DE102022103243A1

DE102022103243A1 - Spannfutter einer Aufspulmaschine

Info

Publication number: DE102022103243A1
Application number: DE102022103243.4A
Authority: DE
Inventors: Arno Thiel; Keven Kaschytza
Original assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Current assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 2021-02-18
Filing date: 2022-02-11
Publication date: 2022-08-18
Also published as: CN114955710A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Spannfutter einer Aufspulmaschine zur Aufnahme und Fixierung von Spulhülsen und auf Spulhülsen gewickelte Spulen. Das Spannfutter weist einen auskragenden hohlzylindrischen Achsträger und eine am Umfang des Achsträgers gehaltene Spannbuchse auf, die am Umfang eine Klemmeinrichtung zur Fixierung der Spulhülsen trägt. Die Spannbuchse ist über eine Nabe mit einer Antriebswelle verbunden, die innerhalb des Achsträgers drehbar gelagert ist. Dabei weist die Spannbuchse zwischen einem den Achsträger umhüllenden Mantelabschnitt und einem auskragenden Mantelabschnitt eine Trennstelle auf. Um bei vorhandener Biegebelastung eine ausreichende Festigkeit zu gewährleisten, ist der umhüllende Mantelabschnitt der Spannbuchs und die Nabe einteilig ausgebildet und die Trennstelle der Spannbuchse mit einem Abstand zur Nabe in einem auskragenden Bereich des umhüllenden Mantelabschnittes ausgebildet

