DE10315254A1 - Spindel zum Tragen der Rohre einer Spulenwickelvorrichtung - Google Patents

Abstract

Bei einer Spulenwickelvorrichtung umfasst eine Spindel zum frei drehbaren Halten einer Vielzahl von Rohren (T) einen inneren Mechanismus, welcher axial bewegt werden kann, um zu bewirken, dass sich eine Vielzahl von Elementen zum Halten der Rohre radial ausdehnt oder zusammenzieht zwischen einer ersten, radial ausgedehnten Position, in der die haltenden Elemente an den inneren Flächen der Rohre (T) angreifen, um sie für die Drehung mit der Spindel zu sichern und einer zweiten, radial zurückgezogenen Position, welche ermöglicht, dass die Rohre (T) an die Spindel geführt oder von ihr entfernt werden. DOLLAR A Die Halteelemente (15, 15, 45) sind von einer Vielzahl von äußeren, in Längsrichtung verlaufenden, in regelmäßigem Abstand rund um die Spindel angeordneten Stangen (13) getragen. Die äußeren Stangen (13) umfassen erste geneigte Flächen (19), zweiten geneigten Flächen (27) zugewandt und mit ihnen kooperierend, welche durch den genannten Mechanismus axial bewegt werden können, um zu bewirken, dass sich die äußeren Stangen (13) radial von einer radial zurückgezogenen Position, welche der zweiten Position entspricht, zu einer radial ausgedehnten Position bewegen, welche der ersten Position entspricht.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spindel zum Tragen der Rohre einer Spulenwickelvorrichtung, wie im Obenbegriff des Anspruchs 1 definiert.
• Es sind Spulenwickelvorrichtungen bekannt, die auf einer Reihe von Rohren, die Ende an Ende an einer frei drehbaren Spindel platziert sind, welche während des Wickelns von einer motorgetriebenen Rolle angetrieben wird, gleichzeitig mehrere Faden- oder Garnspulen bilden können.
• Um die Rohre zum Drehen anzutreiben, weist die Spindel eine Vielzahl von Mitteln zum Halten der Rohre auf, welche im Allgemeinen durch Blöcke oder Kissen aus einem reibungsmindernden Material gebildet sind und diskret über die äußere Fläche der Spindel verteilt sind. Die Kissen können mittels eines Kegelmechanismus im Inneren der Spindel radial bewegt werden. Wenn dieser Mechanismus so gesteuert wird, dass er sich axial bewegt, werden die Kissen dazu gebracht, sich zwischen einer radial ausgedehnten Position, in der die Kissen an den inneren Flächen der Rohre anliegen, um an ihnen für eine Drehung mit der Spindel anzugreifen, und einer radial zurückgezogenen Position, welche den Rohren ermöglicht, auf die Spindel aufgesetzt oder nach dem Füllen von ihr entfernt zu werden, entweder radial auszudehnen oder zurückzuziehen, abhängig von der Richtung der axialen Bewegung.
• Die diskrete Verteilung der Kissen (welche im Allgemeinen 60-70 mm voneinander entfernt sind) kann insbesondere im Fall von eher kurzen Rohren dazu führen, dass einige von ihnen nicht korrekt ergriffen und von den Kissen gegriffen werden. Dazu kommt es insbesondere dann, wenn eines der Kissen der Spindel im Grenzbereich zwischen zwei benachbarten Rohren positioniert ist.
• Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Spindel des zuvor genannten Typs zur Verfügung zu stellen, welche in der Lage ist, eine beliebige Zahl von Rohren beliebiger Länge zu greifen, wobei sie bezüglich der Achse der Spindel korrekt zentriert gehalten werden.
• Dieses und andere Ziele und Vorteile, welche später besser zu verstehen sein werden, werden erfindungsgemäß erreicht, indem eine Spindel mit den in den beiliegenden Ansprüchen definierten Merkmalen vorgesehen ist.
• Zwei bevorzugte, aber nicht beschränkende Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Spindel werden jetzt mit Bezug zu den beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
• Fig. 1 eine partiell axiale Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Spinde) ist;
• Fig. 2 ein Querschnitt eines genuteten, röhrenförmigen Elements in Verbindung mit der Spindel aus Fig. 1 ist;
• Fig. 3 eine partielle, perspektivische Ansicht des genuteten, röhrenförmigen Elements aus Fig. 2 ist;
• Fig. 4 eine partielle, perspektivische Explosionsansicht eines Paars von Stabelementen zum lösbaren Sperren der Rohre an der Spindel ist;
• Fig. 5 eine partielle, perspektivische Ansicht der Stabelemente aus Fig. 4 in ihrem gekoppelten Zustand ist; und
