Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hülsenaufnahme für einen Spulenrahmen einer Spulvorrichtung, sowie einen Spulenrahmen mit einer solchen Hülsenaufnahme.

Derartige Hülsenaufnahmen werden zur Halterung von Spulenhülsen in Spulvorrichtungen von Textilmaschinen verschiedener Bauart eingesetzt, beispielsweise Endspinnmaschinen oder Spulmaschinen. Zwischen jeweils zwei Hülsenaufnahmen werden Spulhülsen gehalten, die über einen Antrieb in Drehung versetzt werden und dabei einen Faden oder ein Garn aufwickeln. Zum Einsatz kommen verschiedenste Arten von Spulhülsen in zylindrischer oder konischer Form aus unterschiedlichen Materialien, beispielsweise Kunststoff oder Papier. Die Spulhülsen können mit oder ohne seitliche Flansche ausgeführt sein. Der Faden wird während der Aufwicklung mit einer Changierung entlang einer Längsachse der Spulenhülse hin und her bewegt, wodurch verschiedenartige Wicklungen in Aufbau und Form gebildet werden. Der Antrieb der Spulenhülse erfolgt direkt über einen Motor der zumindest eine der Hülsenaufnahmen in Drehung versetzt oder indirekt über eine parallel zur Spulenhülse angeordnete Reibwalze. Die Reibwalze kann dabei als sogenannte Nutentrommel ausgeführt sein. Die Nutentrommel ist mit einem Garnführer versehen welcher in Schlitzen durch die Drehung der Nutentrommel derart geführt wird, dass der Faden hin und her bewegt wird. Bei einem direkten Antrieb der Spulenhülse ist die Changierung des Fadens durch eine separate Verlegeeinheit und eine Abstützung der Spulenhülse über eine Stützwalze vorzusehen. Der Faden wird dabei zwischen der Stützwalze und der Spulenhülse respektive dem sich bereits auf der Spulenhülse befindlichen Faden geklemmt und dadurch auf der Spulenhülse abgelegt.

Die Spulenhülse wird zwischen zwei sich gegenüberliegenden Hülsenaufnahmen geklemmt. Die Hülsenaufnahmen sind jeweils drehbar an einem Haltearm befestigt, welche an einem gemeinsamen Schwenkarm befestigt sind. Durch einen Spulvorgang nimmt ein Durchmesser der durch den auf die Spulenhülse aufgewickelten Faden stetig zu. In der Folge vergrössert sich der Abstand zwischen der Stützwalze und der Längsachse der Spulenhülse, was durch eine Bewegung der Haltearme um eine Schwenkachse des Schwenkarms kompensiert wird. Nach Beenden des Spulvorganges werden die Hülsenaufnahmen in Richtung der Längsachse der Spulenhülse auseinander bewegt, sodass die Spule entnommen und eine leere Spulenhülse eingesetzt werden kann. Dabei ist eine Bewegung einer oder beider Spulenhülsen möglich, wobei die Bewegung linear oder auch in Form einer Schwenkbewegung erfolgen kann. Aus dem Stand der Technik sind manuelle oder motorische Ausführungen für die Bewegung der Hülsenaufnahmen wie auch der Haltearme bekannt.

Die Anforderungen an einen Rundlauf der Spulenhülsen und damit an eine gleichmässige Anlage der Spulenhülsen an der Stütz- oder Reibwalze sind für ein Erreichen einer guten Spulenqualität durch eine erhöhte Produktivität und Vielfältigkeit der zu verarbeitenden Fäden und Garne stetig gestiegen. Der Rundlauf der Spulenhülsen wird einerseits beeinflusst durch die Toleranzen im konstruktiven Aufbau der Spulvorrichtung und andrerseits durch die geometrische Form der Spulenhülse selbst. Spulenhülsen werden mehrfach verwendet, was dazu führt, dass sie zusätzlich zu den Toleranzen in der Herstellung auch Gebrauchsspuren aufweisen, was zu einer Verstärkung von Unwuchten beine einer starren Einspannung der Spulenhülse zwischen die Hülsenaufnahmen führen kann. Bekannt sind Hülsenaufnahmen, bei welchen durch eine Materialauswahl oder eine Kombination von verschiedenartigen Materialien versucht wurde eine flexible Einspannung der Spulenhülse zu erreichen. Weiter wurden, wie beispielsweise in der WO 2008/128590 A1 offenbart, Hülsenaufnahmen mit einem Kugelgelenk vorgeschlagen.

