EP2398727A1 - Spulspindel - Google Patents

Spulspindel

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Publication number
EP2398727A1
EP2398727A1 EP10701876A EP10701876A EP2398727A1 EP 2398727 A1 EP2398727 A1 EP 2398727A1 EP 10701876 A EP10701876 A EP 10701876A EP 10701876 A EP10701876 A EP 10701876A EP 2398727 A1 EP2398727 A1 EP 2398727A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
winding spindle
sleeves
holder
sleeve
clamping
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.)
Granted
Application number
EP10701876A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2398727B1 (de
Inventor
Arno Thiel
Michael SCHRÖTER
Rainald Voss
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.)
Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Original Assignee
Oerlikon Textile GmbH and Co KG
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
Priority claimed from DE200910021258 external-priority patent/DE102009021258A1/de
Application filed by Oerlikon Textile GmbH and Co KG filed Critical Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Publication of EP2398727A1 publication Critical patent/EP2398727A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2398727B1 publication Critical patent/EP2398727B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H75/00—Storing webs, tapes, or filamentary material, e.g. on reels
    • B65H75/02—Cores, formers, supports, or holders for coiled, wound, or folded material, e.g. reels, spindles, bobbins, cop tubes, cans, mandrels or chucks
    • B65H75/18—Constructional details
    • B65H75/24—Constructional details adjustable in configuration, e.g. expansible
    • B65H75/242—Expansible spindles, mandrels or chucks, e.g. for securing or releasing cores, holders or packages
    • B65H75/248—Expansible spindles, mandrels or chucks, e.g. for securing or releasing cores, holders or packages expansion caused by actuator movable in axial direction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H54/00—Winding, coiling, or depositing filamentary material
    • B65H54/02—Winding and traversing material on to reels, bobbins, tubes, or like package cores or formers
    • B65H54/40—Arrangements for rotating packages
    • B65H54/54—Arrangements for supporting cores or formers at winding stations; Securing cores or formers to driving members
    • B65H54/543—Securing cores or holders to supporting or driving members, e.g. collapsible mandrels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2701/00—Handled material; Storage means
    • B65H2701/30—Handled filamentary material
    • B65H2701/31—Textiles threads or artificial strands of filaments

Definitions

  • the invention relates to a winding spindle according to the preamble of claim 1.
  • Winding spindles are used in winding machines, which serve to wind continuously tapering threads into spools.
  • the threads in the winding machine are initially changed by a traversing device transversely to the thread running direction and guided over a rotating pressure roller.
  • the pressure roller sets the threads on each of the wound coils to be wound.
  • several coils are arranged in alignment one behind the other on a common winding spindle. This makes it possible to wind several threads at the same time.
  • the full bobbins and the empty tubes, on which the bobbins are wound up, are taken axially from the winding spindles during an exchange or attached to the winding spindle.
  • the winding spindles are cantilevered cantilevered.
  • a winding spindle with integrated clamping means is known for example from the patent application DE 101 63 832 Al.
  • the winding spindle is essentially formed by a tubular support which is connected to a driven and rotatably mounted shaft. Outside the tubular support, the clamping means are provided, which are enclosed by a further tubular holder.
  • the outer diameter of the winding spindle is thus determined by the diameter of the holder.
  • the diameter of the tubular support which is decisive for the static and dynamic properties of the winding spindle, is smaller by twice the thickness of the clamping means. This loss of space for the wearer is particularly painful since the bending stiffness of a pipe in the fourth power depends on the diameter.
  • the spindles are now designed for 8 or more spools, so that the spool spindles have corresponding overall lengths that are dynamically soft and thus easy to excite vibrations.
  • high winding speeds are required by the winding spindles, which lead to correspondingly high speeds of the winding spindle, which has a vibration excitation in a wide frequency band in the course of the winding cycle result.
  • Another conflict of objectives arises from the requirement to store as much volume in a coil, which prohibits large inner diameter of the coils and thus large outer diameter of the winding spindles.
  • a winding spindle wherein the clamping means are associated with a short length portion of the holder, wherein the clamping means for fixing the sleeves act on at least one of the sleeves, and in which the sleeves frictionally and / or positively as a stack of tubes on the circumference of Halters are held.
  • the advantage is that a tensioning device can be used which does not extend over the entire length of the winding spindle, as is the case with tensioning devices which individually radially tension each sleeve.
  • the clamping means are assigned to a cantilevered side of the holder and in which an axial stop for the sleeves is provided on an opposite bearing side of the winding spindle.
  • the arrangement at the projecting end is based on the knowledge that the structure in the region of the projecting bearing is particularly relevant for the static and dynamic rigidity of the winding spindle. Due to the relocation of the clamping device tion to the projecting end of the winding spindle is now more space for a rigid design of the winding spindle available. Thus, particularly long-projecting winding spindle can be created with low bending tendency for simultaneously winding a plurality of coils.
  • the clamping device is located at the projecting end of the winding spindle with one or more clamping means which exerts an axial clamping force in the direction of the bearing on the sleeve assigned to the projecting end of the winding spindle.
  • the clamping force acts in the axial direction and can be transferred directly to the sleeve stack for fixing all sleeves.
  • an axial clamping force is transmitted directly to the end face of the sleeve which is assigned to the projecting end of the winding spindle.
  • the clamping device is designed such that the clamping means generate at least one last sleeve, a radial clamping force.
  • the positive connection of the sleeves is used within the sleeve stack, in order to obtain a fixation and entrainment on the circumference of the holder.
  • the sleeves are previously pushed together to the axial stop on the circumference of the holder, and then fixed by a partial clamping.
  • the clamping means have an advantageous effect on at least one of the sleeve.
  • partial clamping can also be achieved if several sleeves at the end of the sleeve stack are clamped by the clamping means.
  • the clamping means are formed so that during the clamping operation in a first step, the sleeves are clamped axially and then in a second step, the radial clamping force is applied.
  • These steps can be executed successively, merge into one another or be executed in reverse order. Decisive is that the friction due to the radial clamping is always high enough to apply the axial biasing force.
  • the clamping means required for generating the axial clamping force are preferably arranged on the bearing side of the winding spindle.
  • the radially clamped sleeves serve as a stop for the axially clamped sleeves on the circumference of the winding spindle.
  • the contact surface on which the sleeve stack bears against the axial stop is provided with a friction-increasing structure.
  • a friction-increasing structure This can be done, for example, by a rough surface or by a profiling, wherein the elevations of the profiling press into the softer structure of the sleeve end face.
  • the profiling of the contact surface is equipped with a plurality of drivers, which cooperate with a plurality of recesses in the end face of the sleeve. This allows high torques to be transmitted to the sleeves and the tube stack in particular even without axial clamping forces or with only slight axial clamping forces.
  • the end faces of adjacent sleeves have a plurality of indentations and a plurality of projections resulting therefrom, which cooperate within the sleeve stack such that the torque is transmitted in a form-fitting manner to each of the sleeves.
  • the end faces of the sleeves are provided with a friction enhancing structure which also contributes to the transmission of the torque.
  • a further development of the invention uses an intermediate ring between two adjacent sleeves which ensures torque transmission and also ensures centering of the sleeves.
  • the intermediate ring on means such as a centering diameter and abutment surfaces with a congruent shape for receiving the end faces of the sleeves.
  • the centering of the sleeves on the winding spindle is achieved in that the winding spindle is provided on its outer circumference with radially resilient fixing means.
