DE2719853C3 - Spulenhalter - Google Patents

Description

)5 Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der im Oberbegriff des ersten Anspruchs angegebenen Art.

Derartige Spulenhalter sind durch die DKOS 02 009 bekannt. Ihr Vorteil liegt insbesondere darin.

daß sie auch beim Einbringen honer Dreh- bzw. Bremsmomente die Spule sicher spannen, da sie selbsthemmend sind.

Bei diesen Spulenhaltern, welche mit nach dem Freilaufprinzip arbeitenden Klemmelementen bestückt sind, erfolgt das Aufstecken und Abnehmen der Spulenhülsen dadurch, daß die Spulenhülsen von Fland mit der Axialbewegung gleichzeitig gedreht werden. Wenn auf einem Spulenhalter mehrere axial hinterem ander aufgespannte Spulenhülsen angeordnet werden, müssen die hintersten Spulenhülsen beim Ausschieben und Aufschieben über alle davorlicgenden .Spannbereiche geführt werden, wozu dauernd eine Drehbewegung Zusätzlich zur Abzugsbewegung in die Spulenhülse einzubringen ist.

Aus der DD-PS I 07 887 ist es bekannt. Spulenhülsen auf einem Spulenhalter pneumatisch zu arretieren, indem Konen axial verschoben werden. Auf den Konen lagern die Klemmelemente, in diesem Fall die Lineale, die bei der Axialverschiebung radial nach außen gegen den Innenmantel der Spulenhülse gedrückt werden.

Wird die Druckluft abgeschaltet, so werden die Konen durch eine Feder atisciHatjdcrgedfucki, Sd daß sich die

Lineale radial nach innen bewegen, Wodurch die Spüle

freigegeben wird.

Aus der DE-OS 24 57 821 ist ebenfalls eine pneümatisch arbeitende Spanneinrichtung bekannt, die aus einem unter FedefspähiiUflg stehenden elastischen Ring besteht Durch die axiale Bewegung einer Kolbenstange kann die Fedefspärinüng vöii dciit elastischen Ring

genommen werden und der Ring gleichzeitig in axialer Richtung geläng), werden, so daß dessen Durchmesser kleiner wird. Dadurch wird die Hülse freigegeben.

Die beiden letztgenannten Spannsysteme haben den Nachteil, daß sie durch eine äußere Kraft (Feder) spannen und durch Aufhebung dieser Kraft entspannen. Es ist also zum Lösen dieser Spannsysteme unumgänglich, einen irgendwie gearteten Mechanismus zur Aufhebung dieser Spannkraft vorzusehen. Fällt dieser Mechanismus aus, so ist ein Lösen der Spulenhülse vom Spulenhalter ohne Demontage des gesamten Spulenhalters nicht mehr möglich. Andererseits ist bei diesen Spulenhaltern die Spannkraft durch die installierten Kraftgeber begrenzt

Daraus läßt sich die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ableiten, einen Spulenhalter zu schaffen, mit weichem nach dem Freilaufprinzip arbeitende Klemmelemente vorzugsweise im Lösungssinne ohne zusätzliche, von außen aufzubringende Drehbewegung betätigt werden können, wobei die Vorteile der Selbsthemmung jedoch weiterhin aufrechterhalten werden.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Kennzeichens des ersten Anspruchs.

Diese Lösung besitzt den Vorteil, daß sie in jedem Spulenhalter angeordnet ist. Damit sind beim Auf- und Abschieben keine zusätzlichen externen Hilfsmittel notwendig. Ebenso fällt das Aufbringen der zusätzlichen Drehbewegung beim Auf- und Abschieben fort. Ob das Auf- bzw. Abschieben manuell oder maschinell durchgeführt wird, ist hierbei nicht von Bedeutung.

Eine Möglichkeit zum Aufbau der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung ist in Anspruch 2 wiedergegeben. Dieser Aufbau besitzt den Vorteil, daß in der Antriebseinrichtung nur eine translatorische Bewegung eingebracht werden muß. Dies ist fertigungstechnisch einfacher als das Einbringen einer Rotationsbewegung. Die notwendige Rotationsbewegung wird durch die Ausbindung der Antriebseinrichtung selbst erreicht.

