EP3385207A1 - Spindle for a winder - Google Patents
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- EP3385207A1 EP3385207A1 EP18157599.4A EP18157599A EP3385207A1 EP 3385207 A1 EP3385207 A1 EP 3385207A1 EP 18157599 A EP18157599 A EP 18157599A EP 3385207 A1 EP3385207 A1 EP 3385207A1
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Definitions
- the invention relates to a spindle for a winder for winding one or more threads to a respective coil on at least one winding tube, wherein each winding tube by at least one clamping ring on a rotating sleeve is clamped fastened.
- spindles are used in winders or winding machines, which are wound with spun synthetic threads.
- one or more sleeves are attached one behind the other on the projecting spindle on the winders.
- the spindle has a clamping device, in which a cone or a spring system generates the necessary clamping force on the sleeves. The force on the cone requires a complicated mechanical arrangement within the spindle, which leaves little space for the storage of the spindle.
- An alternative tensioning device provides spacers and catch rings made of plastic, which must be pushed back to their original position when loosening the sleeves. This is done by the elastic restoring forces of the clamping ring or by the use of O-rings, which compress the clamping ring. Since plastic parts begin to creep under load and time and thus deform plastically, the elastic restoring forces are smaller, making the sleeves are difficult to solve. This also increases the Outer diameter of the clamping elements, whereby the sliding of new sleeves is difficult.
- the EP 2398727 B1 discloses a winding device for winding one or more threads, in which the sleeves are clamped by means of radially adjustable pins.
- the pins are moved via a slider along an inclined plane, which at the same time a radial displacement is connected.
- the construction of the clamping device is very complex and expensive and has the disadvantage that the pins perform a small axial movement during extension, which overlaps with the clamping action and damage the sleeves locally due to the frictional force.
- the object is achieved by a spindle for a winder for winding one or more threads to a respective coil on at least one winding tube, each winding tube by at least one clamping ring on a rotating sleeve is clamped fastened, wherein the actuation of the at least one Clamping ring is effected by means which are arranged within the sleeve, wherein the means on the outer circumference of the spindle along the spindle axis act on the at least one clamping ring.
- the invention is characterized in that the at least one clamping ring is arranged on a driving ring, which connects a spacer sleeve with a spacer ring.
- the arrangement of the clamping ring on a driving ring which connects a spacer sleeve with a spacer ring allows a series connection with which the clamping force on the outer diameter of the spindle along its longitudinal axis can be passed from one to the next winding tube.
- the driving ring ensures that the clamping ring can not be compressed excessively and an almost uniform clamping force is exerted on all clamping rings, so that all the winding tubes are held with the same friction on the spindle.
- the at least one clamping ring has a circumferential collar with individual sections on both end faces results in a slight deformability of the clamping rings.
- Each section is designed to be in operative connection with the winding tube by clamping.
- the sections can thus independently exert a different clamping force on the winding tube. Unevenness and tolerances can thus be compensated.
- the sections are formed by mutual cuts.
- the incisions extend from a collar orthogonally through the periphery or surface almost to the opposite collar, leaving only a small web.
- opposite sections of the collar are pressed outward and thus clamp the winding tube.
- Each section of a collar can thus create individually to the inner diameter of the winding tube, even if it is not exactly round.
- each collar has a slope or ramp, which corresponds to a slope or ramp, which are arranged on the end faces of the spacer sleeve or spacers, causes a Compressive force on the outer circumference of the spindle in the longitudinal direction an extension of the clamping rings.
- the at least one clamping ring has at least one securing ring on its outer circumference.
- the driving ring on each end face on a collar which engages in a recess of the spacer sleeve or the spacer ring.
- the driving ring thus connects the spacer sleeve with the spacer ring and at the same time prevents overloading of the clamping rings.
- each collar of the driving ring is divided by means of cuts in individual separate sections.
- the means are designed as at least one spring, which can apply a pressure force on the at least one clamping ring by means of a lid.
- a pneumatic or hydraulic piston chamber is arranged, which relaxes the pressure relief at least one spring acting on the outer circumference of the spindle.
- the modified bearing which is arranged within a rigid axis in the longitudinal center of the spindle, reduces the bending moments on the spindle, since the left and right of the storage takes place in each case the same load through cores.
- the at least one spring acts as energy storage, which compresses the clamping rings parallel to the spindle axis.
- the spindle can be made more massive, since the force curve does not run through the spindle shell at interruptions, but in the longitudinal direction of the spindle axis on the outer circumference or outer jacket.
- the material used for the clamping elements is polyamide or other engineering plastics, which may consist of PA6 or PA6.6 and have a much greater wear resistance and heat resistance than rubber.
- the use of a spring steel is possible.
- FIG. 1 is one of two spindles of a winder for continuous stripping and winding of multiple filaments produced by a spin-draw process.
- the spindles are arranged on a rotatable turret, not shown, which moves the spindles from a waiting position to an operating position.
- Each of the spindles has its own drive, which can be coupled to the drive and a positioning device of the revolver. In the operating position are usually two to four cores 19 on the spindle 1, which are held by clamping and on which the threads or filaments are wound into coils 8.
- the spindles 1 are moved from the operating to the waiting position, the thread separated and wound on the new winding tube.
- the finished coils 8 are removed from the spindle 1, in which the clamping elements, with which the winding tubes 19 are clamped on the spindle 1, are relaxed.
- the spindles 1 are mounted on one side. Because the cantilevered part of the spindles is between 300 can project up to 1800 mm from the turret and simultaneously act with the winding forces at high speeds of up to 16,000 rev / min an enormous one-sided load on the spindles, they must be stored very stiff and precise.
- the spindle 1 a rigid and fixed axis 2, which is fastened by means of a flange 3 to a rotatable turret, not shown, of the winder.
