[0001] Die Erfindung betrifft eine Aufspulmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
[0002] Zum Au-fspulen bei extrem hohen Fadengeschwindigkeiten - z.B. 6000 m pro Minute -
sind Aufspulmaschinen bekannt, bei denen der Faden durch Mitnehmer hin und her geführt
wird, die auf zwei gegensinnig bewegten, nebeneinander angeordneten Band- oder Riementrumen
befestigt sind. Die alternierende Bewegung des Fadens wird dabei nicht wie bei herkömmlichen
Changiereinrichtungen durch einen einzigen, hin und her bewegten Fadenführer bewirkt,
sondern dadurch, daß die gegenläufig bewegten Mitnehmer abwechselnd den Faden erfassen
und führen. Da die Mitnehmer an den Umkehrpunkten des Fadens weder beschleunigt noch
verzögert werden, wird der Einfluß der trägen Masse der Fadenführungsorgane bei der
Fadenumkehr völlig ausgeschaltet.
[0003] Durch geeignete Formgebung des Mitnehmers oder durch die relative Anordnung der Riementrume
erreicht man, daß der Faden von dem einen Mitnehmer freigegeben und gleichzeitig von
dem anderen Mitnehmer übernommen wird. Daher liegen die Umkehrpunkte an den Stellen,
an denen sich die Mitnehmer begegnen. Wenn man einen Spulenaufbau mit ebenen, exakten
Endflächen erreichen will, müssen die Umkehrpunkte stets exakt an den gleichen Stellen
liegen. Unregelmäßige Abweichungen, selbst wenn sie in der Größenordnung der Dicke
eines Fadens liegen, verursachen einen unsauberen Kantenaufbau. Es treten sogenannte
Querschläger auf, das heißt kurze Fadenstücke, die sehnenförmig über den Rand der
Wicklung laufen. Daher ist es notwendig, die Bewegung der Mitnehmer sorgfältig zu
synchronisieren.
[0004] Die meisten bisher bekannt gewordenen Aufspulmaschinen sind mit zwei umlaufenden
Riemen oder Bändern bestückt, auf denen die Mitnehmer sitzen. Die Bänder sind so angeordnet,
daß ein Trum des einen Bandes einem in entgegengesetzter Richtung bewegten Trum des
anderen Bandes eng benachbart ist. Bei diesen Maschinen sind die erwähnten Synchronisationsprobleme
besonders ausgeprägt, zum Teil bedingt durch unterschiedliche Dehnungen der Riemen
oder Bänder infolge unterschiedlicher Materialeigenschaften oder unterschiedlicher
Alterung.
[0005] Es sind auch schon Aufspulmaschinen bekannt, die nur ein einziges umlaufendes Organ
aufweisen, dessen gegenläufige Trume durch Umlenkrollen eng nebeneinander geführt
sind. Obwohl dabei die materialbedingten Ungenauigkeiten weitgehend ausgeschaltet
sind, lassen sich Querschläger nicht ganz vermeiden.
[0006] Man hat schon an den Enden des Changierbereichs feststehende Abweiser angeordnet,
die den Faden immer exakt an der gleichen Stelle von dem ankommenden Mitnehmer lösen
sollen.
[0007] Da die bisher erwähnten Maßnahmen, die alle schon aus der DE-OS 15 35 091 bekannt
sind, noch nicht immer zum Erfolg führen, hat man die Abweiser verschieblich angeordnet,
so daß der Changierhub während des Wickelvorganges mit zunehmendem Wickeldurchmesser
verkürzt wird. Der Soll-Umkehrpunkt wandert also von Wickellage zu Wickellage weiter
nach innen. Selbst wenn der tatsächliche Umkehrpunkt einer Wickellage - bedingt durch
irgendwelche Störeinflüsse - ein wenig jenseits des Soll-Umkehrpunktes liegt,. so
rutscht der Faden trotzdem nicht von der Kante ab, da die darunterliegende Lage etwas
breiter ist. Die Wickel erhalten daher konische oder gewölbte Endflächen. Bei genügend
großen Konuswinkel läßt sich auf diese Weise das Auftreten von Querschlägern unterdrücken.
