DE3641906C2 - - Google Patents

Description

Aufspulvorrichtungen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dienen zum Aufspulen von Fäden in Maschinen zur Erzeugung und zur Bearbeitung von Fäden auf dem Gebiet der Chemiefasererzeugung, insbesondere in Texturiermaschinen.

Dabei sind die Spulen mit einer Hülse, z. B. Papphülse zwischen zwei Klemmtellern frei drehbar gelagert und liegen auf einer ortsfesten Treibwalze auf. Dieser Treibwalze ist die Changiereinrichtung vorgeordnet. Die Klemmteller sind frei drehbar in einem U-förmigen Spulenhalter gelagert und können zum Einspannen und Loslassen der Spulhülse axial bewegt werden.

Es hat sich herausgestellt, daß gerade bei der Erzeugung von Spulen aus Chemiefasern, z. B. von Spulen in Texturiermaschinen, Falschzwirntexturiermaschinen eine entscheidende Bedeutung für die Qualität des Fadens und der Spule dem Umstand zukommt, daß die Mantellinie, in der die Spule auf der Treibwalze aufliegt, mit dicker werdender Spule im Verlauf der Spulreise wandert.

Man hat deswegen die zur Spule bzw. Treibwalze parallele Schwenkachse, um die der Spulenhalter bei dicker werdender Spule schwenkt, entweder auf die von der Changiereinrichtung abgewandte oder auf die der Changiereinrichtung zugewandte Seite der Treibwalze gelegt. Beide Maßnahmen haben Vor- und Nachteile, ohne daß sie das Problem wirklich entscheidend lösen.

Unter anderem ist aus der DE-OS 25 41 366 eine gattungsgemäße Vorrichtung bekannt, bei der die Spule in Tragarmen gehalten wird, die fest mit der Koppel eines Kurbelgetriebes verbunden und in Gleitbüchsen geführt werden, in denen sie im Verhältnis zu ihrer aus dem ansteigenden Spulendurchmesser resultierenden Verschwenkung verschoben werden. Eine solche Vorrichtung scheint weder für eine kompakte noch für eine erschütterungsfreie Bauweise geeignet.

Weiters ist aus der DE-AS 11 12 931 eine Aufwickelvorrichtung bekannt, in der Spulenenden beim Herstellen einer Garnwicklung direkt in bogenförmigen Führungsnuten gleiten. Die Vorrichtung scheint nicht geeignet, einen fehlerfreien Funktionsablauf zu gewähleisten, da die Spulenenden in den Nuten beim Wickeln verklemmen können.

Durch Anspruch 1 wird die Aufgabe gelöst, bei einer Aufspuleinrichtung mit schwenkbarem Spulenhalter die Auflage der Spule bei dicker werdendem Spulendurchmesser so zu steuern, daß sich ein optimaler Spulenaufbau ergibt. Es ist möglich, daß die Mantellinie der Treibwalze, auf der die dicker werdende Spule auf der Treibwalze aufliegt, im Verlaufe der Spulreise gar nicht wandert. Ebenso ist es möglich, eine beliebige Wanderung dieser Mantellinie zuzulassen, um den optimalen Spulenaufbau zu erzielen.

Die Lösung wird dadurch erzielt, daß der Spulenhalter der Aufspulvorrichtung in zwei Schwenkachsen schwenkbar gelagert wird und daß für die beiden Schwenkachsen eine Bewegungsbahn derart vorgegeben wird, daß die gewünschte Auflage der wachsenden Spule auf der Treibwalze erzielt wird. Bei der Vorgabe der Bewegungsbahnen wird nebenbei auch darauf geachtet, daß der Spulenhalter im Verlaufe der Spulreise eine vernünftige, vorzugsweise mehr oder weniger horizontale Lage beibehält. Hierdurch wird es ermöglicht, eine Mehrzahl von Aufspuleinrichtungen auch in vertikaler Richtung mit sehr geringer Teilung übereinander anzuordnen, da vermieden werden kann, daß die Spulenhalter infolge ihrer Schwenkbewegung in den Bereich einer vertikal benachbarten Aufspulvorrichtung hineinragen.

