EP2918535A1

EP2918535A1 - Spulenkörper

Info

Publication number: EP2918535A1
Application number: EP14158484.7A
Authority: EP
Inventors: Nikolaus Wagner; Albert Schindler; Reinhold Hehenberger
Original assignee: Starlinger and Co GmbH
Current assignee: Starlinger and Co GmbH
Priority date: 2014-03-10
Filing date: 2014-03-10
Publication date: 2015-09-16

Abstract

Ein Spulenkörper (1) mit einer zylindrischen Spulenhülse (2, 2', 2") und an den Enden der Spulenhülse angeordneten Schutzringen (3, 3') weist an der Innenfläche (2b) der Spulenhülse (2, 2', 2") zumindest einen einwärts gerichteten, zumindest abschnittsweise axial verlaufenden Steg (2c) auf. Die Schutzringe (3, 3') sind mit dem zumindest einen Steg (2c) formschlüssig gegen Verdrehen gesichert verbunden.

Description

Auf dem Gebiet der Rundwebtechnik werden Schussspulen, die auf Spulenkörpern angeordnetes Spulgut, z.B. Schussbändchenwickel aus Kunststoff, tragen, mittels Federkraft zwischen zwei Aufnahmeeinrichtungen in Webschützen eingeklemmt. Üblicherweise werden sogenannte Seitenscheiben an den Schussspulenkörpern angebracht, bevor diese im Webschütz eingespannt werden. Die Seitenscheiben dienen dazu, vom Spulenwickel herunterfallende Spulgutschlaufen aufzufangen. Diese losen Schlaufen können durch Unvollkommenheit der Spulenwickel oder ungleichmäßige Zugspannungen auf das Spulgut auftreten. Beim Abwickeln des Spulgutes während des Webvorgangs werden die Spulen in Rotation versetzt, wobei es zu einer Relativbewegung zwischen den Spulenhülsen und den Seitenscheiben kommt. Dadurch reiben die Enden der Spulenhülsen an den Seitenscheiben. Insbesondere bei Schussspulenhülsen aus Aluminium ist der Abrieb durch die Seitenscheiben, die üblicherweise mit Stahlringen verstärkt sind, sehr hoch, wodurch die Spulenhülsen immer kürzer werden.
Durch die Verkürzung der Spulenhülsen wird die von den Aufnahmeeinrichtungen am Webschütz auf die Spulenhülsen ausgeübte Federkraft verringert. Dadurch wird ein Trudeln der Spule beim Abwickeln des Spulgutes begünstigt, und die Gefahr, dass die Spule bei laufendem Webschütz aus dieser Aufnahmeeinrichtung fällt, steigt mit zunehmendem Verschleiß der Spulenhülse. Bereits ab einer Abnützung von ca. 2 % der Gesamtlänge der Spulenhülsen ist ein sicherer Halt im Webschütz während des Webens nicht mehr gewährleistet und die Hülsen müssen entsorgt werden.
Durch die stetig steigende Leistung von Rundwebmaschinen steigt die Drehzahl der Spulen beim Weben und damit der Verschleiß ihrer Spulenhülsen an und stellt ein immer größer werdendes Problem dar, da die Spulen nur mehr eine sehr geringe Lebensdauer haben.
Ein weiteres Problem bildet der Staub, der beim Abreiben von Spulenhülsen (insbesondere aus Aluminium) entsteht. Er beschädigt einerseits die Lager der Aufnahmeeinrichtungen, und andererseits wird das Gewebe durch den Staub verschmutzt.
Eine Alternative zu Spulenhülsen aus Aluminium stellen Hülsen aus mit Phenolharz getränktem Papier dar, da diese geringeren Verschleiß an den Seitenscheiben aufweisen. Die Fertigung dieser Hülsen ist jedoch sehr aufwändig und teuer.
