DE4241528A1 - Vorrichtung zur Handhabung schwerer Spulen sowie Einrichtung unter Einsatz einer solchen Vorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Handhabung schwerer Spulen, die in einer Matrixanordnung, z. B. einem Spulengatter, angeordnet bzw. anzuordnen sind und die aus einem hohlzylindrischen Spulenkern und einer Garnwicklung bestehen; die Matrixanordnung besitzt wenig­ stens einen in den Spulenkern einsteckbaren Tragdorn. Die Erfindung betrifft ferner eine Einrichtung unter Ein­ satz einer solchen Vorrichtung.

Die in der Webereitechnik verwendeten Spulen haben ein Gewicht von üblicherweise 11 kg, so daß sie gerade noch von einem Menschen gehoben und bewegt werden können. Es zeigt sich jedoch, daß das dauernde Heben und Absetzen sowie das Manipulieren derartiger Spulen zu einem erheb­ lichen Kräfteverbrauch und Gesundheitsrisiko des arbei­ tenden Personals führt. Es sind daher schon sogenannte Doffautomaten gebaut worden, die vollautomatisch schwere Spulen einer Matrixanordnung entnehmen und zu den ein­ zelnen Webmaschinen fördern. Derartige Automaten sind jedoch sehr kostspielig und relativ wenig flexibel.

Es stellt sich daher die Aufgabe, zum einen die Hand­ habung schwerer Spulen in der Webereitechnik wesentlich zu erleichtern, ein sehr flexibles System zu ermöglichen und darüber hinaus die Kosten für das System niedrig zu halten.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs ge­ nannten Art gelöst, bei der Spulenaufnehmer, vorzugswei­ se ein Tragdorn an einer Stellsäule angebracht ist, an der er nicht-manuell angetrieben in der Achsenrichtung der Stellsäule verstellbar und manuell schwenkverstell­ bar um die Achse der Stellsäule angeordnet ist, und daß die Stellsäule translatorisch horizontal verfahrbar ist.

Vorzugsweise ist die Stellsäule (7; 27) vertikal ausge­ richtet.

Der Spulenaufnehmer an der Stellsäule (7) kann pneuma­ tisch, hydraulisch oder beispielsweise über eine Spin­ delstange motorisch angetrieben sein.

Eine wesentliche Eigenschaft der erfinderischen Vorrich­ tung ist es, daß im wesentlichen drei Einzelteile vorhan­ den sind, nämlich eine Stellsäule, ein höhenverstellba­ rer und schwenkbeweglicher Tragdorn und ein System, an dem die Stellsäule motorisch oder manuell translatorisch verfahrbar ist. Diese Teile können auf einem sehr klei­ nen Raum gebaut und zweckentsprechend verwendet werden; die Investitionen sind relativ gering zu halten und die eigentliche verschleißende Tätigkeit für die Bedienungs­ person, nämlich das Heben und Ablegen der schweren Spulen ist durch Motorkraft sehr stark erleichtert.

Die Stellsäule kann mit wenigstens einem Fahrsockel aus­ gestattet sein, der entlang einer Schienenanordnung ver­ fahrbar ist. Die Schienenanordnung kann vorzugsweise aus wenigstens zwei übereinander angeordneten Schienen be­ stehen, wobei zur Erhöhung der Stabilität eine erste Schiene am Fuß der Stellsäule und eine zweite am Kopf der Stellsäule angeordnet ist.

Wesentlich für die Erfindung ist weiterhin die Gestal­ tung des Tragdorns in Bezug auf die Stellsäule. Der Trag­ dorn muß um die Stellsäule so verschwenkbar sein, daß er zumindest zwei zueinander um 90° oder 180° verstellte Stellungen zuläßt. Vorzugsweise wird daher der Tragdorn Teil eines L-förmigen Trägers sein, der an einer höhen­ verstellbaren Laufkatze schwenkbeweglich angebracht ist. Wie bereits angedeutet, ist die Laufkatze motorisch hö­ henverstellbar. Dies kann beispielsweise mit Hilfe einer Drehspindelanordnung oder einer hydraulischen Kolben- Zylinder-Anordnung geschehen, wobei diese und weitere Möglichkeiten dem Fachmann geläufig sind. Die Stellsäule ist üblicherweise manuell verschiebbar konstruiert; es soll aber auch möglich sein, die Stellsäule mit Motor­ kraft anzutreiben.