Description

Die Erfindung betrifft ein Spannfutter einer Aufspulmaschine zur Aufnahme und Fixierung von Spulhülsen und auf Spulhülsen gewickelten Spulen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein gattungsgemäßes Spannfutter ist beispielsweise aus der DE 10 2009 021 647 A1 bekannt.
Das bekannten Spannfutter wird in einer Aufspulmaschine zum parallelen Aufwickeln mehrerer Fäden zu Spulen eingesetzt. Hierzu ist das Spannfutter auskragend an einem Spindelträger angeordnet, der vorzugsweise beweglich in einem Maschinengestell gehalten ist. Hierbei ist das Spannfutter durch einen Achsträger an dem Spindelträger gehalten. Der Achsträger ist auskragend und hohlzylindrisch zur Aufnahme einer Antriebswelle ausgebildet. Die Antriebswelle durchdringt den Achsträger und ist außerhalb des Achsträgers an einem freien Antriebsende mit einer Nabe und einer Spannbuchse verbunden. Die Spannbuchse ist mehrteilig ausgebildet und weist einen den Achsträger umhüllenden Mantelabschnitt und einen zur Nabe gegenüberliegenden auskragenden Mantelabschnitt auf. Zur Aufnahme einer Mehrzahl von Spulen sind entsprechend lang auskragende Spannfutter erforderlich, so dass die Antriebswelle zur Anbindung eines am Spindelträger angeordneten Antriebes eine relativ grosse Länge aufweisen muss. Darüberhinaus ist zu berücksichtigen, dass das Spannfutter bei zunehmendem Spulengewicht sich absenkt und somit zu einer Biegebelastung des Spannfutters kommt. Somit ist aus Festigkeitsgründen die Länge der Antriebswelle und damit die Verbindung zwischen der Spannbuchse und der Antriebswelle in der auskragenden Länge begrenzt ausführbar. Zudem ist bei dem bekannten Spannfutter die Spannbuchse und die Nabe mehrteilig ausgebildet, so dass auch deren auskragenden Längen aufgrund der Biegebelastung begrenzt sind.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes Spannfutter einer Aufspulmaschine derart weiterzubilden, dass eine möglichst lang auskragende Spannbuchse zur Aufnahme einer Mehrzahl von Spulhülsen und auf Spulhülsen gewickelten Spulen realisierbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der umhüllende Mantelabschnitt der Spannbuchse und die Nabe einteilig ausgebildet sind und dass die Trennstelle der Spannbuchse mit einem Abstand zur Nabe in einem auskragenden Bereich des umhüllenden Mantelabschnittes ausgebildet ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.
Die Erfindung besitzt den besonderen Vorteil, dass die Trennstelle der Spannbuchse in ein für die Belastung der Spannbuchse unkritischen Bereich verlegt ist. Somit lässt sich ein Drehmoment zwischen der Antriebswelle und der Spannbuchse vorteilhaft übertragen. Der umhüllende Mantelabschnitt der Spannbuchse und die Nabe sind hierzu einteilig ausgebildet und enthalten keinerlei durch Trennstellen verursachte Schwachstellen. Drüberhinaus ist die Länge der Spannbuchse nicht durch fertigungstechnische Grenzen eingeschränkt, denn der auskragende Bereich des umhüllenden Mantelabschnittes kann in seiner Länge derart bemessen sein, dass die Fertigung einer Plassbohrung in der Nabe ohne Probleme erfolgen kann. Insoweit ist das erfindungsgemäße Spannfutter besonders geeignet, um größere Längen im Bereich von über 1.800 mm zu verwirklichen.
Damit die Aufnahme der Spulhülsen und ein Klemmen der Spulhülsen am Umfang der Spannbuchse unabhängig von der Trennstelle möglich sind, weisen der umhüllende Mantelabschnitt und der auskragende Mantelabschnitt zur Aufnahme der Klemmeinrichtung einen gleichgroßen Außendurchmesser auf. Hierbei sind zur Aufnahme der Klemmeinrichtung an beiden Abschnitten der Spannbuchse identische Fertigungstoleranzen einzuhalten.
Damit die Massenträgheit der Spannbuchse auch bei größeren auskragenden Längen möglichst klein bleibt, ist die Weiterbildung der Erfindung bevorzugt ausgeführt, bei welcher der auskragende Mantelabschnitt eine tragende Wandstärke aufweist, die um mindestens 60% dünnwandiger als die tragende Wandstärke des umhüllenden Mantelabschnittes ausgebildet ist. Die Drehmomentübertragung erfolgt an dem umhüllenden Mantelabschnitt der Spannbuchse, so dass dieser entsprechende Festigkeit aufweisen kann.
Um die Mantelabschnitte der Spannbuchse dann auch verbinden zu können, ist desweiteren vorgesehen, dass der auskragende Mantelabschnitt im Bereich der Trennstelle eine Materialverdickung in der Wandstärke zur Bildung einer Anschlussöffnung aufweist. Damit lässt sich die Anschlussöffnung am auskragenden Mantelabschnitt zur Aufnahme des umhüllenden Mantelabschnittes der Spannbuchse nutzen.
Die Weiterbildung der Erfindung, bei welcher der auskragende Mantelabschnitt an einem freien Ende eine weitere Materialverdickung zur Aufnahme eines Deckels aufweist, ist besonders vorteilhaft, um die Klemmeinrichtung am Umfang der Spannbuchse zu fixieren.
Zur Aufnahme der Biegebelastung hat sich die Weiterbildung der Erfindung besonders bewährt, bei welcher der umhüllende Mantelabschnitt der Spannbuchse und der auskragende Mantelabschnitt der Spannbuchse in der Trennstelle durch ein Gewinde miteinander verbunden sind. Damit ist sowohl eine Zentrierung bei der Montage als auch eine Aufnahme der Biegebelastung in der Trennstelle vorteilhaft ausführbar. Bei Bedarf beseht sogar die Möglichkeit, dass der auskragende Mantelabschnitt der Spannbuchse auswechselbar gestaltet ist.
Zur Ausbildung der Gewindeverbindung weist der umhüllende Mantelabschnitt an einer Durchmesserstufe ein Außengewinde und der auskragende Mantelabschnitt an der Anschlussöffnung ein Innengewinde auf. Da wird eine direkte Verschraubung beider Mantelabschnitte möglich.
Um ein Lösen der Trennstelle zu vermeiden, ist desweiteren möglich, das Gewinde in der Trennstelle durch ein Klebstoff zu sichern. Damit wird eine haltbare und widerstandsfähige Verbindung zwischen den beiden Mantelabschnitten der Spannbuche erzeugt.
Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, den umhüllenden Mantelabschnitt der Spannbuchse und den auskragenden Mantelabschnitt der Spannbuchse in der Trennstelle durch einen Schrumpfsitz miteinander zu verbinden. Auch hierbei lassen sich entsprechende Fügelängen an den Enden der Mantelabschnitte ausbilden.
Das erfindungsgemäße Spannfutter ermöglicht somit auskragende Längen, die bisher nicht erreicht werden konnten. Selbst die Wellen-Naben-Verbindung zwischen der Antriebswelle und der Spannbuchse muss nicht mehr - wie ansonsten üblich - im Schwerpunkt des Spannfutters liegen. Eine leichte Schiefstellung des Spannfutters aufgrund der Spulengewichte ist somit unkritisch.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eine Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Spannfutters einer Aufspulmaschine unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
Es stellen dar:

1 schematisch eine Längsschnittansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Spannfutters
2.1 und 2.2 schematisch eine Querschnittsansicht einer Trennstelle in der Spannbuchse des Ausführungsbeispiels auf 1
3 schematisch eine Querschnittsansicht einer Trennstelle in der Spannbuchse des Ausführungsbeispiels aus 1

In 1 ist schematisch eine Längsschnittansicht eines Ausführungseispiels des Spannfutters einer Aufspulmaschine schematisch dargestellt. Das Spannfutter ist durch einen Achsträger 1 an einem Spindelträger 2 gehalten. Der Achsträger 1 ist hohlzylindrisch ausgebildet und ragt am Spindelträger 2 hervor. Der Achsträger 1 wird von einer Antriebswelle 3 durchdrungen. Die Antriebswelle 3 ist mit einem hier nicht dargestellten Antrieb am Spindelträger 2 verbunden. Hierzu ist die Antriebswelle 3 in diesem Ausführungsbeispiel zweiteilig ausgebildet und weist im Bereich des Spindelträgers 2 eine Kupplung 4 auf.
Innerhalb des Achsträges 1 ist die Antriebswelle 3 durch zwei Lager 5 in einer Lagerhülse 6 drehbar gelagert. Die Lagerhülse 6 stützt sich über mehrere Gummipuffer 7 am Achsträger 1 ab.
An einem aus dem Achsträger 1 herausragenden Antriebsende ist die Antriebswelle 3 über eine Wellennabenverbindung 8 mit einer Spannbuchse 9 verbunden. Die Spannbuchse 9 ist zweiteilig ausgebildet und weist einen umhüllenden Mantelabschnitt 9.1 und einen auskragenden Mantelabschnitt 9.2 auf. Die Mantelabschnitte 9.1 und 9.2 sind in einer Trennstelle 10 mit Abstand zu der Wellen-Naben-Verbindung 8 miteinander verbunden. Über die Ausführung der Trennstelle 10 wird nachfolgend noch näher erläutert.
Der umhüllende Mantelabschnitt 9.1 ist mit einer Nabe 9.3 einteilig ausgeführt. Der umhüllende Mantelabschnitt 9.1 und de auskragende Mantelabschnitt 9.2 der Spannbuchse 9 sind in ihrem Außendurchmesser identisch ausgeführt und tragen eine Klemmeinrichtung 13. Die Klemmeinrichtung 13 ist innerhalb einer Klemmhülse 14 gehalten, die eine Mehrzahl von Öffnungen zum Austritt von Klemmelementen aufweist. Die Klemmeinrichtung 13 ist am Ende der Spannbuche 9 durch einen Deckel 12 gehalten. Am gegenüberliegenden Ende der Spannbuchse 9 liegt die Klemmeirichtung 13 an einem Kragen 20 der Spannbuchse an.
Zur Aufnahme des Deckels 12 weist der auskragende Mantelabschnitt 9.2 eine Materialverdickung 11 in der Wandstärke auf. Die Wandstärke des auskragenden Mantelabschnittes 9.2 ist hierbei wesentlich dünnwandiger ausgeführt als die Wandstrecke des umhüllenden Mantelabschnittes 9.1 der Spannbuchse 9. Vorzugsweise weist der auskragende Mantelabschnitt 9.2 eine tragende Wandstärke auf, die mindestens um 60% dünnwandiger als die tragende Wandstärke des umhüllenden Mantelabschnittes 9.1 ist.
Im Bereich der Trennstelle 10 weist der auskragende Mantelabschnitt 9.2 eine weitere Materialverdickung 11 der Wandstärke auf, um eine Anschlussöffnung zu bilden. Hierzu ist in 2.1 und 2.2 eine Teilansicht der Fügeenden des umhüllenden Mantelabschnittes 9.1 und des auskragenden Mantelabschnittes 9.2 schematisch in einer Querschnittsansicht dargestellt. Hierbei zeigt 2.1 den Zustand der beiden Mantelabschnitte 9.1 und 9.2 vor einem Zusammenfügen und in 2.2 die beiden Mantelabschnitte 9.1 und 9.2 verbunden in der Trennstelle 10.
Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für beide Figuren.