Praktisch wird die Bewegungsbahn derjenigen Schwenkachse, die der Drehachse der Klemmteller am nächsten liegt, den maßgeblichsten Einfluß auf die Auflage der Spule auf der Treibwalze ausüben. Daher wird diese Bewegungsbahn, im folgenden als "Betriebsbahn" bezeichnet, eine starke Komponente radial zu der Treibwalze haben.

Bei den bekannten Aufspulvorrichtungen (vgl. z. B. Oberbegriff des Anspruchs 1) entsteht bei großen Spulengewichten auch das Problem, daß es sehr schwierig wird, die fertigte Spule von Hand aus dem Spulenhalter herauszunehmen. Es ist deshalb bereits vorgeschlagen worden, die Schwenkachse des Spulenhalters - von der Maschinenfront aus betrachtet - vor die Treibwalze zu legen und den Spulenhalter zum Herausnehmen der Spule vor die Maschinenfront umzuklappen. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß dies die räumliche Auslegung der Maschine und insbesondere die vertikale Teilung der Aufspulvorrichtungen stark beeinflußt.

Die Erfindung bietet nun die Möglichkeit, das Herausnehmen der vollen Spule aus dem Spulenhalter zu erleichtern, ohne daß dadurch Raumprobleme und insbesondere Teilungsprobleme auftreten. Hierzu wird in einer bevorzugten Ausführung vorgeschlagen, daß die Bewegungsbahn der ersten Schwenkachse im Endbereich ihrer Betriebsbahn in einen zur Maschinenfront weisenden Ruheast (Ruhebahn) umknickt, der im wesentlichen horizontal verläuft und im wesentlichen parallel zu der Bewegungsbahn der anderen Schwenkachse liegt. Das heißt, in diesem Bereich hat auch die Bewegungsbahn der zweiten Schwenkachse eine starke horizontale Komponente. Hierdurch kann der Spulenhalter ohne wesentliche Schwenkbewegung im wesentlichen parallel zu sich selbst und unter Beibehaltung einer im wesentlichen horizontalen Lage aus dem Maschineninneren heraus in oder vor die Maschinenfront gefahren werden.

Die Bewegungsbahn der ersten Schwenkachse, die der ersten Spulachse benachbart ist, wird vorzugsweise als Kulissenbahn ausgebildet, da hierdurch zum einen jeder gewünschte Verlauf vorgegeben und zum anderen das Abknicken der Betriebsbahn in die Ruhebahn ermöglicht werden kann.

Die Führungsbahn der zweiten Schwenkachse kann vorzugsweise dadurch vorgegeben werden, daß die zweite Schwenkachse in den Endpunkten eines einarmigen Schwenkhebels gelagert wird.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Die Zeichnungen zeigen schematisch die Ansicht des Ausführungsbeispiels in verschiedenen Stellungen des Spulenhebels.

In dem Maschinengestell 1 ist das Gestell 2 der Aufspulvorrichtung gelagert. Dieses Gestell ist ein U-förmiger Rahmen, der aus einer Basis und zwei parallelen Seitenplatten 3 besteht. An den einander zugewandten Seiten der Seitenplatten 3 ist eine erste Führungsbahn 23 angebracht. In jeder dieser Führungsbahnen ist ein Kulissenstein 29 geführt. Zwischen den Kulissensteinen 29 ist eine Stange gelagert, die die erste Schwenkachse 21 des Spulenhebels 9 darstellt. Hierauf wird später eingegangen.

An den einander zugewandten Seiten der Seitenplatten 3 ist weiterhin je ein einseitiger Schwenkhebel 27 in einer Schwenkachse 28 gelagert. Das freie Ende der Schwenkhebel 27 ist an den Spulenhebel 9 in der zweiten Schwenkachse 22 angelenkt.