Der Tragdorn kann weiterhin mit ausfahrbaren Über­ brückungsstangen oder ähnlichen, seine Länge veränder­ lichen Vorrichtungen versehen sein. Auch kann das Auf­ schieben und Abziehen der Spulen erleichtert sein durch reibungsmindernde Vorrichtungen, wie Beschichtungen oder in den Tragdorn eingelassene kleine Rollen.

Ein wesentlicher baulicher Zusatz bei dem Steckdorn ist ein in den Korpus des Steckdorns eingelassener Sensor, der den Beladungszustand abtasten kann. Mit Hilfe des Sensors können beispielsweise Sicherungsvorrichtungen und -schaltkreise betätigt werden, Servomotoren geschal­ tet werden und dgl. Wesentlich ist ferner, daß mit Hilfe des Sensors bei entsprechendem Spalt in der lichten Weite des Spulenkerns ein Schaltvorgang auslösbar ist durch das Auflegen der Spule auf ein Förderband. Bei Aus­ lösen des Auflagekontaktes stoppt der Antrieb der Verti­ kalbewegung an der Stellsäule.

Damit wird verhindert, daß die die Spulen zu stark auf­ drücken bzw. überhaupt keinen Reibungsschluß mit dem För­ derband bekommen. In ähnlicher Weise kann durch eine Sig­ nalschaltung verhindert werden, daß der Tragdorn beim Spulenübergang ohne Spule bleibt ist. Wird anstelle eines Tragdorns eine andere Spulenhaltvorrichtung ver­ wendet, so kann ein solcher Sensor auch an anderer, im Bereich der Spulenwicklung oder -kerns liegenden Stelle angebracht sein.

Eine Fortsetzung findet die Erfindung darin, daß weitere Teile dem aus Stellsäule und Tragdorn bestehenden System zugeordnet werden. So kann im Fußbereich der Stellsäule ein Förderer, vorzugsweise ein Förderband, angeordnet sein, auf das bei Tiefstellung des Tragdorns eine Spule ablegbar ist. Die Spule kann vorzugsweise unter Anwen­ dung von Friktion vom Tragdorn abziehbar sein und von dem Förderer anschließend mitnehmbar sein.

So können auch im Bereich des Förderers weitere Stell­ säulen mit Tragdorn angeordnet sein, vorzugsweise am Ende des Förderers, so daß die schweren Spulen dort auf­ genommen und einer weiteren zwecks Anordnung wieder zu­ geordnet werden.

Vorzugsweise werden Schienen und Förderer parallel zu­ einander angeordnet sein, wobei der Förderer eine Auf­ nahmelänge aufweist, die wenigstens der Schienenlänge entspricht.

Es ist auch möglich, zwei Matrix-Spulenaufnahme-Vor­ richtungen auf Abstand gegenüberzustellen und zwischen diesen eine Vorrichtung mit beweglicher Stellsäule und Tragdorn anzuordnen.

Eine der Matrix-Spulenaufnahme-Vorrichtungen ist vor­ zugsweise eine transportable Vorrichtung, die auch auf einem Förderer an dem stationär angeordneten Förderer vorbeiführbar ist.

Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. Einrichtung werden nachfolgend anhand der Zeichnung be­ schrieben. Die Figuren zeigen im einzelnen:

Fig. 1.1 bis 1.4 schematisch eine Folge von Bewegungs­ abläufen bei Einsatz einer erfindungsgemäßen Vor­ richtung;

Fig. 2.1 und 2.2 ein Detail einer bei der Vorrichtung gemäß Fig. 1 verwendeten Stellsäule mit Träger und Tragdorn;

Fig. 3 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in detaillierter Ansicht von oben gesehen;

Fig. 4 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in detaillierter Ansicht von der Seite gesehen;

Fig. 5 die Verwendung der Vorrichtung bei Bestückung eines Spulenträgers;

Fig. 6 die Verwendung der Vorrichtung bei transportab­ len Spulenträgern;

Fig. 7 eine am Ende eines Förderbandes angebrachte Vor­ richtung zur Bestückung von Spulenträgern.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Handhabung schwerer Spulen 1, 1′, 2, die an Steckdornen 9, die frei vorkra­ gen, aufgesteckt sind. Der von einer Spinnmaschine kom­ mende Faden wird als Garn jeweils gewickelt und ergibt eine Wicklung 5, die sich dann auf einem hohlzylindri­ schen Spulenkern 4 befindet.