- a drive shaft 4 is arranged, which is mounted next to the flange 3 outside of the winding area within the turret by means of a first drive bearing 5.
- a second bearing 7 is disposed at the opposite end within the rigid and fixed axis 2 in the winding area. In this case, the bearing 7 is arranged as far away from the flange 3 in the rigid axis 2, that is substantially in the longitudinal center of the spindle 1, to produce the lowest possible resonance at high speeds of up to 16,000 rpm.
- Both bearings 5, 7 take a disposed within the axis 2 drive shaft 4, which has been extended by means of a bearing shaft 6.
- the longitudinal division of the inner driven shaft in a drive shaft 4 and a bearing shaft 6 allows on the one hand an axial fixation of the bearing 7, which can be supported in the transition region of the drive shaft 4 on the bearing shaft 6 on each of a left and right shoulder.
- the longitudinal division allows a simple and precise pre-assembly of the very long bearing 7 with the bearing shaft 6 outside the spindle 1.
- the drive shaft 4 and the bearing shaft 6 are connected by a not shown sealed coupling piece with screws.
- the bearing 7 preferably has a length which essentially corresponds to the length of a winding tube 19.
- a sleeve 14 is inserted, which is designed as a so-called double sleeve and along its longitudinal axis to the opposite end faces each having a sleeve portion 14a and 14c, each forming a cavity 14b and 14d.
- the sleeve portion 14a with the cavity 14b thereby almost completely overhangs the rigid axle 2 up to the flange 3 and covers it as far as possible.
- the assembly of the sleeve 14 via a fastening 9, with which the sleeve 14 is screwed to the bearing shaft 6.
- the second sleeve portion 14 c with the cavity 14 d is arranged in the opposite direction to the free end of the spindle 1 and takes a spring assembly 10 with a plate 11.
- the spring assembly 10 is biased between the plate 11 and a spring seat 17 by means of a fastening 16.
- the spring support 17 is supported within the sleeve portion 14b at an unspecified paragraph.
- the cavity 14d of the sleeve portion 14c is closed by a cover 12 with a collar 13 which surrounds the sleeve portion 14b from the outside. Due to the tension of the spring assembly 10, which is supported on the spring support 17, the plate 11 is pressed in the longitudinal direction of the flange 3 in the sleeve portion 14 b. At the same time, the lid 12 is pressed with the collar 13 on the sleeve portion 14b, whereby the cavity 14d is almost closed.
- FIGS. 2 to 3 are on the outer circumference of the sleeve 14 for each winding tube 19, a spacer sleeve 18 and a respective arranged on both sides spacer ring 23 is pushed.
- each spacer ring 23 is arranged, which sits with its inner diameter with a small gap on a driver ring 21.
- the spacer ring 23 bridges the gap between two winding sleeves 19, so that the axial force along the spindle surface is continuously passed from one to the next clamping ring 20 on.
- each spacer ring 23 on its circumference Has recesses, which are shown in the sectional view of the upper view as a gap. In fact, the spacer ring 23 extends over the edge region of two adjacent winding tubes 19.
- the winding tube 19 can thus be held by two clamping rings 20 on the sleeve 14.
- the driver ring 21 has at each end edge an outer diameter enlarging collar 21 a, which corresponds to circumferential recesses 18 a, 23 a of the spacer sleeve 18 and the spacer rings 23.
- Each collar 21a engages in the recesses 18a, 23a of the spacer sleeve 18 and the spacers 23 so that they can not escape laterally under the winding tube 19 along the axial length of the sleeve 14.
- the clamping ring 20 is seated with its inner diameter with a gap on the driver ring 21 and also has on each end face a circumferential collar 20a, which increases the outer diameter.
- the inner diameter of the clamping ring 20 is larger than the outer diameter of the driving ring 21, so that both do not touch.
- the circumferential collar 20a has an inner diameter inclined towards slope or ramp, which with a slope or ramp, which is arranged on the end faces of the spacer sleeve 18 and the spacer ring 23, corresponds.
- Each clamping ring 20 has alternating cuts 20b, 20c which extend from a collar 20a orthogonally through the periphery almost to the opposite collar 20a and thereby form portions 20a1, 20a2.
- a portion 20a2 of a collar 20a is formed and bounded by two incisions 20c which almost reach to portion 20a1.
- the sections 20a1, 20a2 are simultaneously pressed against the winding tube 19 during a pressure load by the spacer sleeve 18 so that it is securely fixed even at high rotational speeds.
- Each partially opposite portions of the collar 20a1, 20a2 are pressed outward and thus clamp the winding tube 19.
- Each section 20a1, 20a2 of a collar 20a can thereby invest with its surface individually to the inner diameter of the winding tube, even if it is not exactly round.
- a bore is arranged at the end of each incision 20b, 20c into which the incision 20b, 20c enters and ends. This prevents cracks and material breaks.
- the clamping ring 20 has at least one recess 20d which can receive a locking ring 22 in a form-fitting manner in order to avoid excessive deformation of the clamping rings 20, for example during spindle rotations without a winding sleeve.
- two recesses 20 d are mounted on the circumference of the clamping ring 20.
- the driving ring 21 is smaller in inner diameter than the outer diameter of the sleeve 14. When pushed onto the sleeve 14 is the driving ring 21 is stretched, whereby it rests without play on the sleeve 14 and thus is easily clamped on the sleeve. In order to ensure sufficient elasticity of the driving ring 21, this also has changing cuts 21b, 21c, extending from a collar 21a orthogonal by the circumference almost to the opposite collar 21a and thereby form sections 21a1, 21a2. For example, a portion 21a2 of a collar 21a is formed and bounded by two notches 21c, which almost reach to the portion 21a1. In order to reinforce the elastic behavior of the collar 21a1, 21a2, a bore is arranged at the end of each cut 21b, 21c into which the notch 21b, 21c enters and ends. This prevents cracks and material breaks.
