spanndorn sowohl gedreht, als auch in axialer Richtung bewegt werden kann. Die mittels eines automatischen Transportsystems oder mit jeglichem anderen Transportmittel zum Rollenwechsler transportierte Bedruckstoffbahnrolle wird in der Regel mit einer Hubvorrichtung, die auch auf dem Transportsystem beziehungsweise Transportmittel installiert sein kann, in eine Beladestellung gebracht, die dadurch bestimmt ist, daß die Bedruckstoffbahnrolle in etwa achsrichtig zwischen den entsprechenden Spanndornen gehalten wird. Dabei summieren sich jedoch verschiedene Einstellungstoleranzen, wie zum Beispiel Abweichungen der geometrischen Eigenschaft der Bedruckstoffbahnrolle von den Idealwerten, so daß der Querschnittskreis der Hülse nicht genau konzentrisch zum Querschnittskreis der Rolle liegt, oder Lageabweichungen des automatischen Transportsystems, die Abweichungen der Beladestellung zur Folge haben.A generic mandrel is known from DE-PS 40 13 092. In the side walls of the reel changer, support arms are rotatably mounted on a support axis. Rotatably driven, structurally identical mandrels are arranged at the respective end of each of the support arms. A printing material web roll wound on a sleeve can be clamped between two axially identical mandrels. The mandrels are each connected to a drive device which is also arranged at the respective end of the support arms and by means of which the mandrel connected to it can be both rotated and moved in the axial direction. The printing material web roll, which is transported to the roll changer by means of an automatic transport system or by any other means of transport, is generally brought into a loading position with a lifting device, which can also be installed on the transport system or means of transport, which is determined by the fact that the printing material web roll is approximately in the axis between the appropriate mandrels are held. However, various setting tolerances add up, such as deviations in the geometric properties of the printing material web roll from the ideal values, so that the cross-sectional circle of the sleeve is not exactly concentric with the cross-sectional circle of the roll, or positional deviations of the automatic transport system, which result in deviations in the loading position.

Durch die Verwendung von Spanndornen mit kegelstumpfförmigen Spanndornspitzen soll trotz dieser Toleranzen ein Aufnehmen der Hülse möglich sein und die Gefahr einer Beschädigung der Hülse beim Zentrieren minimiert werden.Through the use of mandrels with frustoconical mandrel tips, despite these tolerances, the Sleeve possible and the risk of damage to the sleeve when centering can be minimized.

Jedoch ist es möglich, daß bei größeren Toleranzen, speziell bei einem automatischen Ablauf des Beladevorganges, im Falle, daß die Stirnflächen der Hülse gegen die Stirnflächen der Spanndorne fahren, die Ränder der Hülse aufgrund der Preßkraft der Spanndorne beim Zentrieren beschädigt werden können, oder daß ein Aufnehmen der Rolle gar nicht möglich ist. Der Spanndorn kann bei größeren Lageabweichungen auch die Papierrolle selbst beschädigen.However, it is possible that with larger tolerances, especially in an automatic sequence of the loading process, in the event that the end faces of the sleeve drive against the end faces of the mandrels, the edges of the sleeve can be damaged due to the pressing force of the mandrels during centering, or that it is not possible to pick up the roll. The mandrel can also damage the paper roll itself if there are large deviations in position.

