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Die Erfindung betrifft eine Aufspulmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Aufspulmaschine.
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Bei der Herstellung von synthetischen Fäden ist es bekannt, dass die Fäden nach einem Schmelzspinnen jeweils zu Spulen aufgewickelt werden. Hierzu werden bevorzugt derartig Aufspulmaschinen eingesetzt, die zumindest ein langauskragendes Spannfutter zur Aufnahme und Fixierung von Spulhülsen und auf Spulhülsen gewickelten Spulen aufweisen. Dabei werden bevorzugt zwei auskragend gehaltene Spannfutter der Aufspulmaschine genutzt, um die Fäden kontinuierlich ohne Prozessunterbrechung zu Spulen wickeln zu können. Die Spannfutter sind dabei identisch ausgebildet, um pro Wickelstelle eine Spulhülse am Umfang der Spulspindel aufnehmen und durch Klemmung fixieren zu können. Insoweit weisen derartige Spannfutter Klemmeinrichtungen auf, die die Spulhülsen am Spannfutter klemmen.
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Eine derartige Aufspulmaschine mit einem Spannfutter ist beispielsweise aus der
US 4,175,712 bekannt. Derartige Spannfutter weisen eine in einer Spannbuchse integrierte Klemmeinrichtung auf, die an einem Achsträger gehalten ist. Die Spannbuchse ist mit einer Antriebswelle verbunden, die den Achsträger durchdringt. Die Spannbuchse wird mit Abstand zu dem Achsträger gehalten, so dass sich zwischen dem Achsträger und der Spannbuchse eine umlaufende Ringkammer einstellt. Die an der Spannbuchse ausgebildete Klemmeinrichtung weist mehrere Klemmelemente auf, die zum Spannen und Entspannen zwischen jeweils einer Feder und einer Druckkammer angeordnet ist. Die Druckkammern sind über die Ringkammern gemeinsam über einen Druckluftanschluss mit einer Druckluftquelle verbindbar. Am offenen Ende der Spannbuche ist zwischen einem Kragen des Achsträgers und einem Stirnende der Spannbuchse eine Mantelöffnung ausgebildet, die mit der Ringkammer im Innern des Spannfutters verbunden ist und die über einen am Achsträger angeordneten Dichtkolben wahlweise geöffnet und geschlossen werden kann. Hierzu ist der Dichtkolben gleitend am Achsträger geführt und lässt sich mit einer Dichtung an eine stirnseitige Dichtfläche der Spannbuchse verschieben.
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Zum Spannen der Hülsen und im Betrieb zum Aufwickeln der Fäden wird die Klemmeinrichtung drucklos betrieben, so dass die Klemmelemente unter Wirkung der Federn in eine radial äußere Stellung gehalten sind und die am Umfang der Spannbuchse aufgesteckten Spulhülsen fixieren. In dieser Situation wird der Dichtkolben an dem Achsträger in einer geöffneten Stellung gehalten, so dass der Ringraum zwischen der Spannbuchse und dem Achsträger über die Mantelöffnung mit der Umgebung zur Entlüftung aller Druckräume verbunden ist.
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Nachdem an den Spulhülsen fertige Spulen gewickelt sind und die Spannbuchse zum Wechseln der Spulen abgebremst ist, wird eine Druckluftzufuhr aktiviert, wobei zunächst der Dichtkolben die Mantelöffnung zwischen dem Achsträger und der Spannbuchse verschließt, um die in der Ringkammer zwischen dem Achsträger und Spannbuchse einströmende Druckluft in die Druckräume der Klemmeinrichtung zu führen. An den Klemmelementen wird eine gegenüber den Federn entgegengesetzte pneumatische Kraft erzeugt, die eine Verstellung der Klemmelemente bewirkt, so dass die Klemmelemente der Spulhülse am Umfang der Spannbuchse freigeben. Dieser Vorgang wiederholt sich bei jedem Spulenwechsel und an jedem Spannfutter.
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Beim Wickeln der Fäden und beim Spulenwechsel der Spannfutter wurde nun beobachtet, dass sich Flusen und Fadenreste in der geöffneten Mantelöffnung am Umfang des Spannfutters festsetzen. Zudem besteht die Gefahr, dass lose Fadenenden sich in der Mantelöffnung am Spannfutter verfangen, so dass sowohl die Abdichtung über den Dichtkolben als auch das Abnehmen der Spulen problematisch wird.
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Es ist somit Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Aufspulmaschine mit einem Spannfutter auszubilden, bei welchem das Lösen der Klemmeinrichtung und das Abnehmen der Spulen sicher gewährleistet ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Aufspulmaschine mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und durch ein Verfahren zum Betreiben einer Aufspulmaschine mit den Merkmalen nach Anspruch 4 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.