- the cavity 14d pressure (pneumatic or hydraulic pressure) is applied, whereby the spring assembly 10 is compressed.
- the cover 12 with the collar 13 is operatively connected to the first spacer ring 23, in which they are integrally formed, or by means not shown connecting element or connecting ring.
- the cover 12 moves away from the spindle with the collar 13, thereby pulling apart the spacer sleeves 18 and spacers 23, so that the pressure on the clamping rings 20 is reduced and these relax.
- three cores 19 can be postponed according to this embodiment, which are positioned by a stop, for example in the form of a rocker arm on the spindle 1.
- the cavity 14d is depressurized, whereby the spring assembly 10 is relaxed. It thus presses the collar 12 of the lid 12 against the first spacer ring 23, which passes on the spring force on the first clamping ring 20 to the nearest spacer sleeve 18. Due to the series connection, all clamping rings 20 are compressed and fix the winding tubes 19th
- three cores 19 are pushed onto the spindle 1, which are fixed by two respective clamping rings 20.
- the winding tubes 19 can also be guided, for example, via a cone, not shown, and fixed with only one clamping ring 20.
- About a central arrangement of the clamping rings 20 and the fixation of the winding tube 19 would be sufficient with only one clamping ring 20.
- the rigid axle 2 is firmly connected to the revolver, not shown, of the winder and thus fixed.
- the drive shaft 4 and the bearing shaft 6, which transmit the rotational movement to the sleeve 14 rotates.
- all other associated components such as the spacers 18, the clamping elements 20 and the winding sleeves 19.
- the spring assembly 10 with the plate 11, the spring support 17 and the cover 12 is supported on the sleeve 14, rotate also these parts with.
- the arrangement of the bearing 7 approximately centrally in the spindle 1 reduces the bending load on the spindle 1, since this tends due to the one-sided storage and by the load through the winding tubes 19 to enormous vibrations.
- the clamping elements 20 are made of rubber or a rubber-coated spring steel, which, although a high elasticity, but are not resistant to wear.
- the clamping ring 20 is made of a technical plastic, for example of a polyamide such as caprolactam (PA6) or an aliphatic polyamide of hexamethylenediamine and adipic acid (PA6.6), which has a lower elasticity, but a significantly greater hardness and wear resistance than the Clamping rings according to the prior art.
- PA6 caprolactam
- PA6.6 aliphatic polyamide of hexamethylenediamine and adipic acid
- the design of the clamping rings 20 is such that only a small axial deformation is required for a radial diameter increase.
- FIG. 1 19 two clamping rings 20 are provided for each winding tube, which are separated from each other by spacers 18.
- the compressive force for clamping the winding tubes 19 is applied by the spring assembly 10, whose force is passed through the cover 12 via the collar 13 on the spacers 18 and thus on the clamping rings 20.
- the clamping rings 20 are connected in series from the outer end of the spindle 1 to the attachment to the turret and would pass less and less force due to their elasticity, if their axial deformability would not be limited.
- the driving ring 21 is provided below or within each clamping ring 20, which prevents excessive compression of the clamping rings 20 in the axial direction of the spindle 1 and thus enables a "continuous series connection" of the clamping rings.
Landscapes
- Winding Of Webs (AREA)
Abstract
Spindel für einen Wickler zum Aufwickeln von einem oder mehrerer Fäden zu jeweils einer Spule auf mindestens einer Wickelhülse (19), wobei jede Wickelhülse (19) durch mindestens einen Klemmring (20) auf einer drehenden Hülse (14) klemmend befestigbar ist, wobei die Betätigung des mindestens einen Klemmringes (20) durch Mittel erfolgt, die innerhalb der Hülse (14) angeordnet sind, wobei die Mittel auf dem Außenumfang der Spindel (1) entlang der Spindelachse auf den mindestens einen Klemmring (20) wirken und wobei die Klemmring (20) auf einem Mitnehmerring (21) angeordnet ist, der eine Distanzhülse (18) mit einem Distanzring (23) verbindet.Spindle for a winder for winding one or more threads in each case a coil on at least one winding tube (19), wherein each winding tube (19) by at least one clamping ring (20) on a rotating sleeve (14) is clamped fastened, wherein the actuation the at least one clamping ring (20) is effected by means disposed within the sleeve (14), the means acting on the outer circumference of the spindle (1) along the spindle axis on the at least one clamping ring (20) and wherein the clamping ring (20 ) is arranged on a driving ring (21) which connects a spacer sleeve (18) with a spacer ring (23).
Description
Die Erfindung betrifft eine Spindel für einen Wickler zum Aufwickeln von einem oder mehreren Fäden zu jeweils einer Spule auf mindestens einer Wickelhülse, wobei jede Wickelhülse durch mindestens einen Klemmring auf einer drehenden Hülse klemmend befestigbar ist.The invention relates to a spindle for a winder for winding one or more threads to a respective coil on at least one winding tube, wherein each winding tube by at least one clamping ring on a rotating sleeve is clamped fastened.
Derartige Spindeln werden in Wicklern oder Aufspulmaschinen verwendet, mit denen gesponnene synthetische Fäden aufgewickelt werden. Hierzu sind eine oder mehrere Hülsen hintereinander auf der an den Wicklern auskragenden Spindel aufgesteckt. Zum Spannen der Hülsen besitzt die Spindel eine Klemmeinrichtung, bei der ein Konus oder ein Federsystem die notwendige Klemmkraft auf die Hülsen erzeugt. Die Kraftbetätigung auf den Konus erfordert eine innerhalb der Spindel aufwändige mechanische Anordnung, die nur wenig Platz für die Lagerung der Spindel übriglässt.Such spindles are used in winders or winding machines, which are wound with spun synthetic threads. For this purpose, one or more sleeves are attached one behind the other on the projecting spindle on the winders. For clamping the sleeves, the spindle has a clamping device, in which a cone or a spring system generates the necessary clamping force on the sleeves. The force on the cone requires a complicated mechanical arrangement within the spindle, which leaves little space for the storage of the spindle.