Aus dem Dokument US 2,679,988 ist ein Spulenkörper bekannt, der eine metallische, zylindrische Spulenhülse aufweist, die an ihrer Außenseite mit einer Lage aus in der Verarbeitung teurem Phenolharz beschichtet ist, wobei die Phenolharzlage nicht bis zu den Enden der Spulenhülse reicht. Auf beide Enden der Spulenhülse sind Seitenscheiben aufgesteckt, die einerseits an den Rändern der Phenolharzlage anliegen und somit gegen Verschieben zur Spulenkörpermitte hin gesichert sind, und andererseits durch Umbördeln der Ränder der metallischen Spulenhülsen gegen Herunterfallen von der Spulenhülse gesichert sind. Eine Relativbewegung der Seitenscheiben in Bezug auf die Phenolharzlage und die umgebördelten Enden der Spulenhülse wird durch die von der Phenolharzlage und den Enden der Spulenhülse auf die Seitenscheiben ausgeübten Reibungskräfte zwar erschwert, aber nicht unmöglich gemacht. In der Praxis wird sich ein Abrieb an den Seitenscheiben, den Enden der Phenolharzlage und/oder den umgebördelten Enden der Spulenhülse einstellen, der rasch zu einem axialen Spiel der Seitenscheiben führt, wodurch die Gefahr besteht, dass Spulgutschlaufen zwischen den Enden der Phenolharzlage und den Seitenscheiben eingeklemmt werden. Die Spulenhülse weist an ihren endnahen Bereichen jeweils zwei Reihen von radial einwärts gerichteten Nasen auf, die zylindrische Stöpsel, mit denen die Spulenhülse verschlossen wird, einerseits an einer axialen Bewegung zur Spulenkörpermitte hindern, indem die inneren Nasen gegen die innere Stirnfläche der Stöpsel anliegen, und andererseits auch an einer axialen Bewegung nach außen hindern, indem die äußeren Nasen in eine Umfangsnut an der Umfangsfläche der Stöpsel eingreifen. Die Stöpsel sind somit gegen die Spulenhülse verdrehbar. Die Stöpsel dienen als Auflager für Aufnahmeeinrichtungen. Die Herstellung dieser Spulen ist aufwendig und kostspielig, weil sie viele Arbeitsgänge erfordert.
Es besteht somit nach wie vor ein Bedürfnis nach Spulenkörpern, die weitgehend verschleißfreie Spulenhülsen umfassen, deren Dimensionen, insbesondere deren Länge, im Betrieb auch bei hoher Beanspruchung konstant bleibt, die hohe Steifigkeit aufweisen und die außerdem billig und einfach herstellbar sind.
Die vorliegende Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch Bereitstellen eines Spulenkörpers mit einer zylindrischen Spulenhülse und an den Enden der Spulenhülse angeordneten Schutzringen, wobei die Spulenhülse an ihrer Innenfläche zumindest einen einwärts gerichteten, zumindest abschnittsweise axial verlaufenden Steg aufweist und die Schutzringe mit dem zumindest einen Steg formschlüssig gegen Verdrehen gesichert sind, beispielsweise durch Einpressen. Der zumindest eine Steg ist in einer Ausführungsform der Erfindung radial einwärts gerichtet. Die formschlüssige Verbindung hat die Funktion einer gegenseitigen Verzahnung von Spulenhülse und Schutzringen, die eine Verdrehung der Schutzringe in Bezug auf die Spulenhülse verlässlich verhindert. Dadurch ist die Spulenhülse vor Verschleiß durch Abreiben an ihren Enden geschützt, wodurch ihre Länge konstant bleibt, was dem Spulenkörper eine extrem lange Lebensdauer verleiht. Es werden lediglich die Schutzringe bei Bedarf getauscht.
