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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zur Aufnahme von mindestens eine Spulenhülse an einer Spulmaschine für endlose
Chemiefäden
der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Art.
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Derartige Vorrichtungen zur Aufnahme
von Spulen werden in Maschinen zum Aufwickeln oder zum Abziehen
von endlosen, linienförmigen
Gebilden, wie Textilfäden,
Glasfäden
oder Metalldrähten, oder
von ebenen Flächengebilden,
wie Folienbahnen und dünnen,
flexiblen Blechen verwendet. Insbesbesondere werden in Textilmaschinen
Aufsteckdorne unterschiedlicher Bauart verwendet, um beispielsweise
frisch ersponnene, endlose Filamentfäden auf Spulenhülsen aufzuwickeln
bzw. diese Fäden
danach weiter zu bearbeiten, insbesondere zu veredeln.
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In Bearbeitungs- oder Veredelungsmaschinen,
wie beispielsweise Streck-, Zwirn-, oder Texturiermaschinen werden
die Fäden
häufig über Kopf von
den Vorlagespulen abgezogen und dann bearbeitet. Hierzu sind die
Vorlagespulen auf ortsfeste, gegebenenfalls schwenkbare Aufsteckdorne
eines Spulengatters aufgesteckt und die Fäden werden von einem Lieferwerk
abgezogen, wobei sie eine geringe, vom augenblicklichen Durchmesser
der Vorlagespule abhängige
Drehung erhalten. Soll diese Drehung jedoch vermieden werden, müssen die
Fäden von
der Vorlagespule tangential abgezogen werden. Dazu muss die Vorlagespule
auf dein Aufsteckdorn des Spulengatters drehbar gelagert sein und
in bestimmten Fällen,
wie beispielsweise schweren Spulen, empfindlichen Fäden wie
Elastomer- und Gummifäden,
sogar mit einer vorgebbaren Geschwindigkeit angetrieben werden.
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Bei Maschinen zum Aufspulen von Fäden kommen
ortsfeste Aufsteckdorne für
die Spulenhülsen
nicht in Betracht. Hier werden die Fäden, ob frisch ersponnen oder
bearbeitet, dein Umfang einer Spulenhülse tangential zugeführt und
nach einem bestimmten Muster aufgewickelt, um eine stabile, für eine weitere
Behandlung vorteilhafte Spule zu erzeugen, von der der Faden ohne
Abschläger
problemlos abgezogen werden kann. Dabei wird häufig eine Parallelwicklung
angewandt, die jedoch Flanschspulen als Wicklungsträger benötigt, oder
aber eine Kreuzwicklung, bei der der zulaufende Faden nach einem Changiergesetz
hin- und herbewegt wird und bei der auf einer vorzugsweise kreiszylindrischen
flanschlosen Spulenhülse
eine kantengerade, in sich stabile Kreuzspule hergestellt wird,
die je nach Changierhublänge
bis zu 25 kg Masse erreichen kann. Bei der Aufwicklung von frisch
gesponnenen oder bearbeiteten Fäden
kann der Aufsteckdorn für
die Spulenhülse direkt
motorisch angetrieben sein (Zentralwickler). Die Spulenhülse, insbesondere
kreiszylindrische Papphülse,
wird dann auf den antreibbaren Aufsteckdorn, die sogenannte „Spulspindel" axial aufgeschoben
und durch ein Hülsenspannfutter
fest eingespannt, so dass die Spulenhülse die Drehbewegung der Spulspindel
ohne Schlupf ebenfalls ausführt.
