SPULMASCHINEN-FIXIERMECHANISMUS, SPULMASCHINE UND VERFAHREN ZUM KOPPELN UND/ODER ENTKOPPELN EINER SPULENHÜLSE MIT ODER VON EINER SPULSPINDEL EINER SPULMASCHINE

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Spulmaschine (1) mit einem Spulmaschinen-Fixiermechanismus (44) zum Fixieren einer Spulenhülse (4) auf einer Spulspindel (3). Der erfindungsgemäße Spulmaschinen-Fixiermechanismus (44) ist mittels einer Bewegungssteuerung betätigbar. Durch diese bewegungsgesteuerte Betätigung kann der Spulmaschinen-Fixiermechanismus (44) von der Freigabestellung in eine Fixierstellung und/oder von einer Fixierstellung in einer Freigabestellung überführt werden. Bei der Bewegungssteuerung wird von der Bewegung der Spulenhülse (4) ein Mitnehmer (5) mitgenommen. Dieser Mitnehmer führt dann die Betätigung des Spulmaschinen-Fixiermechanismus (44) herbei.

Beschreibung

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG

[0001] Die Erfindung betrifft eine Spulmaschine, die zum Spulen eines Spulgutes aus einem beliebigen Spulgut-Material und mit einem beliebigen Spulgut-Querschnitt, insbesondere einem fadenförmigen oder bandförmigen Spulgut, bestimmt ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Spulmaschinen-Fixiermechanismus, der dem Fixieren einer Spulenhülse auf einer Spulspindel dient. Hierbei kann die Spulenhülse auch als Trommelhülse ausgebildet sein mit stirnseitigen Begrenzungsscheiben. Im Rahmen der Erfindung kann das Fixieren der Spulenhülse lediglich eine axiale Festlegung der Spulenhülse auf der Spulspindel bedeuten. Alternativ oder kumulativ kann das Fixieren die Orientierung der Spulenhülse koaxial zu der Längsachse der Spulspindel und/oder eine Fixierung in Umfangsrichtung zur Übertragung eines Antriebsmoments einer angetriebenen Spulspindel umfassen. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum drehfesten Koppeln einer Spulenhülse mit einer Spulspindel einer Spulmaschine und/oder zum Entkoppeln einer Spulenhülse von einer Spulspindel einer Spulmaschine.

STAND DER TECHNIK

[0002] Bei bekannten Spulmaschinen erfolgt ein Spannen einer Spulenhülse mittels eines Hebels, der manuell, elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch betätigt wird. Über die Betätigung des Hebels kann dann eine Anpressung von klemmenden Federelementen an eine Innenfläche der Spulenhülse herbeigeführt werden, die die Reibung hervorruft, die erforderlich ist, um die Antriebsbewegung der angetriebenen Spulspindel auf die Spulenhülse zu übertragen. Soll am Ende der Spulreise die Spule mit der auf der Spulenhülse gewickelten Wicklung von der Spindel entnommen werden, erfolgt eine umgekehrte Betätigung des Hebels, wodurch die Spulenhülse wieder freigegeben wird.

[0003] Aus US 2,623,710 A und der Website www.federnfabrikschmid.com/de/ballonfedern ist es bekannt, Spindeln mit Ballonfedern auszustatten, die in der Art eines elastischen Kissens die Spindel umgeben. In nicht beaufschlagtem Zustand verfügen die Ballonfedern über einen Außendurchmesser, der größer ist als der Innendurchmesser der Spulenhülse. Mit einem Aufschieben der Spulenhülse auf die Ballonfedern werden die Ballonfedern radial elastisch nach innen verformt, womit die Anpresskraft der Ballonfedern an die Innenfläche der Spulenhülse und damit das Spannen der Spulenhülse erfolgt.

AUFGABE DER ERFINDUNG

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spulmaschinen-Fixiermechanismus, eine Spulmaschine und ein Verfahren zum Koppeln einer Spulenhülse mit einer Spulspindel und/oder zum Entkoppeln einer Spulenhülse von einer Spulspindel vorzuschlagen, welcher, welche bzw. welches hinsichtlich

• der Bauraumverhältnisse und/oder
• der Betriebssicherheit und/oder
• des Aufwandes für das Koppeln einer Spulenhülse mit einer Spulspindel und/oder das Entkoppeln der Spulenhülse von der Spulspindel

verbessert ist.

LÖSUNG

[0005] Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere bevorzugte erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

[0006] Die Erfindung beruht zunächst auf der Erkenntnis, dass die vorrangig gemäß dem Stand der Technik verwendete Nutzung eines Hebels für das Fixieren und Freigeben eines Spulmaschinen-Fixiermechanismus nachteilig ist, da dies erfordert, dass (manuell, elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch) nicht nur das Aufschieben der Spulenhülse auf Spulspindel und das Abziehen der Spulhülse von der Spulspindel zu bewerkstelligen ist, sondern auch die Betätigung des Hebels. Hinzu kommt, dass zur Steigerung des Outputs angestrebt ist, dass eine möglichst große Zahl von Spulmaschinen in einem Arbeitsbereich einer Werkshalle mit vorgegebener Größe angeordnet werden, womit die Spulmaschinen möglichst dicht nebeneinander und/oder übereinander angeordnet werden müssen. Da der Hebel üblicherweise im Bereich des Maschinenrahmens angeordnet ist, muss zwischen den Spindeln und den darauf gewickelten Spulen von zwei benachbarten Spulmaschinen ein Zwischenraum verbleiben, über den der Hebel betätigt werden kann.

[0007] Erfindungsgemäß wird ein Spulmaschinen-Fixiermechanismus vorgeschlagen, mit dem eine Spulenhülse auf einer Spulspindel fixiert werden kann. Dieses Fixieren kann im Rahmen der Erfindung alternativ oder kumulativ die folgenden Funktionen erfüllen:

• Vorgabe einer Axialstellung der Spulenhülse in zumindest eine Richtung in der Art der Bereitstellung eines Anschlages und/oder
• axiales Spannen der Spulenhülse und/oder
• radiales Spannen der Spulenhülse und/oder
• Vorgabe einer Orientierung der Spulenhülse relativ zu einer Längsachse der Spulspindel.

[0008] Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass eine Betätigung des Spulmaschinen Fixiermechanismus mittels einer Bewegungsteuerung erfolgt. Mittels dieser Bewegungssteuerung kann in dem erfindungsgemäßen Spulmaschinen-Fixiermechanismus eine Betätigung von einer Freigabestellung, in der ein Aufschieben der Spulenhülse auf die Spulspindel möglich ist, in eine Fixierstellung erfolgen. In der derart herbeigeführten Fixierstellung kann dann das Wickeln der Spule erfolgen. Alternativ oder kumulativ kann mittels der Bewegungssteuerung eine Betätigung von der Fixierstellung in die Freigabestellung erfolgen, in der die Spulenhülse (ggf. mit darauf gewickelter Wicklung) von der Spulspindel abgezogen werden kann.

[0009] Erfindungsgemäß wird bei der Bewegungssteuerung ein die Betätigung des Spulmaschinen-Fixiermechanismus herbeiführender Mitnehmer von der Bewegung der Spulenhülse mitgenommen. Hierbei ist die Bewegung der Spulenhülse die axiale Aufschiebe Bewegung der Spulenhülse auf die Spulspindel. Der Mitnehmer wird somit zumindest mit einer axialen Komponente mitgenommen, wobei im Rahmen der Erfindung durchaus der Mitnehmer entsprechend einer beliebigen Kurvenbahn mitgenommen werden kann, sofern diese Kurvenbahn eine Axialkomponente aufweist. Auch möglich ist, dass der Mitnehmer als verschwenkter Hebel ausgebildet ist, der mit einer Axialkomponente durch die Bewegung der Spulenhülse verschwenkt wird. Vorzugweise erfolgt im Rahmen der Erfindung die Mitnahme des Mitnehmers durch die Bewegung der Spulenhülse ausschließlich in axialer Richtung, sodass der Mitnehmer mit einer Linearführung in Richtung der Längsachse der Spulspindel, beispielsweise gegenüber der Spulspindel verschieblich, gelagert ist.