Dabei kann die Antriebseinrichtung elektrisch oder pneumatisch oder hydraulisch betätigt werden. Eine bevorzugte Ausbildung einer pneumatisch betätigten Antriebseinrichtung geben die Ansprüche 3, 4 und 5 wieder, wobei nach Anspruch 5 eine günstige Zuordnung der Antriebseinrichtung /u den Klemmelementen vorgeschlagen wird.

Gemäß Anspruch b ergibt sich die Möglichkeit, nur eine Bewegungsrichtung der Klemmelemente - nämlich die Betätigung im I.ösungssinne — durch die Antriebseinheit vornehmen zu müssen. Die Klemmwir kung wird durch die Feder nach Anspruch 6 aufrechterhalten. Dadurch ist der Aufbau der Vorrichtung wesentlich vereinfacht worden.

Mit den Maßnahmen des Anspruchs 7 wird eine vorteilhafte und einfache Art zur Druckmittelbetätigung der Antriebseinrichtung nach Anspruch 4 aufgezeigt Diese zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß keine verschleißenden Dichtelentente verwendet werden müssen. Die Dichtung erfolgt nur dann, wenn sie wirklich notwendig ist.

Durch Anspruch 8 wird eine bevorzugte Ausbildungsform der Dichtelerrienle beschrieben, die ebenso wie die Antriebseinrichtung druckluftbeläligbar sind.

Die Aufteilung der Drückluftzufuhr durch eine Drossel in zwei Stränge (Anspruch 9) besitzt den Vorteil, daß eine Zeitverzögerung im Drückaufbau der beiden Strärige eintritt. Diese Zeitverzögerung wird hierbei vorteilhaft benutzt, Um die Dichtelcmente zuerst zu betätigen* Dadurch ist gewährleistet, daß keine Leckage auftritt, sn daß die Klemmelemente eines Spulenhaiters alle gleichzeitig betätigt werden können.

Bei einem Spulenhalter mit Zentralantrieb gibt Anspruch IO die dafür geeignete Anordnung von weiteren Dichtelementen wieder, deren spezielle Ausbildung in Anspruch 11 beschrieben wird.

Um zu verhindern, daß die Lagerkörper durch das Einbringen von Druckluft ihren Schmierfilm verlieren, wird die Anordnung der Druckluftleitungen nach Anspruch 12 vorgeschlagen. Dadurch wird einerseits erreicht, daß die Druckluft nicht durch die Lagerkörper strömen muß, um zu den einzelnen Zylinderräumen zu gelangen. Andererseits kann die Druckluft von zwei Seiten der Lagerkörper anströmen, so daß kein Schmiermittel fortgeschleppt werden kann und eine Abdichtung gegenüber der Druckluft nicht notwendig wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Es stellt dar F i g. 1 einen schematischen A«-alabschnitt durch einen Spulenhalter;

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Rolle einer Klemm stelle;

F ig. 3 einen schematischen Axialschnitt durch einen

r, Spulenhalter mit Zentralantrieb.

F i g. 1 zeigt einen schematischen Axialschnitt durch einen Spulenhalter mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung, wobei nur das maschintnseitige und das vordere Ende des Spulenhalters dargestellt ist. Der hier

in dargestellte Spulenhalter ist nicht antreibbar. Der Antrieb erfolgt über eine Treibwalze auf den Umfang der Spule bzw. der Spulenhülse. Fs ist aber selbstverständlich auch möglich, den Spulenhalter selbst durch einen eigenen Antrieb zu treiben (I- i g. 3).

j-, An dem Maschinengestell 1 ist auskragend der Tragarm 2 befestigt. Auf ihm ist unter Zwischenschaltung von Lagern 5 der Spulenhalter 3 drehbar befestigt. Zwischen dem Tragarm 2 und dem Spulenhalter > ist auf der gesamten Hülsenlänge ein Ringspalt 4 vorhanden.

der über mehrere radial angeordnete Verbindungskanäle 4.1 mit einem Verteilerkanal 4.2 verbunden ist Die Verbindüngskanäle sind in einer Weiterbildung der Erfindung immer vor und hinter den Lagern 5 angeordnet.

