DE2106493C3 - Selbstspannender Auflaufspulenhalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen selbstspannenden Auflaufspulenhalter, insbesondere mit Antrieb durch eine Treibwalze und für hohe Aufwickelgeschwindigkeiten, unter Anwendung des Freilaufprinzips, bei welchem die Spulenhalterwelle Spännflächen für als Spännelemente w> dienende Wälzkörper aufweist, wobei die Spulenhalterwelle von einem konzentrisch angeordneten, mit Aussparungen zur Aufnahme der Spannelemente, deren radialen Wege begrenzend, versehenen, etwa der Länge der zu spannenden Spulenhülsen entsprechenden Korb *>'· umgeben ist.

Ein solcher Spulenhalter ist aus der US-PS 25 61 745 bekannt. Hierbei soll die auf die Hülse beim Anlaufen ausgeübte Rückhaltekraft dafür sorgen, daß sich Korb und Welle relativ zueinander verschieben, wodurch Klemmwirkung eintreten soll.

Zwar ist anzunehmen, daß bei genügend hoher Drehzaht die Rollen nach außen wandern und in Kontakt mit der Hülse treten, worauf dann die Klemmung erfolgt. Beim Anlaufen selbst und unmittelbar nach dem Anlaufen sitzt die Hülse jedoch locker auf dem Aufnehmer. Desgleichen wird bei der bekannten Konstruktion beim Anhalten der Wickelstelle eine Umkehrung der Kraftrichtung bewirkt, so daß die Klemmwirkung aufgehoben wird; der Wickel kann sich nun frei drehen und ist auch in Längsrichtung nicht mehr festgehalten, was insbesondere bei hohen Aufwickelgeschwindigkeiten und großen Wickelgewichten nicht zugelassen werden kann.

Die der Erfindung zugrunde liegende technische Aufgabe besteht danach darin, insbesondere für hohe Aufwickelgeschwindigkeiten und vor allem für Hülsen mit geringem Innendurchmesser einen Auflaufspulenhalter zu finden, der leichtes Aufstecken der leeren und einfache Abnahme der bewickelten Hülse sowie eine genaue Zentrierung der Spulenhülse gewährleistet, Sicherheit gegen Abwandern der Hülse in Richtung der Aufnehmerwellenachse bietet und insbesondere beim Anlaufen und Abbremsen der Spulstelle sicheres Festhalten der Hülse bzw. des Wickels gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen selbstspannenden Auflaufspulenhalter der eingangs beschriebenen Art gelöst, der sich dadurch auszeichnet, daß eine federnde, den Korb gegen die Spulenhalterwelle in das Verspannen bewirkender Drehrichtung belastende Verbindung und auf den Korb wirkende, die Umkehrung der Kraftrichtung beim Übergang vom Antrieb zum Abbremsen verhindernde Bremsmittel vorgesehen sind.

Die Spannelemente können in bekannter Weise als zylindrische Rollen oder sils Kugeln ausgebildet sein, wobei Kugeln die genaue achsparalleie Ausrichtung der Rollenkörper unnötig machen, wohingegen die Rollen den Vorteil bieten, daß hei gleicher Spannkraft die örtlichen Beanspruchungen der Hülse geringer gehalten werden können. Insbesondere bei längeren Spulenhaltern ist es zweckmäßig, die einzelnen Rollen nicht über die gesamte Einspannlänge reichen zu lassen, sondern sie höchstens gleich und vorzugsweise kürzer als die halbe Hülsenlänge zu machen und besonders vorteilhaft, die zueinander gehörigen Rollen in Umfangsrichtung in Schraubenform, d. h. etwas versetzt anzuordnen, wobei jedoch jede für sich mit ihrer Achse parallel zur Spulenhalterachse angeordnet ist. Der mit Aussparungen versehene Korb zum Fixieren und Sichern der Spannelemente gegen das Herauswandern nach außen ist vorteilhaft so gestaltet, daß er sich zwar relativ zur Spulenhalterwelle drehen kann, zu dieser jedoch derartig fixiert ist, daß die Längsachsen des Korbes und der Spulenhalterwelle zusammenfallen. Außerdem soll eine Relativbewegung in Achsrichtung zwischen Korb und Spulenhalterwelle nichl oder nur in sehr geringem Umfang möglich sein. Dies kann in der üblichen Weise, beispielsweise durch Abstützung des Korbes an den Spannelementen einerseits und dieser an entsprechenden Vorkehrungen der Aufnehmerwelle andererseits, durch Lagerung des Korbes auf der Aufnehmerwelle mittels entsprechende Eigenschaften aufweisender Lager, usw. geschehen.