[0010] Die erfindungsgemäße Ausgestaltung beruht auch auf der Erkenntnis, dass bei dem Spannen der Spulenhülse mittels der eingangs genannten Ballonfedern eine zwingende Abhängigkeit zwischen

• der erforderlichen Kraft zum Aufschieben der Spulenhülse auf die Spulspindel und zum Abziehen der Spulenhülse von der Spulspindel und
• der Spannkraft

vorgegeben ist, die von dem Reibkoeffizienten zwischen der Ballonfeder, dem radialen Übermaß der Ballonfeder gegenüber dem Innendurchmesser der Spulenhülse und der radialen Steifigkeit der streifenförmigen Federelemente der Ballonfeder abhängig ist. Soll für derartige Ballonfedern konstruktiv eine Verdopplung der Spannkraft der Spulenhülse erfolgen, führt dies zu einer Verdopplung der für das Aufschieben und Abziehen erforderlichen Kraft.

[0011] Diese Abhängigkeit kann in einigen Fällen erfindungsgemäß insbesondere durch die Bewegungssteuerung in Folge der Mitnahme des Mitnehmers durch die Bewegung der Spulenhülse und weitere, im Folgenden noch erläuterte Maßnahmen des Spulmaschinen-Fixiermechanismus aufgelöst werden.

[0012] Für eine Ausführungsform des Spulmaschinen-Fixiermechanismus erfolgt das Fixieren der Spulenhülse auf der Spulspindel über eine Fixiereinrichtung.

[0013] Möglich ist dabei, dass die Fixiereinrichtung ein Spreizelement und mindestens ein Fixierelement oder mehrere Spreizelemente mit zugeordneten Fixierelementen aufweist. In diesem Fall kann mindestens ein Fixierelement an dem Spreizelement anliegen, wobei der Kontakt über mindestens eine Schrägfläche des Spreizelements und/oder Fixierelements erfolgt. Eine Bewegung des Mitnehmers, die durch die Bewegung der Spulenhülse verursacht wird, führt eine Relativbewegung zwischen dem Spreizelement und dem Fixierelement herbei, wobei dann die Relativbewegung durch die Schrägfläche geführt wird. In Folge der Schrägfläche verändert sich mit der Relativbewegung der Abstand des Fixierelements von einer Längsachse der Spulspindel. Somit kann das Fixierelement in der Fixierstellung einen größeren Abstand von der Spindelachse aufweisen als in der Freigabestellung. Möglich ist, dass in Folge dieser Veränderung des Abstandes das Fixierelement radial von innen an die Spulenhülse angepresst wird, wobei auch eine gewisse Elastizität des Fixierelementes oder in dem Kraftfluss zu dem Fixierelement genutzt werden kann, um die Anpressung zu gewährleisten. Alternativ oder kumulativ möglich ist, dass das Fixierelement einen Fixierabschnitt aufweist, der nach dem Aufschieben der Spulspindel in Aufschieberichtung hinter der Spulenhülse angeordnet ist. In diesem Fall kann der Fixierabschnitt radial außenliegend von dem Innendurchmesser der Spulenhülse angeordnet sein, womit dieser Fixierabschnitt einen axialen Anschlag für die Spulenhülse bildet, der das Abziehen der Spulenhülse von der Spulspindel behindert. Hierbei kann die Beaufschlagung des Fixierabschnitts des Fixierelementes auch so sein, dass der Fixierabschnitt eine Axialkraft auf die Spulspindel ausübt, die diese zwischen dem Mitnehmer und dem Fixierelement axial verspannen kann. Möglich ist für diese Ausgestaltung der Erfindung auch, dass mit dem Spreizelement und dem mindestens einen Fixierelement, die über die Schrägfläche miteinander in Wirkverbindung stehen, in der Fixierstellung eine Art Keil- oder Konusverbindung bereitgestellt ist, die eine besonders zuverlässige Fixierung der Spulenhülse gewährleiste, wobei je nach Wahl des Winkels der Schrägfläche auch eine Art Selbsthemmung dieser Keil- oder Konusverbindung gewählt werden kann und/oder eine Kraftübersetzung herbeigeführt werden kann.

[0014] Während grundsätzlich möglich ist, dass die Fixiereinrichtung lediglich ein Fixierelement aufweist, welches sich nur über einen Teilumfangsbereich erstreckt oder sich vollständig in Umfangsrichtung erstreckt und bei der Betätigung radial aufgeweitet wird, schlägt die Erfindung für eine Ausgestaltung des Spulmaschinen-Fixiermechanismus vor, dass die Fixiereinrichtung mehrere über den Umfang der Spulspindel (gleichmäßig oder ungleichmäßig) verteilt angeordnete Fixierelemente aufweist. Diese Fixierelemente können dann über eine Federeinrichtung, die aus einer oder mehreren Federn, beispielsweise einer sich geschlossen in Umfangsrichtung um die Fixierelemente erstreckenden Umfangsfeder) bestehen kann, radial nach innen gegen eine Mantelfläche der Spulspindel gedrückt werden. Die Fixierelemente können dann in einem Endbereich Schrägflächen aufweisen, die mit dem oder einem Spreizelement in Wechselwirkung treten. Vorzugsweise verfügt dabei das mindestens eine Spreizelement über Schrägflächen, deren Neigungswinkel dem Neigungswinkel der Schrägflächen der Fixierelemente entspricht.

[0015] Die Erfindung schlägt für einen weiteren Vorschlag vor, dass der Mitnehmer über eine Betätigungsfeder abgestützt ist. Die Betätigungsfeder wird mit einer Bewegung der Spulenhülse in eine Aufschieberichtung durch die von der Spulenhülse auf den Mitnehmer ausgeübte Aufschiebekraft beaufschlagt. Die auf diese Weise mit dem Aufschieben in der Betätigungsfeder gespeicherte Energie kann dann (für einen auf den Aufschiebehub folgenden) Betätigungshub genutzt werden, um die Fixiereinrichtung zu betätigen, was dann zur Folge hat, dass die Fixiereinrichtung von der Freigabestellung in die Fixierstellung betätigt wird und/oder von der Fixierstellung in die Freigabestellung betätigt wird.

[0016] Für einen weiteren Vorschlag der Erfindung verläuft der Kraftfluss zwischen dem Mitnehmer und der Fixiereinrichtung über eine Kulisseneinheit. Die Kulisseneinheit bewirkt dabei beispielsweise, dass sich ein Abstand des Mitnehmers, eines Betätigungsteils oder einer Stirnseite einer Betätigungshülse von dem zuvor genannten Spreizelement verändert.

[0017] Für die Ausgestaltung der Kulisseneinheit kann beispielsweise eine sogenannte "Kugelschreiberkulisse" Einsatz finden, die unter diesem Stichwort auf vielfältigen Websites beschrieben ist, die unter dem Stichwort "Kugelschreibermechanik", "Ballpoint Pen Mechanism" oder "Pen Exchange" aufgefunden werden können. Eine Kugelschreibermechanik kennzeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass der endseitige Betätigungsknopf des Kugelschreibers gegen eine Betätigungsfeder in einem Aufschiebehub gegen eine Feder bewegt wird, die nach Beseitigung der auf dem Betätigungsknopf applizierten Druckkraft einen entgegengesetzten Betätigungshub des Betätigungsknopfes herbeiführt. Mittels dieses Aufschiebehubs des Druckknopfes und dieses Betätigungshubs des Druckknopfes kann die Kugelschreibermine aus einer unwirksamen Stellung im Inneren der Kugelschreiberhülle ausgefahren werden, wobei die ausgefahrene Stellung fixiert ist. Für das Wiedereinfahren der Kugelschreibermine wird ein weiterer Aufschiebehub durch den Daumen des Benutzers an dem Betätigungsknopf unter erneuter Beaufschlagung der Betätigungsfeder herbeigeführt mit anschließender Rückbewegung des Betätigungsknopfes durch die Betätigungsfeder in einem erneuten Betätigungshub. Ein entsprechender Mechanismus mit einer grundsätzlich entsprechenden Wechselwirkung zwischen einem Kulissenkörper und einer Kulisse kann auch für den erfindungsgemäßen Spulmaschinen-Fixiermechanismus verwendet werden, wobei hier anstelle der Betätigung des Betätigungsknopfes durch den Bediener die Betätigung des Mitnehmers durch das Aufschieben der Spulenhülse in die Aufschieberichtung mit der Aufschiebekraft gegen den Mitnehmer erfolgt und die Bewegung der Kugelschreibermine in eine ausgefahrene Stellung und eine eingefahrene Stellung der Bewegung einer Stirnseite einer Betätigungshülse zwischen zwei Stellungen entspricht, die mit unterschiedlichen Abständen der Stirnseite der Betätigungshülse von einem Spreizelement entsprechen. Somit können beliebige, an sich bekannte Kugelschreibermechaniken im Rahmen der Erfindung Einsatz finden.