Eine Lösungsmöglichkeit dieses Problems wäre eine dem Erfassen der Rolle vorangehende Lichtschrankenmessung durch die Hülse. Da jedoch dies eine indirekte Messung darstellt, ist eine zusätzliche Meßposition erforderlich, in die das automatische Transportsystem, bzw. die Hubvorrichtung verfahren muß. Dies birgt eine zusätzliche Fehlerquelle. Außerdem haben Versuche gezeigt, daß eine derartige Messung für das achsrichtige Aufnehmen der Hülse zu ungenau ist, da eine Streuung des Lichtstrahls, die besonders beim Auftreten unterschiedlicher Breiten der Bedruckstoffbahnrollen störend ist, unvermeidlich ist.One possible solution to this problem would be a light barrier measurement preceding the detection of the roll through the sleeve. However, since this represents an indirect measurement, an additional measurement position is required into which the automatic transport system or the lifting device must travel. This is an additional source of error. In addition, tests have shown that such a measurement is too imprecise for the axis-correct reception of the sleeve, since scattering of the light beam, which is particularly annoying when different widths of the printing material web rolls occur, is inevitable.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Spanndorn zum Erfassen einer auf eine Hülse aufgewickelten Bedruckstoffbahnrolle mit einfachen Mitteln so auszubilden, daß direkt während des Beladevorganges ein zerstörungsfreies Erkennen des Falles, bei dem das Aufnehmen der Rolle gar nicht bzw. ohne Beschädigung der Ränder der Hülse nicht möglich ist, gegeben ist und daß gleichzeitig eine Fehlermeldung an ein Kontrollpult ableitbar ist.The object of the invention is therefore to design a mandrel for detecting a roll of printing material web wound on a sleeve with simple means so that directly during the loading process a non-destructive detection of the case in which the roll is not picked up at all or without damaging the edges of the sleeve is not possible, is given and that at the same time an error message can be derived from a control panel.

DE-A-3 103 724 offenbart eine Vorrichtung zum Abrollen einer Papierbahn von einer Vorratsrolle. Die Vorrichtung weist zwei axial verfahrbare Aufnahmeköpfe auf, welche je mit einem Aufnahmekonus und einem Anschlagmittel ausgerüstet ist. An einem der Anschlagmittel ist ein Tastorgan mit einem Schaltmittel vorgesehen. Das Schaltmittel ist so angeordnet, daß es den Abstand der Vorratsrolle zum Anschlagmittel erfaßt und bei ein vorgegebenes Maß übersteigendem Abstand der Vorratsrolle vom Anschlagmittel ein Fehlersignal auslöst.DE-A-3 103 724 discloses an apparatus for unrolling a paper web from a supply roll. The device has two axially movable receiving heads, each of which is equipped with a receiving cone and a sling. A sensing element with a switching means is provided on one of the stop means. The switching means is arranged in such a way that it detects the distance between the supply roll and the lifting means and triggers an error signal if the distance between the supply roll and the lifting means exceeds a predetermined dimension.

Diese Aufgabe wird durch einen Spanndorn mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a mandrel with the features of claim 1.

Durch den mechanisch betätigbaren Tastkopf und dem in ihn integrierten elektrischen Schalter, der bei Betätigung des Tastkopfes einen elektrischen Schaltkreis aktiviert, ist es möglich, unabhängig von der Stärke der Preßkraft der Spanndorne sicher einen Fehler in der Beladestellung der Rolle zu erkennen und eine schnelle Abschaltung, beziehungsweise Umkehrung der Vorwärtsbewegung der Spanndorne zu gewährleisten, so daß eine Beschädigung der aufzunehmenden Hülse und Papierrolle ausgeschlossen ist.Due to the mechanically actuated probe and the integrated electrical switch, which activates an electrical circuit when the probe is actuated, it is possible to reliably detect an error in the loading position of the roll regardless of the strength of the pressing force of the mandrels and to switch it off quickly, or to reverse the forward movement of the mandrels, so that damage to the sleeve and paper roll to be accommodated is excluded.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfinndung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausührungsbeispieles anhand der einzigen Figur.Further features and expediencies of the invention result from the description of an exemplary embodiment with reference to the single figure.

Diese zeigt eine schematische Seitenansicht eines Spanndorns in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform. Der insgesamt mit 1 bezeichnete Spanndorn umfaßt in der dargestellten Weise einen zylindrischen Spanndornkörper 2 und eine kegelstumpfförmige Spanndornspitze 3. Der Spanndornkörper 2 weist eine Mehrzahl von Spreizbacken 4 auf, die in an sich bekannter Weise zum Festklemmen des Spannndorns 1 in einer Hülse 5 einer Bedruckstoffbahnrolle dienen. Der gesamte Spanndorn 1 ist axial durch einen auch als Begrenzungselement dienenden Abstreifring 6 bewegbar, dessen Funktionsweise ebenfalls bekannt und nicht Gegenstand der Erfindung ist.This shows a schematic side view of a mandrel in an embodiment according to the invention. The mandrel, designated as a whole by 1, comprises, in the manner shown, a cylindrical mandrel body 2 and a truncated cone-shaped mandrel tip 3. The mandrel body 2 has a plurality of expandingjaws 4, which are used in a manner known per se for clamping the mandrel 1 in asleeve 5 of a printing material web roll . The entire mandrel 1 can be moved axially by ascraper ring 6, which also serves as a limiting element, the functioning of which is also known and is not the subject of the invention.

