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Vorrichtung zum Heben und Anpressen von Wickelbäumen Die Erfindung
betrifft eine hydraulisch betätigte Vorrichtung zum Heben und Anpressen von Wickelbäumen
für Textilmaschinen.
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Es ist bekannt, Wickelbäume an Textilmaschinen mittels hydraulischer
Vorrichtungen anzuheben oder auf den Umfang des Wickelgutes einen Druck auszuüben.
Hierbei ist es erforderlich, daß der Druckkolben über einen langen Weg ausfahrbar
ist, da der Wickelbaum im bewickelten Zustand einen wesentlich größeren Durchmesser
aufweist als im leeren Zustand. Die hydraulischen Vorrichtungen, die bisher dafür
angewendet werden, müssen in eingefahrenem Zustand bis tief in das Fundament hineinreichen,
wenn sie von unten an den Wickelbaum ansetzbar sein sollen. Es muß also für die
Hebevorrichtung eine Grube ausgehoben und ausgemauert werden, in welcher die bekannte
hydraulisch betätigte Vorrichtung untergebracht werden kann. Ein weiterer Nachteil
dieser Bauweise ist die Unzugänglichkeit der Einrichtung, die besonders bei der
Montage und bei Reparaturen sowie bei Reinigungs- und Überholungsarbeiten hindert.
Es muß dann nämlich die ganze Anlage ausgebaut und nach Reinigung wieder eingebaut
werden, was erhebliche Umstände macht. Darüber hinaus hat die bekannte Einrichtung
den Nachteil, daß eine selbsttätige Regelung des Preßdruckes schwierig ist. Der
Anpreßdruck muß nämlich mit zunehmender Last größer werden. Die Verwendung eines
auf eine bestimmte Druckgröße eingestellten bekannten Überlaufventils ist nicht
möglich. Es muß also laufend gemessen und nachgeregelt werden.
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Nun sind zwar Teleskopkolben bekannt, welche bei gleicher Ausfahrlänge
eine geringere Bauhöhe ermöglichen. Solche Teleskopkolben werden z. B. zum Heben
von Lasten verwendet. Für das Anpressen von Wickelbäumen können sie aber nicht ohne
weiteres verwendet werden, denn bei gleichem Druckwert des hydraulischen Mittels
ist der vom Teleskopkolben ausgeübte Druck von dem Ausfahrzustand stufenartig abhängig.
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Gemäß der Erfindung soll nun ein Teleskopkolben verwendet werden,
auf den außer den vom hydraulischen Mittel ausgeübten Kräften im gleichen Sinne
wirkende Zusatzkräfte wirken. Hierfür können Federn verwendet werden, welche es
ermöglichen, neben dem hydraulischen Druck zusätzliche Druckkräfte auf den Kolben
auszuüben. Bei der bekannten Bauweise ist wegen der Länge des Kolbens und des Zylinders
die Anwendbarkeit von Federn nur auf einen ganz geringen Bereich beschränkt. Im
Gegensatz zu dieser bekannten Bauweise ist bei Teleskopgliedern durch die Kürze
des Weges, den diese zurückzulegen haben, die Möglichkeit gegeben, Federn in die
einzelnen Teleskopglieder einzubringen und sie auf das in der Reihe folgende Teleskopglied
wirken zu lassen. Dadurch ist es erreichbar, daß bei großem Durchmesser des Wickelbaumes
eine stärkere Kraft auf diesen wirkt als bei leerem Baum. Durch die Verwendung von
Federn tritt die Wirkung der größeren Kraft bei größerem Wickeldurchmesser von selbst
ein, da die Federn durch ihre starke Zusammenpressung im vollen Zustand des Baumes
zusätzlich zu dem sonst gleichbleibenden Druck des hydraulischen Antriebes wirken.
Es kann daher auch ein überströmventil, welches den hydraulischen Druck konstant
hält, in die Leitung geschaltet werden.
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Als Federn werden vorzugsweise Schraubenfedern verwendet. Erhalten
die Federn zunehmende Steigung und werden sie so bemessen, daß sich bei zunehmendem
Druck die Gänge nacheinander anlegen, so wird damit die erwünschte Charakteristik
mit zunehmender Steilheit erreicht. In diesem Falle kann die Federkraft zum Ausgleichen
des Gewichtes, die hydraulische Kraft zur Erzeugung des Anpreßdruckes dienen und
kann dann vorbestimmt am Überlaufventil eingestellt werden.
