WO2016142140A1 - Spulmaschine - Google Patents

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WO2016142140A1
WO2016142140A1 PCT/EP2016/053365 EP2016053365W WO2016142140A1 WO 2016142140 A1 WO2016142140 A1 WO 2016142140A1 EP 2016053365 W EP2016053365 W EP 2016053365W WO 2016142140 A1 WO2016142140 A1 WO 2016142140A1
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traversing carriage
movement
coupled
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PCT/EP2016/053365
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Jochen Zaun
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Georg Sahm GmbH and Co KG
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    • B65H2701/31—Textiles threads or artificial strands of filaments

Definitions

  • the invention relates to a winding machine for winding a Spulguts to a coil.
  • the winding material to be wound is a winding material which is sensitive to deflections and the resulting transverse forces. For example, lateral forces as a result of deflections lead to damage of edges of the Spulguts, deformations of Spulguts or breaks of any fibers of the Spulguts.
  • the Spulgut is in particular a yarn or a thread or band-shaped Spulgut.
  • the Spulgut is formed pliable.
  • the wadding can be a single filament or a multifilament (for example with more than 12,000 individual filaments up to 300,000 individual filaments).
  • the winding material may be strips with any cross-sections, in particular with a rectangular cross-section up to 5 ⁇ 20 mm 2 and / or with a cross-section with a ratio of the width to the thickness greater than or equal to 4.0 or 5.0.
  • the wadding is prepreg materials, such as carbon or glass fiber ribbons in a non-cured plastic matrix.
  • the winding machine according to the invention is used for winding material formed by a carbon fiber tape or (copper) strands. In this case, winding speeds of up to 1,500 m / min are preferably used.
  • Embodiments of winding machines are known in which upstream of the bobbin tube and the winding forming thereon, a traversing device is arranged, to which the winder material is fed by a reel which is in turn arranged upstream.
  • the traversing device has a traversing yarn guide which is moved back and forth in an oscillating manner parallel to the axis of rotation of a spindle on which the bobbin tube with winding forming thereon is arranged.
  • the winding material passes from the traversing yarn guide into different axial regions of the bobbin tube and the forming winding.
  • a problem here may be that in the area of the traversing yarn guide (and the trailing the Changierfaden Stahl) a deflection of Spulguts perpendicular to the longitudinal extent, which for a sensitive Spulgut, ribbon-shaped Spulgut or Spulgut with a non-round, such as rectangular or flat cross-section , can cause problems, in the worst case, the deflection of the Spulguts can cause damage to the Spulguts.
  • the length of the path from the reel to the point of application of the traversing yarn guide changes to the reel and the winding that forms, with which additional measures are required if the tension in the material to be corrugated during the winding process Winding travel should be in a predetermined voltage range and / or the rate of decrease of the Spulguts by the forming winding should not be dependent on the position and movement of the traversing yarn guide.
  • the document DE 1 03 24 1 79 A1 discloses a winding machine, which should be particularly suitable for winding operations with a ribbon or strip-shaped winding material with a rectangular or flat cross section with a guarantee of small forces acting on the Spulgut forces and accelerations.
  • the winding machine is to allow the winding of coils with the Spu image of a cheese a sensitive Spulgut.
  • the document suggests that no iridescent reciprocating yarn guide is used. Rather, the bobbin is fed to the bobbin via a roller which is not moved iridescent parallel to the axis of rotation of the spindle.
  • the oscillating movement is brought about by the rotating spindle together with the gear and the motor for reciprocating the spindle is reciprocated relative to the roller by means of a further motor bracket relative to the axis of rotation of the spindle.
  • the distance between the spindle upstream of the spindle and the developing winding is kept constant during the winding cycle. This can be done by moving the roll with a roller bearing dancer plate (and possibly other rollers) away from the axis of rotation of the spindle as the diameter of the developing coil grows larger.
  • the unit formed with the spindle, the gear and motor is moved away from the roller in addition to the application of the traversing movement transversely to the axis of rotation of the spindle.
  • Spulguts here a winding material in the form of PP, PE and PET tapes, aluminum composite films, coated tapes, rubber bands, Teflon tapes, a and double-sided adhesive tapes, paper tapes, tapes made of nonwovens or prepreg tapes
  • SAHM 460XE a winding material in the form of PP, PE and PET tapes, aluminum composite films, coated tapes, rubber bands, Teflon tapes, a and double-sided adhesive tapes, paper tapes, tapes made of nonwovens or prepreg tapes
  • the document WO 2007/1 13045 A1 proposes a first embodiment in which a coil holder is axially displaceably mounted on a spindle provided with a type of splined toothing and offset by a drive in rotation while transmitting the rotational movement.
  • the bobbin holder is axially reciprocated on the spindle to bring about a traversing motion via an actuator by a driver.
  • the motor shaft itself (with both the rotatably and axially fixed coil holder) is both axially reciprocated and rotated.
  • the motor shaft is rotatably connected to a spindle whose internal thread interacts with another spindle, which is set in rotation by a first drive.
  • the external toothing of the former spindle is engaged with a spindle nut which is rotated by a second actuator.
  • a drive of the two actuators with the same speeds leads to a pure rotation of the motor shaft with the coil holder. If, however, only the first actuator is driven, there is a purely axial movement of the motor shaft with the coil holder.
  • the Actuators When superimposing different speeds of the Actuators performs the motor shaft with the coil holder both a rotational movement and a superimposed traversing movement.
  • the winding takes place on a bobbin and a spindle, which are axially fixed.
  • a conventional traversing used, which is moved back and forth via a Kehrgewindewelle.
  • the bobbin is thus not iridescent moved relative to the spindle.
  • a frame, on which the motor and the spindle are mounted is moved by way of a spindle drive.
  • a spindle is axially displaceable gelert in a bearing gel.
  • a reciprocating movement of the spindle is caused by a Kehrgewindenut the spindle, in which engages a held on a sleeve fixed to the bearing carrier.
  • the superimposed rotational movement and traversing movement of the spindle is finally transmitted via a friction clutch on the take-up drum.
  • the present invention has for its object to provide a winder with an alternative way to bring about a traversing movement, which is particularly suitable for winding operations with a sensitive Spulgut.
  • the invention relates to a winding machine with a spindle whose axial position does not change during iridescent application of the Spulguts to a bobbin tube and to a forming on the bobbin winding. While for such designs according to the prior art, the generation of the traversing movement has necessarily required the use of a traversing device with a traversing yarn guide with the associated, initially explained disadvantages, a solution is proposed according to the invention, in which the use of a traversing device is unnecessary (which is quite in According to the invention, a traversing carriage is mounted on the spindle. The traversing carriage is axially movable relative to the spindle, so that the traversing carriage, caused by a suitable drive, can perform a traversing movement relative to the spindle. The traversing carriage is coupled to the bobbin tube or at least temporarily coupled (for example, frictional and / or positive fit) that the traversing movement of the traversing carriage is transferable to the bobbin tube.
  • the solution according to the invention is based, in particular, on the recognition that the basic principles known from the prior art are disadvantageous for the generation of the traversing movement.
  • the use of a traversing device requires the undesired deflection of the Spulguts.
  • the entire spindle, u. U. also moves with the associated gear and the motor for driving the spindle for the generation of traversing movement, the drive for generating the traversing movement must move a relatively large mass, which is particularly problematic for a fast traversing movement with a quick reversal of the direction of movement can.
  • the storage costs and space, if a storage of the spindle so m uss that d iese sowoh l can perform a rotational movement and ei ne traversing movement.
  • the invention proposes a new basic principle, in which the spindle does not have to be moved axially and only the traversing carriage executes the traversing movement, whereby the traversing movement for The mass can be reduced and the movement through a traversing device can be dispensed with.
  • a rotating spindle is used, which is driven by a suitable drive.
  • the traversing carriage is coupled to the spindle or at least temporarily coupled (for example, frictional and / or positive fit) that the rotational movement of the spindle can be transferred to the traversing carriage.
  • the traversing carriage is coupled therewith or at least temporarily coupled to the spool sleeve in such a way that (in addition to the transmission of the traversing movement of the traversing carriage to the spool sleeve), the rotary movement of the traversing carriage is transmitted to the spool sleeve.
  • On the bobbin tube a winding is created by the reciprocating motion of the bobbin tube.
  • the spindle has an inner bore, in which a traverse mechanism, for example an actuating rod, extends, which forms the traversing motion.
  • a traverse mechanism for example an actuating rod
  • the extending in the inner bore of the spindle actuating mechanism is coupled to the traversing carriage, so that the traversing movement of the actuating mechanism, u. U. even by means of an over- and / or reduction, can be transmitted to the traversing carriage or traversing sleeve.
  • the invention proposes in an embodiment of the winder, that the traversing carriage is coupled via a positive connection in the circumferential direction with the spindle.
  • a positive connection represents a special reliable way for the transmission of the drive torque for the generation of the rotational movement of the traversing carriage.
  • u. U. by means of such a positive connection in the circumferential direction still be ensured in a very simple manner, the axial degree of freedom of the traversing carriage relative to the spindle.
  • the positive engagement in the circumferential direction by engagement of a projection of the traversing carriage in a longitudinal groove of the spindle can be ensured, while with movement of the projection along the longitudinal groove axial degree of freedom can be ensured, while at the same time a kind of guidance can be provided by the engagement of the projection in the longitudinal groove.
  • the traversing carriage is formed with a type traversing sleeve.
  • the traversing sleeve has a (preferably continuous) bore or recess into which or through which the spindle extends.
  • the guide of the traversing sleeve with respect to the lateral surface of the spindle for the traversing movement can already take place through the bore or recess.
  • the bobbin tube on which the winding is to be wound can be arranged radially on the outside of the oscillating sleeve.
  • U. U. results in radially nested construction of the bobbin, the traversing sleeve and the spindle is a very compact, small radial design.
  • a holder is mounted with the traversing sleeve which positively couples the spindle with the traversing sleeve in the circumferential direction.
  • the actuating mechanism for example, frame of a machine or even from the side of the Maschinenrah mens, which faces away from the spindle, only through a part of the spindle in the region of the I nnenbohrung extends.
  • the actuating mechanism may be coupled in the arranged in the spindle end portion via a suitable coupling means through a recess or a slot of the spindle through with the traversing carriage.
  • the coupling means may be formed with a extending through a slot of the spindle radial pin an actuating rod, wherein the outer end portion of the pin slidably or with the interposition of a rolling bearing receiving in egg ner inner U mfangsn ut of Traversing carriage.
  • the inner bore of the spindle can only extend in a partial region of the spindle facing the machine frame, while the freely protruding end region of the spindle does not have an internal bore or the inner bore is closed with a suitable closure means be.
  • the actuation mechanism that extends the inertia extends with an actuator rod that extends through the internal bore of the spindle, to the free one End portion of the spindle, so that the actuating rod extends along the entire length of the spindle.
  • the actuating rod is coupled via a coupling device with the traversing carriage.
  • the traversing carriage is driven from the side of the machine frame (which can be done radially outward from the spindle or through the internal bore of the spindle can be done), the traversing motion is first completely through the actuating rod for this proposal of the invention passed the spindle and then passed over the coupling device in the free end region of the spindle radially outward, where then the return of the drive movement is again in the direction de s machine frame to the traversing carriage. It is quite possible that rotates the traversing movement operating rod with the traversing carriage for this embodiment.
  • the drive for generating the traversing movement must be able to receive a corresponding rotational movement, or between a drive for generating the traversing movement and the actuating rod, a suitable thrust bearing element must be arranged, which transmits the axial forces to generate the traversing movement, but compensates for the rotational movement of the actuating rod to a non-rotating actuating tappet of the actuator.
  • the arranged in the free end portion of the spindle coupling means comprises a thrust bearing, which transmits the traversing movement of the actuating rod on the traversing carriage, but at the same time allows a relative rotational movement of the traversing carriage relative to the actuating rod.
  • the actuating rod itself no rotational movement, but this is exclusively the traversing movement, ie an axial movement coaxial with the longitudinal axis of the spindle exposed.
  • the winding process for the Spulgut be associated with a dust or dirt development or with the separation of fiber fragments, which could lead to impairment of the function of bearing or guide elements.
  • this can be done with a development of the winding machine Rech ng, in which the coupling device closes the inner bore of the spindle on the front side.
  • various known per se coupling devices can be used for the coupling of the traversing carriage with the bobbin tube.
  • the traversing carriage can be coupled to the bobbin tube via a bobbin tube tensioning device.
  • the bobbin tensioning device assumes its clamping position without actuation, in which the rotational movement of the traversing carriage and / or the traversing movement of the traversing carriage is transferable to the bobbin tube.
  • the bobbin clamping device with actuation assumes a release position in which the bobbin tube (and the winding created thereon) can be removed from the traversing carriage and a new bobbin tube can be pushed onto the traversing carriage.
  • This embodiment is based on the finding that it is advantageous if the required coupling effect between the traversing carriage and the bobbin tube is ensured in each case without actuation for the winding cycle. Only for the u. U. shorter ongoing process of Wechseins the bobbins on the spindle a separate operation is required, whereby the operating times u. U. are reduced. Furthermore, the reliability of the winding process can be ensured for this embodiment, even at a failure end he bobbin clamping device without it can lead to adverse effects on the winder and dangerous operating situations. On the other hand, any failure of the bobbin tube tensioning device develops only effect for the change of the bobbin tube.
  • the bobbin clamping device is formed with an elastically radially deformable clamping sleeve.
  • the lateral surface of the elastically radially deformed clamping sleeve is brought into operation without actuation of the bobbin clamping device with the inner surface of the bobbin tube, which preferably takes place in the form of a positive and / or frictional connection.
  • the choice of material and / or the shape of the clamping sleeve may be suitably adapted.
  • the clamping sleeve with at least one extending in the axial direction of the frontal or center slot be formed, which reduces the radial stiffness of the clamping sleeve in this axial region of the clamping sleeve.
