DE3616440A1 - Wickelvorrichtung fuer konische kreuzspulen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wickelvorrichtung für konische Kreuzspulen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist problematisch, konische Kreuzspulen durch Friktion anzutreiben. Einerseits tritt ein Scheuern der Spulenoberfläche ein, wenn die Friktionszone zu lang ist, andererseits ist eine möglichst lange Friktionszone erwünscht, um die Kreuzspule schlupffrei antreiben zu können.

Es wurde schon versucht, die einander widerstrebenden Forderungen dadurch zu erfüllen, daß auf der Antriebswelle drei rotierbare Elemente vorgesehen werden, von denen das mittlere unmittelbar mit der Welle verbunden ist und die beiden äußeren durch ein Differentialgetriebe miteinander verbunden sind (EP 00 63 690).

Diese Konstruktion weist folgende Eigenarten auf:

Weicht die Konizität der Hülse von der Norm ab oder ist der Spulenrahmen nicht genau auf die Konizität der Hülse abgestimmt, so nimmt zu Wickelbeginn nur ein Hülsenende Kontakt mit einem äußeren rotierbaren Element auf und bringt dieses Element zum Stillstand, so daß ein Wickeln nicht mehr möglich ist.

Das unerwünschte Scheuern und Beschädigen der Spulenoberfläche während des Wickelns wird nicht gemildert, sondern in vielen Fällen sogar noch verstärkt, wenn die Mitnahme der Kreuzspule seitens der durch Ausgleichsgetriebemittel miteinander verbundenen rotierbaren Elemente nur unvollkommen ist. Sobald das eine Element beispielsweise entweder von vornherein oder mit wachsender Spule nur einen ungenügenden Auflagedruck vermittelt, wird es durch Getriebereibung gebremst, wogegen dann das andere rotierbare Element versucht, schneller zu drehen als die Antriebswelle.

In aller Regel ändert sich die Konizität der Kreuzspule während des Wickelns und außerdem können sich Randwülste und Unebenheiten ausbilden. Alles dies kann zu immer stärkeren Scheuererscheinungen führen.

Scheuern tritt auch beim Abheben der Kreuzspule von den rotierbaren Elementen auf, weil es in aller Regel nicht gelingt, das Abheben so zu bewerkstelligen, daß der Kontakt zwischen der Oberfläche der Kreuzspule und allen rotierbaren Elementen zum gleichen Zeitpunkt aufgehoben wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile weitgehend zu vermeiden und das Wickeln einer einwandfreien konischen Kreuzspule ohne schädliche Scheuererscheinungen zu ermöglichen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Spulenrahmen einen Ausgleichsmechanismus zum automatischen Neigen der Rotationsachse der Kreuzspule gegen die Rotationsachse der Antriebswelle entsprechend der jeweiligen Konizität der Kreuzspule und zum Aufrechterhalten des Friktionskontaktes über die Länge der Kreuzspule unter dem Einfluß des Anpreßdruckes besitzt.

Die Erfindung ermöglicht es, automatisch die Kreuzspule so anzutreiben und ständig so auszurichten, daß sie sicheren und gleichmäßigen Kontakt mit insbesondere den getriebemäßig miteinander verbundenen rotierbaren Elementen hat und daß auch beim Aufsetzen und beim Abheben der Kreuzspule schädliche Scheuererscheinungen und schädliche Getriebebeanspruchungen vermieden werden. Insbesondere beim Aufsetzen der Kreuzspule ist es mit Hilfe der Erfindung vermeidbar, die Ausgleichsgetriebemittel über die betriebsmäßigen Tourenzahlen hinaus bis zur doppelten Tourenzahl zu beanspruchen mit all den daraus resultierenden nachteiligen Folgen für die Kreuzspule, die Friktionsantriebsvorrichtung und die ganze Wickelmaschine.

In Weiterbildung der Erfindung weist der Ausgleichsmechanismus eine zweite Schwenkachse für den Spulenrahmen auf, die im wesentlichen senkrecht durch zur Rotationsachse der Antriebswelle parallele Linien verläuft und deren Richtung mit wachsender Spulengröße veränderbar ist. Der Ausgleichsmechanismus weist vorteilhaft ein am Spulenrahmen vorhandenes Schwenkgelenk auf.