Und nun zum Spulenhebel 9: Der Spulenhebel 9 ist ebenfalls U-förmig ausgebildet. Er weist die U-Basis in Form einer Stange 40 in der Schwenkachse 22 auf. Die Stange 40 verbindet die beiden Seitenflanken 10. Zumindest eine der Seitenflanken 10 läuft in einem Handgriff 11 aus. Konzentrisch zu der Spulachse 12 sind an den beiden einander zugewandten Seiten der Seitenflanken 10 je ein Klemmteller 6 frei drehbar gelagert. Zumindest einer der Klemmteller 6 ist in bekannter Weise auch axial bewegbar, z. B. dadurch, daß seine Lagerung axial bewegbar ist oder daß die Seitenflanke ein Gelenk besitzt und im Sinne einer Axialbewegung des Klemmtellers verschwenkt werden kann. Hierzu wird z. B. auf die DE-OS 29 39 628 (Bag. 1161) verwiesen.

Zwischen den Klemmtellern kann eine Spulhülse 7 axial eingeklemmt und drehbar gelagert werden. In der in Fig. 1 dargestellten Position des Spulenhebels 9 wird die Hülse 7 in Anlage mit der Treibwalze 4 gebracht. Die Treibwalze 4 ist ortsfest im Maschinengestell drehbar gelagert. Sie wird mit konstanter Umfangsgeschwindigkeit angetrieben. Der Treibwalze 4 vorgelagert ist die Changiereinrichtung 5 mit einem Changierfadenführer, der achsparallel zur Treibwalze 4 hin- und herbewegt wird und die Verlegung des Fadens in Längsrichtung der Spule 8 vornimmt. Bei Anwachsen des Spulendurchmessers entfernt sich die Spulenachse 12 von der Treibwalze 4. Folglich wandert der Kulissenstein 29 in dem Teil der ersten Führungsbahn 23, der im wesentlichen radial zur Treibwalze 4 ausgerichtet ist. Dieser Teil der ersten Führungsbahn wird als Betriebsbahn 24 bezeichnet. Gleichzeitig wandert auch die zweite Schwenkachse 22 auf der zweiten Führungsbahn 26. Diese zweite Führungsbahn ist durch die Schwenkbewegung des Schwenkhebels 27 um die Schwenkachse 28 vorgegeben. Dabei ist die Betriebsbahn 24 so gestaltet, daß der Spulenhebel 9 möglichst schwingungs- und erschütterungsfrei geführt ist. Hierzu weist die Betriebsbahn 24 an einer Seite eine Kulissenführung 31 auf, die als Schwenkhebel ausgebildet ist und die um Schwenkpunkt 32 schwenkbar und durch Feder 33 in Richtung auf die gegenüberliegende Kulissenführung gedrückt wird. Mit dieser beweglichen Kulissenführung 31 wird verhindert, daß der Kulissenstein 29 in der Betriebsbahn 24 Spiel hat.

Bei der in Fig. 1A gezeigten Ausführungsform ist die linke Führungsschiene starr an den Seitenplatten angebracht. Die rechte Schiene ist als Kulissenführung 31 ausgebildet, die um Schwenkpunkt 32 schwenkbar ist und durch Feder 33 in Richtung auf die gegenüberliegende Führungsschiene gedrückt wird. Bei dieser Ausführungsform nimmt die starre gegenüberliegende Führungsschiene die Reaktionskräfte auf, die aus dem Antriebsmoment der Treibwalze 4 auf den Spulenhebel 9 durch dessen Kulissenstein 29 ausgeübt werden.