Ein der Spulenhülse
tangential zugeführter
Faden wird dann unter gleichzeitiger Hin- und Herchangierung zu
einer Spule aufgebaut. Andererseits kann der Aufsteckdorn für die Spulenhülse aber
auch an seinem Umfang durch Friktion angetrieben werden (Friktionsantrieb,
Umfangswickler). Letzteres wird bevorzugt für mit im wesentlichen mit konstanter
Geschwindigkeit kontinuierlich zulaufende Fäden. Der Aufwand für die Regelung
der Drehgeschwindigkeit der den Faden aufnehmenden Spule ist hier
wesentlich kleiner, da die Reibwalze während der gesamten Spulreise
immer mit konstanter Drehgeschwindigkeit angetrieben wird. Bei unveränderlichem
Durchmesser der Reibwalze bedeutet dies eine konstante Drehzahl
des Antriebsmotors der Reibwalze während der gesamten Spulreise
und damit einen preisgünstigen
Elektromotor für
den Reibwalzenantrieb. Demgegenüber
ist der Regelaufwand für
die Spulspindel eines Zentralwicklers erheblich, da dort die Drehzahl
der Spulspindel in Abhängigkeit
vom wachsenden Spulendurchmesser nach einer hyperbolischen Funktion
nachgeregelt werden muss.
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Beim Umfangsantrieb der Spulenhülse ist der
Aufsteckdorn selbst nicht motorisch angetrieben. Die Spulenhülse braucht
hier auf dein Aufsteckdorn nur frei drehbar gelagert zu werden.
Alternativ kann die Spulenhülse
auf dein Aufsteckdorn fest, vorzugsweise kraftschlüssig eingespannt
sein und der Aufsteckdorn selbst ist in einem Tragarm des Maschinengestells
frei drehbar gelagert. Die Spulenhülse ist hierbei durch axiale
Anschläge
in ihrer Position mit Bezug auf den zulaufenden Faden und die Changiereinrichtung
festgelegt.
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Eine derartige Lösung ist beispielsweise aus der
DE-A 17 10 108 bekannt.
Dort ist die Spulenhülse axial über eine
in Längsrichtung
geteilte hohlzylindrische Buchse geschoben, die einen axialen Anschlag für die Begrenzung
des Schiebewegs der Spulenhülse
und deren Positionierung aufweist. Die Buchse ist unter Zwischenschaltung
eines durch ein Druckmittel beaufschlagbaren Zylinders und zweier
Wälzlager auf
einem Spulendorn drehbar gelagert, der an einem Schwenkarm am Maschinengestell
befestigt ist. Die einander zugewandten axialen Enden der geteilten
Buchse sind stark angefast und zwischen diese Enden sind Rundschnurringe
(sog. O-Ringe ) gelegt, die bei einem axialen, begrenzten Zusammenpressen
der geteilten Buchse über
die Anschrägungen
radial nach außen
verschoben werden und dadurch die Spulenhülse kraftschlüssig auf
der Buchse festlegen.
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Die bekannte Lösung ist konstruktiv aufwändig und
bedarf regelmäßiger Wartung,
insbesondere wenn ein solcher Spulenaufsteckdorn an Hochgeschwindigkeitsspulmaschinen
verwendet wird. So müssen
beispielsweise die Lager geschmiert und bei Verschleiß ersetzt,
die Rundschnurringe auf Alterung/Versprödung oder Ermüdung der
Werkstoffe überprüft und bei
Bedarf ausgetauscht werden. Dies bedingt regelmäßige Montagearbeiten durch
qualifiziertes Fachpersonal.
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb,
eine Vorrichtung zur Aufnahme von mindestens eine Spulenhülse der
im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art bereitzustellen,
bei der die Spulhülse mit
geringem apparativen Aufwand sicher auf dem Aufsteckdorn gehalten
ist und bei dem somit weniger personalintensive Wartungsarbeiten
anfallen.
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Die beschriebene Aufgabe wird für eine Vorrichtung
zur Aufnahme von mindestens eine Spulenhülse der im Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 definierten Art dadurch gelöst, dass die Spulenhülse an dem
Umfang des Aufsteckdorns mittels einer zwischen der Spulhülse und
dem Aufsteckdorn ausgebildeten Lagerung drehbar gelagert ist, und
daß die Spulenhülse auf
der dein Anschlag abgewandten Seite durch einen bewegbaren Anschlag
in ihrer Position festlegbar ist.
