WO2021104958A1 - Spannfutter - Google Patents

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WO2021104958A1
WO2021104958A1 PCT/EP2020/082500 EP2020082500W WO2021104958A1 WO 2021104958 A1 WO2021104958 A1 WO 2021104958A1 EP 2020082500 W EP2020082500 W EP 2020082500W WO 2021104958 A1 WO2021104958 A1 WO 2021104958A1
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WO
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clamping
sealing
compressed air
hollow chamber
clamping bush
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/082500
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English (en)
French (fr)
Inventor
Johannes THOSS
Keven Kaschytza
Original Assignee
Oerlikon Textile Gmbh & Co. Kg
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Publication date
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Priority to JP2022530805A priority patent/JP2023503992A/ja
Priority to DE112020005796.8T priority patent/DE112020005796A5/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H75/00—Storing webs, tapes, or filamentary material, e.g. on reels
    • B65H75/02—Cores, formers, supports, or holders for coiled, wound, or folded material, e.g. reels, spindles, bobbins, cop tubes, cans, mandrels or chucks
    • B65H75/18—Constructional details
    • B65H75/24—Constructional details adjustable in configuration, e.g. expansible
    • B65H75/242—Expansible spindles, mandrels or chucks, e.g. for securing or releasing cores, holders or packages
    • B65H75/243—Expansible spindles, mandrels or chucks, e.g. for securing or releasing cores, holders or packages actuated by use of a fluid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H75/00—Storing webs, tapes, or filamentary material, e.g. on reels
    • B65H75/02—Cores, formers, supports, or holders for coiled, wound, or folded material, e.g. reels, spindles, bobbins, cop tubes, cans, mandrels or chucks
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    • B65H75/248—Expansible spindles, mandrels or chucks, e.g. for securing or releasing cores, holders or packages expansion caused by actuator movable in axial direction
    • B65H75/2484—Expansible spindles, mandrels or chucks, e.g. for securing or releasing cores, holders or packages expansion caused by actuator movable in axial direction movable actuator including wedge-like or lobed member
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/40—Expansion mandrels
    • B23B31/404—Gripping the work or tool by jaws moving radially controlled by conical surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65H2701/00—Handled material; Storage means
    • B65H2701/30—Handled filamentary material
    • B65H2701/31—Textiles threads or artificial strands of filaments

Definitions

  • the invention relates to a chuck of a winding machine for receiving and fixing bobbin tubes for winding threads into bobbins according to the preamble of claim 1.
  • a generic chuck of a winding machine is known, for example, from DE 19607916 A1.
  • Such chucks are used in winding machines for winding preferably freshly spun synthetic threads into bobbins.
  • several bobbin tubes are placed one behind the other on the chuck arranged in a cantilever manner in the winding machine.
  • the chuck has a clamping device which has several clamping elements that can be guided radially outward.
  • the clamping device is integrated on a clamping bush which is held on an axle support, the axle support protruding into the clamping bush.
  • the clamping bush is also driven and is held at a distance from the axle support, so that a circumferential annular chamber is created between the axle support and the clamping bush.
  • the clamping device formed on the clamping bushing has a plurality of clamping elements which are arranged between a spring and a pressure chamber for tensioning and releasing.
  • the pressure chambers can be connected together with a compressed air source via the annular chamber.
  • a Mantelöff opening is formed between tween a collar of the axle carrier and a front end of the clamping bushing, which is connected to the annular chamber inside the chuck and which can be optionally closed by a sealant.
  • a sealing piston is slidably guided on the axle carrier in order to be pressed with a seal against an end face of the clamping bushing.
  • the Klemmein direction is operated without pressure, so that the clamping elements are held in a radia le outer position under the action of the spring and fix the Spulhül sen attached to the circumference of the clamping sleeve.
  • the jacket opening at the front end of the clamping bushing is open and the annular chamber between the clamping bushing and the axle support is connected to the environment for venting all pressure spaces.
  • a compressed air supply is activated Sealing piston closes the jacket opening between the axle support and the clamping bushing in order to guide the compressed air flowing into the annular space between the axle support and the clamping bushing into the pressure chambers of the clamping device.
  • a pneumatic force opposite to the springs is generated on the clamping elements, which causes an adjustment of the clamping elements, so that the clamping elements release the bobbin tubes on the circumference of the clamping bushing. This process is repeated every time the bobbin is changed.
  • the sealing piston In order to move the sealing piston on the axle support to close the jacket opening, compressed air is passed into an annular space of the sealing piston.
  • the sealing piston has additional seals in order to allow a pressure build-up to move the sealing piston.
  • the sealing of the jacket opening at the front end of the clamping bush is therefore essentially dependent on the function of the sealing piston.
  • the resetting of the sealing piston is generated by a spring element that does not move the sealing piston back in the event of a break.
  • sealing means is formed by an elastic hollow chamber seal which can be inflated by means of compressed air.
  • the invention has the particular advantage that there are no movable and axially displaceable parts for sealing the jacket opening on the axle support.
  • a stationary elastic hollow chamber seal is used, which can be inflated for the purpose of sealing by compressed air.