[0018] Für einen Vorschlag der Erfindung weist die Kulisseneinheit eine Kulisse und einen sich entlang der Kulisse bewegenden Kulissenkörper auf. Hierbei kann der Kulissenkörper beispielsweise als Kulissenstift ausgebildet sein, während die Kulisseneinheit als Kulissenhülse ausgebildet sein kann, wobei dann die Kulisse eine Umfangskulisse ist, die sich entlang des Umfangs der Kulissenhülse erstreckt. Der Kulissenstift kann dann in radialer Richtung in die Umfangskulisse eingreifen.

[0019] Möglich ist, dass die Kulisseneinheit eine erste Axialstellung des Kulissenkörpers vorgibt. In dieser ersten Axialstellung ist die Fixiereinrichtung in ihrer Freigabestellung, sodass möglich ist, dass in der ersten Axialstellung die Spulenhülse auf die Spulspindel aufgeschoben werden kann oder von der Spulspindel heruntergezogen werden kann. Die Kulisseneinheit kann des Weiteren eine zweite Axialstellung vorgeben. In der zweiten Axialstellung ist der Mitnehmer von der Spulenhülse betätigt, womit die Beaufschlagungsfeder gespannt ist und ein Energievorrat geschaffen ist, aus welchem in einem Betätigungshub eine Betätigung der Fixiereinrichtung erfolgen kann. Die Kulisseneinheit weist dann auch eine dritte Axialstellung des Kulissenkörpers auf. In der dritten Axialstellung ist die Fixiereinrichtung in der Fixierstellung, sodass in der dritten Axialstellung die Spulenhülse auf der Spulspindel fixiert, geklemmt oder axial gefangen ist. Schließlich gibt die Kulisseneinheit eine vierte Axialstellung des Kulissenkörpers vor. In der vierten Axialstellung ist (wie auch in der zweiten Axialstellung) der Mitnehmer von der Spulenhülse unter Beaufschlagung der Betätigungsfeder betätigt. Die auf diese Weise in der Betätigungsfeder gespeicherte Energie kann dann genutzt werden, um die Fixiereinrichtung in einem Betätigungshub derart zu betätigen, dass diese von der Fixierstellung in die Freigabestellung zurückgeführt wird.

[0020] Möglich ist hierbei, dass die Bewegung von der ersten Axialstellung in die zweite Axialstellung und von der dritten Axialstellung in die vierte Axialstellung durch die Bewegung der Spulspindel in die Aufschieberichtung verursacht wird, sodass diese Veränderung der Axialstellung von dem Bediener manuell oder einer Einrichtung für die Bewegung der Spulenhülse, ggf. mit der darauf erstellten Wicklung, in die Aufschieberichtung herbeigeführt wird. Diese Bewegungen schaffen damit einen in der Betätigungsfeder gespeicherten Energievorrat. Hingegen werden die Bewegungen von der zweiten Axialstellung in die dritte Axialstellung und von der vierten Axialstellung in die erste Axialstellung durch die Betätigungsfeder verursacht, sodass für diese Bewegungen der zuvor genannte Energievorrat, der in der Betätigungsfeder gespeichert ist, genutzt werden kann.

[0021] Hierbei kann in der ersten und dritten Axialstellung ein Abstand des Mitnehmers von dem Spreizelement größer sein als in der zweiten und vierten Axialstellung, was zur Folge haben kann, dass eine Stirnfläche einer Betätigungshülse von dem Spreizelement in der ersten und dritten Axialstellung größer ist als in der zweiten und vierten Axialstellung. Möglich ist im Rahmen der Erfindung, dass (wie zuvor als eine Möglichkeit genannt) die Kulisse eine Umfangskulisse ist. In diesem Fall kann während der Bewegung zwischen den unterschiedlichen Axialstellungen eine Rotation der Umfangskulisse um die Spindelachse erfolgen.

[0022] Für die Kopplung des Mitnehmers mit der Kulisseneinheit und/oder der Fixiereinrichtung umfasst die Erfindung vielfältige unterschiedliche Möglichkeiten. Für einen Vorschlag erfolgt die Kopplung des Mitnehmers mit der Kulisseneinheit und/oder der Fixiereinrichtung über ein Betätigungsteil, welches beispielsweise Mitnehmerstifte, eine Betätigungsstange und eine Betätigungshülse aufweisen kann. In diesem Fall kann ein Sensor die Position und/oder Bewegung des Betätigungsteils erfassen, sodass über den Sensor Informationen zu dem Betriebszustands des Spulmaschinen-Fixiermechanismus gewonnen werden können. So kann mittels des Sensors beispielsweise festgestellt werden, ob sich der Spulmaschinen-Fixiermechanismus in der Freigabestellung oder in der Fixierstellung befindet. Der Sensor kann dabei ein analoger oder digitaler Sensor sein, der die Bewegung des Betätigungsteils in Form der Erfassung eines Weges und/oder einer Geschwindigkeit des Betätigungsteils erfasst. Möglich ist auch, dass der Sensor als Schalter mit zwei oder mehr diskreten Schaltpositionen ausgebildet ist, wobei die Schaltpositionen dann mit den unterschiedlichen Axialstellungen oder den Stellungen Fixierstellung und Freigabestellung korrelieren können.

[0023] Vorzugweise weist das Betätigungsteil eine Betätigungsstange auf. Die Betätigungsstange kann dabei einen Endbereich aufweisen, der sich (für alle Betriebsstellungen oder lediglich in einer Betriebsstellung oder mehreren Betriebsstellungen) aus einer Innenbohrung der Spulspindel heraus erstreckt. Der Sensor kann dann die Position und/oder Bewegung des aus der Innenbohrung der Spurspindel herausstehenden Endbereichs erfassen. Dabei kann der Sensor im Bereich des Maschinenrahmens, hier insbesondere auf der der Wicklung abgewandten Seite des Maschinenrahmens und/oder der zugeordneten Stirnseite der Spurspindel, angeordnet sein.

[0024] Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe stellt eine Spulmaschine dar, die einen Spulmaschinen-Fixiermechanismus aufweist, wie dieser zuvor erläutert worden ist.

[0025] Vorzugsweise bildet der Mitnehmer für die Bewegungssteuerung einen Formschluss mit der in Aufschieberichtung vorderen Stirnseite der Spulenhülse auf. Der Mitnehmer ist separat von der Betätigungsfeder ausgebildet. Es erfolgt keine relative Gleitbewegung zwischen dem Mitnehmer und der Spulenhülse während der Aufschiebebewegung.

[0026] Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe stellt ein Verfahren dar, mit welchem eine Spulenhülse auf einer Spulspindel (vorzugsweise drehfest) fixiert werden kann. Hierzu wird die Spulenhülse auf der Spulspindel in eine Aufschieberichtung, vorzugsweise in Richtung des Maschinenrahmens, bewegt. Dabei wird die Spulenhülse mit einer Aufschiebekraft in die Aufschieberichtung gegen den Mitnehmer gepresst. Dies hat zur Folge, dass der Mitnehmer in die Aufschieberichtung (mit-)bewegt wird, was unter Beaufschlagung der Betätigungsfeder erfolgt. Wird hieran anschließend die Aufschiebekraft reduziert oder beseitigt, kann die Betätigungsfeder einen Betätigungshub herbeiführen, in dem die Betätigungsfeder die Fixiereinrichtung derart betätigt, dass diese von der Freigabestellung in die Fixierstellung überführt wird.

[0027] Für eine alternative oder kumulative Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe erfolgt in einem Verfahren zum Freigeben einer Spulenhülse auf einer Spulspindel zunächst ein Bewegen der Spulenhülse auf der Spulspindel in einem Aufschiebehub. Während dieser Bewegung wird die Spulenhülse mit einer Aufschiebekraft in die Aufschieberichtung gegen den Mitnehmer gepresst. In Folge dieser Aufschiebekraft wird der Mitnehmer unter Beaufschlagung der Betätigungsfeder in die Aufschieberichtung bewegt. Wird dann die Aufschiebekraft reduziert oder beseitigt, kann die Betätigungsfeder einen Betätigungshub herbeiführen, in dem die Betätigungsfeder die Fixiereinrichtung derart betätigt, dass diese von der Fixierstellung in die Freigabestellung überführt wird.