  • a slot extends both in the axial direction and in a partial circumferential direction, so that the slot releases a partial circumferential region which can be deformed well elastically with reduced radial rigidity.
  • the traversing carriage on the one hand and the bobbin case on the other hand are formed separately from each other. In a preferred embodiment, however, the traversing slide integrally forms the bobbin tube, whereby the construction cost is further reduced and a very compact design can be brought about.
  • the invention proposes that the bobbin tensioning device is actuated in a movement-controlled manner by the movement of the traversing carriage and / or released.
  • the actuator which is responsible for the traversing movement of the traversing carriage, also be responsible (in particular in a particular adjustment range such as an end region of the traversing movement or even an adjustment range away from the path for the normal traversing movement) for the operation of the bobbin tensioning device , Basically, there are many possibilities for the movement-controlled actuation of the bobbin tube tensioning device by the movement of the traversing slide.
  • the clamping sleeve has an inclined surface, which may be formed, for example, as a cone inclined surface.
  • Movement controlled by the movement of the traversing carriage so depending on the operation of the actuator for generating the Bewegu ng of the traversing carriage kan nd er Sch räg Structure against ei ne particular machine frame fixed actuating surface, which is preferably a cone-actuating surface, are pressed.
  • the force exerted by the actuating surface on the inclined surface contact force can cause a radial elastic deformation of the clamping sleeve, which is then responsible for bringing about or solving the connection between the clamping sleeve and the bobbin tube.
  • any actuator with any gear or other drive kinematics can be used as an actuator for generating the movement of the traversing carriage.
  • a spindle drive is used in the winder.
  • a spindle of the spindle drive is rotated by an electric drive.
  • a rotationally fixed, but axially displaceable spindle nut of the spindle drive is coupled to the traversing carriage for generating and / or transmitting the traversing movement.
  • an axially fixed spindle nut of the spindle drive is rotated by an electric drive.
  • An inert, but axially displaceable, bundle of the accumulation drive is coupled to the traverse carriage to generate and / or transfer the traversing motion.
  • an electric linear drive is coupled to the traversing carriage for generating the traversing movement.
  • This may be, for example, an axial stepper motor. But it is also possible, for example, that by means of a rotary electric drive in a linear drive a translationally guided coupling element such as a rack or a circumferential belt is reciprocated.
  • a reciprocating screw drive be provided in the spool.
  • a Kehrgewindewelle the Kehrgewindetriebs is driven by an electric drive.
  • a Kehrgewinde the Kehrgewindewelle a rotatably, but axially displaceably mounted driver is guided, which is coupled to the traversing carriage.
  • Fig. 1 shows in a vertical section a portion of a winder, wherein
  • FIGS. 2 to 5 show details II to V of the winding machine according to FIG. 1.
  • Fig. 6 shows in a vertical section a portion of the winder according to Fig. 1 to 5, wherein here the traversing carriage is in a forward position.
  • FIG. 7 shows a partial area of a winding machine with a deviation from the drive according to FIG. 1, 5 and 6 a geb Antrieb Antrieb Antrieb Antrieb Antrieb Antrieb Antrieb Antrieb Antrieb zu zu zu Chang Chang Chang Chang des des des des Chang Chang.
  • Fig. 8 shows a portion of a winder with a deviating from the drive of FIG. 1, 5 and 6 and shown in FIG. 7 drive for generating the traversing movement of the traversing carriage.
  • FIG. 9 shows an example of an elastically radically deformed pan sion
  • Bobbin tube tensioning device for coupling the traversing carriage with a bobbin tube.
  • Fig. 10 shows a portion of a winder in a vertical section with the
  • the winder 1 shows a winding machine 1.
  • the winder 1 has an electric drive 2, which is held on a machine frame 3 of the winder 1.
  • a driven by the drive 2 drive wheel 4 is connected via a traction means 5 such as a toothed belt or a chain in driving connection with a driven gear 6.
  • the output gear 6 is rotationally fixed, coupled here via a feather key 7, with a spindle 8.
  • a rotational movement 9 of the spindle 8 can be brought about with a transmission or reduction depending on the transmission ratio between the drive wheel 4 and the driven wheel 6.
  • the spindle 8 is rotatably supported by a spindle bearing 10 about a longitudinal and rotational axis 1 1 on the machine frame 3.
  • the spindle bearing 10 forms a so-called flying storage.
  • the spindle bearing 10 is arranged on one side of the machine frame 3, while the freely projecting portion of the spindle 8, in which the coil 12 is wound, is arranged on the other side of the machine frame 3.
  • the spindle 8 is formed as a hollow shaft 13 with a continuous inner bore 14. Through the inner bore 14 of the spindle 8 extends an actuating rod 15. The projecting from the spindle bearing 10 end portion of the actuating rod 15 is connected to an actuator 16, here a linear drive 17. In the other end region, which protrudes from the spindle 8, the actuating rod 15 is coupled via a coupling device 19 with a traversing carriage 20. By means of the actuator 16, the actuating rod 15 coaxial be moved back and forth to the rotation axis 1 1, whereby the actuating rod 15 performs a traversing movement 18.
  • the traversing carriage 20 is formed with a traversing sleeve 21, which is formed integrally with a clamping sleeve 22 for the illustrated embodiment.
  • the coupling device 19 allows a transmission of axial forces, so that the traversing movement 18 is transmitted from the actuating rod 15 to the traversing carriage 20 via the coupling device 19.
  • the coupling device 19 allows for the illustrated embodiment, a relative rotation of the traversing carriage 20 relative to the actuating rod 15.
  • the traversing carriage 20 can generate the rotary motion generated by the drive 2 9 with the spindle 8, while the actuating rod 1 5 no rotational movement 9 performs, which simplifies a coupling of the actuating rod 15 with the actuator 16.
  • the coupling is not formed with a relative rotational degree of freedom, in which case the actuating rod 15 rotates with the traversing carriage 20, while a rotational degree of freedom rotates at another Position, in particular in the coupling region of the actuating rod 15 may be provided with the actuator 16.).
  • the traversing carriage 20 is axially displaceable, but rotatably guided on the spindle 8.
  • the driver 23 and the traversing sleeve 1 1 form (including the screw) a flush, cylindrical outer surface.
  • the taker mer 23 forms a relation to the inner surface of the traversing sleeve 21 protruding rib or a projection 24 which engages in a recess 25 or groove of the lateral surface of the spindle 8.
  • the Ausneh tion 25 of Spindle 8 wi rd generates a positive connection in the circumferential direction, so that the rotational movement 9 is transmitted from the spindle 8 via the lateral boundary of the recess 25, the projection 24, the driver 23 to the traversing sleeve 21 and thus the traversing carriage 20.
  • the recess 25 is formed with a larger axial extent in the manner of a long groove or an elongated hole, so that the projection 24 can move in the axial direction in the recess 25 without the positive engagement in the circumferential direction is eliminated.
  • This degree of freedom of movement of the projection 24 in the recess 25 is at least so large that the projection 24 and thus the traversing sleeve 21 and the traversing carriage 20 relative to the spindle 8, the traversing movement 18 can perform while driving the traversing carriage 20 through the spindle 8 with respect to the rotational movement.
  • a bobbin tube 27 is held on the traversing spout 20, in this case the traversing sleeve 21, such that the bobbin tube 27 carries both the traversing movement 18 generated by the actuator 16 and transmitted via the actuating rod 15 and the coupling device 19 of the traversing carriage 20 executes
  • a winding 28 of the coil 12 is created in a conventional manner by superimposing the rotary motion 9 and the traversing movement 1 8.
  • the traversing movement 18 of the traversing carriage 20 leads to an axial relative movement between the traversing carriage 20 and the roller 8, which is guided by guide units 29a, 29b, in particular sliding bearings, which are arranged between the inner surface the traversing sleeve 21 and the lateral surface of the spindle 8 are interposed.
  • the guide units 29a, 29b are arranged on both sides of the driver 23.
  • an actuating mechanism 30 is interposed, which transmits the traversing movement 18 to the traversing carriage 20 or generates this.
  • the actuating mechanism 30 is formed with the actuating rod 15 and the coupling device 19.
  • the traversing movement 18 is completely guided by the spindle 8 designed as a hollow shaft 13 by means of the actuating rod 15, guided radially outwardly in the region of the coupling device 19 and then recirculated radially outwardly from the lateral surface of the spindle 8 again.
  • the winder 1 has a control unit 31.
  • the associated electrical lines 32 to 35 are shown in broken lines in Fig. 1.
  • the control unit 31 controls the drive 2 to bring about the desired course of the rotational movement 9.
  • a speed signal of the drive 2 is supplied.
  • the control unit 31 supplies the power supply and control of the linear drive 17 via the control unit 31, in which case a speed signal can be supplied via the line 35 in order to enable a control of the control unit 31.
  • the spindle bearing 10 is formed with a sleeve-like bearing body 36, which is supported by the machine frame 3.
  • On the sleeve-like bearing body 36 are internally supported bearing units 37a, 37b, via which the spindle 8 is mounted relative to the bearing body 36 in a conventional manner.
  • On the side facing the spool 12, an actuating body 38 is held on the machine frame 3, which forms an actuating surface 39, which is inclined relative to the rotation axis 1 1, or a cone-actuating surface 70.
  • the actuating surface 39 or cone actuating surface 70 occurs in the manner explained in more detail below in interaction with a corresponding inclined relative to the rotation axis 1 1 inclined surface 40 or cone inclined surface 69 of the traversing carriage 20, the traversing sleeve 21 and clamping sleeve 22, in the machine frame 3 facing end portion thereof is arranged.
  • FIG. 2 it can further be seen that the traversing carriage 20 is sealed off from the spindle 8 by means of a sealing unit 68 by means of the end region facing the machine frame 3.
  • 4 shows the detail IV with the coupling device 19.
  • the coupling device 19 has a cover 41.
  • the cover 41 has two parallel, sleeve-like projections 42, 43.
  • the outer projection 42 is screwed with an external thread in an end-side internal thread of the traversing carriage 20 and the traversing sleeve 21 or clamping sleeve 22.
  • the extension 42 in this case has an inner diameter which is larger as the outer diameter of the Spindle 8.
  • the sleeve-like extension 43 forms with its inner surface 44 a bearing surface for bearing units 45a, 45b.
  • the assigned end region of the actuating rod 15 is supported radially on the bearing units 45a, 45b.
  • the bearing units 45a, 45b are secured in a conventional manner, here via heels, lock nuts and a locking ring, axially on the one hand to the cover 41 and on the other hand relative to the actuating rod 15.
  • the bearing units 45a, 45b in this case form a thrust bearing 46, by means of which the traversing movement 18 can be transmitted from the actuating rod 15 to the traversing carriage 20.
  • the annular space formed between the sleeve-like projections 42, 43 8 may be arranged in the position shown in Fig. 4, the graduated here end portion of the Spi.
  • the cover 41 is provided with a back-up flange, via which the mounting and tightening of the shaft nuts is enabled.
  • the coupling device 19 and the cover 41 may be closed with a closure member closing the through hole 41, so that in total the traversing carriage 20 and the coupling device 19 are closed and encapsulated in the end region shown in Fig. 4, so that no During the winding process resulting impurities in the interior ei ken NEN, where these units, for example, the action of Lagerein units 45 a, 45 b could affect.
  • a drive drives a pulley of a belt drive 47 back and forth.
  • a driver 48 is fixed, which in turn is attached to the end portion of the actuating rod 15.
  • a bobbin tube 27 is first pushed until it comes to a stop 49 on the front side to the plant.
  • the stop 49 is here formed by a circumferential collar or collar 50 of the traversing carriage 20, the traversing sleeve 21 or the clamping sleeve 22, wherein the collar 50 on the machine frame 3 side facing the inclined surface 40 or cone-inclined surface 69 is formed.
  • the bobbin clamping device 26 is actuated, whereby a both rotationally fixed and axially secured fixation of the bobbin tube 27 takes place on the traversing carriage 20.
  • a Spulgut 51 is brought to the bobbin tube 27 that a winding is created.
  • a known in a known manner catching means for the Spulgut 51 in the field of the winder 1 or the bobbin tube 27 may be provided.
  • the control unit 31 controls the drive 2 and the actuator 16 in a coordinated manner in such a way that when the winding 28 is generated by superimposing the traversing movement 18 and the rotational movement 9, a desired winding image is produced.
  • Figures 1 and 6 show the traversing carriage 20 and the coil 12 arranged thereon in the two end points of the traversing movement 18, namely Figure 1 a rear end position with the smallest distance from the machine frame 3 and Figure 6 shows a front end position with a maximum distance from the Machine frame 3. Between these end positions with the traversing movement 18, the movement of the traversing carriage 20 arranged thereon with the spool 12 such that a Spulgut 51 is always fed from the same place without requiring the use of a traversing device with traversing yarn, in the ideal case, always a supply of the Spulguts 51 perpendicular to the axis of rotation 11 takes place.
  • the bobbin clamping device 26 Upon completion of the winding 28, the bobbin clamping device 26 is released, so that the removal of the finished wound coil 12 of the traversing carriage 20 is possible. In a manner known per se, a severing of the material to be spooled can take place beforehand. It is possible that the control unit 31 is equipped with control logic, by means of which a targeted supply of Spulguts by appropriate movement of the traversing carriage 20 to a catching device and / or a cutting device. This is preferably done in a range of movement of the actuator 16, which is not in the usual stroke of the traversing movement 18, but outside of it.
  • control unit 31 is equipped with control logic such that the operation of the bobbin tensioning device 26 is controlled by movement of the control of the actuator 16, to which the actuator 16 is controlled in a position which is outside the usual operating stroke for the traversing movement 18 , In this operating position to generate an actuating force by the actuator 16 is the Angled surface 40 of the traversing carriage 20 is pressed against the machine axis 3 by a fixed actuating surface 39.
