Die Erfindung betrifft eine Spulvorrichtung, die aus einem im Maschinengestell um eine ortsfeste Achse schwenkbar gelagerten, zweiarmigen Spulenhebel mit lösbarer Spulhülsenbefestigung sowie einem ortsfesten, am Spulenumfang angreifenden Spulenantrieb besteht.
Seit geraumer Zeit geht aus Rationalisierungsgründen die Entwicklung bei Spulmaschinen zu immer größeren und schwereren vollen Spulen, was dazu führt, daß das Bedienungspersonal praktisch nicht mehr in der Lage ist, sie ohne Hilfseinrichtungen von der Spulmaschine abzunehmen. Es besteht daher das starke Bedürfnis, insbesondere den Schritt der Abnahme der Vollspule von der Maschine zu vereinfachen und zu erleichtern.
Aus der GB-A-15 84 775 ist bereits eine Spulvorrichtung zum Aufwickeln eines Fadens auf eine Spulenhülse mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen bekannt. Bei dieser Spulvorrichtung werden auf zwei zueinander parallelen Spulenachsen im Wechsel nacheinander Spulen hergestellt. Dabei werden beim Spulenwechselvorgang die beiden Spulenhebel bezüglich der Treibwalze weitergedreht und die fertige Spule abgesenkt, während gleichzeitig eine zwischen den Zentriertellern des zweiten Spulenhebels eingespannte Leerhülse an die Treibwalze angelegt wird. Beim Absenken des Spulenhebels mit der fertigen Spule wird die eingespannte Spulenhülse von den Zentriertellern aufgrund des Schwungmomentes der Spule und der auf die Zentrierteller wirkenden Querkräfte freigegeben, so daß sie nach unten auf ein Ablageblech fallen kann, von wo sie vor dem nächsten Spulenwechsel entnommen werden muß. Beim Aufwickeln feintitriger Fäden ist es dabei möglich, daß die äußeren Fadenlagen der Spule beschädigt werden.
Danach liegt der Erfindung die technische Aufgabe zugrunde, insbesondere den Vorgang der Herausnahme oder-führung der vollen Spule aus der Spulhülsenbefestigung im Spulenhebel und ggf. die Übergabe der Vollspule an eine Aufnahme- und Transporteinrichtung zu vereinfachen und zu erleichtern. Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, mit Beendigung des Aufwickelvorgangs die volle Spule von ihrem ortsfesten Antrieb, einer Treibwalze, abzuheben, abzubremsen und nach Erreichen des Stillstandes von der Spulenhülsenbefestigung freizugeben. Dabei soll die Spule von einer Führungseinrichtung aufgenommen und in eine bedienungsfreundliche Stellung bzw. direkt in eine Aufnahme- oder/und Transportvorrichtung für die vollen Spulen geleitet werden. Weiterhin sollen durch die Erfindung die Voraussetzungen geschaffen werden, um den Spulenwechselvorgang in wesentlichen Teilen oder insgesamt zu automatisieren, indem z. B. beim Erreichen der vorgesehenen Spulendicke die Vollspule von ihrem Antrieb abgehoben und in eine Raststellung des Spulenhebels gebracht wird und der Spulenwechsel sodann selbsttätig abläuft.
Die Erfindung erreicht diese Aufgabe durch eine Spulvorrichtung, an deren Uförmigem Spulenhebel eine aus zwei Laufschienen bestehende Führungseinrichtung im wesentlichen konzentrisch zu den Zentriertellern schwenkbar gelagert ist.
Die Laufschienen sind in zwei Schwenkstellungen positionierbar. Die Laufschienen werden in ihre untere Schwenkstellung verschwenkt, wenn die Spule ihren endgültigen Durchmesser erreicht hat und deswegen der Spulenhebel in einer oberen Schwenkstellung (Wechselstellung) arretiert worden ist. In ihrer unteren Schwenkstellung weisen die Laufschienen ein Gefälle auf und untergreifen die äußersten Enden der Spulenhülse der vollen Spule. Durch Axialbewegung zumindest einer der beiden Zentrierteller wird die Spulenhülse aus dem Spulenhebel gelöst und die Enden der Spulenhülse rollen auf den Laufschienen ab in eine Stellung, in der die Spulen bequem von Hand oder durch einen Roboter ergriffen werden können. Ebenso ist es möglich, daß die Laufschienen in einer Aufnahme- und Transporteinrichtung münden. Die Treibwalze liegt axial zwischen den Schienen.