An dem Fügeende des auskragenden Mantelabschnittes 9.2 wird durch die Materialverdickung 11 eine Anschlussöffnung 15 gebildet. Die Anschlussöffnung 15 weist ein Innengewinde 16 auf.
Das gegenüberliegende Fügeende des umhüllenden Mantelabschnittes 9.1 weist eine Durchmesserstufe 17 auf, an der im Umfang ein Außengewinde 18 ausgebildet ist.
Zum Verbinden der Mantelabschnitte 9.1 und 9.2 der Spannbuchse 9 wird der auskragende Mantelabschnitt 9.2 durch Drehung mit dem Innengewinde 16 auf das Außengewinde 18 aufgeschraubt. Zuvor besteht noch die Möglichkeit, auf das Innengewinde 16 am Fügeende des umhüllenden Mantelabschnittes 9.1 ein Klebstoff aufzubringen. Damit lässt sich eine sichere Gewindeverbindung in der Trennstelle 10 herstellen. Die Situation ist in 2.2 gezeigt.
Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Spannfutters ist die Trennstelle 10 in einem auskragenden Bereich des umhüllenden Mantelabschnittes 9.1 ausgebildet. Dabei ist die auskragende Länge des umhüllenden Mantelabschnittes 9.1 von der Nabe 9.3 bis zur Trennstelle 10 in 1 schematisch mit dem Bezugszeichen L_a eingetragen. Desweiteren sind die Gesamtlängen des umhüllenden Matelabschnittes 9.1 eingetragen und mit dem Buchstaben L₁ und die Gesamtlänge des auskragenden Mantelabschnittes 9.2 mit dem Bezugszeichen L₂ eingetragen. Die Gesamtlänge der Spannbuchse 9 ergibt sich somit aus der Addition der Längen L₁ + L₂. Um möglichst lang auskragende Spannfutter mit einer Länge von ca. 2.000 mm zu erreichen, wird der umhüllende Mantelabschnitt 9.1 gegenüber dem auskragenden Mantelabschnitt 9.2 vorzugsweise um den Faktor 3 länger ausgeführt. Somit ist die Länge L₁ ≥ das dreifache der Länge L₂.
Die auskragende Länge L_a des umhüllenden Mantelabschnittes 9.1 wird vorzugsweise derart ausgelegt, dass eine mechanische Fertigung der Wellen-Naben-Verbindung 8 mit den erforderlichen Passmaßen ohne Sonderwerkzeuge herstellbar ist. Dabei wird die Nabe 9.3 der Spannbuchse 9 vorzugsweise nicht im Schwerpunkt de Spannfutters angeordnet.
Die in 1 und 2.2 dargestellte Verbindung der Mantelabschnitte 9.1 und 9.2 der Spannbuchse 9 sind in ihrer Ausführung beispielhaft. Grundsätzlich lassen sich auch alternative Verbindungstechniken nutzen, um die Mantelabschnitte 9.1 und 9.2 der Spannbuchse 9 mit ihren Wandstärken zu verbinden. So können reine Klebeverbindungen oder alternativ eine Schrumpfsitzverbindung genutzt werden.
In 3 ist hierzu ein Ausführungsbeispiel einer Trennstelle 10 dargestellt, wie sie beispielsweise in dem Ausführungsbeispiel nach 1 realisierbar wäre. Gemäß 3 weisen die Fügeenden der Mantelabschnitte 9.1 und 9.2 angeschrägte Passungsflächen auf, die an der Anschlussöffnung 15 des auskragenden Mantelabschnittes 9.2 und an der Durchmesserstufe 17 des umhüllenden Mantelabschnittes 9.1 ausgebildet sind. Insoweit werden beide Mantelabschnitte 9.1 und 9.2 durch den Schrumpfsitz 19 zusammengefügt. Vor dem Fügen wird hierzu der auskragende Mantelabschnitt 9.2 erwärmt.
Das erfindungsgemäße Spannfutter einer Aufspulmaschine ermöglicht die Aufnahme einer Mehrzahl von Spulhülsen zum Wickeln von Spulen. Hierbei können sowohl parallel abgesenkte Spannbuchsen als auch geneigte Spannbuchsen zur Aufnahme der vollgewickelten Spulen realisiert werden. Die Mehrteiligkeit der Spannbuchse begünstigt dabei im wesentlichen die Fertigung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009021647 A1 [0002]

