EP0269960B1 - Schwenkmechanismus für Spulendorn - Google Patents

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EP0269960B1
EP0269960B1 EP87117123A EP87117123A EP0269960B1 EP 0269960 B1 EP0269960 B1 EP 0269960B1 EP 87117123 A EP87117123 A EP 87117123A EP 87117123 A EP87117123 A EP 87117123A EP 0269960 B1 EP0269960 B1 EP 0269960B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
mandrel
arm
cylinder
parts
winding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP87117123A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0269960A1 (de
Inventor
Kurt Schefer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maschinenfabrik Rieter AG
Original Assignee
Maschinenfabrik Rieter AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Maschinenfabrik Rieter AG filed Critical Maschinenfabrik Rieter AG
Publication of EP0269960A1 publication Critical patent/EP0269960A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0269960B1 publication Critical patent/EP0269960B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H54/00Winding, coiling, or depositing filamentary material
    • B65H54/02Winding and traversing material on to reels, bobbins, tubes, or like package cores or formers
    • B65H54/40Arrangements for rotating packages
    • B65H54/42Arrangements for rotating packages in which the package, core, or former is rotated by frictional contact of its periphery with a driving surface
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H54/00Winding, coiling, or depositing filamentary material
    • B65H54/02Winding and traversing material on to reels, bobbins, tubes, or like package cores or formers
    • B65H54/40Arrangements for rotating packages
    • B65H54/52Drive contact pressure control, e.g. pressing arrangements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H67/00Replacing or removing cores, receptacles, or completed packages at paying-out, winding, or depositing stations
    • B65H67/04Arrangements for removing completed take-up packages and or replacing by cores, formers, or empty receptacles at winding or depositing stations; Transferring material between adjacent full and empty take-up elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2701/00Handled material; Storage means
    • B65H2701/30Handled filamentary material
    • B65H2701/31Textiles threads or artificial strands of filaments

Definitions

  • This invention relates to a swivel mechanism for a spool and a winding machine with such a mechanism.
  • the winder is particularly intended to be a machine for unwinding synthetic endless filaments, but the invention is not limited to this application.
  • EP-A-73930 requires a relatively large amount of space in the axial direction of each coil mandrel. It is the object of this invention to reduce the space requirement in the axial direction.
  • the winding machine in FIG. 1 contains a housing 16 and a roller 18 which extends forwards from the front of the housing 16 and is rotatably supported about its own longitudinal axis by a bracket 100 mounted on the housing 16.
  • Roller 18 can be designed as a driving friction roller or as a simple contact (tacho) roller, the latter arrangement being particularly dealt with in our British patent application 8531151.
  • the machine also contains an upper spool mandrel 24 and a lower spool mandrel 26.
  • the mandrel 24 is rotatably supported about its own longitudinal (mandrel) axis by a pivot arm 28 and the lower mandrel 26 is supported by its own similar pivot arm 30 held.
  • the pivot axes of the arms 28, 30, the mandrel axes and the longitudinal axis of the roller 18 are all parallel to one another.
  • An advantageous alternative arrangement has been described in European Patent Application 161385 (US Patent 4609159).
  • the supplied threads are wound on tubes 102 to form bobbins (packs).
  • bobbins Packs
  • two sleeves 102 per mandrel 24, 26 are shown;
  • up to eight threads are wound up side by side to form spools on a mandrel.
  • the following description refers to the unwinding of a single thread; however, this description applies to all threads supplied at the same time.
  • the upper mandrel 24 has a rest position, in which a brake disk 192 rotatable with the mandrel bears against a brake shoe 198. There is a corresponding rest position for the lower mandrel 26, in which the brake disk of this mandrel rests on a brake shoe 200.
  • the latter can be brought from its rest position by rotating the arm 28 counterclockwise (FIG. 1) into an ascending position, the sleeves 102 carried by the mandrel 24 coming into contact with the roller 18.
  • the swivel arm 28 is mounted on a shaft 32, which itself is rotatably supported in two carrier plates 130, 132.
  • a continuation (not visible in FIG. 1) of the shaft 32 beyond the plate 132 carries a connecting element 162, which is coupled to the rod 160 of a piston-and-cylinder unit 158 by an articulated connection.
  • the cylinder of the unit 158 is connected to the base plate 128 of the machine by a further joint 210.
  • the element 162 can be rotated about the longitudinal axis of the shaft 32, this rotary movement being transmitted from the element 162 to the swivel arm 28 by means of a connecting rod 168.
  • This rod 168 is connected to the piston (not visible in FIG.
  • a substantially identical pivot mechanism is provided for moving the lower mandrel 26, only the shaft 34 carried by the plates 130, 132 and the piston and cylinder unit 212 in FIG. 1 being clearly visible in FIG. 1.
  • the cylinder of the unit 212 is articulated with an intermediate element 162 A. connected and the rod 160 A of the unit 212 is connected to the housing 16 by a joint 214.
  • the space within the housing 16 can be divided into a front chamber between the plates 130, 132 and a rear chamber between the plate 132 and the rear wall of the housing 16.
  • the front chamber contains the pivot arms 28, 30 and the corresponding parts of the mandrels 24, 26, while the rear chamber contains the units 158, 212 and the intermediate elements 162, 162 A.
  • Each mandrel 24, 26 can continue from its pivot arm 28, 30 towards the rear chamber, but cannot extend very far into the rear chamber without coming into contact with the unit 158, which must be avoided in any case.
  • the axial length of the machine could be reduced if the entire swivel mechanism could be housed in the front chamber.
  • Each of the three figures 2 a), 2 b), 2 c) shows a schematic representation of a respective pivot mechanism 300 a), 300 b), 300 c) for the lower mandrel, which in these figures bears the reference number 26 again and in each Diagram is shown in its winding position on the roller 18.
  • Each pivot mechanism 300 a), b), c) contains two parts which can be opened and closed, the first part 310 a), b), c) of which carries the spool mandrel 26 at one of its ends.
  • the second part 320 a), b), c) is connected to the first part by a rotating device 330 and to the housing 16 by a force means 340.
  • Each of the two parts is pivotable in the housing 16 stored, and the difference between the variants shown lies in the arrangement of the pivot axes for these parts, as described below.
  • the part 310 a) has its own rotary connection 350 a) directly with the housing 16, and the part 320 a) also has its own rotary connection 360 a) with the housing.
  • the part 320 c) has its own direct rotary connection 360 c) with the housing 16.
  • the part 310 c) has no direct connection with the housing, but only a rotary connection 350 c) which is fixed on the part 320 c) arranged and movable with this part about the pivot axis of the connection 360 c).
  • FIG. 2 c) shows a further variant with dash-dotted lines, according to which the parts 310 c) and 320 c) extend in opposite directions from their respective rotary connections 350 c), 360 c). Furthermore, as indicated by dash-dotted lines, the force means 330 can be accommodated below instead of above the part 320 c).
  • the rotating device 330 is able to determine the mutual angular position of the parts 310, 320 to be determined within given limits by a pivoting movement of the first part 310 independently of the second part 320, ie to fold the two parts on and off.
  • a suitable means for this purpose will be described in detail below.
  • the force means 340 is able to pivot the second part 320 from its starting position (indicated by dashed lines in each diagram) into an operating position (drawn by solid lines in each diagram).
  • the entire rotary movement in order to bring the mandrel 26 out of its rest position (not shown) into its shown winding position is thus carried out in two stages, which was actually already the case in a machine according to European patent 73930.
  • these two steps can now be carried out by moving separately movable swivel parts 310, 320, which is new compared to a machine according to European patent 73930.
  • the second part 320 In the rest position of the mandrel 26, not shown, the second part 320 is in its initial position (indicated by dashed lines).
  • the device 330 is actuated in such a way that the first part 310 is closed toward the second part 320, so that the angle between these parts is approximately zero (state not shown in FIG. 2).
  • the device 330 is actuated to open the parts 310, 320 apart, the second part 320 remaining in its rest position. This first stage is completed when a predetermined maximum opening angle between the two parts is reached.
  • the mandrel 26 can be accelerated to its operating speed by a motor, not shown, which serves as preparation for the takeover of the threads during the second stage.
  • the force means 340 is actuated to move the second part 320 from its initial position into its operating position (solid lines), while the first part 310 is in its unfolded position by the device 330 in relation to that second part 320 is held.
  • the mandrel 26 is brought from its intermediate or acceleration position into the winding position shown on the roller 18.
  • the mandrel 26 must move back from its shown winding position against its rest position (the winding travel) in order to enable the build-up of the spool between the sleeves 102 and the roller 18.
  • the angular position of the parts 310, 320 relative to one another remains unchanged during the winding travel.
