Fadenwickelmaschine
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fadenwickelmaschine mit einem Motor, einem mit diesem Motor betriebsmässig verbundenen Antriebsmechanismus, einer Winkelspindel zum Halten eines Wickelträgers, auf den ein Faden aunfgewickelt werden soll und der in Antriebsverbindung mit dem Motor steht, hin- und herbeweglichen Mitteln, um den Faden auf den Wickelträger zu führen, Mitteln mit einem drehbar angeordneten Nocken in Antriebsverbindung mit dem Antriebsmechanismus, um die Fadenführungsmittel hin- und herzubewegen, und einem um den Antriebsmechanismus herum angeordneten Antriebsgehäuse, und ist dadurch gekennzeichnet, dass die axialen Mittellinien des Nokkens und der Wickel spindel relativ zueinander fest angeordnet sind, und dass die Spindel, der Nocken und der Motor am Gehäuse angeordnet sind und von diesem getragen werden.
Anhand der beiliegenden Zeichnung wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt perspektivisch ein Ausführungsbeispiel einer Fadenwickelmaschine.
Fig. 2 zeigt eine Stirnansicht von rechts der in Fig. 1 dargestellten Maschine, wobei der Deckel des Gehäuses des Verzugsmechanismus abgehoben ist.
Fig. 3 zeigt, teilweise im Schnitt, eine Ansicht der in Fig. 1 dargestellten Maschine.
Fig. 4 zeigt einen senkrechten Schnitt durch die Changiervorrichtung, welche in der in Fig. 1 dargestellten Maschine verwendet wird.
Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch die Changiervorrichtung längs der Linie 5-5 der Fig. 4.
Fig. 6 zeigt, teilweise im Schnitt, eine Ansicht der Strangführungsvorrichtung der Maschine gemäss Fig. 1.
Fig. 7 zeigt einen senkrechten Schnitt durch die Strangführungsvorrichtung längs der Linie 7-7 der Fig. 6.
Fig. 8 zeigt einen senkrechten Schnitt durch die Strangführungsvorrichtung längs der Linie 8-8 der Fig. 6.
Es sei nunmehr auf die Fig. 1 bis 3 Bezug genommen. Die Fadenwickelmaschine 20 weist eine sich drehende Wickelspindel 22 auf, auf der ein Wickelträger 24 montiert ist. Der Faden wird auf den Wickelträger 24 durch eine sich hin- und herbewegende Fadenführung 26 geführt. Die Wickelspindel 22 und die sich hin- und herbewegende Fadenführung 26 werden von einem Motor 30 angetrieben. der mit der Wickelspindel über einen Antriebsriemen 32 in Antriebsverbindung steht. Die Wickelspindel 22 steht über einen Antriebsmechanismus 34 in Antriebsverbindung mit dem Mechanismus 36 zur Hin- und Herbewegung der Fadenführung, durch welchen die Fadenführung 26 hin- und herbewegt wird.
Der Wickelmaschinenmotor 30 ist ein speziell ausgelegter Einphasen- oder Mehrphasenelektromotor, der sich automatisch verlangsamt, wenn sich der Durchmesser des Materials auf der Wickelspule vergrössert, um einen gleichförmigen Wicklungszug und eine gleichförmige Wicklungsgeschwindigkeit aufrecht zu erhalten.
Geeignete Motoren, die die im Vorstehenden beschriebenen Eigenschaften haben, werden von der Firma A. B.
Wesche Electric Company of Cincinnati, Ohio, hergestellt. Die Leistungscharakteristiken dieser Motoren werden in einem Aufsatz beschrieben, der den Titel hat Torque Motors and Brakes > > und der im April 1957 in der Zeitschrift Product Engineering erschienen ist.
Der Motor 30 der Wickelmaschine ist in irgendeiner beliebigen Art am einteiligen Gehäuse 40 befestigt und wird von diesem Gehäuse freitragend an der senkrechten Wandung 38 gehalten. Dieses Gehäuse 40 wird später als Gehäuse des Vorschubmechanismus bezeichnet.
Es sei nun auf die Fig. 2 und 3 Bezug genommen.
