DE19644911A1

DE19644911A1 - Aufspulmaschine mit Changiereinrichtung

Info

Publication number: DE19644911A1
Application number: DE19644911A
Authority: DE
Inventors: Juergen Gaertner; Carsten Dr Popp; Erich Dr Lenk
Original assignee: Barmag AG; Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1995-11-06
Filing date: 1996-10-29
Publication date: 1997-05-07

Description

Die Erfindung betrifft eine Aufspulmaschine mit einer Changier einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Aufspulmaschine mit Changiereinrichtung ist aus der DE 39 12 101 bekannt (Bag. 1664). Hierbei ist der Schlitten, an welchem der Fadenführer befestigt ist, mit Klemmeinrichtungen ausgestattet, die abwechselnd durch den im Endbereich des Chan gierhubes befestigten ortsfesten Anschlägen in Klemmposition gebracht werden. Hierdurch wird der Schlitten mit jeweils einem der Riemen trumen verbunden.

Bei dieser Ausführung der Changiereinrichtung ist von Nachteil, daß der Schlitten die Klemmeinrichtungen trägt, so daß er eine große Masse aufweist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Klemmeinrichtungen in den Enden des Changierhubes zum Klemmen bzw. Lösen mechanisch betätigt werden. Insbesondere in den Endbereichen des Changierhubes ist es bei der Aufwicklung von Spulen von besonderer Bedeutung, daß die Umkehrbewegung des Fadenführers in sehr kurzer Zeit erfolgen muß, um zu vermeiden, daß sich beim Aufwickeln an den Enden der Spule hohe und harte Wülste bilden. Derartige Wülste behindern die Ablaufeigenschaften bei nachfolgenden Prozessen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Changiereinrichtung der Auf spulmaschine so auszugestalten, daß der Schlitten mit möglichst geringer Masse gebaut werden kann und daß die Klemmeinrichtung keine Mechanik aufweist.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus dem Kennzeichen von Anspruch 1.

Erfindungsgemäß wird der Schlitten nur durch einen einseitigen Kraftschluß durch den Riementrum bewegt. Da die Einspannkraft quer zur Laufrichtung des Riementrums gerichtet ist, genügt bereits eine geringe Riemen-Zugkraft, um den Schlitten zu bewegen. Ein besonderer Vorteil liegt darin, daß der Schlitten, an dem der Fadenführer befestigt ist, sehr einfach und kompakt ausgestaltet ist. Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, daß keine Klemmeinrichtung erforderlich ist und somit auch die ortsfesten Anschläge zur Betätigung der Klemmeinrichtung entfallen können. Der Bewegungs ablauf in den Endbereichen des Changierhubes erfolgt durch An steuerung der Kraftgeber, so daß der Schlitten zwangsweise sich vom jeweils ankommenden Riementrum löst und zu dem zurücklaufenden Riementrum zwangsbewegt wird. Dieser Bewegungsablauf wird durch das Zusammenwirken mit einem Energiespeicher in den Endbereichen des Changierhubes unterstützt. Aufgrund der geringen Masse des Schlit tens kann eine hohe Changiergeschwindigkeit, die über 600 Doppelhü be/min liegt, realisiert werden.

Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, daß nur ein Kraftgeber vorgesehen ist, der am Schlitten angebracht ist. Somit wird durch indirekte Ansteuerung eines Kraftgebers die Umkehr in den Endberei chen des Changierhubes bewirkt.

Der Kraftgeber wird vorteilhaft als Permanentmagnet ausgeführt, der eine störungsfreie kontinuierlich anstehende Kraftgebung gewähr leistet. Die Einspannung des Riementrums erfolgt dabei mit einer während des gesamten Changierhubes konstanten Einspannkraft.

Die Weitergestaltung nach Anspruch 5 zeichnet sich besonders durch einen symmetrischen Aufbau der Changiereinrichtung aus.