  • the actuation of the force means 340 is continuously adapted during the winding travel, for example as already described with reference to FIGS. 16 and 17 of the European patent 73930, in order to exert a controlled contact pressure between the coil and the roller 18.
  • the mandrel is in the rest position (by closing the parts 310, 320 and moving the part 320 back to its initial position) brought back, the threads are taken from the upper mandrel 24 ( Figure 1) for winding.
  • Figure 2 shows only the lower mandrel 26 and the corresponding pivot mechanism 300. However, it will be clear that the upper mandrel 24 ( Figure 1) can be carried and moved by a similar but mirror-inverted pivot mechanism.
  • Figures 3 to 7 represent a practical embodiment, only elements have been greatly simplified and have therefore only been shown schematically, since certain details (e.g. the exact shape of castings) are irrelevant to the invention. In the following description, the function is emphasized rather than the detail construction.
  • Figures 3 to 5 show a pivot mechanism for the lower mandrel, while Figure 6 shows the upper mechanism. Since the parts are identical in their functions, they will be identified with the same reference numerals for the upper and lower mechanisms.
  • the reference numeral 350 indicates a supporting shaft which, similar to the shaft 34 in FIG. 1, runs between two carrier plates (not shown in FIGS. 3 to 5) and is rotatably mounted in each plate.
  • two different parts are rotatably mounted independently of one another, namely an arm 310 and a lever 320.
  • the arm 310 has a gripping device 312, with which it does not engage the lower mandrel 26 (FIG. 1, in FIGS. 3 to 5) shown) against movement in the longitudinal direction of the mandrel axis.
  • a storage device in the mandrel itself allows that Rotation of the sleeve-bearing part of the mandrel around the mandrel axis during the spool assembly.
  • the lever 320 is mounted on the shaft 350 by two lugs 322, 324 (FIG. 6).
  • the arm 310 is mounted on the shaft 350 between these two lugs 322, 324 in a manner which is explained in more detail below with reference to FIG. 6.
  • the description focuses on the pivoting movements of the parts 310, 320 according to FIGS. 3, 4 and 5, each part rotating about the longitudinal axis of the shaft 350.
  • the means 330 (FIG. 3) for determining the mutual angular position of the parts 310, 320 comprises a pneumatic cylinder 332, a connection 334 between the cylinder 332 and the lever 320, a connecting rod 336 which is connected to the piston (not shown) of the cylinder 332 is connected and a connection 338 between the rod 336 and a projection 314 on the gripping device 312 of the arm 310.
  • the connections 334, 338 are described in more detail below in connection with FIG. 6. For the time being, it suffices to say that each of these connections allows the cylinder 332 to rotate clockwise or counterclockwise with respect to FIGS. 3 to 5.
  • the means 340 (FIG. 3) for determining the position of the lever 320 relative to the rest position and the winding position of the mandrel comprises a piston rod 342, a rotary connection 344 between the piston rod 342 and an end piece 326 at the free end of the lever 320, a cylinder (not shown ) for actuating the rod 342 and a joint (not shown) between this cylinder and the housing 16.
  • This last-mentioned cylinder largely corresponds to the cylinder 212 from FIG. 1, but is now no longer housed in the rear but in the front in the housing 16, as are the other parts shown in FIGS. 3 to 6.
  • FIG. 3 shows the positions of the parts when the mandrel 26 is in its rest position, this rest position being identical to that of the mandrel 26 in FIG. 1.
  • the cylinder of the means 340 is not under pressure, so that the connection 344 lies on the lower limit of its predetermined path, the lever 320 extending horizontally from its connection to the shaft 350.
  • the cylinder 332 is also vented so that the rod 336 is in its retracted position with respect to the cylinder 332.
  • the arm 310 is therefore folded toward the lever 320, the gripping device 312 lying on a trough-shaped surface 328 (FIGS. 4 and 5) of the lever 320.
  • FIG. 4 shows the mutual position of the parts 310, 320 when the mandrel held by the gripping device 312 lies in an intermediate position between its rest position and the winding position.
  • This intermediate position is achieved by supplying the cylinder 332 with compressed air from a suitable source (not shown) in order to eject the rod 336 from the cylinder.
  • the rod 336 does not run parallel to the arm 310, but encloses an acute angle with it, so that the pressurization of the cylinder 332 generates a torque on the arm 310, which rotates the arm clockwise around the axis of the shaft 350.
  • the arm 310 is freely rotatably mounted on the shaft 350, so that the mentioned rotational movement can continue until the rod 336 is fully ejected from the cylinder 332.
  • Another variant, which temporarily limits this rotary movement for a specific purpose, will be described below with reference to FIGS. 6 and 7.
  • the cylinder of the means 340 remains without pressure.
  • the lever 320 thus remains in its horizontal position, while the arm 310 is opened by actuating the means 330 relative to the lever 320.
  • the mandrel 26 can be accelerated to its operating speed or higher, so that it is ready to take over the threads to be wound up as soon as the winding of the threads on the upper mandrel 24 (FIG. 1) is stopped.
  • the mandrel 26 In order to take over the threads, the mandrel 26 must then be moved against its aforementioned upwind position, which is carried out by actuating the means 340, as can be seen from FIG.
  • the desired rotational movement of the mandrel 26 from its rest position against its winding position is thus effected by actuating the means 330, 340 in a predetermined order.
  • a machine of the type shown in FIG. 1 also requires an axial movement of the mandrel, ie along its own mandrel axis, during the rotary movement from the rest position to the winding position. The implementation of this additional axial movement will now be described with reference to FIG. 6.
  • the pivot mechanism partially shown in FIG. 6 is not that of the lower mandrel 26, but that of the upper mandrel 24 (FIG. 1).
  • the upper pivot mechanism is mirrored to the lower mechanism, which means that the cylinder of means 340 (Fig. 3) for the upper mechanism does not correspond to cylinder 212 in Fig. 1 but to cylinder 158, i.e. it is not connected to the cover of the housing 16, but to the base plate 128 (FIG. 1). Accordingly, the two stages of the course of movement of the upper mechanism are not caused by the elevation but by the lowering of the parts.
  • the shape of the upper lever 320 must be slightly different from the shape of the lower lever, so that the cylinders for operating these levers can be arranged side by side in the longitudinal direction of the mandrel.
  • everyone Lever thus has two wings 321, 323, each of which carries an extension 322, 324.
  • the length of these vanes in the longitudinal direction of the shaft axis 352 are of different sizes for the upper and lower mechanisms. This difference is irrelevant for the function of each individual mechanism.
  • FIG. 6 shows the front side of the upper swivel mechanism resting on the carrier plate 130 in a position which corresponds to the intermediate position of the mandrel 24.
  • lever 320 and arm 310 are both partially cut away to show shaft 350, and cutout Y is omitted from cylinder 332 for the same purpose.
  • the cutout X shows that the arm 310 is mounted on the shaft 350 by a sleeve 316, a ball bearing 318 allowing the arm 310 to move freely in the longitudinal direction of the shaft 350.
  • the arm 310 During the rotational movement of the entire mechanism to move the mandrel from its intermediate position against the roller 18, the arm 310 remains in its retracted position shown in Fig. 6 until the threads to be wound have been taken over by the mandrel. But then the arm 310 moves forward until the clearance S disappears, that is, until the front end face of the cuff 316 abuts the shoulder 324.
  • This forward movement of the arm 310 is effected by a piston and cylinder unit, not shown, corresponding to the unit 172 in Fig. 1, the cylinder of this unit with the neck 322 (Fig. 3 to 5) and the rod of the unit with the Arm 310 is connected.
  • the mandrel is not immediately moved to its ascending position by actuating means 340 (Fig. 3), i.e. brought into contact with the roller 18. It is namely advantageous to rotate the mandrel about its own mandrel axis at a certain "overspeed" when the threads are taken over. This means that the tangential speed on the circumference of the sleeves 102 is slightly higher than the tangential speed on the circumference of the roller 18 during takeover. In order to achieve this without difficulty, at the time of the takeover there should be a tiny gap between the roller 18 and those carried by the mandrel Sleeves 102 are released.
  • the parts 310, 320 are interconnected by a flexible element, for example a short one Chain, connected.
  • This element is schematically indicated in FIG. 4 and also in FIG. 7 by line 370.
  • the element 370 is anchored to the arm 310 at one end by an articulated connection 372 (FIG. 7) and at the other end to the lever 320 by a similar connection 374.
  • the arrangement is such that when the arm 310 is in its forward position, ie the sleeve 316 (FIG. 6) touches the shoulder 324, the element 370 extends perpendicularly between the lever 320 and the arm 310, which is shown in FIG Fig. 7 is indicated with a dashed line.
