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Die
Erfindung betrifft einen Spulenhalter zum Aufwickeln eines Fadens
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Beim
kontinuierlichen Aufwickeln von synthetischen Fäden, beispielsweise
in einer Schmelzspinnanlage ist es bekannt, dass die Spulen abwechselnd
durch zwei Spulenhalter einer Aufwickelmaschine gewickelt werden,
die an einem beweglichen Träger angeordnet sind und so
abwechselnd in einen Wickelbereich und einen Wechselbereich geführt werden.
Bei dem kontinuierlichen Aufwickeln des Fadens ist es vorgesehen,
dass nach Fertigstellung einer vollen Spule auf einem der Spulenhalter
der Faden von der vollen Spule des Spulenhalters auf eine leere
Spulhülse des zweiten Spulhalters übergeben wird.
Für diesen Vorgang ist es erforderlich, dass der Faden
zum Anwickeln an der leeren Spulhülse oder dem Spulenhalter
gefangen und geschnitten oder durchgerissen wird. Somit entsteht
ein freies Fadenende, das an der Spulhülse oder an dem
Spulenhalter fixiert werden muß, um den neuen Spulvorgang nicht
zu gefährden.
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Aus
der
DE 103 33 273
A1 ist ein Spulenhalter bekannt, bei welchem das Fadenende
unmittelbar neben der Spulhülse an einer Spulspindel fixiert
wird. Hierzu weist die Spulspindel eine Fadenfangeinrichtung sowie
ein Fadenldemmmittel auf. Das Fadenklemmmittel wird durch einen
radial beweglichen Klemmkörper gebildet, der an der Spulspindel
durch eine Fliehkraft in einer Klemmposition gehalten wird und so
gemeinsam mit einem Fangelement zur Fixierung des Fadens führt.
Damit ist es möglich, glatte und nicht bearbeitete Spulhülsen
zur Aufnahme der Spulen zu verwenden.
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Derartige
Systeme besitzen grundsätzlich den Nachteil, dass bewegliche
Teile an der Spulspindel innerhalb einer Fadenfangeinrichtung oder
als Fadenklemmmittel einem ständigen Verschleiß unterliegen.
Zudem führen Verschmutzungen, die beispielsweise durch
einen unvermeidlichen Fadenabrieb entstehen, zu Störungen in
der fliehkraftbedingten Beweglichkeit derartiger Klemmkörper.
Somit sind Fangfehler aufgrund mangelhafter Klemmungen des Fadens
möglich.
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Um
einen Faden außerhalb der Spulhülse unmittelbar
an einer Spulspindel zu fixieren ist auch ein anderes System bekannt,
wie beispielsweise in der
DE
2 344 377 A1 oder der
DE 93 01 313 U1 beschrieben. Bei diesen bekannten
Spulenhalter ist durch Fangelemente und Klemmelemente am Umfang
der Spulspindel ein radial umlaufender Klemmspalt gebildet. Hierbei
wird der Faden nach dem Fangen in dem Klemmspalt eingezogen und
fixiert. Um am Ende des Spulvorgangs die Spule von der Spulspindel
abschieben zu können, ist es erforderlich, dass das Fangelement
oder das Klemmelement am Umfang der Spulspindel beweglich geführt
ist, so dass eine Freigabe des Fadens aus dem Klemmspalt erfolgen
kann. Damit treten die bereits zuvor genannten Probleme bei beweglichen
Teilen der Fangeinrichtung und der Fadenklemmmittel auf.