Die Betriebsbahn 24 kann nun so gestaltet werden, daß die Spule 8 bei wachsendem Spulendurchmesser stets auf derselben Mantellinie 35 der Treibwalze 4 aufliegt. Dies ist vorzugsweise - wie auch gezeigt - die oberste Mantellinie. Hierbei wandert die Spulachse 12 in der angezeigten Ebene 36. Die Betriebsbahn 24 kann auch so ausgelegt werden, daß sich bei wachsendem Spulendurchmesser eine gewünschte Verlagerung der Auflage der Spule 8 auf der Treibwalze 4 ergibt. Vorzugsweise erfolgt diese Verlagerung so, daß sich der Abstand zwischen der Changiereinrichtung 5 und dem Auflaufpunkt des Fadens auf die Spule 8 geringfügig - d. h. um wenige Millimeter - vergrößert. Hierdurch kann erreicht werden, daß die Spule eine sehr geringe und optisch kaum sichtbare Konizität erhält. Das heißt: Die Wicklungslänge wird im Verlaufe der Spulreise beim Größerwerden der Spule geringfügig verkleinert. Hierdurch kann vermieden werden, daß Fadenlagen in den Endbereichen der Spule aus dem Verband der Wicklung herausrutschen (Abschläger).

Im Verlaufe der Spulreise kann auch noch eine Gewichtskompensation durchgeführt werden. Hierzu ist eine Feder oder ein sonstiger Kraftgeber 34 vorgesehen. Der Kraftgeber 34 wirkt so auf den Spulenhebel 9 ein, daß seine Kraftrichtung eine Tangentialkomponente zur Betriebsbahn 24 hat. Der Kraftgeber 34 übt mithin ein Moment auf den Schwenkhebel 27 aus, das der Schwenkbewegung des Spulenhebels 27, die durch die zunehmende Füllung der Spule hervorgerufen wird, entgegenwirkt. Dadurch bewirkt der Kraftgeber 34 im ersten Teil der Spulreise eine Vergrößerung der Kraft, mit der die Hülse bzw. Spule an der Treibwalze anliegt. In dem Augenblick jedoch, in dem die zweite Schwenkachse 22 des Spulenhebels sowie die Schwenkachse 28 des Schwenkhebels 27 in bzw. parallel zu der Kraftrichtung liegen, kehrt sich die Wirkrichtung um, und von dieser Zeit an wirkt der Kraftgeber 34 im Sinne einer Entlastung. Er kompensiert nunmehr das anwachsende Spulengewicht, so daß die Kraft, mit der die Spule 8 auf der Treibwalze 4 anliegt, begrenzt ist. Der Kraftgeber 34 kann verstellbar ausgebildet sein. Ebenso ist es erforderlichenfalls möglich, den Kraftgeber 34 so auszugestalten, daß seine Wirkrichtung einstellbar ist. Als Kraftgeber kommen auch Einrichtungen wie z. B. pneumatische oder hydraulische Zylinder-Kolben-Einheiten in Betracht, die für mehrere Aufspulstellen ein gleichartiges Verstellen ermöglichen.

Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 4 besitzt einen Kraftgeber mit Tellerfederpaket, das sich ortsfest an dem Widerlager 37 einerseits und über eine Auflagerplatte 39 an dem Spulenhebel 9 abstützt.

Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 und 6 besitzt einen Kraftgeber 34 aus folgenden Elementen: An dem Schwenkhebel 27 ist der Stützhebel 43 im Bereich der Schwenkachse 28 befestigt. Der Stützhebel 43 weist an seinem freien Ende eine Rolle 44 auf, die sich auf einer Kulisse 45 abstützt. Die Kulisse 45 ist in einer Geradführung 46 beweglich und gegen Tellerfederpaket 47 im Widerlager 37 abgestützt.

Fig. 5 zeigt die Relativlage von Stützrolle 44 und Kulisse 45 zu Beginn der Spulreise. Fig. 6 stellt das Ende der Spulreise dar. Durch Bemessung der Tellerfeder 47 und durch Formgebung der Kulisse 45 kann eine vorbestimmbare Kraft auf den Stützhebel 43 und damit ein der Schwenkbewegung des Schwenkhebels 27 entgegengesetztes Moment auf den Schwenkhebel 27 ausgeübt werden.

Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 7 bis 9 weist der Kraftgeber 34 folgende Elemente auf. An dem Schwenkhebel 27 ist ein Stützhebel 43 fest angebracht. Der Stützhebel 43 erstreckt sich, wie Fig. 9 zeigt, über eine bestimmte axiale Länge des Spulenhalters. Das freie Ende des Stützhebels 43 besitzt eine durchgehende Bohrung 48. In den Enden dieser Bohrung 48 sind jeweils eine Patrone 49 und 50 gleitend geführt. Zwischen den Patronen liegt eine Druckfeder 51, die die Patronen auseinanderzudrücken sucht. Die freien Köpfe der Patrone gleiten jeweils auf einer Kulisse 45.1 und 45.2. Die Kulissen sind in den Seitenplatten 3 des Gestells 2 der Aufspulvorrichtung verschraubt. Bei der Schwenkbewegung des Schwenkhebels 27, die bei zunehmender Füllung der Spule 8 eintritt, wird die Druckfeder 51 durch die besondere Formgebung der Kulissen 45.1 und 45.2 zunehmend verspannt. Dadurch wird ein die Schwenkbewegung bremsendes Moment auf den Schwenkhebel 27 ausgeübt.

Auch die kinematische Umkehrung - federnde Abstützung an der Seitenplatte 3, Kulisse an dem Stützhebel 43 - ist denkbar.

Die Spulreise ist beendet, wenn die Spule 8 ihre gewünschte Dicke hat. Wie in Fig. 2 dargestellt, hat damit auch der Kulissenstein 29 das Ende der Betriebsbahn 24 nahezu erreicht.

Nunmehr kann der Spulenhebel 9 von Hand oder - besser noch - durch eine pneumatische Zylinder-Kolben-Einheit 38 etwas angehoben werden, so daß der Kulissenstein 29 den Knickpunkt der ersten Führungsbahn 23 überfährt.

Hinter dem Knickpunkt geht die erste Führungsbahn aus der Betriebsbahn 24 in die Ruhebahn 25 über. Die Ruhebahn 25 ist im wesentlichen horizontal ausgerichtet und weist mit geringer Neigung vom Maschineninneren zur Maschinenfront. Die Ruhebahn 25 dient dem Zweck, die Spule 8, die während der Spulreise im Maschineninneren liegt, nach Beendigung der Spulreise an oder vor die Maschinenfront zu bringen. Dadurch wird die Entnahme der Spule wesentlich erleichtert. Durch Bewegung der ersten Schwenkachse 21 und der Kulissensteine 29 in der Ruhebahn 25 führt die zweite Schwenkachse 22 eine Bewegung auf der zweiten Führungsbahn 26 aus. In Fig. 3 ist die Endposition dargestellt. Hier liegt die Hülse 7 der Spule mit ihren aus der Spule herausragenden Enden auf einer Führungsbahn 30 auf. Diese Führungsbahn 30 ist an jede der Seitenplatten 3 in Form einer Schiene angebracht. Jede der Führungsbahnen 30 untergreift ein Hülsenende. Nunmehr kann durch axiale Lösebewegung eines der Klemmteller 6 oder beider Klemmteller 6 die Hülse 7 aus den Klemmtellern 6 gelöst werden. Infolge der schwachen Neigung der Führungsbahn 30 läuft nunmehr die Spule 8 mit den Hülsenenden auf der Führungsbahn 30 bis an das Ende der Führungsbahn 30. Dabei ist es besonders vorteilhaft, daß der Endbereich der Führungsbahn 30 nicht von den Seitenplatten 3 überdeckt wird. Dadurch kann man vermeiden, daß die Spule 8 zum Transport auf ihrem Umfang gegriffen wird, wobei sie u. U. beschädigt wird. Man kann vielmehr in die Hülse 7 greifen.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß in der Aufsicht der Fig. 4 die Kraftgeber 34, deren Widerlager 37 und Auflagerplatte 39 im linken Bereich des Spulenhebels 9 weggelassen sind zugunsten einer unverdeckten Darstellung der Schwenkachsen 22 und 28 mit dem Schwenkhebel 27 und dem Spulenhebel 9 sowie der Zylinder-Kolben-Einheit 38. Die weggelassenen Teile 37, 39 sind durch eine strichpunktierte Linie im Anschluß an die linke Seitenplatte 3 angedeutet.