  • the bobbin tensioning device 26 is operated such that the bobbin tube 27 is firmly held on the traverse carriage 20 while the bobbin tensioning device 26 is deactivated with the power of the operating force so that the bobbin tube 27 can be slidingly pushed onto the traversing carriage 20 or withdrawn therefrom.
  • any actuators 16 can be used (if the winder 1 is otherwise configured accordingly).
  • an electric drive 52 is used, the drive wheel 53 via a traction means 54 drives a driven gear 55 which is rotatably mounted, but axially fixed to the bearing body 36.
  • the output gear 55 forms a spindle nut 56 which forms a spindle drive 58 with a spindle 57.
  • the spindle 57 is formed with the associated end portion of the actuating rod 15 for the illustrated embodiment, which is equipped for this purpose with an external thread, with which the spindle nut 56 is screwed.
  • the movement of the spindle nut 56 caused by the drive 52 thus has the result of the axial movement of the spindle 57 and thus of the actuating rod 15, so that the traversing motion 18 can be generated via the activation of the drive 52.
  • an electric drive 59 drives a counter-rotating shaft 60, in which the broom thread 61 of the counter-threaded shaft 60 engages a sliding element carried by the driver 48, thus providing a reciprocating screw drive 62 for bringing about the traversing movement 18 is formed.
  • any bobbin clamping devices 26 can be used.
  • bobbin clamping device 26 of the traversing carriage 20, here the traversing sleeve 21, as a clamping sleeve 22 is formed, which is shown as a single part in Fig. 9.
  • the clamping sleeve 22 forms in an end region of the collar 50, which forms the inclined surface 40 or cone-inclined surface 69 and the stop 49.
  • the clamping sleeve 22 is formed with a slot 63. While in principle the slot 63 can be arranged in any axial region of the clamping sleeve 22, if this axial region has an overlap to the region in which the bobbin 27 is to be stretched, and the slot 63 of any shape with a constant or varying width and any course According to FIG. 9, a clamping sleeve 22 has an egg nem with egg nem from the side of Masch inenrah mens 3 sti rn detox introduced slot 63.
  • the slot 63 has a first portion 64 which is parallel to the longitudinal or rotational axis 1, and a second portion 65 which extends from the inner end portion of the portion 64 in the circumferential direction, so that the two portions 64, 65 are arranged in a development L-shaped.
  • the slot 63 in the region of the sections 64, 65 has a constant and equal width.
  • the clamping sleeve 22 By generating the actuating force, which is brought about by the actuator 16, the clamping sleeve 22 is transferred to an elastically deformed state, in which the diameter of the lateral surface 66th the clamping sleeve 22 is slightly smaller than the diameter of the inner surface 67 of the bobbin 27, so that in this actuated state, the bobbin 27 can be pushed onto the clamping sleeve 22 and (with finished wound coil 12) thereof can be deducted.
  • the actuator 16 is actuated such that the collar 50 is removed from the actuator body 38, eliminates the actuation force and it comes to elastic expansion of the clamping sleeve, whereby the lateral surface 66 of the clamping sleeve 22 is pressed from the inside against the inner surface 67 of the bobbin 27 and a transmission of the rotary motion 9 and the traversing movement 18 can take place.
  • the actuating surface 39 and the inclined surface 40 are formed as a cone-actuating surface 70 and cone-inclined surface 69, wherein preferably the opening ungswin angle of the cone wi rd greater than egg n self-locking angle.
  • the clamping sleeve 22 has an axial section 71, in which the lateral surface 66 has a predominantlydu rchmesser such that egg n game or a Fügepassu ng to the inner surface 67 of the bobbin tube 27 results.
  • the lateral surface 66 of the clamping sleeve 22 has an outer diameter which is slightly larger in the unloaded state than the inner diameter of the inner surface 67 of the coil sleeve 27, so that results in a tensioning of the bobbin tube 27 on the clamping sleeve 22 without the action of the actuating force in the region of the inclined surface 40.
  • the lateral surface 66 of the clamping sleeve 22 forms a contact surface 73, which in the clamping position against the inner surface 67 of the bobbin sleeve 27 is pressed.
  • the contact surface 73 may be circumferentially formed in the axial portion 72 in the circumferential direction and be pressed over the entire circumference of the inner surface 67 of the bobbin or
  • the slot 63 may be formed only in a partial circumferential area, which may be limited, for example, by the slot 63, whereby also (possibly with several slots 63) several
  • Contact surfaces 73 may be arranged distributed in the circumferential direction.
  • the slot 63 separates a shell-shaped or web-shaped, oriented in the circumferential direction portion of the clamping sleeve 22 from. Similar to a curved, circumferentially oriented bending beam with generation of the actuating force on the inclined surface 40, this partial region can be bent radially inward about an axis oriented parallel to the longitudinal axis 11, a deformation region 74 in which the bending takes place predominantly in the connection region or " Clamping "of the separated cup-shaped portion is disposed, while the contact surface 73 is formed primarily in the portion 64 of the slot 63 facing the end portion of the separated cup-shaped portion.
  • a plurality of slots 63 distributed over the circumference are equipped exclusively with the axial section 64 (ie without sections 65). Between adjacent slots 63 are then formed by the clamping sleeve 22 parallel to the longitudinal axis 1 1 extending spring arms, which are connected in one end to the axial portion 71, while the collar 50 is formed with each inclined surfaces 40 in the other end. In this case, the generation of the actuating force on the inclined surface 40 causes the spring arms to be bent about a circumferentially oriented axis. Any other use the clamping sleeve 1 1 in the axial portion 72 for generating the radial clamping force or removal thereof are also possible.
  • FIG. 10 shows the interaction of the clamping sleeve 22 with the coil sleeve 27.
  • the clamping sleeve 22 forms the lateral surface 66, which is pressed without actuation against the inner surface 67 of the coil sleeve 27.
  • the Spulgut 51 are, for example, threads, yarns, tapes, wires, strands, monofilaments, multifilaments u. ⁇ . It is possible that the control unit 31 is equipped with control logic such that a removal of the finished wound coil 2 and a sliding of a new bobbin sleeve 27 is made possible by the traversing carriage 20 is moved to a removal position outside the usual stroke for the traversing movement 18 ,
  • the present winding machine 1 can be designed with regard to further aspects according to the usual winding machines.
  • use of the measures according to the invention for winding machines take place, which have two or more spindle units, which are for example held on a turret and wherein alternately a spindle unit is brought into a change position, while the other spindle unit is in a Spu lposition.
  • use of the invention for a winding machine in which a plurality of coils are arranged one behind the other on a spindle and a common traversing carriage or several traversing carriages and are wound simultaneously. It is also possible that in each case a plurality of concentrically arranged coils are generated on two spindles.
  • the operation of the traversing carriage 20 takes place from the free end portion of the spindle, including the passage of traversing movement by the spindle by means of the actuating rod.
  • the actuating rod extends only to the axial region in which the coil 12 is to be arranged, and engages with a radially oriented pin, which extends through an elongated slot of the spindle in a circumferential groove of the traversing carriage.
  • the operation of the traversing carriage 20 takes place from the side facing the machine frame 3 and radially outward from the spindle. It is also possible that a plurality of slots 63 of any and the same or different shape are provided on the clamping sleeve 22.
  • a form fit in the circumferential direction can also be used in order to transmit the drive movement from the clamping sleeve 22 to the bobbin tube 27.
  • the bobbin sleeve 27 can have at least one axial slot, a recess or a groove in the end region facing the machine frame 3, in which (n) a rib, a projection or a radially oriented pin of the clamping sleeve 22 with a sliding of the bobbin sleeve 27 engages the clamping sleeve 22.
  • the rib or the pin can then be carried out the transmission of the drive movement of the clamping sleeve 22 on the bobbin 27.
  • the bobbin tube 27 may have a radially inwardly oriented projection, a rib or a pin, which then enters into a recess, a groove or a slot of the clamping sleeve 22.
  • the diameter, the wall thickness, the material and the rigidity of the clamping sleeve 22 are preferably selected such that with the operation of the clamping sleeve 22 is a radial Deformation results, resulting in a change in the radius of the clamping sleeve 22 in the region of the contact surface 73 in the range of 0.2 mm to 35.0 mm, in particular 0.5 mm to 20.0 mm or 0.5 mm to 15.0 mm results.
  • the lateral surface 66 in the area of the contact surface 73 in the actuated state, preferably has a radius which corresponds to the nominal dimension of the radius of the inner surface 67 of the bobbin tube 27 (possibly with the formation of a joining clearance), while in the non-actuated state without the bobbin tube arranged thereon 27, the lateral surface 66 of the clamping sleeve 22 relative to the nominal size of the spool sleeve 27 has a Ü oversized from 0.5 mm to 20 mm.
  • the reibsch lüssig via the clamping sleeve 22 transmissible torque is significantly determined by the material and the material thickness of the clamping sleeve 22 and the bobbin 27.
  • the friction conditions between the coil sleeve 27 and clamping sleeve 22 are influenced by a suitable friction-increasing coating of the lateral surface 66 and / or the inner surface 67, for example with a rubber coating at least in the region of the contact surface 73 is that the bobbin tube 27 made of cardboard, plastic, aluminum or steel.
  • the clamping sleeve 22 is preferably made of steel, aluminum or plastic.
  • the frictionally transferable from the clamping sleeve 22 to the spool sleeve 27 torque is preferably greater than 100 Nos.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spulmaschine (1). Erfindungsgemäß ist auf einer insbesondere rotierenden Spindel (8) ein Changierschlitten (20) gelagert, welcher für die Ausführung einer Changierbewegung (18) axial relativ zu der Spindel (8) bewegbar ist. Der Changierschlitten (20) ist mit einer Spulenhülse (27) derart gekoppelt, dass die Changierbewegung (18) des Changierschlittens (20) auf die Spulenhülse (27) übertragbar ist. Auf diese Weise kann für ein empfindliches Spulgut durch Bewegung der Spule (12) ohne Umlenkung im Bereich eines Changierfadenführers eine Wicklung (28) erzeugt werden. Hierbei ist nicht erforderlich, dass die gesamte Spindel (8) für die Erzeugung der Changierbewegung bewegt wird. Vielmehr ist die Bewegung der verringerten Masse des Changierschlittens (20) für die Erzeugung der Changierbewegung ausreichend.

Description

SPULMASCHINE
TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft eine Spulmaschine zum Wickeln eines Spulguts zu einer Spule. Vorzugsweise handelt es sich bei dem zu wickelnden Spulgut um ein Spulgut, welches empfindlich auf Umlenkungen und hierdurch bedingte Querkräfte reagiert. Beispielsweise können Querkräfte infolge von Umlenkungen zu Beschädigungen von Kanten des Spulguts, Verformungen des Spulguts oder Brüchen von etwaigen Fasern des Spulguts führen. Bei dem Spulgut handelt es sich insbesondere um ein Garn oder ein faden- oder bandförmiges Spulgut. Vorzugsweise ist das Spulgut biegeweich ausgebildet. Bei dem Spulgut kann es sich um ein Einzelfilament oder ein Multifilament (beispielsweise mit mehr als 12.000 Einzelfilamenten bis hin zu 300.000 Einzelfilamenten) handeln. Beispielsweise kann es sich bei dem Spulgut um Bänder mit beliebigen Querschnitten, insbesondere mit rechteckigem Querschnitt bis hin zu 5 x 20 mm2 und/oder mit einem Querschnitt mit einem Verhältnis der Breite zur Dicke größer oder gleich 4,0 oder 5,0 handeln. Ebenfalls möglich ist, dass es sich bei dem Spulgut um Prepreg-Materialien handelt wie Kohle- oder Glasfaserbänder in einer nicht ausgehärteten Kunststoffmatrix. Auch möglich ist, dass die erfindungsgemäße Spulmaschine Einsatz findet für von einem Kohlefaserband oder (Kupfer-) Litzen gebildeten Spulgut. Hierbei finden vorzugsweise Spulgeschwindigkeiten bis hin zu 1.500 m/min Einsatz.
STAND DER TECHNIK
Für das Wickeln einer Spule auf einer Spulenhülse ist einerseits erforderlich , dass die Spulenhülse mit einer Drehbewegung verdreht wird , um das Spulgut mit zunehmendem Umschlingungswinkel auf die Mantelfläche der Spulenhülse und einer sich ausbildenden Wicklung zu wickeln. Andererseits ist eine Changierbewegung erforderlich, um das Spulgut während der Verlegung changierend unterschiedlichen Axialbereichen der Spulenhülse und der sich darauf ausbildenden Wicklung zuzuführen. Je nach Abstimmung der Drehbewegung der Spulenhülse und der Changierbewegung können unterschiedliche Spulbilder (vgl. auch DIN ISO 5238) erzeugt werden.
Bekannt sind Ausführungsformen von Spulmaschinen, bei denen stromaufwärts der Spulen- hülse und der sich darauf ausbildenden Wicklung eine Changiereinrichtung angeordnet ist, welcher das Spulgut von einer wiederum stromaufwärts angeordneten Rolle zugeführt wird. Die Changiereinrichtung verfügt dabei über einen Changierfadenführer, der parallel zur Rotationsachse einer Spindel, auf welcher die Spulenhülse mit sich darauf ausbildender Wicklung angeordnet ist, changierend hin- und herbewegt wird. Von dem Changierfadenführer gelangt das Spulgut je nach Position des Changierfadenführers in unterschiedliche Axialbereiche der Spulenhülse und der sich ausbildenden Wicklung. Problematisch kann hierbei sein , dass im Bereich des Changierfadenfü hrers (und der dem Changierfadenfü hrer vorgeordneten Rolle) eine Umlenkung des Spulguts senkrecht zur Längserstreckung erfolgt, welche für ein empfindliches Spulgut, bändchenförmiges Spulgut oder auch Spulgut mit einem unrunden, wie beispielweise rechteckigen oder flachen Querschnitt, zu Problemen führen kann, wobei schlimmstenfalls die Umlenkung des Spulguts zu Beschädigungen des Spulguts führen kann. Andererseits ändert sich je nach Position des Changierfadenführers die Länge des Wegs von der Rolle über den Changierfadenführer zu dem An legeort d es Spu lguts an d ie Spulenhülse und die sich ausbildende Wicklung, womit zusätzliche Maßnahmen erforderlich sind, falls die Spannung in dem Spulgut während der Spulreise in einem vorbestimmten Spannungsbereich liegen soll und/oder die Abnahmegeschwindigkeit des Spulguts durch die sich ausbildende Wicklung nicht von der Position und Bewegung des Changierfadenführers abhängig sein soll.