Der Motor 30 der Wickelmaschine weist eine einzige Ausgangswelle 46 auf, die sich in das Gehäuse 40 des Vorschubmechanismus hinein erstreckt. An dieser Welle ist eine Antriebsriemenscheibe 48 beispielsweise mittels eines Keiles 50 befestigt. Ein flexibler Antriebsriemen 52 erstreckt sich um die Riemenscheibe 48 und um eine angetriebene Riemenscheibe 54 (siehe Fig. 3) herum.
Diese Riemensgeibe 54 kann mit der Wickelspindel 22 verkeilt oder in anderer Weise an dieser Spindel befestigt sein. Die Spannung des Antriebsriemens 52 kann durch die Einstellung einer Riemenscheibe 56 verändert werden. Diese Riemenscheibe 56 ist an einem Achsstummel 58 drehbar gelagert, der an einer keilförmigen Tragplatte 60 befestigt ist.
Die Tragplatte 60 ist verschwenkbar an der senkrechten Seitenwandung 38 des Gehäuses 40 an einem Zapfen 62 gelagert und weist einen gebogenen Schlitz 64 an dem Ende auf, der dem Achsstummel 58 gegenüberliegt. Eine Schraube 66, die sich durch den Schlitz 64 hindurch erstreckt, und die in der Gehäuseseitenwandung 38 eingeschraubt ist. kann angezogen werden, um die Riemenscheibe 56 in der Stellung zu halten, in der diese eingestellt ist.
Es sei nun insbesondere auf Fig. 3 Bezug genommen.
Die Wickelspindel 22 ist eine lang-gestreckte Welle, die von einem Paar in axialem Abstand voneinander angeordneten Kugellagern 68 und 70 drehbar getragen wird. Die Kugellager 68 und 70 sitzen in einem Ansatz 72, der mit dem Gehäuse ein Ganzes bildet und der senkrecht zur Seitenwandung 38 des Gehäuses angeordnet ist und der oberhalb des Motors 30 angeordnet ist.
Dichtungen 74 und 76 sind den Kugellagern 68 und 70 benachbart angeordnet, um zu verhindern, dass Schmiermittel aus dem Gehäuse 40 austreten kann.
Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, sind zylindrische Wickelträger 78 und 80 am inneren und äusseren Ende der Wickelspule 22 montiert, um eine Abpackeinheit oder um einen Wickel 24 zu tragen, der wie dargestellt, ein zylindrisches Papprohr ist. Anstelle dieses zylindrischen Papprohres kann jede gewünschte beliebige Abpackeinheit verwendet werden. Radiale Flansche 82 an den Wickelkörpern bilden sich axial erstreckende kreisförmige Vorsprünge 84, die den Wickel 24 konzentrisch zur Wickelspindel 22 halten. Weiterhin werden ringförmige Vorsprünge 86 gebildet, die den Wickel in einer festen axialen Stellung gegenüber der Wickelspindel halten.
Der innere Wickelträger 78 ist an der Wickelspindel 22 mittels einer Madenschraube 88 befestigt. Der äussere Wickelträger 80 wird in abnehmbarer Weise durch einen Schraubenkopf 90 gehalten, der einen Schaft 92 aufweist, der in das äussere Ende der Wickelspindel eingeschraubt ist. Durch ein Abschrauben des Schraubkopfes 90 kann der äussere Wickelträger 80 abgenommen werden, und dadurch kann der Wickel von der Wickelspindel abgezogen werden.
Um zu verhindern, dass der Faden, der auf die Abpackeinheit 24 aufgewickelt wird, sich mit dem Mechanismus der Wickelmaschine verschlingt oder verwickelt, ist ein konischer Fadenschutz 92 vorgesehen, der das innere Ende der Wickelspindel 22 umgibt, und der an der Gehäuseseitenwandung 38 mittels Schrauben 96 befestigt ist. Das äussere Ende des Fadenschutzes 94 umgibt wenigstens einen Teil des inneren Wickelkörpers 78 und erstreckt sich zu einem Punkt, der dem inneren Ende des Aufwickelrohres 24 benachbart liegt.
Es sei weiterhin auf die Fig. 2 und 3 Bezug genommen. Ein Stirnzahnrad 98, welches an der Wickelspindel 22 der Riemenscheibe 54 benachbart mittels eines Keiles 100 und einer Mutter 102 befestigt ist, ist das Eingangszahnrad des Vorschubübertragungsmechanismus 34. Das Eingangszahnrad 98 kämmt mit einem Stirnzahnrad 104, welches zusammen mit einem Stirnzahnrad 106 eine Zwischenzahnradgruppe 108 bildet. Die Zwischenzahnräder 104 und 106 sind aneinander befestigt, um sich gleichzeitig und miteinander zu drehen, und werden drehbar von einem Achsstummel 110 getragen, an welchem diese Zahnräder durch eine Flügelschraube 112 befestigt sind.