  • the annular hollow chamber seal has a compressed air connection in a bottom area, which cooperates with an inlet bore in the axle carrier.
  • the compressed air can be supplied directly via an inlet hole in the axle carrier.
  • the inlet bore is connected to an air supply channel in the axle carrier, through which the Ringkam mer is connected to the compressed air source.
  • a common compressed air connection can be used for a compressed air source, which is used to relax the clamping elements and to inflate the seal. Separate pressure connections are therefore not required.
  • the development of the invention is provided in which the hollow chamber sealing device is arranged in a circumferential groove on the circumference of the axle carrier opposite to the jacket of the clamping bushing. In this way, a radially acting seal of the jacket opening can be implemented directly on the circumference of the axle support.
  • the clamping bush is centered on the axle carrier when the jacket opening is sealed by the hollow chamber seal.
  • a first variant of the hollow chamber seal has a roll-out sealing profile through which a sealing gap of> 3mm can be closed. This enables relatively large Dichtungspal te to be bridged.
  • the variants can also be used in which the hollow chamber sealing device is formed by an expandable sealing profile through which a sealing gap of ⁇ 3mm can be closed.
  • the sealing profile is implemented essentially exclusively by expanding the contour by means of the compressed air.
  • the sealing effect can be improved by the development of the invention in that the hollow chamber seal has at least one outer sealing lip on a sealing profile.
  • a plurality of sealing lips are preferably used in order to obtain the lowest possible pressure losses when the clamping device is relieved.
  • Fig. 1 schematically shows a longitudinal section of an embodiment of the chuck according to the invention
  • FIG. 2 schematically shows an enlarged view of the sealing means of thewhosbei game from Fig. 1 in an open position
  • FIG. 3 schematically shows an enlarged representation of the sealing means of the principalsbei game from Fig. 1 in a closed position
  • Fig.4 schematically shows an enlarged representation of a sealing means of a further exemplary embodiment
  • Fig. 1 is a schematic longitudinal section through an embodiment of the fiction, contemporary chuck is shown as it is used, for example, in a winding machine for receiving a plurality of bobbin tubes and for winding threads.
  • the chuck has a drive shaft 3 which is rotatably mounted within a hollow cylindrical axle carrier 2 by several bearings 4 re.
  • the drive shaft 3 is coupled to an electric drive at an end not shown here.
  • the drive shaft 3 is non-rotatably connected via a hub 15 to a hollow cylindrical clamping bush 1.
  • the cantilevered portion of the axle carrier 2 protrudes to support the drive shaft 3 in an open end of the clamping bush 1 into it.
  • a clamping device 5 is arranged on the circumference of the clamping bushing 1 and has an outer clamping sleeve 7 and a plurality of clamping elements 6 arranged between the clamping bushing 1 and the clamping sleeve 7.
  • the clamping elements 6 are each formed by a radially displaceable clamping block 10 and an axially displaceable piston 8, on which the clamping block 10 is guided over a wedge-shaped guide surface.
  • the terminal block 10 protrudes into an opening 11 of the outer clamping sleeve 7, the piston 8 has several incisions 38 distributed around the circumference for receiving several terminal blocks 10.
  • the piston 8 is supported via the spring 9 on a stop 17 that is fixedly connected to the clamping bush 1.
  • the clamping elements 6 are shown in a clamping position in which the clamping blocks 10 are held in an extended clamping position by the pistons 8 by means of the springs 9.
  • a pressure medium preferably compressed air, is applied to the piston 8 on the side opposite the spring 9 via the pressure chamber 12, so that the piston 8 is displaced against the spring 9 in the direction of the stop 17.
  • the wedge-shaped guide surface moves so that the terminal block 10 can move radially inward.
  • the piston 8 has several seals on the pressure side, each of which creates a seal between the piston 8 and the clamping sleeve 1 and between the piston 8 and the clamping sleeve 7.
  • the clamping element 6, which is adjacent in the longitudinal direction of the clamping bush 1, is constructed identically, with the end faces of the pistons 8 acted upon by pressure facing each other at a distance and delimiting the pressure chamber 12.
  • a winding tube 32 can thus be tensioned by two adjacent clamping elements 6.
  • the pressure chamber 12 is connected via a passage 13 in a jacket 31 of the clamping bushing with the annular chamber 14 formed between the clamping bushing 1 and the axle carrier 2.
  • the clamping device 5 has a plurality of clamping elements 6, each of which is of identical design and in which a respective pressure chamber 12 is connected via a passage 13 to the pressure chamber Moder a pressure chamber 35 in the front part of the clamping bush 1.
  • the annular chamber 14 is connected to an air supply channel 34 in the axle carrier 2 via several channels 33 on the circumference of the axle carrier 2.
  • the air supply duct 34 can be implemented, for example, through a bore in the axle support 2.
  • the air supply channel 34 is connected to a controllable compressed air source 39 (FIG. 2).
  • a cover 16 is firmly held on the clamping bush 1.
  • the cover 16 is dimensioned such that a pressure space 35 formed at the end within the clamping bush 1 is closed by the cover 16.