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Die Erfindung besitzt den besonderen Vorteil, dass die Druckluft zur Betätigung des Dichtkolbens und zum Lösen der Klemmelemente unabhängig voneinander dem Spannfutter zugeführt wird. Hierzu sind mehrere Druckluftanschlüsse am Spannfutter getrennt voneinander ausgebildet, so dass die Ringkammer zum Lösen der Klemmung der Spulhülsen und der Ringraum zum Verschließen der Mantelöffnung im Spannfutter unabhängig mit einer Druckluft einer Druckluftquelle beaufschlagbar sind. Somit lassen sich in dem Spannfutter Zustände erzeugen, um die Mantelöffnung von Faserresten zu befreien und um die Mantelöffnung abzudichten. So sind die Ringkammer und der Ringraum im Spannfutter unabhängig voneinander mit einer Druckluft der Druckluftquelle beaufschlagbar.
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Um die dem Spannfutter zugeführte Druckluft selbst zum Reinigen der Mantelöffnung und zum Entfernen der Faserreste zu nutzen, ist die Weiterbildung der Erfindung bevorzugt ausgeführt, bei welcher die Ringkammer zeitlich vor dem Ringraum mit der Druckluft der Druckluftquelle beaufschlagbar ist, um eine Blasströmung an der Mantelöffnung zu erzeugen. So wird zunächst im Spannfutter die Druckluft zur Entspannung der Klemmeinrichtung zugeführt, die aufgrund der geöffneten Mantelöffnung jedoch in die Umgebung entweicht und an der Mantelöffnung eine Blasströmung erzeugt. Dabei werden vorteilhaft Faserreste aus dem Spannfutter herausgeblasen. Erst nachdem die Mantelöffnung frei ist, wird nach vorgegebener Zeit die Druckluftzufuhr zu dem Ringraum freigegeben, so dass der Dichtkolben die Mantelöffnung an dem Spannfutter schließt. Die Klemmeinrichtung wird daraufhin entspannt und die Spulhülsen mit den gewickelten Spulen werden frei zur Abnahme von dem Spannfutter.
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Um eine definierte Ansteuerung der Druckluftzufuhr zu ermöglichen, ist des Weiteren vorgesehen, dass den Druckluftanschlüssen separate Steuerventile zugeordnet sind, um diese mit einer Druckluftquelle zu verbinden.
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Hierbei sind den Steuerventilen vorteilhaft eine Steuereinheit zugeordnet, durch welche die Steuerventile zeitverzögert steuerbar sind. So kann beispielsweise eine Zeitdifferenz in der Steuereinheit hinterlegt sein, um das Ausblasen in der Mantelöffnung am Spannfutter mit ausreichend Zeit ausführen zu können.
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Besonders vorteilhaft ist hierbei die Erzeugung eines Druckluftimpulses, um die Mantelöffnung mit ausreichender Strömungsenergie ausblasen zu können. So ist die Verfahrensvariante bevorzugt ausgeführt, bei welcher ein Druckluftimpuls in die Ringkammer des Spannfutters einströmt, um anschließend eine gleichmäßige Befüllung der Ringkammer und des Ringraumes im Spannfutter zu ermöglichen. Hierbei kann sowohl die Zeitdifferenz der Befüllung der Ringkammer und des Ringraumes in Spannfutter derart gestaltet sein, dass nach dem Druckluftimpuls zunächst der Ringraum zur Abdichtung der Mantelöffnung und danach die Ringkammer zum Lösen der Klemmeinrichtung mit der Druckluft befüllt werden.
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Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Aufspulmaschine ist nachfolgend anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
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Es stellen dar:
- 1 schematisch eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Aufspulmaschine
- 2 schematisch eine Längsschnittansicht eines der Spannfutter des Ausführungsbeispiels aus 1
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In der 1 ist eine erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Aufspulmaschine in einer Seitenansicht dargestellt. Das Ausführungsbeispiel zeigt eine Aufspulmaschine mit insgesamt vier Wickelstellen zum Aufwickeln einer Fadenschar bestehend aus vier Fäden, die separat zu vier Spulen gleichzeitig gewickelt werden. Die Anzahl der Wickelstellen und damit die Anzahl der pro Fadenschar geführten Fäden ist grundsätzlich beispielhaft. Derartige Aufspulmaschinen werden bevorzugt zum Aufwickeln von 10, 12 oder 16 Fäden eingesetzt.
