DE102008033581A1

DE102008033581A1 - Spulenträger für konstante Wickelgutspannung

Info

Publication number: DE102008033581A1
Application number: DE102008033581A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Emmerich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-07-17
Filing date: 2008-07-17
Publication date: 2010-02-11
Anticipated expiration: 2028-07-18
Also published as: DE102008033581B4

Abstract

Spulenträger (1) mit einem beweglich gelagerten, vorgespannten Führungselement (2), mit dessen Hilfe das Wickelgut für die Spulreise gespannt werden kann, mit einer ein bremskraftspendendes Bauteil (22) aufweisenden Bremse (3) für die Spule (4), dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenträger (1) zusätzlich zum bremskraftspendenden Bauteil (22) der Bremse (3) ein zumindest teilweise elastisch verformbares Steuerungselement (5) aufweist, über das das Führungselement (2) mit der Bremse (3) wirkverbunden ist, wobei das Steuerungselement (5) wenigstens einen Regler (6) für die Voreinstellung des Dehnungsgrades des elastisch verformbaren Teils (7) des Steuerungselements (5) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Spulenträger für Flechtmaschinen, Klöppelmaschinen, Verseilmaschinen und dergleichen.
Üblicherweise sind Maschinen im Einsatz, die mit hohen Geschwindigkeiten gefahren werden. Dabei umfassen einzelne Maschinen eine Vielzahl von Spulenträgern, die mit wickelgutbestückten Spulen beladen werden und kreisförmig um den Vereinigungspunkt der einzelnen Wickelgüter angeordnet sind. Um eine gleichmäßige Zug- und Dehnfestigkeit des Endprodukts gewährleisten zu können, ist es dabei höchst wünschenswert, die Spannung des Wickelguts während des Verarbeitungsvorgangs über die gesamte Spulreise im Wesentlichen konstant zu halten. Dies ist deshalb keine Selbstverständlichkeit, weil mit abnehmender Spulenfülle eine Zunahme der Wickelgutspannung verbunden ist und je nach Wicklung unterschiedliche Wickelgutzuführungsgeschwindigkeiten auftreten können, die ebenfalls zu unerwünschten Schwankungen der Wickelgutspannung führen.
Aus DD 69 422 ist bekannt, Bremsen an Spulenträgern für Flechtmaschinen vorzusehen, bei denen ein mittels einstellbarer Federkraft vorgespannter geschlitzter Klemmring vorgesehen ist, wobei die Federkraft in Abhängigkeit von der durch die Abzugsspannung des Flechtgutes bedingten Stellung einer in seiner Spannung verstellbaren federbelasteten Rolle gesteuert wird.
DE 20 25 202 beschreibt eine Spulenbremse, die über einen Tastarm für die Spulenfülle gesteuert wird, wobei der Tastarm über eine einstellbare Zugfeder mit einem Hebel der Bremse verbunden ist.
DE 40 34 893 kombiniert beide Steuerungsvarianten für Flechtmaschinen und versucht so, das Problem, der Spannungsschwankungen des Wickelguts zu beherrschen. Dabei wird eine fadenspannungsgesteuerte, spulenwickeldurchmesserabhängige Bremsung vorgeschlagen, bei der mittels eines starren Gestänges die Bremskraft einer an der Spulendrehachse angeordneten Bremsvorrichtung geregelt wird. Die Steuerung ist dabei von der Formgebung eines verschwenkbaren, fadenführenden Drehtellers und von dessen Auslenkung abhängig, die sowohl von der auf die Führungsrollen des Drehtellers wirkende Fadenspannung als auch von der durch die Spulenfülle beeinflusste Spannung einer Gegenfeder gesteuert wird.
Während die in DD 69 422 und DE 20 25 202 offenbarten Vorrichtungen eine feinfühlige Steuerung der Fadenspannung nicht zulassen, wird dies durch die Vorrichtung aus DE 40 34 893 besser erreicht, indem zusätzlich zur Fadenspannung die abgetastete Spulenfülle in die Steuerung der Bremse einfließt.
