EP2523884B1 - Spulspindel - Google Patents

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EP2523884B1
EP2523884B1 EP11700740.1A EP11700740A EP2523884B1 EP 2523884 B1 EP2523884 B1 EP 2523884B1 EP 11700740 A EP11700740 A EP 11700740A EP 2523884 B1 EP2523884 B1 EP 2523884B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
annular piston
springs
spindle
clamping
spool spindle
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.)
Active
Application number
EP11700740.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2523884A1 (de
Inventor
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
Application filed by Oerlikon Textile GmbH and Co KG filed Critical Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Publication of EP2523884A1 publication Critical patent/EP2523884A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2523884B1 publication Critical patent/EP2523884B1/de
Active 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
    • B65H75/00Storing webs, tapes, or filamentary material, e.g. on reels
    • B65H75/02Cores, formers, supports, or holders for coiled, wound, or folded material, e.g. reels, spindles, bobbins, cop tubes, cans, mandrels or chucks
    • B65H75/18Constructional details
    • B65H75/24Constructional details adjustable in configuration, e.g. expansible
    • B65H75/242Expansible spindles, mandrels or chucks, e.g. for securing or releasing cores, holders or packages
    • B65H75/248Expansible spindles, mandrels or chucks, e.g. for securing or releasing cores, holders or packages expansion caused by actuator movable in axial direction
    • 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
    • B65H54/54Arrangements for supporting cores or formers at winding stations; Securing cores or formers to driving members
    • B65H54/543Securing cores or holders to supporting or driving members, e.g. collapsible mandrels

Definitions

  • the invention relates to a winding spindle for a winding machine according to the preamble of claim 1.
  • a generic winding spindle for a winding machine is from the DE 196 07 916 A1 known.
  • Such winding spindles are used in winding machines for winding preferably freshly spun synthetic threads into coils.
  • one or more bobbins are successively mounted on the winding spindle in the overhanging winding spindle arranged.
  • a clamping device is provided which allows a tensioning and a relaxing of the winding tube.
  • the clamping device is arranged in an annular space between an outer jacket sleeve and an inner hollow spindle.
  • the jacket and the hollow spindle are rotatably connected to each other, wherein the hollow spindle is driven by a drive shaft.
  • the clamping device has a plurality of clamping body, which are guided in openings of the jacket bush and which are radially movable by moving an annular piston on the circumference of the hollow spindle to tension the winding tube or to relax.
  • the annular piston is usually held by a plurality of springs in a clamping position. Only to relax the Spulhülsen, for example, to be able to remove full bobbins from the winding spindle, an activation of the clamping device is required.
  • a winding spindle is known in which a plurality of support means are arranged between the jacket bushing and the hollow spindle, which generate a tension between the jacket bushing and the hollow spindle.
  • the springs each have a plurality of aligned in the circumferential direction of the annular piston flat turns.
  • the particular advantage of the invention is that the installation space for the clamping device can be reduced to a considerable extent.
  • the hollow spindle can be designed with a maximum possible diameter.
  • the installation space of the spring is no longer determined by a winding diameter, but essentially by a wire thickness of the turns lying in a plane.
  • the required for receiving the clamping device annulus is reduced to a minimum. So compared to conventional clamping devices, the installation height of the clamping device could be reduced by more than 40%.
  • the turns of the springs in each case by meandering or zigzag-shaped spring wires in a plane educated. This can be the same spring characteristics realize, as is common, for example, in cylindrically wound springs.
  • the turns of the springs in the circumferential direction of the annular piston according to an advantageous embodiment of the invention, a buckling or a curvature.
  • the buckling or the curvature of the turns in the springs is chosen such that an adaptation to the mean diameter of the annular piston is given.
  • the clamping device For clamping the winding tubes, the clamping device has a plurality of radially movable clamping body, which are guided for clamping and relaxing from the outer jacket sleeve.
  • the springs are evenly distributed according to a preferred development on the circumference of the annular piston and guided in recesses of the annular piston. This can produce a uniform axial displacement of the annular piston, so that the arranged in a plane clamping body can be performed synchronously.
  • the springs are preferably designed as compression springs and clamped within the annular space between a stop and the annular piston. Since the operating times of the clamping device in the tensioned state are much greater than the operating states in the relaxed state, fatigue-proof springs can be advantageously realized.
  • a pressure fluid is preferably used, which is conducted by means of a pressure source in a pressure chamber which is bounded directly by a pressure surface of the annular piston.
  • the annular piston is preferably formed in one piece and has the pressure surface at the end opposite the compression springs.
  • the annular piston per clamping body on a clamping shoe which cooperates with the respective Klemmköpern and which is formed by an incision in the annular piston.