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Hierzu weist das Ausführungsbeispiel zwei lang auskragende Spannfutter 4.1 und 4.2 auf, die um 180° versetzt zueinander an einem Spulrevolver 3 gehalten sind. Die Spannfutter 4.1 und 4.2 tragen am Umfang mehrere Spulhülsen 12. Der Spulrevolver 3 ist drehbar in einem Maschinengestell 1 gelagert. Hierbei lässt sich der Spulrevolver innerhalb des Maschinengestells 1 durch einen Revolvermotor 2 antreiben, so dass die Spannfutter 4.1 und 4.2 zum Wickeln von Spulen oder zur Ausführung eines Spulenwechsels verschwenkbar sind. Der Revolvermotor 2 ist an einer Rückseite des Maschinengestells 1 angeordnet. An der Rückseite des Maschinengestells 1 ragen zwei den Spannfuttern 4.1 und 4.2 zugeordnete Elektromotoren 5.1 und 5.2 hervor.
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In der in 1 dargestellten Betriebssituation ist das Spannfutter 4.1 in einer Wickelstellung und das Spannfutter 4.2 in einer Wechselstellung gehalten. In der Wickelstellung wirken die Spannfutter 4.1 und 4.2 mit einer drehbar gelagerten Andrückwalze 6 zusammen, die über einen beweglichen Walzenträger 7 an einem Querträger 13 gehalten ist. Der Querträger 13 ist auskragend mit dem Maschinengestell 1 verbunden. An dem Querträger 13 ist eine Changiereinrichtung 8 oberhalb der Andrückwalze 6 angeordnet, die pro Wickelstelle jeweils Führungsmittel zum Hin- und Herführen der Fäden 10 aufweist. Die Zuführung der Fäden 10 sind an dem Querträger 13 pro Wickelstelle jeweils ein Kopffadenführer 9 vorgesehen.
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Die Spannfutter 4.1 und 4.2 sind identisch ausgeführt und beinhalten eine Klemmeinrichtung, um die Spulhülsen 12 am Umfang der Spannfutter 4.1 und 4.2 zu fixieren und bei Bedarf zum Abnehmen der fertig gewickelten Spulen 11 wieder zu lösen. Der Aufbau der Spannfutter 4.1 und 4.2 ist nachfolgend unter Bezug auf die 2 näher beschrieben.
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In der 2 ist schematisch eine Längsschnittansicht eines der Spannfutter, in diesem Fall Spannfutter 4.2 des Ausführungsbeispiels der Aufspulmaschine nach 1 gezeigt. Das Spannfutter 4.2 besitzt eine Antriebswelle 16, die innerhalb eines hohlzylindrischen Achsträgers 15 durch mehrere Lager 17 drehbar gelagert ist. Die Antriebswelle 16 ist an einem hier nicht dargestellten Ende mit dem Elektromotor 5.2 gekoppelt. An dem aus dem Achsträger 15 herausragenden Ende ist die Antriebswelle 16 über eine Nabe 24 mit einer hohlzylindrischen Spannbuchse 14 drehfest verbunden. Hierbei ragt das auskragende Teilstück des Achsträgers 15 zur Lagerung der Antriebswelle 16 in ein offenes Ende der Spannbuchse 14 hinein.
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Am Umfang der Spannbuchse 14 ist eine Klemmeinrichtung 18 angeordnet, die mehrere am Umfang verteilte Klemmelemente 40 aufweisen, die durch einen axial verschiebbaren Ringkolben 19 zum Klemmen und Lösen einer Spulhülse 12 radial führbar sind. Die Klemmeinrichtung 18 erstreckt sich über die gesamte Länge der Spannbuchse 14 und ist am Ende der Spannbuchse 14 durch einen Deckel 25 gehalten. Zum Klemmen der Spulhülsen 12 weist die Klemmeinrichtung 18 somit mehrere Klemmelemente 40 pro Spulhülse 12 auf.
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Der zur Radialverstellung der Klemmelemente 40 axial geführte Ringkolben 19 ist zwischen einer Feder 21 und einem Druckraum 20 an der Spannbuchse 14 gehalten. Der Ringkolben 19 stützt sich hierbei über die Feder 21 an einem Anschlag 34 ab. In der in 1 dargestellten Betriebssituation sind die Klemmelemente 40 in einer Klemmposition gezeigt, in welcher die Klemmelemente 40 durch den Ringkolben 19 mittels der Feder 21 in eine ausgefahrene Klemmposition gehalten sind. Zum Lösen einer Spulhülse 12 werden die Ringkolben 19 auf der zur Feder 21 gegenüberliegenden Seite über den Druckraum 20 mit einer Druckluft beaufschlagt, so dass die Ringkolben 19 gegen die Feder 21 verschoben werden. Dadurch bewegen sich die Klemmelemente 40 radial nach innen und lösen somit die Spulhülse 12.
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Der Druckraum 20 in der Spannbuchse 14 ist über zumindest einen Durchlass 22 mit einer zwischen der Spannbuchse 14 und dem Achsträger 15 ausgebildeten Ringkammer 23 verbunden.
