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Die
Erfindung betrifft eine Spulspindel gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Spulspindeln
finden Verwendung in Aufspulmaschinen, die dazu dienen, kontinuierlich
zulaufende Fäden zu Spulen aufzuwickeln. Dazu werden die Fäden
in der Aufspulmaschine zunächst von einer Changiereinrichtung
quer zur Fadenlaufrichtung changiert und über eine rotierende
Andrückwalze geführt. Die Andrückwalze
legt die Fäden jeweils auf die aufzuwickelnden ebenfalls
rotierenden Spulen auf. Dabei sind mehrere Spulen fluchtend hintereinander auf
einer gemeinsamen Spulspindel angeordnet. Dadurch ist es möglich,
mehrere Fäden gleichzeitig aufzuwickeln. Die vollen Spulen
sowie die leeren Hülsen, auf denen die Spulen aufgewickelt
werden, werden bei einem Austausch axial von den Spulspindeln genommen
beziehungsweise auf die Spulspindel aufgesteckt. Dazu sind die Spulspindeln
einseitig auskragend gelagert.
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Nach
dem Aufstecken der Hülsen werden diese durch Spannmittel
in ihrer Lage fixiert und zentriert. Diese Spannmittel sind im Inneren
der Spulspindel vorgesehen und beanspruchen für ihre Funktion
Bauraum. Eine Spulspindel mit integriertem Spannmitteln ist beispielsweise
aus der Patentanmeldung
DE
101 63 832 A1 bekannt. Die Spulspindel wird im Wesentlichen
durch einen rohrförmigen Träger gebildet, der
mit einer angetriebenen und drehbar gelagerten Welle verbunden ist.
Außerhalb des rohrförmigen Trägers sind
die Spannmittel vorgesehen, die von einem weiteren rohrförmigen
Halters umschlossen werden. Der Außendurchmesser der Spulspindel
wird somit durch den Durchmesser des Halters bestimmt. Hingegen
ist der Durchmesser des rohrförmigen Trägers,
der für die statischen und dynamischen Eigenschaften der
Spulspindel maßgeblich bestimmend ist, um die zweifache
Dicke der Spannmittel kleiner. Dieser Verlust von Bauraum für den
Träger ist besonders schmerzlich, da die Biegesteifigkeit
eines Rohres in der vierten Potenz vom Durchmesser abhängt.
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Einhergehend
mit der stetig wachsenden Leistungsfähigkeit von Aufspulmaschinen
werden die Spulspindeln heute für 8 oder mehr Spulen ausgelegt,
so dass sich für die Spulspindeln entsprechende Baulängen
ergeben, die dynamisch weich sind und so leicht zu Schwingungen
anzuregen sind. Gleichzeitig werden von den Spulspindeln hohe Aufspulgeschwindigkeiten
gefordert, die zu entsprechend hohen Drehzahlen der Spulspindel
führen, was eine Schwingungsanregung in einem breiten Frequenzband
im Verlauf der Spulreise zur Folge hat. Ein weiterer Zielkonflikt
ergibt sich aus der Forderung, möglichst viel Volumen in
einer Spule zu speichern, was große Innendurchmesser der
Spulen und damit große Außendurchmesser der Spulspindeln
verbietet.
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Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Spulspindel bereitstellen,
die bei einer großen Länge und einem geringen
Durchmesser günstige dynamische Eigenschaften aufweist.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Spulspindel gelöst, bei der die
Spannmittel einem kurzen Längenabschnitt des Halters zugeordnet
sind, wobei die Spannmittel zum Fixieren der Hülsen auf
zumindest eine der Hülsen einwirken, und bei der die Hülsen reibschlüssig
und/oder formschlüssig als ein Hülsenstapel am
Umfang des Halters gehalten sind. Der Vorteil ist, dass eine Spannvorrichtung
eingesetzt werden kann, das sich nicht über die gesamte
Länge der Spulspindel erstreckt, wie dies bei Spannvorrichtungen
der Fall ist, die jede Hülse einzeln radial spannen.
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Besonders
vorteilhaft ist dabei eine Variante, bei welcher die Spannmittel
einer auskragenden Seite des Halters zugeordnet sind und bei welcher
auf einer gegenüberliegenden Lagerungsseite der Spulspindel
ein Axialanschlag für die Hülsen vorgesehen ist.