Die Druckschrift DE 1 03 24 1 79 A1 offenbart eine Spulmaschine, welche besonders für Spulvorgänge mit einem bändchen- oder streifenförmigen Spulgut mit rechteckigem oder flachem Querschnitt geeignet sein soll mit einer Gewährleistung von kleinen auf das Spulgut wirkenden Kräften und Beschleunigungen. Hierbei soll die Spulmaschine das Wickeln von Spulen mit dem Spu lbild einer Kreuzspule ein empfindliches Spulgut ermöglichen. Die Druckschrift schlägt vor, dass kein changierend hin- und herbewegter Changierfadenführer eingesetzt wird. Vielmehr wird der Spule das Spulgut über eine Rolle zugeführt, welche parallel zur Rotationsachse der Spindel nicht changierend bewegt wird . Stattdessen wird d ie Changierbewegung herbeigeführt, indem die rotierende Spindel zusammen mit dem Getriebe u n d dem Motor fü r den Antrieb der Spi n del ü ber ei nen weiteren Motor pa ral lel zu r Rotationsachse der Spindel changierend relativ zu der Rolle hin- und herbewegt wird. Hierbei wird der Abstand der der Spindel vorgeordneten Rolle von der sich aufbauenden Wicklung während der Spulreise konstant gehalten. Dies kann erfolgen, indem mit sich vergrößerndem Durchmesser der sich aufbauenden Wicklu ng d ie Rolle mit einer die Rolle lagernden Tänzerplatte (und ggf. weiteren Rollen) von der Rotationsachse der Spindel weg bewegt wird. Alternativ wird vorgeschlagen, dass mit zunehmender Vergrößerung des Durchmessers der sich aufbauenden Wicklung die mit der Spindel, dem Getriebe und Motor gebildete Einheit zusätzlich zu der Beaufschlagung mit der Changierbewegung quer zur Rotationsachse der Spindel von der Rolle weg bewegt wird.
Eine weitere Spulmaschine, bei welcher ebenfalls die rotierende Spindel eine Changierbewegung relativ zu einer Anlagerolle zum Anlegen eines Spulguts (hier ein Spulgut in Form von PP-, PE- und PET-Bändchen, Aluminium-Verbundfolien, beschichteten Bändchen, Gummibändern, Teflonbändern, ein- und doppelseitigen Klebebändern, Papierbändern, Bändern aus Vliesstoffen oder Prepreg-Bändchen) ausführt, wird von der Anmelderin unter der Kennzeichnung "SAHM 460XE" vertrieben, wobei hiermit zylindrische, bikonische Spulenformen, Scheibenspulen oder Flanschspulen herstellbar sind.
Die Druckschrift WO 2007/1 13045 A1 schlägt eine erste Ausführungsform vor, bei welcher auf einer mit einer Art Keilverzahnung ausgestatteten axial fixierten, über einen Antrieb in Rotation versetzten Spindel axial verschieblich unter Übertragung der Drehbewegung ein Spulenhalter gelagert ist. Der Spulenhalter wird auf der Spindel zur Herbeiführung einer Changierbewegung über einen Aktuator durch einen Mitnehmer axial hin- und her bewegt. Für eine zweite Ausführungsform wird die Motorwelle selbst (mit daran sowohl drehfest als auch axial fixiertem Spulenhalter) sowohl axial hin- und her bewegt als auch in Rotation versetzt. Zu diesem Zweck ist die Motorwelle drehfest mit einer Spindel verbunden, deren Innengewinde mit einer weiteren Spindel in Wechselwirkung steht, die von einem ersten Antrieb in Rotation versetzt wird. Die Außenverzahnung der erstgenannten Spindel steht in Eingriff mit einer Spindelmutter, die von einem zweiten Aktuator in Rotation versetzt wird . Ein Antrieb der beiden Aktuatoren mit denselben Drehzahlen führt zu einer reinen Rotation der Motorwelle mit dem Spulenhalter. Wird hingegen lediglich der erste Aktuator angetrieben, erfolgt eine rein axiale Bewegung der Motorwelle mit dem Spulenhalter. Bei Überlagerung unterschiedlicher Drehzahlen der Aktuatoren führt die Motorwelle mit dem Spulenhalter sowohl eine Rotationsbewegung als auch eine überlagerte Changierbewegung aus.
Gemäß der Druckschrift JP S 62 88779 A erfolgt das Wickeln auf einem Spulenkörper und einer Spindel, welche axial fixiert sind. Hier findet eine herkömmliche Changiereinrichtung Einsatz, welche über eine Kehrgewindewelle hin- und her bewegt wird. Für dieses Ausführungsbeispiel wird somit der Spulenkörper nicht changierend gegenüber der Spindel bewegt. Für eine andere Ausführungsform wird über einen Spindeltrieb ein Gestell, an welchem der Motor und die Spindel gelagert sind, verfahren. Für dieses Ausführungsbeispiel ändert sich somit eine axiale Position der Spindel. Gemäß der Druckschrift DE 455 581 C ist eine Spindel axial verschieblich in einem Lager gel agert. Der Antrieb d er Spindel unter Aufrechterhaltung des axialen Verschiebe- Freiheitsgrads erfolgt über einen in einer Längsnut der Spindel geführten Mitnehmerkeil, der von dem Antriebsrad angetrieben wird . Eine Hin- und Herbewegung der Spindel wird herbeigeführt durch eine Kehrgewindenut der Spindel, in welcher ein über eine an dem Lager fixierte Hülse gehaltener Mitnehmer eingreift. Die überlagerte Rotationsbewegung und Changierbewegung der Spindel wird schließlich über eine Reibungskupplung übertragen auf die Aufwickeltrommel.
Weiterer Stand der Technik ist aus den Druckschriften US 3 356 307 A, JP S48 42032 Y1 und JP 2002 241054 A bekannt.
AUFGABE DER ERFINDUNG
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spulmaschine mit einer alternativen Möglichkeit zur Herbeiführung einer Changierbewegung vorzuschlagen, welche insbesondere auch für Spulvorgänge mit einem empfindlichen Spulgut geeignet ist.
LÖSUNG Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Weitere bevorzugte erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen. BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft eine Spulmaschine mit einer Spindel, deren axiale Position sich während des changierenden Anlegens des Spulguts an eine Spulenhülse und an eine sich auf der Spulenhülse bildende Wicklung nicht ändert. Während für derartige Bauformen gemäß dem Stand der Technik die Erzeugung der Changierbewegung zwingend den Einsatz einer Changiereinrichtung mit einem Changierfadenführer mit den hiermit verbundenen, eingangs erläuterten Nachteilen erfordert hat, wird erfindungsgemäß eine Lösung vorgeschlagen, bei welcher der Einsatz einer Changiereinrichtung entbehrlich ist (wobei durchaus im Rahmen der Erfindung zusätzlich eine Changiereinrichtung Einsatz finden kann): Erfindungsgemäß ist auf der Spindel ein Changierschlitten gelagert. Der Changierschlitten ist axial relativ zu der Spindel bewegbar, so dass der Changierschlitten, veranlasst durch einen geeigneten Antrieb, eine Changierbewegung relativ zu der Spindel ausführen kann . Der Changierschlitten ist mit der Spulenhülse derart gekoppelt oder zumindest temporär koppelbar (beispielsweise reibschlüssig und/oder formschlüssig), dass die Changierbewegung des Changierschlittens auf die Spulenhülse übertragbar ist.
Die erfindungsgemäße Lösung beruht insbesondere auf der Erkenntnis, dass die aus dem Stand der Technik bekannten Grundprinzipien für die Erzeugung der Changierbewegung nachteilig sind. So erfordert der Einsatz einer Changiereinrichtung die unerwünschte Umlenkung des Spulguts. Wird hingegen beispielsweise gemäß DE 1 03 24 1 79 A1 oder entsprechend dem Produkt "SAHM 460XE" der Anmelderin die gesamte Spindel, u. U. auch mit dem zugeordneten Getriebe und dem Motor für den Antrieb der Spindel, für die Erzeugung der Changierbewegung bewegt, muss der Antrieb zur Erzeugung der Changierbewegung eine verhältnismäßig große Masse bewegen , was insbesondere für eine schnelle Changierbewegung mit einer schnellen Umkehrung der Bewegungsrichtung problematisch sein kann. Darüber hinaus erhöht sich u. U. der Lageraufwand und der Bauraum, wenn eine Lagerung der Spindel derart erfolgen m uss, dass d iese sowoh l eine Drehbewegung als auch ei ne Changierbewegung ausführen kann.
Unter Vermeidung dieser Nachteile der bekannten Grundprinzipien schlägt die Erfindung ein neues Grundprinzip vor, bei welchem die Spindel axial nicht bewegt werden muss und nur der Changierschlitten die Changierbewegung ausführt, womit die für die Changierbewegung zu bewegen de Masse red uziert werd en kan n u nd den noch d ie U m len ku ng ü ber ei n e Changiereinrichtung entbehrlich ist.
Erfindungsgemäß findet eine rotierende Spindel Einsatz, welche über einen geeigneten Antrieb angetrieben wird. In diesem Fall ist der Changierschlitten mit der Spindel derart gekoppelt oder zumindest temporär koppelbar (beispielsweise reibschlüssig und/oder formschlüssig), dass die Drehbewegung der Spindel auf den Changierschlitten übertragbar ist. Der Changierschlitten ist da n n m it der Spulenhülse derart gekoppelt oder zumindest temporär koppelbar, dass (zusätzlich zu der Ü bertragung der Changierbewegung des Changierschlittens auf die Spulenhülse) die Drehbewegung des Changierschlittens auf die Spulenhülse übertragen wird. Auf der Spulenhülse wird d a n n u n ter Ü berl age ru n g d er D re h beweg u n g u n d d e r Changierbewegung der Spulenhülse eine Wicklung erstellt.
Bei der erfindungsgemäßen Spulmaschine verfügt die Spindel über eine Innenbohrung, in welcher sich ein die Changierbewegu ng ausfü h render Betätigu ngsmechanismus, beispielsweise eine Betätigungsstange, erstreckt. Der sich in der Innenbohrung der Spindel erstreckende Betätigungsmechanismus ist mit dem Changierschlitten gekoppelt, so dass die Changierbewegung des Betätigungsmechanismus, u. U. sogar mittels einer Über- und/oder Untersetzung, an den Changierschlitten oder die Changierhülse übertragen werden kann.
Während grundsätzlich möglich ist, dass die Kopplung des Changierschlittens mit der Spindel über beliebige Kopplungsmaßnahmen wie eine Kupplung, einen Reibschluss u. ä. erfolgen kann , schlägt die Erfindung in einer Ausführungsform der Spulmaschine vor, dass der Changierschlitten über einen Formschluss in Umfangsrichtung mit der Spindel gekoppelt ist. Ein derartiger Formschluss stellt eine besondere zuverlässige Möglichkeit für die Übertragung des Antriebsmoments fü r die Erzeugung der Dreh bewegu ng des Changierschlittens dar. Andererseits kann u. U. mittels eines derartigen Formschlusses in Umfangsrichtung dennoch auf sehr einfache Weise der axiale Freiheitsgrad des Changierschlittens gegenüber der Spindel gewährleistet werden. Um lediglich einige nicht beschränkende Beispiele zu nennen, kann der Formschluss in Umfangsrichtung durch Eingriff eines Vorsprungs des Changierschlittens in eine Längsnut der Spindel (oder eines radialen Vorsprungs der Spindel in eine Längsnut des Changierschlittens) gewährleistet werden, während mit Bewegung des Vorsprungs entlang der Längsnut der axiale Freiheitsgrad gewährleistet werden kann, wobei gleichzeitig eine Art Führung durch den Eingriff des Vorsprungs in die Längsnut bereitgestellt sein kann. Für die grundsätzliche Ausbildung des Changierschlittens gibt es vielfältige Möglichkeiten. Für einen Vorschlag der Erfindung ist der Changierschlitten mit einer Art Changierhülse gebildet. Die Changierhülse besitzt eine (vorzugsweise durchgehende) Bohrung oder Ausnehmung, in welche oder durch welche sich die Spindel erstreckt. Hierbei kann durch die Bohrung oder Ausnehmung bereits die Führung der Changierhülse gegenüber der Mantelfläche der Spindel fü r d ie Changierbewegu ng erfolgen . Andererseits kann radial außenl i ege n d vo n d er Changierhülse die Spulenhülse angeordnet sein, auf welcher die Wicklung gewickelt werden soll . U . U. ergibt sich bei radial ineinander geschachtelter Bauweise der Spulenhülse, der Changierhülse und der Spindel eine sehr kompakte, radial klein bauende Bauweise. I n besonderer Ausgestaltung ist m it der Changierhü lse ein Mitneh mer montiert, welcher formschlüssig in Umfangsrichtung die Spindel mit der Changierhülse koppelt. Eine derartige Ausbildung des Changierschlittens mit der Changierhülse und dem Mitnehmer vereinfacht u. U. die Fertigung und/oder Montage des Changierschlittens.