  • the clamping bush 1 has a free end 19 which is designed in the shape of a collar and forms a sealing surface 20 on the outer side.
  • a jacket opening 18 is formed between the front end 19 of the clamping bush 1 and the axle support 2, which has a collar 28 opposite the front end 19.
  • the jacket opening 18 connects the annular chamber with the environment in order to vent the pressure chamber 12.
  • the jacket opening 18 is assigned to a sealing means 21 on the collar 28 of the axle carrier 2, through which the jacket opening 18 is optionally kept open or closed.
  • a circumferential circumferential groove 25 is formed on an end wall 27 of the collar 28 of the axle carrier 2.
  • a hollow chamber seal 22 is arranged in the circumferential groove 25.
  • the hollow chamber seal 22 has a compressed air connection 23 in the groove base of the circumferential groove 25.
  • the compressed air connection 23 is connected to the air supply duct 34 in the interior of the axle carrier 2 via an inlet bore 26.
  • the hollow chamber seal 22 lies opposite the sealing surface 20 at the front end 19 of the clamping bush 1.
  • the hollow chamber seal 22 has a sealing profile 24 that can be rolled out.
  • the sealing profile 24 is ring-shaped and can be rolled out by means of compressed air supplied through the compressed air connection 23.
  • the hollow chamber seal 22 is depressurized in the idle state.
  • several bobbin tubes are usually stretched around the circumference of the chuck in order to wind several threads in parallel on the tension sleeves to form bobbins.
  • the jacket opening 18 between the axle support 2 and the clamping bush 1 is open, so that the pressure spaces 12 are vented.
  • the clamping elements 6 of the clamping device 5 are held in the clamping positions by means of spring force.
  • FIG. 3 shows the detail from FIG. 2 only in a changed operating situation. In this respect, the description of FIG. 2 also applies to FIG. 3.
  • the structural design of the chuck is exemplary.
  • the axle carrier 2 can be made in one piece or by means of multi-part components.
  • the collar 28 can be formed here by a separate component.
  • the illustrated clamping elements 6 are also exemplary. What is essential here is that compressed air supplied via the annular chamber is required for relaxation.
  • a ra dialer sealing gap between the front end 19 and the opposite hollow chamber you device 22 is axially sealed in the jacket opening 18.
  • the Hohlkam merdichtung 22 directly on the circumference of the axle carrier 2 and to use it as a radial seal.
  • a section of a possible embodiment of a white direct sealing means on the chuck is shown in Fig. 4.
  • the embodiment according to FIG. 1 is identical in the structure of the chuck to the embodiment according to FIG. 1, so that reference is made to the above description for the overall structure of the chuck and only the differences are explained at this point.
  • a circumferential groove 25 is arranged on the circumference of the axle carrier 2 within the clamping bush 1.
  • a hollow chamber seal 22 is held in the circumferential groove 25 and has a compressed air connection 23 in the base of the circumferential groove 25.
  • the compressed air connection 23 is connected to the air supply channel 34 via an inlet bore 26.
  • the annular hollow chamber seal 22 is arranged within the Running groove 25, the annular hollow chamber seal 22 is arranged.
  • the hollow chamber seal 22 has an expandable sealing profile 24 which has a plurality of outer sealing lips 29.
  • the sealing lips 29 in the hollow chamber 24 lie with a sealing gap of the jacket opening 18 opposite the jacket 31 of the clamping bush 1. In the situation shown in FIG Clamping bush 1 is open.
  • the hollow chamber seal 22 is stretched in such a way that the sealing lips 29 seal the sealing gap of the jacket opening 18 on the jacket section 31 of the clamping bush 1. In this case, there is essentially only a stretching of the hollow chamber seal 22.
  • Hohlschich lines 22 can thus only bridge smaller sealing gaps, which are preferably ⁇ 3mm leads out.
  • the embodiment of the hollow seal 22 according to FIG. 2 is suitable for bridging and sealing larger sealing gaps in the area above 3 mm.

Landscapes

  • Sealing Devices (AREA)
  • Gripping On Spindles (AREA)

Abstract

Spannfutter einer Aufspulmaschine zur Aufnahme und Fixierung von Spulhülsen (32). Die Spulhülsen (32) werden über eine Klemmeinrichtung (5) am Umfang einer Spannbuchse (1) gehalten, wobei die Klemmeinrichtung (5) mittels einer Druckluftzuführung entspannt wird. Die Druckluft wird dabei über eine zwischen der Spannbuchse (1) und einem Achsträger (2) ausgebildeten Ringkammer (14) zugeführt, die an einem offenen Stirnende (19) der Spannbuchse (1) über eine zwischen dem Achsträger (2) und der Spannbuchse (1) gebildete Mantelöffnung (18) entlüftbar ist. Die Mantelöffnung (18) ist über ein Dichtungsmittel (21) wiederkehrend verschließbar ausgeführt. Hierbei ist das Dichtungsmittel (21) erfindungsgemäß durch eine elastische Hohlkammerdichtung (22) ausgebildet, die mittels einer Druckluft aufblasbar ist.