  • these resilient fixing means are formed by axially provided on the outer circumference of the winding spindle strips. It is within the ability of a person skilled in the art to design these strips so that a centric fixation of the sleeves on the winding spindle is ensured.
  • the clamping device of the winding spindle is designed so that the sleeves are tensioned in the energy-free state. When supplying energy from the outside, the sleeves are relaxed.
  • the supply of energy to the cantilevered side of the winding spindle This has the advantage that no supply lines are guided through the areas of the winding spindle that are relevant for the rigidity.
  • the development of the invention has proven particularly advantageous, in which the longitudinal section of the holder accommodates the tensioning device extends to a bearing point of a drive shaft connected to the holder. This makes it possible to perform the drive shaft with the largest possible diameter.
  • FIG. 3 shows a partial section through an alternative embodiment of the winding spindle according to the invention
  • FIG. 4 shows a detailed view of a clamping means
  • FIG. 6 shows a partial section through an embodiment of a clamping device
  • FIG. 7 shows a view of a variant of the winding spindle according to the invention.
  • 8 shows a cross-sectional view of a further variant of the winding spindle according to the invention.
  • FIG. 1 shows a section through the winding spindle according to the invention. 1 shows in the upper area the winding spindle with Benen coils 4 shown in section in the tensioned state. The lower half is shown without coils in the relaxed state.
  • the winding spindle 1 has a holder 29 which is rotatably supported cantilevered on a support 47 with a bearing, not shown here and on the periphery a plurality of coaxially successively arranged sleeves 2 carries on which by the rotation of the holder 29 continuously tapered yarn to yarn layers and thus wound up into coils 4.
  • Such winding spindle 1 are well known and commonly used in winding machines. Therefore, the decisive for the invention parts of the winding spindle will be described below.
  • the sleeves 2 are held as a sleeve stack 41 on the circumference of the holder 29, wherein the sleeves 2 are directly adjacent to each other with their end faces.
  • the sleeve stack 41 is formed from a total of three sleeves 2.
  • the number of sleeves is exemplary, so usually more than ten sleeves 2 are held on a holder 29 of the winding spindle 1.
  • the fixation of the sleeves 2 to the holder 29 is effected by a tensioning device 7, which is arranged on a longitudinal portion of the holder 29 at the projecting end of the winding spindle 1.
  • the clamping device 7 has a plurality of clamping means 8, which protrude with their ends from the holder 29 and act on a last sleeve 2 of the sleeve stack 41.
  • the clamping device 7 is formed so that the sleeves 2 are tensioned by an axial clamping between the clamping means 8 on the projecting side 6 and an arranged on the bearing side 5 axial stop 11.
  • the axial stop 11 is formed on the storage side 5 on the circumference of the holder 29.
  • the clamping means 8 are designed so that it engages the sleeve 2 assigned to the projecting side 6 in a form-fitting manner on its end face.
  • the clamping means 8 on a shoulder which cooperates with the end face of the sleeve 2.
  • the clamping means 8 are moved back against the clamping direction and to a diameter which allows sliding of the sleeves 2 on the holder 29.
  • the clamping means 8 now perform a clamping movement 9, in which the clamping means 8 are first extended to a diameter which enables a positive axial gripping of the end face of the sleeves 2 to be clamped.
  • the clamping means 8 are moved in the axial direction in the direction of the storage side 5. As a result, the actual clamping operation is performed.
  • the diameter of the holder 29 is reduced in the area of the clamping means 8.
  • the holder 29 has no diameter step in the area of the clamping means 8, as long as the clamping means 8 are completely retracted during the decompressing movement 10 ,
  • the expansion movement 10 includes a radial movement of the clamping means 8 inward and successively or simultaneously a movement of the clamping means 8 in the direction of the projecting side 6. This relaxes the sleeves 2 and at the same time the clamping means 8 are moved back so far that the sleeves 2 on the Clamping means 8 can be withdrawn away.
  • the axial stop 11 has at the contact surface 12 to the adjacent sleeve 2 has a surface with improved friction effect.
  • Corresponding surfaces or structures can also be provided on the clamping means 8 or between respectively adjacent sleeves 2. It is also possible between the sleeves 2 to provide intermediate rings, not shown here, which have corresponding surfaces or structures at the contact surfaces to the sleeve end faces.
  • FIG. 2 shows a further variant of the winding spindle 1 from FIG. 1 with inserted coils 4 in plan view.
  • the contact surface 12 of the axial stop 11 has in the axial direction a profiling 38 with a plurality of drivers 39, which cooperates with corresponding recesses 40 in the end face of the adjacent sleeve 2.
  • the sleeve end faces 13 of adjacent sleeves 2 also have a similar toothing with a plurality of cuts 42 and a plurality of projections 43.
  • the incisions 42 of the sleeves 2 cooperate with the projections 43 of the adjacent sleeve 2, so that the sleeves 2 are held in a form-fitting manner in the sleeve stack 41.
  • the clamping means 8 act directly on the cuts 42 in the contact surface 14 of the sleeve end face.
  • FIG. 3 shows a further variant of the winding spindle 1 according to the invention.
  • the upper half is shown with cut sleeves 2 in the tensioned state, the lower half in the relaxed state without sleeves.
  • the axial clamping force is applied here not by form but by adhesion.
  • the sleeve 2 on the projecting side 6 of the winding spindle 1 radially from the inside.
  • the sleeve 2 is clamped on the projecting side 6 axially in the direction of the axial stop 11.
  • FIG. 3 shows fixing means 15, which radially center the sleeves 2 on the holder 29 winding spindle 1. This is done by resiliently yielding strips in the radial direction. A progressive characteristic of the spring ensures the radial centering.
  • a power supply 16 which is required for actuating a tensioning device 7 shown in the following FIG. 6 for driving the tensioning means 8 when relaxing.
  • This can be for example a compressed air source.
  • the clamping movement of the clamping means 8 is effected by a spring, the relaxation movement, however, by the external power supply.
  • the external power supply 16 is connected at standstill of the winding spindle 1 with the projecting side 6 of the winding spindle 1 and leads to the energy required for relaxation.
  • the external power supply 16 may be connected to a doffing device, which decreases the full coils 4 after completion of the Aufspulvorganges and expires empty sleeves 2.
  • FIG. 4 shows again in detail the clamping means 8, which are shown in the preceding figures.
  • a tensioning means 8 is shown in FIG. 4, which transmits an axial friction force by means of a radial clamping force.
  • the clamping means 8 has a friction-increasing contact surface 14.
  • the clamping means 8 shown in Figure 5 is due to a stepped design able to transmit the clamping force in the axial direction by positive engagement. The step is not necessary for clamping function, it is also conceivable that the clamping means 8 cooperates via a straight edge with the end face of the sleeve 2.
  • the contact surface 14 acts here in any case in the axial direction with the end face of the sleeve together.
  • FIG. 6 shows a partial section through the projecting end of the winding spindle and the tensioning device 7 of a winding spindle according to the invention.
  • the tensioning device 7 is arranged here directly on the longitudinal section of the holder at the end. It is one of many possible embodiments that are capable of realizing the tensioning movement 9 and the relaxing movement 10 of the tensioning means 8.
  • the tubular holder 29 is freely rotatably supported on the carrier 47.
  • the holder 29 has openings 48 through which the clamping means 8 act outwardly in the direction of the sleeve, not shown here. Compressed air can be supplied via a flange 21 for relaxing, which flows via the bore 20 into a cylinder space 22 and acts on an annular piston 23.