Der Anordnung am auskragenden Ende liegt die Erkenntnis zugrunde,
dass die Struktur im Bereich der auskragenden Lagerung besonders
relevant für die statische und dynamische Steifigkeit der
Spulspindel ist. Durch die Verlagerung der Spannvorrichtung an das
auskragende Ende der Spulspindel steht nun mehr Bauraum für
eine steife Bauweise der Spulspindel zur Verfügung. Somit
können be sonders langauskragende Spulspindel mit geringer
Biegeneigung zum gleichzeitigen Aufwickeln einer Mehrzahl von Spulen
geschaffen werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich daher am
auskragenden Ende der Spulspindel die Spannvorrichtung mit einem
oder mehrere Spannmitteln, die auf die dem auskragenden Ende der
Spulspindel zugeordnete Hülse eine axiale Spannkraft in
Richtung der Lagerung ausübt. Die Spannkraft wirkt in axiale
Richtung und lässt sich unmittelbar auf den Hülsenstapel
zur Fixierung aller Hülsen übertragen. Mit Hilfe
der Spannmittel wird direkt eine axiale Spannkraft direkt auf die
Stirnfläche der dem auskragenden Ende der Spulspindel zugeordneten
Hülse übertragen. Dadurch werden die auf die Spulspindel
koaxial hintereinander aufgesteckten Hülsen axial miteinander
und mit der Spulspindel verspannt, wobei die Spulspindel auf der
Lagerungsseite einen Axialanschlag aufweist. Somit ist es möglich, auf
die Hülsen das für den Aufspulvorgang erforderliche
Drehmoment zu übertragen.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Spannvorrichtung
derart ausgebildet, dass die Spannmittel an zumindest einer letzten
Hülse eine radiale Spannkraft erzeugen. Hierbei wird die
formschlüssige Verbindung der Hülsen innerhalb
des Hülsenstapels genutzt, um ein Fixierung und Mitnahme
am Umfang des Halters zu erhalten. Die Hülsen werden zuvor
bis zum Axialanschlag am Umfang des Halters zusammengeschoben, um
dann durch eine partielle Klemmung fixiert zu werden. Die Spannmittel
wirken vorteilhaft auf zumindest eine der Hülse. Eine partielle
Klemmung lässt sich jedoch auch dadurch erreich, wenn mehrere
Hülsen am Ende des Hülsenstapels von den Spannmittel
verspannt werden.
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In
einer anderen Variante der Erfindung wird die Spannvorrichtung mit
Hilfe der Spannmittel auf die dem auskragenden Ende der Spulspindel
zugeordneten Hülse eine radiale Spannkraft aus, um diese
Hülse zu fixieren, und zugleich eine axiale Spannkraft
in Richtung des Anschlages, so dass die dazwischen liegenden Hülsen in
der zuvor beschriebenen Weise axial gespannt werden. Die in axialer
Richtung wirkende Spannkraft wird durch Reibung übertragen.
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In
bevorzugter Weise sind bei der letztgenannten Variante die Spannmittel
so ausgebildet, dass während des Spannvorganges in einem
ersten Schritt die Hülsen axial verspannt werden und danach
in einem zweiten Schritt die radiale Klemmkraft aufgebracht wird.
Dabei können diese Schritte nacheinander ausgeführt
werden, ineinander übergehen oder in umgekehrter Reihenfolge
ausgeführt werden. Maßgeblich ist, dass die Reibung
auf Grund der radialen Klemmung immer ausreichend hoch ist, um die axiale
Vorspannkraft aufzubringen.
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Vorzugsweise
ist die Kontaktfläche, an der der Hülsenstapel
am Axialanschlag anliegt, mit einer die Reibung erhöhenden
Struktur ausgestattet. Dies kann beispielsweise durch eine raue
Oberfläche oder durch eine Profilierung erfolgen, wobei
sich die Erhebungen der Profilierung in die weichere Struktur der Hülsenstirnseite
eindrücken.
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In
einer anderen bevorzugten Weiterbildung ist die Profilierung der
Kontaktfläche mit mehreren Mitnehmern ausgestattet, die
mit mehreren Ausnehmungen in der Stirnseite der Hülse zusammenwirken.
Damit lassen sich insbesondere auch ohne axiale Spannkräfte
oder mit nur geringen axialen Spannkräften hohe Drehmomente
auf die Hülsen und den Hülsenstapel übertragen.
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Ebenfalls
ist die Kontaktfläche des Spannmittels, das auf die korrespondierende
Fläche der Hülse wirkt, mit einer die Reibung
verbessernden Struktur oder mit Mitnehmern ausgestattet, die mit Ausnehmungen
auf der Stirnseite der Hülse zusammenwirken.