Die Laufschienen können an ihren hinteren Enden, mit denen sie die Spulenhülsen untergreifen, nach oben abgebogen sein und hierdurch als Hülsenwegbegrenzer ausgebildet sein.
Beim aus zwei Schwenkarmen bestehenden Spulenhebel kann in bekannter Weise einer der Arme ein Gelenk zum Lösen der Spulhülsenbefestigung durch seitliches Abschwenken haben.
Bevorzugt wird eine Ausführungsform des Spulenhebels, bei dem die Arme zusammen mit ihrer Basis, z. B. Schwenkachse, einen im wesentlichen starren U-förmigen Rahmen bilden. Die im Bereich der freien Armenden angeordneten Zentrierteller sind dann beide gegenüber den seitlich nicht schwenkbaren Armen in axialer Richtung bewegbar, wobei diese Bewegung entsprechend der Funktion der Zentrierteller als Spannelemente jeweils gegenläufig gerichtet ist.
Die axiale Bewegung der Zentrierteller kann vorteilhaft mit der Schwenkbewegung der Führungseinrichtung derart gekoppelt sein, sodaß nur in derjenigen Schwenkstellung der Führungseinrichtung möglich wird, bei der sich die Laufschienen bzw. ihre Hülsenwegbegrenzer unter den Enden der Spulhülse befinden. Hierdurch wird gewährleistet, daß die volle Spule nicht aus den Zentriertellern und dem Spulenhebel gelöst wird, bevor die Laufschienen die Enden der Spulenhülse untergreifen. Eine für die Automatisierung besonders geeignete Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß durch die Schwenkbewegung der Laufschienen in ihre untere Schwenkstellung auch die Axialbewegung der Zentrierteller im Sinne des Lösens der Spulenhülse bewirkt wird. Umgekehrt wird durch Schwenken der Führungsschienen in ihre hochgeklappte Stellung die Axialbewegung der Zentrierteller im Sinne des Einspannens der leeren Spulenhülsen bewirkt.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungsformen ergeben sich aus den Ansprüchen.
Anhand der beigegebenen Zeichnungen wird die Erfindung näher erläutert.
Es zeigen
Bei der in Fig. 1 schematisiert dargestellten Spulvorrichtung ist im Lagerbock 2 des Maschinengestells 1 der Spulenhebel 3 schwenkbar gelagert. Erweist in bekannter Weise einen Dämpfungsbügel 5 auf, der mit einem Gleitstein 37 zusammenwirkt. Eine in einem Federwiderlager 7 eingehängte Zugfeder 6, die mit ihrem freien Ende am Bügelkopf 23 eingehängt ist, preßt den Dämpfungsbügel 5, der um das Schwenklager 28 schwenkbar ist, gegen den Gleitstein 37.
Der Spulenhebel 3 besteht aus zwei im wesentlichen gleichartigen Armen, die mit der Schwenkachse 27 zusammen einen rechteckigen, an der Vorderseite offenen Rahmen bilden. Dieser weist an jedem der freien Armenden und auf deren Innenseiten einen Zentrierteller 29 (Fig. 2) auf, zwischen denen die Spulhülse 18 eingespannt ist.
Die Spulvorrichtung der Fig. 1 weist ferner einen Spulenantrieb 13 in Form einer Treibwalze, eine Changierung 14 und einen in dieser geführten Changierfadenführer 15 auf, der den über die Umlenkrolle 17 zur Spulstelle gelangenden Faden 16 zur Aufwickelstelle führt.
In Fig. 1 ist der Spulenhebel 3 in der Spulenwechselstellung 38 dargestellt. Die volle Spule 25 ist von der Treibwalze 13 abgehoben, der Spulenhebel 3 ist in dieser Stellung durch den in die dafür im Dämpfungsbügel 5 vorgesehene Aussparung eingerasteten Gleitstein 37 arretiert.