  • the plurality of components of the clamping device can be reduced to a minimum, so that each of the clamping body is associated with a clamping shoe through the annular piston.
  • clamping bodies associated with the clamping shoes can also be connected as separate parts form-fitting manner with the annular piston. This makes it possible to form the instep shoes from another particularly slippery material.
  • the clamping shoes are each connected by an elastic web to the annular piston. This results in each of the tensioning shoes a support directly on the circumference of the hollow spindle.
  • the development of the invention has proven particularly useful, in which the clamping bodies each have a wavy surface with a plurality of clamping edges or a waffle-shaped surface with a plurality of clamping points.
  • the clamping bodies each have a wavy surface with a plurality of clamping edges or a waffle-shaped surface with a plurality of clamping points.
  • a spring for use in the winding spindle according to the invention is characterized in that the flat turns are adapted to a curved plane corresponding to the respective annular piston diameter. This allows the installation space of the spring form very compact.
  • a first embodiment of the winding spindle according to the invention is shown schematically in several views.
  • the embodiment is shown in a side view, wherein the cantilevered free end of the winding spindle is shown in a sectional view and the bearing end of the winding spindle in the side view.
  • Fig. 1 is the embodiment with a spanned on the circumference winding tube with tensioned clamping device and in Fig. 2 shown without winding tube with relaxed clamping device, wherein in FIG. 1 the winding tube in the left half of the drawing is only indicated by dashed lines.
  • the Fig. 3 shows a cross section of the embodiment with clamped clamping device, as in Fig. 1 shown.
  • the winding spindle has an outer jacket 1, which is slipped over the circumference of a hollow spindle 2 and is held between a collar 23 and a cover 20.
  • the hollow spindle 2 is coupled to a drive shaft 4 and rotatably supported by a hollow cylindrical spindle carrier 3.
  • the connection of the hollow spindle 2 with the drive shaft 4 and the bearing of the drive shaft 4 and the hollow spindle 2 are not shown in detail in this embodiment, since they are generally known for such winding spindles and have only minor importance for the invention.
  • annular space 5 is formed between the outer jacket 1 and the hollow spindle 2, in which a clamping device 6 is arranged.
  • the clamping device 6 extends over the entire length of the jacket bushing 1 and, depending on the number of winding tubes to be accommodated on the winding spindle, has a plurality of clamping bodies 8 arranged distributed in normal planes.
  • each two groups of clamping bodies 8 are shown, with which, for example, a winding tube 24 can be stretched on the circumference of the jacket bushing 1.
  • Each group of Klemmgropern 8 is constructed identically, so that for further explanation of the clamping device 6, the arranged on the projecting end clamping body 8 are explained in more detail.
  • the clamping body 8 are each radially guided in a shell opening 7 of the jacket bushing 1.
  • the clamping body 8 On an upper side, the clamping body 8 has a wave-shaped surface with a plurality of parallel aligned clamping edges 9.
  • the underside of the clamping body 8 is formed by a wedge-shaped sliding surface 11, which cooperates with an annular piston 12.
  • the annular piston 12 is disposed on the circumference of the hollow spindle 2 and axially displaceable in the axial direction of the annular space 5.
  • the annular piston 12 carries to each clamping body 8 a tensioning shoe 14 which is wedge-shaped and acts with the sliding surface 11 on the clamping body 8.
  • the tensioning shoe 14 is connected via an elastic web 15 with the annular piston 12.
  • At the periphery of the annular piston 12 a plurality of clamping shoes 14 are arranged distributed.
  • Fig. 7 a section of the annular piston 12 shown in a plan view.
  • the annular piston 12 has an incision 13 per tension shoe 14. Within the notch 13, the tensioning shoe 14 is elastically movable via the web 15.
  • the elastic connection of the tensioning shoe 14 causes the clamping body 8 and the tensioning shoe 14 to be jointly supported on the circumference of the hollow spindle 2.
  • the springs 18 are designed as compression springs and have a plurality of flat turns 25 of a spring wire 26 in the circumferential direction of the annular piston 12. For this purpose, the springs are guided in a recess 19 of the annular piston 12.
  • the springs 18 are clamped between a stop formed by the cover 20 and the annular piston 12.
  • the springs 18 press the annular piston on the circumference of the hollow spindle 2 in the direction of bearing end, so that the clamping shoes 14 of the annular piston 12, the clamping body 8 push out of the jacket bushing 1.
  • the winding tube 24 is tensioned.
  • the annular piston 12 on the opposite end to the spring 18, a pressure surface 17, which limits a pressure chamber 21.
  • the pressure chamber 21 is coupled via a pressure connection 22 with the interior of the hollow spindle 2.
