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Spielfreie Spulenlagerung für Verseilmaschinen Die Erfindung bezieht
sich auf eine spielfreie Spulenlagerung für Verseilmaschinen, insbesondere für Korbverseilmaschinen,
bei denen die Spulenrahmen konzentrisch zur Drehachse des Verseilkorbes angeordnet
sind. Das besondere Kennzeichen der Spulenlagerung ist ihre Gestaltung derart, daß
während des Verseilvorganges weder eine radiale noch eine axiale Verschiebung der
Spule gegenüber der Spulenachse und dem Spulenrahmen, in dem diese gelagert ist,
eintreten kann.
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Bei der zur Zeit noch vorherrschenden Gestaltung der Spulenlagerung
derart, daß sich die Spule während des Verseilvorganges auf der Spulenachse dreht,
tritt im Laufe der Zeit an allen Stellen, an denen während der Bewegung eine gegenseitige
Berührung vorliegt, ein Verschleiß ein. Dieser ist um so größer und tritt um so
eher ein, je höher die Drehzahl des Verseilkorbes ist, weil bei Korbverseilmaschinen
außer dem Gewicht der mit dem Verseilgut bewickelten Spule auch die Zentrifugalkraft
zu berücksichtigen ist. Diese kann bei Korbverseilmaschinen, die mit der technisch
möglichen Höchstdrehzahl betrieben werden, das fünffache des Spulengewichtes betragen.
Der Verschleiß tritt nicht nur an den zur Drehachse parallelen Laufflächen, sondern
auch an den zur Drehachse senkrechten Flächen der Spulennaben und den Gegenflächen
der Spulenrahmen bzw. der in den Schenkeln der Spulenrahmen angebrachten Verschleißbüchsen
ein. Der Verschleiß dieser Flächen hängt damit zusammen, daß bei jeder Umdrehung
des Verseilkorbes die Spulen unter Einwirkung der Zentrifugalkraft abwechselnd mit
der Außenfläche der einen und der Außenfläche der anderen Nabe an den Gegenflächen
der Schenkel des Spulenrahmens bzw. den Flächen der Verschleißbüchsen anliegen.
Mit zunehmendem Verschleiß nehmen die Laufgeräusche stark zu. Diese liegen aber
auch schon vor, wenn noch kein Verschleiß eingetreten ist; sie sind darauf zurückzuführen,
daß Spulen und Spulenrahmen nicht so ausgeführt werden können, daß der Abstand der
Außenflächen der Nahen bei allen Spulen gleich ist und außerdem gleich dem Abstand
der Gegenflächen der Spulenrahmen bzw. der Verschleißbüchsen.
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Außer dieser Spulenlagerung sind auch schon Spulenlagerungen angewendet
worden, bei denen sich die Spule nicht auf der Spulenachse, sondern mit der Spulenachse
und zwei Lagerbüchsen, in denen die Spulenachse an beiden Enden ruht, dreht, wobei
die Lagerbüchsen in Wälzlagern gelagert sind, die in den beiden Schenkeln des Spulenrahmens
angebracht sind. Hierbei kann die axiale Verschiebung bzw. seitliche Festlegung
der Spule dadurch erfolgen, daß eine eine der beiden Lagerbüchsen übergreifende
Hülse mit einem Außengewinde versehen und mittels Handkurbel drehbar in einer Wange
des Spulenrahmens geführt ist. Eine derartige Spulenlagerung ist z. B. die Lagerung
nach der deutschen Patentschrift 678 401. Bei diesen Lagerungen ruht die Spule vor
der Einführung der Spulenachse in die Lagerbüchsen und die Spule mit ihren beiden
Naben auf Lagerkragen. Da man gewisse Abweichungen von den Nennmaßen bei allen Maschinenteilen
zulassen muß, ist das Zusammenfallen der Mittenachse der auf den Lagerkragen aufliegenden
Spule mit der Mittenachse der Lagerbüchsen nicht gewährleistet. Da man hierbei damit
rechnen muß, daß z. B. die Mittenachse der Spule höher liegt als die Mittenachse
der Lagerbüchsen, muß man, um überhaupt die Spulenachse in die Spule einführen zu
können, den Durchmesser der Spulenachse kleiner machen als den Innendurchmesser