Grundsätzlich möglich ist, dass sich der Betätigungsmechanismus, beispielsweise von einem Maschinen rahmen oder sogar von der Seite des Maschinenrah mens, welche der Spindel abgewandt ist, lediglich durch einen Teil der Spindel im Bereich der I nnenbohrung erstreckt. In diesem Fall kann der Betätigungsmechanismus in dem in der Spindel angeordneten Endbereich über ein geeignetes Kopplungsmittel durch eine Ausnehmung oder ein Langloch der Spindel hindurch mit dem Changierschlitten gekoppelt sein . Um lediglich ein nicht beschränkendes Beispiel zu nennen, kann das Kopplungsmittel mit einem sich durch ein Langloch der Spindel erstreckenden radialen Zapfen einer Betätigungsstange gebildet sein, wobei der außenliegende Endbereich des Zapfens gleitend oder unter Zwischenschaltung eines Wälzlagers Aufnahme findet in ei ner inneren U mfangsn ut des Changierschlittens . I n d iesem Fal l kan n sich die Innenbohrung der Spindel nur in einem dem Maschinenrahmen zugewandten Teilbereich der Spindel erstrecken , während der frei auskragende Endbereich der Spindel nicht über eine I nnenbohrung verfügt oder h ier d ie I nnenboh ru ng mit einem geeigneten Verschlussmittel geschlossen sein.
Fü r ei nen and eren Vorsch lag der Erfi nd u ng erstreckt sich d er d ie Cha ngierbewegu ng ausfü h rende Betätigu ngsmechan ismus mit einer Betätigungsstange, d ie sich du rch d ie I nnenbohrung der Spindel hindurch erstreckt, bis zu dem freien Endbereich der Spindel , so dass sich die Betätigungsstange entlang der gesamten Länge der Spindel erstreckt. In dem freien Endbereich der Spindel ist die Betätigungsstange über eine Kopplungseinrichtung mit dem Changierschlitten gekoppelt. Während für die zuvor erläuterten Ausführungsformen der Changierschlitten von der Seite des Maschinenrahmens her angetrieben wird (was radial außenliegend von der Spindel erfolgen kann oder durch die Innenbohrung der Spindel hindurch erfolgen kann), wird für diesen Vorschlag der Erfindung die Changierbewegung zunächst vollständig durch die Betätigungsstange durch die Spindel hindurchgeführt und dann über die Kopplungseinrichtung im freien Endbereich der Spindel radial nach außen geführt, wo dann die Rückführung der Antriebsbewegung wieder in Richtung de s Maschinenrahmens zu dem Changierschlitten erfolgt. Durchaus möglich ist, dass für diese Ausführungsform die die Changierbewegung ausführende Betätigungsstange mit dem Changierschlitten rotiert. I n diesem Fall muss der Antrieb zur Erzeugung der Changierbewegung in der Lage sein, eine entsprechende Rotationsbewegung aufzunehmen, oder zwischen einem Antrieb für die Erzeugung der Changierbewegung und der Betätigungsstange muss ein geeignetes Axiallagerelement angeordnet sein, welches die Axialkräfte zur Erzeugung der Changierbewegung überträgt, aber die rotierende Bewegung der Betätigungsstange zu einem nicht rotierenden Betätigungsstößel des Aktuators ausgleicht.
Für einen besonderen Vorschlag der Erfindung weist die in dem freien Endbereich der Spindel angeordnete Kopplungseinrichtung ein Axiallager auf, welches die Changierbewegung von der Betätigungsstange auf den Changierschlitten überträgt, aber gleichzeitig eine relative Rotationsbewegung des Changierschlittens gegenüber der Betätigungsstange ermöglicht. In diesem Fall führt u. U. die Betätigungsstange selber keine Rotationsbewegung aus, sondern diese ist ausschließlich der Changierbewegung, also einer axialen Bewegung koaxial zur Längsachse der Spindel, ausgesetzt.
Von besonderer Bedeutung kann eine Abdichtung der Innenbohrung der Spindel und etwaiger hier oder im Bereich der Kopplungseinrichtung angeordneter Lager sein. Beispielsweise kann der Spulvorgang für das Spulgut mit einer Staub- oder Schmutzentwicklung oder mit der Absonderung von Faserbruchstücken verbunden sein, welche zu Beeinträchtigungen der Funktion von Lager- oder Führungselementen führen könnten. Dem kann erfindungsgemäß mit einer Weiterbildung der Spulmaschine Rech n u ng getragen werden , bei welcher d ie Kopplungseinrichtung die Innenbohrung der Spindel stirnseitig verschließt. Für die Kopplung des Changierschlittens mit der Spulenhülse können vielfältige an sich bekannte Kopplungseinrichtungen Einsatz finden. Um lediglich ein nicht beschränkendes Beispiel zu nennen , kan n als Kopplu ngsein richtung zwischen Changiersch litten u nd Spulenhülse eine Kopplungseinrichtung Einsatz finden, wie diese in der Druckschrift DE 10 2010 044 107 A1 oder DE 37 44 600 A1 beschrieben ist. Für einen besonderen Vorschlag der Erfind u ng ist der Changierschlitten über eine Spulenhülsen-Spanneinrichtung m it der Spulenhülse koppelbar.
Möglich ist hierbei, dass zur Betätigung der Spulenhülsen-Spanneinrichtung ein geeigneter Aktuator Spannbacken mit dem Inneren der Spulenhülse verspannt. Für einen besonderen Vorschlag nimmt die Spulenhülsen-Spanneinrichtung ohne Betätigung ihre Spannstellung ein, in welcher die Drehbewegung des Changierschlittens und/oder die Changierbewegung des Changierschlittens auf die Spulenhülse übertragbar ist. Hingegen nimmt die Spulenhülsen- Spanneinrichtung mit Betätigung eine Lösestellung ein, in welcher die Spulenhülse (und die darauf erstellte Wicklung) von dem Changierschlitten entnehmbar ist u nd ei n e neue Spulenhülse auf den Changierschlitten aufschiebbar ist. Dieser Ausgestaltu ng liegt d ie Erkenntnis zugrunde, dass es vorteilhaft ist, wenn in jedem Fall ohne Betätigung für die Spulreise die erforderliche Kopplungswirkung zwischen dem Changierschlitten u nd der Spulenhülse gewährleistet ist. Led iglich für den u . U . kürzer andauernden Vorgang des Wechseins der Spulenhülsen auf der Spindel ist eine separate Betätigung erforderlich, womit die Betätigungszeiten u. U. reduziert sind. Des Weiteren kann für diese Ausführungsform auch bei e i n e m Versag e n d er Spulenhülsen-Spanneinrichtung die Betriebssicherheit des Spulvorgangs gewährleistet werden, ohne dass es zu Beeinträchtigungen der Spulmaschine und gefährlichen Betriebssituationen kommen kann. Hingegen entfaltet ein etwaiges Versagen der Spulenhülsen-Spanneinrichtung ausschließlich Wirkung für den Wechsel der Spulenhülse. Für einen besonderen Vorschlag der Erfindung ist die Spulenhülsen-Spanneinrichtung mit einer elastisch radial verformbaren Spannhülse gebildet. In der Spannstellung wird die Mantelfläche der elastisch radial verformten Spannhülse ohne Betätigung der Spulenhülsen- Spanneinrichtung mit der I nnenfläche der Spulenhülse in Wechselwirkung gebracht, was vorzugsweise in Form eines Form- und/oder Reibschlusses erfolgt. Um die erforderliche radiale Verformung herbeiführen zu können, kann die Wahl des Materials und/oder der Formgebung der Spannhülse geeignet angepasst sein . So kann beispielsweise die Spannhülse mit mindestens einem in axialer Richtung verlaufenden stirnseitigen oder auch mittigen Schlitz ausgebildet sein, welcher die radiale Steifigkeit der Spannhülse in diesem Axialbereich der Spannhülse reduziert. Möglich ist auch, dass ein Schlitz sich sowohl in axialer Richtung als auch in eine Teilumfangsrichtung erstreckt, so dass der Schlitz einen Teilumfangsbereich freigibt, welcher mit reduzierter radialer Steifigkeit gut elastisch verformt werden kann. Möglich ist, dass der Changierschlitten einerseits und die Spulenhülse andererseits separat voneinander ausgebildet sind. In bevorzugter Ausgestaltung bildet aber der Changierschlitten integral die Spulenhülse aus, womit der Bauaufwand weiter reduziert ist und eine sehr kompakte Bauweise herbeigeführt werden kann.
Für die Herbeiführung der Betätigung der Spulenhülsen-Spanneinrichtung und insbesondere d ie elastische rad iale Verform u ng d er Spa n n h ü lse gi bt es gru n dsätzl ich vielfältige Möglichkeiten , wobei beliebige Aktuatoren und Betätigungsmechanismen Einsatz finden können. Für den Fall, dass zur Betätigung der Spulenhülsen-Spanneinrichtung ein zusätzlicher Aktuator eingespart werden soll, schlägt die Erfindung vor, dass die Spulenhülsen- Spanneinrichtung bewegungsgesteuert durch die Bewegung des Changierschlittens betätigt wird und/oder gelöst wird. Für diese Ausgestaltung kann somit der Aktuator, der für die Changierbewegung des Changierschlittens verantwortlich ist, auch (insbesondere in einem besonderen Stellbereich wie einem Endbereich der Changierbewegung oder sogar einem Stellbereich abseits des Wegs für die normale Changierbewegung) verantwortlich sein für die Betätigung der Spulenhülsen-Spanneinrichtung. Grundsätzlich gibt es für die bewegungsgesteuerte Betätigung der Spulenhülsen- Spanneinrichtung durch die Bewegung des Changierschlittens vielfältige Möglichkeiten. Für eine erfindungsgemäße Spulmaschine besitzt die Spannhülse eine Schrägfläche, welche beispielsweise als Konus-Schrägfläche ausgebildet sein kann. Bewegungsgesteuert durch die Bewegung des Changierschlittens, also in Abhängigkeit von der Betätigung des Aktuators zur Erzeugung der Bewegu ng des Changierschlittens, kan n d ie Sch rägfläche gegen ei ne insbesondere maschinenrahmenfeste Betätigungsfläche, bei der es sich vorzugsweise um eine Konus-Betätigungsfläche handelt, gedrückt werden. Die von der Betätigungsfläche auf die Schrägfläche ausgeübte Kontaktkraft kann eine radiale elastische Verformung der Spannhülse herbeiführen, welche dann für die Herbeiführung oder Lösung der Verbindung zwischen der Spannhülse und der Spulenhülse verantwortlich ist. Als Aktuator für die Erzeugung der Bewegung des Changierschlittens kann ein beliebiger Aktuator mit einem beliebigen Getriebe oder einer anderweitigen Antriebskinematik Einsatz finden. Für einen Vorschlag der Erfindung findet in der Spulmaschine ein Spindeltrieb Einsatz. Eine Spindel des Spindeltriebs wird von einem elektrischen Antrieb verdreht. Hingegen ist eine drehfest, aber axial verschiebliche Spindelmutter des Spindeltriebs mit dem Changierschlitten gekoppelt zur Erzeugung und/oder Übertragung der Changierbewegung. Alternativ möglich ist, dass von einem elektrischen Antrieb eine axial fixierte Spindelmutter des Spindeltriebs verdreht wi rd . Ei ne d rehfest, aber axial versch iebliche Spi ndel des Spi ndeltriebs ist m it dem Changierschlitten gekoppelt, um die Changierbewegung zu erzeugen und/oder zu übertragen. Ebenfalls möglich ist, dass zur Erzeugung der Changierbewegung ein elektrischer Linearantrieb mit dem Changierschlitten gekoppelt ist. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen axialen Schrittmotor handeln. Möglich ist aber beispielsweise auch, dass mittels eines rotatorischen elektrischen Antriebs in einem Linearantrieb ein translatorisch geführtes Kopplungselement wie eine Zahnstange oder ein umlaufender Gurt hin- und herbewegt wird. In alternativer Ausgestaltu ng schlägt die Erfind ung vor, dass i n der Spu lmasch ine ein Kehrgewindetrieb vorhanden ist. Eine Kehrgewindewelle des Kehrgewindetriebs ist dabei von einem elektrischen Antrieb angetrieben. In einem Kehrgewinde der Kehrgewindewelle ist ein drehfest, aber axial verschieblich gelagerter Mitnehmer geführt, der mit dem Changierschlitten gekoppelt ist. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. 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. Ohne dass hierdurch der Gegenstand der beige- fügten Patentansprüche verändert wird, gilt hinsichtlich des Offenbarungsgehalts der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Patents 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. 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. Diese Merkmale können durch andere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, aus denen das jeweilige Erzeugnis besteht.
Die in den Patentansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Um- fangs der durch die Patentansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Patentansprüche leichter verständlich zu machen.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.
Fig. 1 zeigt in einem Vertikalschnitt einen Teilbereich einer Spulmaschine, wobei sich
Changierschlitten in einer hinteren Position befindet. Fig. 2 bis 5 zeigen Details II bis V der Spulmaschine gemäß Fig. 1.
Fig. 6 zeigt in einem Vertikalschnitt einen Teilbereich der Spulmaschine gemäß Fig. 1 bis 5, wobei sich hier der Changierschlitten in einer vorderen Position befindet.
Fig. 7 zeigt einen Teilbereich Spulmaschine mit einem abweichend zu dem Antrieb gem ä ß Fi g . 1 , 5 und 6 a usgebi ld eten Antrieb zu r Erzeu g u n g d er Changierbewegung des Changierschlittens. Fig. 8 zeigt einen Teilbereich einer Spulmaschine mit einem abweichend zu dem Antrieb gemäß Fig. 1 , 5 und 6 sowie gemäß Fig. 7 ausgebildeten Antrieb zur Erzeugung der Changierbewegung des Changierschlittens.
Fig. 9 zeigt ei ne m it ei ner elastisch rad ial verformten S pan n h ü lse gebi ld ete
Spulenhülsen-Spanneinrichtung zum Koppeln des Changierschlittens mit einer Spulenhülse.
Fig. 10 zeigt einen Teilbereich einer Spulmaschine in einem Vertikalschnitt mit der
Spulenhülsen-Spanneinrichtung gemäß Fig. 9.