Um eines sichere Führung des Schlittens während des Changierhubes zu erreichen, wird zusätzlich vorgesehen, daß der Schlitten die Geradführung oberhalb und unterhalb der Riemenebene umgreift und somit zwangsgeführt wird.

Die erfindungsgemäße Aufspulmaschine weist in den Endbereichen des Changierhubes jeweils eine Trenneinrichtung zur Trennung der kraft schlüssigen Verbindung auf. Der besondere Vorteil liegt darin, daß der Kraftgeber nicht angesteuert werden muß, um die Verbindung zwischen dem Schlitten und dem Riementrum zu lösen. Durch besondere Ausgestaltung der Endbereiche mit einer Platte, die in die Führungs bahn des Schlittens hineinragt, wird die Verbindung zwischen dem Schlitten und dem Riementrum zwangsgelöst.

Bei dem magnetischen Kraftgeber ist die kraftschlüssige Verbindung durch einfache Mittel, wie sie durch eine nicht magnetisierbare Einlage oder einen gegenpoligen Magneten dargestellt wird, zu lösen.

Zusätzlich können in den Hubendenbereichen Kraftspeicher vorgesehen sein. Derartige Kraftspeicher nehmen vorübergehend die in Changier richtung liegenden Komponenten der Schlittenenergie auf und geben diese nach Bewegungsumkehr zurück. Mit diesen Maßnahmen kann der Schlupf zwischen dem zurücklaufenden Riementrum und kraftschlüssig anliegendem Schlitten zu Beginn des Changierhubes vermieden werden. Damit wird auch ein gleichmäßiger Spulenaufbau an den Spulenenden gewährleistet.

Die Ausführung der Aufspulmaschine nach Anspruch 13 bietet den besonderen Vorteil, daß der jeweilige Changierhub bedarfsweise verlängert oder verkürzt werden kann. Dies wird vorzugsweise während des Aufspulbetriebes geschehen. Hiermit kann insbesondere an den Spulenden ein harter Aufbau vermieden werden. Zum anderen ist die Herstellung von Bikonischen Spulen möglich.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert

Fig. 1 zeigt schematisch eine Aufspulmaschine mit Changier einrichtung.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt einer Changiereinrichtung.

Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt einer Changiereinrichtung.

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt einer Changiereinrichtung nach Fig. 2.

Fig. 5 zeigt eine Changiereinrichtung mit einer Trenneinrichtung im Endbereich des Changierhubes.

Fig. 6 zeigt einen Querschnitt der Changiereinrichtung aus Fig. 5.

Fig. 7 zeigt einen Längsschnitt einer Changiereinrichtung mit beweglicher Trenneinrichtung.

Fig. 8 zeigt einen Längsschnitt einer Changiereinrichtung.

Sofern im folgenden nichts anderes gesagt ist, gilt die folgende Beschreibung stets für alle Figuren.

In Fig. 1 ist eine Aufspulmaschine gezeigt, die einen anlaufen den Faden 1 auf einer Spule 9 aufwickelt. Die Spule 9 wird auf der Spulenhülse 10 gebildet. Die Spulenhülse 10 ist auf der Spulspindel 12 befestigt. Die Spulspindel 12 wird über die Antriebseinheit 11 angetrieben. Die Spule steht mit einer Kontaktwalze 8 im Kontakt, die dazu dient, die Umfangsgeschwindigkeit der Spule zu messen und damit eine entsprechende Regelung der Antriebseinheit zu ermögli chen. Die Kontaktwalze ist mit ihrer Achse 14 im Maschinengestell 13 gelagert.

Der Faden 1 wird über einen Fadenführer 2 zur Spule 9 geführt. Der Fadenführer 2 ist an einem Schlitten 3 befestigt. Der Schlitten 3 weist die Führungsstege 18.1 und 18.3 auf, mit denen der Schlitten 3 an der Geradführung 4 geführt wird. Der Schlitten 3 kann sich nun in der Bewegungsrichtung 22 innerhalb des Changierhubes hin- und herbewegen. Der Antrieb des Schlittens 3 erfolgt über einen Riementrieb. Der Riemen 5 wird über eine Riemenscheibe 6.1 und 6.2 geführt. Eine der Riemenscheiben 6.1 oder 6.2 wird mit konstanter Drehzahl angetrieben. Die Riemenscheiben 6.1 und 6.2 sind auf den Achsen 7.1 und 7.2 gelagert.