  • the piston 23 moves upon application of compressed air to the right, thereby biasing the spring 28.
  • the annular piston 23 has on its outer circumference via several ramps 24, which cause a radial movement of the clamping means 8 in axial movement.
  • the clamping means are pulled inwards. After completion of this radial movement contacted a stop 26, the clamping means 8 and pushes it also to the right, wherein the clamping means 8 a drag sleeve 27 which carries the tensioning means 8 in the axial direction, entrains.
  • This movement is carried out until equilibrium prevails between the spring 28 and the compressed air or the tensioning means 8 or the push sleeve 27 runs against a stop. This completes the relaxation movement.
  • connection to the power supply 16 is now disconnected, whereby the air pressure in the cylinder chamber 22 collapses.
  • the prestressed spring 28 now pushes the piston 23 to the left, whereby due to the ramp 24, first the clamping means 8 are pressed radially outward. These clamp against the inner wall of the sleeves 2. Due to the action of the spring 28, an axial clamping force is exerted on the sleeve 2 in the direction of the axial stop 11 shown in FIG.
  • the coordination of the radial and axial movement of the clamping means 8 is ensured by a vote of the friction conditions of the sliding sleeve 27 with the friction conditions of the piston 23.
  • the details have been omitted. This concerns, for example, a fuse which prevents the clamping means 8 from falling out and a spring which pulls the clamping means 8 in the relaxed state into the winding spindle.
  • the required movement of the tensioning means 8, represented by the tensioning movement 9 and the relaxing movement 10 can be achieved in the same way as other device features that can be derived by a person skilled in the art.
  • Figure 7 illustrates a further variant of the winding spindle according to the invention.
  • the clamping device 7 is arranged on a longitudinal portion of the holder 29 on the storage side 5.
  • a clamping means 30 is provided on a shoulder of the winding spindle 1.
  • the clamping means 30 is implemented here in the form of an annular piston or in the form of a plurality of small pistons, which are introduced in a cylinder 31 and via a compressed air supply
  • the clamping means 30 exerts an axial clamping force on the end face of the bearing side 5 of the winding spindle 1 associated sleeve 2, which are clamped together with the other sleeves 2 between the clamping means 30 and the pawls 33.
  • the pawls 33 are radially retractable and extendable, so that they can be sunk to remove the sleeves 2.
  • an actuator may be provided, which is connected to the pawls 33 and is operated either together with the clamping means 30 or separately.
  • the pawls 33 are displaceable in a clamping movement 35 axially against a spring in the direction of the projecting side 6 to a stop, not shown here.
  • the pawls 33 pulled by a backdrop during their return movement 36 radially into the winding spindle inside. It is useful that the pawls 33 are interrupted during their return movement 36 in their movement, so that they remain in a radially retracted position.
  • a release 37 which is actuated for example by an operator after pushing the sleeves 2 onto the winding spindle 1, the return movement 36 can be continued, so that the pawls 33 extend radially again.
  • FIG. 8 shows a further variant of the winding spindle according to the invention in a cross-sectional view.
  • the tensioning device 7 extends over a length section of the holder 29 on the projecting side 6 of the winding spindle over a region exceeding the length of a sleeve.
  • the tensioning means 8 act on two sleeves 2 arranged at the end of the sleeve stack 41.
  • the tensioning means 8 were each directed to a last sleeve 2 of the sleeve stack 41.
  • the tubular holder 29 is connected in the central region by a hub 50 with a free end of a drive shaft 46.
  • the drive shaft 46 is coupled to a drive, not shown here.
  • the drive shaft 46 is rotatably mounted in a bearing 45 on a hollow cylindrical support 47.
  • the support 47 projects for this purpose on the bearing side 5 with a support end in the hollow cylindrical holder 29th
  • a clamping device 7 is arranged in a front longitudinal section of the holder 29.
  • the clamping device 7 has a plurality of clamping means 8, which are designed to be displaceable in the radial direction.
  • each clamping means 8 is associated with an opening 48 in the holder 29.
  • a power connection 49 is provided, through which an energy supply to the tensioning device 7 takes place for releasing the tensioning means 8.
  • the winding spindle 1 is shown with a strained sleeve stack 41.
  • the sleeves 2 are held in the sleeve stack 41 by a plurality of intermediate rings 44 toothed against each other, so that a torque transmission from the clamped sleeves 2 takes place within the sleeve stack to the unclamped sleeves.
  • the opposite to the axial stop 11 sleeve 2 has on its front side also a congruent with the profiling 38 shape with cuts and projections.
  • the centering rings have opposite the end faces of the sleeves 2 each contact surfaces with profilings that allow a rotation transmission.
  • the centering rings 44 are based on a centering shoulder relative to the circumference of the holder 29, which serves in particular for centering the sleeves 2.
  • the sleeves 2 and the intermediate rings 44 are alternately pushed from the projecting side 6 forth on the circumference of the holder 29.
  • the resulting sleeve stack 41 is displaced to the axial stop 11.
  • a stress of the clamping elements 8 generated by spring forces is released by relieving the energy connection 49.
  • the clamping elements 8 emerge from the circumference of the holder 29 and generate a radial clamping force against the inner diameter of the first two sleeves 2 on the cantilevered side of the holder 29. Now, the winding spindle can be activated to wind up the threads.
  • the tensioning device 7 is integrated in a longitudinal portion of the holder 29, which is insignificant for increasing the rigidity.
  • the Drive shaft 46 and the bearing 45 perform to a maximum diameter.
  • the installation space of the bearing 45 is limited only by the required wall thicknesses of the shell of the holder 29 and the carrier 47.

Landscapes

  • Winding Of Webs (AREA)
  • Winding Filamentary Materials (AREA)
  • Spinning Or Twisting Of Yarns (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine einseitig auskragend gelagerte Spulspindel zum Aufspulen von mehreren koaxial hintereinander angeordneten Spulen (4). Hierzu sind mehrere Hülsen (2) am Umfang eines Halters (29) gespannt. Die Fixierung der Hülsen erfolgt durch eine Spannvorrichtung (7), die mehrere Spannmittel (8) zur Erzeugung von Spannkräften aufweist. Um die statische und dynamische Steifigkeit der Spulspindel zu verbessern, sind erfindungsgemäß die Spannmittel an einem kurzen Längenabschnitt des Halters angeordnet, wobei die Spannmittel zum Fixieren der Hülsen auf zumindest eine der Hülsen einwirken. Die Hülsen werden dabei reibschlüssig und/oder formschlüssig als ein Hülsenstapel am Umfang des Halters gehalten.

Description

Spulspindel
Die Erfindung betrifft eine Spulspindel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Spulspindeln finden Verwendung in Aufspulmaschinen, die dazu dienen, kontinuierlich zulaufende Fäden zu Spulen aufzuwickeln. Dazu werden die Fäden in der Aufspulmaschine zunächst von einer Changiereinrichtung quer zur Fadenlaufrichtung changiert und über eine rotierende Andrückwalze geführt. Die Andrückwalze legt die Fäden jeweils auf die aufzuwickelnden ebenfalls rotierenden Spulen auf. Dabei sind mehrere Spulen fluchtend hintereinander auf einer gemeinsamen Spulspindel ange- ordnet. Dadurch ist es möglich, mehrere Fäden gleichzeitig aufzuwickeln. Die vollen Spulen sowie die leeren Hülsen, auf denen die Spulen aufgewickelt werden, werden bei einem Austausch axial von den Spulspindeln genommen beziehungsweise auf die Spulspindel aufgesteckt. Dazu sind die Spulspindeln einseitig auskragend gelagert.
