JP6580124B2 - チャック - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前段部に記載された、巻管を収容および固定しかつ糸を巻き取ってパッケージを形成する、巻取り機のチャックに関する。

巻取り機のこのようなチャックは、例えば独国特許出願公開第１９６０７９１６号明細書（DE 196 07 916 A1）に基づいて公知である。

このようなチャックは、好ましくは紡糸されたばかりの合成糸を巻き取ってパッケージを形成する巻取り機において使用される。そのために、複数の巻管が相前後して、巻取り機に突出するように配置されたチャックに被せ嵌められている。巻管を緊締するために、チャックはクランプ装置を有しており、このクランプ装置は、半径方向外側に向かって案内可能な複数のクランプエレメントを有している。クランプ装置は、軸支持体に保持されている緊締ブシュに組み込まれており、このとき軸支持体は緊締ブシュ内に進入している。緊締ブシュはさらに駆動されていて、軸支持体に対して間隔をおいて保持されるので、軸支持体と緊締ブシュとの間には、環状のリングチャンバが生ぜしめられる。

緊締ブシュに形成されたクランプ装置は、複数のクランプエレメントを有しており、これらのクランプエレメントは緊締および弛緩のために、それぞればねと圧力室との間に配置されている。圧力室はリングチャンバを介して一緒に１つの圧力源に接続可能である。

緊締ブシュの開放端部には、軸支持体のカラーと緊締ブシュの端面部との間に、周壁開口が形成されており、この周壁開口は、チャックの内部におけるリングチャンバに接続されていて、かつ軸支持体に配置されたシールピストンを介して、選択的に開閉されることができる。そのためにシールピストンは、軸支持体に沿って滑動するように案内されていて、シール部材が緊締ブシュの端面側のシール面へと移動することができる。

巻管の緊締のためおよび糸を巻き取るための運転時に、クランプ装置は無圧で運転されるので、クランプエレメントは、ばねの作用下で半径方向外側の位置に保たれ、緊締ブシュの周囲に被せ嵌められた巻管を固定する。この状態においてシールピストンは、軸支持体において開放された位置に保たれるので、緊締ブシュと軸支持体との間におけるリング室は、周壁開口を介して周囲に接続され、すべての圧力室から空気が流出する。

巻管において巻成によりパッケージが完成し、緊締ブシュがパッケージ交換のために制動された後で、圧縮空気供給装置が作動して、まずシールピストンが軸支持体と緊締ブシュとの間における周壁開口を閉鎖し、これによって軸支持体と緊締ブシュとの間におけるリング室に流入する圧力空気を、クランプ装置の圧力室に導入することができる。そしてクランプエレメントにおいては、ばねとは逆向きに作用する空気力が生ぜしめられ、この空気力によってクランプエレメントが移動させられ、その結果クランプエレメントは、緊締ブシュの周囲において巻管を解放する。この工程は、パッケージ交換時にその都度繰り返される。

チャックが極めて長く突出している場合には、パッケージの負荷によって緊締ブシュが軸支持体に対して移動することが、観察された。これによって、リングチャンバを形成する間隙のずれが発生し、その結果、特に停止状態において緊締ブシュの内側に位置する端面部が、軸支持体に対して偏心的に保持されることになる。これによって周壁開口のシール時に不均一性が発生することがあり、このような不均一性は、シール部材の摩耗を促進し、またはそれどころか非シール性を惹起する。

ゆえに本発明の課題は、冒頭に述べた形式のチャックを改良して、チャックブシュの長さおよび負荷とは無関係に、圧縮空気供給による巻管の解離が保証されるようにすることである。

この課題を解決する本発明の構成では、シールピストンは、緊締ブシュの端面部に向けられた端面に、センタリング付加部を有していて、該センタリング付加部は、シール面におけるシールピストンの接触時に、緊締ブシュ内に進入するようにした。