Im rechten Bereich des Spulenhebels 9 ist zugunsten einer deutlichen Darstellung der Kraftgeber 34, deren Widerlager 37 und Auflagerplatte 39 auf die Darstellung der Details der Schwenkachsen 22 und 28, des Schwenkhebels 27 und der Zylinder-Kolben-Einheit 38 verzichtet.

Eine beispielhafte Möglichkeit der axialen Bewegbarkeit eines der beiden Klemmteller 6 zur Entnahme bzw. zum Einspannen der Spule zeigt die Fig. 4. Die dort rechte Seitenflanke 10 weist dazu ein Gelenk 41 auf; eine Blattfeder 42 zwingt den angelenkten Teil der Seitenflanke 10 in die Betriebsstellung.

Bezugszeichenaufstellung

 1 Maschinengestell
 2 Gestell der Aufspulvorrichtung
 3 Seitenplatte
 4 Treibwalze
 5 Changiereinrichtung
 6 Klemmteller
 7 Hülse
 8 volle Spule
 9 Spulenhebel, Spulenhalter
10 Seitenflanke
11 Griff
12 Spulachse, Drehachse
13 Basis, U-Basis
21 erste Schwenkachse
22 zweite Schwenkachse
23 erste Führungsbahn
24 Betriebsbahn
25 Ruhebahn
26 zweite Führungsbahn
27 Schwenkhebel
28 Schwenkachse
29 Kulissenstein
30 Führungsbahn
31 Kulissenführung
32 Schwenkpunkt
33 Feder
34 Kraftgeber, Feder
35 Mantellinie
36 Ebene
37 Widerlager der Feder
38 Zylinder-Kolben-Einheit
39 Auflagerplatte
40 Stange
41 Gelenk
42 Blattfeder
43 Stützhebel
44 Rolle
45 Kulisse
46 Geradführung
47 Tellerfederpaket
48 Bohrung
49 Patrone
50 Patrone
51 Druckfeder

Claims (5)

1. Aufspulvorrichtung für Fäden, mit einer ortsfesten Treibwalze, auf der eine Hülse und die darauf gebildete Fadenspule entlang einer Mantellinie aufliegen, sowie mit einem U-förmigen um zwei parallele, je in einer Führungsbahn geführte Schwenkachsen schwenkbaren Spulenhebel, der an seinen Seitenflanken koaxiale Klemmteller aufweist, zwischen denen die Hülse eingespannt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahn (23) der den Klemmtellern (6) am nächsten gelegenen Schwenkachse (erste Schwenkachse 21) von einer Kulissenführung gebildet wird, die einen ersten, sich radial zur Achse der Treibwalze (4) erstreckenden Abschnitt (Betreibsbahn 24) und einen zweiten, sich winklig zum ersten Abschnitt erstreckenden Abschnitt (Ruhebahn 25) aufweist.

2. Aufspulvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt (24) in seiner Länge dem maximalen Radius einer Spule (8) entspricht.

3. Aufspulvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abschnitt (25) am von der Treibwalze (4) abgelegenen Ende des ersten Abschnittes (24) im wesentlichen horizontal in diesen einmündet.

4. Aufspulvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahn (26) der zweiten Schwenkachse (22) durch die Anlenkung des Spulenhebels (9) an das freie Ende eines einseitigen Schwenkhebels (27) gebildet wird.

5. Aufspulvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kraftgeber (38) zum Überführen der ersten Schwenkachse (21) aus dem Endbereich der Betriebsbahn (24) in die Ruhebahn (25) vorgesehen ist.