Description

Spannfutter
Die Erfindung betrifft ein Spannfutter einer Aufspulmaschine zur Aufnahme und Fixierung von Spulhülsen zum Aufwickeln von Fäden zu Spulen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein gattungsgemäßes Spannfutter einer Aufspulmaschine ist beispielsweise aus der DE 19607916 A1 bekannt.
Derartige Spannfutter werden in Aufspulmaschinen zum Aufspulen von vorzugsweise frisch gesponnenen synthetischen Fäden zu Spulen eingesetzt. Hierzu sind mehrere Spulhülse hintereinander auf dem in der Aufspulmaschine auskragend angeordneten Spannfutter aufge steckt. Zum Spannen der Spulhülsen besitzt das Spannfutter eine Klemmeinrichtung, die meh rere radial nach außen führbare Klemmelemente besitzt. Die Klemmeinrichtung ist an einer Spannbuchse integriert, die an einem Achsträger gehalten ist, wobei der Achsträge in die Spannbuchse hineinragt. Die Spannbuchse ist zudem angetrieben und wird mit Abstand zu dem Achsträger gehalten, so dass sich zwischen dem Achsträger und der Spannbuchse eine umlaufende Ringkammer einstellt. Die an der Spannbuchse ausgebildete Klemmeinrichtung weist mehrere Klemmelemente auf, die zum Spannen und Entspannen zwischen jeweils einer Feder und einer Druckkammer angeordnet sind. Die Druckkammern sind über die Ringkammer gemeinsam mit einer Druckluftquelle verbindbar. Am offenen Ende der Spannbuchse ist zwi schen einem Kragen des Achsträgers und einem Stirnende der Spannbuchse eine Mantelöff nung ausgebildet, die mit der Ringkammer im Innern des Spannfutters verbunden ist und die durch ein Dichtungsmittel wahlweise verschließbar ist. Als Dichtungsmittel ist hierzu ein Dicht kolben am Achsträger gleitend geführt, um mit einer Dichtung an eine stirnseitige Dichtfläche der Spannbuchse angedrückt zu werden.
Zum Spannen der Hülsen und im Betrieb zum Aufwickeln der Fäden wird die Klemmein richtung drucklos betrieben, so dass die Klemmelemente unter Wirkung der Feder in eine radia le äußere Stellung gehalten sind und die am Umfang der Spannbuchse aufgesteckten Spulhül sen fixieren. In dieser Situation ist die Mantelöffnung am Stirnende der Spannbuchse geöffnet und die Ringkammer zwischen der Spannbuchse und dem Achsträger ist mit der Umgebung zur Entlüftung aller Druckräume verbunden.
Nachdem an den Spulhülsen fertige Spulen gewickelt sind und die Spannbuchse zum Wechseln der Spulen abgebremst ist, wird eine Druckluftzufuhr aktiviert, wobei zunächst der Dichtkolben die Mantelöffnung zwischen dem Achsträger und der Spannbuchse verschließt, um die in dem Ringraum zwischen dem Achsträge und der Spannbuchse einströmende Druck luft in die Druckräume der Klemmeinrichtung zu führen. An dem Klemmelementen wird eine gegenüber den Federn entgegen gesetzte pneumatische Kraft erzeugt, die eine Verstellung der Klemmelemente bewirkt, so dass die Klemmelemente die Spulhülsen am Umfang der Spannbuchse freigeben. Dieser Vorgang wiederholt sich bei jedem Spulenwechsel.
Um den Dichtkolben an dem Achsträger zum Verschließen der Mantelöffnung zu bewe gen, wird eine Druckluft in einem Ringraum des Dichtkolbens geleitet. Insoweit weist der Dicht kolben zusätzliche Dichtungen auf, um einen Druckaufbau zum Verschieben des Dichtkolbens zu ermöglichen. Daher ist die Abdichtung der Mantelöffnung am Stirnende der Spannbuchse im Wesentlichen von der Funktion des Dichtkolbens abhängig. So wird die Rückstellung des Dichtkolbens über ein Federelement erzeugt, das bei einem Bruch den Dichtkolben nicht zu rückversetzt.
Es ist nun Aufgabe der Erfindung, das gattungsgemäße Spannfutter derart weiterzubilden, dass die Mantelöffnung am Stirnende der Spannbuchse mit hoher Sicherheit und Wiederhol barkeit verschließbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Dichtungsmittel durch ei ne elastische Hohlkammerdichtung ausgebildet ist, die mittels einer Druckluft aufblasbar ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskom binationen der Unteransprüche definiert.