Eine weitere Ausführung einer Hülsenaufnahme wird durch die US 4,328,928 A offenbart, dabei ist in die Hülsenaufnahme eine Bremse integriert, wobei axial verschiebliche Bauteile vorgesehen sind. Durch die in der EP 0 350 786 A1 offenbarte Hülsenaufnahme wird versucht auftretende Zentrierfehler bei der Hülseneinspannung durch einen an einem Zentrierteller axial beweglichen Zentrierkern auszugleichen. Auch die JPS 541 40 34 U offenbart einen mit einer in Axialrichtung nageordneten Feder belasteten Zentrierkern um die Spulenhülse zwischen den Hülsenaufnahmen flexibel zu halten.

Nachteilig an den bekannten Ausführungen der Hülsenaufnahmen ist, dass ein einwandfreier Rundlauf der Spulenhülse aufgrund einer flexiblen Hülsenaufnahme erst durch die Anlage an die Stützwalze unter einer hohen Kraft erreicht wird. Bei einer gelenkigen Ausführung der Hülsenaufnahme ist ein Direktantrieb der Spulenhülse über die Hülsenaufnahme nicht möglich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, eine Hülsenaufnahme vorzuschlagen, welche eine Zentrierung der Spulenhülse durch eine Klemmung der Spulenhülse zwischen die Hülsenaufnahmen mit einem Ausgleich der Toleranzen und Ungenauigkeiten der Spulenhülse ergibt, wobei durch die Schaffung einer drehfesten Verbindung der Spulenhülse mit der Hülsenaufnahme aufgrund der Klemmung eine Übertragung eines Drehmomentes ermöglicht wird.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Vorrichtungen mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs.

Vorgeschlagen wird eine Hülsenaufnahme für einen Spulenrahmen einer Spulvorrichtung, mit einem kegelförmigen Hülsenaufnahmeelement, mit einem Halteelement und mit einem Federelement. Das Hülsenaufnahmeelement ist über das Federelement mit dem Halteelement drehfest verbunden und das Federelement ist als Federring ausgebildet. Durch die drehfeste Verbindung des Hülsenaufnahmeelements mit dem Halteelement ist eine Übertragung eines Drehmomentes vom Halteelement über das Federelement auf das Hülsenaufnahmeelement möglich. Dadurch kann ein direkter Antrieb der auf den Hülsenaufnahmeelementen gehaltenen Spulenhülse realisiert werden. Ein indirekter Antrieb mit einer Reibwalze, welche die Antriebskraft über eine Reibung zwischen der Reibwalze und dem bereits auf die Spulenhülse aufgewickelten Garn überträgt, kann durch einen direkten Antrieb der Spulenhülse ersetzt werden, was den Vorteil einer Garn schonenden Spulung bewirkt.

Unter einem Federring ist eine ringförmige Bauart einer Feder zu verstehen, wobei ringförmig bedeutet, dass der Federring eine äussere Umfangskante und in der Mitte eine Öffnung aufweist. Die äussere Umfangskante sowie die zentrische Öffnung sind dabei nicht zwingend kreisförmig, im Sinne der Anmeldung sind beispielsweise auch Ausgestaltungen mit einer äusseren Umfangskante in Form eines Polygons und einer quadratischen Öffnung unter einem Federring zu verstehen. Ebenfalls kann die federnde oder auch dämpfende Wirkung des Federringes durch eine Ausformung von Schlitzen oder Aufwölbungen verstärkt oder in eine bestimmte Richtung gelenkt werden. Auch sind Materialkombinationen, wie beispielsweise Stahl und Kunststoff, oder verschiedenartig ausgeprägte Querschnittsverläufe denkbar. Im Stand der Technik sind unterschiedlichste Formen und Konstruktionen von Federringen bekannt, welche hier zur Anwendung kommen können. Der zum Einsatz kommende Federring bringt dabei auf jeden Fall die Stabilität mit sich, ein Drehmoment zum Antrieb der Spulenhülse übertragen zu können.