Nach dem Aufstecken der Hülsen werden diese durch Spannmittel in ihrer Lage fixiert und zentriert. Diese Spannmittel sind im Inneren der Spulspindel vorgesehen und beanspruchen für ihre Funktion Bauraum. Eine Spulspindel mit integriertem Spannmitteln ist beispielsweise aus der Patentanmeldung DE 101 63 832 Al bekannt. Die Spulspindel wird im Wesentlichen durch einen rohrförmigen Träger gebildet, der mit einer angetriebenen und drehbar gelagerten Welle verbunden ist. Außerhalb des rohrförmigen Trägers sind die Spannmittel vorgesehen, die von einem weiteren rohrförmigen Halters umschlossen werden. Der Außendurch- messer der Spulspindel wird somit durch den Durchmesser des Halters bestimmt. Hingegen ist der Durchmesser des rohrförmigen Trägers, der für die statischen und dynamischen Eigenschaften der Spulspindel maßgeblich bestimmend ist, um die zweifache Dicke der Spannmittel kleiner. Dieser Verlust von Bauraum für den Träger ist besonders schmerzlich, da die Biege Steifigkeit eines Rohres in der vierten Potenz vom Durchmesser abhängt.
Einhergehend mit der stetig wachsenden Leistungsfähigkeit von Auf- Spülmaschinen werden die Spulspindeln heute für 8 oder mehr Spulen ausgelegt, so dass sich für die Spulspindeln entsprechende Baulängen ergeben, die dynamisch weich sind und so leicht zu Schwingungen anzuregen sind. Gleichzeitig werden von den Spulspindeln hohe Aufspulgeschwindigkeiten gefordert, die zu entsprechend hohen Drehzahlen der Spulspindel führen, was eine Schwingungsanregung in einem breiten Frequenzband im Verlauf der Spulreise zur Folge hat. Ein weiterer Zielkonflikt ergibt sich aus der Forderung, möglichst viel Volumen in einer Spule zu speichern, was große Innendurchmesser der Spulen und damit große Außendurchmesser der Spulspindeln verbietet.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Spulspindel bereitstellen, die bei einer großen Länge und einem geringen Durchmesser günstige dynamische Eigenschaften aufweist.
Diese Aufgabe wird durch eine Spulspindel gelöst, bei der die Spannmittel einem kurzen Längenabschnitt des Halters zugeordnet sind, wobei die Spannmittel zum Fixieren der Hülsen auf zumindest eine der Hülsen einwirken, und bei der die Hülsen reibschlüssig und/oder formschlüssig als ein Hülsenstapel am Umfang des Halters gehalten sind. Der Vorteil ist, dass eine Spannvorrichtung eingesetzt werden kann, das sich nicht über die gesamte Länge der Spulspindel erstreckt, wie dies bei Spannvorrichtungen der Fall ist, die jede Hülse einzeln radial spannen.
Besonders vorteilhaft ist dabei eine Variante, bei welcher die Spannmittel einer auskragenden Seite des Halters zugeordnet sind und bei welcher auf einer gegenüberliegenden Lagerungsseite der Spulspindel ein Axialanschlag für die Hülsen vorgesehen ist. Der Anordnung am auskragenden Ende liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Struktur im Bereich der auskragenden Lagerung besonders relevant für die statische und dynamische Steifigkeit der Spulspindel ist. Durch die Verlagerung der Spannvorrich- tung an das auskragende Ende der Spulspindel steht nun mehr Bauraum für eine steife Bauweise der Spulspindel zur Verfügung. Somit können besonders langauskragende Spulspindel mit geringer Biegeneigung zum gleichzeitigen Aufwickeln einer Mehrzahl von Spulen geschaffen werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich daher am auskragenden Ende der Spulspindel die Spannvorrichtung mit einem oder mehrere Spannmitteln, die auf die dem auskragenden Ende der Spulspindel zugeordnete Hülse eine axiale Spannkraft in Richtung der Lagerung aus- übt. Die Spannkraft wirkt in axiale Richtung und lässt sich unmittelbar auf den Hülsenstapel zur Fixierung aller Hülsen übertragen. Mit Hilfe der Spannmittel wird direkt eine axiale Spannkraft direkt auf die Stirnfläche der dem auskragenden Ende der Spulspindel zugeordneten Hülse übertragen. Dadurch werden die auf die Spulspindel koaxial hintereinander aufgesteckten Hülsen axial miteinander und mit der Spulspindel verspannt, wobei die Spulspindel auf der Lagerungsseite einen Axialanschlag aufweist. Somit ist es möglich, auf die Hülsen das für den Aufspulvorgang erforderliche Drehmoment zu übertragen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Spannvorrichtung derart ausgebildet, dass die Spannmittel an zumindest einer letzten Hülse eine radiale Spannkraft erzeugen. Hierbei wird die formschlüssige Verbindung der Hülsen innerhalb des Hülsenstapels genutzt, um ein Fixierung und Mitnahme am Umfang des Halters zu erhal- ten. Die Hülsen werden zuvor bis zum Axialanschlag am Umfang des Halters zusammengeschoben, um dann durch eine partielle Klemmung fixiert zu werden. Die Spannmittel wirken vorteilhaft auf zumindest eine der Hülse. Eine partielle Klemmung lässt sich jedoch auch dadurch erreich, wenn mehrere Hülsen am Ende des Hülsenstapels von den Spann- mittel verspannt werden.
In einer anderen Variante der Erfindung wird die Spannvorrichtung mit
Hilfe der Spannmittel auf die dem auskragenden Ende der Spulspindel zugeordneten Hülse eine radiale Spannkraft aus, um diese Hülse zu fixie- ren, und zugleich eine axiale Spannkraft in Richtung des Anschlages, so dass die dazwischen liegenden Hülsen in der zuvor beschriebenen Weise axial gespannt werden. Die in axialer Richtung wirkende Spannkraft wird durch Reibung übertragen.
In bevorzugter Weise sind bei der letztgenannten Variante die Spannmittel so ausgebildet, dass während des Spannvorganges in einem ersten Schritt die Hülsen axial verspannt werden und danach in einem zweiten Schritt die radiale Klemmkraft aufgebracht wird. Dabei können diese Schritte nacheinander ausgeführt werden, ineinander übergehen oder in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt werden. Maßgeblich ist, dass die Reibung auf Grund der radialen Klemmung immer ausreichend hoch ist, um die axiale Vorspannkraft aufzubringen. Bei einer umgekehrten Reihenfolge, bei welcher zunächst eine oder mehrere Hülsen am auskragenden Ende der Spulspindel radial geklemmt werden und danach das Hül- senpaket axial verspannt wird, sind die zu Erzeugung der axialen Spannkraft erforderlichen Spannmittel bevorzugt auf der Lagerseite der Spulspindel angeordnet. So dienen die radial geklemmten Hülsen als Anschlag für die axial verspannten Hülsen am Umfang der Spulspindel.
Vorzugsweise ist die Kontaktfläche, an der der Hülsenstapel am Axialanschlag anliegt, mit einer die Reibung erhöhenden Struktur ausgestattet. Dies kann beispielsweise durch eine raue Oberfläche oder durch eine Profilierung erfolgen, wobei sich die Erhebungen der Profilierung in die weichere Struktur der Hülsenstirnseite eindrücken.