An mehreren axial voneinander getrennten Stellen des Umfangs des Spulenhaiters 3 sind Klemmstellen 6 angeordnet. Diese Klemmstellen tragen die Spulenhülsen, so daß deren Anzahl und Anordnung von der Zahl und der Länge der zur Anwendung gelangenden

■io Spulenhülsen bestimmt wird.

Die Klemmstellen 6 bestehen aus Klemmelementpn (kreiszylindnschen Rollen) 7. Die jeweils zu einer KIe. irr.stelle gehörenden Rolien 7 werden in einem Käfig 8 mit Radialspiel gehalten.

Yi Im Bereich der Klemmsiellen 6 ist der Umfang des Spulenhalters 3 säge/ahnartig ausgebildet, so daß die Klemmung nach dem Freilaufprinzip arbeiten kann. d. h. durch Drehen des Käfigs um einen bestimmten Winkelbereich werden die Rollen eine Schräge

bo hinaufbewegt, so daß sie auf einen größeren Radius gelangen, wodurch die Spulenhülse geklemmt vvird. Ein Drehen des Käfigs in entgegengesetzter Richtung· bewirkt ein Herabrollen auf der Schräge, so daß die Rollen auf einem Heineren Radius zu liegen kommen,

(,5 wodurch die Spulenhülse nicht geklemmt, d. h. auf- bzw. abgeschoben werden kann.

Einseitig an dem Käfig 8 greift ein kreiszylindrischer Ringkolben 9 an, der über eine Kugel 10 in einer Nut

10.1 geführt wird, die unter einem Winkel zur Umfangsrichtung angeordnet ist. Durch die Torsionsfeder 11 wird über den Ringkolben 9 jeder Klemmstelle 6 in Klemmstellung gehalten. Die Neigung und Richtung der Neigung der Nut lO.l ist so ausgelegt, daß der Ringkolben 9 die Kiemmelemente 7 gegen die Kraft der Torsionsfeder 11 im Lösüngssinne für die Spülenhülse betätigt. Die Befestigungsbohrung der Torsionsfeder 11 dient gleichzeitig als Verbindungskanal 12 von dem Ringraum 4 zu dem Zylinderraum 13.

Der Zylinderraum 13, der zum Antrieb des Ringkolbens 9 benutzt wird, wird in radialer Richtung durch die Mantelhülse 14 geschlossen, die aus einzelnen Abschnitten besteht, deren Gesamtlänge der der Spulenhülse entspricht. Die einzelnen Abschnitte sind an den Rollen 7 derart zusammengesetzt, daß die Rollen unbehindert verdreht werden können. In axialer Richtung wird der £.yiii'iucffäüiTi 13 iVvcCniViäuigci weise VCm einem weiteren Ringkolben 9' begrenzt. Ist dies nicht möglich, weil (der axiale Abstand der einzelnen Klemmstellen zu groß ist, wird ein festsitzender Ring 25 verwendet (F i g. 3).

An beiden Enden des Spulenhalters ist der Ringraum 4 durch weitere Ringkolben 17 verschließbar, die in dem Maschinengestell 1 oder in dem Tragarm 2 beweglich angeordnet sind und an ihrem vorderen Ende je einen O-Ring 19 tragen, mit dem die ausgefahrenen Ringkolben 17 gegen den Spulenträger 3 stoßen. Sie werden von den ringförmigen Zylinderräumen 18 über Bohrungen 4.3 von dem Zufuhrkanal 4.4 mit Druckmittel versorgt. Die Kolben werden von je einer Tellerfeder 21 in ihrer eingefahrenen Ausgangsstellung gehalten.

Die Obergangsstellung zwischen Zufuhrkanal 4.4 und Verteilerkanal 4.2 wird durch eine Drossel 20 gebildet.