  • the element 370 moves from its vertical position into an oblique position, which is indicated in FIG. 7 by solid lines.
  • the element 370 In its vertical position, the element 370 allows a distance A between the joint 372 carried by the arm 310 and the joint 374 carried by the lever 320. When the element 370 is inclined, the possible distance is reduced to L (FIG. 7).
  • the element 370 therefore forms a limiting means which blocks the outward movement of the rod 336 from the cylinder 332 before it has reached the end of the stroke and accordingly limits the angular position of the parts 310, 320.
  • the parts 310, 320 are not fully opened when the mandrel is in the intermediate position, since the arm 310 is withdrawn at this time (FIG. 6) and the opening movement is limited by the element 370 is.
  • the parts 310, 320 remain in this partially opened angular position until the threads are taken over. If but then the arm 310 is moved forward and the element 370 is returned to its vertical position, the cylinder 332 pushes the rod 336 further outwards, the sleeves 102 being brought into contact with the roller 18.
  • the mandrel During the build up of the spool, the mandrel must be slowly rotated back to its rest position from this first winding position in order to allow the packing radius between each sleeve 102 and the roller 18 to increase with continuous contact of the package with the roller.
  • this "winding cycle” the state of the means 330 and therefore the angular position of the parts 310, 320 remain unchanged.
  • the state of the means 340 is continuously adapted to the changed winding conditions - not only in relation to the position of the lever 320 in relation to the roller, but also in relation to the contact forces between the package and the roller 18.
  • the lever 320 After completion of the spools, the lever 320 is initially moved back into its starting position, after which the parts 310, 320 are closed by venting the cylinder 332 in order to bring the mandrel back into its rest position.
  • a suitable means (not shown) can be provided to cleanly supply the flexible element 370 when the parts 310, 320 are closed.
  • a resilient means can bias the element 370 so that it lies between the closed parts 310, 320 in a predetermined folded state.
  • An intermediate plate (in FIG. The carrier plate 132) inside the housing 16 is no longer necessary.
  • the mandrels can now extend much further back from the pivot arms 310 into the housing 16, which allows the use of a much larger drive motor at the rear end of each mandrel.
  • the new construction is therefore particularly useful for a winding machine with a so-called spindle drive, according to which the driving forces are to be generated at least mainly by the mandrel motors and not by the roller 18.
  • the rear part of the chamber between the carrier plates 130, 132 can also be kept essentially free of other components. If the roller 18 is driven by a shaft (not shown) extending into the housing 16, this shaft can be supported in the two plates 130, 132 and the drive motor can be attached to the rear of the rear plate 132.
  • the braking devices 198, 200 (Fig. 1) are poorly suited for cooperation with the new swivel mechanism.
  • An alternative solution, which provides for the relocation of the brakes to the gripper 312, will now be described with reference to FIGS. 8 and 9.
  • the front part of the gripper 312, as can be seen in FIG. 6, contains gripping jaws (not shown) which enclose and hold a non-rotatable part of the mandrel.
  • the rear part of the gripper has a flange 313 (FIGS. 3 to 5), on which a housing 380 (FIGS. 8 and 9) for the braking device is fastened.
  • a rotating part 25 of the mandrel protrudes through the gripper 312 and carries a brake disc 382, which stands within the brake housing 380.
  • the housing 380 has an opening 384 (FIG. 9) through which a drive shaft (not shown) can extend to the rotating part of the mandrel.
  • the drive motor acceleration motor or main drive motor
  • the housing 380 can be mounted on the housing 380 (not shown).
  • the housing 380 is provided with a short, ring-shaped, inwardly projecting projection 386.
  • the braking device 390 is mounted on this projection by a bearing 388 in such a way that the entire device 390 can carry out a limited rotational movement about the mandrel axis 20. The purpose of this movement is clear from the following description.
  • the device 390 in turn contains a carrier ring 392 which is rotatably supported by the projection 386 via bearings 388.
  • a bolt 394 is screwed into the ring 392, but extends in the axial direction against the gripper 312.
  • Two brake pads 396, 398 are rotatably suspended on the free-standing part of the bolt 394, each brake pad being essentially semicircular and extending around the brake disk 382.
  • On its inside, each brake pad 396, 398 has a lining 400 which can be brought into contact with the disk 382 by rotating the respective brake pad about the longitudinal axis of the pin 394. In this sense, the brake pads are prestressed by a spring 402 (FIG. 8).
  • each brake pad 396, 398 has a pin 404 with a roller 406 rotatably mounted thereon when the brake pads 400 are on of the disc 382, the rollers 406 are close together at a predetermined distance (FIG. 8).
  • the ring 390 also carries a cantilever 408 that extends substantially parallel to the arm 310 against the shaft 350 (FIGS. 3-5).
  • the boom 408 includes a radially extending cavity 410 that is open radially inward against the rollers 406.
  • a piston 412 runs in this cavity 410 with a conical end part 414.
  • the tip of the cone part 414 projects between the rollers 406 without the rollers touch.
  • the cavity 410 is supplied with compressed air from its outer end, the conical part 414 pushes radially inwards between the rollers 406. The forces exerted by the compressed air are sufficient to overcome the prestressing of the springs 402, so that the brake pads are released rotate around pin 394, releasing brake disc 382.
  • the outer end portion of the boom 408 includes a chamber 416 that extends across the boom 408 and mandrel axis 20 and includes a piston 418.
  • Chamber 416 is open at one end (to the right in Figure 8) and the piston extends beyond the open end of the chamber.
  • the free end of the piston 418 is in contact with a member 420 of a U-shaped stop which can be carried by the housing 380 or by the arm 310 (not shown).
  • the stop is definitely not rotatable about the mandrel axis 20.
  • a spring is disposed between the boom 408 and the other link 421 of the stop 420 and presses the boom 408 against the link 420.
  • the chamber 416 is connected to the cavity 410 by an opening 415, so that both are supplied or vented with compressed air at the same time.
  • boom 408 rotates clockwise (as shown in FIG. 8) against the bias exerted by spring 419.
  • a sensor 417 reacts to this rotary movement and blocks a control valve which regulates the supply of compressed air from a suitable source (not shown) to a sleeve clamping system (not shown) present in the mandrel.
  • Powering valve 411 prevents the release of the tensioning system.
  • the invention is not restricted to the details of the example shown.
  • the axial movement of the mandrel is not an essential feature of the invention. But if this movement does not take place, must Additional thread guides are provided to transfer the threads cleanly from one mandrel to the other during the takeover phase.
  • the new swivel mechanism can also be used when only one mandrel has to be moved, in which case, of course, the continuous winding of the thread is no longer possible.
  • the described sequence of operations does not have to be followed exactly. If, for example, the mandrel can already be accelerated to the operating speed in its rest position, no intermediate position has to be switched on.
  • the means 330, 340 can then be operated simultaneously, and one or the other or both could be used to generate the contact forces.

Landscapes

  • Replacing, Conveying, And Pick-Finding For Filamentary Materials (AREA)
  • Replacement Of Web Rolls (AREA)
  • Winding Filamentary Materials (AREA)

Description

  • Diese Erfindung bezieht sich auf einen Schwenkmechanismus für einen Spulendorn und eine Aufwindemaschine mit einem solchen Mechanismus. Die Aufwindemaschine soll insbesondere eine Maschine zum Aufwinden von synthetischen, endlosen Filamenten sein, aber die Erfindung ist nicht auf diese Anwendung eingeschränkt.
  • In unserem europäischen Patent Nr. 73930 (US Patente 4497450 und 4524918) zeigen wir eine Aufwindemaschine zur kontinuierlichen Aufwindung von Filamentgarn verschiedener Typen, z. B. Textilfäden, Industrie- und technische Garne. Die Maschine enthält zwei Spulendorne, wovon jeder durch einen eigenen Schwenkarm für Bewegung zwischen einer Ruhestellung und einer Aufwindestellung getragen ist. Eine Maschine dieses Typs ist nachstehend kurz anhanden von Figur 1 dieser Anmeldung weiter erläutert.
  • Weitere Entwicklungen des ursprünglichen Konzeptes sind in den veröffentlichten europäischen Patentanmeldungen 161385 (US Patent 4609159) und 192827 (US Patent 4598876) zu finden. Noch weitere Modifikationen sind in den noch nicht veröffentlichten europäischen Patentanmeldungen 86108531.4 und 86104646.4 gezeigt.