[0028] Während der vorgenannten Verfahren erfolgt vorzugsweise eine Bewegung des Mitnehmers (und der hieran anliegenden Spulenhülse) während des Aufschiebehubes und des Betätigungshubes in entgegengesetzt zu einander orientierte axiale Richtungen.

[0029] Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

[0030] Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen.

[0031] Hinsichtlich des Offenbarungsgehalts - nicht des Schutzbereichs - der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Patents gilt Folgendes: Weitere Merkmale sind den Zeichnungen - insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung - zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen, was aber nicht für die unabhängigen Patentansprüche des erteilten Patents gilt.

[0032] Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs "mindestens" bedarf. Wenn also beispielsweise von einem Element die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau ein Element, zwei Elemente oder mehr Elemente vorhanden sind. Die in den Patentansprüchen angeführten Merkmale können durch weitere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, die der Gegenstand des jeweiligen Patentanspruchs aufweist.

[0033] Die in den Patentansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Umfangs der durch die Patentansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Patentansprüche leichter verständlich zu machen.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN

[0034] Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.

Fig. 1

zeigt schematisch einen Ausschnitt einer Spulmaschine im Bereich eines Spulmaschinen-Fixiermechanismus, wobei sich der Spulmaschinen-Fixiermechanismus in einer Freigabestellung befindet und die Spulenhülse auf die Spindel aufgeschoben wird.

Fig. 2

zeigt in einer abgewickelten Darstellung eine Kulisseneinheit eines Spulmaschinen-Fixiermechanismus der Spulmaschine gemäß Fig. 1, wobei sich ein Kulissenkörper in einer ersten Axialstellung in einer Kulisse befindet.

Fig. 3

zeigt die Spulmaschine entsprechend Figur 1, wobei am Ende des Aufschiebens der Spulenhülse die Spulenhülse unter Beaufschlagung einer Betätigungsfeder einen Mitnehmer mitgenommen hat.

Fig. 4

zeigt in einer abgewickelten Darstellung die Kulisseneinheit des Spulmaschinen-Fixiermechanismus der Spulmaschine gemäß Fig. 1 und 3, wobei sich der Kulissenkörper in einer zweiten Axialstellung der Kulisse befindet.

Fig. 5

zeigt die Spulmaschine gemäß Figuren 1 und 3, wobei die Betätigungsfeder die Fixierstellung des Spulmaschinen-Fixiermechanismus herbeigeführt hat.

Fig. 6

zeigt in einer abgewickelten Darstellung die Kulisseneinheit des Spulmaschinen-Fixiermechanismus der Spulmaschine gemäß Fig. 1, 3 und 5, wobei sich der Kulissenkörper in einer dritten Axialstellung der Kulisse befindet.

Fig. 7

zeigt die Spulmaschine gemäß Figuren 1, 3 und 5, wobei hier zum Überführen des Spulmaschinen-Fixiermechanismus in die Freigabestellung die Spulenhülse mit darauf erstellter Wicklung unter Beaufschlagung der Betätigungsfeder gegen den Mitnehmer gedrückt worden ist und die Betätigungsfeder die Freigabestellung herbeigeführt hat.

Fig. 8

zeigt in einer abgewickelten Darstellung die Kulisseneinheit des Spulmaschinen-Fixiermechanismus der Spulmaschine gemäß Fig. 1, 3, 5 und 7, wobei sich der Kulissenkörper in einer vierten Axialstellung der Kulisse befindet.

Fig. 9

zeigt die Spulmaschine gemäß Figuren 1, 3, 5 und 7 während des Entfernens der Spulspindel mit darauf gewickelter Wicklung von der Spulspindel.

Fig. 10

zeigt in einer abgewickelten Darstellung die Kulisseneinheit des Spulmaschinen-Fixiermechanismus der Spulmaschine gemäß Fig. 1, 3, 5, 7 und 9, wobei sich der Kulissenkörper wieder in der ersten Axialstellung der Kulisse befindet.

FIGURENBESCHREIBUNG

[0035] In den Figuren sind teilweise Bauelemente oder Bestandteile derselben mit denselben Bezugsnummern gekennzeichnet, wenn sich diese hinsichtlich der Geometrie und/oder Funktion entsprechen oder ähneln. In diesem Fall können die Bauelemente oder Bestandteile derselben dann mit den zusätzlichen Buchstaben a, b, ... voneinander unterschieden sein. Auf diese Bauelemente oder Bestandteile derselben kann dann mit oder ohne Verwendung des ergänzenden Buchstaben Bezug genommen werden, wobei ohne Verwendung des ergänzenden Buchstabens dann eines der Bauelemente oder Bestandteile, mehrere der Bauelemente oder Bestandteile oder sämtliche Bauelemente oder Bestandteile angesprochen sein können.

[0036] Im Folgenden wird der Aufbau einer Spulmaschine anhand von Figur 1 erläutert, wobei die Komponenten der Spulmaschine vorrangig in der Figur 1 gekennzeichnet sind. Hingegen ist in den Figuren 1, 3, 5, 7 und 9 die Spulmaschine in unterschiedlichen Betriebsstellungen dargestellt, während die Figuren 2, 4, 6, 8 und10 für diese unterschiedlichen Betriebsstellungen eine Kulisseneinheit der Spulmaschine zeigen.

[0037] Fig. 1, 3, 5, 7 und 9 zeigen eine Spulmaschine 1. Die Spulmaschine 1 verfügt über einen Maschinenrahmen 2. Eine Spulspindel 3 ist drehbar gegenüber dem Maschinenrahmen 2 gelagert. Die Spulspindel 3 ist auf hier nicht dargestellte Weise für das Wickeln des Spulguts mittels eines Motors antreibbar. Die Spulspindel 3 steht in der Art einer fliegenden Lagerung aus dem Maschinenrahmen 2 heraus, sodass auf die Spulspindel 3 eine Spulenhülse 4 aufgeschoben werden kann.

[0038] Im Austrittsbereich der Spulspindel 3 aus dem Maschinenrahmen 2 ist auf der Spulspindel 3, hier über eine Gleitlagerung, ein Mitnehmer 5 begrenzt verschieblich in Richtung einer Längsachse 6, die der Rotationsachse der Spulspindel 3 entspricht, verschieblich gelagert. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel ist der Mitnehmer 5 als Mitnehmerhülse 7 ausgebildet. Die Mitnehmerhülse 7 verfügt in dem in dem Maschinenrahmen 2 angeordneten Endbereich über eine hier von der Stirnseite ausgebildete Abstützfläche 8. An der Abstützfläche 8 der Mitnehmerhülse 7 ist ein Federfußpunkt einer Betätigungsfeder 9 abgestützt. Der andere Federfußpunkt der Betätigungsfeder 9 ist an der Spulspindel 3 abgestützt, hier über einen innenliegenden Lagerring eines Wälzlagers der Lagerung der Spulspindel 3. Der andere Endbereich der Mitnehmerhülse 6 bildet eine Anlagefläche 10 für die Spulenhülse 4. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel ist die Anlagefläche 10 als Anlagekonus 11 ausgebildet.

[0039] Zwischen den Endbereichen verfügt die Mitnehmerhülse 7 auf diametral gegenüberliegenden Seiten über in radialer Richtung durchgehende, parallel zur Längsachse 6 verlaufende Langlöcher 12a, 12b. In den Langlöchern 12 sind radial orientierte Mitnehmerstifte 13a, 13b aufgenommen und derart geführt, dass sich zwischen den Mitnehmerstiften 13a, 13b und der Mitnehmerhülse 7 lediglich ein translatorischer Freiheitsgrad in Richtung der Längsachse 6 ergibt, dessen Länge durch die Länge der Langlöcher 12 vorgegeben ist, während keine relative Verdrehung um die Längsachse 6 möglich ist.