Voraussetzung für das störungsfreie Arbeiten des erfindungsgemäßen selbstspannenden Auflaufspulen-

halters ist, daß die relative Kraftwirkrichtung zwischen Hülse und Spulenhalterwelle bei allen Betriebszuständen, also Anfahren, Aufwickeln, Abbremsen, beibehalten wird. Eine Umkehrung der Kraftwirkrichtung würde mindestens vorübergehend zur Lockerung der Hülse führen, was für sicheren Betrieb nicht möglich ist. Bei Verwendung des erfindungsgeinäßen Auflaufspulenhalter bei Fremd· bzw. Treibwalzenantrieb ist diese Bedingung durch Abbremsen über die Spulenhalterwelle zu erfüllen. Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Spulenhalters an direkt angetriebenen Spulenhalterwellen wird zwcclunäßigerweise so vorgegangen, daß der die Spannelemente aufnehmende Korb nach einer Seite, vorzugsweise nach der Maschinenseite, aus dem Bereich der aufzunehmenden Hülse heraus derart verlängert wird, daß er mittels einer entsprechenden Bremse für sich unabhängig von der Spulenhalterwelle abgebremst werden kann. Auf diese Weise kann die Voraussetzung für das einwandfreie Funktionieren des erfindungsgerr.äßcn Spulenhaiiers, bei dem die innerhalb des Futters wirkende Kraftrichtung beim Anfahren unu beim Abbremsen des Wickels nicht umgekehrt werden darf, auch hier eingehalten werden.

Die Vorkehrungen zur Sicherung der Spannelemente gegen das Herausschleudern nach außen können verschiedener Art sein. So können beispielsweise die Aussparungen für die Spannelemente in bekannter Weise derart bemessen sein, daß diese in radialer Richtung zwar den zur Erfüllung ihrer Funktion notwendigen Spielraum haben, nach außen jedoch durch die Aussparungen nicht hindurchtreten können. Dies kann beispielsweise bei Verwendung von Kugeln als Spannelemente dadurch erreicht werden, daß die Aussparungen im Korb vorzugsweise im Bereich seines Außenmantels einen Durchmesser haben, der um ein Geringes kleiner ist als der Kugeldurchmesser. Erreicht werden kann dies beispielsweise durch eine außen auf den Korb aufgeschobene und mit diesem fest verbundene Hülse, dere.- denjenigen im Korb an Zahl und Lage entsprechende Aussparungen kleineren Durchmesser bzw. kleinere Querabmessungen zeigen z\s dem Durchmesser der Spannelemente entspricht, während die Aussparungen im Korb selbst groß genug sind, um den Durchtritt der Spannelemente zu gestatten. Es kann aber auch so vorgegangen werden, dab die Aussparungen im Korb in an sich bekannter Weise als Negativform der Oberfläche der Spannelemente und so ausgebildet sind, daß diese sich bei max. vorgesehenem Spannweg in diese einlegen, ohne durchtreten zu können. Bei einer einfacheren Form dieser Lösung verengen sich die in einer Ebene senkrecht zur Wickelweilenachse liegenden Querschnitte durch die Aussparungen nach außen. In ähnlicher Weise kann bei Verwendung zylindrischer Rollen als Spannelement vorgegangen werden. Es können aber auch die Rollen oder Kugeln Achsen oder Zapfen erhalten, die in entsprechenden radial gesicherten Langlochführungen in dem die Spannelemente aufnehmenden Korb gelagert sind oder es kann der Korb Zapfen aufweisen, die in Bohrungen in den Spannelementen eingreifen, deren Durchmesser entsprechend dem gewünschten axialen Spiel größer ist als der der Zapfen.