  • the interior of the hollow spindle 2 can be connected via a connection not shown here with a pressure source, so that a pressurized fluid can be passed into the pressure chamber 21.
  • the annular piston 12 has opposite the pressure chamber 21, two seals 16.1 and 16.2, which generate a seal of the pressure chamber 21 relative to the jacket bushing 1 and relative to the hollow spindle 2.
  • the springs 18 are adapted to the annular piston 12 both in the winding direction and in the winding form.
  • the springs 18 are formed by a meandering curved spring wire 26. This results in a plurality of successive flat windings 25, which are initially produced in a plane when manufactured. Subsequently, the springs 18 are deformed by a buckling or a curvature such that the turns 25 have a shape adapted to the average diameter of the annular piston 12.
  • the spring 18 according to the invention thus has turns 25 which are adapted to a curved plane.
  • the curved plane is advantageously adapted according to the annular piston on which the springs are guided.
  • a spring 18 is shown, in which the windings 25 are deformed by a buckling.
  • the two legs of the turns 25 are bent symmetrically to a mean bending edge 27.
  • Fig. 6 an embodiment of the spring 18 is shown in which the turns 25 have a uniform curvature with a radius of curvature R proportional to the average diameter of the annular piston 12. This makes it possible to realize very compact clamping devices whose installation height is only a few millimeters.
  • Fig. 8 is a further embodiment of the winding spindle according to the invention shown schematically.
  • the exemplary embodiment is essentially identical to the exemplary embodiment according to FIG Fig. 1 and Fig. 2 , so that essentially only the differences will be explained below and otherwise reference is made to the aforementioned description.
  • the clamping shoes 14 associated with the clamping bodies 8 are each designed as separate components, which are positively connected to the annular piston 12.
  • the number of clamping shoes 14 is identical to the number of clamping body. 8
  • each of the clamping shoes 14 opposite to the sliding surface 11 on a retaining collar 28 which engages positively in a formed on the annular piston 12 retaining groove 29.
  • the annular piston 12 and the clamping shoe 14 is positively connected with each other, so that a safe back and forth guiding the tensioning shoe 14 is ensured by the annular piston 12.
  • the clamping shoes 14 and the annular piston 12 are formed of different materials.
  • the tensioning shoes 14 can thus be formed from a sliding-friendly and wear-resistant material.
  • in Fig. 8 illustrated embodiment is identical to the aforementioned embodiments according to Fig. 1 and 2 so that no further explanation is given.
  • the surfaces of the clamping body in the in Fig. 8 illustrated embodiment waffle-shaped, so that on the surface of the clamping body 8 a plurality of pyramidal clamping tips 30 are held, which produce a secure hold between the clamping body 8 and a clamping sleeve, especially in cardboard sleeves.
  • the described clamping device may comprise a plurality of annular pistons, to guide a plurality of clamping bodies.
  • the function of each arranged in the annular space between the jacket bushing and the hollow spindle annular piston is identical to the described embodiment.
  • the invention extends both to winding spindles, in which only one winding tube is stretched on the circumference, as well as on winding spindles, in which a plurality of winding tubes are held simultaneously on the circumference.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Spulspindel für eine Aufspulmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Eine gattungsgemäße Spulspindel für eine Aufspulmaschine ist aus der DE 196 07 916 A1 bekannt.
  • Derartige Spulspindeln werden in Aufspulmaschinen zum Aufspulen von vorzugsweise frisch gesponnenen synthetischen Fäden zu Spulen eingesetzt. Hierzu sind eine oder mehrere Spulhülsen hintereinander auf der in der Aufspulmaschine auskragend angeordneten Spulspindel aufgesteckt. Zur Fixierung der Spulhülse am Umfang der Spulspindel ist eine Klemmeinrichtung vorgesehen, die ein Spannen und ein Entspannen der Spulhülse ermöglicht.
  • Bei der bekannten Spulspindel ist die Klemmeinrichtung in einem Ringraum zwischen einer äußeren Mantelbuchse und einer inneren Hohlspindel angeordnet. Die Mantelbuchse und die Hohlspindel sind drehfest miteinander verbunden, wobei die Hohlspindel mittels einer Antriebswelle angetrieben wird. Zum Klemmen der Spulhülse weist die Klemmeinrichtung mehrere Klemmkörper auf, die in Öffnungen der Mantelbuchse geführt sind und die durch Verschieben eines Ringkolbens am Umfang der Hohlspindel radial bewegbar sind, um die Spulhülse zu spannen oder zu entspannen. Der Ringkolben wird hierbei üblicherweise durch mehrere Federn in einer Spannstellung gehalten. Nur zum Entspannen der Spulhülsen, um beispielsweise Vollspulen von der Spulspindel abziehen zu können, ist eine Aktivierung der Klemmeinrichtung erforderlich.