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Erfindungsgemäß ist
es ebenfalls vorgesehen, dass die Stirnseiten benachbarter Hülsen
mehrere Einschnitte und mehrere dadurch entstehende Vorsprüngen
aufwei sen, die innerhalb des Hülsenstapels so zusammenwirken,
dass das Drehmoment formschlüssig auf jede der Hülsen übertragen
wird.
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In
einer alternativen Ausführungsform sind die Stirnseiten
der Hülsen mit einer die Reibung verbessernden Struktur
ausgerüstet, die ebenfalls zur Übertragung des
Drehmomentes beiträgt.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung verwendet jeweils zwischen zwei benachbarten
Hülsen einen Zwischenring, der die Drehmomentübertragung
gewährleistet und zudem eine Zentrierung der Hülsen gewährleistet.
Hierzu weist der Zwischenring Mittel wie beispielsweise einen Zentrierdurchmesser
und Anschlagflächen mit einer kongruenten Formgebung zur
Aufnahme der Stirnseiten der Hülsen auf.
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In
einer alternativen Ausführungsform wird die Zentrierung
der Hülsen auf der Spulspindel dadurch erreicht, dass die
Spulspindel auf ihrem Außenumfang mit radial federnden
Fixiermitteln versehen ist.
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Bevorzugt
werden diese federnden Fixiermittel durch axial am Außenumfang
der Spulspindel vorgesehene Leisten gebildet. Es liegt im Vermögen
eines Fachmanns diese Leisten so auszuführen, dass eine
zentrische Fixierung der Hülsen auf der Spulspindel sichergestellt
ist.
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Die
Spannvorrichtung der Spulspindel ist so ausgebildet, dass die Hülsen
im energiefreien Zustand gespannt sind. Beim Zuführen von
Energie von außen werden die Hülsen entspannt.
Erfindungsgemäß erfolgt das Zuführen
der Energieversorgung auf der auskragenden Seite der Spulspindel.
Dies hat den Vorteil, dass keine Versorgungsleitungen durch die
für die Steifigkeit relevanten Bereiche der Spulspindel
geführt werden.
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Um
den Bauraum an der Spulspindel zur Aufnahme der Spannvorrichtung
möglichst groß gestalten zu können, ohne
aber den Bauraum für die steifigkeitsrelevanten Strukturelemente
der Spulspindel zu verkleinern, hat sich besonders die Weiterbildung
der Erfindung ausgezeichnet, bei welcher der Längenabschnitt
des Halters zur Aufnahme der Spannvorrichtung sich bis zu einer
Lagerstelle einer mit dem Halter verbundenen Antriebswelle erstreckt. Damit
besteht die Möglichkeit die Antriebswelle mit möglichst
großem Durchmesser auszuführen.
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Einige
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen
Spulspindel werden im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten
Zeichnungen näher beschrieben.
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Es
stellen dar:
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1:
einen Teilschnitt durch eine erste Variante der erfindungsgemäße
Spulspindel,
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2:
eine Ansicht einer weiteren Variante der erfindungsgemäße
Spulspindel,
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3:
einen Teilschnitt durch eine alternative Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Spulspindel,
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4:
eine Detailansicht eines Spannmittels,
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5:
eine Detailansicht einer alternativen Ausführungsform des
Spannmittels,
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6:
ein Teilschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Spannvorrichtung,
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7:
eine Ansicht einer Variante der erfindungsgemäßen
Spulspindel.
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8:
eine Querschnittsansicht einer weiteren Variante der erfindungsgemäßen
Spulspindel.
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In 1 ist
ein Schnitt durch die erfindungsgemäße Spulspindel
dargestellt. Die 1 zeigt im oberen Bereich die
Spulspindel mit aufgeschobenen im Schnitt dargestellten Spulen 4 im
gespannten Zustand. Die untere Hälfte ist ohne Spulen im
entspannten Zustand dargestellt.
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Die
Spulspindel 1 weist einen Halter 29 auf, der auskragend
an einem Träger 47 mit einer hier nicht dargestellten
Lagerung drehbar gehalten ist und der am Umfang mehrere koaxial
hintereinander angeordnete Hülsen 2 trägt,
auf denen durch die Drehung des Halters 29 kontinuierlich
zulaufendes Garn zu Garnlagen 3 und somit zu Spulen 4 aufgewickelt wird.