Die Erfindung besitzt den besonderen Vorteil, dass an dem Achsträger keine beweglichen und axial verschiebbaren Teile zur Abdichtung der Mantelöffnung vorhanden sind. Als Dich tungsmittel wird eine stationär angeordnet elastische Hohlkammerdichtung eingesetzt, die zum Zweck einer Abdichtung durch eine Druckluft aufblasbar ist. Es werden keine bewegli chen Teile mehr benötigt, um auch größere Spaltbreiten der Mantelöffnung verschließen zu können. Darüber hinaus ist eine exakte Zentrierung zwischen Achsträger und Spannbuchse entbehrlich. Durch die Elastizität der Hohlkammerdichtung lässt sich auch im aufgeblasenen Zustand ein gewisser Toleranzausgleich hinsichtlich der Lage der Spannbuchse und des Achs trägers kompensieren. Um im Bedarfsfall eine direkte Druckluftzufuhr zu der Hohlkammerdichtung zu ermögli chen, ist die Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, bei welcher die ringförmige Hohlkam merdichtung in einem Bodenbereich einen Druckluftanschluss aufweist, welcher mit einer Zu laufbohrung im Achsträger zusammenwirkt. So kann die Druckluftversorgung direkt über eine Zulaufbohrung im Achsträger erfolgen.
Besonders vorteilhaft ist dabei die Weiterbildung der Erfindung, bei welcher die Zulauf bohrung mit einem Luftzufuhrkanal im Achsträger verbunden ist, durch welchen die Ringkam mer mit der Druckluftquelle verbunden ist. Insoweit kann ein gemeinsamer Druckluftanschluss für eine Druckluftquelle genutzt werden, die zum Entspannen der Klemmelemente und zum Aufblasen der Dichtung genutzt wird. Separate Druckanschlüsse sind somit nicht erforderlich.
Um im Innern der Spannbuchse unmittelbar bereits eine Abdichtung der Mantelöffnung zu erhalten, ist die Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, bei welcher die Hohlkammerdich tung in einer Umlaufnut am Umfang des Achsträgers gegenüberliegend zum Mantel der Spannbuchse angeordnet ist. So lässt sich eine radial wirkende Abdichtung der Mantelöffnung direkt am Umfang des Achsträger realisieren. Hierbei besteht zudem die Möglichkeit, dass die Spannbuchse beim Abdichten der Mantelöffnung durch die Hohlkammerdichtung am Achs träger zentriert wird.
Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Hohlkammerdichtung an einer Stirn wand vom Kragen des Achsträgers gegenüberliegend zu dem Stirnende der Spannbuchse anzuordnen. So lässt sich ein axiale Abdichtung der Mantelöffnung realisieren.
In Abhängigkeit von der Größe des Dichtungsspaltes zwischen dem Achsträger und der Spannbuchse sind hierbei unterschiedliche Arten von Hohlkammerdichtungen möglich. So weist eine erste Variante der Hohlkammerdichtung ein ausrollbares Dichtungsprofil auf, durch welches ein Dichtspalt von >3mm verschließbar ist. Hiermit können relativ große Dichtungspal te überbrückt werden.
Alternativ sind jedoch auch die Varianten einsetzbar, bei welchem die Hohlkammerdich tung durch ein dehnbares Dichtungsprofil gebildet ist, durch welches ein Dichtungspalt von <3mm verschließbar ist. Bei dieser Variante der Hohlkammerdichtung wird das Dichtungsprofil im Wesentlichen ausschließlich durch eine Dehnung der Kontur mittels der Druckluft realisiert. Die Dichtwirkung lässt sich hierbei noch durch die Weiterbildung der Erfindung verbes sern, indem die Hohlkammerdichtung an einem Dichtungsprofil zumindest eine äußere Dicht lippe aufweist. Bevorzugt werden jedoch mehrere Dichtungslippen verwendet, um bei Entlas ten der Klemmeinrichtung möglichst geringe Druckverluste zu erhalten.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Spannfutters sowie weitere Vorteile der Erfindung sind unter Hinweis auf die beigefügten Figuren nachfolgend näher beschrieben.
Es stellen dar:
Fig. 1 schematisch einen Längsschnitt eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Spannfutters
Fig. 2 schematisch eine vergrößerte Darstellung des Dichtungsmittels des Ausführungsbei spiels aus Fig. 1 in einer geöffneten Stellung
Fig. 3 schematisch eine vergrößerte Darstellung des Dichtungsmittels des Ausführungsbei spiels aus Fig. 1 in einer geschlossenen Stellung Fig.4 schematisch eine vergrößerte Darstellung eines Dichtungsmittels eines weiteren Aus führungsbeispiels
In Fig. 1 ist schematisch ein Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel des erfindungs gemäßen Spannfutters gezeigt, wie es beispielsweise in einer Aufspulmaschine zur Aufnahme von mehreren Spulhülsen und zum Aufwickeln von Fäden verwendet wird. Das Spannfutter besitzt eine Antriebswelle 3, die innerhalb eines hohlzylindrischen Achsträgers 2 durch mehre re Lager 4 drehbar gelagert ist. Die Antriebswelle 3 ist an einem hier nicht dargestellten Ende mit einem elektrischen Antrieb gekoppelt. An dem aus dem Achsträger 2 herausragenden Ende ist die Antriebswelle 3 übereine Nabe 15 mit einer hohlzylindrischen Spannbuchse 1 drehfest verbunden. Hierbei ragt das auskragende Teilstück des Achsträgers 2 zur Lagerung der An triebswelle 3 in ein offenes Ende der Spannbuchse 1 hinein.