  • Wie nachstehend in Zusammenhang mit Figur 1 erläutert wird, verlangt die durch die Druckschrift EP-A-73930 bekannte Anordnung relativ viel Platz in der axialen Richtung jedes Spulendornes. Es ist die Aufgabe dieser Erfindung, den Platzbedarf in der axialen Richtung zu verringern.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
  • Die Erfindung wird nun näher anhand der Figuren der Zeichnungen beschrieben werden. Es zeigt:
  • Fig. 1
    eine isometrische Darstellung einer Aufwindemaschine gemäss dem europäischen Patent Nr. 73930,
    Fig. 2
    a), b) und c) diagrammatische Darstellungen verschiedener Varianten eines Schwenkmechanismus gemäss dieser Erfindung zur Modifikation der in Fig. 1 gezeigten Maschine,
    Fig. 3
    eine Frontansicht von einer praktischen Ausführung gemäss dem Prinzip der Fig. 2 b) mit dem Spulendorn noch in der Ruhestellung,
    Fig. 4
    eine Frontansicht der Ausführung von Fig. 3 mit dem Spulendorn in einer Zwischenstellung,
    Fig. 5
    eine weitere Frontansicht der Ausführung von Fig. 3 mit dem Spulendorn in der Aufwindestellung,
    Fig. 6
    eine Teilansicht eines zweiten Schwenkmechanismus gemäss dem Prinzip von Fig. 2 b), von oben gesehen, mit Teilen des Mechanismus weggeschnitten, um andere Teile klar zu zeigen.
    Fig. 7
    ein Diagramm zur Erklärung eines Details der Ausführungen von Fig. 3 bis 6, und
    Fig. 8
    und 9 eine schematische Darstellung einer weiteren Modifikation der in Fig. 1 gezeigten Maschine.
  • Der Gebrauch der Bezugszeichen in Fig. 1 entspricht dem Gebrauch im europäischen Patent Nr. 73930 (US Patent 4497450).
  • Die Aufwindemaschine in Figur 1 enthält ein Gehäuse 16 und eine Walze 18, welche sich von der Vorderseite des Gehäuses 16 nach vorn erstreckt und drehbar um die eigene Längsachse durch einen am Gehäuse 16 montierten Ausleger 100 getragen ist. Walze 18 kann als antreibende Reibwalze oder aber als einfache Kontakt- (Tacho-) Walze ausgeführt werden, wobei die letztere Anordnung besonders in unserer britischen Patentanmeldung 8531151 behandelt worden ist.
  • Weiter enthält die Maschine einen oberen Spulendorn 24 und einen unteren Spulendorn 26. Innerhalb des Gehäuses 16 ist Dorn 24 durch einen Schwenkarm 28 drehbar um die eigene Längs- (Dorn-) Achse fliegend gelagert und der untere Dorn 26 ist durch einen eigenen ähnlichen Schwenkarm 30 gehalten. Einfachheitshalber kann angenommen werden, dass die Schwenkachsen der Arme 28, 30, die Dornachsen und die Längsachse der Walze 18 alle zueinander parallel sind. Eine vorteilhafte Altenativanordnung ist aber in der europäischen Patentanmeldung 161385 (US Patent 4609159) beschrieben worden.
  • Vollständigkeitshalber sind das Fadenführungsblech 44, der Betätigungszylinder 226 für die Führung 44 und die Spulen-Ausstossvorrichtungen 118 hier auch erwähnt, da alle diese Elemente in Figur 1 gezeigt sind. Da sie für diese Erfindung aber keine Rolle spielen, werden sie in der weiteren Beschreibung, welche sich auf den in Gehäuse 16 vorhandenen Schwenkmechanismus konzentriert, nicht näher behandelt werden.
  • Die gelieferten Fäden (nicht gezeigt) werden auf Hülsen 102 zu Spulen (Packungen) aufgewickelt. Als Beispiel sind zwei Hülsen 102 pro Dorn 24, 26 gezeigt; heutzutage werden aber bis zu acht Fäden gleichzeitig nebeneinander zu Spulen auf einen Dorn aufgewickelt. Im allgemeinen bezieht sich die nachfolgende Beschreibung auf das Aufwinden eines einzigen Fadens; diese Beschreibung ist aber für alle gleichzeitig gelieferten Fäden gültig.
  • Der obere Dorn 24 hat eine Ruhestellung, worin eine mit dem Dorn drehbare Bremsscheibe 192 an einem Bremsschuh 198 anliegt. Für den unteren Dorn 26 gibt es eine entsprechende Ruhestellung, worin die Bremsscheibe dieses Dorns an einem Bremsschuh 200 anliegt. Zur Aufwindung von Fadenspulen auf dem oberen Dorn 24 kann Letzterer aus seiner Ruhestellung durch Drehung des Armes 28 im Gegenuhrzeigersinn (Fig. 1) in eine Aufwindestellung gebracht werden, wobei die vom Dorn 24 getragenen Hülsen 102 in Berührung mit der Walze 18 kommen. Nach Fertigstellen der Spulen auf dem oberen Dorn 24 kann dieser Dorn in seine Ruhestellung zurückgebracht werden und der untere Dorn 26 durch Drehung des Armes 30 im Uhrzeigersinn in eine Aufwindestellung an der Walze 18 zur Uebernahme der Fäden geschwenkt werden. Fig. 1 ist unrealistisch, indem beide Dornen 24, 26 in jeweiligen Zwischenstellungen gezeigt werden, welche aber die Darstellung anderer Elemente erlauben.
  • Der Schwenkarm 28 ist auf einer Welle 32 montiert, welche selber drehbar in zwei Trägerplatten 130, 132 getragen ist. Eine Fortsetzung (in Fig. 1 nicht sichtbar) der Welle 32 über die Platte 132 hinaus trägt ein Verbindungselement 162, welches durch eine Gelenkverbindung mit der Stange 160 einer Kolben-und-Zylinder-Einheit 158 gekoppelt ist. Durch ein weiteres Gelenk 210 ist der Zylinder der Einheit 158 mit der Grundplatte 128 der Maschine verbunden. Durch Betätigung der Einheit 158 kann das Element 162 um die Längsachse der Welle 32 gedreht werden, wobei diese Drehbewegung vom Element 162 an den Schwenkarm 28 durch eine Verbindungsstange 168 übertragen wird. Diese Stange 168 ist mit dem Kolben (in Fig. 1 nicht sichtbar) einer Kolben-und-Zylinder-Einheit 172 verbunden und der Zylinder der Einheit 172 ist auf dem Schwenkarm 28 fest montiert. Durch Betätigung der Einheit 172 wird der Schwenkarm 28 die Welle 32 entlang bewegt, sodass der vom Arm 28 getragene Dorn 24 längs seiner eigenen Dornachse bewegt wird. Einzelheiten und Funktion dieser Anordnung sind anhand der Figuren 8, 9, 10 und 14 der europäischen Patentschrift 73930 ausführlich beschrieben worden.
  • Ein im wesentlichen identischer Schwenkmechanismus ist zur Bewegung des unteren Dorns 26 vorhanden, wobei in Fig. 1 nur die von den Platten 130, 132 getragene Welle 34 und die Kolben-und-Zylinder-Einheit 212 in Fig. 1 klar sichtbar sind. In diesem Fall ist der Zylinder der Einheit 212 gelenkig mit einem Zwischenelement 162 A verbunden und die Stange 160 A der Einheit 212 ist durch ein Gelenk 214 mit dem Gehäuse 16 verbunden. Der Raum innerhalb des Gehäuses 16 kann gedanklich in eine vordere Kammer zwischen den Platten 130, 132 und eine hintere Kammer zwischen der Platte 132 und der Rückwand des Gehäuses 16 unterteilt werden. Die vordere Kammer enthält die Schwenkarme 28, 30 und die entsprechenden Teile der Dornen 24, 26, während die hintere Kammer die Einheiten 158, 212 und die Zwischenelemente 162, 162 A enthält. Jeder Dorn 24, 26 kann sich von seinem Schwenkarm 28, 30 in Richtung der hinteren Kammer fortsetzen, kann sich aber nicht sehr weit in die hintere Kammer erstrecken, ohne mit der Einheit 158 in Berührung zu kommen, was auf jeden Fall vermieden werden muss. Die axiale Länge der Maschine könnte reduziert werden, wenn der ganze Schwenkmechanismus in der vorderen Kammer untergebracht werden könnte. Eine Anordnung zu diesem Zweck wird nachstehend anhand der weiteren Figuren beschrieben werden, wobei das "Klappprinzip" dieser Anordnung vorerst anhand der in Fig. 2 gezeigten Diagramme beschrieben wird.