Die Spanndornspitze 3 ist im Querschnitt gezeigt. Sie weist eine konzentrische Ausnehmung 7 auf. In diese Ausnehmung 7 ist der Tastkopf in Form eines Bolzens 8, der einerseits um einen festlegbaren Betrag a aus der Stirnfläche 9 der Spanndornspitze 3 herausragt und andererseits mittels einer Druckfeder 10, die schraubenförmig einen abgesetzten Teil 11 des Bolzens 8 umgibt, gegen den Boden 12 der Ausnehmung 7 in der dargestellten Weise abgestützt ist, axial verschiebbar eingelegt. Der Bolzen 8 ist mittels einer Zylinderschraube 13, die den Bolzen 8 axial durchgreift und durch den Boden 12 der Ausnehmung 7 in den Spanndornkörper 2 einschraubbar ist, gegen die Druckfeder 10 vorgespannt. Durch Einbeziehungsweise Ausschrauben dieser Zylinderschraube 13 läßt sich der Betrag a, um den der Bolzen 8 aus der Stirnfläche 9 der Spanndornspitze 3 herausragt, einstellen. Vorzugsweise wird die Zylinderschraube 13 in bekannter Weise und daher nicht dargestellt gegen einen einstellbaren Anschlag geschraubt, so daß das Maß a leicht und definiert erreichbar ist.Themandrel tip 3 is shown in cross section. It has aconcentric recess 7. In thisrecess 7 is the probe in the form of a bolt 8, which on the one hand protrudes by a definable amount a from the end face 9 of themandrel tip 3 and on the other hand by means of acompression spring 10, which helically surrounds a stepped part 11 of the bolt 8, against thebottom 12 therecess 7 is supported in the manner shown, inserted axially. The bolt 8 is prestressed against thecompression spring 10 by means of acylinder screw 13 which passes axially through the bolt 8 and can be screwed into the mandrel body 2 through thebase 12 of therecess 7. By inclusion Unscrewing thiscap screw 13 allows the amount a by which the bolt 8 protrudes from the end face 9 of themandrel tip 3 to be set. Preferably, thecap screw 13 is screwed in a known manner and therefore not shown against an adjustable stop, so that the dimension a can be reached easily and in a defined manner.

Der Bolzen 8 weist seinerseits eine zylindrische Ausnehmung 14 auf, die auf der dem Boden 12 gegenüberliegenden Seite des Bolzens 8 offen liegt. In diese Ausnehmung 14 ragt der elektrische Schalter in Form eines in Längsrichtung der Ausnehmung 14 bewegbaren Stiftschalters 15. Der Stiftschalter 15 ist einerseits durch eine Druckfeder 16 vom Boden 17 der Ausnehmung 14 beabstandet und andererseits in Verbindung mit den offenen Kontakten 18, 19 eines elektrischen Schaltkreises 20 bringbar. Im Ausführungsbeispiel sind die elektrischen Kontakte 18, 19 in Form von zwei ringförmigen und zueinander konzentrisch im Boden 12 der Ausnehmung 7 der Spanndornspitze 3 angeordnete Kontakte ausgebildet. Der Stiftschalter 15 ist mittels eines in den Bolzen 8 einsteckbaren Stiftes 21, der in eine Kerbe 22 des Stiftschalters 15 bringbar ist, in seiner Bewegung beschränkbar und somit gegen ein Herausfallen aus der Ausnehmung 14 gesichert.The bolt 8 in turn has acylindrical recess 14 which is open on the side of the bolt 8 opposite thebase 12. The electrical switch protrudes into thisrecess 14 in the form of apin switch 15 which can be moved in the longitudinal direction of therecess 14. Thepin switch 15 is spaced on the one hand by a compression spring 16 from thebottom 17 of therecess 14 and on the other hand in connection with theopen contacts 18, 19 of anelectrical circuit 20 bringable. In the exemplary embodiment, theelectrical contacts 18, 19 are designed in the form of two annular contacts which are arranged concentrically with one another in thebottom 12 of therecess 7 of themandrel tip 3. Thepin switch 15 can be restricted in its movement by means of apin 21 which can be inserted into the pin 8 and which can be brought into a notch 22 in thepin switch 15 and is thus secured against falling out of therecess 14.