Eine alternative Spannvorrichtung sieht Distanzhülsen und Fangringe aus Kunststoff vor, die beim Lösen der Hülsen wieder in ihre ursprüngliche Position zurückgeschoben werden müssen. Dies erfolgt durch die elastischen Rückstellkräfte des Klemmringes oder durch die Verwendung von O-Ringen, die den Klemmring zusammendrücken. Da Kunststoffteile unter Belastung und Zeit zu kriechen beginnen und sich damit plastisch deformieren, werden die elastischen Rückstellkräfte kleiner, wodurch die Hülsen nur erschwert zu lösen sind. Dabei vergrößert sich auch der Außendurchmesser der Spannelemente, wodurch das Aufschieben von neuen Hülsen erschwert wird.An alternative tensioning device provides spacers and catch rings made of plastic, which must be pushed back to their original position when loosening the sleeves. This is done by the elastic restoring forces of the clamping ring or by the use of O-rings, which compress the clamping ring. Since plastic parts begin to creep under load and time and thus deform plastically, the elastic restoring forces are smaller, making the sleeves are difficult to solve. This also increases the Outer diameter of the clamping elements, whereby the sliding of new sleeves is difficult.
Die
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Spindel für einen Wickler zu schaffen, die preiswert aufgebaut und eine hohe Klemmkraft ohne die oben beschriebenen Nachteile aufweist.It is an object of the invention to provide a spindle for a winder, which is inexpensive and has a high clamping force without the disadvantages described above.
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche 1 gelöst; die Unteransprüche beschreiben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.The object is solved with the features of claims 1; the dependent claims describe advantageous embodiments of the invention.
Nach Anspruch 1 wird die Aufgabe durch eine Spindel für einen Wickler zum Aufwickeln von einem oder mehrerer Fäden zu jeweils einer Spule auf mindestens einer Wickelhülse gelöst, wobei jede Wickelhülse durch mindestens einen Klemmring auf einer drehenden Hülse klemmend befestigbar ist, wobei die Betätigung des mindestens einen Klemmringes durch Mittel erfolgt, die innerhalb der Hülse angeordnet sind, wobei die Mittel auf dem Außenumfang der Spindel entlang der Spindelachse auf den mindestens einen Klemmring wirken.According to claim 1, the object is achieved by a spindle for a winder for winding one or more threads to a respective coil on at least one winding tube, each winding tube by at least one clamping ring on a rotating sleeve is clamped fastened, wherein the actuation of the at least one Clamping ring is effected by means which are arranged within the sleeve, wherein the means on the outer circumference of the spindle along the spindle axis act on the at least one clamping ring.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Klemmring auf einem Mitnehmerring angeordnet ist, der eine Distanzhülse mit einem Distanzring verbindet.The invention is characterized in that the at least one clamping ring is arranged on a driving ring, which connects a spacer sleeve with a spacer ring.
Die Anordnung des Klemmringes auf einem Mitnehmerring, der eine Distanzhülse mit einem Distanzring verbindet, ermöglicht eine Reihenschaltung, mit der die Klemmkraft auf dem Außendurchmesser der Spindel entlang deren Längsachse von einer zur nächsten Wickelhülse weitergegeben werden kann. Gleichzeitig sorgt der Mitnehmerring dafür, dass der Klemmring nicht übermäßig zusammengedrückt werden kann und auf alle Klemmringe eine fast gleichmäßige Klemmkraft ausgeübt wird, so dass auch alle Wickelhülsen mit gleicher Reibung auf der Spindel gehalten werden.The arrangement of the clamping ring on a driving ring which connects a spacer sleeve with a spacer ring, allows a series connection with which the clamping force on the outer diameter of the spindle along its longitudinal axis can be passed from one to the next winding tube. At the same time the driving ring ensures that the clamping ring can not be compressed excessively and an almost uniform clamping force is exerted on all clamping rings, so that all the winding tubes are held with the same friction on the spindle.
Dadurch, dass der mindestens eine Klemmring an beiden Stirnseiten einen umlaufenden Kragen mit einzelnen Abschnitten aufweist, ergibt sich eine leichte Verformbarkeit der Klemmringe.The fact that the at least one clamping ring has a circumferential collar with individual sections on both end faces results in a slight deformability of the clamping rings.
Dabei ist jeder Abschnitt ausgebildet, klemmend mit der Wickelhülse in Wirkverbindung zu stehen. Die Abschnitte können damit unabhängig voneinander eine unterschiedliche Klemmkraft auf die Wickelhülse ausüben. Unebenheiten und Toleranzen können damit kompensiert werden.Each section is designed to be in operative connection with the winding tube by clamping. The sections can thus independently exert a different clamping force on the winding tube. Unevenness and tolerances can thus be compensated.
Vorzugsweise werden die Abschnitte durch wechselseitige Einschnitte gebildet. Die Einschnitte erstrecken sich von einem Kragen orthogonal durch den Umfang bzw. Oberfläche fast bis zum gegenüberliegenden Kragen, so dass nur ein kleiner Steg übrigbleibt. Jeweils teilweise gegenüberliegende Abschnitte des Kragens werden nach außen gedrückt und klemmen damit die Wickelhülse. Jeder Abschnitt eines Kragens kann sich damit individuell an den Innendurchmesser der Wickelhülse anlegen, auch wenn diese nicht exakt rund ist.Preferably, the sections are formed by mutual cuts. The incisions extend from a collar orthogonally through the periphery or surface almost to the opposite collar, leaving only a small web. In each case opposite sections of the collar are pressed outward and thus clamp the winding tube. Each section of a collar can thus create individually to the inner diameter of the winding tube, even if it is not exactly round.