Um die Zentriertellerachse schwenkbar ist innerhalb der Arme des Spulenhebels 3 die aus den beiden Laufschienen 9 mit den Anschlägen 10 und den Hülsenwegbegrenzern 36 und dem Verbindungsbügel 12 bestehende, an der offenen Seite mit Handgriffen 11 versehene Führungseinrichtung 8 angeordnet. Wie in Fig. 1 zu erkennen, ist der Bügel 12 nicht in der Verlängerung der Laufschienen 9 angesetzt, sondern aus Platzgründen abgewinkelt. Er ist so bemessen, daß die volle Spule - wie in Fig. 2 strichpunktiert angedeutet - innerhalb des Bügels 12 ohne anzulaufen Platz findet.
In der Darstellung befinden sich die Laufschienen 9 in der unteren Schwenkstellung, der Arbeitsstellung 22. Wie deutlich zu erkennen, haben die Laufschienen 9 ein leichtes Gefälle zur Bedienungsseite der Spulmaschine hin, das beim Lösen der Zentrierteller 29 dazu führt, daß die freigegebenen Enden der Spulhülse 18 auf den Hülsenwegbegrenzern 36 aufsitzen und die volle Spule 26 bis zum Anschlagen der Spulenhülsenenden an die Anschläge 10 nach vorne rollt. Von wesentlicher Bedeutung ist dabei, daß die eingespannten Hülsenenden erst dann freigegeben werden, wenn die Wegbegrenzer 36 sich unter ihnen befinden. Es ist noch anzumerken, daß sich die Führungseinrichtung 8, wie strichpunktiert angedeutet und mit 20 gekennzeichnet, während der Spulreise in gegenüber den Spulenhebel hochgeklappter Stellung befindet. Diese Stellung, bezogen auf den Spulenhebel 3, behält sie bis zum Ende des Wickelvorganges bei, so daß sie dann die mit 21 bezeichnete Stellung eingenommen hat. Erst bei abgehobener Spule 25 und eingerastetem Spulenhebel 3 wird sie dann in die Arbeitsstellung 22 abgesenkt. Für die Gewährleistung eines störungsfreien Betriebs hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die nach dem Einlegen der Leerhülse am Ende des Spulenwechsels in die obere Schwenklage 21 gebrachte Führungseinrichtung 8 in dieser Stellung arretiert ist und erst freigegeben wird, nachdem der Spulenhebel 3 in die Spulenwechselstellung 38 gebracht wurde.
Zwar ist es bei entsprechender konstruktiver Gestaltung der Zentriertellerbefestigung möglich, die erfindungsgemäße Führungsvorrichtung 8 auch an Spulvorrichtungen bekannter Art zu verwenden, bei denen einer oder auch beide Arme des Spulenhebels zur Freigabe der Spulhülse durch die Zentrierteller seitlich abschwenkbar sind. Erfindungsgemäß wird jedoch die Verwendung starrer, lediglich gemeinsam um ihre Schwenkachse 27 bewegbarer Spulenhebelarme bevorzugt, wobei dann die Zentrierteller in axialer Richtung bewegbar gemacht sind. Eine vorteilhafte Ausführungsform einer Vorrichtung zum axialen Verschieben eines Zentriertellers ist in Fig. 3 gezeigt.