[0040] Die Spulspindel 3 verfügt über eine durchgehende Innenbohrung 14. Im Inneren der Innenbohrung 14 erstreckt sich eine Betätigungsstange 15. Die Betätigungsstange 15 steht in dem in dem Maschinenrahmen 2 angeordneten Endbereich der Spulspindel 3 aus der Spulspindel 3 heraus, während der andere Endbereich im Inneren der Spulspindel 3 (ungefähr mittig) endet. Die Betätigungsstange 15 verfügt über eine Querbohrung 16, in der die Mitnehmerstifte 13a, 13b aufgenommen und fixiert sind. Die Mitnehmerstifte 13a, 13b erstrecken sich durch Langlöcher 17a, 17b der Spulspindel 3. Die Langlöcher 17 sind radial durch die Wandung der Spulspindel 3 durchgehend und verlaufen in Richtung der Längsachse 6. Durch die Langlöcher 17 der Spulspindel 3 erstrecken sich die Mitnehmerstifte 13 bis in die Langlöcher 12 der Mitnehmerhülse 7. Die Mitnehmerstifte 13 gewährleisten einerseits, dass die Antriebsbewegung der Spulspindel 3 (spielfrei oder mit einem Spiel) übertragen wird einerseits auf die Betätigungsstange 15 und andererseits auf die Mitnehmerhülse 7. Die Langlöcher 17 ermöglichen eine axiale Relativbewegung der Betätigungsstange 15 mit den Mitnehmerstiften 13 (und damit auch der Mitnehmerhülse 7) gegenüber der Spulspindel 3, wobei die Bewegung der Betätigungsstange 15 in axialer Richtung um ein von dem Langloch 12 vorgegebenes Ausmaß von der axialen Bewegung der Mitnehmerhülse 7 abweichen kann.

[0041] In dem dem Maschinenrahmen 2 abgewandten Endbereich weist die Betätigungsstange 15 eine weitere Querbohrung 18 auf, in welcher Mitnehmerstifte 19a, 19b angeordnet sind. Auch in diesem Bereich verfügt die Spulspindel 3 über Langlöcher 20a, 20b, die in der Wandung der Spulspindel 3 in radialer Richtung durchgehend sind und in Richtung der Längsachse 6 verlaufen. Durch diese Langlöcher 20 erstrecken sich die Mitnehmerstifte 19a, 19b hindurch. Die außen liegenden Endbereiche der Mitnehmerstifte 19a, 19b sind aufgenommen in Bohrungen 21a, 21b einer Betätigungshülse 22 und in diesen fixiert. Die Betätigungshülse 22 bildet eine Gleitlagerung 23 mit der Mantelfläche der Spulspindel 3 aus. Die Mitnehmerstifte 19 gewährleisten, dass eine spielfrei oder begrenzt spielbehaftete Übertragung der Drehbewegung der Spulspindel 3 auf die Betätigungsstange 15 und die Betätigungshülse 22 erfolgt und die Axialbewegung der Betätigungsstange 15 der Axialbewegung der Betätigungshülse 22 entspricht. Die Betätigungsstange 15, die Mitnehmerstifte 19 und die Betätigungshülse 22 verfügen über einen axialen Freiheitsgrad in Richtung der Längsachse 6.

[0042] Abweichend zu der vorangegangenen Beschreibung kann die Übertragung der Drehbewegung lediglich über eines der Langlöcher 12, 17 erfolgen, sodass keine Doppelpassung vorliegt.

[0043] Die Betätigungshülse 22 trägt einen Kulissenkörper 24. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel ist der Kulissenkörper 24 als Kulissenstift 25 ausgebildet. Der Kulissenstift 25 ist in einer radialen Bohrung der Betätigungshülse 22 fixiert. Der Kulissenstift 25 steht nicht über die Mantelfläche der Betätigungshülse 22 hinaus und erstreckt sich von der Betätigungshülse 22 radial nach innen.

[0044] Der Kulissenkörper 24 greift ein in eine Kulisse 26. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel ist die Kulisse 26 als Umfangskulisse 27 einer Kulissenhülse 28 ausgebildet.

[0045] Die Kulissenhülse 28 ist drehbar, aber ohne axialen Freiheitsgrad, auf der Spulspindel 3 gelagert. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel geht die Spulspindel 3 über einen Absatz 29 mit einer Querschnittsverringerung über in eine Lagerfläche 30. Die Kulissenhülse 28 liegt auf der dem Maschinenrahmen 2 zugewandten Seite an dem Absatz 29 an. In die andere Richtung liegt die Kulissenhülse 28 an einem Sicherungsring 31 an, der in einer Nut der Spulspindel 3 aufgenommen ist. Die Kulissenhülse 28 ist somit (insbesondere mit einem begrenzten Spiel oder einer Übergangspassung) zwischen dem Sicherungsring 31 und dem Absatz 29 gefangen.

[0046] In dem freien Endbereich ist auf der Spulspindel 3 ein Spreizelement 32 fixiert. Das Spreizelement 32 verfügt über eine Schrägfläche 33. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel ist das Spreizelement 32 als Spreizhülse 34 ausgebildet, wobei hier die Schrägfläche 33 von einer Kegelstumpfförmigen Konusfläche 35 ausgebildet wird.

[0047] Die Betätigungshülse 22 steht in Richtung des Spreizelements 32 geringfügig über die Kulissenhülse 28 hervor. In dem Zwischenraum zwischen dem Spreizelement 32 und der Stirnfläche der Betätigungshülse 22 sind über den Umfang der Spulspindel 3 verteilt mehrere Fixierelemente 36 angeordnet, von denen in den Figuren beispielhaft zwei Fixierelemente 36a, 36b dargestellt sind. Die Fixierelemente 36 können dabei in grober Näherung hohlzylindersegmentförmig ausgebildet sein, wobei der Segmentwinkel vorzugweise kleiner als 90°, kleiner als 70°, kleiner als 60°, kleiner als 50°, kleiner als 40° oder kleiner als 30° ist und/oder die Wandung der Hohlzylindersegmente einen Längsschnitt aufweisen, der (insbesondere wie dargestellt) von einem rechteckigen Längsschnitt abweicht. Die Betätigungshülse 22 liegt mit ihrer Stirnseite an den zugeordneten axialen Stirnseiten der Fixierelementen 36 an, womit die Stirnseite eine Betätigungsfläche 53 bildet. In dem anderen Endbereich verfügen die Fixierelemente 36 über Schrägflächen 37, die entsprechend den Schrägflächen 33 des Spreizelements 32 geformt sein können und insbesondere denselben Neigungswinkel aufweisen. Mittels einer die Fixierelemente 36 umgebenden Federeinrichtung 38 werden die Fixierelemente 36 radial nach innen so gegen die Mantelfläche der Spulspindel 3 gedrückt, dass diese mit einer Kontaktfläche 39 an der Mantelfläche der Spulspindel 3 anliegen.

[0048] Fig. 2, 4, 6, 8, 10 zeigen eine Abwicklung 40 der Umfangskulisse 27 der Kulissenhülse 28. Hierbei kann die Abwicklung 40 in den Figuren die gesamte Abwicklung der Umfangskulisse 27 für einen Abwicklungs- oder Umfangswinkel von 360° darstellen. Vorzugsweise ist in den Figuren aber lediglich eine Abwicklung 40 der Umfangskulisse 27 über einen Umfangswinkel dargestellt, der ein ganzzahliger Teiler des Umfangswinkel von 360° ist. Mehrere identische derartige Abwicklungen 40 gemäß Figur 6 können damit in Umfangsrichtung unmittelbar aneinander anschließen. In beiden genannten Fällen schließen die Endbereiche der Umfangskulisse 27 in der dargestellten Abwicklung 40 dann unmittelbar und ohne Sprünge oder Knicke aneinander an.

[0049] Wie im Folgenden noch hinsichtlich der Funktionsweise näher erläutert wird, ist mit dem Spreizelement 32 und den Fixierelementen 36a, 36b eine Fixiereinrichtung 41 gebildet. Der Kulissenkörper 24 und die Kulisse 26 (und unter Umständen auch die Betätigungshülse 22 und/oder die Kulissenhülse 28) bilden gemeinsam eine Kulisseneinheit 42. Die Mitnehmerstifte 13, 19, die Betätigungsstange 15 und die Betätigungshülse 22 bilden ein starres Betätigungsteil 43, welches relativ zu der Spulspindel 3 und/oder der Mitnehmerhülse 7 axial beweglich ist, aber mit der Spulspindel 3 rotiert und relativ gegenüber der Kulissenhülse 28 verdrehbar ist und ebenfalls eine Axialbewegung gegenüber der Kulissenhülse 28 ausführen kann.