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Aus
der
DE 102 35 209
A1 ist ein Spulenhalter bekannt, bei welchem die Fangeinrichtung
aus einer Fangbuchse mit einem Führungsschlitz sowie einer
im Abstand dazu konzentrisch angeordneten Führungsbuchse
mit einem Führungsschlitz gebildet ist. Zwischen der Fangbuchse
und der Führungsbuchse ist eine Klemmeinrichtung in Form
eines elastischen Ringes ausgebildet, welcher zwischen den beiden
Buchsen zur Bildung eines Klemmspaltes angeordnet ist. Hierbei erfolgt
die Fixierung des Fadens zwischen der Führungsbuchse und
dem Elastomerring. Derartige elastische Klemmkörper besitzen
jedoch grundsätzlich den Nachteil, dass aufgrund ihrer Alterungseigenschaften
die Klemmkräfte zur Fixierung des Fadens mit fortschreitender
Betriebsdauer nachlassen. Zudem ist bei der Fixierung des Fadens ein
Nachrutschen innerhalb des durch den elastischen Körper
gebildeten Klemmspalt möglich, was ebenfalls zu Fangfehlern
führt.
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Es
ist nun Aufgabe der Erfindung, einen Spulhalter der gattungsgemäßen
Art bereitzustellen, bei welcher eine Fadenfangeinrichtung und ein
Fadenklemmmittel derart zusammenwirken, dass einerseits ein sicheres
Fixieren des Fadens an der Spulspindel und andererseits ein Abschieben
der Spule von der Spulspindel ohne Behinderung gewährleistet ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass das Fadenklemmmittel durch eine hohlzylindrische Klemmbuchse
gebildet ist, die mit einem Außenkonus in einen durch die
Fangnasen der Fadenfangeinrichtung begrenzten Innendurchmesser derart
eingepasst ist, dass sich ein im wesentlichen axial gerichteter
und zum Aufsteckende hin offener Klemmschlitz zwischen der Klemmbuchse und
der Fangnase bildet.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen
der jeweiligen Unteransprüche definiert.
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Trotz
des Vorbehaltes, einen festen Klemmschlitz zwischen fest montierten
Teilen der Spulspindel zur Fadenfixierung zu nutzen, hat sich gezeigt, dass
die axiale Ausrichtung des Klemmschlitzes eine Freigabe des Fadens
beim Abschiebevorgang der Spule ermöglicht. So wird beim
Abschieben der Spule der Faden selbsttätig aus dem zum
Aufsteckende hin offenen Klemmschlitz gezogen.
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Die
Erfindung besitzt zudem den besonderen Vorteil, dass der unmittelbar
unterhalb einer Fangnase ausgebildete Klemmschlitz dazu führt,
dass sich sehr kurze Fadenenden ausbilden. Durch das Einziehen des
Fadens in den Klemmschlitz zwischen der Fangnase und der Klemmbuchse
wird eine unmittelbare Fixierung des Fadens erreicht, die zu einem
schnellen Aufbau der Fadenspannung in dem Faden führt.
Dadurch wird das Durchtrennen des Fadens begünstigt, so
dass sich sehr kurze Fadenenden ausbilden können.
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Um
möglichst keine Unwuchten an der Spulspindel zu erzeugen,
weist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung
der Erfindung die Klemmbuchse einen umlaufenden Außenkonus
oder mehrere gleichmäßig am Umfang verteilt ausgebildete
Konussegmente auf, so dass jeder Fangnase einer von mehreren Klemmschlitzen
zugeordnet ist.
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Die
erfindungsgemäße Ausbildung des Klemmschlitzes
zwischen der Klemmbuchse und einer der Fangnasen wird bevorzugt
mit einem V-förmigen Öffnungsquerschnitt mit einem Öffnungswinkel im
Bereich von 1° bis 30° ausgebildet. Damit lässt sich
einerseits ein schnelles und sicheres Fixieren des Fadens und andererseits
eine Freigabe beim Abschieben der Spule erreichen.
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Insbesondere
die Freigabe und Fixierung des Fadens lässt sich noch dadurch
verbessern, indem der Klemmschlitz durch zwei Außenkonen
mit unterschiedlichen Steigungswinkeln an der Klemmbuchse gebildet
wird. Dabei weist eine Einlasszone des Klemmschlitzes einen größeren Öffnungswinkel als
eine Klemmzone des Klemmschlitzes auf.