Der Achsstummel 110 erstreckt sich senkrecht von einer Halterung 114 aus, und diese Halterung 114 ist an der Gehäuseseitenwandung 38 mittels einer Schraube 116 befestigt, die sich durch eine Beilagscheibe 118 hindurch erstreckt und durch ein Langloch 120 in der Halterung 114 und diese Schraube 116 ist in die Gehäuseseitenwandung eingeschraubt. Das Langloch 120 ermöglicht eine Universalbewegung der Halterung 114 in einer Ebene parallel zum Zahnradgetriebemechanismus, wodurch es möglich ist, dass Zahnräder mit verschiedenen Durchmessern am Achsstummel 110 montiert werden können und in einen kämmenden Eingriff mit den zusammenwirkenden Zahnrädern des Vorschubgetriebemechanismus gebracht werden können. Die Halterung 114 wird in der Stellung, in die sie gebracht ist, dadurch gehalten, dass die Schraube 116 angezogen wird.
Das Zahnrad 106 des Zwischenzahnradsatzes 108 kämmt mit einem Stirnzahnrad 122, welches am Ende der Nockenwelle 124 mittels eines nicht dargestellten Keiles und einer Flügelmutter 128 befestigt ist. In einer noch zu beschreibenden Weise bewirkt die Drehung der Nockenwelle 124 eine Hin- und Herbewegung der Fadenführung 26 axial zum Wickel 24, um den Faden auf das Wickelrohr zu führen. Der Vorschubübertragungsoder Vorrückungsübertragungsmechanismus bewirkt die gleichzeitige Drehung des Wickels 24 und die Hin- und Herbewegung der Fadenführung 26 und zwar derart, dass eine Wicklung des Fadens, der auf das Wickelrohr aufgebracht ist, nicht genau und exakt auf der vorhergehenden Wicklung liegt, was zu einem sehr instabilen Wickel führen würde.
Diese Funktionsweise des Vorschub- oder Vorrückungsmechanismus und die Art und Weise des Betriebes sind im einzelnen in der USA Patentschrift 3193209 beschrieben und es wird bezüglich der Einzelheiten dieses Mechanismus auf diese verwiesen.
Eines der wesentlichen Merkmale des Vorschuboder Vorrückungsmechanismus ist das, dass die Zahnräder schnell und leicht durch das Bedienungspersonal ersetzt oder ausgetauscht werden können, um die Vorrückung oder den Vorschub und/oder die Wickelstufe zu ändern. Dies kann mit einem Zwanzigstel des Kraftaufwands durchgeführt werden, der erforderlich ist, um den gleichen Vorgang an anderen Wickelmaschinen durchzuführen.
Wie bereits ausgeführt, ist das Gehäuse 40, welches den Vorschub- oder Vorrückungsmechanismus 34 umgibt, ein einteiliges Gussgehäuse, welches mit einer senkrechten Seitenwandung 38 ausgerüstet ist. Das Gehäuse 40 weist eine zweite ganzteilige senkrechte Seitenwandung 132 auf, die im Abstand parallel zur Seitenwandung 38 angeordnet ist. Eine vergrösserte Öffnung 134 ist in der Gehäuseseitenwandung 132 vorgesehen, damit ein Zugang zum Vorschub oder Vorrückungsmechanismus 34
Mit Öffnungen versehene Ansätze 138, die in der möglich ist. Die Zugangsöffnung 134 wird durch einen Deckel 136 verschlossen, der am Gehäuse angeschraubt ist oder in einer beliebigen anderen gewünschten Weise am Gehäuse befestigt werden kann. unteren Wandung 140 des Gehäuses 40 ausgebildet sind, ermöglichen es, dass die Wickelmaschine 20 auf einem geeigneten Träger festgeschraubt werden kann.
Ein zum Anheben dienendes Auge 142 ist in einen Ansatz 144 eingeschraubt, der an der oberen Wandung 146 des Gehäuses 40 vorgesehen ist. Durch dieses Auge wird eine Handhabung der Wickelmaschine 20 erleichtert.