Dadurch, dass jeder Kragen eine Schräge oder Rampe aufweist, die mit einer Schräge oder Rampe korrespondiert, die an den Stirnseiten der Distanzhülse oder der Distanzringe angeordnet sind, bewirkt eine Druckkraft auf dem Außenumfang der Spindel in deren Längsrichtung eine Ausdehnung der Klemmringe.Characterized in that each collar has a slope or ramp, which corresponds to a slope or ramp, which are arranged on the end faces of the spacer sleeve or spacers, causes a Compressive force on the outer circumference of the spindle in the longitudinal direction an extension of the clamping rings.
Um bei einer Leerdrehung, das heißt Drehung der Spindel ohne Wickelhülse, eine Beschädigung der Klemmringe zu vermeiden, weist der mindestens eine Klemmring auf seinem Außenumfang mindestens einen Sicherungsring auf.In order to avoid damage to the clamping rings during idle rotation, that is to say rotation of the spindle without a winding sleeve, the at least one clamping ring has at least one securing ring on its outer circumference.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Mitnehmerring an jeder Stirnseite einen Kragen auf, der in eine Vertiefung der Distanzhülse oder des Distanzringes eingreift. Der Mitnehmerring verbindet damit die Distanzhülse mit dem Distanzring und verhindert gleichzeitig eine Überlastung der Klemmringe.In a preferred embodiment, the driving ring on each end face on a collar which engages in a recess of the spacer sleeve or the spacer ring. The driving ring thus connects the spacer sleeve with the spacer ring and at the same time prevents overloading of the clamping rings.
Vorzugsweise ist auch jeder Kragen des Mitnehmerringes mittels Einschnitte in einzelne separate Abschnitte unterteilt.Preferably, each collar of the driving ring is divided by means of cuts in individual separate sections.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Mittel als mindestens eine Feder ausgebildet, die mittels eines Deckels eine Druckkraft auf den mindestens einen Klemmring aufbringen kann. Innerhalb der Spindel ist ein pneumatischer oder hydraulischer Kolbenraum angeordnet, der bei Druckentlastung die mindestens eine Feder entspannt, die auf dem Außenumfang der Spindel wirkt. Dadurch, dass die Mittel zur Kraftbeaufschlagung zwar innerhalb der Spindel angeordnet sind, die Mittel aber auf dem Außenumfang der Spindel bzw. auf oder entlang der Umfangsfläche wirken, wird innerhalb der Spindel ein Freiraum für eine modifizierte Lagerung geschaffen, mittels der die Spindel mit höheren Drehzahlen und mit einer größeren auskragenden Länge gebaut werden kann. Die modifizierte Lagerung, die innerhalb einer starren Achse in der Längsmitte der Spindel angeordnet ist, verringert die Biegemomente auf die Spindel, da links und rechts der Lagerung jeweils die gleiche Belastung durch Wickelhülsen erfolgt. Die mindestens eine Feder wirkt als Kraftspeicher, die die Klemmringe parallel zur Spindelachse zusammendrückt. Dadurch kann die Spindel massiver ausgeführt werden, da der Kraftverlauf nicht durch den Spindelmantel an Unterbrechungen verläuft, sondern in Längsrichtung der Spindelachse auf dem Außenumfang bzw. Außenmantel.In a preferred embodiment, the means are designed as at least one spring, which can apply a pressure force on the at least one clamping ring by means of a lid. Within the spindle, a pneumatic or hydraulic piston chamber is arranged, which relaxes the pressure relief at least one spring acting on the outer circumference of the spindle. By virtue of the fact that the means for applying force are arranged inside the spindle, but the means act on the outer circumference of the spindle or on or along the circumferential surface, a free space for a modified bearing is created inside the spindle, by means of which the spindle can rotate at higher speeds and can be built with a larger overhanging length. The modified bearing, which is arranged within a rigid axis in the longitudinal center of the spindle, reduces the bending moments on the spindle, since the left and right of the storage takes place in each case the same load through cores. The at least one spring acts as energy storage, which compresses the clamping rings parallel to the spindle axis. As a result, the spindle can be made more massive, since the force curve does not run through the spindle shell at interruptions, but in the longitudinal direction of the spindle axis on the outer circumference or outer jacket.
In vorteilhafter Ausführungsform wird als Material für die Klemmelemente Polyamid oder andere technische Kunststoffe verwendet, die aus PA6 oder PA6.6 bestehen können und eine viel größere Verschleißfestigkeit und Wärmebeständigkeit als Gummi aufweist. Auch die Verwendung eines Federstahles ist möglich.In an advantageous embodiment, the material used for the clamping elements is polyamide or other engineering plastics, which may consist of PA6 or PA6.6 and have a much greater wear resistance and heat resistance than rubber. The use of a spring steel is possible.
Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert;
in diesen zeigt
-
Fig. 1 : einen Schnitt durch eine Spindel einer Wickelmaschine; -
Fig. 2 : einen vergrößerten Schnitt durch die Spindel der Wickelmaschine; -
Fig. 3 : eine vergrößerte Darstellung der Klemmfunktion; -
Fig. 4 : eine perspektivische Darstellung auf einen Klemm- und Mitnehmerring.
in these shows
-
Fig. 1 a section through a spindle of a winding machine; -
Fig. 2 an enlarged section through the spindle of the winding machine; -
Fig. 3 : an enlarged view of the clamping function; -
Fig. 4 : a perspective view of a clamping and driving ring.