• Fig. 6 eine partielle, perspektivische Explosionsansicht einer alternativen Anordnung der Stäbe aus den Fig. 4 und 5 ist.
• Mit Bezug zu Fig. 1 wird eine erfindungsgemäße Spindel im Allgemeinen mit 10 gekennzeichnet.
• Die strukturellen und funktionellen Merkmale einiger der Komponenten der in Fig. 1 gezeigten Spindel und ihr allgemeines Funktionsprinzip sollten als in der Branche allgemein bekannt betrachtet werden. Die folgende Beschreibung beschreibt daher nur solche Elemente im Detail, welche von besonderer Bedeutung und von besonderem Interesse im Hinblick auf die Ausführung der vorliegenden Erfindung sind. Was die Struktur von Teilen und Elementen betrifft, die nicht detailliert erläutert werden, so kann Bezug auf jeden bekannten Typ von Spindel oder Spulenwickelschaft genommen werden.
• Die Spindel 10 umfasst ein genutetes, äußeres, röhrenförmiges Element 11, separat dargestellt in den Fig. 2 und 3, welches derart geformt ist, dass seine äußere Fläche eine Vielzahl von länglichen Schlitzen 12 bildet, welche in gleichmäßigem, winkligem Abstand angeordnet sind und entlang der gesamten Länge des röhrenförmigen Elements 1 l verlaufen.
• Ein Paar Stäbe 13, 14 ist in jedem Schlitz 12 aufgenommen, radial übereinander angeordnet und in den Fig. 4 und 5 dargestellt.
• In der gesamten Beschreibung und in den Ansprüchen sind Bezeichnungen und Ausdrücke, die sich auf Positionen und Ausrichtungen beziehen, bezüglich der zentralen, geometrischen Achse X der Spindel zu verstehen. Die Ausdrücke "längs" oder axial bezeichnen somit eine parallel zur Achse X verlaufende Richtung, während der Ausdruck "radial" eine senkrecht zu der Achse X verlaufende Richtung bezeichnet und der Ausdruck "quer" eine senkrecht zu der Achse X verlaufende Ebene bezeichnet.
• Der radial äußere Stab 13 umfasst an seiner äußeren Fläche eine Reihe von radialen Überständen 15, welche entlang der gesamten Länge des Stabs in Abständen zueinander angeordnet sind, vorzugsweise in regelmäßigen Abständen, um an den inneren Flächen einer Vielzahl von Rohren T lösbar anzugreifen.
• Bei der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsform sind die radialen Überstände 15 vollständig mit den äußeren Stäben 13 vorzugsweise aus Metall gebildet; bei diesem Beispiel sind die Überstände 15 aus längs verlaufenden in der Mitte gelegenen Gipfeln 16 mit einer scharfen Kante gebildet, welche an der Verbindungsstelle von Paaren von geneigten Flächen 17 liegen, welche in entgegen gesetzten Richtungen geneigt sind und leicht von Abschnitten flacher Fläche 18 zwischen aufeinanderfolgenden Überständen 15 überstehen.
• Die untere oder radial innere Fläche jedes Stabs 13 umfasst eine Vielzahl von entgegen gesetzt geneigten Ebenen 19, 20, alternierend durch flache, radial gekerbte Abschnitte 21 oder flache, radial hervorstehende Abschnitte 22 verbunden, welche dem in Längsrichtung unteren oder radial inneren Profil des Stabs 13 die Form einer Reihe gleichschenkliger Trapeze verleihen. Die geneigten Flächen 19, 20 liegen in Ebenen, welche einen spitzen Winkel mit der zentralen Achse X der Spindel bilden.
• Jeder äußere Stab 13 umfasst quer verlaufende Nuten 23 (von denen nur eine in den Fig. 4 und 5 sichtbar ist), welche in Längsrichtung in regelmäßigen Abständen zueinander entlang der oberen oder radial äußeren Fläche des Stabs angeordnet sind. Jeder äußere Stab 13 bildet ebenfalls ein Paar gegenüberliegender, quer hervorstehender seitlicher Ränder 24.
• Der radial innere Stab 14 weist eine flache, radial innere Fläche 25 (siehe Fig. 1) mit einer nahe einem Ende des Stabs 14 gebildeten, quer verlaufenden Nut 26 auf. Die radial äußere Fläche des inneren Stabs 14 zeigt zu und ist kongruent mit der radial inneren Fläche des äußeren Stabs 13. Wie in Fig. 4 gezeigt, bildet die Außenseite des inneren Stabs 14 eine Vielzahl von flachen, entgegengesetzt geneigten Flächen 27, 28, welche alternieren durch flache, radial hervorstehende Abschnitte 29 und durch flache, radial gekerbte Abschnitte 30 verbunden sind, die die Reihe von Flächen 19, 20, 21 und 22 des äußeren Stabs 13 jeweils ergänzen.
