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Spindel für Spulen Die Erfindung betrifft eine Spindel mit einem ortsfesten
Lagerzapfen und einem um diesen frei drehbar gelagerten Spulentragkörper, der mit
MitteIn zum Festhalten der Spule und mit Bremsmitteln versehen ist. Auf solche Spindeln
werden beim raschen Be-bzw. Abwickeln Spulen aufgesteckt, wie dies beispielsweise
in Spulmaschinen der Fall ist, in denen die Fäden mit einer Geschwindigkeit von
1000 m/Minute und mehr aufgespult werden können. Diese hohen Spulgeschwindigkeiten
machen einen oftmaligen Spulenwechsel erforderlich, der praktisch in drei Stufen
durchgeführt wird: Zunächst wird die volle, auszutauschende Spule abgebremst, dann
wird sie von der Spindel gelöst und abgenommen und schließlich wird eine leere Spule
auf die Spindel gesteckt und befestigt. Diese Arbeitsgänge erfordern bisher Einwirkungen
auf verschiedene Organe der Spindel und benötigen eine beachtliche Zeit.
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Es war bereits eine Spindel zu dem genannten Zweck bekannt, bei der
der Spulentragkörper allein durch eine axial auf ihn wirkende Feder radial ausdehnbar
ist, die durch ein in zwei Stellungen bringbares Steuerglied beeinflußbar ist. Durch
diese bekannte Ausbildung der Spindel wird erreicht, daß sie von einem radial ausgedehnten
in einen radial zusammengezogenen Zustand und umgekehrt überführt werden kann, wobei
einmal die Spule auf der Spindel festgehalten und das andere Mal die Spule von der
Spindel abgenommen werden kann. Um nämlich die mit hoher Drehzahl laufende Spule
nach ihrer vollen Bewicklung abnehmen und austauschen zu können, muß sie zunächst
abgebremst werden, wonach sie erst von der Spindel gelöst und abgenommen werden
kann.
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Bei der Spindel nach der Erfindung werden diese Arbeitsgänge des
Abnehmens und Lösens der Spule auf der Spindel mit Hilfe eines einzigen Steuerglieds
durchgeführt. Zu diesem Zweck ist der Spulentragkörper gemäß der Erfindung in an
sich bekannter Weise allein durch eine axial auf ihn einwirkende Feder radial ausdehnbar,
und es ist ein aus einer neutralen Mittelstellung in zwei Stellungen überführbarer
Steuerteller vorgesehen, um in einer dieser Stellungen das Abbremsen des Spulentragkörpers
und in an sich bekannter Weise in der zweiten Stellung entgegen der Wirkung der
Feder das radiale Zusammenziehen des Spulentragkörpers hervorzurufen.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsart ist die Spindel nach der Erfindung
dadurch gekennzeichnet, daß der Spulentragkörper aus einer um den ortsfesten Lagerzapfen
drehbar gelagerten Hülse mit Endflanschen, aus auf der Hülse verschiebbar angeordneten
Körpern
und aus radial ausdehnbaren Federelementen besteht und daß die Feder zwischen einem
Flansch der Hülse und dem Endkörper wirkt, um diesen Körper zusammen mit den anderen
Körpern und den Federelementen axial gegen den anderen Flansch der Hülse zu drücken
und dabei die Ausdehnung der Federelemente hervorzurufen, und daß der Steuerteller
zwischen dem Flansch der Hülse, an dem die Feder angreift, und dem Boden des Endkörpers
liegt und einmal mit diesem Flansch zum Abbremsen des Spulenträgers und das andere
Mal mit dem Boden des Endkörpers zum Verschieben desselben entgegen der Wirkung
der Feder in Berührung bringbar ist. Zweckmäßig ist die Spindel nach der Erfindung
dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerteller am Ende einer durch den hohlen Lagerzapfen
hindurchgeführten, diesem gegenüber axial verschiebbaren, aber unverdrehbaren Stange
befestigt ist und daß eine Betätigungsvorrichtung vorgesehen ist, um diese Stange
mit dem Teller in einer Mittellage zu halten, in der letzterer weder mit dem Flansch
der Hülse noch mit dem Boden des Endkörpers in Berührung steht, bzw. um die Stange
axial in der einen oder anderen Richtung zu verschieben und den Teller entweder
mit dem Flansch oder mit dem Boden des Endkörpers in Berührung zu bringen.