[0050] Möglich ist, dass abweichend zu der obigen Erläuterung die Mitnehmerstifte 13a, 13b und/oder 19a, 19b von einem einzigen, durch die zugeordnete Querbohrung 16, 18 durchgehenden Stift ausgebildet sind.

[0051] Der Mitnehmer 5, das Betätigungsteil 43, die Kulisseneinheit 42 und die Fixiereinrichtung 41 bilden einen Spulmaschinen-Fixiermechanismus 44, dessen funktionsweise im Folgenden erläutert wird.

[0052] Wie in der Abwicklung 40 der Umfangskulisse zu erkennen ist, verfügt die Umfangskulisse hinsichtlich der Axialstellung in Richtung der Längsachse 6 und in Richtung der Betätigung der Fixiereinrichtung 41 über ein Maximum 45, ein Minimum 46, ein Maximum 47 und ein Minimum 48, die in dieser Reihenfolge von den Kulissenkörper 24 durchlaufen werden. Hierbei geben die Maxima 45, 47 vorzugsweise dieselbe Axialstellung des Kulissenkörpers 24 vor. Hingegen ist das Minimum 46 weniger weit in axialer Richtung zur Betätigung der Fixiereinrichtung 41 angeordnet als das Minimum 48, sodass das Minimum 48 ein absolutes Minimum ist. Im Rahmen der vorliegenden Patentanmeldung wird das Minimum 46 als erste Axialstellung 49, das Maximum 47 als zweite Axialstellung 50, das Minimum 48 als dritte Axialstellung 51 und das Maximum 45 als vierte Axialstellung 52 bezeichnet.

[0053] Im Folgenden wird die Funktionsweise des Spulmaschinen-Fixiermechanismus 44 erläutert.

[0054] In Figuren 1 und 2 befindet sich der Spulmaschinen-Fixiermechanismus 44 in der Freigabestellung, in der das Betätigungsteil 43 den größten Abstand von dem Spreizelement 32 hat. Dies hat zur Folge, dass die Betätigungsfläche 53, die von der dem Spreizelement 32 zugewandten Stirnfläche der Betätigungshülse 22 ausgebildet wird, einen maximalen Abstand von dem Spreizelement 32 hat. Dies hat wiederum zur Folge, dass die Fixierelemente 36 infolge der Beaufschlagung durch die Federeinrichtung 38 entlang der Schrägfläche 33 des Spreizelements 32 radial nach innen gleiten können, was mit einer axialen Gleitbewegung der Fixierelemente 36 entlang der Kontaktfläche 39 und/oder einer Verschwenkung der Fixierelemente 36 um die Kontaktfläche 39 einhergehen kann. In der Freigabestellung ist ein Fixierabschnitt 54 in so geringem Abstand von der Längsachse 6 angeordnet, dass die Spulenhülse 4 die Fixierabschnitte 54 berührungslos passieren kann. In dieser Freigabestellung wird der Kulissenkörper 24 durch die Betätigungsfeder 9 (ggf. nach Überwindung eines etwaigen Spiels in Folge des Langloches 12) in der ersten Axialstellung 49 gehalten, indem die Betätigungsfeder 9 den Kulissenkörper 24 gegen die Mulde in der entsprechend geformten Begrenzung der Umfangskulisse 27 presst. In der Freigabestellung kann somit die Spulenhülse 4 zunächst ohne Widerstand in eine Aufschieberichtung 55 auf die Spulspindel 3, auf die Kulisseneinheit und die Fixiereinrichtung 41 aufgeschoben werden.

[0055] Am Ende des Aufschiebens kommt eine Stirnseite 56 der Spulenhülse 4 zur Anlage an die Anlagefläche 10 des Mitnehmers 5. Wird dann eine Aufschiebekraft 57 auf die Spulenhülse 4 aufgebracht, erfolgt eine Mitnehmerbewegung des Mitnehmers 5 unter Erhöhung der Beaufschlagung der Betätigungsfeder 9. Die Bewegung des Mitnehmers 5 wird (ggf. nach Überwindung eines etwaigen Spiels des Langlochs 12) über die Mitnehmerstifte 13 übertragen auf das Betätigungsteil 43 und somit auf den Kulissenkörper 24. Dies hat zur Folge, dass sich der Kulissenkörper 24 in der Umfangskulisse 27 von der ersten Axialstellung 49 gemäß Figur 2 in die zweite Axialstellung 50 gemäß Figur 4 bewegen kann. Figuren 3 und 4 zeigen die am Ende mittels des Aufbringens der Aufschiebekraft 57 herbeigeführte zweite Axialstellung 50, die damit auch als Aufschiebestellung bezeichnet werden kann. In der zweiten Axialstellung 50 ist die Betriebsstellung der Fixiereinrichtung 41 weiterhin die Freigabestellung.

[0056] Wird dann die Aufschiebekraft 57 reduziert oder beseitigt, kann die Betätigungsfeder 9 die Fixierstellung des Spulmaschinen-Fixiermechanismus 44 herbeiführen, die in Figuren 5 und 6 dargestellt ist. Hierzu drückt die Betätigungsfeder 9 den Mitnehmer 5 und damit das Betätigungsteil 43 in Richtung des Spreizelements 32. Dies hat zur Folge, dass der Kulissenkörper 24 in der Umfangskulisse 27 von der zweiten Axialstellung 50 in die dritte Axialstellung 51 bewegt wird. In der dritten Axialstellung ist der Abstand der Betätigungsfläche 53 der Betätigungshülse 22 von dem Spreizelement 32 minimal. Dies hat zur Folge, dass die Betätigungskraft der Betätigungsfeder 9, die von der Betätigungsfläche 53 auf die Fixierelemente 36 ausgeübt wird, verursacht, dass der Fixierabschnitt 54 mit seiner Schrägfläche 37, deren Neigungswinkel an den Neigungswinkel der Schrägfläche 33 des Spreizelements 32 angepasst ist, entlang der Schrägfläche 33 des Spreizelements 32 nach oben gleiten kann, womit der Abstand des Fixierabschnittes 54 von der Längsachse 6 vergrößert wird. Diese Bewegung kann einhergehen mit einer axialen Gleitbewegung im Bereich der Kontaktfläche 39 und/oder einer Verschwenkung der Fixierelemente 36 um die Kontaktfläche 39. In der Fixierstellung gemäß Figur 5 hat der Endbereich des Fixierabschnittes 54 einen Abstand von der Längsachse 6, der größer ist als der Innendurchmesser der Spulenhülse 4. Dies hat wiederum zur Folge, dass die Spulenhülse 4 axial einerseits zwischen der Anlagefläche 10 des Mitnehmers 5 und andererseits der Schrägfläche 33 des Spreizelements 32 gefangen und somit axial fixiert ist. Andererseits wird von dem Fixierabschnitt 54 auch eine radial nach außen orientierte Kraft auf den Randbereich der Spulenhülse 4 ausgeübt, was zu einem Verspannen der Spulenhülse 4 von innen führen kann, womit eine weitere Fixierung oder Sicherung gewährleistet werden kann.

[0057] In der Fixierstellung des Spulmaschinen-Fixiermechanismus 44 gemäß Figuren 5 und 6 erfolgt dann das Erstellen einer Wicklung 59 auf der Spulenhülse 4.

[0058] Soll am Ende der Spulreise die Spulenhülse 4 mit der Wicklung 59 von der Spulspindel 3 entnommen werden, muss zunächst eine Überführung des Spulmaschinen-Fixiermechanismus 44 in die in Figur 7 und 8 dargestellte Aufschiebestellung herbeigeführt werden. Hierzu wird eine Aufschiebekraft 60 auf die Spulenhülse 4 und/oder die Wicklung 59 aufgebracht, die eine Bewegung des Mitnehmers 5 unter Erhöhung der Beaufschlagung der Betätigungsfeder 9 zur Folge hat. Über die Mitnehmerstifte 13 wird diese Bewegung des Mitnehmers 5 übertragen auf das Betätigungsteil 43 und somit auch in Kulissenkörper 24, sodass eine Überführung des Kulissenkörpers 24 von der dritten Axialstellung 51 gemäß Figur 6 in die vierte Axialstellung 52 gemäß Figur 8 erfolgt. Während dieser Aufschiebebewegung vergrößert sich bereits der Abstand der Betätigungsfläche 53 der Betätigungshülse 22 von dem Spreizelement 32, womit die Fixierelemente 36 wieder radial nach innen entlang der Schrägfläche 33 des Spreizelements 32 gleiten können, bis in der in Figur 7 dargestellten Freigabestellung die Fixierabschnitte 54 wieder einen radialen Abstand von der Längsachse 6 haben, der kleiner ist als der Innenradius der Spulenhülse 4.