Nachteilig bei den bisherigen Konstruktionen ist, dass die Einstellung der fadenspannungs- und/oder spulenwickeldurchmesserabhängige Gegenkraft, die die jeweils voreingestellte Bremswirkung teilweise wieder aufhebt, nicht mit befriedigender Genauigkeit vorgenommen werden kann, insbesondere, wenn Wickelgut mit unterschiedlichen Materialeigenschaften in schnellem Wechsel zur Verarbeitung kommt, wie beispielsweise in Lohnflechtbetrieben. Eine Anpassung der Bremsgegenkraft durch Austausch von Bauteilen ist zwar denkbar, jedoch aufwändig, da für jedes einzelne Wickelgut spezielle Bauteile bzw. Federn bereit gehalten werden müssten. Erstrebenswert ist deshalb eine stufenlose Regelbarkeit über einen an unterschiedlichstes Wickelgut anpassbaren Bereich bei hoher Genauigkeit. Einen solchen universell einsetzbaren Spulenträger für konstante Wickelgutspannung bereit zu stellen, durch den die genannten Nachteile vermieden werden, ist daher Aufgabe der Erfindung.
Dies wird vorliegend durch die zusätzliche Einführung eines voreinstellbaren, zumindest teilweise elastisch verformbaren Steuerungselements zur Steuerung der Bremsgegenkraft erreicht, das die Spulenbremse und das die Wickelgutspannung aufnehmende Führungselement miteinander wirkverbindet. Der Dehnungsgrad des Steuerungselements und, proportional dazu, die von einem wickelgutspannungsabhängig ausgelenkten Führungselement zu erzeugende Bremsgegenkraft ist dabei mit einem Regler einstellbar, wobei hier unter Dehnung sowohl positive als auch negative Dehnung, gemeinhin auch als Stauchung bezeichnet, verstanden wird. Ähnlich wie bei der in DD 69 422 beschriebenen Vorrichtung wird ein Regelkreis geschaffen, bei dem die Wickelgutspannung als Gegenkraft zur Bremskraft der Spulenbremse genutzt wird. Bei zunehmender Fadenspannung, beispielsweise durch abnehmende Spulenfülle bedingt, steigt die Bremsgegenkraft mit der Folge, dass die Bremswirkung vermindert wird, was wiederum zu einer nachlassenden Wickelgutspannung führt. Gelingt es dabei, mittels exakter Voreinstellung der Bremskraft eine umgekehrt proportionale, lineare Abhängigkeit von Wickelgutspannung und Bremskraft zu erreichen, so kann die Wickelgutspannung auf diese Weise konstant gehalten werden. Zumindest für unterschiedliches Wickelgut scheitert die Konstruktion gemäß DD 69 422 an dieser Aufgabe.
Mithilfe eines Spulenträgers gemäß Anspruch 1 ist es jedoch nunmehr möglich, nicht nur eine Voreinstellung der Bremskraft vorzunehmen, sondern zusätzlich auch eine genau dosierbare Einstellung der Bremsgegenkraft vorzunehmen, indem der Dehnungsgrad des zusätzlichen, die Bremsgegenkraft mittels elastischer Verformung abfangenden Steuerungselements wickelgutspezifisch justiert wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, bei der das zusätzliche Steuerungselement (5) vorzugsweise eine Druckfeder (10), einen an deren Federkraftwirkfläche (11) angeordneten stiftförmig ausgestalteten Kopf (12) und eine Schraubenmutter (9) aufweist. Das Steuerungselement (5) ist vorzugsweise zwischen einem drehbar gelagerten Hebel (16) und einem Gleiter (21) angeordnet.