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Eine weitere Fortbildung der Erfindung sieht vor, daß die Federn unter
Vorspannung setzbar sind. Durch die nicht lineare Ausbildung der Federcharakteristik
kann durch eine Vorspannung der Federn der Arbeitsbereich verschoben werden. Dies
ist erwünscht, denn das Gewicht des vollen Baumes kann je nach Werkstoff unterschiedlich
sein. Durch die Verschiebbarkeit des Arbeitsbereiches läßt sich die Federkraft an
das auszugleichende Gewicht anpassen.
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Die Erfindung erschöpft sich jedoch nicht in der Anwendung von Federn.
Auch andere Druckeinrichtungen, welche eine Belastungskurve mit exponentieller Charakteristik
besitzen, werden von der Erfindung umfaßt. So ist es beispielsweise möglich, einen
an
sich bekannten Windkessel so zu bemessen, daß sein Fassungsvermögen größer ist als
dasjenige des oder der Zylinder. Wird ein solches System Kolben-Windkessel so abgeschlossen,
daß die Flüssigkeit des Kolbens nur in den Windkessel fließen kann, so folgt dieses
System einem Exponentiaigesetz, indem die für das Einfahren des Kolbens erforderliche
Kraft mit dem Weg nach nicht linearer, d. h. ungefähr exponentieller Gesetzmäßigkeit
zunimmt. Auch durch die Formgebung des Windkessels, etwa nach Art einer halben Tonne
oder einer Kugel, kann der Verlauf der Charakteristik wesentlich beeinflußt werden.
Eine weitere Möglichkeit besteht in der Verwendung eines Windkessels mit verschiebbarem
Boden, der unter Wirkung einer Federkraft gesetzt wird. Für die Gestaltung der Federkraft
gilt das oben Gesagte entsprechend. Diese Bauweise ist besonders dort vorteilhaft,
wo durch äußere Einstellung eine Arbeitspunktverlegbarkeit auf der Charakteristik
erwünscht wird.
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Beim Abrollen des Baumes läßt es sich nicht ganz vermeiden, daß der
Baum infolge gewisser Unregelmäßigkeiten Stöße auf seine Unterlage, nämlich die
hydraulische Hebevorrichtung, weitergibt, die sich auf die hydraulische Leitung
übertragen. Durch die Verwendung eines Windkessels werden diese gelegentlichen kurzzeitigen
Druckimpulse aufgenommen und ausgeglichen, wodurch auch der Druck auf den Wickelbaum
ausgeglichener wird. Als Windkessel kann nach einer Fortbildung der Erfindung eine
Ausnehmung im Innern des Innenkolbens Verwendung finden.
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Ferner kann die Druckförderpumpe mit zwei Kolben verschiedenen Durchmessers
ausgebildet sein, von denen der eine stärkere Kräfte und geringe Förderleistung,
der andere geringe Kräfte mit größter Förderleistung bei gleicher Antriebsleistung
.abgeben kann.
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Mit einer derartig aufgebauten Pumpeinrichtung für das hydraulische
Druckmittel wird der Anwendungsbereich der Pumpeinrichtung beachtlich erweitert.
So ist beispielsweise bei dem vollen Baum, der ans der Maschine genommen werden
soll, es nicht möglich, mit einer Pumpeinrichtung, welche eine große Hubleistung
hat, den Baum nur um Bruchteile eines Millimeters zu heben, was jedoch erforderlich
ist, um die Lagerung der Baumwelle zu lösen, damit der Baum aus der Maschine herausgenommen
werden kann. Dagegen würde eine Einrichtung, welche nur mit geringer Förderleistung
arbeiten kann, die anderen Arbeiten, beispielsweise das Einlegen eines leeren Baumes
und das Ausfahren des Kolbens auf volle Länge, unnötig verzögern.
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Je nach der Stärke der Feder und dem Eigengewicht der Anlage kann
es mitunter vorteilhaft sein, die Federn so stark zu wählen, daß sie bereits den
leeren Baum von sich aus in die Höhe heben, so daß er ganz oder nahezu der Achsbefestigung
gegenübersteht. Durch den sich langsam füllenden Baum wird dann das Gewicht so schwer,
daß der Federdruck nicht mehr ausreicht und :die hydraulische Fördereinrichtung
,in Betrieb genommen wird. Bei einer derartig durch Federkraft vorgespannten hydraulischen
Hebeeinrichtung ist .es zum Auswechseln der Bäume zweckmäßig, den Kolben in seiner
Tiefstellung festlegen zu können, damit nach Entfernung .des vollen Baumes der leere
Baum auch in der Tiefstlage eingelegt werden kann, ohne daß die Kolben herausschnellen
können, was zur Folge hätte, daß der leere Baum von Hand in die Höchstlage gehoben
und ;dort eingelegt werden muß. Ein Beispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
schematisch dargestellt. Es zeigt Fig.1 die hydraulische Anlage mit aufgelegtem
leerem Wickelbaum, Fig.2 den Teleskopkolben mit vollem Wickelbaum, also in zusammengepreßtem
Zustand, unter Weglassung der übrigen hydraulischen Anlage, Fig.3 einen den besonderen
Anforderungen entsprechenden Windkessel.