[0059] In diesem Zustand wird die Aufschiebekraft 60 beseitigt und mit einer Bewegung der Spulenhülse 4 in eine Abzugsrichtung 61 können die Spulenhülse 4 mit der darauf angeordneten Wicklung 59 von der Spulspindel 3 heruntergezogen werden (Fig. 9). In Folge der Beseitigung der Aufschiebekraft 60 kann die Betätigungsfeder 9 den Kulissenkörper 24 in der Umfangskulisse 27 von der vierten Axialstellung 52 gemäß Figur 8 in die erste Axialstellung 49 gemäß Figur 10 bewegen.

[0060] Die Bewegung des Kulissenkörpers 24 entlang der Umfangskulisse 27 ist (zusätzlich zu der Veränderung der Axialstellung zwischen der ersten Axialstellung 49, der zweiten Axialstellung 50, der dritten Axialstellung 51, der vierten Axialstellung 52 und wiederum der ersten Axialstellung 49) verbunden mit einer Drehbewegung der Kulissenhülse 28 relativ einerseits zu der Spulspindel 3 und andererseits zu der Betätigungshülse 22 um die Längsachse 6, wozu eine entsprechende Gleitlagerung erfolgt. Das Ausmaß der Drehbewegung ist dabei Abhängig von dem Neigungswinkel oder der Steigung der Begrenzungen der Umfangskulisse 27.

[0061] Als eine optionale Besonderheit kragt ein Endbereich 62 der Betätigungsstange 15 aus dem in dem Maschinenrahmen 2 gelagerten Endbereich der Spulspindel 3 heraus. Hierbei ist ein Abstand 63, den der Endbereich 62 aus der Spulspindel 3 heraussteht, abhängig von der Betriebsstellung des Spulmaschinen-Fixiermechanismus 44:
In der Freigabestellung gemäß Figuren 1 und 2 sowie 9 und 10, also in der ersten Axialstellung 49, steht der Endbereich 62 mit einem Abstand 63 des Betrages X aus der Spulspindel 3 heraus. In den Aufschiebestellungen, also der zweiten Axialstellung 50 und vierten Axialstellung 52 gemäß Figuren 3 und 4 sowie Figuren 7 und 8, steht der Endbereich 62 mit einem Abstand 63 mit einem Betrag Y aus der Spulspindel 3 heraus. Schließlich steht in der Fixierstellung gemäß Figuren 5 und 6, also in der dritten Axialstellung 51, der Endbereich 52 mit einem Abstand 63 mit einem Betrag Z aus der Spulspindel 3 heraus. Hierbei gilt Z > X > Y.

[0062] Eine Fixierung einer Spulenhülse 4 auf der Spulspindel 3 mittels des Spulmaschinen-Fixiermechanismus 44 erfolgt mittels eines Aufschiebehubes, für den eine Aufschiebekraft 57 auf die Spulenhülse 4 aufgebracht wird und die Spulenhülse 4 in Richtung des Mitnehmers 5 bewegt wird, sowie mit einem Betätigungshub, in dem (unter Beseitigung der Aufschiebekraft 57) eine entgegengesetzte Bewegung durch die Betätigungsfeder 9 herbeigeführt wird und eine Überführung der Fixiereinrichtung 41 von der Freigabestellung in die Fixierstellung erfolgt.

[0063] Ein Überführen des Spulmaschinen-Fixiermechanismus 44 von der Fixierstellung in die Freigabestellung zum Entnehmen der Spulenhülse 4 mit der Wicklung 59 von der Spulspindel 3 erfordert einen Aufschiebehub, in dem eine Aufschiebekraft 60 auf die Spulenhülse 4 und/oder die Wicklung 59 aufgebracht wird und die Spulenhülse 4 in Richtung des Mitnehmers 5 bewegt wird, sowie einen anschließenden Betätigungshub nach Beseitigung der Aufschiebekraft 60, in dem ein Überführen der Fixiereinrichtung 41 durch die Betätigungsfeder 9 in die Freigabestellung erfolgt.

[0064] Sowohl die Überführung des Spulmaschinen-Fixiermechanismus 44 in die Fixierstellung als auch die Betätigung des Spulmaschinen-Fixiermechanismus 44 in die Freigabestellung erfolgt somit durch die Betätigungsfeder 9, wobei die unterschiedlichen Richtungen der Wirkung der Betätigungsfeder 9 hinsichtlich des Spulmaschinen-Fixiermechanismus 44 durch die Gestaltung der Umfangskulisse 27 vorgegeben werden.

[0065] Die unterschiedlichen Abstände 63 können mittels eines Sensors 64 erfasst werden, der den Weg oder die Geschwindigkeit des Endbereichs 62 erfassen kann. Möglich ist, dass der Sensor hierbei kontinuierlich oder in Stufen oder digitalisiert den Abstand 63 erfasst. Ebenfalls möglich ist, dass der Sensor 64 ein Schalter mit mindestens 2 Schaltstellungen ist, der für das Erreichen der vorbestimmten Abstände 63, insbesondere der Abstände X, Y, Z, umgeschaltet wird.

[0066] Wie in Figur 1 zu erkennen ist, tritt die Spulspindel 3 mit dem Mitnehmer 5 durch eine Öffnung 65 aus dem Maschinenrahmen 2 heraus. Der Zwischenraum zwischen der Spulspindel 3 und dem Mitnehmer 5 und der Begrenzung der Öffnung 65 kann durch eine Abdeckung oder Abdichtung 66 verschlossen sein. Durch die Abdeckung oder Abdichtung 66 können einerseits Schmutzpartikel von dem Maschinenrahmen 2 und dem Innenraum mit der Lagerung für die Spulspindel 3 ferngehalten werden. Des Weiteren kann vermieden werden, dass Betätigungsorgane oder auch Finger einer Hand eines Bedieners in diesen Zwischenraum eintreten können. Im einfachsten Fall kann die Abdeckung oder Abdichtung 66 in Form einer Platte, ggf. mit einer Spaltdichtung oder Labyrinthdichtung gegenüber der Mantelfläche des Mitnehmers 5, ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Abdeckung oder Abdichtung 66 zwischen erweiterten Endbereichen des Mitnehmers 5 einerseits für die Bereitstellung der Abstützfläche 8 und andererseits für die Bereitstellung der Anlagefläche 10 gefangen. In diesem Fall kann die Abdeckung oder Abdichtung 66 aufgeteilt ausgebildet sein.

[0067] Die Aufnahme der Mitnehmerstifte 13 in Langlöchern 12 der Mitnehmerhülse 7 gewährleistet einen begrenzten Freiheitsgrad oder ein Spiel, welcher bzw. welches für einen Ausgleich von Längenunterschieden der Spulenhülsen 4 genutzt werden kann. Derartige Längenunterschiede können beispielsweise auf Fertigungstoleranzen beruhen oder durch einen Verschleiß entstehen.