Es sei nunmehr auf die Figuren 3 und 4 Bezug genommen. Die Nockenwelle 124, die vom Vorschuboder Vorrückungsmechanismus gedreht wird, wird am inneren Ende eines langgestreckten zylindrischen Nockens 148 befestigt. An der Oberfläche dieses zylindrischen Nockens 148 ist eine geschlossene schraubenförmige Nute oder Nockenführungsbahn 150 ausgebildet. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel hat der zylindrische Nocken 148 einen Durchmesser von 2,5 Zoll und eine Länge von 12 Zoll. Die Nocken- oder Führungspur 150 ist fünfmal gewunden. d. h. die Spur umschlingt fünfmal den Nocken 148. Daraus folgt, dass ein Nockennachläufer sich geradlinig von einem zum anderen Ende des Nockens 148 für je fünf Umdrehungen des Nockens einmal bewegt.
Diese genauen Abmessungen des Nockens 148 und die Anzahl der Windungen der Nockenspur 150 sind nicht kritisch, doch sollte zur Erzeugung einer fest gewickelten Wicklung das Verhältnis der Länge des Nokkens zum Nockendurchmesser multipliziert mit der Anzahl der Umdrehungen etwa bei 1 zu 1 liegen.
Der Nocken 148 ist drehbar in einem Gehäuse 152 von einem Kugellager 154 getragen, das in der inneren Endwandung 156 des Gehäuses angeordnet ist und von einem Kugellager 158, welches einen Achsstummel 160 umgibt, der am äusseren Ende des Nockens 148 befestigt ist. Das Kugellager 158 ist in einer Öffnung 162 angeordnet, die in einer Endplatte 164 ausgebildet ist, welche am äusseren Ende des Gehäuses 152 beispielweise mittels Schrauben 166 befestigt ist.
Der Nocken 148 wird im Gehäuse 152 durch einen einstellbaren Bund 168 axial angeordnet, der nach der Einstellung am Achsstummel 160 zwischen dem äusseren Ende des Nockens 148 und des Kugellagers 158 beispielsweise mittels einer nicht dargestellten Madenschraube befestigt wird. Eine O-Ring-Dichtung 170 ist zwischen dem Gehäuse 152 und der Endplatte 164 angeordnet und verhindert, dass Schmiermittel aus dem Gehäuse nach aussen austreten kann.
Die Drehung des zylindrischen Nockens 148 bewegt einen Nockennachläufer 172 geradlinig längs eines Weges parallel zur Längsachse des Nockens. Der Nockennachläufer 172 weist einen gleichförmig starken unteren Teil mit verstärkter Breite 174 auf, der sich nach unten in die Nockenführungsspur 150 hinein erstreckt und einen nach oben gerichteten Zapfen 176, der sich in eine nach unten gerichtete Blindbohrung 178 hineinerstreckt, die an einem Nockennachläuferträger 180 ausgebildet ist. Der Nockennachläufer 172 und der Nockennachläuferträger 180 sind derart aneinander befestigt, dass sich diese Teile gemeinsam und gleichzeitig bewegen. Der Nockennachläufer kann sich jedoch relativ zu seinem Träger verschwenken, damit dieser der Nockenspur 150 folgen kann.
Wie Fig. 5 zeigt, ist der Nockennachläuferträger 180 in einer Öffnung 182 angeordnet, die auf der Oberseite des Gehäuses 152 vorgesehen ist, wobei sich diese Öffnung in Längsrichtung des Gehäuses erstreckt. Eine geschlitzte Staubabdeckung 184 ist oberhalb der Öffnung 182 mittels Schrauben 186 befestigt (siehe Fig. 5). Seitenflansche 188, die am unteren Ende des Nockennachläuferträgers 180 ausgebildet sind, wirken mit dem Staubdeckel 184 zusammen, um zu verhindern, dass Staub in das Innere des Gehäuses 152 eintreten kann.
Es kann auch eine geschlitzte Kunststoff-oder Gummimembran als Staubdeckel verwendet werden. In diesem Fall wird der Nachläuferträger die Membran zur Seite drücken, wenn der Nachläuferträger hin und her bewegt wird.