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Erfindungsgemäß umfaßt die Betätigungsvorrichtung bei der Spindel
nach der Erfindung eine Kurvenscheibe,
die mindestens drei verschiedene
Profile entsprechend der drei Stellungen der Stange und des Tellers aufweist und
mit der die Stange durch ein Gestänge federnd in kraftschlüssiger Verbindung gehalten
ist. In vorteilhafter Weise ist die Kurvenscheibe mittels eines durch einen Hand-
oder Fußbetätigungshebel weiterschaltbaren Klinkensperre schrittweise weiterdrehbar,
wobei sie aufeinanderfolgend von einer Lage, in der ihr Profil den Steuerteller
in seiner Mittellage hält, in eine Lage, in der ihr Profil den Steuerteller mit
dem Flansch der Hülse in Berührung hält, von dieser Lage in eine Lage, in der ihr
Profil den Steuerteller mit dem Boden des Endkörpers in Berührung hält, und schließlich
von dieser Lage wieder in eine Lage, in der ihr Profil den Steuerteller in seiner
Mittellage hält, überführbar ist.
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Die einzige Figur zeigt die Spindel nach der Erfindung im Schnitt
und veranschaulicht auch schematisch eine Betätigungsvorrichtung für den Spulenaustausch.
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Die Spindel besteht aus einem, im vorliegenden Fall mit seiner Achse
waagrecht angeordneten, in einem Lager 2 mittels eines Stiftes 3 starr befestigten
hohlen, rohrförmigen Lagerzapfen 1, um welchen eine Hülse 4 mittels Kugellager 5
frei drehbar, jedoch axial nicht verschiebbar gelagert ist. Die Hülse 4 besitzt
einen vorderen Flansch 10 (rechts in der Figur) und einen hinteren Flansch 29 mit
größerem Durchmesser. Auf der Hülse 4 sind ein hohler Ringkörper 6 und ein ebenfalls
hohler topfförmiger Körper 7 axial frei verschiebbar und unverdrehbar angeordnet,
wobei zwischen diesen beiden Körpern 6 und 7 sowie zwischen dem Ringkörper 6 und
Bodenflansch29 der Hülse 4 je einige (im vorliegenden Fall zwei) Federscheibenringe
8 ebenfalls achsengleich zur Hülse 4 und axial auf ihr verschiebbar angeordnet sind.
Eine achsengleich zur Hülse 4 liegende und zwischen deren vorderem Flansch 10 und
der Führungsnabe des topfförmigen Körpers 7 wirkende Schraubenfeder 9 trachtet den
Körper 7 nach hinten auf der Hülse 4, d. h. in Richtung gegen den Bodenflansch 29
zu verschieben, wodurch die Federringe 8 ausgedehnt werden und auch der Ringkörper
6 etwas in der gleichen Richtung verschoben wird. Auf diese Weise wird eine auf
die Körper 6 und 7 aufgesteckte Spule, von der auf der Zeichnung lediglich die Hülse
26 gezeigt ist, seitens der sich radial ausdehnenden Federringe 8 in bezug auf die
Hülse 4 blockiert gehalten. Der radial unter Federwirkung ausdehnbare Spulentragkörper
der Spindel besteht somit aus der Hülse 4, den Körpern 6 und 7 sowie aus den Federringen
8.
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Durch den hohleri Lagerzapfen 1 ist axial eine Stange 11 hindurchgeführt,
die sich axial verschieben, jedoch nicht um ihre Achse drehen kann, was beispielsweise
dadurch erreicht wird, daß die Stange einen unrunden Querschnitt besitzt und an
den Durchtrittsstellen durch die Böden des rohrförmigen Lagerzapfens 1 und durch
dessen Befestigungsstift 3 in entsprechenden Lagern mit dem gleichen unrunden Querschnitt
geführt ist.
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An ihrem vorderen Ende trägt die Stange 11 einen Teller 12, der zwischen
dem vorderen Flansch 10, der Hülse 4 und dem Boden des topfförmigen Körper 7 zu
liegen kommt und das Steuerorgan darstellt. Auf der Zeichnung ist der Steuerteller
12 in seiner neutralen Mittellage dargestellt, in der er weder
mit dem Flansch 10
noch mit dem Boden des Topfkörpers 7 in Berührung steht und somit die freie, ungehinderte
Drehung des Spulentragkörpers gestattet.