Dem Spulengatter, die, wie die Fig. 1.1-1.4 aus­ weisen, eine Matrixanordnung schwerer Spulen 1, 1′, 2 aufweist, zugeordnet ist eine Stellsäule 7, bestehend aus einer einseitig offenen U-Anordnung verschweißter Bleche, an der eine Laufkatze 17 auf- und abbeweglich an­ geordnet ist. Über ein Schwenkgelenk 18 (vgl. Fig. 2) ist ein Tragdorn 6 motorisch angetrieben höhenverstell­ bar und manuell um die vertikale Achse der Stellsäule 7 schwenkverstellbar angeordnet.

Die Stellsäule 7 wiederum besitzt einen Fahrsockel 8, der an einer Schienenanordnung 10 verfahrbar ist. Die Schienenanordnung 10 weist zwei übereinanderliegende, in Abstand miteinander verbundene Schienen 11, 11′ auf. Ferner ist ein Förderband 12 zwischen der Stellsäule 7 und der Anordnung der Spulen am Spulengatter 3 vorge­ sehen.

Fig. 1 zeigt, daß der höhenverstellbare Tragdorn 6 bei entsprechender Stellung der Stellsäule 7 vor eine be­ stimmte Spule 1 gefahren werden kann, so daß der Steck­ dorn 9 der Spule und der Tragdorn 6 in Flucht liegen. Die Spule 1 kann dann manuell ohne große Kraftan­ strengung vom Steckdorn auf den Tragdorn aufgeschoben werden. Dies ist in Fig. 1.2 dargestellt. Der Tragdorn 6 kann anschließend um 90° geschwenkt werden, so daß er die Stellung gemäß Fig. 1.3 annimmt. Durch Absenken des Tragdorns 6 mit der Spule 1 bis auf das Niveau des Förde­ rers 12, hier dessen Förderband, gerät die Spule in Kon­ takt mit der Oberseite des Förderbandes und kann unter Friktion vom Tragdorn 6 abgezogen werden und mit dem För­ derband gefördert werden. Am Ende des Förderbandes ist die Spule dann abzunehmen (Einzelheiten hier nicht darge­ stellt).

Fig. 2 zeigt Details der Stellsäule 7 mit dem Tragdorn 6. Wie erkennbar, ist der Tragdorn 6 Teil eines L-förmi­ gen Trägers 16, dessen kurzer L-Schenkel 16′ ein Ver­ bindungsglied zwischen der Laufkatze 17 mit einem Schwenkgelenk 18 und dem Tragdorn 6 bildet. Die Lauf­ katze ist wiederum höhenverstellbar verbunden mit einer Spindelstange 15, die mit Hilfe eines ansteuerbaren, in seiner Drehrichtung reversierbaren Motors 14 angetrieben wird. Durch entsprechende digitale Umdrehungszähler kann die Höhenposition des Tragdorns 6 genau festgelegt wer­ den. Wie in Fig. 2.2 ferner angedeutet, kann der Trag­ dorn auch noch mit ausfahrbaren Teilen 19 versehen wer­ den, so daß die Überbrückung zum in Flucht liegenden Steckdorn am Spulengatter 3 verbessert werden kann. Die beiden Fig. 2.1 und 2.2 stellen jeweils die um 90° zu­ einander versetzten Rastpositionen des Trägers 16 dar.

Wie aus den Fig. 2.1. und 2.2 erkennbar, ist der Durchmesser des Tragdorns 6 wesentlich kleiner als der Innendurchmesser des Spulenkerns 4. Demnach liegt das Ge­ wicht der Spule auf dem Scheitel des Tragdorns. Sobald jedoch der Tragdorn mit einer aufgelegten Spule auf das Förderband auffährt, wird der Tragdorn vom Spulengewicht entlastet. Schließlich drückt der Spulenkern auf die Sohle des Tragdorns, d. h. auf dessen Unterseite. Um diese Bewegung feststellen zu können, ist in die Sohle des Tragdorns ein Sensor 40 eingebaut, der sowohl die aufgelegt Spule abfühlt als auch deren Bewegung bzw. An­ näherung an die Sensoroberfläche bei Auflegen der Spule auf das Förderband. Wie bereits in der Beschreibungsein­ leitung angedeutet, ermöglicht der Sensor mannigfache Bedien- und Kontrollmöglichkeiten. Neben dem dargestell­ ten Sensor 40 können auch weitere Sensoren 41 in anderen Positionen des Tragdorns eingebaut sein.

Fig. 3 zeigt die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in detail­ lierter Ansicht von oben gesehen und Fig. 4 dieselbe Vorrichtung in Laufrichtung eines Förderbandes 12 ge­ sehen.

