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Die Erfindung betrifft eine Aufspulmaschine zum Aufwickeln von Fäden zu mehreren Spulen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine gattungsgemäße Aufspulmaschine zum Aufwickeln von Fäden zu mehreren Spulen ist aus der
DE 10 2016 006 148 A1 bekannt.
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Bei der bekannten Aufspulmaschine werden mehrere Fäden parallel nebeneinander gleichzeitig zu Spulen gewickelt. Hierzu weist die Aufspulmaschine ein lang auskragendes Spannfutter auf, an dessen Umfang mehrere Spulhülsen zur Aufnahme der Spulen gespannt sind. Das Spannfutter ist am Umfang einer Achse drehbar gelagert. Die Achse ist fest mit einem Spindelträger verbunden, der üblicherweise eine zweite Achse zur Aufnahme eines weiteren Spannfutters aufweist. So sind die Achsen an dem Spindelträger um 180° versetzt zueinander angeordnet. Der Spindelträger ist drehbar in einem Maschinengestell gelagert, so dass eine im wesentlichen kontinuierliche Aufwicklung der Fäden abwechselnd an den Spannfuttern möglich ist. Der Antriebe der Spannfutter erfolgt durch ein Zugmittelantrieb insbesondere einen Zahnriemenantrieb, der über einen Zahnkranz am Umfang des Spannfutters geführt ist und durch ein Antriebsrad angetrieben wird. Der Zahnkranz ist unmittelbar an einem Lagerende des Spannfutters befestigt. Bei sehr lang auskragenden Spannfuttern tritt jedoch das Problem auf, dass mit zunehmendem Gewicht der Spulen das Spannfutter sich aufgrund der Biegebelastung verformt. So entsteht ein Kippwinkel an dem Spannfutter, der sich unmittelbar am Lagerende des Spannfutters und somit unmittelbar in dem Zugmittelantrieb auswirkt. Derartige Belastungen können insbesondere zu einem hohen Verschleiß an dem Zugmittel führen.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Aufspulmaschine der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, dass auch sehr lang auskragende Spannfutter sicher mit einem Zugmittelantrieb antreibbar sind.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Lagerende des Spannfutters drehelastisch mit einer Lagerbuchse verbunden ist, die drehbar am Spindelträger gelagert ist, und dass der Zugmittelantrieb durch einen Zahnkranz mit der Lagerbuchse gekoppelt ist.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen definiert.
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Die Erfindung besitzt den besonderen Vorteil, dass der Zugmittelantrieb am Spindelträger auf Teile einwirkt, die unabhängig von der Belastung des Spannfutters sind. Eine direkte Verbindung zwischen dem Zugmittelantrieb und dem Spannfutter ist nicht gegeben. Hierzu ist das Lagerende des Spannfutters drehelastisch mit einer Lagerbuchse verbunden, die drehbar am Spindelträger gelagert ist. So lässt sich der Zugmittelantrieb durch einen Zahnkranz mit der Lagerbuchse koppeln. Die bei zunehmendem Spulengewicht eintretende Schiefstellung des Spannfutters wird durch die drehelastische Verbindung zwischen der Lagerbuchse und dem Spannfutter aufgefangen und nicht an den Zugmittelantrieb weitergeleitet.
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Für einen stabilen Antrieb ist der Zahnkranz bevorzugt fest am Umfang der Lagerbuchse angeordnet, so dass das Zugmittel einen unmittelbaren Eingriff auf die Lagerbuchse hat.
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Damit die Drehmomente unabhängig von der jeweiligen Stellung des Spannfutters übertragbar sind, ist die Weiterbildung der Erfindung bevorzugt ausgeführt, bei welcher ein elastisches Kupplungsmittel zwischen der Lagerbuchse und dem Lagerende des Spannfutters angeordnet ist. Somit lassen sich vorteilhaft auch die bei Schiefstellung des Spannfutters erzeugten axialen Relativbewegungen ausgleichen, ohne die Drehübertragung zu beeinflussen.
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Bei einer ersten Alternative ist das Kupplungsmittel durch einen elastischen Kupplungsring gebildet, der zwischen der Lagerbuchse und dem Spannfutter gehalten ist.
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Somit ist eine kompakte und sichere Einbettung des Spannfutters innerhalb der Lagebuchse möglich.