Am Umfang der Spannbuchse 1 ist eine Klemmeinrichtung 5 angeordnet, die eine äußere Spannhülse 7 und mehrere zwischen der Spannbuchse 1 und der Spannhülse 7 angeordnete Klemmelemente 6 aufweist. Die Klemmelemente 6 sind in diesem Ausführungsbeispiel jeweils durch einen radial verschiebbaren Klemmstein 10 und einen axial verschiebbaren Kolben 8 gebildet, an welchem der Klemmstein 10 über eine keilförmige Führungsfläche geführt ist. Der Klemmstein 10 ragt dabei in eine Öffnung 11 der äußeren Spannhülse 7, der Kolben 8 weist zur Aufnahme mehrerer Klemmsteine 10 am Umfang verteilt mehrere Einschnitt 38 auf. Der zur Radialverstellung des Klemmsteins 10 axial geführte Kolben 8 ist zwischen einer Feder 9 und einem zwischen der Spannhülse 7 und der Spannbuchse 1 ausgebildeten Druck raum 12 angeordnet. Der Kolben 8 stützt sich hierbei über die Feder 9 an einem Fest mit der Spannbuchse 1 verbunden Anschlag 17 ab. In der in Fig. 1 dargestellten Situation sind die Klemmelemente 6 in einer Klemmposition gezeigt, in welcher die Klemmsteine 10 durch die Kolben 8 mittels der Federn 9 in eine ausgefahrene Klemmposition gehalten sind. Zum Lösen einer Spulhülse 32 wird der Kolben 8 auf der zur Feder 9 gegenüberliegenden Seite über den Druckraum 12 mit einem Druckmedium vorzugsweise einer Druckluft beaufschlagt, so dass der Kolben 8 gegen die Feder 9 in Richtung des Anschlags 17 verschoben wird. Dadurch ver schiebt sich die keilförmige Führungsfläche, so dass der Klemmstein 10 sich radial nach innen bewegen kann. Zur Abdichtung gegenüber dem Druckraum 12 besitzt der Kolben 8 auf der Druckseite mehrere Dichtungen, die jeweils eine Abdichtung zwischen den Kolben 8 und der Spannbuchse 1 sowie zwischen dem Kolben 8 und der Spannhülse 7 erzeugen.
Das in Längsrichtung der Spannbuchse 1 benachbarte Klemmelement 6 ist identisch auf gebaut, wobei die mit einem Druck beaufschlagten Stirnflächen der Kolben 8 sich mit Abstand gegenüberstehen und den Druckraum 12 begrenzen. Somit lässt sich eine Spulhülse 32 durch zwei benachbarte Klemmelemente 6 spannen. Zum Lösen werden beide Kolben 8 der benach barten Klemmelemente 6 durch den Druckraum 12 gleichzeitig angesteuert. Der Druckraum 12 ist hierzu übereinen Durchlass 13 in einem Mantel 31 der Spannbuchse mit der zwischen der Spannbuchse 1 und dem Achsträger 2 ausgebildeten Ringkammer 14 verbunden.
In der Längsrichtung der Spannbuchse 1 weist die Klemmeinrichtung 5 eine Vielzahl von Klemmelementen 6 auf, die jeweils identisch ausgebildet sind und bei denen ein jeweiliger Druckraum 12 übereinen Durchlass 13 mit der Druckkammer Moder einen Druckraum 35 im Vorderteil der Spannbuchse 1 verbunden ist. Die Ringkammer 14 ist über mehrere Kanäle 33 am Umfang des Achsträgers 2 mit einem Luftzufuhrkanal 34 im Achsträger 2 verbunden. Der Luftzufuhrkanal 34 kann beispielsweise durch eine Bohrung im Achsträger 2 ausgeführt sein. Der Luftzufuhrkanal 34 ist mit einer steuerbaren Druckluftquelle 39 (Fig. 2) verbunden.
An dem freien Ende des Spannfutters ist ein Deckel 16 fest an der Spannbuchse 1 gehal ten. Der Deckel 16 ist derart bemessen, dass eine am Ende innerhalb der Spannbuchse 1 aus gebildeter Druckraum 35 durch den Deckel 16 verschlossen wird. An dem gegenüberliegenden Ende besitzt die Spannbuchse 1 ein freies Stirnende 19, das kragenförmig ausgebildet ist und auf der außen liegenden Seite eine Dichtfläche 20 bildet. Zwischen dem Stirnende 19 der Spannbuchse 1 und dem Achsträger 2, der gegenüberliegend zu dem Stirnende 19 einen Kragen 28 aufweist, ist eine Mantelöffnung 18 gebildet. Die Mantel öffnung 18 verbindet die Ringkammer mit der Umgebung, um die Druckkammer 12 zu entlüf ten. Der Mantelöffnung 18 ist an dem Kragen 28 des Achsträgers 2 ein Dichtungsmittel 21 zu geordnet, durch welche die Mantelöffnung 18 wahlweise geöffnet oder verschlossen gehalten wird.