本発明の好適な別の態様は、各従属請求項の特徴および特徴の組合せによって定義されている。

本発明は、緊締ブシュが軸支持体の周囲において、周壁開口のシール前にその都度、予め確定されたセンタリングされた位置にもたらされるという特別な利点を有している。これによって、緊締ブシュにおけるシール面を、シールピストンに保持されたシール部材に関して常に適正に方向付けることができる。さらに、軸支持体の周囲におけるチャックブシュの位置は安定化され、これにより特に満管パッケージの取出しが促進される。クランプエレメントに対する負荷を消滅させるのに必要な、クランプ装置内部における正圧は、新しい巻管の被せ嵌めに到るまでの全交換時間中、一定のままなので、クランプエレメントは半径方向内側に向かって進入した位置に留まる。

軸支持体に対する緊締ブシュの、全周にわたって均一の位置を得るために、シールピストンは、好ましくはリング形に形成されていて、センタリング付加部は、環状に閉じられたリングとして形成されているか、または環状に、軸方向に方向付けられた個々の分割隙間を備えて形成されている。このようにして緊締ブシュを全周にわたって、軸支持体に対して半径方向に移動させることができる。

シールピストンのセンタリング付加部の係合を、緊締ブシュの相対移動が比較的大きい場合にも保証するために、本発明の別の態様では、緊締ブシュは、シールピストンのセンタリング付加部に向かい合って位置するように、該センタリング付加部と共働する環状の内側斜面を有している。

シール部材を収容するために、シールピストンは、センタリング付加部の端面に、軸方向においてずらされて形成された環状溝を有している。これによってシール部材はより確実な保持部を有することになる。センタリング付加部の端部と環状溝内に保持されたシール部材との間におけるずれが、予備センタリングを保証し、その後でシール部材は緊締ブシュのシール面と接触する。しかしながら十分なシール作用を得るために、ずれは最大で２ｍｍに制限されている。

チャックの回転時にシールピストンと緊締ブシュとの間における如何なる接触をも回避するために、別の態様では、軸支持体とシールピストンとの間において、該シールピストンを開放された位置に保つばねが作用する。このように構成されていると、緊締ブシュと軸支持体との間における周壁開口は、緊締ブシュの回転時に常に開放状態に保たれ、クランプ装置の圧力室から空気が排出される。

緊締ブシュが満管パッケージの交換のために完全に制動されている場合のためにだけ、シールピストンは圧縮空気制御装置を介して閉鎖された位置に移動させることができる。そのためにシールピストンの案内端部は、軸支持体に形成されたリング室の内部において案内されており、このときリング室は圧縮空気源に接続可能である。

次に図面を参照しながら、本発明に係るチャックの１実施形態および本発明の別の利点を詳説する。

本発明に係るチャックの１実施形態を概略的に示す縦断面図である。 図１に示した実施形態のシールピストンを、開放された位置において拡大して示す概略図である。 図１に示した実施形態のシールピストンを、閉鎖された位置において拡大して示す概略図である。

図１には、例えば巻取り機において複数の巻管を収容するためおよび糸を巻き取るために使用される、本発明に係るチャックの１実施形態が縦断面図で略示されている。チャックは駆動軸３を有しており、この駆動軸３は、中空円筒形の軸支持体２の内部において複数の軸受４を介して回転可能に支持されている。駆動軸３は、図示されていない端部において電気式の駆動装置に連結されている。軸支持体２から突出する端部において駆動軸３は、ハブ１５を介して中空円筒形の緊締ブシュ１に回動不能に結合されている。このとき軸支持体２の突出している部分は、駆動軸３を支持するために緊締ブシュ１の開放端部に進入している。