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In einem Zylinder 1 gleitet das Teleskopglied 2, welches sowohl als
Kolben zum Zylinder 1 als auch als Zylinder zum Kolben 3 dient. Auf dem Kolben 3
sind die an sich bekannten Rollen 4 und 5 angebracht, auf welchen der Wickelbaum
6 aufgelegt wird, um den das Gut 7 aufgewickelt wird. Innerhalb des Zylinders 1
befindet sich eine Feder 8, die nach unten am Zylinderboden, nach oben an der unteren
Fläche des Teleskopglicdes 2 anliegt. In gleicher Weise hefindet sich im Teleskopglied
2 eine Feder 9, die na= am Ansatz 1!0 des Teleskopgliedes 2 anliegt und nach oben
auf die Unterfläche .des Kolbens 3 wirkt. Es ist auch möglich, den Boden des Kolbens
.3 unten mit einer Ausnehmung 11 zu versehern, in welche die Feder sich im zusammeugepreßten
Zustand einlegt, so daß das Kolbensystem im eingefahrenen Zustand eine niedrige
Banhöhe erhalten kann. Diese Ausnehmung kann gleichzeitig als Windkessel dieaaen,
so daß ein besonderer Windkessel dann nicht .erforderlich ist.
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Das hydraulische Druckmittel erhält der Zylinder@,1 über .die Leitung
12, .an die .ein Windkessel 13 angeschlossen sein kann. -Über ein Ventil 14,a wird
hy-
draulisches Druckmittel durch .die Handpumpe 15 oder über ein Ventil 14b
durch die Motorpumpe 1,6 zugeführt. Ferner ist an das Drucksystem ein M,ehzwegeschalter
17 angeschlossen, welcher die Druckleitua@g mit dem. Überströmventil 18 verbindet.
Dieser Mehrwegeschalter äst gleichzeitig auch zum Senke umschaltbar, indem .er :denn
hydraulischen Drudmittel den Rückweg .zum ölbehälter 19 freigeben kann. Er kann
auch so eingestellt werden, .daß das Übers~trömventil abgeschaltet ist, so daß der
Baum aus seiner Lagerung gehoben werden kann.
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Um zu verhindern, daß der eingefahrene Kolben, nachdem der gefüllte
W,i.4.elbaum abgenommen °worden ist' infolge der Federspannung hochschnellen kann,
sind zwei Haltearme 20 am Zylinder. mgebracht, welche den Kolben festsetzen.
Sobald .ein leerer Baum aufgelegt ist, kann nach Umlegen der Arme 20 der Kolb= wieder
ausfahren.
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Der Windkessel 13 kann eine Form erhalten, wie
sie die Fig.
3 wi.adexgibt. Mit .einem derartigen Windkessel kommt, nachdem. das, Ventil
17 auf die mittlere Stellung umgelegt ist, ein Kolbendrucksystem mit exponentieller
B,elastungskurye zustande- Die beim Hereindrücken des Kolbens in das Zylindersystem
abfließende Flüssigkeit gelangt in den W1-kessel. Sie verdrängt mit steigendem Spiegel
w=iger Luft, da auch der Druck im Innern des Windkessels entsprechend dem Außendruck
zugenommen hat. Durch die Anbringung eines Kegels im Innern ist die Charakteristik
des Systems heeinflußbar. Voragssetzung ist 'hierbei., daß .das Aufuahmevoluren
,4es Windkessels mit dem Volumen des KolbemzyMmdaersysten2,s aufeinander abgestimmt
ist. Im Beispiel der Fig,1 im Zusammenhang mit der Fig. 3 ist für .ic Fig.3 eine
Verkleinerung vorgenommen wortm. Das Gesamtfassungsverm.dgen des Windkessels muß
größer sein als das des Kolbenzylindersystenis.
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Als Handpumpe hat ,sich besonders eine Fmr;rpumpe bewährt, welche
mit ,zwei Kolben ansgebiblet
ist, von denen einer, der kleinere
Kolben, in dem größeren Außenkolben bewegt werden kann, jedoch kann der Innenkolben
auch mit dem Außenkolben fest verbunden werden. Es kann also mit dem gleichen Hebel
sowohl der Gesamtkolben als auch der kleine Einzelkolben betätigt werden.
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Wohlgemerkt gehören die Gegenstände der Ansprüche 2 bis 7 nur im Zusammenhang
mit dem Gegenstand des Anspruchs l zur geschützten Erfindung.