In einer anderen bevorzugten Weiterbildung ist die Profilierung der Kontaktfläche mit mehreren Mitnehmern ausgestattet, die mit mehreren Ausnehmungen in der Stirnseite der Hülse zusammenwirken. Damit lassen sich insbesondere auch ohne axiale Spannkräfte oder mit nur geringen axialen Spannkräften hohe Drehmomente auf die Hülsen und den Hülsenstapel übertragen.
Ebenfalls ist die Kontaktfläche des Spannmittels, das auf die korrespondierende Fläche der Hülse wirkt, mit einer die Reibung verbessernden
- A - Struktur oder mit Mitnehmern ausgestattet, die mit Ausnehmungen auf der Stirnseite der Hülse zusammenwirken.
Erfindungsgemäß ist es ebenfalls vorgesehen, dass die Stirnseiten be- nachbarter Hülsen mehrere Einschnitte und mehrere dadurch entstehende Vorsprüngen aufweisen, die innerhalb des Hülsenstapels so zusammenwirken, dass das Drehmoment formschlüssig auf jede der Hülsen übertragen wird.
In einer alternativen Ausführungsform sind die Stirnseiten der Hülsen mit einer die Reibung verbessernden Struktur ausgerüstet, die ebenfalls zur Übertragung des Drehmomentes beiträgt.
Eine Weiterbildung der Erfindung verwendet jeweils zwischen zwei be- nachbarten Hülsen einen Zwischenring, der die Drehmomentübertragung gewährleistet und zudem eine Zentrierung der Hülsen gewährleistet. Hierzu weist der Zwischenring Mittel wie beispielsweise einen Zentrierdurchmesser und Anschlagflächen mit einer kongruenten Formgebung zur Aufnahme der Stirnseiten der Hülsen auf.
In einer alternativen Ausführungsform wird die Zentrierung der Hülsen auf der Spulspindel dadurch erreicht, dass die Spulspindel auf ihrem Außenumfang mit radial federnden Fixiermitteln versehen ist.
Bevorzugt werden diese federnden Fixiermittel durch axial am Außenumfang der Spulspindel vorgesehene Leisten gebildet. Es liegt im Vermögen eines Fachmanns diese Leisten so auszuführen, dass eine zentrische Fixierung der Hülsen auf der Spulspindel sichergestellt ist.
Die Spannvorrichtung der Spulspindel ist so ausgebildet, dass die Hülsen im energiefreien Zustand gespannt sind. Beim Zuführen von Energie von außen werden die Hülsen entspannt. Erfindungsgemäß erfolgt das Zuführen der Energieversorgung auf der auskragenden Seite der Spulspindel. Dies hat den Vorteil, dass keine Versorgungsleitungen durch die für die Steifigkeit relevanten Bereiche der Spulspindel geführt werden. Um den Bauraum an der Spulspindel zur Aufnahme der Spannvorrichtung möglichst groß gestalten zu können, ohne aber den Bauraum für die steif - igkeitsrelevanten Strukturelemente der Spulspindel zu verkleinern, hat sich besonders die Weiterbildung der Erfindung ausgezeichnet, bei welcher der Längenabschnitt des Halters zur Aufnahme der Spannvorrichtung sich bis zu einer Lagerstelle einer mit dem Halter verbundenen Antriebswelle erstreckt. Damit besteht die Möglichkeit die Antriebswelle mit möglichst großem Durchmesser auszuführen.
Einige Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Spulspindel werden im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
Es stellen dar:
Fig. 1: einen Teilschnitt durch eine erste Variante der erfindungsgemäße
Spulspindel,
Fig. 2: eine Ansicht einer weiteren Variante der erfindungsgemäße Spul- spindel,
Fig. 3: einen Teilschnitt durch eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spulspindel, Fig. 4: eine Detailansicht eines Spannmittels,
Fig. 5: eine Detailansicht einer alternativen Ausführungsform des Spannmittels,
Fig. 6: ein Teilschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Spannvorrichtung,
Fig. 7: eine Ansicht einer Variante der erfindungsgemäßen Spulspindel. Fig. 8: eine Querschnittsansicht einer weiteren Variante der erfindungs- gemäßen Spulspindel.
In Figur 1 ist ein Schnitt durch die erfindungsgemäße Spulspindel dargestellt. Die Figur 1 zeigt im oberen Bereich die Spulspindel mit aufgescho- benen im Schnitt dargestellten Spulen 4 im gespannten Zustand. Die untere Hälfte ist ohne Spulen im entspannten Zustand dargestellt.
Die Spulspindel 1 weist einen Halter 29 auf, der auskragend an einem Träger 47 mit einer hier nicht dargestellten Lagerung drehbar gehalten ist und der am Umfang mehrere koaxial hintereinander angeordnete Hülsen 2 trägt, auf denen durch die Drehung des Halters 29 kontinuierlich zulaufendes Garn zu Garnlagen 3 und somit zu Spulen 4 aufgewickelt wird. Derartige Spulspindel 1 sind hinlänglich bekannt und üblicherweise in Spulmaschinen eingesetzt. Daher werden nachfolgend die für die Erfindung maßgeblichen Teile der Spulspindel beschrieben.
Die Hülsen 2 sind als ein Hülsenstapel 41 an dem Umfang des Halters 29 gehalten, wobei die Hülsen 2 unmittelbar mit ihren Stirnseiten aneinander liegen. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Hülsenstapel 41 aus insgesamt drei Hülsen 2 gebildet. Die Anzahl der Hülsen ist beispielhaft, so werden üblicherweise mehr als zehn Hülsen 2 an einem Halter 29 der Spulspindel 1 gehalten.
Die Fixierung der Hülsen 2 an dem Halter 29 erfolgt durch eine Spannvorrichtung 7, die an einem Längenabschnitt des Halters 29 am auskragenden Ende der Spulspindel 1 angeordnet ist. Die Spannvorrichtung 7 weist mehrere Klemmmittel 8 auf, die mit ihren Enden aus dem Halter 29 herausragen und auf eine letzte Hülse 2 des Hülsenstapels 41 einwirken. In diesem Beispiel ist die Spannvorrichtung 7 so ausgebildet, dass die Hülsen 2 durch eine axiale Klemmung zwischen den Spannmittel 8 auf der auskragenden Seite 6 und einem auf der Lagerungsseite 5 angeordneter Axialanschlag 11 gespannt sind. Der Axialanschlag 11 ist auf der Lagerungsseite 5 am Umfang des Halters 29 ausgebildet.
Durch die Anordnung der Spannvorrichtung 7 in dem Längenabschnitt des Halters 29 auf der auskragenden Seite 6 ist es möglich, die Spulspindel 1 derart zu gestalten, dass auf der Lagerungsseite 5 gegenüber dem Stand der Technik Bauraum frei wird, der für eine höhere statische und dynamische Steifigkeit der Spulspindel 1 genutzt werden kann. In der Regel wird dies eine massivere Bauform und vor allem das Ausnutzen eines größeren maximalen Durchmessers der tragenden Struktur - die in diesem Beispiel nicht näher dargestellt ist - sein.
In der hier dargestellten Ausführungsvariante sind die Spannmittel 8 so ausgeführt, dass sie die der auskragenden Seite 6 zugeordnete Hülse 2 an ihre Stirnfläche formschlüssig greift. Hierzu weisen die Spannmittel 8 einen Absatz auf, der mit der Stirnfläche der Hülse 2 zusammenwirkt.