  • Bei der bekannten Spulspindel ist die Tragfähigkeit und damit die Biegefestigkeit im Wesentlichen durch die Hohlspindel und deren Außendurchmesser bestimmt. Bei lang auskragenden Spulspindeln besteht daher der Wunsch, möglichst biegesteife Hohlspindeln zu erhalten. Dadurch verschieben sich die kritischen Drehzahlen und damit die Gefahr erhöhter Resonanzschwingungen.
  • Um die Biegesteifigkeit der Spulspindeln zu erhöhen, ist aus der EP 1 456 108 desweiteren eine Spulspindel bekannt, bei welcher zwischen der Mantelbuchse und der Hohlspindel mehrere Stützmittel angeordnet sind, die zwischen der Mantelbuchse und der Hohlspindel eine Verspannung erzeugen. Damit lässt sich zwar die Tragfähigkeit der Spulspindel verbessern, was jedoch nur durch zusätzliche Mittel an der Spulspindel erreicht wird.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die gattungsgemäße Spulspindel ohne zusätzliche Mittel derart weiterzubilden, dass eine höhere Tragfähigkeit erreicht wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Federn jeweils mehrere in Umfangsrichtung des Ringkolbens ausgerichtete flache Windungen aufweisen.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.
  • Der besondere Vorteil der Erfindung liegt darin, dass der Einbauraum für die Klemmeinrichtung im erheblichen Maße reduziert werden kann. Dadurch lässt sich bei gleichem Außendurchmesser der Spulspindel die Hohlspindel mit einem maximal möglichen Durchmesser ausführen. Der Einbauraum der Feder ist nicht mehr durch einen Windungsdurchmesser, sondern im Wesentlichen durch eine Drahtstärke der in einer Ebene liegenden Windungen bestimmt. Insoweit ist der zur Aufnahme der Klemmeinrichtung erforderliche Ringraum auf ein Mindestmaß reduzierbar. So konnte gegenüber herkömmlichen Klemmeinrichtungen die Einbauhöhe der Klemmeinrichtung um über 40% verringert werden.
  • Um bei den relativ kurzen Verschiebewegen und damit relativ kurzen Federwegen eine ausreichende Federkraft zum Spannen der Spulhülsen am Umfang der Mantelbuchse zu erhalten, sind gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die Windungen der Federn jeweils durch mäanderförmig oder zick-zack-förmig gebogene Federdrähte in einer Ebene gebildet. Damit lassen sich gleich Federcharakteristiken realisieren, wie sie beispielsweise bei zylindrisch gewickelten Federn üblich ist.
  • Zur weiteren Optimierung des Einbauraumes der gesamten Klemmeinrichtung weisen die Windungen der Federn in Umfangsrichtung des Ringkolbens gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung eine Knickung oder eine Krümmung auf.
  • Hierbei ist die Knickung bzw. die Krümmung der Windungen bei den Federn derart gewählt, dass eine Anpassung an den mittleren Durchmesser des Ringkolbens gegeben ist.
  • Zum Spannen der Spulhülsen weist die Klemmeinrichtung mehrere radial bewegliche Klemmkörper auf, die zum Spannen und Entspannen aus der äußeren Mantelbuchse geführt werden. Damit eine möglichst gleichmäßige, am Umfang verteilte Klemmung der Spulhülse erfolgt, sind die Federn gemäß einer bevorzugten Weiterbildung gleichmäßig am Umfang des Ringkolbens verteilt angeordnet und in Ausnehmungen des Ringkolbens geführt. Damit lässt sich eine gleichmäßige axiale Verschiebung des Ringkolbens erzeugen, so dass die in einer Ebene angeordneten Klemmkörper synchron geführt werden können.
  • Die Federn werden bevorzugt als Druckfedern ausgebildet und innerhalb des Ringraumes zwischen einem Anschlag und dem Ringkolben eingespannt. Da die Betriebszeiten der Klemmeinrichtung im gespannten Zustand weitaus größer sind als die Betriebszustände im entspannten Zustand können vorteilhaft dauerfeste Federn realisiert werden.
  • Zum Entspannen ist es erforderlich, dass der Ringkolben entgegen der Federkraft am Umfang der Hohlspindel zurück geschoben wird. Hierzu wird bevorzugt ein Druckfluid verwendet, das mittels einer Druckquelle in einen Druckraum geleitet wird, der unmittelbar durch eine Druckfläche des Ringkolbens begrenzt ist. Der Ringkolben ist hierzu bevorzugt einteilig ausgebildet und weist an dem zu den Druckfedern gegenüberliegenden Ende die Druckfläche auf.