[0008] Bei der Aufspulmaschine gemäß DE-OS 26 22 243, von der die Erfindung ausgeht, ist
die Verschiebung der Abweiser durch ein Getriebe mit der Position eines Tastorgans
gekoppelt, das gegen die Umfangsfläche des Wickels anliegt und entsprechend dem zunehmenden
Wickeldurchmesser ausweicht. Von dem Getriebe ist nur ein sperriges, greiferartiges
Gestänge dargestellt, das über eine nicht näher beschriebene Hebeleinrichtung betätigt
werden soll. Die genaue Wirkungsweise ist der Druckschrift nicht zu entnehmen, und
es ist nicht erkennbar, ob diese Einrichtung für Aufspulmaschinen geeignet ist, bei
denen auf einem einzigen Wickeldorn mehrere Wickelstellen in Reihe nebeneinander angeordnet
sind. Dieser letztere Gesichtspunkt ist besonders wichtig. Denn gerade beim Aufspulen
dünner Fäden mit extrem hohen Geschwindigkeiten hat es sich zwecks Vermeidung übermäßiger
Wickelgewichte durchgesetzt, auf einem Wickeldorn bis zu acht Wickel unterzubringen.
[0009] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Aufspulmaschine der im
Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung zu schaffen, die sich durch
eine einfache und exakte Steuerung des Changierhubes in Abhängigkeit vom wachsenden
Spulendurchmesser auszeichnet, zum gleichzeitigen Aufspulen mehrerer nebeneinanderliegender
Wickel geeignet ist und leicht auf eine andere Anzahl von Wickelstellen umstellbar
ist.
[0010] Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
[0011] Bei dem im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Keil- oder Kurvengetriebe ist
die Führungsschiene eine Erzeugende der Endfläche der Spule. Ein wesentlicher Vorteil
besteht daher darin, daß man aus der Form und Lage der Führungsschiene unmittelbar
anschaulich auf die Form der Endfläche schließen kann.
[0012] Es besteht die Möglichkeit, beide Abweiser einer Wickelstelle je mit dem in Anspruch
1 angegebenen Getriebe separat und unabhängig voneinander zu steuern. Bevorzugt wird
aber die in Anspruch 2 angegebene und in Anspruch 3 konkretisierte Variante, bei der
durch die Auswahl einer einzigen Führungsschiene eine exakt spiegelsymmetrische Wickelform
erreicht wird.
[0013] Gemäß Anspruch 4 werden bei Aufspulmaschinen mit mehreren nebeneinanderliegenden
Wickelstellen die einander entsprechenden Abweiser aller Wickelstellen mit einem einzigen
Getriebe synchron bewegt. Hierbei spielt es keine Rolle, ob die einzelnen Wickelstellen
separate Changierbänder haben oder ob sich die Changierbandtrwne durchgehend über
mehrere Wickelstellen erstrecken.
[0014] Bei einer bevorzugten Ausführungsform, auf die sich der Anspruch 5 bezieht, erstrecken
sich die Trume allerdings über die Gesamtlänge der Wickelstellen. Die Leisten mit
den Abweisern haben den Vorteil, daß sie zwecks Umstellung auf eine andere Anzahl
von Wickelstellen leicht austauschbar sind. Sie erfüllen zusätzlich die Aufgabe, die
eng nebeneinanderliegenden Trume zu führen und getrennt zu halten.
[0015] Die Trennung der beiden Trume ist besonders wichtig, wenn die Trume gemäß Anspruch
6 die Trume eines einzigen Zahnriemens sind und die Verzahnungen einander zugekehrt
und eng benachbart sind.
[0016] Eine besonders einfache Bauart ist in Anspruch 7 angegeben.
[0017] Die Ansprüche 8 und 9 betreffen zweckmäßige, variable Ausbildungen der Führungsschiene.
[0018] Das Merkmal des Anspruchs 10 sichert Spielfreiheit und damit exakte-Bewegungen der
Schubstange.