Die erfindungsgemäße Spindel 1 nach
Hierzu weist die Spindel 1 eine starre und feststehende Achse 2 auf, die mittels eines Flansches 3 an einem nicht dargestellten drehbaren Revolver des Wicklers befestigt ist. Innerhalb der Achse 2 ist eine Antriebswelle 4 angeordnet, die neben dem Flansch 3 außerhalb des Wickelbereiches innerhalb des Revolvers mittels eines ersten Antriebslagers 5 gelagert ist. Ein zweites Lager 7 ist am entgegensetzten Ende innerhalb der starren und feststehenden Achse 2 im Wickelbereich angeordnet. Dabei ist das Lager 7 möglichst weit entfernt vom Flansch 3 in der starren Achse 2 angeordnet, also im Wesentlichen in der Längsmitte der Spindel 1, um bei den hohen Drehzahlen von bis zu 16.000 u/min eine möglichst geringe Resonanz zu erzeugen.For this purpose, the spindle 1 a rigid and
Beide Lager 5, 7 nehmen eine innerhalb der Achse 2 angeordnete Antriebswelle 4 auf, die mittels einer Lagerwelle 6 verlängert wurde. Die Längsteilung der inneren angetriebenen Welle in eine Antriebswelle 4 und eine Lagerwelle 6 ermöglicht einerseits eine axiale Fixierung des Lagers 7, das sich im Übergangsbereich von der Antriebswelle 4 auf die Lagerwelle 6 an jeweils einer linken und rechten Schulter abstützen kann. Andererseits ermöglicht die Längsteilung eine einfache und präzise Vormontage des sehr langen Lagers 7 mit der Lagerwelle 6 außerhalb der Spindel 1. Die Antriebswelle 4 und die Lagerwelle 6 werden durch ein nicht dargestelltes abgedichtetes Kupplungsstück mit Schrauben miteinander verbunden. Das Lager 7 weist dabei bevorzugt eine Länge auf, die im Wesentlichen der Länge einer Wickelhülse 19 entspricht. Auf die Lagerwelle 6 wird eine Hülse 14 gesteckt, die als sogenannte Doppelhülse ausgebildet ist und entlang ihrer Längsachse zu den entgegen gesetzten Stirnflächen jeweils einen Hülsenabschnitt 14a und 14c aufweist, die jeweils einen Hohlraum 14b und 14d bilden. Der Hülsenabschnitt 14a mit dem Hohlraum 14b überkragt dabei fast vollständig die starre Achse 2 bis zum Flansch 3 und deckt diese weitest gehend ab. Die Montage der Hülse 14 erfolgt über eine Befestigung 9, mit der die Hülse 14 an der Lagerwelle 6 angeschraubt wird. Der zweite Hülsenabschnitt 14c mit dem Hohlraum 14d ist in entgegengesetzter Richtung zum freien Ende der Spindel 1 hin angeordnet und nimmt ein Federpaket 10 mit einem Teller 11 auf. Das Federpaket 10 ist zwischen dem Teller 11 und einer Federauflage 17 mittels einer Befestigung 16 vorgespannt. Die Federauflage 17 stützt sich innerhalb des Hülsenabschnittes 14b an einem nicht näher bezeichneten Absatz ab. Verschlossen wird der Hohlraum 14d des Hülsenabschnittes 14c durch einen Deckel 12 mit einem Kragen 13, der den Hülsenabschnitt 14b von außen umgreift. Aufgrund der Spannung des Federpaketes 10, das sich an der Federauflage 17 abstützt, wird der Teller 11 in Längsrichtung auf den Flansch 3 zu in den Hülsenabschnitt 14b hineingedrückt. Gleichzeitig wird der Deckel 12 mit dem Kragen 13 auf den Hülsenabschnitt 14b gedrückt, wodurch der Hohlraum 14d fast verschlossen wird.Both
Nach den
Zwischen der Distanzhülse 18 und den Distanzringen 23 sind jeweils ein Klemmring 20 angeordnet, der mit seinem Innendurchmesser mit einer kleinen Lücke auf einem Mitnehmerring 21 sitzt. Dabei überbrückt der Distanzring 23 die Lücke zwischen zwei Wickelhülsen 19, so dass die axiale Kraft entlang der Spindeloberfläche lückenlos von einem zum nächsten Klemmring 20 weiter geleitet wird. In der Darstellung der
Die Wickelhülse 19 kann damit durch zwei Klemmringe 20 auf der Hülse 14 gehalten werden. Der Mitnehmerring 21 weist an jedem stirnseitigen Rand einen den Außendurchmesser vergrößernden Kragen 21a auf, der mit umlaufenden Vertiefungen 18a, 23a der Distanzhülse 18 und der Distanzringe 23 korrespondiert. Jeder Kragen 21a greift derart in die Vertiefungen 18a, 23a der Distanzhülse 18 und der Distanzringe 23 ein, dass diese entlang der axialen Länge der Hülse 14 nicht seitlich unter der Wickelhülse 19 entweichen können. Gleichzeitig ist aber das axiale Spiel zwischen Kragen 21a und Vertiefung 18a, 23a so groß, dass durch eine axiale Beaufschlagung der Klemmring 20 gespannt werden kann, indem der Klemmring 20 an seinen Stirnseiten mit Druck beaufschlagt wird und dadurch einzelne Abschnitte des Kragens 20a nach oben gebogen werden. Die Vertiefungen 18a, 23a sind im Bereich der Stirnseiten der Distanzhülse 18 und der Distanzringe 23 angeordnet und weisen mit ihrer offenen Seite zum Innendurchmesser hin. Die Mitnehmerringe 21 verbinden dabei die Distanzhülse 18 mit den Distanzringen 23 und bringen diese beim Entspannen bzw. Lösen der Wickelhülsen 19 nach der Klemmung wieder in die richtige Position. Zusätzlich dienen sie noch als Anschlag beim Klemmen, damit die Distanzringe 23 und die Distanzhülse 18 nicht zu nahe aneinandergeschoben werden.The winding