Der Gleiter (21) ist vorzugsweise ringförmig ausgestaltet, an einem Ende des Bremsbandes (19) der vorzugsweise eingesetzten Bandbremse befestigt. Er gleitet auf einer am Spulenträger fixierten Führungsstange (25). Das Bremsband wird mittels einer mit einer Schraubenmutter (24) in ihrer Härte einstellbaren Feder (23) vorgespannt, deren Federkraft auf die bremsseitige Fläche des Gleiters (21) in Richtung zunehmender Bremsbandreibung wirkt. Auf die der bremsseitigen Fläche gegenüberliegende Seite des Gleiters (21) wirkt das Steuerungselement (5) mittels der Federkraft der gewundenen Torsionsfeder (10), die den elastisch verformbaren Teil der Steuerungseinrichtung (5) darstellt. Dabei ist die Feder (10) zwischen Kopf (12) und Schraubenmutter (9) angeordnet, deren Gegengewinde sich vorzugsweise an dem Gleiter (21) befindet. Die Führungsstange (25) für den Gleiter (21) ist vorzugsweise so lang, dass sie als Seele für die Feder (10) dienen kann und mit ihrem in Richtung des Hebels (16) weisenden freien Ende über die letzte Windung der Feder (10) hinaussteht. Dem freien Ende der Führungsstange (25) aufgesetzt ist der Kopf (12), der federseitig wulstartig verdickt ist. Der stiftförmige Teil des Kopfes (12) ragt durch einen am Spulenträger (1) fixierten Führungsring (14), dessen innerer Durchmesser kleiner als der Außendurchmesser des Wulstes (13) ist, so dass die Feder (10) den Wulst (13) gegen den federseitigen Rand des Führungsringes (14) drückt.
Der stiftförmige Kopf (12) ragt, durch die Feder (10) federkraftbeaufschlagt, teilweise hebelseitig aus dem Führungsring (14) heraus und liegt der Druckfläche (18) des Hebels (16) an. Der Kopf (12) hat auf der Führungsstange (25) so viel Spiel, dass er auf der Führungsstange (25) axial verschoben werden kann und ein Stauchen der Feder (10) durch Krafteinwirkung auf den Kopf (12) möglich ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform (nicht gezeigt) ist das Gegengewinde der Schraubenmutter (9) nicht an dem Gleiter (21) angeordnet, sondern am federseitigen Ende des Kopfes (12).
Der drehbar gelagerte Hebel (16) weist auf einer der Druckfläche abgewandten Seite eine vorzugsweise schräge Flanke (17) auf, die für eine Gleitrolle des Führungselements (2) eine stetig ansteigende schiefe Ebene bildet. Der Hebel (16) dient so der Kraftübertragung und -umleitung vom Wickelgutführungselement (2) auf den Kopf (12) des Steuerungselements (5). Das Führungselement (2) ist vorzugsweise als auf dem Spulenträger axial beweglicher Schlitten ausgestaltet, wobei der Schlitten gegen die Spannung des Wickelgutes mit einer Feder (8) vorgespannt ist und seine Bewegungsrichtung parallel zur Drehachse der Spule verläuft. Auf dem Schlitten ist vorzugsweise eine Wickelgutführungsrolle (15) angeordnet, deren Drehachse parallelverschoben rechtwinklig zur Spulendrehachse verläuft. Der Weg des Wickelgutes verläuft von der Spule im Wesentlichen über zwei am Spulenträger (1) fixierte, parallel zur Wickelführungsrolle (15) ausgerichtete Rollen (26) oder Stifte. Zwischen diesen feststehenden Rollen (26) oder Stiften wird das Wickelgut über die Wickelgutführungsrolle (15) gespannt, so dass der Schlitten durch die Wickelgutspannung in Richtung Hebel (16) ausgelenkt wird, der die Kraft der Wickelgutspannung auf das Steuerungselement (5) überträgt, dessen Dehnungsgrad mittels der Schraubenmutter (9) wickelgutspezifisch voreingestellt ist. Die Feder (10) wird vorzugsweise so gewählt, dass sie über ihren gesamten einstellbaren Bereich lineare Federungseigenschaften aufweist, wobei lineare Federungseigenschaften immer dann vorliegen, wenn Dehnung und Spannung einer Feder linear korrelieren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DD 69422 [0003, 0006, 0008, 0008]
- DE 2025202 [0004, 0006]
- DE 4034893 [0005, 0006]