Derartige Spulspindel 1 sind hinlänglich bekannt
und üblicherweise in Spulmaschinen eingesetzt. Daher werden
nachfolgend die für die Erfindung maßgeblichen
Teile der Spulspindel beschrieben.
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Die
Hülsen 2 sind als ein Hülsenstapel 41 an dem
Umfang des Halters 29 gehalten, wobei die Hülsen 2 unmittelbar
mit ihren Stirnseiten aneinander liegen. In diesem Ausführungsbeispiel
wird der Hülsenstapel 41 aus insgesamt drei Hülsen 2 gebildet.
Die Anzahl der Hülsen ist beispielhaft, so werden üblicherweise
mehr als zehn Hülsen 2 an einem Halter 29 der
Spulspindel 1 gehalten.
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Die
Fixierung der Hülsen 2 an dem Halter 29 erfolgt
durch eine Spannvorrichtung 7, die an einem Längenabschnitt
des Halters 29 am auskragendem Ende der Spulspindel 1 angeordnet
ist. Die Spannvorrichtung 7 weist mehrere Klemmmittel 8 auf,
die mit ihren Enden aus dem Halter 29 herausragen und auf
ein letzte Hülse 2 des Hülsenstapels 41 einwirken.
In diesem Beispiel ist die Spannvorrichtung 7 so ausgebildet,
dass die Hülsen 2 durch eine axiale Klemmung zwischen
den Spannmittel 8 auf der auskragenden Seite 6 und
einem auf der Lagerungsseite 5 angeordneter Axialanschlag 11 gespannt
sind. Der Axialanschlag 11 ist auf der Lagerungsseite 5 am Umfang
des Halters 29 ausgebildet.
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Durch
die Anordnung der Spannvorrichtung 7 in dem Längenabschnitt
des Halters 29 auf der auskragenden Seite 6 ist
es möglich, die Spulspindel 1 derart zu gestalten,
dass auf der Lagerungsseite 5 gegenüber dem Stand
der Technik Bauraum frei wird, der für eine höhere
statische und dynamische Steifigkeit der Spulspindel 1 genutzt
werden kann. In der Regel wird dies eine massivere Bauform und vor
allem das Ausnutzen eines größeren maximalen Durchmessers
der tragenden Struktur – die in diesem Beispiel nicht näher
dargestellt ist – sein.
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In
der hier dargestellten Ausführungsvariante sind die Spannmittel 8 so
ausgeführt, dass sie die der auskragenden Seite 6 zugeordnete
Hülse 2 an ihre Stirnfläche formschlüssig
greift. Hierzu weisen die Spannmittel 8 einen Absatz auf,
der mit der Stirnfläche der Hülse 2 zusammenwirkt.
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Im
entspannten Zustand der Spulspindel sind die Spannmittel 8 entgegen
der Spannrichtung und auf einen Durchmesser zurückgefahren,
der ein Aufschieben der Hülsen 2 auf den Halter 29 ermöglicht.
Zum Spannen der Hülsen 2 führen die Spannmittel 8 nun
eine Spannbewegung 9 durch, bei der die Spannmittel 8 zunächst
auf einen Durchmesser ausgefahren werden, der ein formschlüssiges
axiales Greifen der Stirnfläche der zu spannenden Hülsen 2 ermöglicht.
Unmittelbar daran anschließend oder in Form von ineinander übergehenden
Bewegungen werden die Spannmittel 8 in axialer Richtung
in Richtung der Lagerungsseite 5 verfahren. Dadurch wird der
eigentliche Spannvorgang ausgeführt.
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In
der hier dargestellten Ausführung verringert sich der Durchmesser
des Halters 29 im Bereich der Spannmittel 8. Es
ist jedoch auch möglich, dass der Halter 29 im
Bereich der Spannmittel 8 keine Durchmesserstufe aufweist,
so lange die Spannmittel 8 bei der Entspannbewegung 10 vollständig
eingefahren werden. Die Entspannbewegung 10 enthält eine
radiale Bewegung der Spannmittel 8 nach innen sowie nacheinander
oder gleichzeitig eine Bewegung der Spannmittel 8 in Richtung
der auskragenden Seite 6. Dadurch werden die Hülsen 2 entspannt
und zugleich werden die Spannmittel 8 so weit zurückgefahren,
dass die Hülsen 2 über die Spannmittel 8 hinweg abgezogen
werden können.