[0019] Das Merkmal des Anspruchs 11 trägt zur Minderung von Reibung und Verschleiß bei.
[0020] Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung an Hand eines vereinfacht dargstellten
Ausführungsbeispiels.
Figur 1 zeigt schematisch die Aufspulmaschine, teilweise im Schnitt, von der Seite
Figur 2 zeigt eine Ansicht der Changiereinrichtung
Figur 2a zeigt im Schnitt die zugehörige Form und Anordnung der Wickel
Figur 3 zeigt die Changiereinrichtung von oben
Figur 3a zeigt - in Querrichtung auseinandergezogen - Einzelteile der Changiereinrichtung
von oben
Figur 4 zeigt eine abgewandelte Einzelheit
Figur 4a zeigt die der Figur 4 entsprechende Wickelform.
[0021] In Figur 1 ist eine Hülse 1 mit Wickel 2 auf einem Wickeldorn 3 zu erkennen. Wie
sich weiter unten ergeben-wird, hat allerdings die Aufspulmaschieneinsgesamt vier
in Reihe nebeneinanderliegende Wickelstellen, das heißt auf dem Dorn 3 sitzen insgesamt
vier Hülsen mit vier Wickeln. Der Wickeldorn 3 ist mit einem nicht dargestellten Maschinengestell
so verbunden, daß sich während des. Aufbaus der Wickel 2 seine Lage relativ zum Maschinengestell
nicht ändert. Er kann z.B. auf einem Revolverkopf sitzen.
[0022] In einem nur schematisch angedeuteten Gehäuse 4, das relativ zum Maschinengestell
in einer senkrechten Führung hin und her verschieblich ist, ist eine Treibwalze 5
gelagert, die durch einen nicht dargestellten Motor angetrieben ist. Der Treibwalze
5 eng benachbart ist in'dem Gehäuse 4 eine Changiereinrichtung 6 untergebracht.
[0023] Durch unbeweglich mit dem Maschinengestell verbundene Fadenführer 7, die entsprechend
der Anzahl der Wickelstellen jeweils mittig über der zugeordneten Wickelstelle angebracht
sind, werden Fäden 8 mit hoher Geschwindigkeit der Changiereinrichtung 6 zugeführt,
durchlaufen ein kurzes freies Wegstück, liegen anschliessend auf einem Bogen von etwas
mehr als 90 Grad an der Oberfläche der Treibwalze 5 an und gelangen von dort auf die
Wickel 2. Entsprechend dem zunehmenden Wickeldurchmesser weicht die Treibwalze 5 zusammen
mit der Changiereinrichtung 6 nach oben aus, wie durch den Pfeil 9 symbolisiert.
[0024] Die Changiereinrichtung 6 ist in dem Gehäuse 4 an einer Traverse 10 angeordnet. Auf
einer mit der Traverse 10 verschweißten Platte 11 sitzt, mittels einer Stellschraube
12 in Längsrichtung der Traverse 10 justierbar, ein Motor 13 mit gezahnter Antriebsscheibe
14. Am anderen Ende der Traverse 10 ist eine ebenfalls gezahnte Umlenkscheibe 15 auf
einem Schlitten 16 gelagert, der auf Führungsstangen 17 in Längsrichtung der Traverse
10 gleitend geführt ist. Eine Spannfeder 18, die an einem Bügel 19 abgestützt ist,
drückt den Schlitten 16 in Richtung auf das Ende der Traver se 10. über die Antriebsscheibe
10 und die Umlenkscheibe 15 ist ein endloser Zahnriemen 20 geführt. Dabei ist das
Obertrum 21 de Zahnriemens 20 durch zwei weitere Zahnscheiben 22, 23, die in de Nähe
der Antriebsscheibe 14 bzw. der Umlenkscheibe 15 gelagert sind, so umgelenkt, daß
es mit kurzem Abstand parallel dem Untertrum 24 läuft. Bei dem durch den Pfeil 25
veranschaulichten Drehsinn der Antriebsscheibe 14 läuft das Obertrum 21 in Richtung
des Pfeils 26, das Untertrum 24 in entgegengesetzter Richtung gemäß Pfeil 27.