  • Jede der drei Figuren 2 a), 2 b), 2 c) zeigt eine schematische Darstellung eines jeweiligen Schwenkmechanismus 300 a), 300 b), 300 c) für den unteren Dorn, welcher in diesen Figuren nochmals das Bezugszeichen 26 trägt und in jedem Diagramm in seiner Aufwindestellung an der Walze 18 gezeigt ist. Jeder Schwenkmechanismus 300 a), b), c) enthält zwei auf- und zuklappbare Teile, wovon der erste Teil 310 a), b), c) an einem seiner Enden den Spulendorn 26 trägt. Der zweite Teil 320 a), b), c) ist mit dem ersten Teil durch eine Drehvorrichtung 330 und mit dem Gehäuse 16 durch ein Kraftmittel 340 verbunden. Jeder der beiden Teile ist schwenkbar im Gehäuse 16 gelagert, und der Unterschied zwischen den gezeigten Varianten liegt in der Anordnung der Schwenkachsen für diese Teile, wie nachstehend beschrieben wird.
  • In der folgenden Beschreibung der Diagramme der Figur 2 werden die Zusatzzeichen a), b) und c) nur dann gebracht, wenn eine bestimmte Variante gemeint ist. Wo kein Zusatzzeichen gebraucht wird, gelten die Ausführungen für alle drei Varianten.
  • In Figur 2 a) hat der Teil 310 a) eine eigene Drehverbindung 350 a) direkt mit dem Gehäuse 16, und der Teil 320 a) hat auch eine eigene Drehverbindung 360 a) mit dem Gehäuse. In Figur 2 b) gibt es eine gemeinsame Drehverbindung 350 b) für die beiden Teile 310 b) und 320 b) mit dem Gehäuse 16, aber die Teile sind unabhängig voneinander um die Drehachse der Verbindung 350 b) schwenkbar. In Figur 2 c) hat der Teil 320 c) eine eigene direkte Drehverbindung 360 c) mit dem Gehäuse 16. Der Teil 310 c) hat keine direkte Verbindung mit dem Gehäuse, sondern nur eine Drehverbindung 350 c), welche fest auf dem Teil 320 c) angeordnet und mit diesem Teil um die Schwenkachse der Verbindung 360 c) bewegbar ist.
  • In Figur 2 c) ist eine weitere Variante mit strichpunktierten Linien gezeigt, wonach die Teile 310 c) und 320 c) sich in entgegengesetzten Richtungen von ihren jeweiligen Drehverbindungen 350 c), 360 c) erstrecken. Weiter kann das Kraftmittel 330, wie strichpunktiert angedeutet, unterhalb statt oberhalb des Teils 320 c) untergebracht werden.
  • In allen drei Varianten 2 a) bis 2 c) ist die Drehvorrichtung 330 in der Lage, die gegenseitige Winkelstellung der Teile 310, 320 innerhalb gegebener Grenzen durch eine Schwenkbewegung des ersten Teils 310 unabhängig vom zweiten Teil 320 zu bestimmen, d.h. die beiden Teile auf und zu zu klappen. Ein geeignetes Mittel zu diesem Zweck wird nachstehend ausführlich beschrieben werden.
  • Weiter ist das Kraftmittel 340 in der Lage, den zweiten Teil 320 aus seiner Ausgangsstellung (in jedem Diagramm gestrichelt angedeutet) in eine Betriebsposition (in jedem Diagramm durch volle Linien gezeichnet) zu schwenken. Die gesamte Drehbewegung, um den Dorn 26 aus seiner nicht gezeigten Ruhestellung in seine gezeigte Aufwindestellung zu bringen, ist also in zwei Stufen ausgeführt, was eigentlich schon in einer Maschine gemäss europäischem Patent 73930 der Fall war. Diese zwei Stufen sind aber nun durch die Bewegung von separat bewegbaren Schwenkteilen 310, 320 durchzuführen, was gegenüber einer Maschine gemäss europäischem Patent 73930 neu ist.
  • In der nicht gezeigten Ruhestellung des Dornes 26 liegt der zweite Teil 320 in seiner Anfangsstellung (gestrichelt angedeutet). Die Vorrichtung 330 ist so betätigt, dass der erste Teil 310 zu dem zweiten Teil 320 zugeklappt ist, sodass der Winkel zwischen diesen Teilen ungefähr null ist (Zustand in Figur 2 nicht gezeigt). Während der ersten Stufe der Bewegung gegen die Aufwindestellung wird die Vorrichtung 330 betätigt, um die Teile 310, 320 auseinander aufzuklappen, wobei der zweite Teil 320 in seiner Ruhestellung bleibt. Diese erste Stufe ist vollendet, wenn ein vorbestimmter maximaler Oeffnungswinkel zwischen den beiden Teilen erreicht wird. In diesem Zustand, welcher auch nicht gezeigt ist, kann der Dorn 26 auf seine Betriebsgeschwindigkeit durch einen nicht gezeigten Motor beschleunigt werden, was als Vorbereitung für die Uebernahme der Fäden während der zweiten Stufe dient.
  • Nachdem der Dorn 26 auf seine Betriebsgeschwindigkeit gekommen ist, wird das Kraftmittel 340 betätigt, um den zweiten Teil 320 aus seiner Anfangsstellung in seine Betriebsstellung (voll ausgezogene Linien) zu bewegen, während der erste Teil 310 durch die Vorrichtung 330 in seiner aufgeklappten Position gegenüber dem zweiten Teil 320 gehalten wird. Durch diese Bewegung des zweiten Teils wird der Dorn 26 aus seiner Zwischen- oder Beschleunigungsstellung in seine gezeigte Aufwindestellung an der Walze 18 gebracht.
  • Während des Spulenaufbaus muss sich der Dorn 26 von seiner gezeigten Aufwindestellung zurück gegen seine Ruhestellung bewegen, (die Spulreise) um den Aufbau der Spule zwischen den Hülsen 102 und der Walze 18 zu ermöglichen. Während der Spulreise bleibt die Winkelstellung der Teile 310, 320 zueinander unverändert.
  • Hingegen wird die Betätigung des Kraftmittels 340 während der Spulreise kontinuierlich angepasst, z.B. wie schon anhand der Figuren 16 und 17 des europäischen Patentes 73930 beschrieben, um eine gesteuerte Anpresskraft zwischen der Spule und der Walze 18 auszuüben. Nach der Fertigstellung der Spulen (Abbrechung der Aufwindung auf dem Dorn 26) wird der Dorn in die Ruhestellung (durch Zuklappen der Teile 310, 320 und Rückbewegung des Teils 320 in seine Anfangsstellung) zurückgebracht, wobei die Fäden vom oberen Dorn 24 (Figur 1) zur Aufwindung übernommen werden.
  • Figur 2 zeigt nur den unteren Dorn 26 und den entsprechenden Schwenkmechanismus 300. Es wird aber klar sein, dass der obere Dorn 24 (Figur 1) durch einen ähnlichen aber spiegelbildlich angeordneten Schwenkmechanismus getragen und bewegt werden kann.
  • Obwohl die Figuren 3 bis 7 eine praktische Ausführung darstellen, sind einzige Elemente stark vereinfacht und daher nur schematisch gezeigt worden, da gewisse Einzelheiten (z.B. die genaue Form von Gussteilen) für die Erfindung keine Rolle spielen. In der nachfolgenden Beschreibung wird die Funktion eher als die Detail-Konstruktion hervorgehoben. Figuren 3 bis 5 zeigen einen Schwenkmechanismus für den unteren Dorn, während Figur 6 den oberen Mechanismus zeigt. Da die Teile in ihren Funktionen identisch sind, werden sie mit den gleichen Bezugszeichen für den oberen und den unteren Mechanismus identifiziert werden.
  • Das Bezugszeichen 350 weist auf eine tragende Welle hin, welche ähnlich der Welle 34 in Figur 1 zwischen zwei Trägerplatten (in Figuren 3 bis 5 nicht gezeigt) läuft und in jeder Platte drehbar gelagert ist. Auf dieser Welle 350 sind zwei verschiedene Teile unabhängig voneinander drehbar montiert, nämlich ein Arm 310 und ein Hebel 320. An seinem freien Ende hat der Arm 310 eine Greifvorrichtung 312, womit er den unteren Dorn 26 (Figur 1, in Figuren 3 bis 5 nicht gezeigt) gegen Bewegung in die Längsrichtung der Dornachse festhält. Eine Lagervorrichtung im Dorn selber erlaubt die Drehung der hülsentragenden Partie des Dorns um die Dornachse während des Spulenaufbaus.
  • Der Hebel 320 ist durch zwei Ansätze 322, 324 (Fig. 6) auf der Welle 350 montiert. Der Arm 310 ist auf der Welle 350 zwischen diesen beiden Ansätzen 322, 324 auf eine Weise montiert, welche nachstehend anhand von Figur 6 näher erläutert wird. Vorerst aber konzentriert sich die Beschreibung auf die Schwenkbewegungen der Teile 310, 320 gemäss der Figuren 3, 4 und 5, wobei jeder Teil sich um die Längsachse der Welle 350 dreht.