Zur weiteren Erläuterung des am Kragen 28 des Achsträgers angeordneten Dichtungsmit tel 21 wird zusätzlich zu der Fig. 2 Bezug genommen. In der Fig. 2 ist ein vergrößerter Aus schnitt der Mantelöffnung 18 zwischen der Spannbuchse 1 und dem Achsträger 2 dargestellt. Die nachfolgende Beschreibung gilt somit für beide Figuren.
An einer Stirnwand 27 vom Kragen 28 des Achsträgers 2 ist eine umlaufende Umlaufnut 25 ausgebildet. In der Umlaufnut 25 ist eine Hohlkammerdichtung 22 angeordnet. Die Hohlkam merdichtung 22 weist im Nutgrund der Umlaufnut 25 einen Druckluftanschluss 23 auf. Der Druckluftanschluss 23 ist über eine Zulaufbohrung 26 mit dem Luftzufuhrkanal 34 im Innern des Achsträgers 2 verbunden.
Die Hohlkammerdichtung 22 liegt der Dichtfläche 20 am Stirnende 19 der Spannbuchse 1 gegenüber. Die Hohlkammerdichtung 22 weist in diesem Ausführungsbeispiel ein ausrollbares Dichtungsprofil 24 auf. Das Dichtungsprofil 24 ist ringförmig ausgebildet und lässt sich mittels einer durch den Druckluftanschluss 23 zugeführten Druckluft ausrollen.
In der in Fig. 1 und 2 dargestellten Situation ist die Hohlkammerdichtung 22 drucklos im Ruhezustand dargestellt. In dieser Betriebssituation sind üblicherweise mehrere Spulhülsen am Umfang des Spannfutters gespannt, um mehrere Fäden parallel an den Spannhülsen zu Spulen zu wickeln. In dieser Situation ist die Mantelöffnung 18 zwischen dem Achsträger 2 und der Spannbuchse 1 geöffnet, so dass die Druckräume 12 entlüftet sind. Die Klemmelemente 6 der Klemmeinrichtung 5 werden über Federkraft in den Spannstellungen gehalten.
Um am Ende einer Spulreise die fertig gewickelten Spulen von dem Spannfutter abneh men zu können, wird die Antriebswelle 3 mit der Spannbuchse 1 abgebremst. Sodann wird aus einer Druckluftquelle 39 eine Druckluft zugeführt, die über den Luftzufuhrkanal 34 eingeleitet wird. Dabei gelangt die Druckluft durch die Zulaufbohrung 26 aus dem Luftzufuhrkanal 34 zur Hohlkammerdichtung 22. Die Hohlkammerdichtung 22 wird durch die Druckluft aufgeblasen, so dass sich das Dichtungsprofil 24 ausrollt und den Dichtungsspalt der Mantelöffnung 18 verschließt. Die Hohlkammerdichtung 22 stützt sich in diesem Fall an der Dichtfläche 20 am Stirnende 19 der Spannbuchse 1 ab. Dieses Situation ist in der Fig. 3 dargestellt. Die Fig. 3 zeigt den Ausschnitt aus Fig. 2 nur in geänderter Betriebssituation. Insoweit gilt die Beschreibung zu der Fig. 2 ebenfalls zu der Fig. 3.
Nachdem die Mantelöffnung 18 durch die Hohlkammerdichtung 22 verschlossen ist, baut sich in den Druckräumen 12 der Klemmeinrichtung 5 ein Überdruck auf, der die Kolben 8 ge gen die Feder 9 verschiebt und somit zum Entspannen der Spulhülsen 32 führt. Nun lassen sich die Vollspulen vom Spannfutter abnehmen und durch neue Leerhülsen ersetzen. Sobald die Leerhülsen am Umfang des Spannfutters aufgeschoben sind, wird die Druckluftzufuhr abge stellt, so dass sich die Hohlkammerdichtung 22 entspannt und die Mantelöffnung 18 freigibt. Die Ringkammer 14 ist mit der Umgebung verbunden und führt zur Entlüftung der Druckräume 12. Die Klemmsteine 10 werden nun durch Federspannung im gespannten Zustand gehalten.
An dieser Stelle sei ausdrücklich erwähnt, dass die konstruktive Ausbildung des Spannfut ters beispielhaft ist. So lässt sich beispielsweise der Achsträger 2 einteilig oder durch mehrteili ge Bauteile ausführen. Insbesondere kann hierbei der Kragen 28 durch ein gesondertes Bauteil ausgebildet sein. Ebenso sind die dargestellten Klemmelemente 6 beispielhaft. Wesentlich hierbei ist, dass zum Entspannen eine über die Ringkammer zugeführte Druckluft benötigt wird.
Bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel wird bei der Mantelöffnung 18 ein ra dialer Dichtspalt zwischen dem Stirnende 19 und der gegenüberliegenden Hohlkammerdich tung 22 axial abgedichtet. Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Hohlkam merdichtung 22 direkt am Umfang des Achsträgers 2 anzuordnen und als Radialdichtung zu verwenden. Hierzu ist in Fig. 4 ein Ausschnitt eines möglichen Ausführungsbeispiels eines wei teren Dichtungsmittels am Spannfutter dargestellt. Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist im Aufbau des Spannfutters identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, so das zu dem Gesamtaufbau des Spannfutters Bezug zu der vorgenannten Beschreibung genommen wird und an dieser Stelle nur die Unterschiede erläutert.