Das ausschnittsweise dargestellte Spulengatter 3 ist mit zahlreichen Steckdornen 9 versehen, in deren Bereich so­ genannte Spulenfühler 21 vorgesehen sind, die be­ triebstechnisch abfühlen, ob eine Spule vorhanden ist bzw. ob die Solldicke der Spulen erreicht ist. Derartige Fühler sind an sich bekannt. Weiterhin sind die bereits beschriebenen beiden Positionen des Trägers 16 synop­ tisch im unteren Teil der Zeichnung dargestellt. Der in Förderrichtung zeigenden Position des Trägers 16 ist das Förderband 12 zugeordnet.

Die Stellsäule 7 kann ferner mit einem Handgriff 20 ver­ sehen sein, so daß sie manuell entlang der Schienenan­ ordnung 10 verschoben werden kann. Es ist darüber hinaus auch möglich, die Stellsäule 7 translatorisch mit Hilfe eines (nicht dargestellten) Motors zu bewegen. Auf dem Tragdorn 6 ist im vorliegenden Beispiel ein ausfahrbarer Aufnahmekopf 19′ vorgesehen, der in den zylindrischen Spulenkern einfahrbar ist. Die in Laufrichtung geschwenk­ te Spule 1 liegt auf dem Förderer, d. h. dem Förderband 12 auf und kann von diesem transportiert werden.

Fig. 5 zeigt den Einsatz der Vorrichtung bei Bestückung einer kastenförmigen Spulenaufnahmevorrichtung, die mit Steckdornen 29 ausgerüstet ist, die jeweils zwei Spulen 1, 1′ aufnehmen können. Ferner ist ein bereits beschrie­ benes Spulengatter 3 vorhanden. Die Vorrichtung gemäß Er­ findung ist so angeordnet, daß sich die Stellsäule 7 zwi­ schen der Abnahme- und der Aufnahmevorrichtung 23 be­ findet. Hierbei ist der Tragdorn 6 durch eine Laufkatze 17 gehalten, die eine Schwenkbewegung um 180° erlaubt, so daß die Stellsäule 7 mit dem Tragdorn 6 es ermög­ licht, daß Spulen 1 um 180° geschwenkt und höhenver­ stellt werden können, so daß mit ihnen in einfacher Weise die Spulenaufnahmevorrichtung 23 belegt und be­ stückt werden kann.

Dieses System kann auch noch dahingehend ausgebaut wer­ den, daß, wie Fig. 6 zeigt, die Spulenaufnahmevorrich­ tungen 23 auf ein breites Förderband 22 gestellt werden und jeweils intermittierend von Bestückungsposition zu Bestückungsposition fortfahren, wobei es entsprechend der Länge der Schienenanordnung 10 möglich ist, von einem Spulengatter 3 mehrere derartiger transportabler Spulenaufnahme-Vorrichtungen gleichzeitig zu bestücken. Wesentlich ist, daß damit ein System gegeben wird, das die weitgehend erleichterte Abnahme und Bestückung von bzw. mit Spulen 1 verschiedener Systeme ermöglicht, die wiederum einen großen Vorrat an zu verarbeitenden Garnen schaffen, so daß ein Spulenwechsel praktisch nicht er­ forderlich ist, da mit Hilfe entsprechender Vorrichtun­ gen die gesamte Garnlänge, die auf einer Spulenaufnahme­ vorrichtung 23 in Vorrat gehalten wird, abziehbar ist. Die gewichtigen Spulen brauchen hierbei manuell nicht ge­ hoben oder abgesenkt zu werden.

Antriebe und Bewegungen können sowohl programmiert als auch von einer Bedienungsperson über Drucktasten ange­ steuert werden, ohne daß hier Einzelheiten erläutert zu werden brauchen.

Fig. 6 zeigt ein am Ende eines Förderbandes 12 angeord­ netes Gerät, das ähnlich aufgebaut ist und ebenfalls eine Stellsäule 27 aufweist, an der sich ein Tragdorn 26 befindet, der die durch einen Fühler 25 avisierbare Spule 1 aufnimmt und einer Spulenaufnahme-Vorrichtung 23 zuführt, die auf einem Förderband 22 angeordnet ist. Bei entsprechender Stellsäule 27 kann noch eine zweite Spu­ lenaufnahmevorrichtung bestückt werden, die sich auf einer zweiten Ebene, in der ein zweites Förderband 22′ angeordnet ist, befindet und in dieser Höhe bestückt werden kann.