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Um
zu Beginn einer Spulreise den Faden von einer Vollspule oder einer
manuell geführten Saugpistole übernehmen zu können,
ist es erforderlich, dass der Faden von den Fangnasen der Fadenfangeinrichtung
gefangen wird. Die Fadenführung lässt sich hierbei
vorteilhaft durch die Weiterbildung der Erfindung verbessern, in
dem die Klemmbuchse zum Ende der Fangnasen hin einen zylindrischen Führungsabschnitt
aufweist, der sich von unterhalb der Fangnase bis über
die Länge der Fangnasen hinaus erstreckt. Damit kann ein
am Umfang des Führungsabschnittes der Klemmbuchsen geführter
Faden durch geeignete Führungsmittel in einfacher Art und
Weise zum Fangen unterhalb der Fangnasen geführt werden.
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Der
erfindungsgemäße Spulenhalter lässt sich
auch vorteilhaft zum Aufwickeln mehrer Fäden parallel nebeneinander
nutzen. In diesem Fall ist insbesondere die Weiterbildung der Erfindung
vorgesehen, bei welcher die Spulspindel zur Aufnahme mehrerer Spulhülsen
am Umfang mehrere axial versetzt angeordnete Fadenfangeinrichtungen
und Fadenklemmmittel aufweist. Jedes der Fadenklemmmittel lässt
sich so durch eine Klemmbuchse bilden, die jeweils mit den Fangnasen
der Fadenfangeinrichtungen zusammenwirken.
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Im
nachfolgenden wird die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele
des erfindungsgemäßen Spulenhalters unter Bezug
auf die beigefügten Figuren näher beschrieben.
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Es
stellen dar:
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1 schematisch
eine Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen
Spulenhalters
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2 schematisch
eine Ansicht des freien Endes der Spulspindel aus dem Ausführungsbeispiel nach 1
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3 schematisch
eine Querschnittsansicht des Klemmschlitzes des Ausführungsbeispiels
aus 1 und 2
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4 schematisch
eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Klemmbuchse
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5 schematisch
eine Querschnittsansicht eines Klemmschlitzes am freien Ende der
Spulspindel gemäß dem Ausführungsbeispiel
nach 1
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6 schematisch
eine Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Spulenhalters
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In 1 ist
schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Spulenhalters gezeigt. Der Spulenhalter weist eine auskragende Spulspindel 1 auf,
die an ihrem Umfang eine Spulhülse 2 trägt.
Die Spulhülse 2 ist bis zu einem Anschlag 5 auf
die Spulspindel 1 geschoben und wird durch eine Klemmeinrichtung
am Mantel der Spulspindel 1 geklemmt (hier nicht dargestellt).
Die Spulspindel 1 ist an einem Antriebsende 16 mit
einem Elektromotor 3 gekoppelt. An einem gegenüberliegenden
Aufsteckende 10 weist die Spulspindel 1 eine Fadenfangeinrichtung 6 und
ein Fadenklemmmittel 7 auf.
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Ein
derartiger Spulenhalter wird üblicherweise in einer Aufwickelmaschine
eingesetzt, um einen kontinuierlich zulaufenden Faden am Umfang
der Spulhülse zu einer Spule aufzuwickeln. Eine derartige
Aufspulmaschine ist aus der
WO 2007/073860 A1 bekannt. Insoweit wird
an dieser Stelle zu der genannten Druckschrift Bezug genommen. Bei
derartigen Aufspulmaschinen sind zwei in Abstand zueinander angeordnete
Spulenhalter an einem Drehteller befestigt, so dass die Spulenhalter
abwechselnd in einen Aufspulbereich zum Aufwickeln des Fadens und
einen Wechselbereich zum Abnehmen einer Vollspule geführt
werden. Bei dem Wechsel der Spulenhalter wird der zulaufende Faden
von der fertig gewickelten Spule zu einer Spulhülse übergeben.