Man erhält einen Spulenkörper mit hoher Steifigkeit, wenn die Spulenhülse eine Mehrzahl von Stegen aufweist, die um den Umfang der Innenfläche der Spulenhülse gleichmäßig oder ungleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet sind. Höchste Steifigkeit wird erzielt, wenn der zumindest eine Steg axial über die gesamte Länge der Spulenhülse verläuft. Diese Ausführungsform der Spulenhülse eignet sich auch hervorragend für die Herstellung mittels Strangpressverfahren. In einer alternativen Ausführungsform umfasst der zumindest eine Steg voneinander getrennte Abschnitte, die jeweils von einem der Enden der Spulenhülse axial zur Spulenkörpermitte hin verlaufen. Auch diese Ausführungsform bietet hohe Steifigkeit, insbesondere an den Endbereichen der Spulenhülse, die durch die Federkraftbeaufschlagung von Aufnahmeeinrichtungen der Webschützen besonders hoch belastet sind. Durch die hohe Steifigkeit des erfindungsgemäßen Spulenkörpers ist es möglich, gegenüber herkömmlichen Spulenkörpern den Außendurchmesser der Spulenhülse im Vergleich zum Innendurchmesser, der von der Spulenaufnahmeeinrichtung abhängig ist, zu vergrößern, ohne dabei den Materialaufwand enorm zu erhöhen. Durch den größeren Außendurchmesser wiederum wird die Drehgeschwindigkeit beim Abwickeln leer werdender Spulen geringer gehalten, was zu einer geringeren Lagerreibung und geringeren Fadenspannung führt.
Axialbewegungen der Schutzringe in Bezug auf die Spulenhülse werden beträchtlich erschwert, wenn der zumindest eine Steg zumindest einen sich in Umfangsrichtung der Spulenhülse erstreckenden Abschnitt aufweist. Der Steg kann im Querschnitt gesehen beispielsweise T-Form, Y-Form oder L-Form aufweisen. Diese Ausführungsform der Spulenhülse führt zu einer Vergrößerung der Grenzfläche der formschlüssigen Verbindung zwischen Spulenhülse und Schutzringen, die die gegenseitige Reibung erhöht und somit ein Herausbewegen der Schutzringe von der Spulenhülse verhindert.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Außendurchmesser der Schutzringe kleiner oder gleich dem Außendurchmesser der Spulenhülse ist. Man kann jedoch den Schutzringen zusätzlich die Funktion von Seitenscheiben verleihen, die ein Herunterfallen von Spulgutschlaufen verhindern, indem man den Außenumfang der Schutzringe größer dimensioniert als den Außenumfang der Spulenhülse. Vorzugsweise ist in diesem Fall der Außendurchmesser so groß wie der maximale Durchmesser eines auf die Spulenhülse aufgewickelten Spulgutwickels. In einer alternativen Ausgestaltung, die ebenfalls das Herunterfallen von Spulgutschlaufen verlässlich verhindert, sind an den Enden des Spulenkörpers Seitenscheiben angeordnet, die mit dem zumindest einen Steg der Spulenhülse formschlüssig gegen Verdrehen gesichert verbunden sind. Als vorteilhaft in Bezug auf Verschleiß und Steifigkeit hat sich erwiesen, wenn die Seitenscheiben aus einem Kunststoff, vorzugsweise Polyamid, gefertigt sind, wobei der Kunststoff optional faserverstärkt ist. Aus denselben Gründen erweist es sich als günstig, wenn die Schutzringe aus einem Kunststoff, vorzugsweise Polyamid, gefertigt sind, wobei der Kunststoff optional faserverstärkt ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Spulenhülse aus Metall, insbesondere Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gefertigt, wobei die Spulenhülse vorzugsweise im Strangpressverfahren hergestellt ist. Diese Spulenhülse zeigt hohe Steifigkeit, geringes Gewicht und geringen Verschleiß.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Webschützen einer Rundwebmaschine mit einem erfindungsgemäßen Spulenkörper;
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Spulenhülse in der Perspektive;
Fig. 3 eine Endansicht der Spulenhülse von Fig. 2;
Fig. 4 eine Endansicht einer alternativen Ausführungsform der Spulenhülse;
Fig. 5 eine Endansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform der Spulenhülse;
Fig. 6 einen Schutzring des erfindungsgemäßen Spulenkörpers in perspektivischer Ansicht von der Innenseite;
Fig. 7 den Schutzring von Fig. 6 in perspektivischer Ansicht von der Außenseite;
Fig. 8 einen Schutzring mit vergrößertem Außendurchmesser; und
Fig. 9 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spulenkörpers mit Spulenhülse, Schutzringen und Seitenscheiben im Längsschnitt.