In Fig. 2 ist eine Teildraufsicht auf den Spulenhalter dargestellt, wobei die Mantelhülse geschnitten wurde. Hierbei ist sichtbar, wie der Ringkolben 9 durch die Kugel 10 in der Nut 10.1 geführt wird und wie die Torsionsfeder 11 angeordnet und befestigt ist. Die hier sichtbare Rolle 7 ist in dem Käfig 8 drehbar gelagert, wobei der Käfig über einen axial beweglichen Mitnehmer von dem Rinekolben 9 verdreht wird.

Im folgenden wird die Funktionsweise unter Zuhilfenahme der F i g. 1 erläutert.

Der Verteilerkanal 4.2 ist über dem Zufuhrkanal 4.4 mit einer hier nicht näher dargestellten Druckmittelquelle, beispielsweise einem Druckluftkompressor, verbunden. Soll eine neue Spulenhülse aufgeschoben bzw. die fertig gewickelte Spule abgezogen werden, so geschieht dies nur bei stehendem Spulenhalter. Diese Anordnung besitzt d*;n Vorteil, daß nur zum Lösen bzw. Aufschieben einer Spulenhülse Druckmittel benutzt werden muß. Während der Spulzeit halten sich die Klemmelemente 6 selbsttätig in Klemmstellung.

Um die über die Torsionsfeder 11 in Klemmstellung gehaltenen Rollen 7 in Lösestellung zu bringen, wird durch den Zufuhrkanal 4.4 Druckluft geleitet Aufgrund der Drossel 20 baut sich zuerst in den Zylinderräumen 18 ein Druck auf. Dadurch werden die Ringkolben 17 ausgefahren und dichten den Spalt 4 durch die O-Ringe ab.

Danach baut sich in dem Verteilerkanal 4.2 und den Verbindungskanälen 4.1 ebenfalls ein Luftdruck auf. Da die Lager 5 beidseitig mit Druckluft beaufschlagt werden, wird verhindert, daß die Lagerschmierung zusammenbrechen kann. Des weiteren ist es möglich, der Druckluft Schmiermittel zuzusetzen, so daß die Lager gleichzeitig mitgeschmiert werden können. Da vor und nach jedem Wickelvorgang die Spulenhülse gewechselt wird, ist diese Art der Schmierung sehr vorteilhaft.

Die in dem Spalt 4 vorhandene Druckluft gelangt über die Verbindungskanäle 12 in die Zylinderräüme 13. Dort werden die Ringkolben 9 aufgrund des herrschenden Druckes durch die Nut 10.1 über die Kugeln 10 gedreht.

Dadurch werden die Rollen 7 entgegen der

Wirkrichtung der Torsionsfeder 11 derart bewegt, daß

|6 sie die sägenzahnartigen Absätze hcruntcrrollcn.

wodurch sie auf einen kleineren Durchmesser gelangen, so daü die Spulenhülse freigegeben wird.

Solange in dem Verteilerkanal 4.2 Druckluft vorhanden ist, werden die Rollen 7 in txisestellung gehalten. Ist eine neue Spulenhülse aufgeschoben, so wird die Druckluftzufuhr unterbrochen. Aufgrund der Tellerfedern 21 werden die Ringkolben 17 wieder zurückgezogen, SG u5t/ u£T i\ingSp5it 4 ϊΤϊίί uef Umgebung verbunden wird. Dadurch kann siel» der in dem Verteilerkanal 4.2 und in den Verbindungskanälen 4.1 sowie in den Zylinderräumen 13 herrschende Druck abbauen, so daß die Rollen 7 schon im Stillstand durch die Torsionsfeder 11 wieder in Klemmslellung gedreht werden.

In F i g. 3 ist schematisch ein Spulenhalter dargestellt, der einen Zentralantrieb aufweist. Dieser Zentralantrieb kann en! veder als Antrieb oder aber nur zur Abbremsung des rotierenden Spulenhalters benutzt werden. Im letzten Fall wird der Spulenhalter über eine

Treibwalze angetrieben.