Die Stellsäule 27 ist im vorliegenden Falle an ihrem Fuß und an ihrem Kopf je mit einer Schiene 11, 11′ verbunden und entsprechend verfahrbar. Der Träger 36 kann im vor­ liegenden Fall auch so angeordnet sein, daß er eine Schwenkbewegung "über Kopf" durchführt und damit seine 180°-Stellung erreicht.

Im letztgenannten Ausführungsbeispiel (Fig. 7) kann die Stellsäule 27 auch stationär angeordnet sein.

Ausdrücklich sei angemerkt, daß innerhalb des Schutzum­ fanges der Ansprüche auch Variationen des beschriebenen Ausführungsbeispiels im fachmännischen Ermessen liegen. Als Beispiele seien genannt:

• - Die Matrixanordnung kann auch schräg angeordnet sein oder horizontal liegend; entsprechend ist die Tragsäu­ le dann anzuordnen.
• - Anstelle eines Tragdorns kann auch eine Spulengreif­ vorrichtung vorgesehen sein, wie sie an sich bekannt ist.
• - Die Tragsäule kann auch separat aufgebaut werden, z. B. auf Rollen laufend, d. h. ohne Schienen.

Claims (17)

1. Vorrichtung zur Handhabung schwerer Spulen (1, 1′, 2), die in einer Matrixanordnung, z. B. einem Spulen­ gatter (3) angeordnet bzw. anzuordnen sind und die aus einem hohlzylindrischen Spulenkern (4) und einer Garnwicklung (5) bestehen, wobei die Vorrichtung mit wenigstens einem Spulenaufnehmer, z. B. einem in den Spulenkern einsteckbaren Tragdorn (6) oder einer Spulengreifvorrichtung, ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenaufnehmer (Tragdorn 6) an einer Stellsäule (7; 27) angebracht ist, an der er nicht-manuell angetrieben in der Achsenrichtung der Stellsäule (7; 27) verstellbar und manuell schwenkvorstellbar um die Achse der Stellsäule (7; 27) angeordnet ist, und daß die Stellsäule (7; 27) translatorisch horizontal verfahrbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellsäule (7; 27) vertikal ausgerichtet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenaufnehmer an der Stellsäule (7) motorisch angetrieben ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellsäule (7) mit wenigstens einem Fahrsockel (8) ausgestattet ist, der entlang einer Schienenanordnung (10) verfahrbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schienenanordnung (10) aus wenigstens zwei übereinander angeordneten Schienen (11, 11′) besteht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Schiene (11) am Fuße der Stellsäule und eine zweite (11′) am Kopf der Stellsäule (27) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragdorn (6) Teil eines L-förmigen Trägers (16) ist, der an einer höhenverstellbaren Laufkatze (17) schwenkbeweglich angebracht ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (16) zwei Raststellungen des Trag­ dorns (6) zuläßt, nämlich eine Stellung in Ausrich­ tung auf die Matrixanordnung und eine Stellung in 90° oder 180° hierzu.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragdorn (6) mit ausfahrbaren Überbrückungsstangen und/oder mit das Aufschieben der Spulen erleichternden, reibungsver­ mindernden Vorrichtungen versehen ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragdorn (6) mit einem den Bestückungszustand abtastenden Sensor ausgestattet ist.

11. Einrichtung zur Handhabung schwerer Spulen unter Einsatz einer Vorrichtung gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Fußbereich der Stellsäule (7) ein Förderer (12), vorzugsweise Förderband, angeordnet ist, auf den bei Übergabestellung des Tragdorns (6) eine Spule (1) ablegbar bzw. aufsteckbar ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (1) unter Anwendung von Friktion vom Tragdorn abziehbar ist und vom Förderband anschließend aufnehmbar ist.

13. Einrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Bereich des Förderers (12) weitere Stellsäulen mit Tragdornen angeordnet sind.

14. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 sowie 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Schie­ nen und Förderer parallel zueinander angeordnet sind, wobei der Förderer (12) eine Aufnahmelänge aufweist, die wenigstens der Schienenlänge ent­ spricht.

15. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwei Matrix-Spulen­ aufnahme-Vorrichtungen (3; 23) auf Abstand gegenüber­ liegen und zwischen diesen Vorrichtungen (3; 23) eine bewegliche Stellsäule (7) mit Tragdorn (6) angeordnet ist.

16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich­ net, daß eine Matrix-Spulenaufnahme-Vorrichtung transportabel ist.

17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich­ net, daß die transportable Matrix-Spulenaufnahme-Vor­ richtung auf einem Förderer (22) an einer stationär angeordneten Spulentragevorrichtung (3) vorbeiführ­ bar ist.