In Fig. 2 ist ein Längsschnitt der Changiereinrichtung nach Fig. 1 gezeigt. Der Riemenantrieb weist einen hinlaufenden Riementrum 5.1 und einen zurücklaufenden Riementrum 5.2 auf. Der Riementrum 5.1 stützt sich an einer Geradführung 4.1 ab. Der Riementrum 5.2 stützt sich an der parallel gegenüberliegenden Geradführung 4.2 ab. Die Riementrumen werden durch die Riemenscheibe 6.1 entsprechend dem Drehsinn 15 angetrieben. Die Riemenscheibe 6.1 ist auf der Achse 7.1 und die Riemenscheibe 6.2 auf der Achse 7.2 gelagert. Zwischen dem hinlaufenden Riementrum und dem zurücklaufenden Riementrum ist der Schlitten 3 angeordnet. Der Schlitten 3 ist quer zur Riemenlaufrich tung 22 frei beweglich. Im Inneren des Schlittens 3 ist ein Magnet 17 angeordnet. Aufgrund der Anziehungskräfte des Magneten 17 wird der Schlitten entweder zur Geradführung 4.1 oder zur Geradführung 4.2 bewegt. Da sowohl die Geradführung 4.1 als auch die Geradführung 4.2 aus einem magnetisierbaren Werkstoff hergestellt ist, entsteht jeweils eine kraftschlüssige Verbindung zwischen einer der Geradfüh rungen und dem Schlitten 3. In der in Fig. 2 gezeigten Stellung liegt der Schlitten 3 an der Geradführung 4.1 an. Aufgrund der magneti schen Kräfte wird der Riementrum 5.1 zwischen der Geradführung und dem Schlitten 3 eingespannt. Aufgrund des Kraftschlusses zwischen dem Schlitten 3 und dem Riementrum 5.1 wird der Schlitten vom Riementrum 5.1 in Bewegungsrichtung 22 bewegt. Der Riementrum 5.1 gleitet entlang der ortsfesten Geradführung 4.1. Der Schlitten 3 weist Führungsstege 18.1 und 18.2 auf, die außerhalb der Riemenebene die Geradführung umgreifen, so daß der Schlitten in vertikaler Richtung geführt bleibt. In den Endbereichen des Changierhubes weist die Geradführung 4.1 eine Einlage 19.1 auf. Die Einlage 19 ist aus einem nicht magnetisierbaren Material. Dadurch wird erreicht, daß der magnetische Kraftschluß unterbrochen wird. Der Schlitten 3, dessen magnetische Anziehungskraft sowohl in Richtung der Geradfüh rung 4.1 als auch in Richtung der Geradführung 4.2 gerichtet ist, wird sich von der Geradführung 4.1 trennen um sich zur Geradführung 4.2 zu bewegen. Der Abstand der Geradführungen 4.1 und 4.2 zuein ander ist so abgestimmt, daß die Anziehungskraft zwischen dem Magnet 17 und der Geradführung 4.2 ausreicht, um den Schlitten aus der Anlage mit der Einlage 19.1 zu bewegen. Die translatorische Energie des Schlittens 3 wird in den Endbereichen des Changierhubes von der Feder 20 bzw. 21 aufgenommen und bei Umkehrung zurückerteilt. Dadurch erhält der Schlitten 3 eine Beschleunigung, so daß beim Anlegen des Schlittens 3 an die Geradführung 4.2 kein Schlupf zwischen den Riementrumen 5.2 und dem Schlitten auftritt. Der Schlitten 3 wird sodann vom Riementrum 5.2 zurückgeführt. Die Geradführung 4.2 weist im Endbereich des Changierhubes ebenfalls eine Einlage 19.2 auf, so daß sich die Umkehr wiederholt.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Changier einrichtung ist in Fig. 3 gezeigt. Hierbei werden wiederum die Riementrume 5.1 und 5.2 jeweils an einer ortsfesten Geradführung 4.1 und 4.2 geführt. Die Geradführungen 4.1 und 4.2 sind dabei jeweils Bestandteile eines Elektromagneten 36.1 bzw. 36.2. Die Elektromagne ten werden über die Steuereinrichtung 35 angesteuert. Der Schlitten 3, der zwischen den parallel zueinander gerichteten Geradführungen 4.1 und 4.2 frei beweglich ist, besteht aus einem magnetisierbaren Material. Im Falle, daß der Elektromagnet 36.1 aktiviert ist, wird sich der Schlitten 3 an die Geradführung 4.1 anlegen. Dadurch wird wiederum der Riementrum 5.1 eingespannt. Der Schlitten 3 gleitet nun gemeinsam mit dem Riementrum an der Geradführung 4.1 entlang. In den Umkehrbereichen erfolgt eine Deaktivierung des Elektromagneten 36.1 und eine Aktivierung des Elektromagneten 36.2. Dadurch wird der Schlitten 3 an die gegenüberliegende Geradführung 4.2 angezogen und klemmt den Riementrum 5.2 ein. Bei dieser Ausführungsvariante kann der Schlitten 3, der den Fadenführer 2 trägt, besonders massearm ausgeführt werden. Diese Variante eignet sich daher besonders für hohe Changiergeschwindigkeiten.