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Die Erfindung zeichnet sich besonders
dadurch aus, daß ein
radiales Spannen der Spulhülse am
Umfang des Aufsteckdorns entfällt.
Es sind somit keine Spannapparate erforderlich. Die Spulhülse wird
unmittelbar am Umfang des Aufsteckdorns drehbar gelagert. Dabei
läßt sich
die axiale Fixierung der Spulhülse
auf einfache Art durch einen beweglichen Anschlag realisieren. Der
Aufsteckdorn ist ortsfest vorzugsweise auskragend an einem Maschinengestell
gehalten. Hierbei lassen sich relativ kleine Durchmesser des Aufsteckdorn
verwirklichen. Als Lagerung lassen sich beispielsweise mehrere Wälzkörper am
Umfang des Aufsteckdorn anordnen, die sowohl ein axiales Aufstecken
als auch eine Drehung der Spulhülse
ermöglichen.
Ein weiterer Vorteil der Lösung
gemäss
der Erfindung besteht darin, dass die vorzugsweise dickwandigen
Spulenhülsen,
insbesondere Papphülsen
mechanisch geringer beansprucht werden, da keine radial auf die
Spulenhülsen wirkenden
Spannmittel benötigt
werden. Daher können
die Spulenhülsen
ggf. häufiger
verwendet werden.
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Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung
ergeben sich aus den nachgeordneten Unteransprüchen 2 bis 11. Diese betreffen
insbesondere konstruktive Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung
nach Patentanspruch 1.
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Bei einer besonders vorteilhaften
Weiterbildung der Erfindung wird die mindestens eine Spulenhülse auf
dem Aufsteckdorn druckmittel- insbesondere luftgelagert. Vorzugsweise
sind auf dein Aufsteckdorn mehrere Spulenhülsen aufgesteckt, die sich
mit ihren Stirnseiten gegeneinander berühren und gemeinsam gelagert
sind. Bei Hochgeschwindigkeitsspulmaschinen bekannter Bauart zum
Aufspulen frisch gesponnener Filamentfäden können dies vorzugsweise bis
zu acht, ja sogar bis zu zwölf
oder mehr Spulenhülsen
sein, die hintereinander auf einen Aufsteckdorn aufgeschoben sind.
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Die angegebene Variante hat dabei
den Vorteil, dass das Druckmittel, insbesondere Druckluft einerseits
für die
axiale und radiale Lagerung der Spulenhülsen benutzt wird, und dass
als vorteilhafter Nebeneffekt während
der gesamten Spulreise eine ständige
Reinigung der Lagerstellen und der Spulenhülsen durch das abströmende Druckmittel
erfolgt. Durch den herrschenden Überdruck
des Druckmittels im Lager ist das Eindringen von Verunreinigungen ausgeschlossen.
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Die Erfindung wird im folgenden an
Hand der ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung darstellenden Zeichnung beschrieben. Darin stellen
dar:
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1 schematisch
ein Längsschnitt
eines ersten Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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2 eine
schematische, dreidimensionale Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
mit mehreren aufgeschobenen Spulhülsen;
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3 einen
Längsschnitt
eines teilweise mit Spulhülsen
bestückten
Aufsteckdorns für
eine Schnellspulmaschine.
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In 1 ist
schematisch ein Längsschnitt
eines ersten Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
dargestellt, wie sie beispielsweise in einer Spulmaschine zum Aufwickeln
eines Fadens einsetzbar ist.
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Ein auskragender Aufsteckdorn 1 ist über einen
Flansch 4 mit einem Maschinengestell 16 verbunden.