Die Spannfutterwelle ist so gestaltet, daß sie bei Relativdrehung zwischen Korb und Welle die Spannelemente entweder (1. Drehrichtung) nach außen schiebt oder sie (2. Drehrichtung-; wieder freigibt, d. h. die Lösung der Verspannung zuläßt. In ihrer einfachsten Ausbildungsform weist die Welle mindestens in den mit den Spannelementen zusammenwirkenden axialen Abschnitten einen gleichzeitig-polygonalen Querschnitt auf, der in der einfachsten Form ein gleichseitiges Dreieck, ein Quadrat, ein gleichseitiges Fünfeck, usw. ^r> sein kann. Dabei liegt der Mittelpunkt des eingeschriebenen bzw. des umschreibenden Kreises in der Wellenachse. Die entstehenden Kanten sind vorzugsweise abgerundet, so daß der umschreibende Kreis entsprechend etwas größer sein kann als der Innsn-

Mi durchmesser des die Spannelemente aufnehmenden Korbes.

Der Querschnitt der Spannfutterwelle kann auch im Bereich der auf die Spannelemente einwirkenden Wellenteile in eine der Anzahl der am Umfang in

ι ϊ gleichmäßigem Abstand voneinander verteilten Spannelemente entsprechende Anzahl gleicher Ausschnitte aufgeteilt sein, in denen der Abstand der Wellenoberfläche von der Wellenachse entgegen der Richtung der für den Spannvorgang relativen Drehum. zwischen Korb

_■" und Wickelwelle in bekannter Weise ite'i.g zunimmt, wobei der Verlauf der Zunahme von der gewünschten Spanncharakteristik der Vorrichtung abhängt.

Um sicherzustellen, daß eine aufgeschobene Spulenhülse noch vor Anlaufen der Aufwickelvorrichtung auf

.'■> dem Spannfutter bereits festsitzt, ist zwischen Welle u.id Korb die erfindungsgemäße Spannfeder derart angeordnet, daß der Korb gegenüber der Wickelwelle in die Richtung verdreht wird, die zum Verspannen der Vorrichtung führt. Dabei muß darauf geachtet werden,

:<■ daß bei Fremd- bzw. Treibwalzenantrieb die Verspannung durch Relativbewegung des Korbes zur Spannfutterwelle in Aufwickelrichtung, bei Direktantrieb entgegen der Aufwickelrichtung erfolgt. Um das Aufschieben der Spulenhülse zu erleichtern, sind bei

t'i Verwendung zylindrischer Rollen als Spannelemente diese mit einer genügend breiten Phase versehen, so daß unter leichter Drehung entgegen der Spannrbhtunj die Spulenhülse aufgeschoben werden kann. Die Spannfeder kann erfindungsgemäß je nach Größe des

i'> Span; ,veges und des Verdrehungswinkels zwischen Korb und Wickelwelle eine Spiralfeder, eine Blattfeder oder eine Schraubenfeder sein.

Zwar kann an sich auch so vorgegangen werden, daß die Oberflächengestaltung der Wickelwelie zu Selbst-

! ■ hemmung bewirkenden Klemmspalten führt oder daß am Ende des Weges der Spannelemente flache Vertiefungen vorgesehen sind, in welchen diese einrasten, diese Lösungen zeigen jedoch gewisse Nachteile. So würde Selbsthemmung zu Schwierigkei-

'·<> ten und unzulässiger Beanspruchung des Wickels beim Lösen des Futters führen, während eine einrastende Vorrichfjng außer diesem noch den Nachteil hätte, daß der Innendurchmesser der verwendeten Hülse in engen Toleranzgrenzen liefen müßte. Das Verspannen mit

" Hilfe der Federverbindung zeigt daher erhebliche Vorteile.