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Durch Verschiebung der Stange 11 nach links in der Figur kann der
Teller 12 mit der Außenfläche- des Flansches 10 der Hülse 4 in Berührung gebracht
werden, um dieselbe abzubremsen. Zu diesem Zweck kann die Außenfläche des Flansches
10 und/oder die ihr gegenüberliegende Fläche des Tellers 12 mit einem geeigneten
Bremsbelag (nicht dargestellt) versehen sein.
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Durch Verschiebung der Stange 11 nach rechts in der Figur kann der
Steuerteller 12 aus seiner neutralen Mittellage heraus mit dem Boden des Topfkörpers
7 in Berührung gebracht werden, um denselben entgegen der Wirkung der Feder 9 in
gleicher Richtung zu verschieben, wobei der Druck auf die Federringe 8 aufhört und
diese ihre radial weniger ausgedehnte Lage einnehmen können, in der sie die aufgesteckte
Spulenhülse 26 freigeben.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur
Betätigung des Steuertellers 12 dargestellt, um denselben in seiner neutralen Mittellage
zu halten bzw. um ihn aus dieser in der einen oder anderen Richtung zu verschieben.
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Diese nur schematisch veranschaulichte Vorrichtung -besteht aus einem
doppelarmigen Hebel 14, der am hinteren Ende 16 der Stange 11 angelenkt, um einen
mittleren Lagerpunkt 15 schwenkbar ist und an seinem anderen Ende eine Rolle od.
dgl. trägt, mittels welcher er mit dem Profil einer Kurvenscheibe 13 in Berührung
steht. Eine, zwischen dem vorderen Boden des rohrförmigen Lagerzapfens 1 und einem
Bund 18 der Stange 11 wirkende, achsengleich zu derselben angeordnete Schraubenfeder
17 trachtet die Stange 11 nach links in der Figur zu verschieben und somit den Schwenkhebell4
im Gegenuhrzeigersinn zu schwenken, so daß sein Ende mit der Rolle am Profil der
Kurvenscheibe 13 anliegend gehalten wird.
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Die Kurvenscheibe 13 sitzt auf einer Welle 28, auf der auch ein Klinkenrad
19 mit sechs Zähnen befestigt ist. Ein um die Welle 28 frei schwenkbar gelagerter
Träger 21 trägt eine Klinke 20, und an ihm ist eine Stange 22 angelenkt, die entgegen
der Wirkung einer Feder 23 mittels eines um einen ortsfesten Zapfen 25 drehbaren
Hebels 24 verschoben werden kann, wobei sie den Träger 21 so verschwenkt, daß die
Klinke 20 die Weiterdrehung des Klinkenrades 19 und somit der Welle 28 mit der Kurvenscheibe
13 um einen Schritt verursacht. Die Wirkungsweise dieses Klinkenfortschaltwerkes
ist ohne weiteres klar, und es ist ersichtlich, daß die Kurvenscheibe 13 nacheinander
sechs verschiedene Winkellagen einnehmen kann, wonach sie einmal um die Achse der
Welle 28 gedreht wurde.
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Das Profil der Kurvenscheibe ist symmetrisch ausgebildet, und zwar
derart, daß in zwei um 1800 gegeneinander verdrehten Lagen der Kurvenscheibe Punkte
101 des Profils, die einen mittleren Abstand von der Drehachse besitzen, in anderen
zwei um 1800 gegeneinander verdrehten Lagen Punkte 102, die einen kleineren Abstand
von der Drehachse besitzen, und schließlich in den restlichen zwei um 1800 gegeneinander
verdrehten Lagen Punkte 103, die einen größeren Abstand von der Drehachse besitzen,
mit der Rolle am Ende des Schwenkhebels 14 in Berührung stehen.