Die Fig. 4 zeigt einen Querschnitt einer Changiereinrichtung aus Fig. 2. Der Schlitten 3 enthält den Magneten 17. In der gezeigten Stellung wird der Riementrum 5.1 zwischen der Geradführung 4.1 und dem Schlitten 3 eingespannt. Der Schlitten 3 hat an seiner Ober- und Unterseite die Führungsstege 18.1 und 18.3 an geformt. Der Schlitten ist dabei so gestaltet, daß die Führungsstege 18.3 und 18.1 außerhalb der Riemenebene den Riemen 5.1 und die Geradführung 4.1 umgreifen. Somit ist eine vertikale Führung des Schlittens gewähr leistet. Gegenüber den Führungsstegen 18.1 und 18.3 sind ebenfalls Führungsstege 18.2 und 18.4 am Schlitten 3 an geformt, die den Riementrum 5.2 und die Geradführung 4.2 umgreifen. Der Abstand der Geradführungen 4.1 und 4.2 zueinander sowie die Länge der Führungs stege 18.1, 18.2, 18.3, 18.4 ist so abgestimmt, daß der Schlitten 3 sich zwischen den beiden Geradführungen quer zur Laufrichtung des Riemens frei bewegen kann aber die vertikale Führung senkrecht zur Laufrichtung immer bestehen bleibt.

In Fig. 5 ist eine Abwandlung der Changiereinrichtung aus Fig. 2 gezeigt. Insofern wird auch auf die Beschreibung der Changier einrichtung aus Fig. 2 verwiesen. Die Changiereinrichtung besitzt in den Endbereichen des Changierhubes eine mit Luftdruck betriebene Trenneinrichtung. Die Trenneinrichtung besteht aus einer Queran blasung 24.1, 24.2, 25.1 und 25.2, die parallel zur Riemenebene an der Ober- und Unterseite der Geradführung 4.1 bzw. 4.2 angebracht sind. Die Queranblasungen 24.1, 24.2, 25.1 und 25.2 weisen Düsenboh rungen 26 auf. Die Düsenbohrungen werden über eine Versorgungs leitung 23.1 und 23.2 mit Druckluft versorgt. Die Queranblasungen 24 und auch 25 sind nun so angeordnet, daß sie auf der gleichen Ebene der Führungsstege 18.1 und 18.3 bzw. 18.2 und 18.4 liegen. Wie in Fig. 5 gezeigt, ist der Abstand zwischen der Queranblasung 24.1 und 24.2 und dem Führungssteg 18.1 und 18.3 so bemessen, daß der vorherrschende Luftdruck den Schlitten 3 von der Geradführung 1 wegbewegt. Der Abstand der Geradführung 4.1 und 4.2 ist wiederum so ausgelegt, daß die Anziehungskräfte nach erfolgter Lösung des Schlittens 3 von dem Riementrum 5.1 in Richtung Geradführung 4.2 überwiegen.