Der Schaltkreis 20 ist durch den Spanndornkörper 2 zu einer nicht dargestellten Antriebsvorrichtung für den Spanndorn 1 geführt. Die Antriebsvorrichtung wirkt in bekannter Weise mit einem nicht gezeigten Signalgeber zusammen, so daß bei einer Umkehrung der Antriebsrichtung eine Fehlermeldung an ein Steuerpult herausgegeben werden kann.Thecircuit 20 is guided through the mandrel body 2 to a drive device for the mandrel 1, not shown. The drive device interacts in a known manner with a signal transmitter, not shown, so that an error message can be issued to a control panel when the drive direction is reversed.

Als vorteilhafte Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß die Spanndornspitze 3 im Bereich ihrer Stirnfläche 9 und der Bolzen 8 als Teil des Tastkopfes im aus der Stirnfläche 9 herausragenden Bereich so geformt sind, daß keine Kanten auftreten.It is proposed as an advantageous embodiment that themandrel tip 3 in the area of its end face 9 and the bolt 8 as part of the probe in the area protruding from the end face 9 are shaped such that no edges occur.

Dargestellt am Beispiel eines ausgefahrenen Spanndorns 1 befindet sich in der Zeichnung die Bedruckstoffbahnrolle zwar in der Beladestellung, jedoch ist ihre Hülse 5 nicht in der achsrichtigen Lage, so daß der Bolzen 8 in der Ausnehmung 7 der Spanndornspitze 3 beim Versuch, die Hülse 5 aufzunehmen gegen den Rand derselben fährt. Der Bolzen 8 wird gegen die Druckfeder 12 gedrückt und nimmt den Stiftschalter 15 mit, so daß dieser die Kontakte 18, 19 überbrückt. Der nun geschlossene Schaltkreis 20 veranlaßt die Antriebsvorrichtung für die axiale Bewegung des Spanndorns 1 ihre Antriebsrichtung umzukehren und gleichzeitig dem Signalgeber, eine Fehlermeldung an ein Steuerpult herauszugeben, damit ein Bediener alarmiert wird, um ein Ausrichten der Hülse 5 vorzunehmen, so daß eine Beschädigung der Hülse 5 gänzlich ausgeschlossen wird.Shown using the example of an extended mandrel 1, the printing material web roll is in the drawing in the loading position, but itssleeve 5 is not in the axially correct position, so that the bolt 8 in therecess 7 of themandrel tip 3 when trying to accommodate thesleeve 5 against drives the edge of the same. The bolt 8 is pressed against thecompression spring 12 and takes thepin switch 15 with it, so that it bridges thecontacts 18, 19. The now closedcircuit 20 causes the drive device for the axial movement of the mandrel 1 to reverse its drive direction and at the same time the signal generator to issue an error message to a control panel so that an operator is alerted to align thesleeve 5 so that the sleeve is damaged 5 is completely excluded.