緊締ブシュ１の周囲にはクランプ装置５が配置されており、このクランプ装置５は、１つの外側の緊締スリーブ７と、緊締ブシュ１と緊締スリーブ７との間に配置された複数のクランプエレメント６とを有している。クランプエレメント６は、本実施形態ではそれぞれ、半径方向移動可能なクランプブロック１０と軸方向移動可能なピストン８とによって形成されており、このピストン８に沿ってクランプブロック１０はくさび形の案内面を介して案内されている。このときクランプブロック１０は、外側の緊締スリーブ７の開口１１内に進入する。ピストン８は、複数のクランプブロック１０を収容するために、周囲に分配されて複数の切込み３８を有している。

クランプブロック１０を半径方向移動させるために軸方向において案内されるピストン８は、ばね９と、緊締スリーブ７と緊締ブシュ１との間に形成された圧力室１２との間に配置されている。ピストン８はこのとき、ばね９を介して、緊締ブシュ１に不動に結合されたストッパ１７に支持されている。図１に示した状態においてクランプエレメント５は、クランプ位置において示されており、このクランプ位置においてクランプブロック１０は、ピストン８によってばね９を用いて、進出したクランプ位置に保持されている。巻管３２を解離するために、ピストン８には、ばね９とは反対の側において圧力室１２を介して圧力媒体、好ましくは圧縮空気によって押圧され、その結果ピストン８は、ばね９に抗してストッパ１７に向かって移動させられる。これによってくさび形の案内面は移動し、その結果クランプブロック１０は、半径方向内側に向かって移動することができる。圧力室１２に対するシールのために、ピストン８は押圧される側に複数のシール部材を有しており、これらのシール部材はそれぞれ、ピストン８と緊締ブシュ１との間およびピストン８と緊締スリーブ７との間においてシール作用を生ぜしめる。

長手方向において緊締ブシュ１に隣接するクランプエレメント６は、同一に構成されており、このときピストン８の押圧される端面は、互いに間隔をおいて向かい合って位置していて、圧力室１２を画定している。これによって巻管３２は、隣接した２つのクランプエレメント６によって緊締されることになる。解離するために、隣接するクランプエレメント６の両方のピストン８は、圧力室１２によって同時に制御される。そのために圧力室１２は、貫通孔１３を介して、緊締ブシュ１と軸支持体２との間に形成されたリングチャンバ１４に接続されている。

緊締ブシュ１の長手方向において、クランプ装置５は複数のクランプエレメント６を有しており、これらのクランプエレメント６はそれぞれ同一に形成されていて、かつこれらのクランプエレメント６において、各圧力室１２は貫通孔１３を介して、リングチャンバ１４に接続されているか、または緊締ブシュ１の前側部分における圧力室３５に接続されている。リングチャンバ１４は、軸支持体２の周囲における複数の通路３３を介して、給気通路に連結されており、この給気通路は、例えば軸支持体２における孔３４によって形成されていてよい。

チャックの自由端部には、カバー１６が緊締ブシュ１に不動に保持されている。このカバー１６は、端部において緊締ブシュ１の内部に形成された圧力室３５がカバー１６によって閉鎖されるように寸法設定されている。

緊締ブシュ１は反対側に位置する端部に、自由な端面部１９を有しており、この端面部１９は、カラー形に形成されていて、露出している側においてシール面２０を形成している。緊締ブシュ１の端面部１９と、この端面部１９に向かい合って位置していてカラー２８を有している軸支持体２との間に、周壁開口１８が形成されており、この周壁開口１８はリングチャンバ１４を周囲に接続している。周壁開口１８には、軸支持体２に移動可能なシールピストン２１が対応配置されており、このシールピストン２１によって周壁開口１８は、選択的に開放状態または閉鎖状態に保たれる。

軸支持体２に保持されたシールピストン２１についてさらに述べるために、追加的に図２を参照する。図２には、緊締ブシュ１と軸支持体２との間における周壁開口１８が拡大された部分図で示されている。シールピストン２１は、緊締ブシュ１の端面部１９に向けられた端面にセンタリング付加部２３を有しており、このセンタリング付加部２３は、緊締ブシュ１に向かって軸方向に突出するようにシールピストン２１に成形されている。