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Weitere
Varianten, beispielsweise aus der Stirnseite einer kürzeren
Spulspindel 1 herausragende hakenförmige Spannmittel 8,
sind ebenfalls denkbar und in der Erfindung enthalten.
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Der
Axialanschlag 11 weist an der Kontaktfläche 12 zur
anliegenden Hülse 2 eine Oberfläche mit
verbesserter Reibwirkung auf. Entsprechende Oberflächen
oder Strukturen können auch an den Spannmitteln 8 oder
zwischen jeweils benachbarten Hülsen 2 vorgesehen
sein. Ebenfalls können zwischen den Hülsen 2 hier
nicht dargestellte Zwischenringe vorgesehen sein, die an den Kontaktflächen
zu den Hülsenstirnseiten entsprechende Oberflächen oder
Strukturen aufweisen.
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In 2 ist
eine weitere Variante der Spulspindel 1 aus 1 mit
aufgeschobenen Spulen 4 in der Draufsicht dargestellt.
Die Kontaktfläche 12 des Axialanschlags 11 weist
in axialer Richtung eine Profilierung 38 mit mehreren Mitnehmern 39 auf,
die mit entsprechenden Ausnehmungen 40 in der Stirnseite der
anliegenden Hülse 2 zusammenwirkt. Auch die Hülsenstirnseiten 13 benachbarter
Hülsen 2 weisen eine ähnliche Verzahnung
mit mehreren Einschnitten 42 und mehreren Vorsprüngen 43 auf.
Die Einschnitte 42 einer der Hülsen 2 wirken
mit den Vorsprüngen 43 der benachbarten Hülse 2 zusammen,
so dass die Hülsen 2 in dem Hülsenstapel 41 formschlüssig
gehalten sind. Auf der auskragenden Seite 6 wirken die Spannmittel 8 direkt
auf die Einschnitte 42 in der Kontaktfläche 14 der
Hülsenstirnseite. Durch diese formschlüssig Verbindung
können auch mit geringer axialer Vorspannkraft hohe Drehmomente
zwischen dem Halter 29 der Spulspindel 1 und den
Spulen 4 übertragen werden.
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3 zeigt
eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Spulspindel 1.
Wie in 1 ist auch hier die obere Hälfte mit
geschnitten dargestellten Hülsen 2 im gespannten
Zustand, die untere Hälfte im entspannten Zustand ohne
Hülsen gezeigt. Im Gegensatz zu den in 1 und 2 gezeigten
Varianten wird die axial Spannkraft hier nicht durch Form- sondern
durch Kraftschluss aufgebracht. Dazu klemmen die Spannmittel 8 die
Hülse 2 auf der auskragenden Seite 6 der
Spulspindel 1 radial von innen. Zusätzlich zu
dieser radialen Klemmkraft wird die Hülse 2 auf
der auskragenden Seite 6 axial in Richtung des Axialanschlages 11 gespannt.
Um diese Klemmkraft und Spannkraft aufzubringen, führt
das Spannmittel 8 beim Spannen und Entspannen eine ähnliche
Bewegung wie in 1 und 2 beschrieben
durch. Zusätzlich sind in 3 Fixiermittel 15 dargestellt,
die die Hülsen 2 auf dem Halter 29 Spulspindel 1 radial
zentrieren. Dies erfolgt durch in radialer Richtung fe dernd nachgiebige
Leisten. Eine progressive Kennlinie der Feder stellt die radiale
Zentrierung sicher.
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Ebenfalls
ist hier eine Energieversorgung 16 dargestellt, die zum
Betätigen einer in der nachfolgenden 6 gezeigten
Spannvorrichtung 7 zum Antreiben der Spannmittel 8 beim
Entspannen benötigt wird. Dies kann beispielsweise eine
Druckluftquelle sein. Aus Sicherheitsgründen wird die Spannbewegung
der Spannmittel 8 durch eine Feder bewirkt, die Entspannbewegung
hingegen durch die externe Energieversorgung. Dazu wird die externen
Energieversorgung 16 bei Stillstand der Spulspindel 1 mit
der auskragenden Seite 6 der Spulspindel 1 verbunden
und führt die zum Entspannen benötigte Energie
zu. Dabei kann zum Beispiel die externen Energieversorgung 16 mit
einer Doffeinrichtung verbunden sein, die nach Beendigung des Aufspulvorganges
die vollen Spulen 4 abnimmt und dafür leere Hülsen 2 aufschiebt.