Bei dem in Fig. 4 ist eine Umlaufnut 25 am Umfang des Achsträgers 2 innerhalb der Spannbuchse 1 angeordnet. In der Umlaufnut 25 ist eine Hohlkammerdichtung 22 gehalten, die im Grund der Umlaufnut 25 einen Druckluftanschluss 23 aufweist. Der Druckluftanschluss 23 ist über eine Zulaufbohrung 26 mit dem Luftzufuhrkanal 34 verbunden. Innerhalb der Um- laufnut 25 ist die ringförmige Hohlkammerdichtung 22 angeordnet. Die Hohlkammerdichtung 22 weist ein dehnbares Dichtungsprofil 24 auf, das mehrere äußere Dichtlippen 29 aufweist. Die Dichtlippen 29 in der Hohlkammer 24 liegen mit einem Dichtungsspalt der Mantelöffnung 18 gegenüber dem Mantel 31 der Spannbuchse 1. Bei der in Fig.4 dargestellten Situation ist die Hohlkammerdichtung 22 im entlasteten Zustand dargestellt, so dass die Mantelöffnung 18 zwischen dem Achsträger 2 und der Spannbuchse 1 geöffnet ist.
Um ein Entspannen der Klemmeinrichtung 5 ausführen zu können, wird bei einer Druck luftzufuhr die Hohlkammerdichtung 22 derart gedehnt, dass die Dichtlippen 29 den Dichtspalt der Mantelöffnung 18 am Mantelabschnitt 31 der Spannbuchse 1 abdichten. Hierbei tritt im Wesentlichen nur ein Dehnen der Hohlkammerdichtung 22 auf. Derartige Hohlkammerdich tungen 22 können somit nur kleinere Dichtspalte überbrücken, die bevorzugt <3mm ausge führt sind. Demgegenüber ist das Ausführungsbeispiel der Hohldichtung 22 nach Fig. 2 geeig net, um größere Dichtspalte im Bereich oberhalb von 3 mm zu überbrücken und abzudichten.

Claims

Patentansprüche
1. Spannfutter einer Aufspulmaschine zur Aufnahme und Fixierung von Spulhülsen und zum Aufwickeln von Fäden zu Spulen, mit einem auskragenden Achsträger (2) und einer am Umfang des Achsträgers (2) gehaltenen Spannbuchse (1), die am Umfang eine Klemmein richtung (5) zur Fixierung der Spulhülsen (32) aufweist, wobei die Klemmeinrichtung (5) mehrere verschiebbare Klemmelemente (6) aufweist, die jeweils zwischen einer Druck kammer (12) und einer Feder (9) angeordnet sind, wobei die Druckkammern (12) über eine zwischen dem Achsträger (2) und der Spannbuchse (1) ausgebildeten Ringkammer (14) mit einer Druckluftquelle verbindbar sind, wobei die Ringkammer (14) an einem inneren Stirnende (19) der Spannbuchse (1) durch eine zwischen der Spannbuchse (1) und einem Kragen (28) des Achsträgers (2) gebildeten Mantelöffnung (18) mit der Umgebung verbun den ist und wobei die Mantelöffnung (18) durch ein zwischen dem Achsträger (2) und der Spannbuchse (1) angeordnetes Dichtungsmittel (21) verschließbar ist, dadurch gekenn zeichnet, dass das Dichtungsmittel (21) durch eine elastische Hohlkammerdichtung (22) ausgebildet ist, die mittels einer Druckluft aufblasbar ist.
2. Spannfutter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Hohlkam merdichtung (22) in einem Bodenbereich einen Druckluftanschluss (23) aufweist, welcher mit einer Zulaufbohrung (26) im Achsträger (1) zusammenwirkt.
3. Spannfutter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zulaufbohrung (26) mit einem Luftzufuhrkanal (34) im Achsträger (2) verbunden ist, durch welchen die Ringkam mer (14) mit der Druckluftquelle verbunden ist.
4. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohl kammerdichtung (22) in einer Umlaufnut (25) am Umfang des Achsträgers (2) gegenüber liegend zum Mantel (31) der Spannbuchse (1) angeordnet ist.
5. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohl kammerdichtung (22) an einer Stirnwand (27) vom Kragen (28) des Achsträgers (2) gegen überliegend zu dem Stirnende (19) der Spannbuchse (1) angeordnet ist.
6. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohl kammerdichtung (22) durch ein ausrollbares Dichtungsprofile (24) gebildet ist, durch wel- ches ein Dichtungsspalt der Mantelöffnung (18) von größer 3mm verschließbar ist.
7. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohl kammerdichtung durch ein dehnbares Dichtungsprofil (30) gebildet ist, durch welches ein Dichtungsspalt der Mantelöffnung (18) von kleiner 3mm verschließbar ist.
8. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohl kammerdichtung (22) an einem Dichtungsprofil (30) zumindest eine äußere Dichtlippe (29) aufweist.
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