In Fig. 7 ist ein weiteres Beispiel einer Trenneinrichtung gezeigt. Bei dieser Ausführungsform sind die Führungsstege 18.1 und 18.2 des Schlittens 3 mit einer Führungskante 32.1 und 32.2 ausgeführt. Die Führungskanten 32.1 und 32.2 sind jeweils in Laufrichtung des Riemens 5 geneigt. An den Enden der Geradführungen sind die Platten 28.1 und 28.2 so angeordnet, daß sie mit den Führungsstegen 18.1 und 18.2 in einer Ebene liegen. Die Platte 28.1 weist die Führungskante 31.1 auf. Die Führungskante 31.1 ist ebenfalls in Laufrichtung geneigt und korrespondiert mit der Führungskante 32.1 des Schlittens 3. Nähert sich der Schlitten 3 nun der Platte 28.1, so treffen die beiden Führungskanten 31.1 und 32.1 aufeinander. In diesem Falle erhält der Schlitten 3 eine Bewegungskomponente, die den Schlitten 3 von dem Riementrum 5.1 löst. Nach erfolgter Umkehr wird sich der Schlitten 3 an der Geradführung 4.2 anlegen und somit den Riementrum 5.2 einspannen. Die Besonderheit dieser Ausführung liegt darin, daß die Platte 28.1 mit den Anschlag 29.1 und der Feder 30.1 fest verbunden ist. Die Platte 28.1 läßt sich parallel zur Laufrichtung in Pfeilrichtung 33 verschieben. Die Platte 28.2 ist ebenfalls beweglich ausgeführt. Dadurch wird erreicht, daß der Changierhub variiert werden kann. Die Ansteuerung der Platte 28.1 und 28.2 kann hierbei elektrisch, hydraulisch, pneumatisch erfolgen.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Trenneinrichtung ist in Fig. 8 gezeigt. Hierbei weist jeweils eine Geradführung am Changierende einen Magneten 34.1 bzw. 34.2 auf. Der Magnet 34.1, 34.2 ist zu dem Magneten 17 des Schlittens gegenpolig magnetisiert. Somit wird sobald der Schlitten mit dem Magneten 17 in den Bereich des Magneten 34 gelangt, eine Gegenkraft erzeugt. Die Gegenkraft bewirkt nun, daß der Schlitten 3 auf die gegenüberliegende Seite bewegt wird. Hierbei kann der Magnet als Permanentmagnet oder Elektromagnet ausgeführt sein.

Bezugszeichenliste

1 Faden
2 Fadenführer
3 Schlitten
4 Geradführung
4.1 hinführende Geradführung
4.2 zurückführende Geradführung
5 Riemen, Riementrum
5.1 hinlaufender Riementrum
5.2 zurücklaufender Riementrum
6 Riemenscheibe
7 Achse
8 Kontaktwalze
9 Spule
10 Spulenhülse
11 Antriebseinheit
12 Spulspindel
13 Maschinengestell
14 Achse
15 Drehsinn
16 Umlenkrolle
17 Magnet, Permanentmagnet
18 Führungssteg
19 Einlage
20 Feder
21 Feder
22 Bewegungsrichtung
23 Luftdruckleitung
24 Queranblasung
25 Queranblasung
26 Düsen
27 Anschluß
28 Platte
29 Anschlag
31 Führungskante
32 Führungskante
33 Bewegungsrichtung
34 Magnet
35 Steuereinrichtung
36 Elektromagnet