[0025] An der von der Traverse 10 abgewandten Kante des Zahnriemens 20 sind in gleichmäßigen
Abständen Mitnehmer 28 befestigt.
[0026] Über dem Obertrum 21 ist an der Traverse 10 dicht neben der Zahn scheibe 22 ein Lagergehäuse
29 befestigt, in dem ein Zahnrad 30 mit waagerecht liegender Achse gelagert ist. An
der anderen Seit der Traverse 10 ist in der Nähe der Zahnscheibe 22, die dem Moto
13 benachbart ist, ein Führungsblock 31 befestigt. Eine obere Schubstange 32 und eine
untere Schubstange 33 sind - zueinander und zu den beiden Trumen 21, 24 des Zahnriemens
20 parallel - ir Bohrungen des Führungsblocks 31 und des Lagergehäuses 29 gleiter
geführt. Beide Schubstangen 32, 33 sind im Bereich des Lagergehäuses 29 auf den einander
zugekehrten Seiten mit Verzahnungen versehen, die mit dem Zahnrad 30 an 180 Grad zueinander
versetzten Stellen kämmen.
[0027] Fest auf der unteren Schubstange 33 sitzt eine Buchse 34. Eine Druckfeder 35, die
an einen Widerlager 36 abgestützt ist, drückt die Buchse 34 und damit die untere Schubstange
33 in Richtung a
L den Motor 13. Infolge der durch das Zahnrad 30 bewirkten gegenläufigen Kopplung wird
die obere Schubstange 32 in die entgegeng setzte Richtung - in der Zeichnung nach
rechts - gedrückt.
[0028] Die obere Schubstange 32 ist an der Seite, an der die Umlenkscheibe 15 angeordnet
ist, über das Ende der Traverse 10 hinaus verlängert und am Ende mit einer Tastrolle
37 versehen. Diese liegt unter dem von der Feder 35 ausgeübten Druck spielfrei an
einer Führungsschiene 38 an.
[0029] Die Führungsschiene 38 ist um einen Drehzapfen 39 schwenkbar, der in einer am Maschinengestell
angeschweißten Gabel 39 sitzt. In der mit durchgezogenen Linien dargestellten Grundstellung
ist die Führungsschiene 38 senkrecht angeordnet, das heißt rechtwinklig zur Richtung
der Trume 21, 24 und dementsprechend auch rechtwinklig zur Wickelachse. Aus dieser
Stellung ist sie in der Ebene, in der die Schubstangen 32, 33 liegen, in Richtung
des Pfeils 41 um einen. Winkel bis zu etwa 30 Grad verschwenkbar. Innerhalb dieses
Winkelbereichs ist sie in jeder Stellung - wie z.B. in der mit unterbrochenen Linien
veranschaulichten Stellung 38' - mittels Stellschrauben 42, 43 arretierbar.
[0030] An der oberen Schubstange 32 sind Verbindungsstücke 44, 45 fest angeklemmt, die unten
bis zur Höhe der Trume 21, 24 reichen. Daran ist eine dünne Leiste 46 angeschraubt,
die flach in dem engen Zwischenraum zwischen den Trumen 21, 24 liegt und sich nahezu
über die ganze freie Länge zwischen den Zahnscheiben 22, 23 erstreckt. Die Verbindungsstücke
44, 45 sind mit Bohrungen versehen, in denen die untere Schubstange 33 frei gleitet.
Die Leiste 46 ist in gleichmäßigen Abständen mit insgesamt vier Abweisern 47a bis
47d (insbesondere Figur 3a) versehen, die nach vorne über die mit den Mitnehmern 28
besetzte Vorderkante des Zahnriemens 20 ein wenig weiter hinausragen als die Mitnehmer
28 selbst. Die Abweiser 47 der Leiste 46 sind an der Flanke, die dem Motor 13 zugekehrt
ist - in der Zeichnung nach links - keilförmig abgeschrägt.