Erfindungsgemäß kann in einer besonderen Ausführungsform beispielsweise, wenn einer Aufwickelstelle zwei oder mehr Spinnstellen zugeordnet werden, der

ι-» die Spannelemente aufnehmende Korb in zwei oder mehr Teile unterteilt sein, wobei jeder Korb für sich zusammen mit den Spannelementen einen eigenen erfindungemäßen Spulenhalter darstellt, alle zusammen jedoch die Spulenhalterwelle gemeinsam haben. Durch

" > die Aufteilung in Abschnitte kann auch erreicht werden, daß geringe Durchmessertoleranzen der Hülse durch verschieden starke Verdrehung der Vorrichtungsteile ausgeglichen werden. Vorteilhaft hat daher jeder der

Vorrichtungsteile eine eigene federnde Verbindung zwischen Korb und Welle. Bei einer solchen Ausgestaltungsform ist es ebenso wie bei der schraubenlinienförmigen Anordnung selbstverständlich, daß entsprechend der im jeweiligen Längsabschnitt des Spannfutters vorgesehenen Lage der Spannelemente auch das Profil der Spannfutterwelle angeordnet, bei schraubenlinienförmiger Anordnung der Spannelemente also in den aufeinanderfolgenden Abschnitten entsprechend verdreht ist.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Spulenhalter,

Fig. 2 Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Spulenhalter,

Fig. 3 Schema eines erfindungsgemäßen Spulenhal-

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Spulenhalterwelle,

Fig.4 ein erfindungsgemäßer Spulenhalter für angetriebene Spulenhalterwellen,

Fig. 5 die perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Auflaufspulenhalters mit schraubenlinienförmig angeordneten Spannelementen,

Fig. 6 eine besondere Auiführungsform zur Sicherung der Spannelemente gegen das Wegschleudern na Ji außen.

An der beispielsweisen Ausführungsfomi des erfindungsgemäßen Auflaufspulenhalters nach den Fig. I und 2 wird deutlich, wie die gleichzeitige Zentrierung des Korbes 27 in bezug läßt, auf die Spulenhalterwelle 51 und seine Arretierung in axialer Richtung erfolgen kann. Der Korb zeigt hier im Bereich der Aussparungen für die Spannelemente 24 übergeschobene Abdeckhülsen 58, gegen die sich die Zapfen 25 der Spannelemente 24 angelegen. Der Korb 27 selbst ist mit Gleitsitz so auf die Spulenhalterwelle 51 aufgeschoben, daß er sich dieser gegenüber leicht verdrehen läßt. In der Spulenhalterwelle 51 sind zwei radiale Bohrungen 59 vorgesehen, in welche zwei gegenläufig gewickelte Schraubenfedern 52 und 53 mit einem Ende eingreifen, während sie mit dem jeweils anderen Ende 62 in entsprechende Aussparungen im Korb 27 eingreifen. Sie sind derart vorgespannt, daß der Korb gegenüber der Spulenhalterwelle in Spannrichtung, d. h. im vorliegenden Fall im Uhrzeigersinn, verdreht wird. Die Sicherung des Korbes 27 gegen axiale Verschiebung erfolgt durch einen Deckel 60, der mit Hilfe von Schrauben Gl auf dem freien Ende der Spulenhalterwelle 51 befestigt ist.

In F i g. 3 ist der prinzipielle Aufbau des Spulenhalters für die Benutzung bei Antrieb der Spulenhalterwelle dargestellt. Der Korb wird durch die Bremse 43 über den mit dem Korb verbundenen Bremsring 40 abgebremst. Es wird auf diese Weise sichergestellt, daß eine Umkehrung der Kraftrichtung innerhalb des nach dem Freilaufprinzip arbeitenden HOIsenaiiFncKi'iiers beim Übergang vom Antrieb zur Abbremsung oder umgekehrt nicht erfolgt.