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Zu
diesem Zweck weist der Spulenhalter – wie in 1 gezeigt – am
Aufsteckende 10 die Fadenfangeinrichtung 6 und
das Fadenklemmmittel 7 auf. Zur weiteren Erläuterung
der Fadenfangeinrichtung 6 und des Fadenklemmmittels 7 wird
auf die nachfolgende Beschreibung zu der 2 Bezug
genommen.
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In 2 ist
schematisch eine vergrößerte Ansicht des Aufsteckendes 10 der
Spulspindel 1 dargestellt.
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Die
Fadenfangeinrichtung 6 wird in diesem Ausführungsbeispiel
durch mehrere axial hervorragende Fangnasen 8 gebildet.
Insgesamt sind an dem Umfang der Spulspindel 1 vier gleichmäßig
am Umfang der Spulspindel 1 verteilte Fangnasen 8 ausgebildet,
wobei in den Figuren nur jeweils die Fangnasen 8 sichtbar
sind. Die Fangnasen 8 sind unmittelbar an der Stirnseite
der Spulspindel 1 angeordnet, wobei der durch die Fangnasen 8 gebildete
Außendurchmesser gleich dem Außendurchmesser der Spulspindel 1 ist.
Die Fangnasen 8 weisen eine in Drehrichtung der Spulspindel
gerichtete Neigung auf, so dass sich zwischen der Fangnase 8 und
der Stirnseite der Spulspindel 1 eine Fangnut 17 bildet.
Jede der Fangnasen 8 ist identisch an der Spulspindel 1 ausgebildet.
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An
dieser Stelle sei ausdrücklich gesagt, dass die Spulspindel 1 aus
mehreren Bauteilen gebildet ist, die an dieser Stelle nicht näher
erläutert werden. So trägt die Spulspindel 1 eine
Klemmeinrichtung, um die Spulhülse 2 am Umfang
der Spulspindel 1 zu fixieren. Desweiteren ist im Innern
der Spulspindel 1 eine Antriebswelle vorgesehen, die unmittelbar mit
dem Elektromotor verbunden ist. Insoweit ist es üblich,
die Fangnasen 8 an einer Buchse auszubilden, die an einem
Aufsteckende 10 mit den übrigen Teilen der Spulspindel 1 fest
verbunden ist.
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Die
Fangnasen 8 umschließen mit ihrer Innenseite eine
Klemmbuchse 9, die hohlzylindrisch ausgebildet ist und
mit dem Aufsteckende 10 der Spulspindel 1 fest
verbunden. Die Klemmbuchse 9 schließt sich unmittelbar
an der Stirnseite der Spulspindel 1 an, und ist mit einem
Außenkonus 11.1 an einen durch die Fangnasen 8 gebildeten
Innendurchmesser derart angepasst, dass sich zwischen dem Außenkonus 11.1 und
der Fangnase 8 ein Klemmschlitz 12 ausbildet.
Der Außenkonus 11.1 ist umlaufend am Ende der
Klemmbuchse 9 ausgebildet und erzeugt somit zu jeder Fangnase 8 einen
unmittelbar unterhalb der Fangnase 8 ausgebildeten Klemmschlitz 12.
Somit sind an dem Umfang der Spulspindel 1 in diesem Ausführungsbeispiel
vier Fangnasen 8 mit vier zugeordneten Klemmschlitzen 12 angeordnet.
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Zur
weiteren Erläuterung des Klemmschlitzes 12 zwischen
der Fangnase 8 und der Klemmbuchse 9 wird des
weiteren Bezug zu der 3 genommen. In 3 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Fangnase 8 mit
einem Klemmschlitz 12 dargestellt. Der Klemmschlitz 12 wird
in diesem Ausführungsbeispiel durch zwei ineinander übergehende Außenkonen 11.1 und 11.2 der
Klemmbuchse 9 gebildet. Ein erster Abschnitt des Klemmschlitzes 12 weist
einen durch den Außenkonus 11.1 bestimmten Öffnungsquerschnitt
mit einem Öffnungswinkel α1 auf.