Claims

Spannfutter einer Aufspulmaschine zur Aufnahme und Fixierung von Spulhülsen und auf Spulhülsen gewickelten Spulen, mit einem auskragenden hohlzylindrischen Achsträger (1) und einer am Umfang des Achsträgers (1) gehaltenen Spannbuchse (9), die am Umfang eine Klemmeinrichtung (13) zur Fixierung der Spulhülsen aufweist, und mit einer Antriebswelle (3), die innerhalb des Achsträgers (1) gelagert ist und die mit einem auskragenden Ende durch eine Nabe (9.3) mit der Spannbuchse (9) fest verbunden ist, wobei die Spannbuchse (9) zwischen einem den Achsträger (1) umhüllenden Mantelabschnitt (9.1) und einem auskragenden Mantelabschnitt (9.2) eine Trennstelle (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der umhüllende Mantelabschnitt (9.1) der Spannbuchse (9) und die Nabe (9.3) einteilig ausgebildet sind und dass die Trennstelle (10) der Spannbuchse (9) mit einem Abstand zur Nabe (9.3) in einem auskragenden Bereich des umhüllenden Mantelabschnitts (9.1) ausgebildet ist.
Spannfutter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der umhüllende Mantelabschnitt (9.1) und der auskragende Mantelabschnitt (9.2) der Spannbuchse (9) zur Aufnahme der Klemmeinrichtung (13) einen gleich großen Außendurchmesser aufweisen.
Spannfutter gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der auskragende Mantelabschnitt (9.2) eine tragende Wandstärke aufweist, die um mindestens 60% dünnwandiger als die tragende Wandstärke des umhüllenden Mantelabschnitt (9.1) ausgebildet ist.
Spannfutter gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der auskragende Mantelabschnitt (9.2) im Bereich der Trennstelle (10) eine Materialverdickung (11) in der Wandstärke zur Bildung einer Anschlussöffnung (15) aufweist.
Spannfutter gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der auskragende Mantelabschnitt (9.2) an einem freien Ende eine weitere Materialverdickung (11) zur Aufnahme eines Deckels (12) aufweist.
Spannfutter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der umhüllende Mantelabschnitte (9.1) der Spannbuchse (9) und der auskragende Mantelabschnitt (9.2) der Spannbuchse (9) in der Trennstelle (10) durch ein Gewinde (16, 18) miteinander verbunden sind.
Spannfutter gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der umhüllende Mantelanschnitt (9.1) an einer Durchmesserstufe (17) ein Außengewinde (18) und der auskragende Mantelabschnitt (9.1) an der Anschlussöffnung (15) ein Innengewinde (16) aufweist.
Spannfutter nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewinde (16, 18) in der Trennstelle (10) durch einen Klebstoff gesichert ist.
Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der umhüllende Mantelabschnitt (9.1) der Spannbuchse (9) und der auskragende Mantelabschnitt (9.2) der Spannbuchse (9) in der Trennstelle (10) durch einen Schrumpfsitz (19) miteinander verbunden sind.