• In Fig. 1 ist eine umfangmäßige Feder, welche in den quer verlaufenden Nuten 23 in dem äußeren Stab 13 aufgenommen ist, mit 31 gekennzeichnet. Federn dieses Typs sind in regelmäßigen Abständen entlang der Länge der Spindel angeordnet, um die äußeren Stäbe 13 radial federnd gegen die inneren Stäbe 14 zu klemmen und dadurch sicherzustellen, dass die geneigten Flächen 19, 20 der äußeren Stange und die geneigten Flächen 27, 28 der inneren Stange in Berührung stehen.
• Wie nachfolgend genauer beschrieben wird, führt das Gleiten des inneren Stabes in Längsrichtung bezüglich des äußeren Stabes dank der geneigten Flächen 19, 20 und 27, 28 abhängig von der Richtung der Längsbewegung zu einer entsprechenden radialen Ausdehnung oder zum Zurückziehen des äußeren Stabes, und dies führt dazu, dass die radialen Überstände 15 an den Rohren angreifen oder nicht angreifen, wie schematisch in Fig. 1 gezeigt und mit T bezeichnet.
• Ein äußerer Stab des in den Fig. 4 und 5 gezeigten Typs ist für die Verwendung mit Rohren aus Karton, welche partiell von den Überständen 15 des Metallstabes 13 durchdrungen werden, besonders geeignet. Fig. 6 zeigt eine alternative Ausführungsform, bei der die Überstände 15, welche betreibbar sind, um die inneren Flächen der Rohre einzugreifen, aus verdickten Gebilden eines Strangs 45 aus elastischem Material gebildet sind, welche in einer längs verlaufenden Nut 32 angeordnet sind, die an der äußeren Fläche des äußeren Stabs 13 gebildet ist. Diese Variante, auf welche sich Fig. 1 ebenfalls bezieht, ist geeigneter für die Verwendung mit Rohren aus Kunststoffmaterial. Bei einer weiteren Variante (welche nicht gezeigt ist) könnten die Gummistränge 45 glatt sein, anstatt Überstände 15 aufzuweisen.
• Mit Bezug zu Fig. 2 bilden die längs verlaufenden Schlitze 12 jeder einen radial inneren Bereich 33, um den inneren Stab 14 unterzubringen und radial zu halten, sowie einen radial äußeren Bereich 34, um den äußeren Stab 13 unterzubringen. Es sind gegenüberliegende laterale Kanten vorgesehen, welche quer zu dem Schlitz überstehen, um zu verhindern, dass sich die Stäbe aus dem Schlitz heraus bewegen.
• Wiederum mit Bezug zu Fig. 1 ist das genutete, röhrenförmige Element 11 in eine röhrenförmige Hülse 36 eingepasst, welche so angebracht ist, dass sie um eine feste, zentrale Achse 37 mittels Lagern 38 (von denen nur eins gezeigt ist) frei drehbar ist. Ein entsprechendes schalenförmiges Anschlagelement 39 ist an jedem Ende der Spindel angepasst, um eine Schulter 40 zu bilden, welche verhindert, dass sich die äußeren Stäbe 13 axial bewegen und versehentlich aus den Schlitzen 12 gleiten. Eine zentrale Antriebswelle 41 kann axial mittels eines Bedienelements (eines Typs, der bekannt ist und daher nicht gezeigt wird) bewegt werden, um einen Block 42 gegen das federnde Agieren einer zwischen dem Block 42 und dem Endanschlagselement 39 eingefügten Feder 43 (nach links in Fig. 1) zu drücken und zu bewegen. Der Block 42 bildet einen Flansch 44, dessen peripherer Abschnitt in die quer verlaufenden Nute 26 der inneren Stäbe 14 eingreift.
• Es wird deutlich, dass sich die äußeren Stäbe 13 dank der oben beschriebenen Anordnung radial, aber nicht axial bewegen können, während sich die inneren Stäbe 14 axial, aber nicht radial bewegen können.
• Die Spindel funktioniert wie folgt. Wird das Bedienelement, welches den Schub der zentralen Weile 41 steuert, betätigt, so wird der Block 42 gegen das Endanschlagselement 39 gezwungen, wobei er die Feder 43zusammendrückt und bewirkt, dass der Flansch 44 die inneren Stäbe 14 nach links drückt. Dies bringt die Vorrichtung in die in Fig. 1 gezeigte Konfiguration, bei der die inneren Stäbe 14 an dem linksseitigen Endanschlagselement 39 anliegen. In diesem Zustand sind die äußeren Stäbe 13 in ihre radial am weitesten innere Position zurückgezogen, wie schematisch durch den Pfeil A in Fig. 2 angezeigt, während die gegenüberliegenden Umrisse der Stäbe 13 und 14 zueinander passen (siehe Fig. 1).
• Die radial zurückgezogenen Positionen der äußeren Stäbe 13 und der Überstände 15 oder 15 erleichtern es, eine Reihe von Rohren T auf das Spindelende aufzuziehen, um schließlich Faden auf sie zu wickeln.
• Das Bedienelement der Antriebswelle 41 wird dann ausgeschaltet, wodurch sich die Feder 43 ausdehnen kann, wobei der Block 42 und die inneren Stäbe 14 axial nach links gezwungen werden.