Claims

Spulenträger (1) mit einem beweglich gelagerten, vorgespannten Führungselement (2), mit dessen Hilfe das Wickelgut für die Spulreise gespannt werden kann, mit einer ein bremskraftspendendes Bauteil (22) aufweisenden Bremse (3) für die Spule (4) dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenträger (1) zusätzlich zum bremskraftspendenden Bauteil (22) der Bremse (3) ein zumindest teilweise elastisch verformbares Steuerungselement (5) aufweist, über das das Führungselement (2) mit der Bremse (3) wirkverbunden ist, wobei das Steuerungselement (5) wenigstens einen Regler (6) für die Voreinstellung des Dehnungsgrades des elastisch verformbaren Teils (7) des Steuerungselements (5) aufweist.
Spulenträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (2) mittels einer Rückholfeder (8) vorgespannt ist, deren Federkraft der Spannung des Wickelgutes entgegen wirkt, wobei die Wickelgutspannung das Führungselement (2) auslenkt, dessen Position die Verformung des elastisch verformbaren Teils (7) des Steuerungselements (5) regelt.
Spulenträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformung des elastisch verformbaren Teils (7) des Steuerungselements (5) die Bremswirkung der Bremse (3) und damit das Drehmoment der Spule (4) und die Spannung des Wickelgutes steuert, wobei das Steuerungselement (5) Teil eines Regelkreises ist, der durch wickelgutspezifische Voreinstellung des Dehnungsgrads am Regler (6) die Wickelgutspannung über die gesamte Spulreise im Wesentlichen konstant hält.
Spulenträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (6) für die Voreinstellung des Dehnungsgrads des elastisch verformbaren Teils (7) des Steuerungselements (5) wenigstens eine Schraubenmutter (9) aufweist.
Spulenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungselement (5) eine Feder (10) aufweist, an deren Federkraftwirkfläche (11) ein stiftförmig ausgestalteter Kopf (12) mit federseitigem Stopper (13) angeordnet ist, wobei der Kopf (12) teilweise in einer am Spulenträger (1) fixierten Führung (14) entlang der Längsachse der Feder (10) verschiebbar gelagert ist und der Stopper (13) ein Herausgleiten des Kopfes (12) auf einer der Feder (10) abgewandten Seite der Führung (14) verhindert.
Spulenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Führungselement (2) und Steuerungselement (5) ein drehbar gelagerter Hebel (16) mit einer Flanke (17) und einer Druckfläche (18) angeordnet ist, wobei der Hebel (16) durch Druck des Führungselements (2) gegen die Flanke (17) drehbar ist und die Druckfläche (18) am Steuerungselement (5) anliegt.
Spulenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (2) als axial beweglicher Schlitten mit wenigstens einer Rolle (15) zum Spannen des Wickelgutes ausgestaltet ist.
Spulenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse (3) als Bandbremse ausgestaltet ist, deren Bremsband (19) über einen am bremsseitigen Ende (20) des Steuerungselements (5) angeordneten, dessen Rückstellkraft aufnehmenden, elastisch gelagerten Gleiter (21) mit dem Steuerungselement (2) wirkverbunden ist.
Spulenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das bremskraftspendende Bauteil (22) der Bremse (3) eine Feder (23) mit linearen Federungseigenschaften ist, die mittels einer Schraubenmutter (24) vorspannbar ist, und deren Federkonstante stets größer als die der Feder (10) des Steuerungselements (5) ist, wobei die Feder (10) über ihren gesamten einstellbaren Bereich lineare Federungseigenschaften aufweist.