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Zur sicheren Drehübertragung ist der Kupplungsring formschlüssig zwischen einer Innenverzahnung der Lagerbuchs und einer Außenverzahnung des Spannfutters gehalten.
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Bei einer weiteren Alternative zur drehelastischen Anbindung des Spannfutters ist das Kupplungsmittel durch mehrere Bolzen gebildet, die auskragend an einem Stirnende der Lagerbuchse gehalten sind und am auskragenden Ende einen Gummiring tragen. Dabei weist das Lagerende des Spannfutters an einem Stirnende mehrere Öffnungen zur Aufnahme der Bolzenenden auf. Hierdurch lassen sich besonders hohe Drehmomente zwischen der Lagerbuchse und dem Spannfutter übertragen.
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Um axiale Relativbewegungen zwischen dem Spannfutter und der Lagerbuchse aufnehmen zu können, sind die Bolzen durch jeweils eine Gleitbuchse an dem Stirnende der Lagerbuchse gehalten.
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Als Zugmittel lässt sich der Zugmittelantrieb am Spindelträger sowohl mit einem Zahnriemen oder auch mit einer Kette ausbilden, die durch ein mit einem Elektromotor verbundenes Antriebsrad und dem am Umfang der Lagerbuchse angeordneten Zahnkranz geführt sind.
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Zur Einhaltung bestimmter Riemenspannungen oder Kettenspannungen ist des weiteren vorgesehen, dass an dem Spindelträger eine verstellbare Spannrolle angeordnet ist, die auf den Zahnriemen oder die Kette einwirkt.
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Damit die Fäden möglichst ohne größere Unterbrechung kontinuierlich zu Spulen gewickelt werden können, ist die erfindungsgemäße Aufspulmaschine bevorzugt derart ausgeführt, dass der Spindelträger drehbar in einem Maschinengestell gehalten ist und eine zweite Achse mit einem drehbar angetriebenen Spannfutter trägt, wobei beide Spannfutter durch separate Zugmittelantriebe antreibbar sind. Damit lassen sich die Spannfutter abwechselnd zwischen einem Betriebsbereich und einem Wechselbereich hin -und herführen und separat antreiben.
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Die erfindungsgemäße Aufspulmaschine ist aufgrund relativ hoher Festigkeiten des Spannfutters besonders geeignet, um eine Mehrzahl von Spulen gleichzeitig am Umfang des Spannfutters zu wickeln. Dabei lassen sich auskragende Längen des Spannfutters über 2 m realisieren.
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Zur Erläuterung der Erfindung wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Aufspulmaschine unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
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Es stellen dar:
- 1 schematisch eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Aufspulmaschine im Betrieb
- 2 schematisch eine Vorderansicht des Spindelträgers des Ausführungsbeispiels aus 1
- 3 schematisch eine Längsschnittansicht einer der Spannfutter des Ausführungsbeispiels aus 1
- 4 schematisch eine Querschnittsansicht des Spannfutters gemäß 3
- 5 schematisch eine Teilansicht eines Längsschnittes des Spannfutters aus 3 mit alternativen Kupplungsmitteln
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In der 1 ist schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Aufspulmaschine in einer Seitenansicht dargestellt. Das Ausführungsbeispiel zeigt eine Betriebssituation, in welcher mehrere Fäden 24 zu jeweils einer Spule 8 gewickelt werden. Die Spulen 8 werden auf Spulhülsen 7 gewickelt, die am Umfang eines Spannfutters 1 gespannt sind. Das Spannfutter 1 ist auskragend an einem Spindelträger 2 angeordnet. Das Spannfutter 1 ist drehbar gelagert und über ein Zugmittelantrieb 6 angetrieben. Der Aufbau des Spannfutters 1 und die Verbindung zum Zugmittelantrieb 6 werden nachfolgend noch näher erläutert.
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Der Zugmittelantrieb 6 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch ein Zugmittel 6.1, ein Antriebsrad 6.2, ein Zahnkranz 6.3 und einem Motor 6.4 gebildet. Der Zahnkranz 6.3 ist hierzu am Umfang einer Lagerbuchse 5 angeordnet.