• Als Resultat des Eingreifens zwischen den geneigten Flächen 27 der inneren Stäbe und den gegenüberliegenden Flächen 19 der äußeren Stäbe, sowie der durch die gegenüberliegenden Schultern 40 vorgesehenen axialen Sperre, sind die äußeren Stäbe 13 gezwungen, sich radial nach außen zu bewegen, wobei die Überstände 15, 15' dazu gebracht werden, an den inneren Flächen der Rohre T anzuliegen, um diese derart stabil und korrekt und an der Spindel zentriert zu sichern. In dieser Position bewegen sich die äußeren Stäbe 13 in die ausgedehnte Position, wie schematisch durch Pfeil B in Fig. 2 gezeigt. Die Kanten 35 der Schlitze 12 kooperieren mit den Seitenkanten 24 der äußeren Stäbe 13, um zu verhindern, dass letztere versehentlich aus den Schlitzen gleiten.
• Sobald die Fadenspulen auf die Rohre gewickelt sind, wird das Bedienelement wieder betätigt, um den Block 42 und die inneren Stäbe 14 axial zu bewegen. Die äußeren Stäbe 13 werden so als Ergebnis des Eingreifens der geneigten Flächen 28 der inneren Stäbe 14 mit den geneigten Flächen 20 der äußeren Stäbe 13 und auch als Ergebnis des Agierens der umfangmäßigen Federn 31 zu radial nach innen gerichteten Positionen vorgespannt. Die Überstände 15, 15 werden so von den Rohren gelöst, welche dann von der Spindel entfernt werden können.
• Die Überstände 15, 15 sind in kurzen Abständen zueinander entlang der Länge jedes äußeren Stabs 13 angeordnet; die Überstände sind in kurzem Abstand (vorzugsweise von nicht mehr als 1 cm) verteilt, welches deutlich weniger ist, als die minimale Länge des Rohrs, so dass diese Überstände eine Vielzahl von Eingreifpunkten vorsehen, die betreibbar sind, um Rohre jeder Länge wirksam zu greifen, auch wenn sich einer dieser Überstände zufällig im Grenzbereich zwischen aufeinanderfolgenden Rohren befindet.
• Es wird darauf hingewiesen, dass die Anordnung oder Bildung einer Vielzahl von Überständen an derselben Stange ermöglicht, die verschiedenen Rohre wirksam zu sichern und sicherzustellen, das sie bezüglich der zentralen Achse der Spindel korrekt und regelmäßig zentriert sind.
• Der durch die Überstände oder die elastischen Stränge ausgeübte radiale Schub kompensiert geringe Unterschiede im Durchmesser oder in der Form zwischen den verschiedenen auf die Spindel gesetzten Rohre gleichmäßig.
• Obgleich zwei spezifische Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden sind, ist offensichtlich, dass diese Beschreibung nur als nicht einschränkendes Beispiel gedacht ist und dass der Rahmen der Erfindung nicht auf diese beschränkt ist. Als Ergebnis der zuvor beschriebenen Beispiele sind Fachmänner in der Lage, zahlreiche Varianten bezüglich der Form und der Anordnung der Teile sowie struktureller und betriebsmäßiger Details zu konstruieren.
• Bei einer alternativen, aber weniger bevorzugten Ausführungsform könnten die an den äußeren und inneren Stangen gebildeten geneigten Flächen beispielsweise wie der Zahn einer Säge gebildet sein, wodurch das radiale Zurückziehen der äußeren Stangen 13 nur von dem Agieren der gewundenen Federn 31 abhängig wäre.
• Bei einer Spulenwickelvorrichtung umfasst eine Spindel zum frei drehbaren Halten einer Vielzahl von Rohren (T) einen inneren Mechanismus, welcher axial bewegt werden kann, um zu bewirken, dass sich eine Vielzahl von Elementen zum Halten der Rohre radial ausdehnt oder zusammenzieht, zwischen einer ersten, radial ausgedehnten Position, in der die haltenden Elemente an den inneren Flächen der Rohre (T) angreifen, um sie für die Drehung mit der Spindel zu sichern und einer zweiten, radial zurückgezogene Position, welche ermöglicht, dass die Rohre (T) an die Spindel geführt oder von ihr entfernt werden.
• Die Halteelemente (15, 15, 45) sind von einer Vielzahl von äußeren, in Längsrichtung verlaufenden, in regelmäßigem Abstand rund um die Spindel angeordneten Stangen (13) getragen. Die äußeren Stangen (13) umfassen erste geneigte Flächen (19), zweiten geneigten Flächen (27) zugewandt und mit ihnen kooperierend, welche durch den genannten Mechanismus axial bewegt werden können, um zu bewirken, dass sich die äußeren Stangen (13) radial von einer radial zurückgezogenen Position, welche der zweiten Position entspricht, zu einer radial ausgedehnten Position bewegen, welche der ersten Position entspricht.