Die Darstellung stellt einen horizontalen Schnitt durch die Vorrichtung und in der Zentriertellerachse dar. Der Arm des Spulenhebels 3 weist eine zum Zentrierteller 29 konzentrische, seitliche Vertiefung, das Gehäuse 4, auf, in dem die Vorrichtung untergebracht ist. Im seitlichen Boden des Gehäuses in einer paßgenauen Vertiefung zentriert und mit dem Gehäuse 4 durch angedeutete Stiftschrauben 40 verbunden ist ein erstes, ortsfestes Druckstück 32 vorgesehen. In seiner axialen Bohrung sitzt ein Lagerbolzen 39, der auf seinem zum Zentrierteller zeigenden Endabschnitt das Zentriertellerlager 30 trägt ; es ist auf dem Lagerbolzen 39 und im Zentriertellerlager 30 jeweils axial fixiert. Zwischen dem ortsfesten Druckstück 32 und dem auf seinem Lager 30 sitzenden Zentrierteller 29 ist ein zweites Druckstück 31 vorgesehen, das verbunden mit dem Lagerbolzen 39 die Lagerung des Zentriertellers bildet und gegen Drehung gesichert, jedoch axial beweglich ist. In die Oberfläche des Lagerbolzens 39 ist eine praktisch seine gesamte freie Länge einnehmende Paßfeder 41 eingelassen, die in die Keilnuten 42 in beiden Druckstücken 31, 32 eingreift. Dadurch sind letztere gegenüber dem Spulenhebel 3 gegen Verdrehung gesichert ; jedoch nur das bewegliche Druckstück 31 kann sich in Achsrichtung bewegen.
Beide Druckstücke 31, 32 sitzen in der Steuernabe 33, die mit den Laufschienen 9 fest verbunden ist. Die Steuernabe ist mit dem Druckstück 31 einerseits und mit dem Druckstück 32 andererseits durch Umfangsführungen verbunden, von denen zumindest eine Umfangsführung eine Gewindeverbindung 34 ist. Die Umfangsführungen bzw. Gewindeverbindungen lassen eine Drehbewegung der Steuernabe 33 zu. Sofern beide Umfangsführungen Gewindeverbindungen sind, haben diese Gewindeverbindungen entgegengesetzte Steigung.
Ihre Funktion ist wie folgt : Zum Lösen der Spulhülse muß der in Fig. 3 gezeigte Zentrierteller 29 nach links gezogen werden, wenn die Füh- . rungsschiene 9 in die untere Schwenkstellung 22 verschwenkt wird, die Steuernabe 33 also entgegen dem Uhrzeigersinne gedreht wird. Die Steigung des Gewindes im Druckstück 32 muß demnach so verlaufen, daß sich die Steuernabe nach links bewegt ; es muß ein Linksgewinde sein. Das zweite, lose Druckstück 31, das Teil des Lagers des Zentriertellers ist, hat ein Rechtsgewinde. Dieses dient dazu, den zwischen Nabe 33 und Druckstück 32 erzielten, seitlichen Versatz in bezug auf seine Wirkung auf den Zentrierteller 29 zu verdoppeln. Durch die Ring- oder Teilungsnut 43 sind die beiden gegenläufigen Gewinde in der Nabe 33 voneinander getrennt.
Die Gewindeverbindungen können - wie üblich - als zwei miteinander kämmende Gewindenuten ausgebildet sein. Möglich ist aber auch, das eine Teil mit einer Gewindenut und das andere Teil mit Laufstiften zu versehen, die in den Gewindenuten kämmen.
Zur Verringerung der Reibung können die Stifte mit leichtgängigen, zylindrischen Laufrollen besetzt sein. In einer einfachen Ausführungsform genügt ein Leitstift je Druckstück, es können aber auch mehrere, beispielsweise drei, Leitstifte je Druckstück 31, 32 vorgesehen sein ; sie müssen dann aber mit ihren Achsen in einer gemeinsamen Ebene senkrecht zur Zentriertellerachse liegen und die Nuten müssen entsprechend verteilt sein. Ein Vorteil einer solchen Ausführungsform liegt beispielsweise darin, daß bei der Koppelung des Lösens des Zentriertellers mit dem Schwenken der Führungseinrichtung 8 in Arbeitsstellung 22 durch entsprechende Gestaltung der Nuten - sie können beispielsweise für die erste Schwenkphase in einer Ebene senkrecht zur Achse verlaufen und erst durch eine entsprechende Steigung in der zweiten Schwenkphase die seitliche Bewegung erzeugen - das Lösen der Zentrierteller erst in der letzten Schwenkphase erfolgt. Der Federhebel 35 hat die Aufgabe, eine Vorspannung derart zu erzeugen daß die Laufschienen in ihrer oberen Schwenkstellung 21 gehalten werden. Von Vorteil ist dabei eine Sicherung, die in beiden Endstellungen 21 und 22 einrastet.