Die in F i g. 4 dargestellte Lösungsform dos erfindungsgemäßen Spulenhalters eignet sich für Fadenaufspulvorrichtungen mit angetriebener Spulenhalterwelle. Zu diesem Zweck ist der Korb 27 an seinem hinteren Ende im über den Wickelbereich h/w. den Bereich df

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einem Bremsring 40 versehen, auf den eine gegen das Maschinengestell 41 abgestützte Bremse 43 einwirkt. Auf diese Weise wird erreicht, daß auch bei angetriebener Welle beim Abbremsen durch entsprechende Wahl der Bremskraft der Bremse 43 die Kraftrichtung innerhalb des Spannfutters nicht umgekehrt wird und die Hülse sich erst nach Stillsetzen der Welle lösen läßt.

F i g. 5 zeigt eine vorzugsweise Ausführongsform des crfiiidung: gemäßen Spulenhalters, bei welchem die Spannelemente 24 erheblich kürzer als die Hülsenlänge und in Schraubenlinienform — in der dargestellten Form in einer zweigängigen Schraube — am Umfang angeordnet sind. Der Korb 27 ist gegen die Spulenhalterwelle 51 nach beiden Seiten durch den Bund 39 bzw. den Ring 38 festgelegt. Dies geschieht in an sich allgemein bekannter Weise (siehe auch Fig. 1 und 4). Die Fig. 6 zeigt eine besondere Möglichkeit zur Sicherung der Spannelemente 24 gegen das Abschleudern nach außen.

Bei der in F i g. 6 gezeigten Ausführungsform ist konzentrisch zum Korb 27 eine Hülse 30 angeordnet, deren Aussparungen an sich den Abmessungen der Spannelemente 24 entsprechen. Die Spannelemente sind jedoch mit Zapfen 25 ausgestattet, die in entsprechende Nuten im Korb 27 eingreifen, so daß die Spannelemente 24 nur so weit nach außen wandern können, bis die Zapfen 25 sich gegen die Innenwand der Hülse 30 anlegen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Selhstspannender Auflaufspulenhalter, insbesondere mit Antrieb durch eine Treibwalze und für hohe Aufspulgeschwindigkeiten, unter Anwendung des Freilaufprinzips, bei welchem die Spulenhalterwelle Spannflächen für als Spannelemente dienende Wälzkörper aufweist, wobei die Spulenhalterwelle von einem konzentrisch angeordneten, mit Aussparungen zur Aufnahme der Spannelemente, deren radialen Weg begrenzend, versehenen, etwa der Länge der zu spannenden Spulenhülse entsprechenden Korb umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine federnde, den Korb (27) gegen die Spulenhalterwelle (51) in das Verspannen bewirkender Drehrichtung belastende Verbindung (52; 53) und auf den Korb (27) wirkende, die Umkehrung der Kraftrichtung beim Übergang vom Antrieb zud? Abbremsen verhindernde Bremsmittel (43) vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Spannelemente aufnehmende Korb in Längsrichtung in zwei oder mehr Teile aufgeteilt ist, zusammen mit den zugehörigen Spannelementen (24) je eine eigene, mit der für alle Korbteile gemeinsamen Spulenhalterwelle (51) zusammenwirkende Spannvorrichtung bildet, wobei jede eine eigene federnde, den jeweiligen Teilkorb gegen die Spulenhalterwelle (51) in das Verspannen bewirkender Drehrichtung belastende Verbindung (52; 53) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannelemente dienende Rollen (24) jeweils auf einer Mt: itellinie, jedoch in Form einer Schraubenlinie gegeneinander versetzt, angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das nach der Maschinenseite zu gelegene Korbende bzw. der entsprechende Teilkorb auf der Maschinenseite über den zum Aufspannen der Spulenhülse (4) vorgesehenen Bereich hinaus, eine Bremsfläche (40) bildend, verlängert ist und mit einer das die Bremsfläche (40) tragende Ende konzentrisch umfassenden, am Maschinengestell (41) befestigten Bremse (43) zusammenwirkt.

5. Vorrichtung nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die als Spannelemente verwendeten Rollen (24) Zapfen (25) aufweisen, welche in entsprechende, radial gerichtete Langlochführungen (26) der Teilkörper (27) eingreifen.