緊締ブシュ１は端面部１９に、内側に位置する内側斜面（Innenphase）３１を有しており、この内側斜面３１は、シールピストン２１の移動時にセンタリング付加部２３と共働する。

シールピストン２１はリング形に形成されているので、センタリング付加部２３は閉じられたリングである。しかしながら基本的には、センタリング付加部２３の周方向において１つまたは複数の分割隙間が設けられていてもよい。

センタリング付加部２３に対して半径方向においてずらされて、シールピストン２１の自由な端面には、環状溝３６が設けられており、この環状溝３６にはリング形のシール部材２２が保持されている。このシール部材２２は、軸方向において最大でセンタリング付加部２３の高さまで延びている。好ましくは、シール部材２２とセンタリング付加部２３との間に最大で２ｍｍのずれが形成されている。このように構成されていると、シールピストン２１の軸方向移動時に最初に緊締ブシュ１においてセンタリング付加部２３への係合を達成することができる。

シールピストン２１におけるシール部材２２に向かい合って位置するように、緊締ブシュ１の端面部１９には、シール面２０が形成されており、このシール面２０は、周壁開口１８をシールするためにシール部材２２と共働する。

シールピストン２１は、シール部材２２とは反対に位置する側に、案内端部２４を有しており、この案内端部２４は、軸支持体２のリング室２５内において案内される。リング室２５は、通路３３を介して圧縮空気源に接続可能である。案内端部２４の周囲には、それぞれ１つの内側シール部材３９および外側シール部材４０が設けられており、両シール部材３９，４０は、リング室２５をシールピストン２１に対してシールする。

シールピストン２１の中央領域には、凹部３７が形成されており、この凹部３７にはばね２７が配置されている。このばね２７は、一端において保持体２６を介して支持されており、保持体２６は軸支持体２に固定されている。ばね２７は、反対側に位置する端部で、シールピストン２１に支持されている。

図１および図２において、チャックは運転状態で示されており、この運転状態においては複数の巻管が、チャックの周囲において緊締されていて、このときチャックは糸を巻き取るための準備状態にある。この状態においてシールピストン２１は、ばね２７を介してリング室２５内に押圧されるので、周壁開口１８は開放されていて、リングチャンバ１４は、クランプ装置５の圧力室１２を放圧するために周囲に接続されている。クランプ装置５のクランプエレメント６は、ばね力によって緊締位置に保たれる。

巻成工程の終了時に、巻成済みのパッケージをチャックから取り外すことができるようにするために、駆動軸３は、緊締ブシュ１と共に制動させられる。このとき圧縮空気源から圧縮空気が供給され、この圧縮空気は、まず通路３３を介してリング室２５に流入し、シールピストン２１を緊締ブシュ１の端面部１９に向かって移動させる。このときセンタリング付加部２３の係合によって、緊締ブシュ１の端面部１９は緊締ブシュ１を適正に方向付け、その結果緊締ブシュ１は、軸支持体２に対する所定位置においてセンタリングされる。このときシールピストン２１のセンタリング付加部２３と緊締ブシュ１の内側斜面３１とは共働する。次にシールピストン２１のシール部材２２が、緊締ブシュ１の端面部１９におけるシール面２０に押圧される。緊締ブシュ１と軸支持体２との間における周壁開口１８は、閉鎖されている。

軸支持体２を介して導入された圧縮空気は、孔３４および通路３３を介してリングチャンバ１４に達する。このリングチャンバ１４から圧縮空気は、さらに貫通孔１３を介してクランプ装置５の圧力室１２に導かれる。これによってクランプエレメント６の負荷軽減が始まり、このときピストン８はばね９に抗して移動させられ、クランプブロック１０はその内側位置に引き戻される。緊締スリーブ７の周囲に保持された巻管３２は、自由であり、チャックから外すことができる。この状態は図３に示されている。軸支持体２の周囲における緊締ブシュ１のセンタリングによって、シール部材２２が、緊締ブシュ１の、向かい合って位置するシール面２０に、全周にわたって均等に接触することが保証される。このような安定化は、特に、極めて長く突出するチャックにおいて、満管パッケージの取出しに対してポジティブに作用する。さらにシール部材に対するシール面の方向付けによって、高いシール性が得られるので、クランプ装置は、全交換時間中に解離された位置において動かない。これによってクランプブロックの早期のかつ不所望の進出が、回避される。