[0031] Entsprechend ist mit der unteren Schubstange 33 durch Verbindungsstücke 48, 49, die
mit Bohrungen für den gleitenden Durchgang der oberen Schubstange 32 versehen sind,
eine Leiste 50 verbunden, die dicht unter der Leiste 46 ebenfalls zwischen den Trumen
21, 24 liegt. Die Leiste 50 hat vier Abweiser 51a bis 51d die in gleichen Abständen
wie die Abweiser 47 angeordnet und ebenso wie diese mit einer Keilschräge versehen
sind, jedoch auf der gegenüberliegenden, in der Zeichnung rechnen Seite. In der Stellung,
die in der Zeichnung dargestellt und besonders deutlicr aus Figur 3a erkennbar ist,
überlappen sich die Abweiser 47a mit 51b, 47b mit 51c und 47c mit 51d jeweils mit
ihren breiteren , Seiten.
[0032] Die schwenkbare Führungsschiene 38 kann auch durch ein leicht austauschbares Führungselement
52 mit gekrümmter Führungskante 5 ersetzt werden. In diesem Falle erhalten die Wickel
2' gewölbte Endflächen, wie in Figur 4a veranschaulicht.
[0033] Der in der Zeichnung dargestellten Aufspulmaschine laufen insgesamt vier Fäden 8a
bis 8d zu (Figur 3a). Die Fäden 8a und 8c werden von den Mitnehmern 28a bzw. 28c des
Obertrums 21 in der Zeichnung nach rechts bewegt, die Fäden 8b und 8d von den Mitnehmern
28b und 28d des Untertrums 24 nach links. In der gezeigten Stellung sind die Fäden
8a und 8c schon mit den keilförmig ansteigenden Flanken der Abweiser 47a, 47c in Kontakt,
ebenso die Fäden 8b und 8d mit den in umgekehrter Richtung abgeschrägten Flanken der
Abweiser 51b, 51d. Die Fäden 8a und 8c befinden sich unmittelbar vor dem rechten Umkehrpunkt
ihres Changierbereichs, die Fäden 8b und 8d vor dem linken Umkehrpunkt. Im folgenden
Augenblick werden alle Fäden durch die Abweiser aus dem Kontakt mit dem zugehörigen
Mitnehmer gelöst und kehren - bedingt durch die mittige Anordnung der Fadenführer
7 über den zugeordneten Wickelstellen - ihre Bewegungsrichtung um. Nachdem sie sich
zunächst frei bewegt haben, werden sie von je einem Mitnehmer eingeholt, und zwar
der Faden 8a von dem Mitnehmer 28b. der Faden 8b von dem Mitnehmer 28a, der Faden
8c von dem Mitnehmer 28d und der Faden 8d von dem Mitnehmer 28c.
[0034] Dieses Spiel wiederholt sich entsprechend jeweils an den entgegengesetzten Umkehrpunkten
der einzelnen Changierbereiche.
[0035] Aus dem Obigen wird klar, daß die Lage des Umkehrpunktes durch die Lage des Abweisers
bestimmt ist, der die Fadenumkehr auslöst.
[0036] Mit zunehmendem Wickeldurchmesser weicht die Changiereinrichtung 6, wie schon beschrieben,
nach oben in Richtung des Pfeils 9 aus. Dabei fährt die Tastrolle 37 an der fest mit
dem Maschinengestell verbundenen Führungsschiene 38, die beispielsweise die Stellung
38' einnimmt, aufwärts und schiebt die Schubstange 32 nach links. Die Schubstange
33 bewegt sich zwangsläufig nach rechts. Mit den Schubstangen 32, 33 verschieben sich
im gleichen Maß die Leisten 46, 50 mit den Abweisern 47, 51. Die Abweiser 47a und
51a, die die Umkehrpunkte für den Aufbau des Wickels 2a bestimmen, bewegen sich also
mit zunehmendem Wickeldurchmesser aufeinander zu, ebenso die zusammengehörenden anderen
Paare von Abweisern. Der Changierhub verkleinert sich, und der Wickel wird konisch,
wobei der Konus genau der Winkeleinstellung der Führungsschiene 38 entspricht.