  • Gemäß einer weiteren besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Ringkolben pro Klemmkörper einen Spannschuh auf, welcher mit den betreffenden Klemmköpern zusammenwirkt und welcher durch einen Einschnitt im Ringkolben gebildet ist. Damit lassen sich die Vielzahl der Bauelemente der Klemmeinrichtung auf ein Minimum reduzieren, so dass durch den Ringkolben jedem der Klemmkörper ein Spannschuh zugeordnet ist.
  • Alternativ können die den Klemmkörpern zugeordneten Spannschuhe auch als separate Teile formschlüssig mit dem Ringkolben verbunden werden. So lassen sich die Spannschuhe aus einem anderen besonders gleitfähigen Material bilden.
  • Um beim Spannen der Spulhülsen eine ausreichende Abstützung der Spannschuhe in radialer Richtung zu erhalten, sind die Spannschuhe jeweils durch einen elastischen Steg mit dem Ringkolben verbunden. Damit erfolgt bei jedem der Spannschuhe eine Abstützung unmittelbar am Umfang der Hohlspindel.
  • Zur Fixierung der Spulhülsen hat sich die Weiterbildung der Erfindung besonders bewährt, bei welcher die Klemmkörper jeweils eine wellenförmige Oberfläche mit mehreren Spannkanten oder eine waffelförmige Oberfläche mit mehreren Spannspitzen aufweisen. Insbesondere bei Verwendung von Spulhülsen aus Pappe können somit formschlüssige Klemmverbindungen erzeugt werden.
  • Eine Feder zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Spulspindel zeichnet sich dadurch aus, dass die flachen Windungen an eine gekrümmte Ebene entsprechend dem jeweiligen Ringkolbendurchmesser angepasst sind. Damit lässt sich der Einbauraum der Feder besonders kompakt ausbilden.
  • Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Spulspindel sowie weitere Vorteile sind unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen nachfolgend näher beschrieben.
  • Es stellen dar
  • Fig. 1
    schematisch eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Spulspindel
    Fig. 2
    schematisch das Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 in geänderter Betriebssituation
    Fig. 3
    schematisch eine Querschnittansicht des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1
    Fig. 4
    schematisch eine Draufsicht einer Feder der Klemmeinrichtung
    Fig. 5
    schematisch eine Seitenansicht einer Feder der Klemmeinrichtung
    Fig. 6
    schematisch eine Seitenansicht der Feder der Klemmeinrichtung
    Fig. 7
    schematisch ein an einem Ringkolben angeformter Spannschuh der Klemmeinrichtung
    Fig. 8
    schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Spulspindel
  • In den Fig. 1, 2 und 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Spulspindel in mehreren Ansichten schematisch dargestellt. In den Fig. 1 und 2 ist das Ausführungsbeispiel in einer Seitenansicht gezeigt, wobei das auskragende freie Ende der Spulspindel in einer Schnittdarstellung und das Lagerende der Spulspindel in der Seitenansicht dargestellt ist. In Fig. 1 ist das Ausführungsbeispiel mit einer am Umfang aufgespannten Spulhülse mit gespannter Klemmeinrichtung und in Fig. 2 ohne Spulhülse mit entspannter Klemmeinrichtung gezeigt, wobei in Fig. 1 die Spulhülse in der linken Zeichnungshälfte nur gestrichelt angedeutet ist.
  • Die Fig. 3 zeigt einen Querschnitt des Ausführungsbeispiels mit gespannter Klemmeinrichtung, wie in Fig. 1 dargestellt.
  • Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für alle Figuren.
  • Die Spulspindel weist eine äußere Mantelbuchse 1 auf, die über den Umfang einer Hohlspindel 2 gestülpt ist und zwischen einem Bund 23 und einem Deckel 20 gehalten wird. Die Hohlspindel 2 ist mit einer Antriebswelle 4 gekoppelt und über einen hohlzylindrischen Spindelträger 3 drehbar gelagert. Die Verbindung der Hohlspindel 2 mit der Antriebswelle 4 sowie die Lagerung der Antriebswelle 4 und der Hohlspindel 2 sind in diesem Ausführungsbeispiel nicht näher gezeigt, da sie allgemein für derartige Spulspindeln bekannt sind und für die Erfindung nur untergeordnete Bedeutung aufweisen.
  • Wie aus den Schnittdarstellungen der Figuren 1, 2 und 3 hervorgeht, ist zwischen der äußeren Mantelbuchse 1 und der Hohlspindel 2 ein Ringraum 5 gebildet, in welcher eine Klemmeinrichtung 6 angeordnet ist. Die Klemmeinrichtung 6 erstreckt sich über die gesamte Länge der Mantelbuchse 1 und weist je nach Anzahl der an der Spulspindel aufzunehmenden Spulhülsen mehrere in Normalebenen verteilt angeordnete Klemmkörper 8 auf.