Im entspannten Zustand der Spulspindel sind die Spannmittel 8 entgegen der Spannrichtung und auf einen Durchmesser zurückgefahren, der ein Aufschieben der Hülsen 2 auf den Halter 29 ermöglicht. Zum Spannen der Hülsen 2 führen die Spannmittel 8 nun eine Spannbewegung 9 durch, bei der die Spannmittel 8 zunächst auf einen Durchmesser ausgefahren wer- den, der ein formschlüssiges axiales Greifen der Stirnfläche der zu spannenden Hülsen 2 ermöglicht. Unmittelbar daran anschließend oder in Form von ineinander übergehenden Bewegungen werden die Spannmittel 8 in axialer Richtung in Richtung der Lagerungsseite 5 verfahren. Dadurch wird der eigentliche Spannvorgang ausgeführt.
In der hier dargestellten Ausführung verringert sich der Durchmesser des Halters 29 im Bereich der Spannmittel 8. Es ist jedoch auch möglich, dass der Halter 29 im Bereich der Spannmittel 8 keine Durchmesserstufe aufweist, solange die Spannmittel 8 bei der Entspannbewegung 10 vollstän- dig eingefahren werden. Die Entspannbewegung 10 enthält eine radiale Bewegung der Spannmittel 8 nach innen sowie nacheinander oder gleichzeitig eine Bewegung der Spannmittel 8 in Richtung der auskragenden Seite 6. Dadurch werden die Hülsen 2 entspannt und zugleich werden die Spannmittel 8 so weit zurückgefahren, dass die Hülsen 2 über die Spannmittel 8 hinweg abgezogen werden können.
Weitere Varianten, beispielsweise aus der Stirnseite einer kürzeren Spulspindel 1 herausragende hakenförmige Spannmittel 8, sind ebenfalls denkbar und in der Erfindung enthalten. Der Axialanschlag 11 weist an der Kontaktfläche 12 zur anliegenden Hülse 2 eine Oberfläche mit verbesserter Reibwirkung auf. Entsprechende Oberflächen oder Strukturen können auch an den Spannmitteln 8 oder zwischen jeweils benachbarten Hülsen 2 vorgesehen sein. Ebenfalls kön- nen zwischen den Hülsen 2 hier nicht dargestellte Zwischenringe vorgesehen sein, die an den Kontaktflächen zu den Hülsenstirnseiten entsprechende Oberflächen oder Strukturen aufweisen.
In Figur 2 ist eine weitere Variante der Spulspindel 1 aus Figur 1 mit auf- geschobenen Spulen 4 in der Draufsicht dargestellt. Die Kontaktfläche 12 des Axialanschlags 11 weist in axialer Richtung eine Profilierung 38 mit mehreren Mitnehmern 39 auf, die mit entsprechenden Ausnehmungen 40 in der Stirnseite der anliegenden Hülse 2 zusammenwirkt. Auch die Hülsenstirnseiten 13 benachbarter Hülsen 2 weisen eine ähnliche Verzah- nung mit mehreren Einschnitten 42 und mehreren Vor Sprüngen 43 auf. Die Einschnitte 42 einer der Hülsen 2 wirken mit den Vorsprüngen 43 der benachbarten Hülse 2 zusammen, so dass die Hülsen 2 in dem Hülsenstapel 41 formschlüssig gehalten sind. Auf der auskragenden Seite 6 wirken die Spannmittel 8 direkt auf die Einschnitte 42 in der Kontaktfläche 14 der Hülsenstirnseite. Durch diese formschlüssig Verbindung können auch mit geringer axialer Vorspannkraft hohe Drehmomente zwischen dem Halter 29 der Spulspindel 1 und den Spulen 4 übertragen werden.
Figur 3 zeigt eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Spulspindel 1. Wie in Figur 1 ist auch hier die obere Hälfte mit geschnitten dargestellten Hülsen 2 im gespannten Zustand, die untere Hälfte im entspannten Zustand ohne Hülsen gezeigt. Im Gegensatz zu den in Figur 1 und 2 gezeigten Varianten wird die axial Spannkraft hier nicht durch Form- sondern durch Kraftschluss aufgebracht. Dazu klemmen die Spannmittel 8 die Hülse 2 auf der auskragenden Seite 6 der Spulspindel 1 radial von innen. Zusätzlich zu dieser radialen Klemmkraft wird die Hülse 2 auf der auskragenden Seite 6 axial in Richtung des Axialanschlages 11 gespannt. Um diese Klemmkraft und Spannkraft aufzubringen, führt das Spannmittel 8 beim Spannen und Entspannen eine ähnliche Bewegung wie in Figur 1 und 2 beschrieben durch. Zusätzlich sind in Figur 3 Fixiermittel 15 dargestellt, die die Hülsen 2 auf dem Halter 29 Spulspindel 1 radial zentrieren. Dies erfolgt durch in radialer Richtung federnd nachgiebige Leisten. Eine progressive Kennlinie der Feder stellt die radiale Zentrierung sicher.
Ebenfalls ist hier eine Energieversorgung 16 dargestellt, die zum Betätigen einer in der nachfolgenden Figur 6 gezeigten Spannvorrichtung 7 zum Antreiben der Spannmittel 8 beim Entspannen benötigt wird. Dies kann beispielsweise eine Druckluftquelle sein. Aus Sicherheitsgründen wird die Spannbewegung der Spannmittel 8 durch eine Feder bewirkt, die Entspannbewegung hingegen durch die externe Energieversorgung. Dazu wird die externen Energieversorgung 16 bei Stillstand der Spulspindel 1 mit der auskragenden Seite 6 der Spulspindel 1 verbunden und führt die zum Entspannen benötigte Energie zu. Dabei kann zum Beispiel die externen Energieversorgung 16 mit einer Doffeinrichtung verbunden sein, die nach Beendigung des Aufspulvorganges die vollen Spulen 4 abnimmt und dafür leere Hülsen 2 aufschiebt.
Figur 4 und 5 zeigen noch einmal im Detail die Spannmittel 8, die in den vorangegangenen Figuren gezeigt sind. Dabei ist in Figur 4 ein Spannmit- tel 8 gezeigt, dass durch eine radiale Klemmkraft eine axiale Reibkraft überträgt. Hinzu verfügt das Spannmittel 8 über eine die Reibung erhöhende Kontaktfläche 14. Das in Figur 5 gezeigte Spannmittel 8 ist auf Grund einer stufenförmigen Ausbildung in der Lage, die Spannkraft in axialer Richtung durch Formschluss zu übertragen. Dabei ist die Stufe nicht für Spannfunktion notwendig, es ist ebenso denkbar, dass das Spannmittel 8 über eine gerade Kante mit der Stirnfläche der Hülse 2 zusammenwirkt. Die Kontaktfläche 14 wirkt hier in jedem Fall in axialer Richtung mit der Stirnseite der Hülse zusammen.