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines in einer Rundwebmaschine verwendeten Webschützen 7, der zwei Spulenhalterungen 6 aufweist, die mit drehbaren Spulenaufnahmeeinrichtungen 5 ausgestattet sind, die zwischen einander eine erfindungsgemäße Spule mittels Federkraft festklemmen, wobei die Spule einen erfindungsgemäßen Spulenkörper 1 aufweist, der Schussspulgut, wie z.B. Spulenwickel aus verstreckten Bändchen aus Kunststoffmaterial, trägt, das während der Reise des Webschützen 7 in einem nicht dargestellten Rundriet, an dem der Webschützen 7 mittels Stützrollen 8 geführt ist, vom Spulenwickel abgezogen und zwischen Kettfadenscharen eingebracht wird. In der Darstellung von Fig. 1 ist die Spule im leeren Zustand gezeigt und wäre somit bereit für den Austausch durch eine gleichartige volle Spule. Der Spulenkörper 1 umfasst eine zylindrische Spulenhülse 2, die an ihren beiden Enden mit Schutzringen 3 und Seitenscheiben 4 versehen ist. Genauer gesagt sind die Schutzringe 3 und Seitenscheiben 4 axial in die offenen Enden der Spulenhülse 2 eingesteckt, wie nachfolgend noch näher erklärt wird. Die Schutzringe 3 und Seitenscheiben 4 bestehen aus Kunststoff, vorzugsweise Polyamid.
Durch die nachfolgend beschriebenen Maßnahmen gelingt es, Abrieb an der Spulenhülse 2 zu vermeiden und somit ihre Länge über die gesamte Lebensdauer des Spulenkörpers 1 konstant zu halten. Durch die konstant bleibende Länge der Spulenhülse 2 ist auch eine gleichbleibende Federkraft beim Einklemmen des Spulenkörpers 1 zwischen die Aufnahmeeinrichtungen 5 im Webschütz 7 gewährleistet. Die Aufnahmeeinrichtungen 5 können sowohl zylindrisch als auch konisch ausgeführt sein.
Fig. 2 zeigt in perspektivischer Darstellung die Spulenhülse 2, die als Hohlzylinder aus Aluminium mit einer Längsachse A ausgebildet ist. Fig. 3 zeigt die Spulenhülse in einer Endansicht. Die Spulenhülse 2 weist eine Außenfläche 2a auf, an der beispielsweise optische Markierungen für die frühzeitige Erkennbarkeit des Endes des Spulgutes angebracht werden können. Die Spulenhülse 2 weist weiters eine Innenfläche 2b auf, an der insgesamt acht radial einwärts gerichtete, axial (d.h. parallel zur Achse A) verlaufende Stege 2c ausgebildet sind. Die Stege 2c sind um den Umfang der Innenfläche 2b der Spulenhülse 2 gleichmäßig, nämlich in einem Winkel von 45°, voneinander beabstandet angeordnet und verlaufen axial über die gesamte Länge L der Spulenhülse 2. Alternativ dazu könnten die Stege durch voneinander getrennte Abschnitte gebildet sein, die jeweils von einem der Enden der Spulenhülse axial zur Spulenkörpermitte hin verlaufen. Die Anzahl der Stege 2c ist nicht entscheidend. Es ist ausreichend, wenn zumindest ein Steg 2c vorgesehen ist, wobei aber eine Mehrzahl an Stegen 2c bevorzugt ist. Fig. 4 zeigt in einer Endansicht eine Ausführungsform einer Spulenhülse 2' mit sechs Stegen 2c, die jeweils um 60° zueinander versetzt sind.