  • Das Mittel 330 (Figur 3) zur Bestimmung der gegenseitigen Winkelstellung der Teile 310, 320 umfasst einen pneumatischen Zylinder 332, eine Verbindung 334 zwischen dem Zylinder 332 und dem Hebel 320, eine Verbindungsstange 336, welche mit dem Kolben (nicht gezeigt) des Zylinders 332 verbunden ist und eine Verbindung 338 zwischen der Stange 336 und einem Vorsprung 314 an der Greifvorrichtung 312 des Armes 310. Die Verbindungen 334, 338 werden nachfolgend im Zusammenhang mit Figur 6 näher beschrieben. Vorläufig genügt es zu sagen, dass jede dieser Verbindungen eine Drehbewegung des Zylinders 332 im Uhrzeiger- bzw. Gegenuhrzeigersinn in bezug auf die Figuren 3 bis 5 erlaubt.
  • Das Mittel 340 (Figur 3) zur Bestimmung der Lage des Hebels 320 gegenüber der Ruhestellung und der Aufwindestellung des Dornes umfasst eine Kolbenstange 342, eine Drehverbindung 344 zwischen der Kolbenstange 342 und einem Endstück 326 am freien Ende des Hebels 320, einen Zylinder (nicht gezeigt) zur Betätigung der Stange 342 und ein Gelenk (nicht gezeigt) zwischen diesem Zylinder und dem Gehäuse 16.
  • Dieser letzte genannte, nicht gezeigte Zylinder entspricht weitgehend dem Zylinder 212 von Figur 1, ist aber nun nicht mehr hinten, sondern vorn im Gehäuse 16 untergebracht, wie auch die anderen, in Figuren 3 bis 6 gezeigten Teile.
  • Figur 3 zeigt die Lagen der Teile, wenn der Dorn 26 in seiner Ruhestellung liegt, wobei diese Ruhestellung mit derjenigen des Dornes 26 in Figur 1 identisch ist. In dieser Lage steht der Zylinder des Mittels 340 nicht unter Druck, sodass die Verbindung 344 auf der unteren Grenze seines vorbestimmten Weges liegt, wobei der Hebel 320 sich waagrecht von seiner Verbindung mit der Welle 350 erstreckt. Der Zylinder 332 ist auch entlüftet, sodass die Stange 336 ihre zurückgezogene Position gegenüber dem Zylinder 332 einnimmt. Der Arm 310 ist also zum Hebel 320 zugeklappt, wobei die Greifvorrichtung 312 auf einer muldenförmigen Fläche 328 (Figuren 4 und 5) des Hebels 320 liegt.
  • Figur 4 zeigt die gegenseitige Lage der Teile 310, 320, wenn der durch die Greifvorrichtung 312 gehaltene Dorn in einer Zwischenstellung zwischen seiner Ruhestellung und Aufwindestellung liegt. Diese Zwischenstellung wird dadurch erreicht, dass der Zylinder 332 mit Druckluft von einer geeigneten Quelle (nicht gezeigt) gespiesen wird, um die Stange 336 aus dem Zylinder auszustossen. In Figur 3 verläuft die Stange 336 nicht parallel zum Arm 310, sondern schliesst mit ihm einen spitzen Winkel ein, sodass das Unterdrucksetzen des Zylinders 332 einen Drehmoment auf den Arm 310 erzeugt, welcher den Arm im Uhrzeigersinn um die Achse der Welle 350 dreht. Der Arm 310 ist frei drehbar auf der Welle 350 montiert, sodass die erwähnte Drehbewegung sich fortsetzen kann, bis die Stange 336 voll aus dem Zylinder 332 ausgestossen ist. Eine andere Variante, welche diese Drehbewegung zu einem bestimmten Zweck vorläufig begrenzt, wird nachstehend anhand von Figuren 6 und 7 beschrieben werden.
  • Während der Bewegung des Arms 310, um den Dorn in seine Zwischenstellung zu bringen, bleibt der Zylinder des Mittels 340 ohne Druck. Der Hebel 320 bleibt also in seiner waagerechten Lage stehen, während der Arm 310 durch Betätigung des Mittels 330 gegenüber dem Hebel 320 aufgeklappt wird. In der in Figur 4 gezeigten Zwischenstellung kann der Dorn 26 auf seine Betriebsgeschwindigkeit oder höher beschleunigt werden, sodass er bereit ist, die aufzuwickelnden Fäden zu übernehmen, sobald das Aufwinden der Fäden auf dem oberen Dorn 24 (Figur 1) abgebrochen wird. Zur Uebernahme der Fäden muss der Dorn 26 dann aber gegen seine vorerwähnte Aufwindestellung bewegt werden, was durch Betätigung des Mittels 340 durchgeführt wird, wie aus Figur 5 ersichtlich ist.
  • Die ursprüngliche, waagerechte Stellung des Hebels 320 gemäss Figuren 3 und 4 ist in Figur 5 durch eine gestrichelte Darstellung des Endstückes 326 des Hebels nochmals angedeutet. Um den Dorn von seiner Zwischenstellung (Figur 4) in seine Aufwindestellung (Figur 5) zu bringen, ist aber der Zylinder des Mittels 340 mit Druckluft gespiesen, sodass die Stange 342 in den Zylinder zurückgezogen und der Hebel 320 entsprechend um die Achse der Welle 350 im Uhrzeigersinn gedreht wird. Während dieser Drehbewegung des Hebels 320 bleibt der Zylinder 332 unter Druck, und der aufgeklappte Zustand der Teile 310, 320 ist also beibehalten worden, sodass die Drehbewegung des Hebels 320 durch das Mittel 330 auf den Arm 310 übertragen wird. Die gewünschte Drehbewegung des Dornes 26 aus seiner Ruhestellung gegen seine Aufwindestellung ist also durch Betätigung der Mittel 330, 340 in einer vorgegebenen Reihenfolge bewirkt. Eine Maschine des in der Figur 1 gezeigten Typs verlangt aber auch eine axiale Bewegung des Dornes, d.h. seiner eigenen Dornachse entlang, während der Drehbewegung von der Ruhestellung in die Aufwindestellung. Die Verwirklichung dieser zusätzlichen axialen Bewegung wird nun anhand von Figur 6 beschrieben werden.
  • Der in Figur 6 teilweise gezeigte Schwenkmechanismus ist nicht derjenige des unteren Dorns 26, sondern derjenige des oberen Dorns 24 (Figur 1). Der obere Schwenkmechanismus ist spiegelbildlich gegenüber dem unteren Mechanismus angeordnet, was bedeutet, dass der Zylinder des Mittels 340 (Fig. 3) für den oberen Mechanismus nicht dem Zylinder 212 in Figur 1, sondern dem Zylinder 158 entspricht, d.h. er ist nicht mit dem Deckel des Gehäuses 16 verbunden, sondern mit der Grundplatte 128 (Fig. 1). Entsprechend sind die beiden Stufen des Bewegegungsverlaufs vom oberen Mechanismus nicht durch die Erhebung, sondern durch das Herunterlassen der Teile bewirkt.
  • Die Form des oberen Hebels 320 muss sich leicht von der Form des unteren Hebels unterscheiden, sodass die Zylinder zur Betätigung dieser Hebel nebeneinander in der Längsrichtung des Dornes angeordnet werden können. Jeder Hebel hat also zwei Flügel 321, 323, welche je einen Ansatz 322, 324 tragen. Die Länge dieser Flügel in Längsrichtung der Wellenachse 352 sind für den oberen und unteren Mechanismus unterschiedlich gross. Für die Funktion jedes einzelnen Mechanismus spielt dieser Unterschied aber keine Rolle.
  • Figur 6 zeigt die an der Trägerplatte 130 anliegende vordere Seite des oberen Schwenkmechanismus in einer Lage, welche der Zwischenstellung des Dorns 24 entspricht. Im Abschnitt X sind Hebel 320 und Arm 310 beide teilweise weggeschnitten, um die Welle 350 zu zeigen, und ein Ausschnitt Y ist zum gleichen Zweck aus dem Zylinder 332 weggelassen. Der Ausschnitt X zeigt, dass der Arm 310 durch eine Manschette 316 auf der Welle 350 montiert ist, wobei ein Kugellager 318 die freie Bewegung des Armes 310 in die Längsrichtung der Welle 350 ermöglicht.