der Spulennaben. Dieser Unterschied wirkt sich - auch wenn er nicht groß ist - bei
der Drehung der Spule mit der Spulenachse und den Lagerkragen so aus, daß die Spüle
mit den Naben auf den Lagerkragen aufliegt, wenn sich diese unten befinden, und
auf der Spulenachse, wenn sich die Lagerkragen oben befinden. Diese Lagerungen sind
so eingerichtet, daß man die Spule so festlegen kann, daß eine axiale Verschiebung
nicht erfolgt, wenn sich der Verseilkorb dreht. Voraussetzung für diese Festlegung
ist aber die richtige Handhabung der entsprechenden Einrichtungen: Bei Verseilmaschinen,
bei denen die Spulen sehr groß sind und ein großes Gewicht -haben, z. B. bei Maschinen
zur Verseilung von drei oder vier mit Papier oder Gummi isolierten Leitern, ist
eine Lagerung der Spulen bekannt, bei der eine radiale und axiale Verschiebung der
Spule verhindert wird. Bei dieser Lagerung wird in die Spule eine auswechselbare
Achse eingeführt und so mit der Spule verbunden, daß eine axiale Verschiebung der
Spule gegenüber der Achse ausgeschlossen ist. Dann werden auf die beiden Enden der
Achse Lagerkörper mit Wälzlagern
aufgesetzt und mit der Achse so
verbunden, daß eine axiale Verschiebung -der Achse-auch gegenüber den Lagerkörpern
nicht möglich ist. Die so hergerichteten Spulen werden zusammen mit der Achse und
den Lagerkörpern in die Spulenrahmen eingelegt und die Lagerkörper mit den Schenkeln
des Spulenrahmens fest verbunden. Diese Spulenlagerung kann bei Verseilmaschinen
mit wenigen großen Spulen Anwendung finden, bei vielspuligen Verseilmaschinen kommt
sie aber nicht in Frage, weil der Ein- und Ausbau der Spulen zu viel Zeit erfordern
würde.
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Die Spulenlagerung, die den Gegenstand der Erfindung bildet, entspricht
grundsätzlich den Spulenlagerungen, bei denen die Spule vor dem Einführen der Spulenachse
mit den Naben auf zwei Lagerkragen ruht. Sie unterscheidet sich aber von den bekannten
Spulenlagerungen dadurch, daß eine vollkommen spielfreie Lagerung der Spule auch
in radialer Richtung gewährleistet ist durch die Anwendung einer besonders gestalteten
Spulenachse. In axialer Richtung erfolgt die Verschiebung und Festlegung der Spule
zwischen den Lagerbuchsen mittels der bekannten Lagerhülse selbsttätig durch die
mit der Vorbereitung des Verseilvorganges und dem Verseilvorgang selbst verbundene
Drehung der Spule durch das von der Spule ablaufende Verseilgut.
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Die Spulenlagerung ist in einem Ausführungsbeispiel in Abb. 1 bis
5 dargestellt. Die Spule besteht in diesem Falle aus den beiden Flanschen 1 und
2, der mit diesen durch Schweißung verbundenen Trommel 3 und den mit den Flanschen
verschweißten Naben 4 und 5. Die Spulenachse besteht aus dem mittleren zylindrischen
Teil 6a vom Durchmesser d, einem zylindrichen Teil 6b vom Durchmesser d1, dem Kopfteil
6c, einem den Teil 6a mit dem Teil 6b verbindenden kegeligen Teil 6d und einem an
den zylindrischen Teil 6a anschließenden kegeligen Teil 6e, dessen kleinster Durchmesser
d2 ist. Hierbei ist d1-d = d-d2, und die kegeligen Teile haben gleiche Länge. Wenn
die Spulenachse eingeschoben ist, wie in Abb. 1 und 2 dargestellt, ruht der zylindrische
Teil 6b der Spulenachse in der Lagerbüchse 7 und der vordere Teil des zylindrischen
Teiles 6a in der Lagerbüchse 8. Mit der Lagerbüchse 7 ist der Kopfteil 9 und mit
der Lagerbüchse 8 der Kopfteil 10 verbunden. Die Lagerbüchse 7 ist in zwei Kegelrollenlagern
11 und 12 gelagert, die in der Hülse 13 angeordnet sind; die Lagerbüchse 8 ist in
den Kegelrollenlagern 14 und 15 gelagert, die in der Hülse 16 angeordnet sind. Die
Hülse 13 ist in dem Schenkel 17 des Spulenrahmens drehbar und verschiebbar; die