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An dem Spindelträger 2 ist ein zweites Spannfutter 1 in einer Warteposition gehalten, an dessen Umfang mehrere Spulhülsen 7 gespannt sind. Um eine möglichst kontinuierliche Aufwicklung der Fäden 24 zu ermöglichen, ist der Spindelträger 2 drehbar gelagert in einem Maschinengestell 4 angeordnet. Dabei ist der Spindelträger 2 mit einem Drehantrieb 11 gekoppelt und kann somit die Spannfutter 1 abwechselnd in einen Wickelbereich und einen Wartebereich führen.
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Das in dem Wickelbereich gehaltene Spannfutter 1 wirkt zum Wickeln der Spulen 8 mit einer Andrückwalze 9 und einer Changiereinrichtung 10 zusammen. Hierbei werden die Fäden 24 durch Kopffadenführer 25 separiert und den einzelnen Spulstellen zugeführt. Die Changiereinrichtung 10 weist pro Faden ein oder mehrere Changierfadenführer auf, um die Fäden 24 innerhalb einer Spulenbreite der Spulen 8 hin- und herzuführen. Die Andrückwalze 9 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch einen beweglichen Walzenträger 26 gehalten.
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Um die Spannfutter 1 in den Wickelbereich antreiben zu können, ist jedem der Spannfutter 1 ein separater Zugmittelantrieb 6 zugeordnet. Wie aus der Darstellung in 2 hervorgeht, sind die beiden Zugmittelantriebe 6 an dem Spindelträger 2 gehalten.
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Die Zugmittelantriebe 6 sind identisch aufgebaut und bestehen jeweils aus dem Antriebsrad 6.2, das durch eine Welle mit dem Motor 6.4 verbunden ist. Das Antriebsrad 6.2 ist an der Vorderseite des Spindelträgers 2 angeordnet und bildet mit einem Zahnkranz 6.3 eine Zugmittelebene, in welchem das Zugmittel 6.1 geführt ist. Als Zugmittel 6.1 kann eine Kette oder ein Zahnriemen verwendet werden.
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Dem Zugmittel 6.1 ist zwischen dem Antriebsrad 6.2 und dem Zahnkranz 6.3 eine Spannrolle 12 zugeordnet. Die Spannrolle 12 ist an der Vorderseite der Spindelträgers 2 verstellbar ausgebildet, und erzeugt eine für den Antrieb erforderliche Zugspannung in dem Zugmittel 6.1.
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Wie aus der Darstellung in 2 hervorgeht, sind die Spannfutter 1 und die Zugmittelantriebe 6 um 180° versetzt an dem Spindelträger 2 angeordnet.
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Zur weiteren Erläuterung eines der Spannfutter 1 und eines der Zugmittelantriebe 6 wird nun Bezug zu der 3 genommen. In der 3 ist eine Längsschnittansicht des Spannfutters 1 schematisch dargestellt.
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Das Spannfutter 1 ist hohlzylindrisch ausgebildet und an einer auskragenden Achse 3 durch eine Spannfutterlagerung 13 drehbar gelagert. Die Achse 3 ist an dem Spindelträger 2 befestigt. Das Spannfutter 1 weist ein Lagerende 1.1 und ein freies Auskragende 1.2 auf. Das Auskragende 1.2 des Spannfutters 1 dient zur Aufnahme der Spulhülsen 7 und zur Abnahme der Spulen 8.
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Das Lagerende 1.1 des Spannfutters 1 wird mit Abstand von einer Lagerbuchse 5 ummantelt. Die Lagerbuchse 5 ist durch eine Buchsenlagerung 14 an dem Spindelträger 2 drehbar gelagert. Hierbei weist die Lagerbuchse 5 ein auskragendes Antriebsende 5.1 auf, das am Umfang den Zahnkranz 6.3 des Zugmittelantriebes 6 aufweist. Der Zahnkranz 6.3 ist hierbei fest mit der Lagerbuchse 5 verbunden.
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Zur Übertragung der Drehbewegung ist die Lagerbuchse 5 elastisch mit dem Spannfutter 1 gekoppelt. Hierzu ist zwischen dem Antriebsende 5.1 der Lagerbuchse 5 und dem Lagerende 1.1 des Spannfutters 1 ein Kupplungsmittel 15 angeordnet. Das Kupplungsmittel 15 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch ein Kupplungsring 16 gebildet, der formschlüssig zwischen der Lagerbuchse 5 und dem Spannfutter 1 gehalten ist.