Es sei nunmehr auf die Fig. 4 und 8 Bezug genommen. Der Nockennachläuferträger 180 ist mittels Schrauben 189 an einem im allgemeinen zylindrischen Fadenführungsträger 190 befestigt, der mittels Lagern 193 an einer Führungsstange 192 gleiten kann. Die Lager 193 können von beliebiger Bauart sein und werden durch Sprengringe 194 gehalten. Die Führungsstange 192 wird im Abstand vom Nocken 148 und parallel zu diesem durch Endstücke 195 mit vermindertem Durchmes ser gehalten, die sich in zu :) Öffnungen 196 hinein erstrecken, die an der inneren Gehäusewandung 156 und an der Endplatte 164 ausgebildet sind.
Die Fadenführung 26, mittels welcher der Faden auf den Wickel 24 gewickelt wird, weist einen langgestreckten Arm 198 auf, der vorzugsweise aus Aluminium oder einem anderen leichten Material gegossen ist und an einem Ende am Zylinderträger 190 schwenkbar gelagert ist. Der Fadenführungsarm 198 wird an einer axialen Bewegung des Trägers 190 durch Sprengringe 200 gehindert.
Eine schweineschwanzförmige Fadenführung 202 ist in das hintere oder angelenkte Ende des Fadenführungsarmes 198 eingeschraubt und wird durch eine Mutter 203 gehalten. Ein vorzugsweise keramischer Fadenführungseinsatz 204 ist am vorderen oder freien Ende des Fadenführungsarmes 198 mittels einer Schraube 206 befestigt, wie es in den Fig. 6 und 7 gezeigt ist. Der Führungseinsatz 204 kann, muss jedoch nicht notwendigerweise die Form haben, die in der Fig. 1 der oben zitierten USA Patentschrift dargestellt ist.
Es sei nunmehr auf die Fig. 6 und 7 Bezug genommen. Es ist eine Federvorspannungseinrichtung 208 in der Fadenführung 26 vorgesehen, um den Fadenführungseinsatz 204 in Berührung mit dem Wickel 24 zu halten. Die Einrichtung 208 weist eine flache Feder 210 auf, die an einem Ende zwischen dem Nockennachläuferträger 180 und dem Zylinderträger 190 mittels der Schrauben 189 befestigt ist, die die beiden Träger miteinander verbinden. Die Feder 210 ist rohrförmig gewunden, und an ihrem gegenüberliegenden Ende in einer geschlitzten Hülse 212 gefestigt, die an einer horizontalen Welle 214 befestigt ist, die drehbar in fluchtenden Öffnungen 218 und 220 gelagert ist. Diese Öffnungen sind im Arm 198 vorgesehen. Ein Einstellknopf 222 ist am äusseren Ende der Welle 214 befestigt.
Durch ein Drehen des Knopfes 222 kann die Feder 210 aufgewickelt oder entspannt werden, wodurch die Kraft verändert wird, die durch die Feder 210 auf den Fadenführungsarm 198 ausgeübt wird, und demzufolge die Kraft, mit der der Fadenführungseinsatz 204 gegen den Wickel 24 gedrückt wird.
Um die Welle 214 in der eingestellten Lage zu hal- ten, wird ein Sperrklinkenmechanismus 224 und 226 verwendet. Das Sperrad 224 ist drehbar an der Welle 214 mittels eines Zapfens 228 befestigt. Die Sperrklinke 226, die vorzugsweise aus einer kurzen Länge eines Federmetalls besteht, ist mit ihrem oberen Ende an einem Vorsprung 229 des Führungsarmes 198 mittels einer Schraube 230 und einer Mutter 232 befestigt. Das untere Ende der Sperre 226 greift in die Zähne 234 des Sperrades 224 ein.
Der Mechanismus 36 zur Hin- und Herbewegung der Fadenführung und die Fadenführungseinrichtung 198 werden freitragend von der senkrechten Seitenwandung 38 des Gehäuses 40 des Vorrückmechanismus oberhalb des Motors 30 und auf der gleichen Seite dieses Motors und der Wickelspindel getragen, und der Mechanismus 36 liegt im Abstand parallel mit dem Motor und der Wickelspindel und wird durch Schrauben 236 gehalten.
Die Schrauben erstrecken sich durch Öffnungen 238 im Ringflansch 240, der an der inneren Endwandung 156 des Gehäuses 152 ausgebildet ist. Diese Schrauben sind in die Seitenwandung 38 des Gehäuses für den Vorrückmechanismus eingeschraubt.