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Im ersten- Fall, wenn ein Punkt 101 des Kurvenscheibenprofils mit
dem Schwenkhebel 14 in Berührung steht, wird der Steuerteller 12 in seiner neutralen
Mittellage (wie in der Zeichnung dargestellt) gehalten. Wenn ein Punkt 102 des Kurvenscheibenprofils
mit dem Schwenkhebel 14 in Berührung steht, wird der Steuerteller 12 durch die Feder
17 gegen den Flansch 10 gedrückt und bremst dabei den Spulentragkörper ab. Wenn
schließlich ein Punkt 103 des Kurvenscheibenprofils mit dem Schwenkhebel 14 in Berührung
kommt, dann wird der Steuerteller 12 entgegen der Wirkung der Feder 17 gegen den
Boden des Topfkörpers 7 gedrückt, wodurch derselbe nach rechts in der Figur geschoben
wird und in der bereits beschriebenen Weise die Spulenhiilse 26 freigegeben wird.
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Ausgehend von der dem normalen Betriebszustand entsprechenden, in
der Zeichnung dargestellten Lage wird bei einem ersten Druck auf den vorzugsweise
als Fußhebel ausgebildeten Hebel 24 im Sinn des Pfeiles 30 die Kurvenscheibe 13
um 600 im Sinn des Pfeiles 31 verdreht, wodurch ein Punkt 102 des Profiles derselben
mit dem Schwenkhebel 14 in Berührung kommt und der Spulentragkörper mit der vollgewickelten
Spule abgebremst wird. Anschließend wird bei einem weiteren Druck auf den Fußhebel
24 die Kurvenscheibe 13 um weitere 600 gedreht, und es kommt ein Punkt 103 des Profils
mit dem Schwenkhebel 14 in Berührung, so daß die Spule von ihrem Tragkörper freigegeben
wird, abgezogen und durch eine neue, leere Spule ersetzt werden kann. Schließlich
drückt die Bedienungsperson nochmals auf den Fußhebel 24, so daß wieder ein Punkt
101 des Kurvenscheibenprofils mit dem Schwenkhebel 14 in Berührung gebracht wird
und die Spindel in ihren normalen Betriebszustand zurückgeführt wird, in der sich
der Steuerteller 12 in seiner neutralen Mittellage befindet, die neue Spule auf
ihrem Tragkörper festgespannt ist und mit diesem frei drehbar um den Lagerzapfen
1 ist.
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Es kann nun der Betrieb wieder aufgenommen werden. Soll ein Faden
auf die Spulenhülse aufgewickelt werden, dann kann diese in an sich bekannter Weise,
beispielsweise mit Hilfe einer (nicht dargestellten) Reibrolle oder sonstwie in
Drehung versetzt werden.
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Es ist ersichtlich, daß der Spulenwechsel äußerst einfach und rasch
durchgeführt werden kann, wobei nur ein einziges Steuerorgan betätigt werden braucht,
um das Abbremsen und Lösen bzw. Festspannen der Spule auf der Spindel herbeizuführen.
Vorteilhafterweise, jedoch nicht notwendigerweise kann dieses Steuerorgan mittels
einer einen Fußhebel umfassenden Vorrichtung betätigt werden, so daß die Bedienungsperson
auch die Hände frei hat, um den Spulenaustausch vorzunehmen.
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Es versteht sich jedoch, daß die Betätigungsvorrichtung für das einzige
vorgesehene Steuerorgan auch anders, als beschrieben und auf der Zeichnung dargestellt,
ausgebildet sein kann, wobei anstatt eines Fußhebels auch ein Handbetätigungshebel
vorgesehen sein kann.
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Auch der ausdehnbare Spulentragkörper kann an Stelle von Federringen
andere äquivalente, auf einen axialen Druck empfindliche radiale ausdehn- und zusammenziehbare
Elemente, mehrere verschiebbare Zwischenkörper auf der drehbaren Hülse usw. aufweisen.
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Patentansprüche: 1. Spindel mit einem ortsfesten Lagerzapfen und
einem um diesen frei drehbar gelagerten Spulentragkörper, der mit Mitteln zum Festhalten
der Spule und mit Bremsmitteln versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulentragkörper
(4, 6, 7, 8) in an sich bekannter Weise allein durch eine axial auf ihn einwirkende
Feder (9) radial ausdehnbar ist und daß ein aus einer neutralen Mittelstellung in
zwei Stellungen überführbarer Steuerteller (12) vorgesehen ist, um in einer dieser
Stellungen das Abbremsen des Spulentragkörpers und in an sich bekannter Weise in
der zweiten Stellung entgegen der Wirkung der Feder (9) das radiale Zusammenziehen
des Spulentragkörpers hervorzurufen.