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Die Ringkammer 23 erstreckt sich bis zu einem inneren Stirnende der Spannbuchse 14 und ist über eine Mantelöffnung 28 mit der Umgebung verbunden. Die Mantelöffnung 28 lässt sich durch einen am Achsträger 15 ringförmig gehaltenen Dichtkolben 29 verschließen. Hierzu weist der Dichtkolben 29 gegenüberliegend zu der Spannbuchse 14 eine Dichtung 33 auf. Der Dichtkolben 29 ist in einem Ringraum 30 des Achsträgers 15 geführt. Der Ringraum 30 ist durch einen Drucklufteinlasskanal 39.2 mit einem Druckluftanschluss 35.2 verbunden.
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Die Ringkammer 23 zwischen der Spannbuchse 14 und dem Achsträger 15 ist zur Versorgung des Druckraumes 20 über eine Bohrung 26 im Innern des Achsträgers mit einem Drucklufteinlasskanal 39.1 und dem Druckluftanschluss 35.1 verbunden.
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Da während dem Aufwickeln von Fäden 10 zu Spulen 11 die Klemmeinrichtung 18 gespannt bleibt, sind der Druckraum 20 sowie die Ringkammer 23 und der Ringraum 30 drucklos gehalten. Hierzu ist die Mantelöffnung 28 am inneren Ende der Spannbuchse 14 geöffnet. Die Klemmeinrichtung 18 ist entlüftet. Damit der Dichtkolben 29 in einer geöffneten Stellung verharrt, ist zwischen einem Halter 31 und dem Dichtkolben 29 eine Feder 32 gespannt. Somit lässt sich der Dichtkolbe 29 nur gegen die Feder 32 in eine Schließstellung zum Verschließen der Mantelöffnung 28 führen.
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Der Druckluftanschluss 35.1 ist über ein Steuerventil 36.1 mit einer Druckluftquelle 37 verbunden. Der Druckluftanschluss 35.2 ist über ein separates Steuerventil 36.2 ebenfalls mit der Druckluftquelle 37 verbunden. Die Steuerventile 36.1 und 36.2 sind in diesem Ausführungsbeispiel durch zwei Zwei-Wege-Ventile gebildet, die eine von der Druckluftquelle 37 erzeugte Druckluft sperrt oder zum jeweiligen Druckluftanschluss 35.1 und 35.2 freigibt. Zur Steuerung der Steuerventile 36.1 und 36.2 ist eine Steuereinheit 38 vorgesehen.
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Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Aufspulmaschine werden die Spannfutter 4.1 und 4.2 wahlweise in einen Wickelbereich und einen Wechselbereich geführt. Sobald die im Wickelbereich gewickelten Spulen 11 einen vordefinierten Durchmesser aufweisen, wird die Spulspindel 4.1 in den Wechselbereich geführt, damit die vollgewickelten Spulen 11 von dem Spannfutter 4.1 abgeschoben werden können. Zum Abschieben der gewickelten Spulen 11 ist es jedoch erforderlich, dass die Klemmeinrichtung gelöst wird und die Spulhülsen 12 am Umfang des Spannfutters 4.1 freigeben.
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Bevor die Klemmeinrichtung 5 an dem Spannfutter 4.1 oder 4.2 zum Lösen der Klemmung der Spulhülsen 12 aktiviert wird, wird zunächst das Steuerventil 36.1 aktiviert, um die Druckluft der Druckluftquelle 37 über den Druckluftanschluss 35.1 der Ringkammer 23 zuzuführen. Da der Ringraum 30 zur Aktivierung des Dichtkolbens 39 zunächst drucklos bleibt, entsteht an der geöffneten Mantelöffnung 28 eine Blasströmung. Hierbei strömt die Druckluft aus der Ringkammer 23 durch die Mantelöffnung 28 in die Umgebung. Somit lassen sich die während des Aufwickelns der Spulen durch die geöffnete Mantelöffnung 28 eindringenden Faserreste wie beispielsweise Flusen vorteilhaft ausblasen. Je nach Steuerung des Steuerventils 36.1 kann hierbei eine kontinuierliche Blasströmung oder eine impulsartige Blasströmung erzeugt werden. Mit einer zeitliche Verzögerung wird über die Steuereinheit 38 das zweite Steuerventil 36.2 aktiviert, so dass dem Ringraum 30 eine Druckluft der Druckluftquelle 37 zugeführt wird und der Dichtkolben 29 sich zum Verschließen der Mantelöffnung verschiebt. Nachdem die Mantelöffnung 28 verschlossen ist, wird über die Ringkammer 23 die Druckkammer 20 in der Spannbuchse 14 wird der Druckluft beaufschlagt, sodass der Ringkolben 19 die Klemmelemente 40 löst. Nun sind die Spulhülsen 12 und die Spulen 11 bereit zur Abnahme von dem Spannfutter 4.2.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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