  • In Fig. 1 und 2 sind jeweils zwei Gruppen von Klemmkörpern 8 gezeigt, mit denen beispielsweise eine Spulhülse 24 am Umfang der Mantelbuchse 1 gespannt werden kann. Jede Gruppe von Klemmköpern 8 ist identisch aufgebaut, so dass zur weiteren Erläuterung der Klemmeinrichtung 6 die am auskragenden Ende angeordneten Klemmkörper 8 näher erläutert werden.
  • Die Klemmkörper 8 sind jeweils in einer Mantelöffnung 7 der Mantelbuchse 1 radial geführt.
  • Wie aus der Darstellung in Fig. 3 hervorgeht, weisen die Klemmkörper in radialer Richtung zwei gegenüberliegende Haltekragen 10 auf, die ein Herausfallen der Klemmkörper 8 aus der Mantelöffnung 7 der Mantelbuchse 1 heraus verhindern.
  • An einer Oberseite weisen die Klemmkörper 8 eine wellenförmige Oberfläche mit mehreren parallel ausgerichteten Spannkanten 9 auf. Die Unterseite der Klemmkörper 8 wird durch eine keilförmige Gleitfläche 11 gebildet, die mit einem Ringkolben 12 zusammenwirkt.
  • Wie aus den Fig. 1, 2 und 3 hervorgeht, ist der Ringkolben 12 am Umfang der Hohlspindel 2 angeordnet und in axialer Richtung an dem Ringraum 5 axial verschiebbar. Der Ringkolben 12 trägt zu jedem Klemmkörper 8 einen Spannschuh 14, der keilförmig ausgebildet ist und mit der Gleitfläche 11 auf den Klemmkörper 8 einwirkt. Der Spannschuh 14 ist über einen elastischen Steg 15 mit dem Ringkolben 12 verbunden. Am Umfang des Ringkolbens 12 sind mehrere Spannschuhe 14 verteilt angeordnet.
  • Zum Verständnis der Ausbildung des Spannschuhs 14 ist in Fig. 7 ein Ausschnitt des Ringkolbens 12 in einer Draufsicht gezeigt. Der Ringkolben 12 weist pro Spannschuh 14 einen Einschnitt 13 auf. Innerhalb des Einschnittes 13 ist der Spannschuh 14 über den Steg 15 elastisch bewegbar.
  • Wie in der Darstellung in Fig. 1, 2 und 3 gezeigt, führt die elastische Anbindung des Spannschuhs 14 dazu, dass der Klemmkörper 8 und der Spannschuh 14 gemeinsam am Umfang der Hohlspindel 2 angestützt werden.
  • An dem Ringkolben 12 greifen mehrere am Umfang gleichmäßig verteilte Federn 18 an. Die Federn 18 sind als Druckfedern ausgebildet und weisen mehrere flache Windungen 25 eines Federdrahtes 26 in Umfangsrichtung des Ringkolbens 12 auf. Hierzu sind die Federn in einer Ausnehmung 19 des Ringkolbens 12 geführt.
  • Wie aus der Darstellung in Fig. 1 und 2 hervorgeht, sind die Federn 18 zwischen einen durch den Deckel 20 gebildeten Anschlag und dem Ringkolben 12 eingespannt. Bei der in Fig. 1 dargestellten Situation drücken die Federn 18 den Ringkolben am Umfang der Hohlspindel 2 in Richtung Lagerende, so dass die Spannschuhe 14 des Ringkolben 12 die Klemmkörper 8 aus der Mantelbuchse 1 herausdrücken. In diesem Zustand wird die Spulhülse 24 gespannt.
  • Wie aus der Darstellung in den Fig. 1 und 2 hervorgeht, weist der Ringkolben 12 auf dem zur Feder 18 gegenüberliegenden Ende eine Druckfläche 17 auf, die einen Druckraum 21 begrenzt. Der Druckraum 21 ist über einen Druckanschluss 22 mit dem Innenraum der Hohlspindel 2 gekoppelt. Der Innenraum der Hohlspindel 2 lässt sich über einen hier nicht dargestellten Anschluss mit einer Druckquelle verbinden, so dass ein Druckfluid in den Druckraum 21 geleitet werden kann. Der Ringkolben 12 weist gegenüber dem Druckraum 21 zwei Dichtungen 16.1 und 16.2 auf, die gegenüber der Mantelbuchse 1 und gegenüber der Hohlspindel 2 eine Abdichtung des Druckraumes 21 erzeugen.