  • Während der Drehbewegung des ganzen Mechanismus, um den Dorn aus seiner Zwischenstellung gegen die Walze 18 zu bewegen, bleibt der Arm 310 in seiner in Fig. 6 dargestellten zurückgezogenen Lage, bis die aufzuwindenden Fäden vom Dorn übernommen worden sind. Dann aber bewegt sich der Arm 310 nach vorn, bis der Spielraum S verschwindet, d.h. bis die vordere Stirnseite der Manschette 316 am Ansatz 324 anliegt. Diese Vorwärtsbewegung des Armes 310 ist durch eine nicht gezeigte Kolben-und-Zylinder-Einheit entsprechend der Einheit 172 in Fig. 1 bewirkt, wobei der Zylinder dieser Einheit mit dem Ansatz 322 (Fig. 3 bis 5) und die Stange der Einheit mit dem Arm 310 verbunden ist.
  • Der Zweck dieser Vorwärtsbewegung des Armes 310 wird hier nicht näher beschrieben, da er im europäischen Patent 73930 ausführlich erklärt ist. Es ist aber aus Fig. 6 klar ersichtlich, dass diese Bewegung des Armes eine Anpassung der Stellung des Zylinders 332 gegenüber dem Hebel 320 und dem Arm 310 verlangt. Die Verbindungen 334 und 338 enthalten also beide ein Gelenklager 340, welches dem Zylinder 332 und der Stange 336 eine Universalbewegung innerhalb bestimmter Grenzen ermöglicht.
  • In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird der Dorn nicht sofort durch Betätigung des Mittels 340 (Fig. 3) in seine Aufwindestellung, d.h. in Berührung mit der Walze 18, gebracht. Es ist nämlich vorteilhaft, den Dorn bei der Uebernahme der Fäden mit einer gewissen "Uebergeschwindigkeit" um die eigene Dornachse zu drehen. Dies bedeutet, dass die Tangentialgeschwindigkeit am Umfang der Hülsen 102 bei der Uebernahme leicht höher liegt als die Tangentialgeschwindigkeit am Umfang der Walze 18. Um dies ohne Schwierigkeiten zu verwirklichen, sollte zur Zeit der Uebernahme ein winziger Spalt zwischen der Walze 18 und den vom Dorn getragenen Hülsen 102 freigelassen werden. Sofort nach der Uebernahme der Fäden muss dann der Dorn um die Achse 352 (Fig. 6) der Welle 350 weitergedreht werden, um die Hülsen 102 in Berührung mit der Walze zu bringen. Im europäischen Patent 73930 ist zu diesem Zweck vorgeschlagen worden, einen Anschlag zur einstweiligen Begrenzung der Bewegung des Schwenkarmes zu benützen. Für den neuen Mechanismus wird eine Alternativ-Vorrichtung vorgesehen, wie nun anhand der Fig. 4, 6 und 7 beschrieben wird.
  • Gemäss dem neuen Vorschlag werden die Teile 310, 320 miteinander durch ein flexibles Element, z.B. eine kurze Kette, verbunden. Dieses Element ist in Fig. 4 und auch in Fig. 7 schematisch durch die Linie 370 angedeutet. Dabei ist das Element 370 an einem Ende mit dem Arm 310 durch eine Gelenkverbindung 372 (Fig. 7) und an seinem anderen Ende mit dem Hebel 320 durch eine ähnliche Verbindung 374 verankert. Dabei ist die Anordnung so getroffen, dass, wenn der Arm 310 in seiner vorderen Stellung steht, d.h. die Manschette 316 (Fig. 6) den Ansatz 324 berührt, sich das Element 370 senkrecht zwischen dem Hebel 320 und dem Arm 310 erstreckt, was in Fig. 7 mit gestrichelter Linie angedeutet wird. Bei der Bewegung des Armes 310 in seine zurückgezogene Stellung (Fig. 6) verstellt sich das Element 370 aus seiner senkrechten in eine schräge Lage, welche in Fig. 7 durch voll ausgezogene Linien angedeutet ist.
  • In seiner senkrechten Lage erlaubt das Element 370 einen Abstand A zwischen dem vom Arm 310 getragenen Gelenk 372 und dem vom Hebel 320 getragenen Gelenk 374. Bei Schrägstellung des Elementes 370 reduziert sich der mögliche Abstand auf L (Fig. 7). Das Element 370 bildet daher ein Begrenzungsmittel, welches die Auswärtsbewegung der Stange 336 aus dem Zylinder 332 blockiert, bevor sie das Ende des Hubes erreicht hat und die Winkelstellung der Teile 310, 320 entsprechend begrenzt.
  • In dieser Variante, entgegen der früheren Beschreibung von Fig. 4, sind die Teile 310, 320 bei der Zwischenstellung des Dornes nicht vollständig aufgeklappt, da zu dieser Zeit der Arm 310 zurückgezogen ist (Fig. 6) und die Aufklappbewegung durch das Element 370 begrenzt ist. Die Teile 310, 320 bleiben in dieser teil-eröffneten Winkelstellung bis zur Uebernahme der Fäden. Wenn aber dann der Arm 310 vorwärtsbewegt wird und das Element 370 dabei zurück in seine senkrechte Lage gestellt wird, stösst der Zylinder 332 die Stange 336 weiter nach aussen, wobei die Hülsen 102 in Berührung mit der Walze 18 gebracht werden.
  • Während des Spulenaufbaus muss der Dorn aus dieser ersten Aufwindestellung zurück gegen seine Ruhestellung langsam gedreht werden, um die Zunahme des Packungsradius zwischen jeder Hülse 102 und der Walze 18 bei kontinuierlicher Berührung der Packung mit der Walze zu erlauben. Während dieser "Spulreise" bleibt der Zustand des Mittels 330 und daher die Winkelstellung der Teile 310, 320 unverändert. Hingegen wird der Zustand des Mittels 340 den veränderten Spulbedingungen kontinuierlich angepasst - nicht nur in bezug auf die Lage des Hebels 320 gegenüber der Walze, sondern auch in bezug auf die Anpresskräfte zwischen der Packung und der Walze 18.
  • Nach Fertigstellung der Spulen wird der Hebel 320 vorerst in seine Ausgangsstellung zurückbewegt, wonach die Teile 310, 320 durch Entlüftung des Zylinders 332 zugeklappt werden, um den Dorn in seine Ruhestellung zurückzubringen. Ein geeignetes Mittel (nicht gezeigt) kann vorgesehen werden, um das flexible Element 370 bei zugeklappten Teilen 310, 320 sauber zu versorgen. Z.B. ein federndes Mittel kann das Element 370 vorspannen, sodass es zwischen den zugeklappten Teilen 310, 320 in einem vorgegebenen gefalteten Zustand liegt.
  • Ein Zwischenschild (in Fig. die Trägerplatte 132) innerhalb des Gehäuses 16 ist nun nicht mehr notwendig. Die Dorne können sich nun von den Schwenkarmen 310 viel weiter nach hinten ins Gehäuse 16 erstrecken, was die Verwendung eines viel grösseren Antriebsmotors am hinteren Ende jedes Dornes ermöglicht. Die neue Konstruktion ist also besonders nützlich für eine Spulmaschine mit sogenanntem Spindelantrieb, wonach die Antriebskräfte mindestens hauptsächlich von den Dornmotoren und nicht von der Walze 18 zu erzeugen sind.
  • Der hintere Teil der zwischen den Trägerplatten 130, 132 vorhandenen Kammer kann auch im wesentlichen frei von anderen Komponenten gehalten werden. Wenn die Walze 18 durch eine in das Gehäuse 16 erstreckende Welle (nicht gezeigt) angetrieben wird, kann diese Welle in den beiden Platten 130, 132 gelagert und der Antriebsmotor an der Rückseite der hinteren Platte 132 befestigt werden.
  • Die Bremsvorrichtungen 198, 200 (Fig. 1) sind für die Zusammenarbeit mit dem neuen Schwenkmechanismus schlecht geeignet. Eine Alternativlösung, welche die Verlegung der Bremsen auf den Greifer 312 vorsieht, wird nun anhand der Fig. 8 und 9 beschrieben werden.
  • Der vordere Teil des Greifers 312, wie er in Fig. 6 zu sehen ist, enthält Greifbacken (nicht gezeigt), welche einen nicht-drehbaren Teil des Dornes umschliessen und festhalten. Der hintere Teil des Greifers hat einen Flansch 313 (Fig. 3 bis 5), worauf ein Gehäuse 380 (Fig. 8 und 9) für die Bremsvorrichtung befestigt wird. Ein rotierender Teil 25 des Dorns ragt durch den Greifer 312 hindurch und trägt eine Bremsscheibe 382, welche innerhalb des Bremsgehäuses 380 steht.
  • Das Gehäuse 380 hat eine Oeffnung 384 (Fig. 9), durch welche sich eine Antriebswelle (nicht gezeigt) zum rotierenden Teil des Dornes erstrecken kann. Der Antriebsmotor (Beschleunigungsmotor oder Hauptantriebsmotor) kann am Gehäuse 380 montiert werden (nicht gezeigt).