Insbesondere für den Fall, daß die beiden durch Ausgleichsgetriebemittel miteinander verbundenen rotierbaren Elemente gleiche Längen haben sollen, was fertigungstechnisch und auch im praktischen Einsatz, beispielsweise als Endelemente, sehr vorteilhaft ist, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, daß die zweite Schwenkachse des Spulenrahmens außermittig an der die beiden Tragarme des Spulenrahmens verbindenden Traverse angeordnet ist. Auch erheblich unsymmetrische Massenverteilung der Spule längs ihrer Längsachse kann durch eine derartige Anordnung der zweiten Schwenkachse in entscheidendem Außmaß kompensiert werden.

Es dient beispielsweise auch der Verminderung des technischen Aufwands, wenn in Weiterbildung der Erfindung die erste und die zweite Schwenkachse des Spulenrahmens in einer kardanischen Aufhängung oder in einer kugelgelenkigen Aufhängung des Spulenrahmens liegen, die dann jeweils den Ausgleichsmechanismus bildet.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß mindestens einer der beiden Tragarme des Spulenrahmens im wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse der Kreuzspule relativ zum anderen Tragarm bewegbar angeordnet ist. Eine solche Anordnung kann in vielen Fällen anstelle einer zweiten Schwenkachse, aber auch zusätzlich zu einer zweiten Schwenkachse vorgesehen sein.

Statt dessen kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, daß mindestens einer der beiden rotierbaren, die konische Hülse tragenden Hülsenteller im wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse der Kreuzspule relativ zum anderen Hülsenteller in dem ihn tragenden Tragarm bewegbar angeordnet ist.

Die beiden zuletzt genannten Anordnungen sind insbesondere dann sehr vorteilhaft, wenn ohnehin eine kugelgelenkige Lagerung eines oder beider Hülsenteller an ihren jeweiligen Tragarmen des Spulenrahmens vorgesehen ist, wie es beispielsweise die DE-OS 28 24 871 zeigt.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Bewegungsbereich des Ausgleichsmechanismus durch Begrenzungsmittel begrenzt. Dies kann zumal dann vorteilhaft sein, wenn der Konizitätsbereich oder seine Schwankungen nur begrenzt sind oder wenn Rahmenschwingungserscheinungen zu befürchten sind oder gedämpft werden sollen.

In den Zeichnungen sind schematische Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Anhand dieser Ausführungsbeispiele soll die Erfindung noch näher erläutert und beschrieben werden.

Fig. 1 zeigt die hier interessierenden Teile einer Wickelvorrichtung in Seitenansicht,

Fig. 2 in einer Ansicht von vorn.

Fig. 3 zeigt das erste Ausführungsbeispiel in Draufsicht,

Fig. 4 in Vorderansicht.

Fig. 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel in Draufsicht,

Fig. 6 in Vorderansicht.

Fig. 7 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel in Vorderansicht.

Fig. 8 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel in Seitenansicht.

Fig. 9 in Vorderansicht.

Fig. 10 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel in Seitenansicht.

Fig. 11 in Vorderansicht.

Fig. 12 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel in Seitenansicht.

Fig. 13 in Vorderansicht.

Gemäß Fig. 1 bis 4 besitzt die insgesamt mit (1) bezeichnete Wickelvorrichtung für eine konische Kreuzspule (2) eine Friktionsantriebsvorrichtung (1 a), bestehend aus drei auf einer Antriebswelle (3) angeordneten rotierbaren Elementen (4, 5, 6), von denen das rotierbare Element (4) mit der Antriebswelle (3) verbunden sein kann. Die beiden äußeren rotierbaren Elemente (5) und (6) sind relativ zur Antriebswelle (3) rotierbar gelagert und durch Ausgleichsgetriebemittel, die sich - von außen unsichtbar - im Inneren der rotierbaren Elemente (4, 5, 6) befinden, miteinander verbunden. Außerdem besteht die Friktionsantriebsvorrichtung (1 a) aus einem die konische Hülse (7) tragenden Spulenrahmen (8) mit den Tragarmen (9) und (10), die durch eine Traverse (11) miteinander verbunden sind. Der Tragarm (9) ist fest mit der Traverse (11) verbunden. Der Tragarm (10) ist dagegen durch ein Drehgelenk (12) mit der Traverse (11) verbunden. Das hintere Ende (10′) des Tragarms (10) ist durch eine Druckfeder (13) so belastet, daß der Tragarm (10) ständig versucht, in Richtung des gebogenen Pfeils (14) zu schwenken.

Der Tragarm (9) trägt einen rotierbaren Hülsenteller (15) für das größere Konusende der Hülse (7), der Tragarm (10) einen rotierenden Hülsenteller (16) kleineren Durchmessers zum Halten des kleineren Konusendes der Hülse (7).