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4 und 5 zeigen
noch einmal im Detail die Spannmittel 8, die in den vorangegangenen Figuren
gezeigt sind. Dabei ist in 4 ein Spannmittel 8 gezeigt,
dass durch eine radiale Klemmkraft eine axiale Reibkraft überträgt.
Hinzu verfügt das Spannmittel 8 über
eine die Reibung erhöhende Kontaktfläche 14.
Das in 5 gezeigte Spannmittel 8 ist auf Grund
einer stufenförmigen Ausbildung in der Lage, die Spannkraft
in axialer Richtung durch Formschluss zu übertragen. Dabei
ist die Stufe nicht für Spannfunktion notwendig, es ist
ebenso denkbar, dass das Spannmittel 8 über eine
gerade Kante mit der Stirnfläche der Hülse 2 zusammenwirkt.
Die Kontaktfläche 14 wirkt hier in jedem Fall
in axialer Richtung mit der Stirnseite der Hülse zusammen.
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6 stellt
einen Teilschnitt durch das auskragende Ende der Spulspindel und
die Spannvorrichtung 7 einer erfindungsgemäßen
Spulspindel dar. Die Spannvorrichtung 7 ist hier unmittelbar
an dem Längenabschnitt des Halters am Ende angeordnet. Es
handelt sich dabei um einen von vielen möglichen Ausführungsformen,
die in der Lage sind, die Spannbewegung 9 und die Entspannbewegung 10 der Spannmittel 8 zu
realisieren.
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Der
rohrförmige Halter 29 ist freidrehbar an dem Träger 47 gehalten.
Der Halter 29 weist Durchbrüche 48 auf,
durch die die Spannmittel 8 nach außen in Richtung
der hier nicht dargestellten Hülse wirken. Über
einen Flansch 21 kann zum Entspannen Druckluft zugeführt
werden, die über die Bohrung 20 in einen Zylinderraum 22 strömt
und auf einen ringförmigen Kolben 23 wirkt. Dabei
bewegt sich der Kolben 23 bei Beaufschlagung mit Druckluft
nach rechts und spannt dabei die Feder 28. Der ringförmige
Kolben 23 verfügt auf seinem Außenumfang über
mehrere Rampen 24, die bei axiale Bewegung eine radiale
Bewegung der Spannmittel 8 bewirken. Im Falle einer Entspannbewegung
werden die Spannmittel nach innen gezogen. Nach Abschluss dieser
radialen Bewegung kontaktiert ein Anschlag 26 das Spannmittel 8 und
schiebt es ebenfalls nach rechts, wobei das Spannmittel 8 eine
Schubhülse 27, welche das Spannmittel 8 in
axialer Richtung führt, mitschleppt. Diese Bewegung wird
solange ausgeführt, bis zwischen der Feder 28 und
der Druckluft ein Gleichgewicht herrscht oder das Spannmittel 8 beziehungsweise
die Schubhülse 27 gegen einen Anschlag läuft. Damit
ist die Entspannbewegung beendet.
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Nach
dem Aufschieben der Hülsen wird nun die Verbindung zur
Energieversorgung 16 getrennt, wodurch der Luftdruck in
Zylinderraum 22 zusammenbricht. Die vorgespannte Feder 28 schiebt
nun den Kolben 23 nach links, wodurch auf Grund der Rampe 24 zunächst
die Spannmittel 8 radial nach außen gepresst werden.
Diese klemmen sich gegen die Innenwandung der Hülsen 2.
Auf Grund der Wirkung der Feder 28 wird auf die Hülse 2 eine
axiale Spannkraft in Richtung des in 3 dargestellten
Axialanschlags 11 ausgeübt.
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Die
Koordination der radialen und axialen Bewegung der Spannmittel 8 wird
durch eine Abstimmung der Reibverhältnisse der Schubhülse 27 mit den
Reibverhältnissen des Kolbens 23 sichergestellt. Aus
Gründen der Übersichtlichkeit wurde auf die Darstellung
von Details verzichtet. Dies betrifft beispielsweise eine Sicherung,
die das Herausfallen der Spannmittel 8 verhindert sowie
eine Feder, die die Spannmittel 8 im entspannten Zustand
in die Spulspindel hinein ziehen.
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Ebenfalls
kann die geforderte Bewegung der Spannmittel 8, die durch
die Spannbewegung 9 und die Entspannbewegung 10 dargestellt
ist, gleichwertig mit anderen Vorrichtungsmerkmalen erreicht werden,
die von einem Fachmann hergeleitet werden können.