Figur 6 stellt einen Teilschnitt durch das auskragende Ende der Spulspindel und die Spannvorrichtung 7 einer erfindungsgemäßen Spulspindel dar. Die Spannvorrichtung 7 ist hier unmittelbar an dem Längenabschnitt des Halters am Ende angeordnet. Es handelt sich dabei um einen von vielen möglichen Ausführungsformen, die in der Lage sind, die Spannbewe- gung 9 und die Entspannbewegung 10 der Spannmittel 8 zu realisieren. Der rohrförmige Halter 29 ist freidrehbar an dem Träger 47 gehalten. Der Halter 29 weist Durchbrüche 48 auf, durch die die Spannmittel 8 nach außen in Richtung der hier nicht dargestellten Hülse wirken. Über einen Flansch 21 kann zum Entspannen Druckluft zugeführt werden, die über die Bohrung 20 in einen Zylinderraum 22 strömt und auf einen ringförmigen Kolben 23 wirkt. Dabei bewegt sich der Kolben 23 bei Beaufschlagung mit Druckluft nach rechts und spannt dabei die Feder 28. Der ringförmige Kolben 23 verfügt auf seinem Außenumfang über mehrere Ram- pen 24, die bei axialer Bewegung eine radiale Bewegung der Spannmittel 8 bewirken. Im Falle einer Entspannbewegung werden die Spannmittel nach innen gezogen. Nach Abschluss dieser radialen Bewegung kontaktiert ein Anschlag 26 das Spannmittel 8 und schiebt es ebenfalls nach rechts, wobei das Spannmittel 8 eine Schubhülse 27, welche das Spannmittel 8 in axialer Richtung führt, mitschleppt. Diese Bewegung wird solange ausgeführt, bis zwischen der Feder 28 und der Druckluft ein Gleichgewicht herrscht oder das Spannmittel 8 beziehungsweise die Schubhülse 27 gegen einen Anschlag läuft. Damit ist die Entspannbewegung beendet.
Nach dem Aufschieben der Hülsen wird nun die Verbindung zur Energieversorgung 16 getrennt, wodurch der Luftdruck in Zylinderraum 22 zusammenbricht. Die vorgespannte Feder 28 schiebt nun den Kolben 23 nach links, wodurch auf Grund der Rampe 24 zunächst die Spannmittel 8 radial nach außen gepresst werden. Diese klemmen sich gegen die Innen- wandung der Hülsen 2. Auf Grund der Wirkung der Feder 28 wird auf die Hülse 2 eine axiale Spannkraft in Richtung des in Figur 3 dargestellten Axialanschlags 11 ausgeübt.
Die Koordination der radialen und axialen Bewegung der Spannmittel 8 wird durch eine Abstimmung der Reibverhältnisse der Schubhülse 27 mit den Reibverhältnissen des Kolbens 23 sichergestellt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde auf die Darstellung von Details verzichtet. Dies betrifft beispielsweise eine Sicherung, die das Herausfallen der Spannmittel 8 verhindert sowie eine Feder, die die Spannmittel 8 im entspannten Zustand in die Spulspindel hinein ziehen. Ebenfalls kann die geforderte Bewegung der Spannmittel 8, die durch die Spannbewegung 9 und die Entspannbewegung 10 dargestellt ist, gleichwertig mit anderen Vorrichtungsmerkmalen erreicht werden, die von ei- nem Fachmann hergeleitet werden können.
Figur 7 stellt eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Spulspindel dar. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Spannvorrichtung 7 an einem Längenabschnitt des Halters 29 auf der Lagerungsseite 5 angeordnet. Auf der Lagerungsseite 5 ist ein Spannmittel 30 auf einem Absatz der Spulspindel 1 vorgesehen. Das Spannmittel 30 ist hier in Form eines ringförmigen Kolbens oder in Form mehrerer kleiner Kolben umgesetzt, der oder die in einem Zylinder 31 eingebracht sind und über eine Druckluftzufuhr
32 mit Druckluft beaufschlagt werden. In der oberen Hälfte der in Figur 7 dargestellten Spulspindel ist der gespannten Zustand dargestellt. In der unteren Hälfte hingegen der entspannten Zustand. Das Spannmittel 30 übt eine axiale Klemmkraft auf die Stirnseite der der Lagerungsseite 5 der Spulspindel 1 zugeordneten Hülse 2 aus, die zusammen mit den anderen Hülsen 2 zwischen dem Spannmittel 30 und den Klinken 33 geklemmt werden.
Die Klinken 33 sind radial ein- und ausfahrbar, so dass sie zum Entnehmen der Hülsen 2 versenkt werden können. Hierfür kann ein Aktuator vorgesehen sein, der mit den Klinken 33 verbunden ist und entweder ge- meinsam mit den Spannmittel 30 betätigt wird oder separat.
Ebenfalls ist es möglich, ein Mittel vorzusehen, mit dem die Klinken durch das Spannmittel 30 indirekt betätigt werden. Hierzu sind die Klinken 33 in einer Spannbewegung 35 axial entgegen einer Feder in Richtung der auskragenden Seite 6 bis zu einem hier nicht dargestellten Anschlag verschiebbar. Beim Entspannen des Spannmittels 30 werden die Klinken
33 durch eine Kulisse während ihrer Rückbewegung 36 radial in die Spulspindel hinein gezogen. Es ist sinnvoll, dass die Klinken 33 während ihrer Rückbewegung 36 in ihrer Bewegung unterbrochen werden, so dass sie in einer radial eingefahrenen Position verharren. Mittels einer Entriegelung 37, die beispielsweise von einem Bediener nach dem Aufschieben der Hülsen 2 auf die Spulspindel 1 betätigt wird, kann die Rückbewegung 36 fortgesetzt werden, so dass die Klinken 33 radial wieder ausfahren. Es ist vorteilhaft, die Klinken 33 so auszuführen, dass die Hülsen 2 auch im radial ausgefahren Zustand der Klinken 33 auf die Spulspindel 1 aufgeschoben werden können. Dies wird durch die in Figur 7 dargestellte schräge Vorderkante der Klinken 33 in Verbindung mit einer federnden radialen Nachgiebigkeit erreicht.
In der Fig. 8 ist eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Spulspindel in einer Querschnittsansicht gezeigt. Bei dieser Variante der erfindungsgemäßen Spulspindel erstreckt sich die Spannvorrichtung 7 über einen Längenabschnitt des Halters 29 an der auskragenden Seite 6 der Spulspindel über einen die Länge einer Hülse überschreitenden Bereich. Somit wirken die Spannmittel 8 auf zwei am Ende des Hülsenstapels 41 angeordneten Hülsen 2. Dementgegen waren bei den Varianten nach Fig. 1 bis 3 die Spannmittel 8 jeweils auf eine letzte Hülse 2 des Hülsenstapels 41 gerichtet.
Bei dem in Fig. 8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der rohrförmige Halter 29 im mittleren Bereich durch eine Nabe 50 mit einem freien Ende einer Antriebswelle 46 verbunden. Die Antriebswelle 46 ist mit einem hier nicht dargestellten Antrieb gekoppelt. Die Antriebswelle 46 ist in einer Lagerstelle 45 an einem hohlzylindrischen Träger 47 drehbar gelagert. Der Träger 47 ragt hierzu auf der Lagerseite 5 mit einem Stützende in den hohlzylindrischen Halter 29.
An der gegenüberliegenden auskragenden Seite des Halters 29 ist in einem vorderen Längenabschnitt des Halters 29 eine Spannvorrichtung 7 angeordnet. Die Spannvorrichtung 7 weist mehrere Spannmittel 8 auf, die in radialer Richtung verschiebbar ausgebildet sind. Hierbei ist jedem Spannmittel 8 ein Durchbruch 48 im Halter 29 zugeordnet. An der Stirnseite auf der auskragenden Seite 6 des Halters 29 ist ein Energieanschluss 49 vorgesehen, durch welchen zum Lösen der Spannmittel 8 eine Energiezufuhr zu der Spannvorrichtung 7 erfolgt.