Der Klemmring 20 sitzt mit seinem Innendurchmesser mit einer Lücke auf dem Mitnehmerring 21 und weist ebenfalls an jeder Stirnseite einen umlaufenden Kragen 20a auf, der den Außendurchmesser vergrößert. Der Innendurchmesser des Klemmringes 20 ist dabei größer als der Außendurchmesser des Mitnehmerringes 21, so dass sich beide nicht berühren. Der umlaufende Kragen 20a weist eine zum Innendurchmesser hin geneigte Schräge oder Rampe auf, die mit einer Schräge bzw. Rampe, die an den Stirnseiten der Distanzhülse 18 und des Distanzringes 23 angeordnet ist, korrespondiert.The clamping
Jeder Klemmring 20 weist wechselnde Einschnitte 20b, 20c auf, die sich von einem Kragen 20a orthogonal durch den Umfang fast bis zum gegenüberliegenden Kragen 20a erstrecken und dadurch Abschnitte 20a1, 20a2 bilden. Beispielsweise wird ein Abschnitt 20a2 eines Kragens 20a durch zwei Einschnitte 20c gebildet und begrenzt, die bis fast zum Abschnitt 20a1 reichen. Die Abschnitte 20a1, 20a2 werden bei einer Druckbelastung durch die Distanzhülse 18 gleichzeitig gegen die Wickelhülse 19 gedrückt, so dass diese auch bei hohen Drehzahlen sicher fixiert wird. Jeweils teilweise gegenüberliegende Abschnitte des Kragens 20a1, 20a2 werden nach außen gedrückt und klemmen damit die Wickelhülse 19. Jeder Abschnitt 20a1, 20a2 eines Kragens 20a kann sich dadurch mit seiner Oberfläche individuell an den Innendurchmesser der Wickelhülse anlegen, auch wenn diese nicht exakt rund ist.Each clamping
Um das elastische Verhalten der Kragens20a1, 20a2 zu verstärken, ist am Ende eines jeden Einschnittes 20b, 20c eine Bohrung angeordnet, in die der Einschnitt 20b, 20c einläuft und endet. Damit werden Risse und Materialbrüche verhindert.In order to reinforce the elastic behavior of the collar 20a1, 20a2, a bore is arranged at the end of each
Auf dem Außenumfang weist der Klemmring 20 mindestens eine Vertiefung 20d auf, die einen Sicherungsring 22 formschlüssig aufnehmen kann, um eine zu große Verformung der Klemmringe 20 vermeiden, beispielsweise bei Spindeldrehungen ohne Wickelhülse. In diesem Ausführungsbeispiel sind zwei Vertiefungen 20d auf dem Umfang des Klemmringes 20 angebracht.On the outer circumference, the clamping
Der Mitnehmerring 21 ist im Innendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser der Hülse 14. Beim Aufschieben auf die Hülse 14 wird der Mitnehmerring 21 gedehnt, wodurch er spielfrei auf der Hülse 14 aufliegt und damit leicht auf der Hülse geklemmt wird. Damit bewegen sich Distanzhülse 18 und Distanzringe 23 um die leicht geklemmten Mitnehmerringe 21. Um eine ausreichende Elastizität des Mitnehmerringes 21 zu gewährleisten, weist dieser ebenfalls wechselnde Einschnitte 21b, 21c auf, die sich von einem Kragen 21a orthogonal durch den Umfang fast bis zum gegenüberliegenden Kragen 21a erstrecken und dadurch Abschnitte 21a1, 21a2 bilden. Beispielsweise wird ein Abschnitt 21a2 eines Kragens 21a durch zwei Einschnitte 21c gebildet und begrenzt, die bis fast zum Abschnitt 21a1 reichen. Um das elastische Verhalten der Kragens 21a1, 21a2 zu verstärken, ist am Ende eines jeden Einschnittes 21b, 21c eine Bohrung angeordnet, in die der Einschnitt 21b, 21c einläuft und endet. Damit werden Risse und Materialbrüche verhindert.The driving
In der Ausgangslage wird der Hohlraum 14d (Kolbenraum) mit Druck (pneumatischer oder hydraulischer Druck) beaufschlagt, wodurch das Federpaket 10 zusammengedrückt wird. Der Deckel 12 mit dem Kragen 13 ist mit dem ersten Distanzring 23 in Wirkverbindung, in dem diese einstückig ausgebildet sind, oder mittels nicht dargestelltem Verbindungselement bzw. Verbindungsring gekoppelt sind. Wird das Federpaket 10 zusammengedrückt, bewegt sich der Deckel 12 mit dem Kragen 13 von der Spindel weg und zieht dabei die Distanzhülsen 18 und Distanzringe 23 auseinander, so dass der Druck auf die Klemmringe 20 abgebaut wird und sich diese entspannen.In the initial position, the
Beim Bestücken der Spindel 1 können nach diesem Ausführungsbeispiel drei Wickelhülsen 19 aufgeschoben werden, die durch einen Anschlag, beispielsweise in Form eines Kipphebels, auf der Spindel 1 positioniert werden. Zur Fixierung der Wickelhülsen 19 wird der Hohlraum 14d drucklos geschaltet, wodurch das Federpaket 10 entspannt wird. Es drückt damit den Kragen 12 des Deckels 12 gegen den ersten Distanzring 23, der die Federkraft über den ersten Klemmring 20 an die nächste Distanzhülse 18 weitergibt. Aufgrund der Reihenschaltung werden alle Klemmringe 20 zusammengedrückt und fixieren die Wickelhülsen 19.When loading the spindle 1, three
Das Lösen der Wickelhülsen 19 erfolgt wieder mit der Druckbeaufschlagung des Hohlraumes 14d, wodurch das Federpaket 10 gespannt wird. Durch die Mitnehmerringe 21 werden auch alle Distanzhülsen 18 und Distanzringe 23 wieder in ihre ursprüngliche Position geschoben, so dass sich die Klemmringe 20 entspannen können.The winding