Dieser Abschnitt des Klemmschlitzes 12 wird hier als Klemmzone
bezeichnet. Ein zweiter sich unmittelbar anschließender
Bereich des Klemmschlitzes wird durch den zweiten Außenkonus 11.2 gebildet
und weist einen wesentlich größeren Öffnungsquerschnitt
mit einem Öffnungswinkel α2 auf.
Dieser Abschnitt des Klemmschlitzes 12 wird als Einlasszone
bezeichnet. Der Klemmschlitz 12 erstreckt sich somit in
axialer Richtung der Spulspindel 1 und ist zum Aufsteckende 10 hin
offen. Die Ausbildungsform des Klemmschlitzes 12 ist besonders
vorteilhaft, um beim Abschieben einer Spule von der Spulspindel 1 das
in dem Klemmschlitz 12 fixierte Fadenende selbsttätig
freizugeben. Sowohl die axiale Ausrichtung des Klemmschlitzes 12 als
auch der größere Öffnungswinkel α2 der Einlasszone des Klemmschlitzes 12 begünstigen
die Freigabe des Fadenendes beim Abschieben einer Spule. Eine schnelle
und sichere Fixierung des Fadens nach dem Fangen durch die Fangnase 8 wird
insbesondere durch die Klemmzone des Klemmschlitzes 12 garantiert,
die einen kleineren Öffnungswinkel α1 aufweist.
So liegt der Öffnungswinkel α1 vorzugsweise in
einem Bereich von 1° bis 15°. Der Öffnungswinkel α2 im Einlassbereich liegt dagegen in einem
Bereich von 10° bis 30°.
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Wie
aus der Darstellung in 2 zu erkennen ist, ist die Klemmbuchse 9 topfförmig
ausgebildet, wobei der Außenkonus 11.1 am freien
Ende der Klemmbuchse 9 angeordnet ist. Die Klemmbuchse 9 ist
durch eine Stirnwand 15 unmittelbar mit der Spulspindel 1 verschraubt.
Die Klemmbuchse 9 bildet dabei einen Führungsabschnitt 4,
der sich von unterhalb der Fangnasen 8 bis über
das freie Ende der Fangnasen 8 hinaus erstreckt. Der Führungsabschnitt 14 der
Klemmbuchse 9 weist einen durch die Konen 11.1 und 11.2 bedingten
kleineren Außendurchmesser auf, als der Innenbereich der
Fangnasen 8. Damit lässt sich der Führungsabschnitt 14 der Klemmbuchse 9 vorteilhaft
zur Führung eines Fadens nutzen, um diesen durch Führungsmittel
unterhalb der Fangnasen 8 zu führen.
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Derartige
Führungsmittel sind beispielsweise aus der Aufspulmaschine
bekannt, wie sie in der Druckschrift
WO 2007/073860 beschrieben ist.
Insoweit wird zur Erläuterung der Funktion und Ausbildung
derartiger Führungsmittel auf die zitierte Druckschrift
verwiesen und hier ausdrücklich Bezug genommen.
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Bei
dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist
wesentlich, dass die Fadenfangeinrichtung 6 und das Fadenklemmmittel 7 rotationssymmetrisch
am Aufsteckende 10 der Spulspindel 1 ausgebildet
sind. Somit lassen sich Unwuchten an der Spulspindel 1 vermeiden,
so dass derartige Spulspindeln insbesondere für hohe Aufwickelgeschwindigkeiten
geeignet sind. Dementsprechend sind die vier Fangnasen 8 der
Fadenfangeinrichtung 6 gleichmäßig dem
Umfang der Spulspindel 1 verteilt ausgebildet.
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Auch
der Außenkonus der Klemmbuche 9 zur Bildung der
Klemmschlitze 12 könnte segmentförmig
am Umfang einer Klemmbuchse 9 ausgebildet sein. Eine derartige
Klemmbuchse ist beispielsweise schematisch in 4 dargestellt.