FIGURENBESCHREIBUNG
Fig. 1 zeigt eine Spulmaschine 1 . Die Spulmaschine 1 verfügt über einen elektrischen Antrieb 2, der an einem Maschinenrahmen 3 der Spulmaschine 1 gehalten ist. Ein von dem Antrieb 2 angetriebenes Antriebsrad 4 steht über ein Zugmittel 5 wie einen Zahnriemen oder eine Kette in Antriebsverbindung mit einem Abtriebsrad 6. Das Abtriebsrad 6 ist drehfest, hier über eine Passfeder 7, mit einer Spindel 8 gekoppelt. Durch Betätigung des Antriebs 2 kann mit einer Über- oder Untersetzung je nach Übersetzungsverhältnis zwischen dem Antriebsrad 4 und dem Abtriebsrad 6 eine Drehbewegung 9 der Spindel 8 herbeigeführt werden.
Die Spindel 8 ist über eine Spindellagerung 10 drehbar um eine Längs- und Rotationsachse 1 1 an dem Maschinenrahmen 3 gelagert. Hierbei bildet die Spindellagerung 10 eine sogenannte fliegende Lagerung. Die Spindellagerung 10 ist auf einer Seite des Maschinenrahmens 3 angeordnet, während der frei auskragende Teilbereich der Spindel 8, in welchem die Spule 12 gewickelt wird, auf der anderen Seite des Maschinenrahmens 3 angeordnet ist.
Die Spindel 8 ist als Hohlwelle 13 ausgebildet mit einer durchgehenden Innenbohrung 14. Durch die Innenbohrung 14 der Spindel 8 erstreckt sich eine Betätigungsstange 15. Der aus der Spindellagerung 10 auskragende Endbereich der Betätigungsstange 15 ist mit einem Aktuator 16, hier einem Linearantrieb 17, verbunden. In dem anderen Endbereich, welcher aus der Spindel 8 auskragt, ist die Betätigungsstange 15 über eine Kopplungseinrichtung 19 mit einem Changierschlitten 20 gekoppelt. Mittels des Aktuators 16 kann die Betätigungsstange 15 koaxial zur Rotationsachse 1 1 hin- und herbewegt werden, womit die Betätigungsstange 15 eine Changierbewegung 18 ausführt.
H ier ist der Changierschlitten 20 mit einer Changierhülse 21 ausgebildet, welche für das dargestellte Ausführu ngsbeispiel integral mit einer Span nhü lse 22 ausgebildet ist. Die Kopplungseinrichtung 19 ermöglicht eine Übertragung von Axialkräften, so dass über die Kopplungseinrichtung 19 die Changierbewegung 18 von der Betätigungsstange 15 auf den Changierschlitten 20 übertragen wird. Hingegen ermöglicht die Kopplungseinrichtung 19 für das dargestellte Ausführungsbeispiel eine relative Verdrehung des Changierschlittens 20 gegenüber der Betätigungsstange 15. Wie im Folgenden noch näher erläutert wird, kann damit der Changierschlitten 20 die von dem Antrieb 2 erzeugte Drehbewegung 9 mit der Spindel 8 ausführen, während die Betätigungsstange 1 5 keine Drehbewegung 9 ausführt, was eine Kopplung der Betätigungsstange 15 mit dem Aktuator 16 vereinfacht. (Durchaus möglich ist aber auch , d ass d ie Koppl u ngsei n richtu ng 1 9 n icht m it ei nem dera rtigen relativen Drehfreiheitsgrad ausgebildet ist. In diesem Fall dreht sich die Betätigungsstange 15 mit dem Changierschlitten 20, während ein Drehfreiheitsgrad an anderer Stelle, insbesondere im Kopplungsbereich der Betätigungsstange 15 mit dem Aktuator 16 vorgesehen sein kann.)
Der Changierschlitten 20 ist axial verschieblich, aber drehfest auf der Spindel 8 geführt. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel besitzt die Changierhülse 21 , mit welcher der Changierschlitten 20 gebildet ist, zu diesem Zweck eine Ausnehmung, in welcher ein Mitnehmer 23 befestigt ist, was für das dargestellte Ausführungsbeispiel durch endseitige Verschraubungen erfolgt. Der Mitnehmer 23 und die Changierhülse 1 1 bilden (einschließlich der Verschraubung) eine bünd ige, zylindrische Mantelfläche. Der Mitneh mer 23 bildet eine gegenüber der Innenfläche der Changierhülse 21 hervorstehende Rippe oder einen Vorsprung 24, welcher eingreift in eine Ausnehmung 25 oder Nut der Mantelfläche der Spindel 8. Durch den Eingriff des Vorsprungs 24 des Mitneh mers 23 in d ie Ausneh mung 25 der Spindel 8 wi rd ein Formschluss in Umfangsrichtung erzeugt, so dass die Drehbewegung 9 von der Spindel 8 über die seitliche Begrenzung der Ausnehmung 25, den Vorsprung 24, den Mitnehmer 23 auf die Changierhülse 21 und damit den Changierschlitten 20 übertragen wird. Die Ausnehmung 25 ist mit einer größeren axialen Erstreckung in der Art einer Langnut oder eines Langloches ausgebildet, so dass sich der Vorsprung 24 in axialer Richtung in der Ausnehmung 25 bewegen kann , ohne dass der Formschluss in Umfangsrichtung beseitigt wird. Dieser Bewegungs- Freiheitsgrad des Vorsprungs 24 in der Ausnehmung 25 ist zumindest so groß bemessen, dass der Vorsprung 24 und damit die Changierhülse 21 und der Changierschlitten 20 gegenüber der Spindel 8 die Changierbewegung 18 ausführen können bei gleichzeitiger Mitnahme des Changierschlittens 20 durch die Spindel 8 hinsichtlich der Drehbewegung 9.
Über eine Kopplungseinrichtung oder Spulenhülsen-Spanneinrichtung 26 ist auf dem Changier- schütten 20, hier der Changierhülse 21 , eine Spulenhülse 27 derart gehalten , dass die Spulenhülse 27 sowohl die von dem Aktuator 16 erzeugte und über die Betätigungsstange 15 und die Kopplungseinrichtung 19 übertragene Changierbewegung 18 des Changierschlittens 20 ausführt
- als auch die von dem Antrieb 2 erzeugte und von der Spindel 8 über den Mitnehmer 23 an den Changierschlitten 20 übertragene Drehbewegung 9 ausführt.
Auf der Spulenhülse 27 wird in an sich bekannter Weise unter Überlagerung der Drehbewegung 9 und der Changierbewegung 1 8 eine Wicklung 28 der Spule 12 erstellt. Die Changier- bewegung 18 des Changierschlittens 20 führt zu einer axialen Relativbewegung zwischen dem Changierschlitten 20 u nd der S pi n del 8 , welche d u rch Fü h ru ngsei n heiten 29a , 29 b, insbesondere Gleitlager, geführt ist, welche zwischen die Innenfläche der Changierhülse 21 und die Mantelfläche der Spindel 8 zwischengeordnet sind. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel sind die Führungseinheiten 29a, 29b auf beiden Seiten des Mitnehmers 23 angeordnet. Zwischen den Aktuator 16 und den Changierschlitten 20 ist ein Betätigungsmechanismus 30 zwischengeschaltet, welcher die Changierbewegung 18 an den Changierschlitten 20 überträgt oder diese erzeugt. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel ist der Betätigungsmechanismus 30 mit der Betätigungsstange 15 und der Kopplungseinrichtung 19 gebildet. Für diesen Betätigungsmechanismus 30 wird mittels der Betätigungsstange 15 die Changierbewegung 18 vollständig durch die als Hohlwelle 13 ausgebildete Spindel 8 hindurchgeführt, im Bereich der Kopplungseinrichtung 19 radial nach außen geführt und dann radial außen liegend von der Mantelfläche der Spindel 8 wieder zurückgeführt. In einem Halblängsschnitt ergibt sich somit ein Kraftfluss entsprechend eines liegenden U, wobei die Kopplungseinrichtung den Grundschen kel d es U bi ldet, wäh rend d ie Betätigu ngsstan ge den radial innen liegenden Seitenschenkel des U bildet und der andere, parallele und radial außenliegende Seitenschenkel des U von dem Changierschlitten 20 gebildet ist. Dieser U-förmige Kraftfluss umgibt mit den beiden Seitenschenkeln den frei auskragenden Endbereich der als Hohlwelle 13 ausgebildeten Spindel in diesem Halblängsschnitt.
Die Spulmaschine 1 verfügt über eine Steuereinheit 31 . Die hiermit verbundenen elektrischen Leitungen 32 bis 35 sind in Fig. 1 stichpunktiert dargestellt. Über die Leitung 32 steuert die Steuereinheit 31 den Antrieb 2 zur Herbeiführung des gewü nschten Verlaufs der Drehbewegung 9. Zur Gewährleistung einer Regelung wird der Steuereinheit 31 über die Leitung 33 ein Drehzahlsignal des Antriebs 2 zugeführt. Des Weiteren erfolgt über die Steu erei n heit 31 ü ber d ie Leitu ng 34 d ie Leistu ngsversorgu ng u n d Steueru ng d es Linearantriebs 17, wobei hier zur Ermöglichung einer Regelung der Steuereinheit 31 über die Leitung 35 ein Drehzahlsignal zugeführt werden kann.
In dem Detail II gemäß Fig. 2 ist die Spindellagerung 10 mit einem hülsenartigen Lagerkörper 36 gebildet, der von dem Maschinenrahmen 3 getragen ist. An dem hülsenartigen Lagerkörper 36 stützen sich innenliegend Lagereinheiten 37a, 37b ab, über welche in an sich bekannter Weise die Spindel 8 gegenüber dem Lagerkörper 36 gelagert ist. Auf der der Spule 12 zugewandten Seite ist an dem Maschinenrahmen 3 ein Betätigungskörper 38 gehalten, welcher eine gegenüber der Rotationsachse 1 1 geneigte Betätigungsfläche 39 oder Konus-Betätigungsfläche 70 ausbildet. Die Betätigungsfläche 39 oder Konus- Betätigungsfläche 70 tritt in im Folgenden noch näher erläuterter Weise in Wechselwirkung mit einer entsprechend gegenüber der Rotationsachse 1 1 geneigten Schrägfläche 40 oder Konus- Schrägfläche 69 des Changierschlittens 20, der Changierhülse 21 und Spannhülse 22, die in den dem Maschinenrahmen 3 zugewandten Endbereich derselben angeordnet ist.
I n Fig . 2 ist des Weiteren zu erkennen, dass der Changierschlitten 20 i n d e m d em Maschinenrahmen 3 zugewandten Endbereich gegenüber der Spindel 8 über eine Dichteinheit 68 abgedichtet ist. Fig. 4 zeigt das Detail IV mit der Kopplungseinrichtung 19. Die Kopplungseinrichtung 19 verfügt über einen Deckel 41 . Der Deckel 41 besitzt zwei parallele, hülsenartige Fortsätze 42, 43. Der außen liegende Fortsatz 42 ist mit einem Außengewinde eingeschraubt in ein endseitiges Innengewinde des Changierschlittens 20 bzw. der Changierhülse 21 oder Spannhülse 22. Der Fortsatz 42 hat hierbei einen Innendurchmesser, der größer ist als der Außendurchmesser der Spindel 8. Der hülsenartige Fortsatz 43 bildet mit seiner Innenfläche 44 eine Lagerfläche aus für Lagereinheiten 45a, 45b. An den Lagereinheiten 45a, 45b stützt sich radial innenliegend der zugeordnete Endbereich der Betätigungsstange 15 ab. Die Lagereinheiten 45a, 45b sind in an sich bekannter Weise, hier über Absätze, Sicherungsmuttern und einen Sicherungsring, axial einerseits gegenüber dem Deckel 41 und andererseits gegenüber der Betätigungsstange 15 gesichert. Die Lagereinheiten 45a, 45b bilden hierbei ein Axiallager 46, mittels dessen die Changierbewegung 18 von der Betätigungsstange 15 auf den Changierschlitten 20 übertragbar ist. In dem zwischen den hülsenartigen Fortsätzen 42, 43 gebildeten Ringraum kann in der in Fig. 4 dargestellten Stellung der hier abgestuft ausgebildete Endbereich der Spi ndel 8 angeordnet sein. Für das dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Deckel 41 mit einer Du rch gan gsboh ru n g ausgebi ld et, ü ber welche d ie Montage u nd das Anziehen d er Wellenmuttern ermöglicht ist. In nicht dargestellter Weise können die Kopplungseinrichtung 19 u n d der Deckel 41 mit einem die Durchgangsbohrung des Deckels 41 verschließenden Verschlusselement verschlossen sein, so dass insgesamt der Changierschlitten 20 und die Kopplungseinrichtung 19 in dem in Fig. 4 dargestellten Endbereich geschlossen und gekapselt sind, so dass keine während des Spulvorgangs entstehenden Verunreinigungen in das Innere ei ntreten kön nen , wo diese beispielsweise die Fu nktion der Lagerein heiten 45a , 45b beeinträchtigen könnten.
In Fig. 5 ist der als Linearantrieb 17 ausgebildete Aktuator 16 in größerem Detail V dargestellt. Hier treibt ein Antrieb ein Riemenrad eines Riementriebs 47 hin- und hergehend an. An dem Riemen des Riementriebs 47 ist ein Mitnehmer 48 befestigt, welcher wiederum an dem Endbereich der Betätigungsstange 15 befestigt ist. Somit führt die Betätigung des Aktuators 16 mit einer Hin- und Herbewegung des Riementriebs 47 zu der Bewegung der Betätigungsstange 15 mit der Changierbewegung 18. Die Funktionsweise der Spulmaschine gemäß Fig. 1 bis 6 ist wie folgt:
Auf eine leere Spindel 8 und einen leeren Changierschlitten 20 wird zunächst eine Spulenhülse 27 aufgeschoben, bis diese an einem Anschlag 49 stirnseitig zur Anlage kommt. Der Anschlag 49 wird hier von einem umlaufenden Bund oder Kragen 50 des Changierschlittens 20, der Changierhülse 21 oder der Spannhülse 22 ausgebildet, wobei der Kragen 50 auf der dem Maschinenrahmen 3 zugewandten Seite auch die Schrägfläche 40 oder Konus-Schrägfläche 69 ausbildet. Hieran anschließend wird die Spulenhülsen-Spanneinrichtung 26 betätigt, womit eine sowohl drehfeste als auch axial gesicherte Fixierung der Spulenhülse 27 auf dem Changierschlitten 20 erfolgt.