Fig. 4 zeigt eine weitere vorteilhafte Vorrichtung zum axialen Bewegen des Zentriertellers 29. Im Gehäuse 4 des Spulenhebels 3 ist das ortsfeste Druckstück 32 mit Schrauben 40 befestigt. In seiner zentralen Bohrung gleitet axial verschiebbar der Lagerbolzen 39, auf dessen rechtem Endabschnitt das Zentriertellerlager 30 in Achsrichtung fixiert sitzt. Ein zweites Druckstück 31 ist auf dem Lagerbolzen 39 radial (Paßfeder 41) und axial (Sprengring 49) festgelegt und mit ihm zusammen axial in der Bohrung des ortsfesten Druckstücks 32 verschiebbar. Wie in der Zeichnung zu erkennen, wird bei seitlicher Verschiebung des Lagerbolzens mit dem Druckstück 31 auch der Zentrierteller 29 mitgenommen.
Wie zu erkennen, ist jedes der beiden Druckstücke 31, 32 auf dem Lagerbolzen 39 mit einer eigenen Paßfeder gegen Verdrehen gesichert. Zwischen ihnen sitzt ein Sprengring 49 zum axialen Sichern des Druckstücks 31 ; dabei sei darauf hingewiesen, daß die erfindungsgemäß erforderliche axiale Festlegung des Druckstücks 31 hier nur beispielshalber durch einen Sprengring erfolgt, andere Mittel den gleichen Zweck erfüllen können.
Das Druckstück 31 ist mit dem freien Ende einer Parallelfeder 44 verbunden, die mit dem anderen Ende mit Hilfe des Federhalters 45 und der Schraube 55 am Spulenhebel 3 sitzt. Die Parallelität der beiden Federblätter wird durch das Abstandsstück 46 und das Befestigungsstück 47 erreicht. Die Parallelfeder drückt den Zentrierteller 29 gegen und in die Spulhülse 18.
Die drehbare Steuernabe 33 ist mit den Druckstücken 31 und 32 über jeweils eine Umfangsführung verbunden. Die Umfangsführung zwischen dem ortsfesten Druckstück 32 und der Steuernabe wird gebildet durch einen in einer Normalebene liegenden Kragen am Druckstück 32, welcher mit einer umlaufenden Nut der Steuernabe 33 kämmt. Die Nut wird durch einen Deckel 50 gebildet, der durch Stiftschrauben 51 mit der Steuernabe verschraubt ist. Durch Nut und Kragen 52 wird die Steuernabe 33 axial gegenüber dem ortsfesten Druckstück 32 festgelegt und lediglich die Drehbewegung zugelassen.
Die Umfangsverbindung zwischen der Steuernabe 33 und dem Druckstück 31 wird gebildet durch ein gewindeförmiges Kurvenstück 53 in der Steuernabe 33 und eine Nase 54, die an dem Druckstück 31 befestigt ist und mit dem Kurvenstück 53 kämmt.
Die Steuernabe 33 ist jeweils mit einer Laufschiene 9 fest verbunden. Durch Absenken der Laufschiene in die untere Schwenkstellung erfolgt ein - von rechts gesehen - Verdrehen der Steuernabe 33 entgegen dem Uhrzeigersinn. Dadurch wird das Druckstück 31 mit Lagerbolzen 39 und Lager 30 nach links geschoben und die Spulhülse 18 kommt gegen die Parallelfederkraft 44 frei.
Durch Schwenken der Laufschiene in die obere Schwenkstellung erfolgt ein Verdrehen der Steuernabe 33 in entgegengesetzter Drehrichtung. Das rechte Druckstück 31 und mit ihm der Zentrierteller 29 wird durch die Gewindeverbindung der Kurve 53 und Nase 54 sowie durch die Kraft der Parallelfeder 44 nach rechts verschoben und die Spulhülse wird eingeklemmt.