In der einfachsten Ausführungsform sind die Stege 2c nur radial einwärts gerichtet. Fig. 5 zeigt eine Endansicht einer Spulenhülse 2" mit solchen radial einwärts gerichteten Stegen 2c, wogegen die Stege 2c in den Ausführungsformen der Spulenhülse 2, 2' gemäß Fig. 3 und Fig. 4 zusätzlich zum radial einwärts gerichteten Abschnitt auch noch einen sich in Umfangsrichtung der Spulenhülse erstreckenden Abschnitt 2d aufweisen, so dass jeder Steg im Querschnitt gesehen T-Form aufweist, die dazu führt, dass die Schutzringe 3 fest in den Spulenhülsen 2, 2' stecken.
Durch die Stege 2c, 2d erhält die Spulenhülse 2, 2', 2" eine hervorragende Steifigkeit, so dass im Vergleich zu herkömmlichen Spulenkörpern der Außendurchmesser a vergrößert werden kann, was zu verringerten Drehzahlen beim Abziehen des Spulguts führt. Der an den Stegen 2c, 2d gemessene Innendurchmesser b hängt von der Spulenaufnahmeeinrichtung 5 ab. Weiters kann das Gewicht der Spulenhülse 2, 2', 2" durch die Stege 2c, 2d trotz großem Außendurchmesser a gering gehalten werden. Besonders in der Rundweberei ist es wichtig das Gewicht der einzelnen Komponenten, wie Webschütz 7 bzw. Spulenkörper 1, gering zu halten, um den Verschleiß der Bauteile, die durch die Fliehkraft der Webschützen 7 belastet werden, zu minimieren.
Die Stege 2c, 2d der beschriebenen Ausführungsformen der Spulenhülse 2, 2', 2" sind alle nach innen offen und können einfach mittels Strangpressen hergestellt werden. In die offenen Enden der Spulenhülse 2, 2', 2" sind axial Schutzringe 3 einführbar, so dass sie mit den Stegen 2c, 2d formschlüssig gegen Verdrehen gesichert verbunden sind. In Fig. 6 und Fig. 7 ist eine Ausführungsform eines Schutzrings 3 perspektivisch von der Innenseite bzw. der Außenseite dargestellt. Der Schutzring 3 weist einen ringförmigen Körper 3c auf, von dem sich axial Fortsätze 3a erstrecken, die voneinander durch axial verlaufende Schlitze 3b getrennt sind. Beim Einführen des Schutzrings 3 in die Spulenhülse 2, 2', 2" werden die radialen Stege 2c der Spulenhülse 2, 2', 2" in den Schlitzen 3b der Spulenhülse 2, 2', 2" positioniert. Weiters werden die Fortsätze 3a des Schutzrings 3 axial zwischen den radialen Stegen 2c positioniert, wobei die in Umfangsrichtung angeordneten Steg-Abschnitte 2d zusätzlich formschlüssig an den Fortsätzen 3a anliegen. Durch diese Ausgestaltung der Spulenhülse 2, 2', 2" und des Schutzrings 3 "verzahnen" sich diese beiden Elemente miteinander, wodurch ein gegenseitiges Verdrehen ausgeschlossen wird, was verhindert, dass der Schutzring 3 Material von der Spulenhülse 2, 2', 2" abreibt.