  • Für den Fall, dass an der Spulhülse 24 eine fertig gewickelte Spule erhalten ist, wird die Hohlspindel 2 zum Wechseln der Spule abgebremst. Nach Stillstand an der Spulspindel wird eine Druckquelle zum Entspannen der Klemmeinrichtung angeschlossen, so dass in dem Druckraum 21 ein Druckfluid eingeleitet wird. Das Druckfluid führt dazu, dass der Ringkolben 12 gegen die Federkraft der Federn 18 in Richtung freies Ende verschoben wird. Damit löst sich die Verspannung der Spulhülse und die Klemmkörper 8 können ins Innere der Mantelbuchse 1 zurücktreten. Diese Betriebssituation der Spulspindel ist in Fig. 2 gezeigt.
  • Um den Einbauraum der Klemmeinrichtung 6 sowie den Ringraum 5 so klein wie möglich zu gestalten, sind die Federn 18 sowohl in Windungsrichtung als auch in Windungsform dem Ringkolben 12 angepasst. Wie aus der Darstellung in Fig. 4 hervorgeht, sind die Federn 18 durch einen mäanderförmig gebogenen Federdraht 26 gebildet. Somit ergeben sich mehrere hintereinander liegende flache Windungen 25, die bei Herstellung zunächst in einer Ebene erzeugt werden. Anschließend werden die Federn 18 durch eine Knickung oder eine Krümmung derart verformt, dass die Windungen 25 eine zum mittleren Durchmesser des Ringkolbens 12 angepasste Form aufweisen. Die erfindungsgemäße Feder 18 weist somit Windungen 25 auf, die an eine gekrümmte Ebene angepasst sind. Die gekrümmte Ebene ist vorteilhaft entsprechend dem Ringkolben, an welchem die Federn geführt werden, angepasst.
  • Als Beispiel ist in Fig. 5 eine Feder 18 gezeigt, bei welcher die Windungen 25 durch eine Knickung verformt sind. Hierzu werden die beiden Schenkel der Windungen 25 symmetrisch zu einer mittleren Biegekante 27 verbogen.
  • In Fig. 6 ist ein Ausführungsbeispiel der Feder 18 gezeigt, bei welcher die Windungen 25 eine gleichmäßige Krümmung mit einem Krümmungsradius R proportional zum mittleren Durchmesser des Ringkolbens 12 aufweisen. Damit lassen sich sehr kompakte Klemmeinrichtungen realisieren, deren Einbauhöhe nur wenige Millimeter beträgt.
  • In Fig. 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Spulspindel schematisch dargestellt. Das Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und Fig. 2, so dass nachfolgend im Wesentlichen nur die Unterschiede erläutert werden und ansonsten Bezug zu der vorgenannten Beschreibung genommen wird.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 sind die den Klemmkörpern 8 zugeordneten Spannschuhe 14 jeweils als separate Bauteile ausgebildet, die formschlüssig mit dem Ringkolben 12 verbunden sind. Die Anzahl der Spannschuhe 14 ist identisch mit der Anzahl der Klemmkörper 8.
  • Zur Anbindung an den Ringkolben 12 weist jeder der Spannschuhe 14 gegenüberliegend zu der Gleitfläche 11 einen Haltekragen 28 auf, der in eine am Ringkolben 12 ausgebildete Haltenut 29 formschlüssig eingreift. Insoweit ist der Ringkolben 12 und der Spannschuh 14 formschlüssig miteinander verbunden, so dass ein sicheres Hin- und Herführen des Spannschuhs 14 durch den Ringkolben 12 gewährleistet ist.
  • Bei dieser Ausführung der Klemmeinrichtung 6 ist die Möglichkeit gegeben, dass die Spannschuhe 14 und der Ringkolben 12 aus unterschiedlichen Materialien gebildet sind. Damit lassen sich insbesondere die Spannschuhe 14 aus einem gleitfreundlichen und verschleißfesten Material bilden.
  • Die Funktion des in Fig. 8 dargestellten Ausführungsbeispiels ist identisch mit den vorgenannten Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 und 2, so dass keine weiteren Erläuterungen hierzu erfolgen. Zur Fixierung einer Spulhülse über die hervorragenden Klemmkörper 8 sind die Oberflächen der Klemmkörper bei dem in Fig. 8 dargestellten Ausführungsbeispiel waffelförmig ausgebildet, so dass an der Oberfläche der Klemmkörper 8 mehrere pyramidenartige Spannspitzen 30 gehalten sind, die insbesondere bei Papphülsen einen sicheren Halt zwischen Klemmkörper 8 und einer Spannhülse erzeugen.
  • Durch die Erfindung war es möglich, die Tragfähigkeit der Spulspindeln im erheblichen Maße zu steigern. Die Reduzierung der Einbauhöhe der Klemmeinrichtung lässt sich unmittelbar zur Vergrößerung der Hohlspindel nutzen.