Hülse 16 ist in dem Schenkel 18 undrehbar und nicht verschiebbar. Mit der Hülse
13 ist der Bremsflansch 19 verbunden. Dieser wird von dem aus den beiden Teilen
20 und 21 bestehenden Bremsring umfaßt (Abb. 3). Der Gewindeteil 13a der Hülse 13
wird von dem Ring 22 umfaßt, dessen Innengewinde mit dem Außengewinde des Teiles
13a zusammenwirkt, so daß bei Drehung der Hülse 13 gegenüber dem an dem Schenkel
17 des Spulenrahmens befestigten Ring 22 eine Verschiebung der Hülse 13 mit den
Lagern 11 und 12 und der Lagerbüchse 7 erfolgt. Der Körper 13 ist mit einem vorstehenden
Lagerkragen 13b versehen. Dieser befindet sich in der Stellung, bei der die Spule
ein- und ausgebaut werden kann, wenn der Bremsflansch 19 an der inneren Fläche des
Schenkels 17 anliegt, wie in Abb. 1 dargestellt. Die Hülse 16 hat einen entsprechenden
Lagerkragen 16a. Dieser befindet sich, da die Hülse 16 in dem Schenkel 18 nicht
drehbar ist, immer in der Stellung, bei der die Spule ein- und ausgebaut werden
kann. Der Innenhalbmesser der zur gemeinsamen Minenachse der Hülsen 13 und 16 und
der Lagerbüchsen 7 und 8 konzentrischen Lagerkragen 13b und 16a ist hierbei etwas
größer als der halbe Durchmesser der Naben 4 und 5 der Spule, so daß die Mittenachse
der mit den Naben auf den Lagerkragen aufliegenden Spule etwas unterhalb der Mittenachse
der Hülsen 13 und 16 und den Lagerbüchsen 7 und 8 liegt (mit 0,5 ₧(d1-d)
als größtmöglichem Abstand der Mittenachsen). Die Lagerbüchse 7, deren zylindrische
Bohrung gleich d1 ist, und die Lagerbüchse 8, deren zylindrische Bohrung gleich
d ist, haben je eine hohlkegelige Ausdrehung 7a und 8a, wobei der Unterschied zwischen
dem größten und kleinsten Durchmesser gleich dem Unterschied des größten und kleinsten
Durchmessers der kegeligen Teile 6d und 6e der Spulenachse ist. Diese und die hohlkegeligen
Teile der Lagerbüchse haben gleichen Abstand. Infolgedessen wird die Spule beim
Einschieben der Achse in die Lagerkörper 7 und 8 gleichmäßig angehoben. Vor dem
Einführen der Spulenachse liegen die Naben 4 und 5 der Spule auf den beiden Lagerkragen
13b und 16a auf; nach dem Einführen der Spulenachse liegen die Naben auf den Lagerkragen
nicht mehr auf.
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Die vorstehend gekennzeichnete Gestaltung der Spulenachse und der
Lagerkörper 7 und 8 ermöglicht die Außenbearbeitung der zylindrischen Teile der
Spulenachse und die Innenbearbeitung der zylindrischen Teile der Lagerbüchsen und
der Spulennaben nach der für leicht verschiebbare Teile in Frage kommenden Passung,
bei der bei den in Frage kommenden Abmessungen der größte Unterschied zwischen dem
Durchmesser der zylindrischen Teile der Spulenachse und dem Innendurchmesser der
zylindrischen Teile der Lagerbüchsen und der Bohrung der Naben 4 und 5 0,034 mm
ist. Hierdurch wird eine praktisch spielfreie Lagerung der Spule in radialer Richtung
erzielt. Beim Einführen der Spulenachse erfolgt, sobald die Spule so weit angehoben
ist, daß die Naben nicht mehr auf den Lagerkragen aufliegen, eine Verschiebung der
Spule bis zum Anliegen der Nabe 5 an der Lagerbüchse 8, 8b, sofern nicht die Außenfläche
der Nabe 5 bereits nach dem Einsetzen der Spule an der ihr zugekehrten Fläche des
Teiles 8b der Lagerbüchse 8 anliegt. Die Außenfläche der Nabe 4 hat dann von der
ihr zugekehrten Außenfläche des Teiles 7b der Lagerbüchse 7 einen Abstand A, der
abhängig ist von der Breite B der Spule und dem Abstand C der Außenflächen der Lagerbüchsen
7 und 8. Der Abstand A ist hierbei verschieden, da innerhalb der üblichen Längentoleranzen
bei den Spulen Unterschiede des Maßes B und bei den Spulenrahmen Unterschiede des
Maßes C vorliegen können.