Der Aufsteckdorn 1 weist einen unmittelbar an den Flansch 4 angrenzenden
Anschlag 3 und einem im Durchmesser kleineren auskragenden
Abschnitt zur Aufnahme einer Spulhülse 2 auf. An dein auskragenden
Abschnitt des Aufsteckdorns 1 ist am Umfang eine Lagerung 6 angeordnet.
Die Lagerung G wird in diesem Ausführungsbeispiel durch eine Vielzahl
von Wälzkörpern gebildet,
die ein axiales Verschieben sowie eine Drehbewegung der an dem Aufsteckdorn 1 gehaltenen
Spulhülse
ermöglichen. Am
freien Ende des Aufsteckdorns ist ein beweglicher Anschlag 10 vorgesehen,
durch welche die Spulhülse 2 auf
dein Aufsteckdorn 1 axial fixiert ist. Die Spulhülse 2 liegt
stirnseitig zwischen dein ortsfesten Anschlag 3 und dem
beweglichen Anschlag 14.
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Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung
wird die Spulhülse 2 am
Umfang des Aufsteckdorns 1 zum Aufwickeln eines Fadens
durch eine Treibwalze mit Friktion angetrieben. Hierbei ist eine
Drehbewegung der Spulhülse 2 durch
die zwischen der Spulhülse 2 und
dem – Aufsteckdorn 1 angeordneten
Lagerung G ausführbar.
Die Spulhülse 2 kann
aus einer Pappe, Kunststoff oder einem Metall gebildet sein. Vorzugsweise
werden jedoch Papphülsen
eingesetzt.
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In 2 ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung
gezeigt. In 2 ist der
Aufsteckdorn mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet. Er ist
zum Aufschieben und halten mehrerer, dicht aneinandergereihter Spulenhülsen 2 vorgesehen.
Es ist jedoch nur eine einzelne Spulhülse dargestellt, die der Übersichtlichkeit
halber teilweise aufgeschnitten wurde Die Spulhülse ist gegen einen kreisringförmigen Anschlag 3 geschoben,
um die Spulhülsen 2 in
ihrer Lage auf dem Aufsteckdorn 1 und bezüglich der
nicht dargestellten Changiereinrichtungen der Spulmaschine exakt
zu positionieren. Es versteht sich von selbst, dass hierzu die Spulhülsen in
ihrer Länge
kalibriert sein müssen
und bestimmte Toleranzwerte nicht überschritten werden dürfen. Der
feste Anschlag 3 ist an einem Flansch 4 befestigt,
der seinerseits mit dem nicht näher
dargestellten Maschinengestell über
mehrere umfangsverteilte Bohrungen 5 verschraubt ist. Die
zwischen der Spulhülse 2 und
dein Aufsteck dorn 1 ausgebildete Lagerung 6 ist
in diesem Ausführungsbeispiel
als ein Druckmittellager vorzugsweise ein Luftlager ausgebildet.
Hierzu ist durch das Maschinengestell eine Druckmittel- bzw. Druckluftzuführungsleitung 15 herangeführt und
durch Flansch 4 und axialen Anschlag 3 in den
Aufsteckdorn 1 weitergeleitet. Das durch Leitung 15 zugeführte Druckmittel
kann durch umfangsverteilte, achsparallele Austrittsöffnungen 7 im
festen Anschlag 3 und durch umfangsverteilte, radiale Austrittsöffnungen 8 austreten.
Die Austrittsöffnungen 8 sind
entsprechend der vorgesehenen Anzahl aufzuschiebender Spulhülsen 2 in
einer Mehrzahl paralleler Orthogonalebenen über die Länge des Aufsteckdorns 1 angeordnet.
In Verbindung mit einer oder mehreren aufgeschobenen Spulenhülsen 2 bilden die
Austrittsöffnungen 7 und 8 ein
Axialsowie ein Radiallager für
die Spulenhülsen 2,
welche während
der Spulreise an ihrem Umfang von einer nicht dargestellten Reibwalze
angetrieben werden, um den kontinuierlich zugeführten Faden oder dgl. linienförmiges Gebilde
in Form einer Spule aufzunehmen.