Der mit gleichbleibender Geschwindigkeit zugeführte Faden (17) wird durch einen hinundhergehenden Fadenführer (18) der langgestreckten, zwischen den rotierbaren Elementen (4, 5, 6) einerseits und der Oberfläche der konischen Kreuzspule (2) andererseits ausgebildeten Friktionszone (19) und damit der Kreuzspule (2) zugeleitet. Die Antriebswelle (3) rotiert in Richtung des gebogenen Pfeils (20), die konische Kreuzspule (2) in Richtung des gebogenen Pfeils (21).

Ein Rahmenhalter (22) ist um eine Schwenkachse (24) schwenkbar am Maschinengestell (23) gelagert. Der Rahmenhalter (22) ist durch einen Ausgleichsmechanismus (25) mit dem Spulenrahmen (8) verbunden. Der Ausgleichsmechanismus (25) dient dem automatischen Neigen der Rotationsachse (26) (Fig. 2) der Kreuzspule (2) gegen die Rotationsachse (27) der Antriebswelle (3) entsprechend der jeweiligen Konizität der Kreuzspule (2). Außerdem dient der Ausgleichsmechanismus (25) zum Aufrechterhalten des Friktionskontaktes über die Länge der Kreuzspule (2) unter dem Einfluß des Anpreßdruckes, das heißt, der Ausgleichsmechanismus (25) dient auch dem Erhalten der Friktionszone (19).

Der Ausgleichsmechanismus (25) weist eine zweite Schwenkachse (28) für den Spulenrahmen (8) auf. Die zweite Schwenkachse (28) verläuft im wesentlichen senkrecht durch zur Rotationsachse (27) der Antriebswelle (3) parallele gedachte Linien, wobei die Richtung der Schwenkachse (28) mit wachsender Spulengröße veränderbar ist. Der Ausgleichsmechanismus (25) selbst weist ein am Spulenrahmen (8) vorhandenes Schwenkgelenk auf, bestehend aus einem an seinem Ende mit einem Gewinde versehenen Bolzen (29), der in den Rahmenhalter (22) eingeschraubt und in einer in die Traverse (11) eingesetzten Lagerbuchse (30) gelagert ist. Zum Ausgleichsmechanismus (25) gehören auch noch Begrenzungsmittel zur Begrenzung der Schwenkbewegung, bestehend aus einem in den Rahmenhalter (22) eingesetzten Stift (31), der in einen in der Traverse (11) vorhandenen Schlitz (32) begrenzter Länge eintaucht.

Die Spannung des Fadens (17) und der Auflagedruck, den die konische Kreuzspule (2) in der Friktionszone (19) auf die rotierbaren Elemente ausübt, bestimmen die Dichte der Kreuzspule. Der Auflagedruck beeinflußt stark den Flankenaufbau der Kreuzspule (2). Flanken mit nur wenig unebener Oberfläche erreicht man durch abnehmenden Auflagedruck. Dabei ist jedoch zu berücksichtigen, daß ein bestimmter Auflagedruck notwendig ist, um die Spule schlupfarm anzutreiben.

Bei der Konstruktion nach Fig. 1 reichen das Gewicht der Spule (2) und das anteilige Gewicht des Spulenrahmens (8) zu Beginn des Spulbetriebs nicht aus, einen ausreichenden Auflagedruck zu erzeugen. Es ist daher eine Druckfeder (33) zur Druckverstärkung vorgesehen. Mit zunehmendem Spulendurchmesser wird das Spulengewicht größer. Für einen guten Spulenaufbau muß dabei der Auflagedruck abnehmen und es muß die Zusatzbelastung des Spulenrahmens (8) schwächer werden. Von einem bestimmten Durchmesser der Spule an muß der Spulenrahmen (8) sogar entlastet werden.

Aus diesen Gründen ist der Rahmenhalter (22) mit einem rückwärtigen Hebel (34) versehen, der einen näher zur Schwenkachse (24) gelegenen Drehpunkt (35) und einen zweiten, von der Schwenkachse (24) weiter entfernten Drehpunkt (36) aufweist.

Am Drehpunkt (36) ist die Kopfarmatur (37) eines in Fig. 1 nicht näher dargestellten Schwingungsdämpfers aufgehängt. Am Drehpunkt (35) ist eine Stange (38) aufgehängt, die durch einen Führungsklotz (39) geführt ist. Zwischen Gelenkpunkt (35) und Führungsklotz (39) ist die Druckfeder (33) auf die Stange (38) aufgefädelt.