  • An der Oeffnung 384 ist das Gehäuse 380 mit einem kurzen, ringförmigen, nach innen ragenden Vorsprung 386 versehen. Die Bremsvorrichtung 390 ist durch ein Lager 388 auf diesem Vorsprung derart montiert, dass die ganze Vorrichtung 390 um die Dornachse 20 eine begrenzte Drehbewegung ausführen kann. Der Zweck dieser Bewegung wird aus der folgenden Beschreibung klar.
  • Die Vorrichtung 390 ihrerseits enthält einen Trägerring 392, welcher vom Vorsprung 386 über Lager 388 drehbar getragen ist. Ein Bolzen 394 ist in den Ring 392 eingeschraubt, erstreckt sich aber in axialer Richtung gegen den Greifer 312 hinaus. Auf dem freistehenden Teil des Bolzens 394 werden zwei Bremsklötze 396, 398 drehbar aufgehängt, wobei jeder Bremsklotz im wesentlichen halbkreisförmig ist und sich um die Bremsscheibe 382 erstreckt. An seiner Innenseite trägt jeder Bremsklotz 396, 398 einen Belag 400, welcher durch Drehung des jeweiligen Bremsklotzes um die Längsachse des Bolzens 394 in Berührung mit der Scheibe 382 gebracht werden kann. Die Bremsklötze werden in diesem Sinn durch je eine Feder 402 (Fig. 8) vorgespannt.
  • An seinem vom Bolzen 394 entfernten Ende hat jeder Bremsklotz 396, 398 einen Zapfen 404 mit einer darauf drehbar montierten Rolle 406. Wenn die Bremsbeläge 400 an der Scheibe 382 anliegen, stehen die Rollen 406 nahe beieinander mit einem vorbestimmten Abstand (Fig. 8).
  • Der Ring 390 trägt auch einen Ausleger 408, welcher sich im wesentlichen parallel zum Arm 310 gegen die Welle 350 (Fig. 3 bis 5) erstreckt. Der Ausleger 408 enthält einen radial verlaufenden Hohlraum 410, der radial nach innen, gegen die Rollen 406, offen ist. In diesem Hohlraum 410 läuft ein Kolben 412 mit einem konusförmigen Endteil 414. Wenn der Kolben 412 im Hohlraum 410 radial nach aussen liegt, wie in Fig. 8 und 9 gezeigt, ragt die Spitze des Konusteils 414 zwischen die Rollen 406, ohne die Rollen zu berühren. Wenn der Hohlraum 410 von seinem äusseren Ende mit Druckluft gespiesen wird, drängt sich der Konusteil 414 radial nach innen zwischen die Rollen 406. Die von der Druckluft ausgeübten Kräfte reichen dabei aus, um die Vorspannung der Federn 402 zu überwinden, so dass die Bremsklötze sich um den Bolzen 394 drehen und die Bremsscheibe 382 dabei freigeben.
  • Der äussere Endteil des Auslegers 408 enthält eine Kammer 416, welche quer zum Ausleger 408 und zur Dornachse 20 verläuft und einen Kolben 418 umfasst. Die Kammer 416 ist an einem Ende offen (in Fig. 8, nach rechts) und der Kolben ragt über das offene Ende der Kammer hinaus. Das freie Ende des Kolbens 418 steht mit einem Glied 420 eines U-förmigen Anschlages in Berührung, der vom Gehäuse 380 oder vom Arm 310 getragen werden kann (nicht gezeigt). Der Anschlag ist auf jeden Fall nicht um die Dornachse 20 drehbar. Eine Feder ist zwischen dem Ausleger 408 und dem anderen Glied 421 des Anschlages 420 angeordnet und drückt den Ausleger 408 gegen das Glied 420.
  • Die Kammer 416 ist durch eine Oeffnung 415 mit dem Hohlraum 410 verbunden, sodass beide gleichzeitig mit Druckluft versorgt bzw. entlüftet werden. Wenn Kammer 416 unter Druck versetzt wird, dreht sich der Ausleger 408 im Uhrzeigersinn (gemäss Fig. 8) gegen die von Feder 419 ausgeübte Vorspannung. Ein Fühler 417 reagiert auf diese Drehbewegung und sperrt ein Steuerventil, welches die Speisung von Druckluft aus einer geeigneten Quelle (nicht gezeigt) an ein im Dorn vorhandenes Hülsenspannsystem (nicht gezeigt) regelt. Die Speisung des Ventils 411 verhindert die Freigabe des Spannsystems.
  • Wenn nun der Hohlraum 410 und die Kammer 416 entlüftet werden und die Bremsbeläge danach durch die Federn 402 in Berührung mit der rotierenden Scheibe 382 gebracht werden, übt diese Scheibe ein Drehmoment auf die Vorrichtung 390 aus. Da die Vorrichtung 390 durch den Vorsprung 386 frei drehbar getragen ist, wird das Drehmoment an den Ausleger 408 übertragen, was wiederum eine Drehung des Auslegers im Uhrzeigersinn (gemäss Fig. 8) gegen die Vorspannung der Feder 419 bewirkt. Erst wenn der Dorn zum Stillstand kommt, sodass das vom Dorn auf den Ausleger 408 ausgeübte Drehmoment nachlässt, kann bei weiterer Entlüftung des Hohlraumes 410 bzw. der Kammer 416 die Feder 419 den Ausleger im Gegenuhrzeigersinn (gemäss Fig. 8) drehen. Der Fühler 417 reagiert darauf, um die Sperrung des Ventils 411 aufzuheben. Das Hülsenspannsystem im Dorn wird dadurch zum Lösen freigegeben.
  • Die Erfindung ist nicht auf Einzelheiten des dargestellten Beispiels eingeschränkt. Die axiale Bewegung des Dornes ist kein wesentliches Merkmal der Erfindung. Wenn aber diese Bewegung nicht stattfindet, müssen zusätzliche Fadenführungen vorgesehen werden, um die Fäden während der Uebernahme-Phase sauber von dem einen auf den anderen Dorn zu übertragen. Der neue Schwenkmechanismus kann auch dann angewendet werden, wenn nur ein Dorn bewegt werden muss, wobei dann natürlich das kontinuierliche Aufwinden des Fadens nicht mehr möglich ist. Die beschriebene Reihenfolge der Betätigungen muss auch nicht genau so eingehalten werden. Wenn der Dorn z.B. schon in seiner Ruhestellung auf die Betriebsgeschwindigkeit beschleunigt werden kann, muss keine Zwischenstellung eingeschaltet werden. Die Mittel 330, 340 können dann gleichzeitig betätigt werden, und das eine oder das andere oder beide könnten zur Erzeugung der Anpresskräfte ausgenützt werden.
  • Die auf der 1. Seite des Textes erwähnten unveröffentlichten Anmeldungen, sind inzwischen alle seit der Vorbereitung der Erstanmeldung veröffentlicht worden. Die Nummern sind die folgenden:
    Figure imgb0001

Claims (4)

  1. Maschine zum kontinuierlichen Aufwinden von Fäden mit zwei Spulendornen (24, 28) und einer Kontaktwalze (18), wobei jeder Dorn eine eigene Ruhestellung hat und aus dieser Stellung durch einen eigenen Schwenkmechanismus in eine Aufwindestellung an der Kontaktwalze gebracht werden kann, mindestens ein Schwenkmechanismus einen ersten bewegbaren Teil (310) enthält und der Dorn auf diesem Teil (310) um seine Längsachse drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass
    der mindestens eine Schwenkmechanismus neben dem ersten bewegbaren Teil (310) einen zweiten bewegbaren Teil (320) enthält, von denen mindestens ein Teil schwenkbar ist, und dass ein erstes Mittel (330) zur Festlegung der Lage des ersten Teils gegenüber dem zweiten Teil und ein zweites Mittel zur festlegung der Lage des des zweiten Teiles (320) gegenüber der Ruhestellung und der Aufwindestellung des entsprechenden Dornes (24 bzw. 26) vorhanden ist.
  2. Eine Maschine gemäss Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass beide Teile (310, 320) schwenkbar sind.
  3. Eine Maschine gemäss Anspruch 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass beide Spulendorne (24,26) durch je einen solchen Schwenkmechanismus getragen sind.
  4. Eine Maschine gemäss den vorangehenden Ansprüchen,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der den Dorn (24 bzw. 26) tragende Teil (310) auch ein Bremsmittel für den Dorn umfasst.
EP87117123A 1986-12-02 1987-11-20 Schwenkmechanismus für Spulendorn Expired - Lifetime EP0269960B1 (de)

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