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Bei
dem in 4 dargestellten Klemmbuchse 9 sind an
einem Ende der Klemmbuchse mehrere Konussegmente 13 vorgesehen,
die gleichmäßig am Umfang der Klemmbuchse 9 verteilt
sind. Die Anzahl und die Lage der Konussegmente 13 ist
identisch zu der Anzahl und Lage der am Aufsteckende 10 der Spulspindel 1 ausgebildeten
Fangnasen 8 der Fadenfangeinrichtung 6. Damit
ergeben sich entsprechend der Formen der Konussegmente 13 zu
jeder Fangnase 8 ein Klemmschlitz 12.
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In 5 ist
hierzu der durch die in 4 dargestellte Klemmbuchse 9 gebildete
Klemmschlitz 12 gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel
wird der Klemmschlitz 12 durch einen Konus 11 gebildet,
so dass sich ein gleichmäßiger Öffnungswinkel α einstellt.
Derartige Öffnungswinkel α liegen je nach Fadentyp,
welcher zur Spule aufgewickelt werden soll, in einem Bereich zwischen
1° und 30°.
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Die
zu dem Ausführungsbeispiel nach 1 beschriebene
Fadenfangeinrichtung 6 und Fadenklemmmittel 7 sind
grundsätzlich auch geeignet, um an einer beliebigen Stelle
der Spulspindel einen Faden zu fangen und zu fixieren. So ist in 6 ein Ausführungsbeispiel
eines Spulenhalters gezeigt, bei welcher eine Spulspindel 1 mehrere
Spulhülsen 2.1 und 2.2 axial nebeneinander
hält, um an jeder der Spulhülsen 2.1 und 2.2 jeweils
einen Faden zu einer Spule zu wickeln. Die Spulspindel 1 ist
an ihrem Antriebsende 16 mit einem Elektromotor 3 verbunden. Am
Umfang der Spulspindel 1 in einem Bereich zwischen den
Spulhülsen 2.1 und 2.2 sowie an einem Aufsteckende 10 ist
jeweils eine Fadenfangeinrichtung 6.1 und 6.2 sowie
ein Fadenklemmmittel 7.1 und 7.2 angeordnet. Die
Fadenfangeinrichtungen 6.1 und 6.2 sowie die Fadenklemmmittel 7.1 und 7.2 werden hierbei
wie bereits zuvor beschrieben, durch mehrere Fangnasen und eine
Klemmbuchse gebildet. Die Klemmbuchse im mittleren Bereich der Spulspindel ist
dabei durchgängig hohlzylindrisch ausgebildet.
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Die
Ausbildung der Klemmschlitze sowie die Funktionsweise ist identisch
zu dem vorgenannten Ausführungsbeispiel, so dass an dieser
Stelle keine weitere Erläuterung erfolgt.
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Der
erfindungsgemäße Spulenhalter ist somit besonders
geeignet, um ein Fadenende zu Beginn einer Spulreise am Umfang der
Spulspindel zu fixieren. Somit können glatte und nicht
bearbeitete Spulhülsen ohne jegliche Fangkerben eingesetzt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Spulspindel
- 2,
2.1, 2.2
- Spulhülse
- 3
- Elektromotor
- 4
- Spulhülse
- 5
- Anschlag
- 6,
6.1, 6.2
- Fadenfangeinrichtung
- 7,
7.1, 7.2
- Fadenklemmmittel
- 8
- Fannase
- 9
- Klemmbuchse
- 10
- Aufsteckende
- 11,
11.1, 11.2
- Außenkonus
- 12
- Klemmschlitz
- 13
- Konussegment
- 14
- Führungsabschnitt
- 15
- Stirnwand
- 16
- Antriebsende
- 17
- Fangnut
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10333273
A1 [0003]
- - DE 2344377 A1 [0005]
- - DE 9301313 U1 [0005]
- - DE 10235209 A1 [0006]
- - WO 2007/073860 A1 [0026]
- - WO 2007/073860 [0034]