Der Führungsklotz (39) besitzt einen Schwenkpunkt (40) am Ende eines zweiarmigen Hebels (41), der um einen Drehpunkt (42) nach Maßgabe der Lage einer Steuerkurve (43) in begrenztem Ausmaß schwenkbar ist. Eine am zweiten Ende des Hebels (41) vorhandene Abtastrolle (44) stützt sich gegen die Steuerkurve (43) ab.

Die Steuerkurve (43) kann zentral verstellt werden, so daß von Fall zu Fall die Schwenkpunkte (40) sämtlicher Spuleinheiten einer Maschine zentral eingestellt werden können.

Fig. 1 zeigt, daß der Durchmesser der konischen Kreuzspule (2) gerade soweit angewachsen ist, daß die Schwenkachse (24), der Drehpunkt (35) und der Schwenkpunkt (40) in einer gedachten Ebene liegen. Demnach hat die belastende Wirkung der Druckfeder (33) gerade aufgehört und wird sich bei weiterem Anwachsen der Kreuzspule (2) in eine entlastende Wirkung auf den Spulenrahmen (8) umkehren.

Wegen des Vorhandenseins des Ausgleichsmechanismus (25) wird der Spulenrahmen (8) stets eine solche Lage einnehmen, daß die Friktionszone (19) über die ganze Spulenlänge erhalten bleibt.

Die Ausbildung nach den Fig. 5 und 6 unterscheidet sich von der Ausbildung nach den Fig. 1 bis 4 durch folgendes:

Der Ausgleichsmechanismus (25) ist so plaziert, daß die zweite Schwenkachse (28) außermittig an der die beiden Tragarme (9, 10) des Spulenrahmens (8) verbindenden Traverse (11) angeordnet ist. Hierdurch ergibt sich eine bessere Ausgewogenheit des Spulenrahmens unter Berücksichtigung des Gewichts einer wachsenden Spule.

Die Ausbildung nach Fig. 7 unterscheidet sich von der Ausbildung nach den Fig. 1 bis 4 oder von der Ausbildung nach den Fig. 5 und 6 durch folgendes:

Die erste Schwenkachse (24′) und die zweite Schwenkachse (28′) des Spulenrahmens (8′) liegen in einer kardanischen Aufhängung (45) des Spulenrahmens (8′). Die kardanische Aufhängung (45) ist durch eine kugelgelenkige Aufhängung des Spulenrahmens (8′) gebildet.

Die kardanische beziehungsweise kugelgelenkige Aufhängung (45) besteht aus einer Kugelpfanne (46), die durch einen Arm (47) mit der Traverse (11) verbunden ist, und aus einer Kugel (48), die am Maschinengestell (23) befestigt ist. Hier besteht demnach der Ausgleichsmechanismus aus der kardanischen beziehungsweise kugelgelenkigen Aufhängung (45).

Von der Ausbildung nach den Fig. 1 bis 4 unterscheidet sich die Ausbildung nach den Fig. 8 und 9 durch folgendes:

Der Spulenrahmen (8′′) besteht hier aus dem rechten Tragarm (9′′), dem linken Tragarm (10′′) und der Traverse (11′′). Durch ein Schwenkgelenk (49) ist der Tragarm (10′′) mit der Traverse (11′′) so verbunden, daß er um einen kleinen Winkel senkrecht zur Rotationsachse (26) der konischen Kreuzspule (2) relativ zum anderen Tragarm (9′′) bewegt werden kann. Diese Bewegungsmöglichkeit ist durch Anschläge (50, 51) begrenzt. Zum besseren Halten der konischen Hülse werden hier rotierbare Hülsenteller (15′, 16′) gemäß der Ausbildung nach der deutschen Offenlegungsschrift Nr. 28 24 871 verwendet. Den Ausgleichsmechanismus bildet hier das Schwenkgelenk (49).

Von der Ausbildung nach den Fig. 1 bis 4 unterscheidet sich die Ausbildung nach den Fig. 10 und 11 durch folgendes:

Die Traverse (11) ist fest mit dem hier nicht dargestellten Rahmenhalter (22) verbunden. Der linke Hülsenteller (16′′) ist im wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse (26) der Kreuzspule (2) relativ zum anderen Hülsenteller (15) in dem ihn tragenden Tragarm (10) nach oben und unten bewegbar angeordnet. Hierzu besitzt der Tragarm (10) einen Durchbruch (52) in dem zwei Druckfedern (53, 54) gelagert sind, welche eine Tragachse (55) des Hülsentellers (16′′) halten. Dabei kann die Tragachse (55) je nach den Belastungsverhältnissen in dem Durchbruch (59) nach oben oder unten ausweichen. Diese Anordnung bildet hier den Ausgleichsmechanismus.