In diesem Ausführungsbeispiel sind drei Wickelhülsen 19 auf die Spindel 1 aufschiebbar, die durch jeweils zwei Klemmringe 20 fixiert werden. Alternativ können die Wickelhülsen 19 auch beispielsweise über einen nicht dargestellten Konus geführt und mit nur einem Klemmring 20 fixiert werden. Über eine mittige Anordnung der Klemmringe 20 würde auch die Fixierung der Wickelhülse 19 mit nur einem Klemmring 20 ausreichen.In this embodiment, three
Entsprechend
Nach dem Stand der Technik werden die Klemmelemente 20 aus Gummi oder einem mit Gummi beschichteten Federstahl hergestellt, die zwar eine hohe Elastizität aufweisen, aber nicht verschleißfest sind. Erfindungsgemäß wird der Klemmring 20 aus einem technischen Kunststoff, beispielsweise aus einem Polyamid wie Caprolactam (PA6) oder einem aliphatischen Polyamid aus Hexamethylendiamin und Adipinsäure (PA6.6) hergestellt, das eine geringere Elastizität, aber eine deutlich größere Härte und Verschleißfestigkeit aufweist, als die Klemmringe nach dem Stand der Technik. Die Auslegung der Klemmringe 20 erfolgt so, dass nur eine geringe axiale Verformung für eine radiale Durchmesservergrößerung erforderlich ist. Im Hinblick auf die Härte des verwendeten Polyamides sind insbesondere die Einschnitte 20b, 20c, 21b, 21c erforderlich, da ansonsten die Druckkräfte in Umfangsrichtung im Polyamid so groß werden, dass sich diese auf die radiale Durchmesservergrößerung negativ auswirken und die Klemmringe zerstören würde.According to the prior art, the clamping
Nach
Dadurch, dass von einem Klemmsystem mit einem innenliegenden Konus auf in Reihe geschaltete verschleißfeste und relativ (zu Gummi) harte Klemmringe aus Polyamid umgestellt wurde, die durch ein Federsystem in axialer Richtung kraftbelastet werden, wird der Innenraum der Spindel 1 frei für eine modifizierte Lagerung, mit der ein größerer Drehzahlbereich abgedeckt werden kann und der preiswert herstellbar und leicht zu montieren ist. Durch den Freiraum innerhalb der Spindel 1 und der neuen Lagerung ist eine Verlängerung der fliegend gelagerten Spindel von 600 mm auf 1200 mm erst möglich geworden.Characterized in that was switched from a clamping system with an internal cone on series-connected wear-resistant and relatively (to rubber) hard clamping rings made of polyamide, which are force-loaded by a spring system in the axial direction, the interior of the spindle 1 is free for a modified storage, with a larger speed range can be covered and is inexpensive to produce and easy to assemble. Due to the space inside the spindle 1 and the new storage an extension of the cantilevered spindle from 600 mm to 1200 mm has become possible.
Mit der neuen Konstruktion werden alle auf dem Dorn befindlichen Distanzringe 23 und Distanzhülsen 18 mittels Mitnehmerringe 21 verbunden. Beim Lösen der Wickelhülsen 19 werden alle Distanzringe 23 und Distanzhülsen 18 durch den am Ende der Spindel angeordneten Zylinder in ihre Ursprungsposition gezogen. Der Klemmring 20 benötigt hierdurch keine Rückstellkräfte, um die Distanzringe 23 und Distanzhülsen 18 zu verschieben. Die Klemmung der Wickelhülsen 19 erfolgt ebenfalls durch die Deformation der Klemmringe 20, die durch die Distanzringe 23 und Distanzhülsen 18 zentriert werden. Der mindestens eine Sicherungsring 22, der auf den Klemmringen 20 angeordnet ist, verhindert dessen übermäßige Deformation. Der Mitnehmerring 21 koppelt die Distanzringe 23 und Distanzhülsen 18 miteinander und dient gleichzeitig als axiale Begrenzung, um eine ungleichmäßige Verschiebung der Distanzringe 23 und Distanzhülsen 18 zu vermeiden.With the new design all located on the
- 11
- Spindelspindle
- 22
- Achseaxis
- 33
- Flanschflange
- 44
- Antriebswelledrive shaft
- 55
- Antriebslagerdrive bearing
- 66
- Lagerwellebearing shaft
- 77
- Lagercamp
- 88th
- SpuleKitchen sink
- 99
- Befestigungattachment
- 1010
- Federpaketspring assembly
- 1111
- TellerPlate
- 1212
- Deckelcover
- 1313
- Kragencollar
- 1414
- Hülseshell
- 14a, c14a, c
- Hülsenabschnittsleeve section
- 14b, d14b, d
- Hohlraumcavity
- 1616
- Befestigungattachment
- 1717
- Federauflagespring Plate
- 1818
- DistanzhülseStand Off
- 18a18a
- Vertiefungdeepening
- 1919
- Wickelhülsemandrel
- 2020
- Klemmringclamping ring
- 20a20a
- Kragencollar
- 20a120a1
- Abschnittsection
- 20a220a2
- Abschnittsection
- 20b20b
- Einschnittincision
- 20c20c
- Einschnittincision
- 20d20d
- Vertiefungdeepening
- 2121
- Mitnehmerringdriver ring
- 21a21a
- Kragencollar
- 21a121a1
- Abschnittsection
- 21a221a2
- Abschnittsection
- 21b21b
- Einschnittincision
- 21c21c
- Einschnittincision
- 2222
- Sicherungsringcirclip
- 2323
- Distanzringspacer
- 23a23a
- Vertiefungdeepening
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