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7 stellt
eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Spulspinden
dar. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Spannvorrichtung 7 an
einem Längenabschnitt des Halters 29 auf der Lagerungsseite 5 angeordnet.
Auf der Lagerungsseite 5 ist ein Spannmittel 30 auf
einem Absatz der Spulspindel 1 vorgesehen. Das Spannmittel 30 ist
hier in Form eines ringförmigen Kolbens oder in Form mehrerer
kleiner Kolben umgesetzt, der oder die in einem Zylinder 31 eingebracht
sind und über eine Druckluftzufuhr 32 mit Druckluft
beaufschlagt werden. In der oberen Hälfte der in 7 dargestellten
Spulspindel ist der gespannten Zustand dargestellt. In der unteren
Hälfte hingegen der entspannten Zustand. Das Spannmittel 30 übt
eine axiale Klemmkraft auf die Stirnseite der der Lagerungsseite 5 der
Spulspindel 1 zugeordneten Hülse 2 aus,
die zusammen mit den anderen Hülsen 2 zwischen
dem Spannmittel 30 und den Klinken 33 geklemmt
werden.
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Die
Klinken 33 sind radial ein- und ausfahrbar, so dass sie
zum Entnehmen der Hülsen 2 versenkt werden können.
Hierfür kann ein Aktuator vorgesehen sein, der mit den
Klinken 33 verbunden ist und entweder gemeinsam mit den
Spannmittel 30 betätigt wird oder separat.
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Ebenfalls
ist es möglich, ein Mittel vorzusehen, mit dem die Klinken
durch das Spannmittel 30 indirekt betätigt werden.
Hierzu sind die Klinken 33 in einer Spannbewegung 35 axial
entgegen einer Feder in Richtung der auskragenden Seite 6 bis
zu einem hier nicht dargestellten Anschlag verschiebbar. Beim Entspannen des
Spannmittels 30 werden die Klinken 33 durch eine
Kulisse während ihrer Rückbewegung 36 radial
in die Spulspindel hinein gezogen. Es ist sinnvoll, dass die Klinken 33 während
ihrer Rückbewegung 36 in ihrer Bewegung unterbrochen
werden, so dass sie in einer radial eingefahrenen Position verharren.
Mittels einer Entriegelung 37, die beispielsweise von einem
Bediener nach dem Aufschieben der Hülsen 2 auf
die Spulspindel 1 betätigt wird, kann die Rückbewegung 36 fortgesetzt
werden, so dass die Klinken 33 radial wieder ausfahren.
Es ist vorteilhaft, die Klinken 33 so auszuführen,
dass die Hülsen 2 auch im radial ausgefahren Zustand
der Klinken 33 auf die Spulspindel 1 aufgeschoben
werden können. Dies wird durch die in 7 dargestellte
schräge Vorderkante der Klinken 33 in Verbindung
mit einer federnden radialen Nachgiebigkeit erreicht.
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In
der 8 ist eine weitere Variante der erfindungsgemäßen
Spulspindel in einer Querschnittsansicht gezeigt. Bei dieser Variante
der erfindungsgemäßen Spulspindel erstreckt sich
die Spannvorrichtung 7 über einen Längenabschnitt
des Halters 29 an der auskragenden Seite 6 der
Spulspindel über einen die Länge einer Hülse überschreitenden
Bereich. Somit wirken die Spannmittel 8 auf zwei am Ende
des Hülsenstapels 41 angeordneten Hülsen 2.
Dementgegen waren bei den Varianten nach 1 bis 3 die
Spannmittel 8 jeweils auf eine letzte Hülse 2 des Hülsenstapels 41 gerichtet.
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Bei
dem in 8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist
der rohrförmige Halter 29 im mittleren Bereich
durch eine Nabe 50 mit einem freien Ende einer Antriebswelle 46 verbunden.
Die Antriebswelle 46 ist mit einem hier nicht dargestellten
Antrieb gekoppelt. Die Antriebswelle 46 ist in einer Lagerstelle 45 an
einem hohlzylindrischen Träger 47 drehbar gelagert. Der
Träger 47 ragt hierzu auf der Lagerseite 5 mit
einem Stützende in den hohlzylindrischen Halter 29.
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An
der gegenüberliegenden auskragenden Seite des Halters 29 ist
in einem vorderen Längenabschnitt des Halters 29 eine
Spannvorrichtung 7 angeordnet. Die Spannvorrichtung 7 weist
mehrere Spannmittel 8 auf, die in radialer Richtung verschiebbar ausgebildet
sind. Hierbei ist jedem Spannmittel 8 ein Durchbruch 48 im
Halter 29 zugeordnet.