Erfindungsgemäss ist der Federring aus einem Federblech mit einer zentralen Öffnung und zumindest vier konzentrisch zur zentralen Öffnung angeordneten Befestigungslöchern gebildet. Es hat sich gezeigt, dass die Verwendung eines Federblechs zur Übertragung des erforderlichen Drehmomentes geeignet ist und gleichzeitig in diesen Antrieb die notwendige Flexibilität respektive Federwirkung zum Ausgleich von Ungenauigkeiten in der Spulenhülseneinspannung. Die geforderte Federwirkung muss dabei durch die Abschnitte des Federringes erbracht werden, welche zwischen den Befestigungen in den Befestigungslöchern des Federringes am Hülsenaufnahmeelement und am Halteelement zur Verfügung stehen. Durch die zentrale Öffnung im Federblech wird die federnde Wirkung des Federelementes in den Bereichen zwischen den Befestigungslöchern verstärkt. Alternativ sind auch ein Anbringen von Schlitzen, mehreren Öffnungen oder andersartig den Querschnitt verändernden Massnahmen möglich. Bevorzugterweise sind für die Befestigung des Hülsenaufnahmeelements einerseits und des Halteelements andrerseits jeweils drei Befestigungslöcher im Federring vorgesehen. Aufgrund der notwendigen Befestigungslöcher für die Befestigungen hat sich eine sechseckige Umfangskante bei einer kreisförmigen zentralen Öffnung als Formgebung für den Federring als vorteilhaft erwiesen.

In einer alternativen Ausführungsform ist der Federring aus zumindest vier ringförmig angeordneten Federblechelementen zusammengesetzt ist, wobei die einzelnen Federblechelemente an ihren jeweils einander zugewandten Enden durch Hohlstifte beweglich miteinander verbunden sind. In dieser Ausbildung werden durch die Hohlstifte neben der Gewährleistung einer Ringbildung aus den einzelnen Federblechelementen auch die für die Befestigung des Hülsenaufnahmeelements und des Halteelements notwendigen Befestigungslöcher geschaffen. Besonders zu bevorzugen ist es wenn der Federring aus sechs ringförmig angeordneten Federblechelementen zusammengesetzt ist, wobei die einzelnen Federblechelemente an ihren jeweils einander zugewandten Enden durch Hohlstifte beweglich miteinander verbunden sind. Von den sechs zur Verbindung der einzelnen Federblechelemente notwendigen Hohlstiften können jeweils drei zur Befestigung des Hülsenaufnahmeelements und des Halteelements genutzt werden.

Weiter ist es vorteilhaft, wenn die Federbleche oder Federblechelemente als jeweils ein aus mehreren einzelnen Blechen bestehendes Federpaket ausgebildet sind. Dieser Vorteil kann auf jede der oben erwähnten Bauarten von Federringen angewendet werden. Wird ein Federblech oder Federblechelement als Federpaket gebaut hat dies den Vorteil, dass einerseits die Federwirkung exakt bestimmt werden kann und andrerseits bei einem Versagen eines einzelnen Bleches innerhalb eines Federpaketes nicht die gesamte Federwirkung verloren geht.