Als nächstes wird ein Spulgut 51 so an die Spulenhülse 27 herangeführt, dass eine Wicklung erstellt wird. Hierbei kann eine in an sich bekannter Weise bekannte Fangeinrichtung für das Spulgut 51 im Bereich der Spulmaschine 1 oder der Spulenhülse 27 vorgesehen sein. Während der dann herbeigeführten Spulreise steuert die Steuereinheit 31 den Antrieb 2 und den Aktuator 16 in koordinierter Weise derart an, dass bei der Erzeugung der Wicklung 28 unter Überlagerung der Changierbewegung 18 und der Drehbewegung 9 ein gewünschtes Spulbild erzeugt wird. Fig.1 und 6 zeigen den Changierschlitten 20 und die darauf angeordnete Spule 12 in den beiden Endpunkten der Changierbewegung 18, nämlich Fig.1 eine hintere Endposition mit dem kleinsten Abstand von dem Maschinenrahmen 3 und Fig.6 eine vordere Endposition mit maximalem Abstand von dem Maschinenrahmen 3. Zwischen diesen Endpositionen erfolgt mit der Changierbewegung 18 die Bewegung des Changierschlittens 20 mit darauf angeordneter Spule 12 derart, dass ein Spulgut 51 immer von derselben Stelle ohne Erfordernis des Einsatzes einer Changiereinrichtung mit Changierfadenführer zugeführt wird, wobei im Idealfall auch immer eine Zuführung des Spulguts 51 senkrecht zur Rotationsachse 11 erfolgt.
Mit Fertigstellung der Wicklung 28 wird die Spulenhülsen-Spanneinrichtung 26 gelöst, so dass die Entnahme der fertig gewickelten Spule 12 von dem Changierschlitten 20 möglich ist. In an sich bekannterWeise kann zuvor ein Durchtrennen des Spulguts erfolgen. Möglich ist, dass die Steuereinheit 31 mit Steuerlogik ausgestattet ist, mittels welcher gezielt eine Zuführung des Spulguts durch entsprechende Bewegung des Changierschlittens 20 zu einer Fangeinrichtung und/oder einer Schneideinrichtung erfolgt. Dies erfolgt vorzugsweise in einem Bewegungsbereich des Aktuators 16, welcher nicht in dem üblichen Hub der Changierbewegung 18 liegt, sondern außerhalb desselben.
Für das dargestellte Ausführungsbeispiel ist die Steuereinheit 31 mit Steuerlogik derart ausgestattet, dass die Betätigung der Spulenhülsen-Spanneinrichtung 26 bewegungsgesteuert über die Ansteuerung des Aktuators 16 erfolgt, wozu der Aktuator 16 in eine Stellung gesteuert wird, welche außerhalb des üblichen Betätigungshubs für die Changierbewegung 18 liegt. In dieser Betätigungsstellung wird zur Erzeugung einer Betätigungskraft durch den Aktuator 16 die Schrägfläche 40 des Changierschlittens 20 gegen d i e a m M asch i n en ra h m en 3 feste Betätigu ngsfläche 39 gepresst. Oh ne d ie Erzeugung d ieser Betätigu ngskraft ist d ie Spulenhülsen-Spanneinrichtung 26 derart betätigt, dass die Spulenhülse 27 fest an dem Changierschlitten 20 gehalten ist, während m it E rzeug u ng d er Betätigu ngskraft d ie Spulenhülsen-Spanneinrichtung 26 deaktiviert wird, so dass die Spulenhülse 27 gleitend auf den Changierschlitten 20 geschoben oder von diesem abgezogen werden kann.
Zu r E rzeug u n g d er C h an g i erbeweg u n g 1 8 kön n en (bei ansonsten entsprechender Ausgestaltung der Spulmaschine 1 ) beliebige Aktuatoren 16 Einsatz finden. Für das in Fig. 7 dargestellte Ausführungsbeispiel findet ein elektrischer Antrieb 52 Einsatz, dessen Antriebsrad 53 über ein Zugmittel 54 ein Abtriebsrad 55 antreibt, welches drehbar, aber axial fest an dem Lagerkörper 36 gelagert ist. Das Abtriebsrad 55 bildet eine Spindelmutter 56, welche mit einer Spindel 57 einen Spindeltrieb 58 bildet. Hierbei ist für das dargestellte Ausführungsbeispiel die Spindel 57 mit dem zugeordneten Endbereich der Betätigungsstange 15 gebildet, welcher zu diesem Zweck mit einem Außengewinde ausgestattet ist, mit welchem die Spindelmutter 56 verschraubt ist. Die durch den Antrieb 52 verursachte Bewegung der Spindelmutter 56 hat somit die axiale Bewegung der Spindel 57 und damit der Betätigungsstange 15 zur Folge, so dass über die Ansteuerung des Antriebs 52 die Changierbewegung 18 erzeugt werden kann.
Fig. 8 zeigt eine weitere Möglichkeit für die Ausgestaltung des Aktuators 16. Hier treibt ein elektrischer Antrieb 59 eine Kehrgewindewelle 60 an, wobei in das Kehrgewinde 61 der Kehrgewindewelle 60 ein von dem Mitnehmer 48 getragenes Gleitelement eingreift, womit ein Kehrgewindetrieb 62 zur Herbeiführung der Changierbewegung 18 gebildet ist.
Im Rahmen der Erfindung sind beliebige Spulenhülsen-Spanneinrichtungen 26 einsetzbar. Für die beispielhaft in den vorangegangenen Figuren eingesetzte Spulenhülsen-Spanneinrichtung 26 ist der Changierschlitten 20, hier die Changierhülse 21 , als Spannhülse 22 ausgebildet, welche als Einzelteil in Fig. 9 dargestellt ist. Die Spannhülse 22 bildet in einem Endbereich den Kragen 50 aus, welcher die Schrägfläche 40 oder Konus-Schrägfläche 69 sowie den Anschlag 49 bildet. Zwecks Vereinfachung sind weitere Details der Spannhülse 22 wie die Ausnehmung für den Mitnehmer 24, Befestigungsbohrungen für die Verschraubung des Mitnehmers 23 mit der Spannhülse 22 u. ä. nicht dargestellt. In Fig. 9 ist zu erkennen, dass die Spannhülse 22 mit einem Schlitz 63 ausgebildet ist. Während grundsätzlich der Schlitz 63 in einem beliebigen Axialbereich der Spannhülse 22 angeordnet sein kann, sofern dieser Axialbereich eine Überlappung zu dem Bereich besitzt, in welchem die Spulenhülse 27 gespannt werden soll, und der Schlitz 63 eine beliebige Form mit konstanter oder variierender Breite und beliebigem Verlauf besitzen kann, findet gemäß Fig. 9 eine Spann hü lse 22 Ei nsatz mit ei nem von der Seite des Masch inenrah mens 3 sti rnseitig eingebrachten Schlitz 63. Der Schlitz 63 verfügt über einen ersten Abschnitt 64, der parallel zur Längs- oder Rotationsachse 1 1 orientiert ist, sowie einen zweiten Abschnitt 65, welcher sich von dem innen liegenden Endbereich des Abschnitts 64 in Umfangsrichtung erstreckt, so dass die beiden Abschnitte 64, 65 in einer Abwicklung L-förmig angeordnet sind. Hierbei besitzt der Schlitz 63 im Bereich der Abschnitte 64, 65 eine konstante und gleiche Breite. Mit dem Schlitz 63 ist eine Materialschwächung der Spannhülse 22 bereitgestellt, so dass die Spannhülse 22 im Umgebungsbereich des Schlitzes 63 einen Verformungsbereich 74 ausbildet, welcher mit einer kleineren Betätigungskraft verformbar ist als dies in einem anderen Axialabschnitt der Spannhülse 22 der Fall wäre. Kommt wie zuvor erläutert für die Betätigung der Spulenhülsen- Spanneinrichtung 26 die Schrägfläche 40 an die Betätigungsfläche 39 des Betätigungskörpers 38, wird an der Schrägfläche 40 der Spannhülse 22 eine Betätigungskraft erzeugt, welche den Kragen 50 radial nach innen presst. Hierdurch kommt es zu einer elastischen Verformung der Spannhülse 22 mit einer Reduzierung des Durchmessers der Mantelfläche 66. Mit Erzeugung der Betätigungskraft, welche durch den Aktuator 16 herbeigeführt wird, wird die Spannhülse 22 in einen elastisch verformten Zustand überführt, in welchem der Durchmesser der Mantelfläche 66 der Spannhülse 22 geringfügig kleiner ist als der Durchmesser der Innenfläche 67 der Spulenhülse 27, so dass in diesem betätigten Zustand die Spulenhülse 27 auf die Spannhülse 22 aufgeschoben werden kann bzw. (mit fertig gewickelter Spule 12) hiervon abgezogen werden kann. Wird hingegen der Aktuator 16 derart betätigt, dass sich der Kragen 50 von dem Betätigungskörper 38 entfernt, entfällt die Betätigungskraft und es kommt zur elastischen Aufweitung der Spannhülse, womit die Mantelfläche 66 der Spannhülse 22 von innen gegen die Innenfläche 67 der Spulenhülse 27 gepresst wird und eine Übertragung der Drehbewegung 9 sowie der Changierbewegung 18 erfolgen kann. Vorzugsweise sind die Betätigungsfläche 39 sowie die Schrägfläche 40 als Konus-Betätigungsfläche 70 und Konus-Schrägfläche 69 ausgebildet, wobei vorzugsweise der Öffn ungswin kel des Konus größer wi rd als ei n Selbsthemmungswinkel. Die Spannhülse 22 besitzt einen Axialabschnitt 71 , in welchem die Mantelfläche 66 einen Außendu rchmesser derart besitzt, dass sich ei n Spiel oder eine Fügepassu ng zu der Innenfläche 67 der Spulenhülse 27 ergibt. In mindestens einem weiteren Axialabschnitt 72, welcher unmittelbar benachbart der Schrägfläche 40 und/oder des Kragens 50 angeordnet ist, besitzt die Mantelfläche 66 der Spannhülse 22 einen Außendurchmesser, der in entlastetem Zustand geringfügig größer ist als der Innendurchmesser der Innenfläche 67 der Spulenhülse 27, so dass sich ohne Einwirkung der Betätigungskraft im Bereich der Schrägfläche 40 ein Verspannen der Spulenhülse 27 auf der Spannhülse 22 ergibt. In diesem Axialabschnitt 72 bildet die Mantelfläche 66 der Spannhülse 22 eine Kontaktfläche 73 aus, welche in der Spannstellung an die I nnenfläche 67 der Spulenhülse 27 gepresst wird. Hierbei kann die Kontaktfläche 73 in dem Axialabschnitt 72 in Umfangsrichtung umlaufend ausgebildet sein und über den gesamten Umfang an die Innenfläche 67 der Spulenhülse angepresst werden oder
lediglich in einem Teilumfangsbereich gebildet sein, welcher beispielsweise durch den Schlitz 63 begrenzt sein kann, wobei auch (u. U. mit mehreren Schlitzen 63) mehrere
Kontaktflächen 73 in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sein können.
Für das dargestellte Ausführungsbeispiel trennt der Schlitz 63 einen schalen- oder stegförmig, in Umfangsrichtung orientierten Teilbereich der Spannhülse 22 ab. Dieser Teilbereich kann ähnlich einem gekrümmten, in Umfangsrichtung orientierten Biegebalken mit Erzeugung der Betätigungskraft an der Schrägfläche 40 um eine parallel zur Längsachse 1 1 orientierte Achse radial nach innen gebogen werden, wobei ein Verformungsbereich 74, in welchem die Biegung erfolgt, vorrangig im Anbindungsbereich oder "Einspannbereich" des abgetrennten schalenförmigen Teilbereichs angeordnet ist, während die Kontaktfläche 73 vorrangig in dem dem Abschnitt 64 des Schlitzes 63 zugewandten Endbereich des abgetrennten schalenförmigen Teilbereichs ausgebildet ist. Für eine der vielfältigen möglichen alternativen Ausgestaltungen sind mehrere über den Umfang verteilte Schlitze 63 ausschließlich mit dem axialen Abschnitt 64 (also ohne Abschnitte 65 ) ausgestattet. Zwischen benachbarten Schlitzen 63 werden dann von der Spannhülse 22 sich parallel zur Längsachse 1 1 erstreckende Federarme gebildet, welche in einem Endbereich an dem Axialabschnitt 71 angebunden sind, während diese in dem anderen Endbereich den Kragen 50 mit jeweils Schrägflächen 40 ausbildet. In diesem Fall führt die Erzeugung der Betätigungskraft an der Schrägfläche 40 dazu, dass die Federarme um eine in Umfangsrichtung orientierte Achse gebogen werden. Beliebige anderweitige Beanspruchungen der Spannhülse 1 1 in dem Axialabschnitt 72 zur Erzeugung der radialen Spannkraft oder Beseitigung derselben sind ebenfalls möglich.
Fig. 10 zeigt die Wechselwirkung der Spannhülse 22 mit der Spulenhülse 27. Die Spannhülse 22 bildet die Mantelfläche 66 aus, welche ohne Betätigung gegen die Innenfläche 67 der Spulenhülse 27 gepresst wird.