  • Wie bereits zuvor erwähnt, können je nach Länge der Spulspindel zehn, zwölf oder sechszehn Spulhülsen aufgenommen werden. Somit kann die beschriebene Klemmeinrichtung eine Mehrzahl von Ringkolben aufweisen, um eine Mehrzahl von Klemmkörpern zu führen. Die Funktion jedes der in dem Ringraum zwischen der Mantelbuchse und der Hohlspindel angeordneten Ringkolben ist dabei identisch zu dem beschriebenen Ausführungsbeispiel. Insoweit erstreckt sich die Erfindung sowohl auf Spulspindeln, bei welcher nur eine Spulhülse am Umfang gespannt wird, als auch auf Spulspindeln, bei welchen eine Mehrzahl von Spulhülsen gleichzeitig am Umfang gehalten werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Mantelbuchse
    2
    Hohlspindel
    3
    Spindelträger
    4
    Antriebswelle
    5
    Ringraum
    6
    Klemmeinrichtung
    7
    Mantelöffnung
    8
    Klemmkörper
    9
    Spannkanten
    10
    Haltekragen
    11
    Gleitfläche
    12
    Ringkolben
    13
    Einschnitt
    14
    Spannschuh
    15
    Steg
    16.1, 16.2
    Dichtung
    17
    Druckfläche
    18
    Feder
    19
    Ausnehmung
    20
    Deckel
    21
    Druckraum
    22
    Druckanschluss
    23
    Bund
    24
    Spulhülse
    25
    Windung
    26
    Federdraht
    27
    Biegekante
    28
    Haltekragen
    29
    Haltenut
    30
    Spannspitzen

Claims (10)

  1. Spulspindel für eine Aufspulmaschine mit einer äußeren Mantelbuchse (1) zur Aufnahme zumindest einer Spulhülse (24) und mit einer Klemmeinrichtung (6), die konzentrisch unterhalb der Mantelbuchse (1) am Umfang einer antreibbaren Hohlspindel (2) angeordnet ist, wobei die Klemmeinrichtung (6) mehrere Klemmkörper (8) aufweist, die in Öffnungen (9) der Mantelbuchse (1) geführt sind und die durch zumindest einen axial verschiebbaren Ringkolben (12) radial zum Spannen oder Entspannen der Spulhülse (24) bewegbar sind, wobei der Ringkolben (12) innerhalb eines zwischen der Mantelbuchse (1) und der Hohlspindel (2) gebildeten Ringkammer (5) angeordnet und durch mehrere Federn (18) in einer Spannstellung gehalten ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Federn (18) jeweils mehrere in Umfangsrichtung des Ringkolbens (12) ausgerichtete flache Windungen (25) aufweisen.
  2. Spulspindel nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Windungen (25) der Federn (18) jeweils durch einen mäanderförmig oder zick-zack-förmig gebogenen Federdraht (26) in einer Ebene gebildet sind.
  3. Spulspindel nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Windungen (25) der Federn (18) in Umfangsrichtung des Ringkolbens (12) eine Knickung oder eine Krümmung aufweisen.
  4. Spulspindel nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Knickungen oder die Krümmungen der Windungen (25) der Federn (18) einem mittleren Durchmesser des Ringkolbens (12) angepasst sind.
  5. Spulspindel nach Anspruch 3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Federn (18) gleichmäßig am Umfang des Ringkolbens (12) verteilt angeordnet und in Ausnehmungen (19) des Ringkolbens (12) geführt sind.
  6. Spulspindel nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Federn (12) als Druckfedern ausgebildet sind und innerhalb des Ringraums (5) zwischen einem Anschlag (20) und dem Ringkolben (12) eingespannt sind.
  7. Spulspindel nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Ringkolben (12) an dem zu den Druckfedern (18) gegenüberliegenden Ende eine Druckfläche (17) aufweist, welche einen Druckraum (21) zur Führung eines Druckfluids begrenzt.
  8. Spulspindel nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Ringkolben (12) pro Klemmkörper (8) einen Spannschuh (14) aufweist, welcher mit dem betreffenden Klemmkörper (8) zusammenwirkt, und dass der Spannschuh (14) durch einen Einschnitt (13) im Ringkolben (12) gebildet oder formschlüssig mit dem Ringkolben verbunden ist.
  9. Spulspindel nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Spannschuhe (14) durch jeweils einen elastischen Steg (15) mit dem Ringkolben (12) verbunden sind.
  10. Spulspindel nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Klemmkörper (8) jeweils eine wellenförmige Oberfläche mit mehreren Spannkanten (9) oder eine waffelförmige Oberfläche mit mehreren Spannspitzen (30) aufweisen.
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