In einer bevorzugten Ausführung ist das Hülsenaufnahmeelement mit dem Federelement verschraubt und das Halteelement von einer gegenüberliegenden Seite des Federelementes mit dem Federelement verbunden. Diese Ausführungsform einer zwischen das Hülsenaufnahmeelement und das Halteelement eingebauten Federelementes ist aus Gründen der einfachen und platzsparenden Konstruktion zu bevorzugen. Es sind jedoch auch andere Ausführungsformen denkbar, bei welchen beispielsweise das Federelement als Verbindungselement eingesetzt wird oder das Halteelement das Federelement umgreift, sodass das Hülsenaufnahmeelement und das Halteelement von derselben Seite mit dem Federelement verbunden sind.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Verbindungen mit Schrauben vorgesehen sind, wobei die Schrauben zur Verbindung des Hülsenaufnahmeelements mit dem Federelement berührungsfrei durch das Halteelement durchgreifen und mit jeweils einem Innengewinde im Hülsenaufnahmeelement im Eingriff stehen und die Schrauben zur Verbindung des Halteelements mit dem Federelement berührungsfrei durch das Hülsenaufnahmeelement durchgreifen mit jeweils einem Innengewinde im Halteelement im Eingriff stehen. In dieser Bauweise kann durch eine entsprechende Ausbildung eines Innenraumes des Hülsenaufnahmeelements und des Halteelements das Federelement in diesen Innenraum eingefügt werden. Dadurch ergibt sich der Vorteil einer Verringerung der Schmutzanfälligkeit des Federsystems. Auch besteht dadurch die Möglich aufgrund einer insgesamt geringen Bauhöhe der Hülsenaufnahme einer Nachrüstung auf alte Maschinen. Die Bauhöhe der Hülsenaufnahme kann beliebig auf bestehende Vorrichtrungen adaptiert werden, sodass kein Umbau bestehender Spulmaschinen notwendig wird bei einem Einsatz einer erfindungsgemässen Hülsenaufnahme.

Alternativ zu obiger Ausführung der Verbindungen können die Hohlstifte ein Innengewinde aufweisen. Dadurch können Schrauben verwendet werden, welche nicht durch das gegenüberliegende Bauteil geführt werden müssen. Das Hülsenaufnahmeelement wie auch das Halteelement könne direkt durch das Innengewinde der Hohlstifte mit dem Federelement verschraubt werden.

Weiter wird ein Spulenrahmen mit zwei parallel angeordneten Haltearmen vorgeschlagen, wobei an einem ersten Haltearm eine erste Hülsenaufnahme und an einem zweiten Haltearm eine der ersten Hülsenaufnahme entgegen gerichtete zweite Hülsenaufnahme vorgesehen sind. Zumindest eine der Hülsenaufnahmen ist nach obiger Beschreibung ausgebildet und deren Halteelement am Haltearm drehbar befestigt ist. Eine derartige Ausrüstung eines Spulenrahmens ermöglicht vorteilhafterweise den Anbau eines Direktantriebes für die Spulenhülse, wodurch die zweite Hülsenaufnahme mit einem Antrieb verbunden ist. Bevorzugterweise ist die erste Hülsenaufnahme in ihrer Längsachse verschieblich angeordnet. Durch die axial verschiebliche Anordnung der Hülsenaufnahme kann diese bei Erreichen einer vollen Spule in ihrer axialen Position verschoben werden und die volle Spule aus der Hülsenaufnahme entnommen sowie eine neue leere Spulenhülse eingesetzt werden.

Weiter wird eine Spulvorrichtung zum Aufspulen von Garn auf eine Hülse vorgeschlagen mit einem Spulenrahmen nach obiger Beschreibung.

Weitere Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:

Figur 1

eine schematische Ansicht eines Spulenrahmens nach dem Stand der Technik;

Figur 2

eine schematische Seitenansicht des Spulenrahmens nach Figur 1;

Figur 3

eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemässen Hülsenaufnahme;

Figur 4

eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemässen Federelements;

Figur 5

eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemässen Federelements und

Figur 6

eine schematische Schnittdarstellung an der Stelle X-X nach der Figur 5.

Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht und Figur 2 eine schematische Seitenansicht eines Spulenrahmens 1 nach dem Stand der Technik. Der Spulenrahmen 1 besteht aus einem Schwenkarm 4 mit einer Schwenkachse 5 und einem ersten Haltearm 2 und einem zweiten Haltearm 3. Die Haltearme 2 und 3 sind sich gegenüber stehend am jeweiligen Ende des Schwenkarms 4 drehfest befestigt. Dadurch werden die Haltearme 2 und 3 durch eine Schwenkbewegung 38 des Schwenkarmes 4 mit diesem um die Schwenkachse 5 geschwenkt. Der Schwenkarm 4 wird über entsprechende Stützen 20 in einem maschinerahmen 22 gehalten. Weiter sind sich gegenüberliegend am dem Schwenkarm 4 abgewandten Ende der Haltearme 2 und 3 jeweils über einen Lagerbolzen 11 und 12 eine Hülsenaufnahme 6 und 7 drehbar angebracht. Dabei sind der erste Lagerbolzen 11 mit einer ersten Hülsenaufnahme 6 und ein zweiter Lagerbolzen 12 mit einer zweiten Hülsenaufnahme 7 in einer gemeinsamen Längsachse 8 angeordnet. Zwischen die Hülsenaufnahmen 6 und 7 wird eine Spulenhülse 9 geklemmt. Eine der beiden Hülsenaufnahmen, beispielsweise die Hülsenaufnahme 6, respektive deren Lagerbolzen 11 ist in Richtung der Längsachse 8 im Haltearm 2 verschieblich gehalten. Dadurch kann eine Spulenhülse 9 zwischen die Hülsenaufnahmen 6 und 7 eingelegt und anschliessend die Hülsenaufnahme 6 gegen die Hülsenaufnahme 7 gepresst und damit die Spulenhülse 9 geklemmt werden. In der gezeigten Ausführung ist die Hülsenaufnahme 7 in der Längsachse mit einem Antriebsrad 13 verbunden. Das Antriebsrad 13 wird durch ein Antriebselement 14, beispielsweise ein Kettentrieb, in Drehung versetzt, was durch die Verbindung mit der Hülsenaufnahme 7 zu einer Rotation der Spulenhülse 9 führt.

Parallel zur Längsachse 8 der Spulenhülse 9 ist eine Stützwalze 10 angeordnet, auf welcher die Spulenhülse 9 aufgrund der Schwenkbewegung 35 des Schwenkarmes 4 um die Schwenkachse 5 zur Anlage kommt. Die Stützwalze 10 ist durch entsprechende Halterungen 21 drehbar im Maschinenrahmen 22 befestigt. Durch die Rotation der Spulenhülse 9 in einer entsprechenden Drehrichtung 19 wird ein an die Spulenhülse 9 angelegter Faden 17 auf die Spulenhülse 9 aufgewickelt und eine Spule 18 ausgebildet. Während dieses Aufwickelvorganges wird mit einer Changierung 15 der Faden 17 entlang der Längsachse 8 der Spulenhülse 9 hin und her bewegt. Mit Hilfe dieser Bewegungsrichtung 16 der Changierung 15 können auf der Spulenhülse 9 verschiedenartige Wicklungen respektive Spulen 18 erzeugt werden. Durch die Bildung einer Wicklung auf der Spulenhülse 9 nimmt die Spule 18 im Durchmesser zu, wodurch aufgrund der Anlage auf der Stützwalze 10 der Spulrahmen 1 von der Stützwalze 10 um die Schwenkachse 5 geschwenkt wird. Während des Aufwickelvorganges wird der Faden 17 zwischen der Spulenhülse 9 respektive dem auf der Spulenhülse 9 bereits aufgewickelten faden 17 und der Stützwalze 10 geklemmt, sodass sich eine eng anliegende Wicklung auf der Spulenhülse 9 ergibt.

Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemässen Hülsenaufnahme 7. Die Hülsenaufnahme 7 ist über einen Lagerbolzen 12 am Haltearm 3 befestigt. Der Lagerbolzen 12 ist im Haltearm 3 um die Längsachse 8 drehbar gehalten, wobei die Hülsenaufnahme 7 am Lagerbolzen 12 drehfest angebracht ist. Die Hülsenaufnahme 7 ist gebildet aus einem Hülsenaufnahmeelement 23, einem Halteelement 24 und einem Federelement 25. Das Hülsenaufnahmeelement 23 weist ein Innengewinde 26 zur Befestigung des Federelements 25 auf. Für die Befestigung des Hülsenaufnahmeelements 23 am Federelement 25 sind Schrauben 30 vorgesehen, welche durch eine Durchtrittsöffnung 29 im Halteelement 24 berührungsfrei hindurchführen und mit dem Innengewinde 26 im Hülsenaufnahmeelement 23 in Eingriff stehen. Für die Befestigung des Halteelements 24 am Federelement 25 sind Schrauben 32 vorgesehen, welche durch eine Durchtrittsöffnung 27 im Hülsenaufnahmeelement 23 berührungsfrei hindurchführen und mit einem Innengewinde 31 im Halteelement 24 in Eingriff stehen. Das Federelement 25 ist in der gezeigten Darstellung in einer Ausführungsform nach der Figur 5 vorgesehen und weist Befestigungslöcher in Form von Hohlstiften 28 auf. Für die Befestigung des Hülsenaufnahmeelements 23 und des Halteelements 24 am Federelement 25 werden die Schrauben 30 und 32 durch die Hohlstifte 28 geführt.

Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemässen Federelements 25. Das Federelement 25 ist aus einem Federblech 33 ringförmig gebildet. Das Federblech 33 hat eine sechseckige Form mit abgerundeten Ecken und weist eine zentrale kreisförmige Öffnung 34 auf. Für die Befestigung in der Hülsenaufnahme 7 (siehe Figur 3) sind sechs konzentrisch angeordnete und über den Umfang gleichmässig verteilte Befestigungslöcher 35 vorgesehen, wobei jeweils drei Befestigungslöcher 35 für die Befestigung des Hülsenaufnahmeelements 23 und des Halteelements 24 genutzt werden.

Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemässen Federelements 25 und Figur 6 eine schematische Schnittdarstellung an der Stelle X-X nach der Figur 5. Das Federelement 25 ist aus sechs länglichen Federblechelementen 36, 37 zusammengesetzt, welche in einem Sechseck angeordnet sind. Die Federblechelemente 36, 37 sind an ihren jeweiligen Enden mit einem Hohlstift 28 beweglich miteinander verbunden. An der Position eines jeweiligen Hohlstiftes 28 überlappen ein erstes Federblechelement 36 und ein zweites Federblechelement 27 und weisen für eine Aufnahme des Hohlstiftes 28 eine entsprechende Öffnung auf.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche sind ebenso möglich wie eine Kombination der Merkmale, auch wenn diese in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben sind.

1

Spulenrahmen

2

Erster Haltearm

3

Zweiter Haltearm

4

Schwenkarm

5

Schwenkachse

6

Erste Hülsenaufnahme

7

Zweite Hülsenaufnahme

8

Längsachse der Spulenhülse

9

Spulenhülse

10

Stützwalze

11

Erster Lagerbolzen

12

Zweiter Lagerbolzen

13

Antriebsrad

14

Antriebselement

15

Changierung

16

Bewegungsrichtung Changierung

17

Faden

18

Spule

19

Drehrichtung der Spule

20

Stütze

21

Halterung Stützwalze

22

Maschinenrahmen

23

Hülsenaufnahmeelement

24

Halteelement

25

Federelement

26

Innengewinde

27

Durchtrittsöffnung im Hülsenaufnahmeelement

28

Hohlstift

29

Durchtrittsöffnung im Halteelement

30

Schraube für Hülsenaufnahmeelement

31

Innengewinde

32

Schraube für Halteelement

33

Federblech

34

Zentrale Öffnung

35

Befestigungsloch

36

Erstes Federblechelement

37

Zweites Federblechelement

38

Schwenkbewegung