Wenn der Außendurchmesser d der Schutzringe 3 gleich groß ist wie der Außendurchmesser a der Spulenhülse 2, 2', 2", so ist die Außenfläche 2a der Spulenhülse 2, 2', 2" bündig mit der Außenumfangsfläche 3d des Schutzrings. Eine solche Ausführungsform ist dann zweckmäßig, wenn das Spulgut mit hoher Qualität auf den Spulenkörper gewickelt ist, so dass nicht befürchtet werden muss, dass Spulgutschlaufen vom Spulenwickel fallen. In diesem Fall werden die Schutzringe 3 als Gegenstücke zu den Spulenaufnahmeeinrichtungen 5 ausgebildet. Ist eine solche hohe Qualität des Spulgutwickels nicht garantiert, so ist eine Ausführungsform des Spulenkörpers zweckmäßig, bei der der Außendurchmesser d des ringförmigen Körpers 3c' der Schutzringe 3' größer ist als der Außendurchmesser a der Spulenhülse 2, 2', 2". Dadurch ragt der Schutzring 3 radial nach außen über die Spulenhülse 2, 2', 2" hinaus und erfüllt so die Funktion einer in Fig. 1 und Fig. 9 dargestellten Seitenscheibe 4.
Natürlich können auch separate Seitenscheiben 4 vorgesehen sein, wie in Fig. 1 und Fig. 9 dargestellt. Die Seitenscheiben 4 greifen ebenfalls mit den Stegen 2c, 2d der Spulenhülse 2 ineinander, indem ihre axialen Fortsätze 4a durch den offenen Schutzring 3 und dessen axiale Fortsätze 3a hindurch in die Spulenhülse 2 eingesteckt werden, wie in Fig. 9 gezeigt, wodurch ein Verdrehen der Seitenscheiben 4 in Bezug auf die Spulenhülse 2 verhindert wird.

Claims

Spulenkörper (1) mit einer zylindrischen Spulenhülse (2, 2', 2") und an den Enden der Spulenhülse angeordneten Schutzringen (3, 3'), dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenhülse (2, 2', 2") an ihrer Innenfläche (2b) zumindest einen einwärts gerichteten, zumindest abschnittsweise axial verlaufenden Steg (2c) aufweist und die Schutzringe (3, 3') mit dem zumindest einen Steg (2c) formschlüssig gegen Verdrehen gesichert sind.
Spulenkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenhülse (2, 2', 2") eine Mehrzahl von Stegen (2c) aufweist, die um den Umfang der Innenfläche (2b) der Spulenhülse voneinander beabstandet angeordnet sind.
Spulenkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Steg (2c) axial über die gesamte Länge der Spulenhülse verläuft.
Spulenkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Steg voneinander getrennte Abschnitte umfasst, die jeweils von einem der Enden der Spulenhülse (2, 2', 2") axial zur Spulenkörpermitte hin verlaufen.
Spulenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Steg (2c) zumindest einen sich in Umfangsrichtung der Spulenhülse erstreckenden Abschnitt (2d) aufweist.
Spulenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser (d) der Schutzringe (3) kleiner oder gleich dem Außendurchmesser (a) der Spulenhülse (2, 2', 2") ist.
Spulenkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser (d) der Schutzringe (3') größer ist als der Außendurchmesser (a) der Spulenhülse (2, 2', 2").
Spulenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch an den Enden des Spulenkörpers (1) angeordnete Seitenscheiben (4), die mit dem zumindest einen Steg (2c) der Spulenhülse formschlüssig gegen Verdrehen gesichert sind.
Spulenkörper nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenscheiben (4) aus einem Kunststoff, vorzugsweise Polyamid, gefertigt sind, wobei der Kunststoff optional faserverstärkt ist.
Spulenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenhülse (2, 2', 2") aus Metall, insbesondere Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gefertigt ist, wobei die Spulenhülse vorzugsweise im Strangpressverfahren hergestellt ist.
Spulenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzringe (3, 3') aus einem Kunststoff, vorzugsweise Polyamid, gefertigt sind, wobei der Kunststoff optional faserverstärkt ist.
Spulenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Steg (2c) radial einwärts gerichtet ist.
Spulenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzringe (3, 3') in die Spulenhülse (2, 2', 2") eingepresst sind.