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An
der Stirnseite auf der auskragenden Seite 6 des Halters 29 ist
ein Energieanschluß 49 vorgesehen, durch welchen
zum Lösen der Spannmittel 8 eine Energiezufuhr
zu der Spannvorrichtung 7 erfolgt.
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In 8 ist
die Spulspindel 1 mit einem gespannten Hülsenstapel 41 gezeigt.
Die Hülsen 2 werden in dem Hülsenstapel 41 durch
jeweils mehrere Zwischenringe 44 verzahnt gegeneinander
gehalten, so dass eine Drehmomentenübertragung von den geklemmten
Hülsen 2 innerhalb des Hülsenstapels zu
den nicht geklemmten Hülsen erfolgt.
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Die
an dem Axialanschlag 11 gegenüberliegende Hülse 2 weist
an ihrer Stirnseite ebenfalls eine mit der Profilierung 38 kongruente
Form mit Einschnitten und Vorsprüngen auf.
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Die
Zentrierringe weisen gegenüber den Stirnseiten der Hülsen 2 jeweils
Anlageflächen mit Profilierungen auf, die eine Drehübertragung
ermöglichen. Zudem stützen sich die Zentrierringe 44 über eine
Zentrierschulter gegenüber dem Umfang des Halters 29 ab,
die insbesondere zur Zentrierung der Hülsen 2 dient.
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Um
den Hülsenstapel 41 am Umfang des Halters 29 zu
spannen, werden zunächst die Hülsen 2 und
die Zwischenringe 44 abwechselnd von der auskragenden Seite 6 her
auf den Umfang des Halters 29 geschoben. Der dadurch entstehende
Hülsenstapel 41 wird bis zum Axialanschlag 11 hin
verschoben. Nachdem der Hülsenstapel 41 seine
Lage am Umfang des Halters 29 erreicht hat, wird durch Entlastung
des Energieanschlusses 49 ein über Federkräfte
erzeugte Verspannung der Spannelemente 8 ausgelöst.
Die Spannelemente 8 treten aus dem Umfang des Halters 29 heraus
und erzeugen eine radiale Spannkraft gegenüber dem Innendurchmesser der ersten
beiden Hülsen 2 auf der auskragenden Seite des
Halters 29. Nun lässt sich die Spulspindel zum
Aufwickeln der Fäden aktivieren.
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Bei
dem in 8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist
die Spannvorrichtung 7 in einem Längenabschnitt
des Halters 29 integriert, welcher für die Erhöhung
der Steifigkeit unbedeutend ist. Demgegenüber lässt
sich die Antriebswelle 46 sowie die Lagerstelle 45 auf
einen größtmöglichen Durchmesser ausführen.
So ist der Einbauraum der Lagerstelle 45 nur durch erforderliche
Wandstärken des Mantels vom Halter 29 sowie des
Trägers 47 begrenzt.
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- 1
- Spulspindel
- 2
- Hülse
- 3
- Garnlage
- 4
- Spule
- 5
- Lagerungsseite
- 6
- auskragende
Seite
- 7
- Spannvorrichtung
- 8
- Spannmittel
- 9
- Spannbewegung
- 10
- Entspannbewegung
- 11
- Axialanschlag
- 12
- Kontaktfläche
- 13
- Hülsenstirnseite
- 14
- Kontaktfläche
- 15
- Fixiermittel
- 16
- Energieversorgung
- 20
- Bohrung
- 21
- Flansch
- 22
- Zylinderraum
- 23
- Kolben
- 24
- Rampe
- 25,
26
- Anschlag
- 27
- Schubhülse
- 28
- Feder
- 29
- Halter
- 30
- Spannmittel
- 31
- Zylinderraum
- 32
- Druckluftzufuhr
- 33
- Klinke
- 34
- Ausweichbewegung
- 35
- Spannbewegung
- 36
- Rückbewegung
- 37
- Entriegelung
- 38
- Profilierung
- 39
- Mitnehmer
- 40
- Ausnehmung
- 41
- Hülsenstapel
- 42
- Einschnitt
- 43
- Vorsprung
- 44
- Zwischenring
- 45
- Lagerstelle
- 46
- Antriebswelle
- 47
- Träger
- 48
- Durchbruch
- 49
- Energieanschluss
- 50
- Nabe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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