[0037] Wenn die Aufspulmaschine von vier Wickelstellen auf acht entsprechend schmalere Wickelstellen
umgestellt werden soll, tauscht man den Zahnriemen 20 gegen einen anderen Zahnriemen
aus, der auf der gleichen Länge die doppelte Zahl von Mitnehmern aufweist. Außerdem
sind die Leisten 46, 50 gegen Leisten mit entsprechend enger angeordneten Abweisern
auszutauschen. Das Getriebe für die selbsttätige Verschiebung der Abweiser bleibt
unverändert; gegebenenfalls kann der Konuswinkel durch einfache Verstellung der Führungsschiene
38 geändert werden.
1. Aufspulmaschine
mit e.inem Maschinengestell,
mit einem Wickeldorn, der während des Aufspulens unverrückbar mit dem Maschinengestell
verbunden ist
und mit einer Changiereinrichtung, die die folgenden Merkmale aufweist:
a) zwei in entgegengesetzter Richtung bewegte, mit Mitnehmen bestückte Riementrume
sind nebeneinander angeordnet;
b) den beiden Umlenkstellen eines Changierbereichs ist je eil parallel zur Wickelachse verschieblicher Abweiser zugeordnet;
c) die Abweiser sind durch ein Getriebe mit einem Tastorgan gekoppelt, das an der
Umfangsfläche des Wickels anliegt; gekennzeichnet durch folgende Merkmale des Getriebes:
d) mindestens einer der beiden Abweiser (47) ist mit einer zur Wickelachse parallelen
Schubstange (32) verbunden;
e) die Schubstange (32) steht mit einer Führungsschiene (38, 52) in Eingriff;
f) die Changiereinrichtung (6) und die Führungsschiene (38, 52) sind entsprechend
der Auslenkung des Tastorgans (5) relativ zueinander im rechten Winkel zur Wickelachse
verschieblich.
2. Aufspulmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abweiser
(51) mit einer zweiten, parallelen Schubstange (33) verbunden ist, die mit der ersten
Schubstange (32) gegenläufig gekoppelt ist.
3. Aufspulmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schubstangen
(32, 33) auf den einander zugekehrten Seiten je mit einer Verzahnung versehen sind
und mit einem zwischen ihnen angeordneten Zahnrad (30) kämmen.
4. Aufspulmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß entsprechende
Abweiser (47a bis 47d; 51a bis 51d) mehrerer in Reihe nebeneinander angeordneter Wickelstellen
gemeinsam mit einer Schubstange (32; 33) verbunden sind.
5. Aufspulmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abweiser (47;
51) als seitliche Vorsprünge von Leisten (46; 50) ausgebildet sind, die mit den Schubstangen
(32; 33) verbunden und zwischen den beiden sich über die Gesamtlänge aller Wickelstellen
erstreckenden Riementrumen (21, 24) angeordnet sind.
6. Aufspulmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Riementrume
(21, 24) die Trume eines einzigen Zahnriemens (20) sind und daß das eine Trum (21)
durch Umlenkscheiben (22, 23) dem anderen Trum (24) angenähert ist.
7. Aufspulmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das
Tastorgan als Treibwalze (5) für den Wickel (2) ausgebildet ist, daß die Führungsschiene
(38, 52) mit dem Maschinengestell verbunden ist und daß die Treibwalze (5) in dem
Gehäuse (4) der Changiereinrichtung (6) gelagert ist.
8. Aufspulmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Führungsschiene (38) schwenkbar und in verschiedenen Winkelstellungen arretierbar
ist.
9. Aufspulmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Führungsschiene (52) austauschbar ist.
10. Aufspulmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Schubstange (32) durch eine Druckfeder (35) gegen die Führungsschiene (38, 52)
gedrückt wird.
11. Aufspulmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das an der Führungsschiene
(38, 52) in Eingriff stehende Ende der Schubstange (32) eine Tastrolle (37) aufweist.