Claims

1. Aufspulmaschine für einen laufenden Faden mit einer Changier einrichtung, die mittels zwei im wesentlichen parallelen, gegensinnig bewegten Riementrumen (5.1, 5.2) einen Schlitten (3) mit Fadenführer (2) hin- und herbewegt, wobei der Schlit ten (3) parallel zu den Riementrumen (5.1, 5.2) entlang einer ortsfesten Geradführung (4) geführt wird und an dem hin laufenden Riementrum (5.1) und dem zurücklaufenden Riementrum (5.2) an gekoppelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß
die Riementrume (5.1, 5.2) zwischen einer hinführenden Geradführung (4.1) und einer zurückführenden Geradführung (4.2) verlaufen,
daß der Schlitten (3) zwischen den Riementrumen (5.1, 5.2) angeordnet und quer zur Laufrichtung der Riementrume (5.1, 5.2) frei beweglich ist
und daß in dieser Bewegungsrichtung wirkende Kraftgeber (36.1, 36.2) vorgesehen sind, durch welche jeweils eine kraftschlüs sigen Verbindung zwischen dem Schlitten (3) und einer der Geradführungen (4.1, 4.2) entsteht, wobei einer der Riemen trume (5.1, 5.2) von dem Schlitten (3) und der Geradführung (4.1, 4.2) eingespannt wird.

2. Aufspulmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kraftgeber (17) vorgesehen ist und daß der Kraftgeber (17) am Schlitten (3) befestigt ist.

3. Aufspulmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftgeber ein Permanentmagnet (17) ist und daß der Schlitten (3) oder die Geradführung (4.1, 4.2) aus einem magnetisierbaren Material besteht.

4. Aufspulmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftgeber ein Elektromagnet (36) ist.

5. Aufspulmaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftgeber und die Riementrumen (5.1, 5.2) in einer Ebene (Riemenebene) liegen.

6. Aufspulmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (3) senkrecht zur Riemenebene zwangsgeführt wird.

7. Aufspulmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Endbereich des Changierhubes eine Trenneinrichtung zur Trennung der kraftschlüssigen Verbindung zwischen dem Schlit ten (3) und der Geradführung (4.1, 4.2) aufweist.

8. Aufspulmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Trenneinrichtung eine Platte (28) ist, die an der Gerad führung (4.1, 4.2) befestigt ist,
wobei die Platte (28) eine Führungskante (31) aufweist, die mit einer Führungskante (32) des Schlittens (3) korrespon diert,
wobei die Führungskante (31) parallel zur Riemenebene eine Neigung in Richtung zur gegenüberliegenden Geradführung aufweist.

9. Aufspulmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtung eine Einlage (19.1, 19.2) ist, die aus einem unmagnetischen Material besteht, wobei die Einlage (19.1, 19.2) in einer Ausnehmung der Geradführung (4.1, 4.2) parallel zum Riementrum (5.1, 5.2) angeordnet ist.

10. Aufspulmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtung ein Magnet (34) ist, wobei am Ende des Changierhubes der Kraftgeber und der Magnet (34) sich gleichpolig gegenüberstehen.

11. Aufspulmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtung ein Elektromagnet ist, wobei am Ende des Changierhubes der Kraftgeber (17) und der Elektromagnet sich so gegenüberstehen, daß die Kräfte gegen einanderwirken.

12. Aufspulmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden des Changierhubes Kraftspeicher (20, 21) vor gesehen sind, welche die kinetische Energie des Schlittens (3) beim Einfahren in den Bereich des Changierhubendes aufnehmen und nach dessen Bewegungsumkehr zumindest teilweise auf den Schlitten (3) zurückgeben.

13. Aufspulmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtung und der Kraftspeicher (20, 21) am Ende des Changierhubes in oder entgegengesetzt der Riemenlaufrichtung verschiebbar sind.