Von der Ausbildung nach den Fig. 8 und 9 unterscheidet sich die Ausbildung nach den Fig. 12 und 13 durch folgendes:

Der hier vorhandene linke Tragarm (10 a) ist auf andere Art und Weise im wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse (26) der Kreuzspule (2) relativ zum anderen Tragarm (9′′) bewegbar angeordnet.

Am linken Ende der Traverse (11′′) befinden sich zwei durchbohrte Laschen (56, 57), in die ein Stift (58) eingesteckt ist. Von unten nach oben sind auf den Stift (58) eine Druckfeder (59), das aufgebohrte, abgesetzte Ende (61) des Tragarms (10 a) und eine weitere Druckfeder (60) aufgefädelt. Hierdurch ist der Tragarm (10 a) in Richtung des Doppelpfeils (62) je nach den Belastungsverhältnissen relativ zum anderen Tragarm (9′′) bewegbar. Zum besseren Halten der konischen Hülse sind auch bei dieser Ausbildung ballig bewegbar gelagerte Hülsenteller (15′) und (16′) nach der deutschen Offenlegungsschrift Nr. 28 24 871 vorhanden.

Die Erfindung soll nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele eingeschränkt sein. Bei den Ausbildungen nach Fig. 8, 9; 10, 11 oder 12, 13 kann die Traverse beispielsweise zusätzlich durch einen Ausgleichsmechanismus (25) nach Fig. 1, 3 oder 5 mit dem Rahmenhalter (22) verbunden sein, um eine zusätzliche Beweglichkeit zu erhalten.

Claims (9)

1. Wickelvorrichtung für konische Kreuzspulen mit einer Friktionsantriebsvorrichtung, bestehend aus mindestens drei auf einer Antriebswelle angeordneten rotierbaren Elementen, von denen mindestens zwei relativ zur Antriebswelle rotierbar gelagert und durch Ausgleichsgetriebemittel miteinander verbunden sind, und mit einem die konische Hülse der Kreuzspule tragenden Spulenrahmen, mit einer Schwenkachse, die im wesentlichen parallel zur Rotationsachse der Antriebswelle liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenrahmen (8; 8′; 8′′) einen Ausgleichsmechanismus (25; 45; 49; 52 bis 55; 56 bis 61) zum automatischen Neigen der Rotationsachse (26) der Kreuzspule (2) gegen die Rotationsachse (27) der Antriebswelle (3) entsprechend der jeweiligen Konizität der Kreuzspule (2) und zum Aufrechterhalten des Friktionskontaktes über die Länge der Kreuzspule (2) unter dem Einfluß des Anpreßdruckes besitzt.

2. Wickelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichsmechanismus (25) eine zweite Schwenkachse (28) für den Spulenrahmen (8) aufweist, die im wesentlichen senkrecht durch zur Rotationsachse (27) der Antriebswelle (3) parallele Linien verläuft und deren Richtung mit wachsender Spulengröße veränderbar ist.

3. Wickelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichsmechanismus (25) ein am Spulenrahmen (8) vorhandenes Schwenkgelenk (29, 30) aufweist.

4. Wickelvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schwenkachse (28) außermittig an der die beiden Tragarme (9, 10) des Spulenrahmens (8) verbindenden Traverse (11) angeordnet ist.

5. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß erste (24′) und zweite Schwenkachse (28′) des Spulenrahmens (8′) in einer kardanischen Aufhängung (45) des Spulenrahmens (8′) liegen, welche den Ausgleichsmechanismus bildet.

6. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß erste (24′) und zweite Schwenkachse (28′) in einer kugelgelenkigen Aufhängung (45) des Spulenrahmens (8′) liegen, welche den Ausgleichsmechanismus bildet.

7. Wickelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der beiden Tragarme (9′′, 10′′) des Spulenrahmens (8′′) im wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse (26) der Kreuzspule (2) relativ zum anderen Tragarm (9′′) bewegbar angeordnet ist.

8. Wickelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer (16′′) der beiden rotierbaren, die konische Hülse (7) tragenden Hülsenteller (15, 16′′) im wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse (26) der Kreuzspule (2) relativ zum anderen Hülsenteller (15) in dem ihn tragenden Tragarm (10) bewegbar angeordnet ist.

9. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungsbereich des Ausgleichmechanismus (25; 49) durch Begrenzungsmittel (31, 32; 50, 51) begrenzt ist.