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Gegenüber der freien Stirnfläche 9 des
Aufsteckdorns 1 ist ein beweglicher Anschlag 10 angeordnet.
Dieser besteht ebenfalls aus einem kreiszylindrischen Bauteil 11 mit
ebener Stirnfläche 12 und umfangsverteilten,
achspaorallelen Austrittsöffnungen 13 für das Druckmittel,
einem Befestigungsflansch 14 und einer beweglichen Druckmittelzuführungsleitung 15,
beispielsweise einer flexiblen, druckfesten Schlauchverbindung.
Der bewegliche Anschlag 10 ist von seiner Ausgangsposition,
in der der Aufsteckdorn 1 zum Aufschieben der Spulhülsen 2 frei
zugänglich
ist, in eine Endposition beweglich, in der die Stirnfläche 12 des
Anschlags 10 gegen die kreisringförmige Stirnseite der zuletzt
aufgeschobenen Spulhülse 2 anliegt.
Dabei wird nun das zweite Axiallager zwischen Aufsteckdorn 1 und
Spulhülsen 2 gebildet.
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Wenn hier gesagt wird, dass das freie
Ende des Aufsteckdorns 1 frei zugänglich ist, so bezieht sich
dieses sowohl auf eine manuelle als auch auf eine maschinelle Bestückung das
Aufsteckdorns 1 mit Spulhülsen 2 durch einen
an sich bekannten Spulhülsenbestückungs-
und Spulenwechselautomaten (Dof fer). Die Bewegung des Anschlags 10 in seine
beiden Positionen kann beispielsweise durch mehrere pneumatische
Zylinder-Kolben-Einheiten erfolgen, die hier nicht näher dargestellt
sind und die nacheinander translatorische und/oder rotatorische Bewegungen
ausführen
können.
Die Steuerung derartiger Zylinder- Kolben- Einheiten ist dem Fachmann
geläufig
und nicht Gegenstand dieser Anmeldung. Ebenso ist es nicht Gegenstand
dieser Anmeldung, mit welchen Steuerungsmitteln und auf welche Art
die Druckmittelzufuhr zu den mehreren Lagerstellen des Aufsteckdorns 1 freigegeben
bzw. abgesperrt wird, um einen ökonomisch
möglichst
günstigen Druckmittelverbrauch
während
des Spulbetriebs und während
der Spulenwechselphasen zu erzielen.
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In 3 ist
ein der 2 entsprechender Aufsteckdorn 1 für eine Mehrzahl
hintereinander aufgeschobener Spulhülsen 2 schematisch
im Längsschnitt
dargestellt. Dabei entsprechen in der Zeichnung gleiche Bezugsziffern
gleichen Bauteilen. Zusätzlich
ist hier noch das Maschinengestell mit der Bezugsziffer 1G bezeichnet.
Eine Dichtung zwischen dein Maschinengestell 16 und dein
mit diesem verschraubten Flansch 4 ist mit 17 bezeichnet.
Die Dichtung 17 verhindert an dieser Stelle Druckmittelverluste.
Der am Flansch 4 befestigte, axiale Anschlag 3 hat
auf seiner dem Flansch 4 zugewandten Seite eine radiale
oder sternförmig
ausgebildete Nut 18, die radial innen mit dein Druckmittelzuführungskanal 15 kommuniziert
und radial außen
mit einer Umfangsnut verbunden ist, an welche die axialen Austrittsöffnungen 7 für das Druckmittel
zur Versorgung des an der Stirnfläche des Anschlags 3 ausgebildeten
Axiallagers angeschlossen sind. Die Umfangsnut ist durch eine Dichtung 19 gegen
Druckinittelverluste abgedichtet. In kurzem Abstand hinter der Nut 18 ist in
dein Druckmittelzufülhrungskanal 15 eine
einstellbare Drosselstelle 22 vorgesehen, um zu gewährleisten,
dass sowohl das Axiallager als auch die übrigen an dein Kanal 15 angeschlossenen
Radiallager gleichmäßig mit
dein Druckmittel versorgt werden.