Die gefederte Anordnung Bolzen 8, Druckfeder 12, Stiftschalter 15, Druckfeder 16 stellt sicher, daß die Hülse 5 nur mit einer kleinen Kraft beaufschlagt wird und, da der maximale Abstand des Stiftschalters 15 von den Kontakten 18, 19 kleiner als der Betrag a ist, daß der erforderliche Bremsweg mit dem Betrag a abgezogen der maximale Abstand des Stiftschalters 15 von den Kontakten 18, 19 gegeben ist, um die Zeitverzögerung zwischen Betätigung des Tastkopfes und Umkehrung der Antriebsbewegung zu überbrücken.The spring-loaded arrangement of bolts 8,compression spring 12,pin switch 15, compression spring 16 ensures that thesleeve 5 is only subjected to a small force and, since the maximum distance of thepin switch 15 from thecontacts 18, 19 is less than the amount a, that the required braking distance is subtracted by the amount a, the maximum distance of thepin switch 15 from thecontacts 18, 19 is given in order to bridge the time delay between actuation of the probe and reversal of the drive movement.

Die Spanndornspitze 3 ist mit einem Konuswinkel ausgestattet, bei dem die Hülse 5 relativ leicht gleitend und ohne Beschädigung auf die Spanndorne 1 rutschen kann, im Falle, daß die Achsenabweichung von der achsrichtigen Beladestellung in einem Toleranzbereich liegt, bei dem der Tastkopf 8 ganz mit seiner der Achse 5 zugewandten Seite in die Öffnung der Hülse 5 schauen kann.Themandrel tip 3 is equipped with a cone angle, in which thesleeve 5 can slide relatively easily and without damage to the mandrels 1, in the event that the axis deviation from the axially correct loading position is within a tolerance range in which the probe 8 is completely with it theaxis 5 facing side can look into the opening of thesleeve 5.

Claims (6)

1. Clamping mandrel for gripping and fixing a printing material web roll wound onto a sleeve (5), which is axially movable in a carrier arm of a roll exchanger by means of a drive device connected to a control device and which has a cylindrical clamping mandrel body (2) and a truncated cone-shaped clamping mandrel tip (3), characterised in that the clamping mandrel tip (3) has a sensor head (8, 10, 11, 14), mechanically actuatable by contact with the sleeve (5) or printing material web roll, for recognising the position of the sleeve (5) to be received, with which receiving is not possible without damage to the sleeve (5), integrated into the sensor head is an electrical switch (15, 16) which, when the sensor head (8, 10, 11, 14) is actuated, activates an electrical switch circuit (20) which controls the drive device of the clamping mandrel (1) so that an axial forwards movement of the clamping mandrel (1) for gripping the sleeve (5) is reversed on contact with the sleeve or printing material web roll, and the control device is activated to give out an error signal.
2. Clamping mandrel according to claim 1, characterised in that the sensor head (8, 10, 11, 14) is designed as a pin (8) which is inserted in an axially displaceable manner in a concentric recess (7) in the clamping mandrel tip (3) in such a way that it protrudes by a fixed amount (a) from the front face (9) of the clamping mandrel tip (3) and on the other side is supported against the base (12) of the recess (7) by means of a compression spring (10) which surrounds a recessed portion (11) of the pin (8) like a screw.
3. Clamping mandrel according to claim 2, characterised in that the pin (8) is prestressed against the compression spring (10) by means of a cylinder screw (13) which passes through the pin (8) axially and can be screwed through the base (12) of the recess (7) into the clamping mandrel body (2).
4. Clamping mandrel according to one of the preceding claims, characterised in that the sensor head (8, 10, 11, 14) has a cylindrical recess (14) into which projects the electrical switch (15) in the form of a pin switch movable in the longitudinal direction of the recess (14), the pin switch on the one hand being spaced by a compression spring (16) from the base (17) of the recess (14) and on the other hand being able to be brought into connection with the open contacts (18, 19) of the electrical switch circuit (20), the pin switch (15) being limited in its movement and secured against falling out of the recess (14) by means of an insertable pin (21).
5. Clamping mandrel according to claim 4, characterised in that the contacts (18, 19) of the switch circuit (20) are constructed in the form of two annular contacts arranged concentrically with respect to each other in the base (12) of the recess (7) of the clamping mandrel tip (3), and the switching circuit (20) is guided through the clamping mandrel body (2) to the drive device.
6. Clamping mandrel according to one of the preceding claims, characterised in that the clamping mandrel tip (3) and the sensor head (8, 10, 11, 14) are so formed that there are no edges on their outer faces.

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