In Fig. 8 ist die Spulspindel 1 mit einem gespannten Hülsenstapel 41 gezeigt. Die Hülsen 2 werden in dem Hülsenstapel 41 durch jeweils mehrere Zwischenringe 44 verzahnt gegeneinander gehalten, so dass eine Drehmomentenübertragung von den geklemmten Hülsen 2 innerhalb des Hülsenstapels zu den nicht geklemmten Hülsen erfolgt.
Die an dem Axialanschlag 11 gegenüberliegende Hülse 2 weist an ihrer Stirnseite ebenfalls eine mit der Profilierung 38 kongruente Form mit Einschnitten und Vorsprüngen auf.
Die Zentrierringe weisen gegenüber den Stirnseiten der Hülsen 2 jeweils Anlageflächen mit Profilierungen auf, die eine Drehübertragung ermöglichen. Zudem stützen sich die Zentrierringe 44 über eine Zentrierschulter gegenüber dem Umfang des Halters 29 ab, die insbesondere zur Zentrierung der Hülsen 2 dient.
Um den Hülsenstapel 41 am Umfang des Halters 29 zu spannen, werden zunächst die Hülsen 2 und die Zwischenringe 44 abwechselnd von der auskragenden Seite 6 her auf den Umfang des Halters 29 geschoben. Der dadurch entstehende Hülsenstapel 41 wird bis zum Axialanschlag 11 hin verschoben. Nachdem der Hülsenstapel 41 seine Lage am Umfang des Halters 29 erreicht hat, wird durch Entlastung des Energieanschlusses 49 ein über Federkräfte erzeugte Verspannung der Spannelemente 8 ausgelöst. Die Spannelemente 8 treten aus dem Umfang des Halters 29 heraus und erzeugen eine radiale Spannkraft gegenüber dem Innendurchmesser der ersten beiden Hülsen 2 auf der auskragenden Seite des Halters 29. Nun lässt sich die Spulspindel zum Aufwickeln der Fäden aktivieren.
Bei dem in Fig. 8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Spannvorrichtung 7 in einem Längenabschnitt des Halters 29 integriert, welcher für die Erhöhung der Steifigkeit unbedeutend ist. Demgegenüber lässt sich die Antriebswelle 46 sowie die Lagerstelle 45 auf einen größtmöglichen Durchmesser ausführen. So ist der Einbauraum der Lager stelle 45 nur durch erforderliche Wandstärken des Mantels vom Halter 29 sowie des Trägers 47 begrenzt.
Bezugszeichenliste
1 Spulspindel
2 Hülse
3 Garnlage
4 Spule
5 Lagerungsseite
6 auskragende Seite
7 Sp annvorrichtung
8 Spannmittel
9 Spannbewegung
10 Entspannbewegung
11 Axialanschlag
12 Kontaktfläche
13 Hülsenstirnseite
14 Kontaktfläche
15 Fixiermittel
16 Energieversorgung
20 Bohrung
21 Flansch
22 Zylinderraum
23 Kolben
24 Rampe
25, 26 Anschlag
27 Schubhülse
28 Feder
29 Halter
30 Spannmittel
31 Zylinderraum
32 Druckluftzufuhr
33 Klinke
34 Ausweichbewegung
35 Spannbewegung 36 Rückbewegung
37 Entriegelung
38 Profilierung
39 Mitnehmer 40 Ausnehmung
41 Hülsenstapel
42 Einschnitt
43 Vorsprung
44 Zwischenring 45 Lagerstelle
46 Antriebswelle
47 Träger
48 Durchbruch
49 Energieanschluss 50 Nabe

Claims

Patentansprüche
1. Spulspindel zum Aufspulen von kontinuierlich zulaufenden Fäden zu Spulen (4) mit einem rohrförmigen Halter (29), auf den mehrere zum Aufspulen von Spulen (4) dienende Hülsen (2) koaxial hinter- einander aufspannbar sind und welcher antreibbar ist, und mit einer Spann Vorrichtung (7) zum Fixieren der Hülsen (2) am Umfang des Halters (29), wobei die Spannvorrichtung (7) mehrere Spannmittel (8) zum Aufbringen von Spannkräften aufweist, welche die Hülsen (2) kraft- oder formschlüssig fixieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannmittel (8) einem kurzen Längenabschnitt des Halters (2) zugeordnet sind, wobei die Spannmittel (8) zum Fixieren der Hülsen (2) auf zumindest eine der Hülsen (2) einwirken, und dass die Hülsen (2) reibschlüssig und/oder formschlüssig als ein Hülsen- Stapel (41) am Umfang des Halters (29) gehalten sind.
2. Spulspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannmittel (8) einer auskragenden Seite (6) des Halters (29) zugeordnet sind und dass auf einer Lagerungsseite (5) der Spulspindel (1) ein Axialanschlag (11) für die Hülsen (2) vorgesehen ist.
3. Spulspindel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung (7) so ausgebildet ist, dass die durch die
Spannmittel (8) erzeugte Spannkraft axial auf die Hülse (2) wirkt.
4. Spulspindel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung (7) so ausgebildet ist, dass die durch die Spannmittel (8) erzeugte Spannkraft radial auf die Hülse (2) einwirkt.
5. Spulspindel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung (7) so ausgebildet ist, dass bei Betätigung der
Spannmittel (8) zunächst eine axiale Vorspannkraft aufgebracht wird und anschließend eine radiale Klemmung der Hülse (2) erfolgt.
6. Spulspindel nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Axialanschlag (11) auf der Lagerungsseite eine Kontaktfläche (12) aufweist, gegen die sich die der Lagerungsseite zugeordnete Hülse (2) abstützt, und dass die Kontaktfläche (12) eine reibungs- erhöhende Struktur oder eine Profilierung (38) aufweist.
7. Spulspindel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierung (38) der Kontaktfläche (12) mehrere Mitnehmer (39) aufweist, die mit mehreren Ausnehmungen (40) an der Stirnseite der Hülse (2) oder des Hülsenstapels (41) zusammenwirken.
8. Spulspindel nach einem der vorgenannten Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannmittel (8) eine Kontaktfläche (14) aufweisen, die die der auskragenden Seite (6) zugeordnete Hülse (2) spannt, und dass die Kontaktfläche (14) eine die Reibung verbessernde Struktur aufweist.
9. Spulspindel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnflächen der Hülsen (2) mehrere Einschnitte (42) aufweisen, die mit mehreren Vorsprüngen (43) benachbarten Hülsen (2) zusammenwirken.
10. Spulspindel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnflächen der Hülsen (2) eine die Reibung verbessernde
Struktur aufweisen.
11. Spulspindel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Hülsenstapels (41) zwischen benachbarten Hülsen
(2) jeweils ein Zwischenring (44) angeordnet ist und dass die Zwischenringe (44) Mittel aufweisen, die zur Zentrierung und Verbindung der Hülsen (2) am Umfang des Halters (29) beitragen.
12. Spulspindel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulspindel (1) zum radialen Toleranzausgleich der Hülsen radial federnd nachgebende Fixiermittel (15) aufweist.
13. Spulspindel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung (7) zum Entspannen mit einer Energieversorgung (16) verbindbar ist und dass die Energieversorgung (16) auf der auskragenden Seite (6) außerhalb der Spulspindel vorgesehen ist.
14. Spulspindel nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Längenabschnitt des Halters (29) zur Aufnahme der Spannvorrichtung (7) sich bis zu einer Lager stelle (45) einer mit dem Halter (29) verbundenen Antriebswelle (46) erstreckt.
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