Claims (15)

1. Spindel zum Tragen einer Vielzahl von frei drehbar an einer Spulenwickelvorrichtung angebrachten Rohren (T), eines Typs, bei dem die Spindel einen inneren Mechanismus umfasst, welcher axial beweglich ist, um eine Vielzahl von Mitteln, welche die Rohre halten, dazu zu bringen, sich zwischen einer ersten, radial ausgedehnten Position, bei der die Haltemittel an den inneren Flächen der Rohre (T) angreifen, um sie sicher für eine Drehung mit der Spindel zu greifen, und einer zweiten, radial zurückgezogenen Position, welche den Rohren (T) ermöglicht, auf die Spindel aufgesetzt oder von ihr entfernt zu werden, radial auszudehnen oder zurückzuziehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltemittel (15, 15', 45) von einer Vielzahl von äußeren, längs verlaufenden Stäben (13) getragen sind, welche in gleichmäßigem Abstand rund um die Spindel angeordnet sind und erste geneigte Flächen (19) aufweisen, welche entsprechenden zweiten geneigten Flächen (27) zugewandt sind und mit ihnen kooperieren, wobei letztere durch den genannten Mechanismus axial bewegt werden können, um zu bewirken, dass sich die äußeren Stäbe (13) radial von einer radial zurückgezogenen Position, welche der zweiten Position entspricht, und von einer radial ausgedehnten Position, welche der ersten Position entspricht, bewegen.

2. Spindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten geneigten Flächen (27) von einer Vielzahl innerer, sich in Längsrichtung erstreckender Stäbe (14) gebildet sind, welche durch den genannten Mechanismus axial bewegt werden können, wobei jeder innere Stab (14) an einen entsprechenden äußeren Stab (13) gekoppelt ist.

3. Spindel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Paar äußerer Stäbe (13) und innerer Stäbe (14) in einer entsprechenden, längs verlaufenden Nut (12) aufgenommen ist, welche sich radial nach außen öffnet und in einem genuteten, röhrenförmigen Element (11) gebildet ist, das frei an der Spindel angebracht ist.

4. Spindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren, längs verlaufenden Stäbe (13) auch dritte geneigte Flächen (20) bilden, welche entgegengesetzt zu den ersten und zweiten geneigten Flächen (19, 27) geneigt sind und mit entsprechenden vierten geneigten Flächen (28) kooperieren, welche durch den genannten Mechanismus axial bewegt werden können, um zu bewirken, dass sich die äußeren Stäbe (13) radial von einer radial ausgedehnten Position, welche der ersten Position entspricht, zu einer radial zurückgezogenen Position, welche der zweiten Position entspricht, bewegen.

5. Spindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie auch eine Vielzahl von in Längsrichtung mit Abstand rund um die äußeren Stäbe (13) angeordneten gewundenen Federn (31) umfasst, um diese Stäbe federnd in Richtung der zentralen Achse (X) der Spindel zu klemmen.

6. Spindel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Stäbe (13) eine Vielzahl von quer verlaufenden Nuten (23) zur Aufnahme umfangmäßiger Federn (31) bilden.

7. Spindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Halten der von jedem äußeren Stab (13) getragenen Rohre eine Vielzahl von in Abstand in Längsrichtung angeordneten, radialen Überständen (15, 15) umfassen.

8. Spindel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die radialen Überstände (15) Überstände (15) umfassen, welche in einem Stück mit einer entsprechenden äußeren Stange (13) gebildet sind.

9. Spindel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Stangen (13) und die an ihnen gebildeten Überstände (15) aus einem harten Material, vorzugsweise einem Metall, gemacht sind.

10. Spindel nach den Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Überstände (15) längs verlaufende Gipfel mit einer scharfen Kante (16) umfassen.

11. Spindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Halten der von jedem äußeren Stab (13) getragenen Rohre ein längs verlaufendes Element (45) aus einem elastisch nachgiebigem Material umfassen.

12. Spindel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass jedes elastische, längs verlaufende Element (45) in einer an der äußeren Fläche der äußeren Stange (13) gebildeten, längs verlaufenden Nut (32) aufgenommen ist.

13. Spindel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass jedes elastische, längs verlaufende Element (45) eine Vielzahl radialer, in Abstand in Längsrichtung angeordneter Überstände (15) bildet.

14. Spindel nach Anspruch 7 oder Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand in Längsrichtung zwischen zwei aufeinander folgenden Überständen (15, 15) an derselben äußeren Stange (13) kürzer ist als die Länge eines Rohrs (T).

15. Spindel nach Anspruch 7 oder Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Überstände (15, 15) an jeder äußeren Stange (13) in regelmäßigen Abständen in Längsrichtung verteilt sind.