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Mittels der aus der Sperrklinke 23 und der Druckfeder 24 bestehenden
Vorrichtung ist die Spulenachse in ihrer Endstellung festgelegt. Die Vorrichtung,
welche das Herausfliegen der Spulenachse während des Verseilvorganges verhindert,
kann aber auch anders gestaltet sein.
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Nach dem Einführen der Spulenachse wird bei der weiteren Herrichtung
der Verseilmaschine für den Verseilvorgang die Spule durch das von der Spule ablaufende
Verseilgut gedreht. Erfolgt, vom Schenkel 17 aus gesehen, eine Drehung im rechtsdrehenden
Sinne, so erfolgt eine Drehung des Bremsflansches 19 im gleichen Drehsinne, sobald
sich der Zapfen 25 der Spule gegen den vorstehenden Teil 20" des Bremsringes 20.
21 legt. Damit erfolgt aber auch eine Drehung der Hülse 13 im gleichen Sinne. Bei
Ausführung des Gewindeteiles 13" und des Ringes 22 mit Rechtsgewinde
erfolgt
bei dieser Drehung der Hülse 13 eine Verschiebung des Körpers mit den Lagern 11
und 12 und der Lagerbüchse 7 in Richtung der Spule. Diese Verschiebung erfolgt so
lange, bis die Fläche des Teiles 7b der Lagerbüchse 7 an der Außenfläche der Nabe
4 der Spule und die Außenfläche der Nabe 5 der Spule fest an der Fläche des Teiles
8b der Lagerbüchse 8 anliegt. Bei der weiteren Drehung der Spule schleift der Bremsring
auf dem sich nicht mehr drehenden Bremsflansch, wobei das Bremsmoment in an sich
bekannter Weise mittels der Druckfeder 26 geregelt wird. Da an dem Bremsflansch
während des Verseilvorganges ein im rechtsdrehenden Sinne wirkendes Drehmoment wirksam
ist, verbleibt die Spule in ihrer Lage. Die Spule ist somit auch axial vollkommen
spielfrei festgelegt. Wesentlich ist hierbei, daß diese Festlegung nicht von der
richtigen Handhabung irgendeiner Vorrichtung abhängig ist, sondern durch den Arbeitsvorgang
erfolgt.
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Nach dem Ablauf des Verseilgutes von der Spule und der Beendigung
des Verseilvorganges wird die Spule von Hand zurückgedreht. Hierbei erfolgt auch
eine Drehung des Bremsflansches und der Hülse 13 im linksdrehenden Sinne, sobald
sich der Zapfen 25 der Spule gegen den vorstehenden Teil 20b des Bremsringes legt.
Die Drehung der Hülse 13 hört auf, sobald der Bremsflansch 19 wieder an der Innenfläche
des Schenkels 17 anliegt. Der Kragen 13a befindet sich dann wieder in der Stellung,
bei der die Spule ausgebaut und eine mit Verseilgut bewickelte Spule eingebaut werden
kann.
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Während des Verseilvorganges kann sich, je nach dem Abstand A, der
Kragen 13b in jeder beliebigen Stellung befinden, z. B. in der der in Abb. 4 dargestellten
oberen Stellung.
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Die Spulenlagerung kann auch so ausgebildet werden, daß die Spulenachse
in umgekehrter Richtung eingeführt wird. Die Spulenlagerung kann auch bei Verseilmaschinen
angewendet werden, bei denen die Spulenrahmen in dem Verseilkörper hintereinander
so angeordnet sind, daß die Mittenachsen der vorderen und hinteren Zapfen, mit denen
die Spulenrahmen in den Naben von Armsternen des Verseilkörpers gelagert sind, in
der Drehachse des Verseilkörpers liegen.