BEZUGSZEICHENLISTE

[0068] 

1

Spulmaschine

2

Maschinenrahmen

3

Spulspindel

4

Spulenhülse

5

Mitnehmer

6

Längsachse der Spulspindel

7

Mitnehmerhülse

8

Abstützfläche

9

Betätigungsfeder

10

Anlagefläche

11

Anlagekonus

12

Langloch der Mitnehmerhülse

13

Mitnehmerstift

14

Innenbohrung der Spulspindel

15

Betätigungsstange

16

Querbohrung

17

Langloch der Spulspindel

18

Querbohrung

19

Mitnehmerstift

20

Langloch

21

Bohrung

22

Betätigungshülse

23

Gleitlagerung

24

Kulissenkörper

25

Kulissenstift

26

Kulisse

27

Umfangskulisse

28

Kulissenhülse

29

Absatz

30

Lagerfläche

31

Sicherungsring

32

Spreizelement

33

Schrägfläche

34

Spreizhülse

35

Konusfläche

36

Fixierelement

37

Schrägfläche

38

Federeinrichtung

39

Kontaktfläche

40

Abwicklung

41

Fixiereinrichtung

42

Kulisseneinheit

43

Betätigungsteil

44

Spulmaschinen-Fixiermechanismus

45

Maximum

46

Minimum

47

Maximum

48

Minimum

49

erste Axialstellung

50

zweite Axialstellung

51

dritte Axialstellung

52

vierte Axialstellung

53

Betätigungsfläche

54

Fixierabschnitt

55

Aufschieberichtung

56

Stirnseite

57

Aufschiebekraft

59

Wicklung

60

Aufschiebekraft

61

Abzugsrichtung

62

Endbereich

63

Abstand

64

Sensor

65

Öffnung

66

Abdeckung oder Abdichtung

Ansprüche

1. Spulmaschinen-Fixiermechanismus (44) zum Fixieren einer Spulenhülse (4) auf einer Spulspindel (3), dadurch gekennzeichnet, dass der Spulmaschinen-Fixiermechanismus (44) mittels einer Bewegungssteuerung

a) von einer Freigabestellung in eine Fixierstellung betätigbar ist und/oder

b) von einer Fixierstellung in eine Freigabestellung betätigbar ist,

wobei bei der Bewegungssteuerung ein die Betätigung des Spulmaschinen-Fixiermechanismus (44) herbeiführender Mitnehmer (5) von der Bewegung der Spulenhülse (4) mitgenommen wird.

2. Spulmaschinen-Fixiermechanismus (44) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixieren der Spulenhülse (4) auf der Spulspindel (3) über eine Fixiereinrichtung (41) erfolgt.

3. Spulmaschinen-Fixiermechanismus (44) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Fixierstellung

a) ein Endbereich der Spulenhülse (4) in eine axiale Richtung an dem Mitnehmer (5) abgestützt ist und

b) der andere Endbereich der Spulenhülse (4) in die andere axiale Richtung an der Fixiereinrichtung (41) abgestützt ist.

4. Spulmaschinen-Fixiermechanismus (44) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixiereinrichtung (41) mindestens ein Spreizelement (32) und mindestens ein Fixierelement (36) aufweist und das Spreizelement (32) und das Fixierelement (36) über mindestens eine Schrägfläche (33, 37) aneinander anliegen und eine Bewegung des Mitnehmers (5) eine durch die Schrägfläche (33, 37) geführte Relativbewegung zwischen dem Spreizelement (32) und dem Fixierelement (36) hervorruft, mit der sich der Abstand des Fixierelements (36) von einer Längsachse (6) der Spulspindel (3) verändert.

5. Spulmaschinen-Fixiermechanismus (44) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixiereinrichtung (41) mehrere über den Umfang der Spulspindel (3) verteilt angeordnete Fixierelemente (36a, 36b) aufweist, die über eine Federeinrichtung (38) radial nach innen gegen eine Mantelfläche der Spulspindel (3) gedrückt werden und in einem Endbereich Schrägflächen (37) aufweisen, die mit dem oder einem Spreizelement (32) in Wechselwirkung treten.

6. Spulmaschinen-Fixiermechanismus (44) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (5) über eine Betätigungsfeder (9) abgestützt ist, die mit einer Bewegung der Spulenhülse (4) in eine Aufschieberichtung (55) durch die von der Spulenhülse (4) auf den Mitnehmer (5) ausgeübte Aufschiebekraft (57, 60) beaufschlagt wird und die die Fixiereinrichtung (41) betätigt.

7. Spulmaschinen-Fixiermechanismus (44) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kraftfluss zwischen dem Mitnehmer (5) und der Fixiereinrichtung (41) eine Kulisseneinheit (42) angeordnet ist, die vorzugsweise über einen Kugelschreiberkulisse verfügt.

8. Spulmaschinen-Fixiermechanismus (44) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulisseneinheit (42) eine Kulisse (26) und einen sich entlang der Kulisse (26) bewegenden Kulissenkörper (24) aufweist, wobei die Kulisseneinheit (42)

- eine erste Axialstellung (49) des Kulissenkörpers (24) vorgibt, in der die Fixiereinrichtung (41) in der Freigabestellung ist und in der die Spulenhülse (4) auf die Spulspindel (3) bewegt werden kann und von der Spulspindel (3) bewegt werden kann,

- eine zweite Axialstellung (50) des Kulissenkörpers (24) vorgibt, in der der Mitnehmer (5) von der Spulenhülse (4) mitgenommen ist,

- eine dritte Axialstellung (51) des Kulissenkörpers (24) vorgibt, in der die Fixiereinrichtung (41) in der Fixierstellung ist und

- eine vierte Axialstellung (52) des Kulissenkörpers (24) vorgibt, in der der Mitnehmer (5) von der Spulenhülse (4) mitgenommen ist,

wobei insbesondere

a) die Bewegungen von der ersten Axialstellung (49) in die zweite Axialstellung (50) und von der dritten Axialstellung (51) in die vierte Axialstellung (52) durch die Bewegung der Spulspindel (4) in die Aufschieberichtung (55) verursacht werden und die Bewegungen von der zweiten Axialstellung (50) in die dritte Axialstellung (51) und von der vierten Axialstellung (52) in die erste Axialstellung (49) durch die Betätigungsfeder (9) verursacht werden und/oder

b) in der ersten und dritten Axialstellung (49, 51) ein Abstand des Mitnehmers (5) von dem Spreizelement (32) größer ist als in der zweiten und vierten Axialstellung (50, 52) und/oder

c) die Kulisse (26) eine Umfangskulisse (27) ist und während der Bewegungen zwischen den Axialstellungen eine Rotation der Umfangskulisse (27) erfolgt.

9. Spulmaschinen-Fixiermechanismus (44) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (5) über ein Betätigungsteil (43) mit der Kulisseneinheit (42) und/oder Fixiereinrichtung (41) gekoppelt ist und ein Sensor (64) die Position und/oder Bewegung des Betätigungsteils (43) erfasst, wobei vorzugsweise das Betätigungsteil (43) eine Betätigungsstange (15) aufweist, die einen Endbereich (62) aufweist, der sich zumindest temporär aus einer Innenbohrung (14) der Spulspindel (3) heraus erstreckt, wobei der Sensor (64) die Position und/oder Bewegung des aus der Innenbohrung (14) der Spulspindel (3) herausstehenden Endbereichs erfasst.

10. Spulmaschine (1) mit einem Spulmaschinen-Fixiermechanismus (44) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

11. Verfahren zum Fixieren und/oder Freigeben einer Spulenhülse (4) auf einer Spulspindel (3) einer Spulmaschine (1) nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

a) Fixieren der Spulenhülse (4) auf der Spulspindel (3) durch

aa) Bewegen der Spulenhülse (4) auf der Spulspindel (3) in einem Aufschiebehub, wobei die Spulenhülse (4) mit einer Aufschiebekraft (57) in die Aufschieberichtung (55) gegen den Mitnehmer (5) gepresst wird, womit der Mitnehmer (5) unter Beaufschlagung der Betätigungsfeder (9) in die Aufschiebrichtung (55) bewegt wird, und

ab) Reduzierung oder Beseitigung der Aufschiebekraft (57), womit die Betätigungsfeder (9) einen Betätigungshub herbeiführt, in dem die Betätigungsfeder (9) die Fixiereinrichtung (41) von der Freigabestellung in die Fixierstellung überführt,

und/oder

b) Freigabe der Spulenhülse (4) von der Spulspindel (3) durch

ba) Bewegen der Spulenhülse (4) auf der Spulspindel (3) in einem Aufschiebehub, wobei die Spulenhülse (4) mit einer Aufschiebekraft (60) in die Aufschieberichtung (55) gegen den Mitnehmer (5) gepresst wird, womit der Mitnehmer (5) unter Beaufschlagung der Betätigungsfeder (9) in die Aufschiebrichtung (55) bewegt wird, und

bb) Reduzierung oder Beseitigung der Aufschiebekraft (60), womit die Betätigungsfeder (9) einen Betätigungshub herbeiführt, in dem die Betätigungsfeder (9) die Fixiereinrichtung (41) von der Fixierstellung in die Freigabestellung überführt.

Zeichnung