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In seinem weiteren Verlauf weist
der Aufsteckdorn 1 in zueinander parallelen Orthogonalebenen
radiale Kanäle 20 auf,
die an dem zentralen, in Längsrich tung
des Aufsteckdorns 1 verlaufenden Druckmittelzuführungskanal 6 angeschlossen
sind und die auf dein Umfang des Aufsteckdorns 1 vorzugsweise
in eine Umfangsnut 21 ausmünden. Die Abstände der
genannten Orthogonalebenen sind dabei in Abhängigkeit von der Länge der
zur Anwendung kommenden Spulenhülsen 2 so
angelegt, dass in den Endbereichen der Spulenhülsen 2 und in ihrem
mittleren Abschnitt jeweils Luftaustrittsöffnungen 8 liegen.
Der Druckmittelzuführungskanal 15 ist
an der Stirnfläche 9 des
Aufsteckdorns 1 durch Schraube 23 druckdicht verschlossen.
Dein Aufsteckdorn 1 gegenüber liegt – wie bereits zu 1 beschrieben – der bewegbare
axiale Anschlag 10, der mit seinem Befestigungsflansch 14 und
seinem Druckmittelzuführungskanal 15 verschwenkbar
ist und durch nicht näher
dargestellte Zylinder – Kolben – Einheiten (Pfeile 24, 25)
gegen die ringförmige
Stirnfläche
der zuletzt aufgeschobenen Spulenhülse 2 gefahren wird.
Hierdurch wird in analoger Weise zum beschriebenen Axiallager am
feststehenden Anschlag 3 das zweite Axiallager für die Gesamtheit
der aufgeschobenen Spulenhülsen 2 gebildet.
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Es sei noch abschließend erwähnt, dass
die Luftaustrittskanäle 7, 13 der
beiden Axiallager nicht parallel zur Längsachse des Aufsteckdorns 1 angelegt
sein müssen.
Vorzugsweise können
sie zu dieser Längsachse
derart geneigt sein, dass durch das am Lager ausströmende Druckmittel
eine Kraftkomponente erzeugt wird, die in Umfangsrichtung der Spulenhülse 2,
und zwar in Antriebsrichtung der Spulenhülse 2 mit Bezug auf
den zulaufenden Faden, gerichtet ist. Damit die Kraftkomponenten
gleichsinnig wirken, ist die Neigung der Luftaustrittskanäle 7, 13 bezüglich einer
gedachten Symmetrieebene in der Längsmitte des Aufsteckdorns 1 spiegelsymmetrisch vorgesehen.
Hierdurch lassen sich auch axiale Schubkräfte vorteilhaft vermeiden.
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- 1
- Aufsteckdorn
- 2
- Spulenhülse, Spulhülse
- 3
- axialer,
feststehender Anschlag
- 4
- Flansch
- 5
- Bohrung
- 6
- Lagerung
- 7
- axiale
Austrittsöffnungen
- 8
- radiale
Austrittsöffnungen
- 9
- freie
Stirnfläche
des Aufsteckdorns
- 10
- beweglicher
axialer Anschlag
- 11
- kreiszylindrisches
Bauteil
- 12
- Stirnfläche
- 13
- Austrittsöffnung
- 14
- Befestigungsflansch
- 15
- Druckmittelzuführungsleitung
- 16
- Maschinengestell
- 17
- Dichtung
- 18
- Umfangsnut
mit radialer Verbindung zur Druckmittelzuführungsleitung
- 19
- Dichtung
- 20
- Radialkanal
- 21
- Umfangsnut
- 22
- Drosselstelle
- 23
- Schraube,
Verschlussschraube
- 24
- Pfeil,
Bewegungsrichtung