ここで強調して述べておくと、チャックの構造上の構成は単に例である。従って例えば軸支持体は、一体に形成されていてもまたは複数部分から成る部材によって形成されていてもよい。同様に図示のクランプエレメントも単に例である。このときに重要なのは、弛緩のために、リングチャンバを介して供給可能な圧縮空気が必要になることである。

Claims (7)

1. 巻管を収容および固定しかつ糸を巻き取ってパッケージを形成する、巻取り機のチャックであって、突出する軸支持体（２）と、該軸支持体（２）の周囲に保持された緊締ブシュ（１）とを備えており、該緊締ブシュ（１）は周囲に、前記巻管（３２）を固定するクランプ装置（５）を有しており、該クランプ装置（５）は、複数の移動可能なクランプエレメント（６）を有していて、該クランプエレメント（６）はそれぞれ、圧力室（１２）とばね（９）との間に配置されており、前記圧力室（１２）は、前記軸支持体（２）と前記緊締ブシュ（１）との間に形成されたリングチャンバ（１４）を介して圧縮空気源に接続可能であり、前記リングチャンバ（１４）は、前記緊締ブシュ（１）の内側の端面部（１９）において、前記緊締ブシュ（１）と前記軸支持体（２）のカラー（２８）との間に形成された周壁開口（１８）を通して、前記周囲に接続されており、前記周壁開口（１８）は、前記軸支持体（２）に沿って移動可能に形成されたシールピストン（２１）によって閉鎖可能であり、該シールピストン（２１）は、前記周壁開口（１８）をシールするためにシール部材（２２）で前記緊締ブシュ（１）のシール面（２０）において作用する、チャックにおいて、
   前記シールピストン（２１）は、前記緊締ブシュ（１）の前記端面部（１９）に向けられた端面に、センタリング付加部（２３）を有していて、該センタリング付加部（２３）は、前記シール面（２０）における前記シールピストン（２１）の接触時に、前記緊締ブシュ（１）内に進入して、該緊締ブシュ（１）を、前記軸支持体（２）に対する所定位置においてセンタリングすることを特徴とする、チャック。
2. 前記シールピストン（２１）は、リング形に形成されていて、前記センタリング付加部（２３）は、半径方向の分割隙間を備えてまたは半径方向の分割隙間なしに、環状に形成されている、請求項１記載のチャック。
3. 前記緊締ブシュ（１）は、前記シールピストン（２１）の前記センタリング付加部（２３）に向かい合って位置するように、該センタリング付加部（２３）と共働する環状の内側斜面（３１）を有している、請求項１または２記載のチャック。
4. 前記シールピストン（２１）は、前記センタリング付加部（２３）の端面に、前記シール部材（２２）を収容する、軸方向においてずらされて形成された溝（３６）を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載のチャック。
5. 前記センタリング付加部（２３）の端部と、前記溝（３６）内に保持された前記シール部材（２２）との間におけるずれが、最大で２ｍｍである、請求項４記載のチャック。
6. 前記軸支持体（２）と前記シールピストン（２１）との間において、該シールピストン（２１）を開放された位置に保つばね（２７）が作用する、請求項１から５までのいずれか１項記載のチャック。
7. 前記シールピストン（２１）は、前記シール部材（２２）とは反対側に位置する案内端部（２４）で、前記軸支持体（２）に形成されたリング室（２５）の内部において案内されていて、該リング室（２５）は前記圧縮空気源に接続可能である、請求項１から５までのいずれか１項記載のチャック。

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