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Zur Erläuterung des Kupplungsmittels wird zusätzlich zu der 4 Bezug genommen. In 4 ist eine Querschnittsansicht des Spannfutters 1 am Lagerende 1.1 schematisch dargestellt.
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Um den Kupplungsring 16 zwischen der Lagerbuchse 5 und dem Spannfutter 1 formschlüssig zu erhalten, ist im Innern der Lagerbuchse 5 am Antriebsende 5.1 eine Innenverzahnung 17 ausgebildet. Der Innenverzahnung 17 steht eine Außenverzahnung 18 am Umfang des Spannfutters 1 gegenüber. Zwischen der Innenverzahnung 17 und der Außenverzahnung 18 ist der elastische Kupplungsring angeordnet. Der Kupplungsring 16 ist bevorzugt aus einem Elastomer gebildet. Somit ist das Lagerende 1.1 des Spannfutters 1 elastisch isoliert von dem Zugmittelantrieb 6, so dass die Kippbewegungen des Spannfutters 1 aufgrund der Spulenlast am Ende einer Wicklung sich nicht negativ auf die Lagerbuchse 5 und den Zahnkranz 6.3 auswirken.
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Das in den 3 und 4 dargestellte Kupplungsmittel 15 ist in seiner Ausführung als Kupplungsring 16 zwischen der Lagerbuchse 5 und dem Spannfutter 1 beispielhaft. Grundsätzlich können auch funktionsgleiche elastische Kupplungsmittel zur Drehübertragung zwischen der Lagerbuchse 5 und dem Spannfutter angeordnet sein.
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In 5 ist hierzu ein weiteres Ausführungsbeispiel zur Drehübertragung zwischen der Lagerbuchse 5 und dem Spannfutter 1 schematisch in einer Längsschnittansicht dargestellt, wie es in dem Ausführungsbeispiel nach 1 einsetzbar wäre.
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Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind an einem Stirnende 21 der Lagerbuchse 5 mehrere auskragende Bolzen 19 mit Abstand zueinander gehalten. Die Bolzen 19 weisen an dem aus der Lagerbuchse 5 herausragenden Ende am Umfang jeweils einen Gummiring 20 auf. Hierbei ragen die Bolzen 19 mit dem Gummiring 20 jeweils in eine Öffnung 22 des Spannfutters 1. Die Öffnungen 22 sind in gleicher Teilung an dem Stirnende 23 des Spannfutters 1 ausgebildet, um die Bolzen 19 mit den Gummiringen 20 aufnehmen zu können.
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An dem Stirnende 21 der Lagerbuchse 5 sind die Bolzen 19 jeweils in einer Gleithülse 27 gehalten, um relative Axialbewegungen zwischen der Lagerbuchse 5 und dem Spannfutter 1 zu ermöglichen.
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Die Lagerbuchse 5 ist mit einem gegenüberliegenden Ende durch die Buchsenlagerung 14 an dem Spindelträger 1 drehbar gelagert. Außerhalb des Spindelträgers 2 trägt die Lagerbuchse 5 den Zahnkranz 6.3 des Zugmittelantriebes 6. Durch das auf einer Mehrzahl von Bolzen 19 gebildete Kupplungsmittel 16 besteht die Möglichkeit, relativ hohe Drehmomente zwischen der Lagerbuchse 5 und dem Spannfutter 1 zu übertragen. Die in dem Kraftfluss liegenden Gummielemente 20 dämpfen dabei eine ungleichmäßige Kraftübertragung auf das angetriebene Spannfutter 1. Durch die Form und Härte der Gummiringe 20 kann die Charakteristik der Kupplung beeinflusst werden.
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Unabhängig von der konstruktiven Ausbildung des Kupplungsmittels besitzt die erfindungsgemäße Aufspulmaschine den Vorteil, dass der Zugmittelantrieb 6 und das Spannfutter 1 keine direkte Anbindung aufweisen. So lässt sich das Spannfutter 1 unabhängig vom Zugmittelantrieb 6 demontieren und montieren. Ein Austausch der Spannfutter 1 ist somit problemlos möglich.