Im Unterschied zu dem in Fig. 1, 2 dargestellten Spulenhalter ist er hier mit einer in dem Tragarm 2 zentral angeordneten Antriebswelle 22 stirnseitig verbunden. Dadurch entfällt der vordere Ringkolben 17.

Durch diese Anordnung bedingt, sind die Lager 5 nunmehr zwischen Antriebswelle 22 und dem Tragarm 2 in dem Verteilerkanal 4.2 angeordnet. Deshalb wurde es weiterhin erforderlich, die Antriebswelle im Maschinengestell 1 bei einer Einleitung eines Druckmittels in den Verteilerkanal 4.2 ebenfalls abzudichten. Dazu dienen die Dichtelemente 23. die aus zwei O-Ringen bestehen, die in einer Ringnut 24 angeordnet sind. Diese Ringnut 24 steht über eine oder mehrere Bohrungen 4.5 mit dem Zufuhrkanal 4.4 in Verbindung.

Eine weitere alternative Anordnung ist hier in dem Zylinderraum 13 dargestellt. Da die einzelnen Klemmstellen 6 einen großen axialen Abstand voneinander aufweisen, werden die einzelnen Zylinderräüme 13 nicht mehr axial von jeweils zwei Ringkolben begrenzt, sondern von einem Ringkolben und einem fest auf d^.m Spanndorn 3 angeordneten Ring 25. Dabei ist es möglich, daß ein Ring zwei Zylinderräume 13 begrenzt, es ist aber auch denkbar, daß jeder Zylinderraum einen eigenen Ring aufweist. Der dann entstehende Raum zwischen zwei Ringen oder zwei Ringkolben, in dem keine Klemmstelle 6 liegt, oder zwischen einem Ringkolben und einem Ring, die zwei verschiedenen Klemmstellen angehören, ist unbenutzt

Der Aufbau und die Funktion der einzelnen Klemmstellen 6 ist hier ebenso wie in F i g. 1,2.

Sollen die Rollen 7 in die entspannte Position gedreht werden, so muß zuerst auch hier der Ringspalt 4 und zusätzlich der Verteilerkanal 4.2 abgedichtet werden. Die in den Zufuhrkanal 4.4 einströmende Luft gelangt aufgrund der Drossel 20 zuerst über die Bohrung 43 zu dem Kolben 17 und über die Bohrung 43 zu den Dichtelementen 23. Der Kolben dichtet den Ringspalt 4 ab. Durch die Druckluft werden die Dichtelemente 23

verfofmtj so daß sie den Spalt zwischen sich und der Antriebswelle 22 verschließen. Aufgrund der Ringnut 24 ist ein Ausweichen*Jer Dichteleuienie 23 in eine andere als die vorgegebene Richtung unmöglich.

Auch hier gelangt die Druckluft anschließend über den Vcrlcilerkutiiil 4.2, die Verbindungskanäle 4.1, den Ringsp;# 4 und die Verbindungskanäle 12 in die ZylinderrSume 13, wo die Ringkolben 9 aufgrund der Nut 10.1 und der Kugeln 10 die Rollen 7 im

Lösurigssinne betätigen.

Die Rollen 7 werden in Klemmposition gebracht, indem die Druckluft abgeschaltet wird. Dadurch wird die Verformung der Dichtelemente 23 rückgängig ■i gemacht und der Kolben 17 von der Teilerfeder 21 zurückgeholt. Damit wird der in den 7iylinderräümen 13 und in den kanälen herrschende Druck abgebaut und die Torsionsfeder 11 dreht die Rollen 7 wieder in Klcmmposition.

llierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Spulenhalter, der auskragend am Maschinengestell drehbar ist und auf seinem Außenumfang verteilt mehrere Klemmelemente aufweist, die die Spulenhülse auf dem Spulenhalter nach dem Freilaufprinzip festklemmen, wobei mehrere Klemmelemente in einem Käfig zusammengefaßt sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Käfig (8) eine Antriebseinrichtung (9, 10) zur Einleitung einer Drehbewegung des Käfigs (8) relativ zum Spulenhalter (3) im Lösungssinne zugeordnet ist, welche Antriebseinrichtung (9, 10) auf dem Spulenhalter (3) derart gelagert ist, daß sie sich mit dem Spulenhalter (3) dreht

2. Spulenhalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (9, 10) ein Vorschubelement (9) für einen achsparallelen Vorichub und eine Schraubverbindung (10, 10.1) zur Umwandlung des achsparallelen Vorschubs in eine Drehbewegung des Käfigs (8) aufweist.

3. Spulenhalter nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorschubelement (9) ein Ring verwendet ist. der auf dem Spulenhalter (3) angeordnet und relativ zu ihm bewegbar unC durch achsparallele Führungen mit dem Käfig (8) verbunden ist, wobei als Schraubverbindung eine an dem Spulenhalter (3) lest angeordnete Kugel (10) und eine in dem Ring (9) angeordnete Nut (10.1) verwendet ist.

4. Spulenhalter nach mindestens einem der vorangegegangenen Ansprü. "ie, dadurch gekennleichnet. daß der Ring (9) als Kolben ausgebildet und durch Druckluft bewegt ist ur ·* daß der Zylinderraum (13) durch den Spulenhalter (3) und eine koaxial /um Spulenhalter (3) angeordnete Mantelhülse (14) begrenzt ist.

5. Spulenhalter nach Anspruch 4, dadurch gekennleichnet. daß der Zylinderraum (13) axial von zwei gegenüberliegenden, als Kolben ausgebildeten Ringen (9, 9') begrenzt ist, wobei jedem Käfig (8) ein Ring(9 bzw. 9') zugeordnet ist.

6. Spulenhalter nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Torsionsfeder (11) an jedem Ring (9,9') im Sinne der Klemmbewegung des Käfigs (8) angreift.

7. Spulenhalter mit einem am Maschinengestell auskragend und ortsfest angeordneten Tragarm, /u dem der Spulenhalter koaxial und drehbar gelagert ist, und einer Druckluftzufuhr zur Betätigung der Antriebseinrichtung, insbesondere nach Anspruch 4 und folgende, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluft aus dem Maschinengestell (1) über einen Zufuhrkanal (4.4) in einen im fragarm (2) angeord Helen Verteilerkanal (4.2) sowie anschließend über Verbindungskanäle (4.1) in einen zwischen dem Tragarm (2) und dem Spulenhalter (3) gebildeten Ringspalt (4) und von dort über Bohrungen (12) in die Zylinderräume (13) leitbar ist und daß der Ringraum (4) durch koaxial zum Tragarm (2) angeordneter ringförmige Dichtelemente abgedictv tet ist.

8. Spulenhalter nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche* dadurch gekennzeichnet, daß als Dichtelement ein irrt Maschinengestell (i) achsparallel verfahrbarer Ringkolberi (17) angeordnet ist, der an seinem freien Ende einen elastischen Dichtring (19) trägt.

9. Spulenhalter nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Obergang zwischen Zufuhrkanal (4.4) und dem Verteilerkanal (4.2) eine Drosselsielle (20) angeordnet ist, wobei die Dichtelemente (17,19) von dem Zufuhrkanal (4.4) mit Druckluft beaufschlagt sind.

10. Spulenhalter nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer zentralen Antriebswelle (22) innerhalb des Tragarmes (2), welche fest mit ihrem freien Ende mit dem Spulenhalter (3) verbunden ist, der Verteilerkanal (4.2) am maschi-

!5 nenseitigen Ende an der Antriebswelle (22) über von der Druckluft betätigbare Dichtelemente (23) abgedichtet ist.

11. Spulenhalter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Dichtelement (23) ein O-Ring oder zwei O-Ringe dient bzw. dienen, welches in der Nut (24) und über eine Bohrung (4J5), die mit dem Zufuhrkanal (4.4) verbunden ist, auf der Rückseite mit Druckluft beaufschlagbar ist.

12. Spulenhalter nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das vo.m Maschinengestell (1) in die Zylinderräume (13) strömende Druckmittel den Lagern (5) von je einem vor und hinter den Lagern (5) angeordneten Verbindungskanal (4.1) zuführbar

ist.