Bei dem Spulgut 51 handelt es sich beispielsweise um Fäden, Garne, Bänder, Drähte, Litzen, Monofilamente, Multifilamente u. ä. Möglich ist, dass die Steuereinheit 31 mit Steuerlogik derart ausgestattet ist, dass ein Entnehmen der fertig gewickelten Spule 2 und ein Aufschieben einer neuen Spulenhülse 27 ermöglicht wird, indem der Changierschlitten 20 in eine Entnahmeposition außerhalb des üblichen Hubs für die Changierbewegung 18 bewegt wird.
Die vorliegende Spulmaschine 1 kann hinsichtlich weiterer Aspekte entsprechend den üblichen Spulmaschinen ausgebildet sein. So kann beispielsweise ein Einsatz der erfindungsgemäßen Maßnahmen für Spulmaschinen erfolgen, welche zwei oder mehr Spindeleinheiten besitzen, welche beispielsweise an einem Revolver gehalten sind und wobei altern ierend eine Spindeleinheit in eine Wechselposition gebracht wird, während sich die andere Spindeleinheit in einer Spu lposition befindet. Ebenfalls möglich ist der Einsatz der Erfindu ng fü r eine Spulmaschine, bei der auf einer Spindel und einem gemeinsamen Changierschlitten oder mehreren Changierschlitten mehrere Spulen hintereinander angeordnet sind und gleichzeitig gewickelt werden. Ebenfalls möglich ist, dass jeweils mehrere konzentrisch angeordnete Spulen auf zwei Spindeln erzeugt werden.
Für das dargestellte Ausführungsbeispiel erfolgt die Betätigung des Changierschlittens 20 von dem freien Endbereich der Spindel aus, wozu die Hindurchführung der Changierbewegung durch die Spindel mittels der Betätigungsstange erfolgt. Alternativ möglich ist, dass sich die Betätigungsstange lediglich bis zu dem Axialbereich , in welchem die Spule 12 angeordnet werden soll, erstreckt und mit einem radial orientierten Zapfen, welcher sich durch einen länglichen Schlitz der Spindel erstreckt, in eine Umfangsnut des Changierschlittens eingreift. Schließlich ist auch möglich , dass die Betätigung des Changierschlittens 20 von der dem Maschinenrahmen 3 zugewandten Seite und radial außenliegend von der Spindel erfolgt. Möglich ist auch, dass mehrere Schlitze 63 beliebiger und gleicher oder unterschiedlicher Form an der Spannhülse 22 vorgesehen sind.
Möglich ist, dass durch das radiale Verspannen der Mantelfläche 66 der Spannhülse 22 mit der Innenfläche 67 der Spulenhülse 27 ein Reibschluss herbeigeführt wird, welcher eine axiale Relativbewegung der Spulenhülse 27, ggf. mit darauf ausgebildeter Wicklung 28, gegenüber der Spannhülse 22 vermeidet. Des Weiteren kann mittels dieses Reibschlusses auch die Übertragung der Antriebsbewegung von der Spannhülse 22 zu der Spulenhülse 27 erfolgen. Schließlich kann auch eine Lagefixierung der Spulenhülse 27, ggf. mit darauf gebildeter Wicklung 28, zu der Spannhülse 22 erfolgen mit koaxialer Ausrichtung und Zentrierung der Spulenhülse 27 auf der Spannhülse 22.
Für eine abweichende Ausführungsform kann ergänzend zu dem Reibschluss zwischen Spannhülse 22 und Spulenhülse 27 auch ein Formschluss in Umfangsrichtung genutzt werden, um die Antriebsbewegung von der Spannhülse 22 auf die Spulenhülse 27 zu übertragen. Um lediglich ein Beispiel zu nennen, kann die Spulenhülse 27 in dem dem Maschinenrahmen 3 zugewandten Endbereich über mindestens einen axialen Schlitz, eine Ausnehmung oder eine Nut verfügen, in welche(n) eine Rippe, ein Vorsprung oder ein radial orientierter Stift der Spannhülse 22 mit einem Aufschieben der Spulenhülse 27 auf die Spannhülse 22 eingreift. Über die Verbindung zwischen dem Schlitz, Ausnehmung oder Nut und dem Vorsprung, der Rippe oder dem Stift kann dann die Übertragung der Antriebsbewegung von der Spannhülse 22 auf die Spulenhülse 27 erfolgen. Umgekehrt kann auch die Spulenhülse 27 einen radial nach innen orientierten Vorsprung, eine Rippe oder einen Stift besitzen, welcher dann eintritt in eine Ausnehmung, eine Nut oder einen Schlitz der Spannhülse 22. In den beiden genannten Fällen ist dann der Reibschluss zwischen der Spannhülse 22 und der Spulenhülse 27 ausschließlich oder vorrangig zuständig für die axiale Fixierung der Spulenhülse 27 auf der Spannhülse 22 und/oder die Zentrierung und Vorgabe der koaxialen Lage der Spulenhülse 27 auf der Spannhülse 22. Es versteht sich, dass sich auch ein Formschluss und ein Reibschluss für die Übertragung des Drehmoments ergänzen können . U . U . erfolgt für die Übertragung des Drehmoments über einen Formschluss das Aufbringen der Spulenhülse 27 auf die Spannhülse 22 für eine vorgegebene Umfangsausrichtung der Spulenhülse 27 relativ zur Spannhülse 22. Der Durchmesser, die Wandstärke, das Material und die Steifigkeit der Spannhülse 22 sind vorzugsweise derart gewählt, dass sich mit der Betätigung der Spannhülse 22 eine radiale Verformung ergibt, welche zu einer Änderung des Radius der Spannhülse 22 im Bereich der Kontaktfläche 73 im Bereich von 0,2 mm bis 35,0 mm, insbesondere 0,5 mm bis 20,0 mm oder 0,5 mm bis 15,0 mm ergibt. Hierbei verfügt die Mantelfläche 66 im Bereich der Kontaktfläche 73 in betätigtem Zustand vorzugsweise über einen Radius, welcher dem Nennmaß des Radius der I nnenfläche 67 der Spulenhülse 27 (ggf. unter Ausbildung eines Fügespiels) entspricht, während in dem nicht betätigten Zustand ohne darauf angeordneter Spulenhülse 27 die Mantelfläche 66 der Spannhülse 22 gegenüber dem Nennmaß der Spulenhülse 27 ein Ü bermaß von 0,5 mm bis 20 mm aufweist. Das reibsch lüssig über die Spannhülse 22 übertragbare Drehmoment wird maßgeblich durch das Material und die Materialstärke der Spannhülse 22 und der Spulenhülse 27 bestimmt. Möglich ist, dass die Reibverhältnisse zwischen Spulenhülse 27 und Spannhülse 22 beeinflusst sind durch eine geeignete, die Reibung erhöhende Besch ichtu ng der Mantelfläche 66 u nd/oder der I nnenfläche 67 , beispielsweise mit einer Beschichtung aus Gummi zumindest im Bereich der Kontaktfläche 73. Möglich ist, dass die Spulenhülse 27 aus Pappe, Kunststoff, Aluminium oder Stahl hergestellt ist. Die Spannhülse 22 ist vorzugsweise aus Stahl, Aluminium oder Kunststoff hergestellt. Das reibschlüssig von der Spannhülse 22 auf die Spulenhülse 27 übertragbare Drehmoment ist vorzugsweise größer als 100 Nrn.
BEZUGSZEICHENLISTE Spulmaschine
elektrischer Antrieb
Maschinenrahmen
Antriebsrad
Zugmittel
Abtriebsrad
Passfeder
Spindel
Drehbewegung
Spindellagerung
Rotationsachse
Spule
Hohlwelle
Innenbohrung
Betätigungsstange
Aktuator
Linearantrieb
Changierbewegung
Kopplungseinrichtung
Changierschlitten
Changierhülse
Spannhülse
Mitnehmer
Vorsprung
Ausnehmung
Kopplungseinrichtung oder Spulenhülsen-Spanneinrichtung Spulenhülse
Wicklung
Führungseinheit
Betätigungsmechanismus
Steuereinheit
Leitung Leitung
Leitung
Leitung
Lagerkörper Lagereinheit Betätigungskörper Betätigungsfläche Schrägfläche Deckel
Fortsatz
Fortsatz
Innenfläche Lagereinheit Axiallager
Riementrieb Mitnehmer Anschlag
Kragen
Spulgut elektrischer Antrieb Antriebsrad Zugmittel
Abtriebsrad Spindelmutter Spindel
Spindeltrieb elektrischer Antrieb Kehrgewindewelle Kehrgewinde Kehrgewindetrieb Schlitz
Abschnitt
Abschnitt
Mantelfläche Innenfläche
Dichteinheit
Konus-Schrägfläche Konus-Betätigungsfläche Axialabschnitt
Axialabschnitt
Kontaktfläche
Verformungsbereich

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Spulmaschine (1) mit einer Spindel (8), deren axiale Position sich während des changierenden Anlegens des Spulguts (51) an eine Spulenhülse (27) und/oder an eine sich auf der Spulenhülse (27) bildenden Wicklung (28) nicht ändert, wobei
a) auf der Spindel (8) ein Changierschlitten (20) gelagert ist, welcher axial mit einer Changierbewegung (18) relativ zur Spindel (8) bewegbar ist und mit der Spulenhülse (27) derart gekoppelt oder koppelbar ist, dass die Changierbewegung (18) des Changierschlittens (20) auf die Spulenhülse (27) übertragbar ist, und
b) die Spindel (8) rotiert, wobei der Changierschlitten (20) mit der Spindel (8) derart gekoppelt oder koppelbar ist, dass die Drehbewegung (9) der Spindel (8) auf den Changierschlitten (20) übertragbar ist,
c) der Changierschlitten (20) mit der Spulenhülse (27) derart gekoppelt oder koppelbar ist, dass die Drehbewegung (9) des Changierschlittens (20) auf die Spulenhülse (27) übertragbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
d) die Spindel (8) eine Innenbohrung (14) besitzt, in welcher sich ein die Changierbewegung (18) ausführender Betätigungsmechanismus (30) erstreckt, welcher mit dem Changierschlitten (20) zur Übertragung der Changierbewegung (18) gekoppelt ist.
2. Spulmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Changierschlitten (20) über einen Formschluss in Umfangsrichtung mit der Spindel (8) gekoppelt ist.
3. Spulmaschine (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Changierschlitten (20) mit einer Changierhülse (21) gebildet ist, durch welche sich die Spindel (8) erstreckt.
4. Spulmaschine (1) nach Anspruch 3 in Rückbeziehung auf Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Changierhülse (21) ein Mitnehmer (23) montiert ist, welcher formschlüssig in Umfangsrichtung die Spindel (8) mit der Changierhülse (21) koppelt.
5. Spulmaschine (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der die Changierbewegung (18) ausführende Betätigungsmechanismus (30) mit einer sich durch die Innenbohrung (14) der Spindel (8) hindurch erstreckenden Betätigungsstange (15) bis in einen freien Endbereich der Spindel (8) erstreckt, wo die Betätigungsstange (15) über eine Kopplungseinrichtung (19) mit dem Changierschlitten (20) gekoppelt ist.
6. Spulmaschine (1 ) n ach An s pruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinrichtung (19) ein Axiallager (46) aufweist, welches die Changierbewegung (18) von der Betätigungsstange (15) auf den Changierschlitten (20) überträgt und eine relative Rotationsbewegung des Changierschlittens (20) gegenüber der Betätigungsstange (15) ermöglicht.
7. Spulmaschine (1 ) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinrichtung (19) die Innenbohrung (14) der Spindel (8) stirnseitig verschließt.
8. Spulmaschine (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Changierschlitten (20) über eine Spulenhülsen-Spanneinrichtung (26) mit der Spulenhülse (27) koppelbar ist.
9. Spulmaschine (1 ) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenhülsen- Spanneinrichtung (26)
a) ohne Betätigung ihre Spannstellung einnimmt, in welcher die Drehbewegung (9) des Changierschlittens (20) und die Changierbewegung (18) des Changierschlittens (20) auf die Spulenhülse (27) übertragbar ist, und
b) mit Betätigung eine Lösestellung einnimmt, in welcher die Spulenhülse (27) von dem Changierschlitten (20) entnehmbar ist.
10. Spulmaschine (1 ) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenhülsen-Spanneinrichtung (26) mit einer elastisch radial verformbaren Spannhülse (22) gebildet ist, welche ohne Betätigung der Spulenhülsen-Spanneinrichtung (26) die Spannstellung einnimmt, in der eine Mantelfläche (66) mit einer Innenfläche (67) der Spulenhülse (27) in Wechselwirkung tritt.
1 1 . Spulmaschine (1 ) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenhülsen-Spanneinrichtung (26) bewegungsgesteuert durch die Bewegung des Changierschlittens (20) betätigt wird und/oder gelöst wird.
12. Spulmaschine (1 ) nach Anspruch 1 1 in Rückbeziehung auf Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, d a ss die Spannhülse (22) eine Schrägfläche (40) besitzt, welche bewegungsgesteuert durch die Bewegung des Changierschlittens (20) a n e i n e Betätigungsfläche (39) gedrückt wird, wobei die von der Betätigungsfläche (39) auf die Schrägfläche (40) ausgeübte Betätigungskraft eine radiale elastische Verformu n g der Spannhülse (22) herbeiführt.
13. Spulmaschine (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der Changierbewegung (18)
a) ein Spindeltrieb (58) vorhanden ist, wobei
eine axial fixierte Spindel des Spindeltriebs von einem elektrischen Antrieb verdreht wird und eine drehfeste, aber axial verschiebliche Spindelmutter des Spindeltriebs zur Erzeugung und/oder Übertragung der Changierbewegung mit dem Changierschlitten gekoppelt ist oder
eine axial fixierte Spindelmutter (56) des Spindeltriebs (58) von einem elektrischen Antrieb (52) verd reht wi rd u nd ei ne drehfeste, a ber axi a l verschiebliche Spindel (57) des Spindeltriebs (58) zur Erzeugung und/oder Übertragung der Changierbewegung (18) mit dem Changierschlitten (20) gekoppelt ist,
b) ein elektrischer Linearantrieb (17) mit dem Changierschlitten (20) gekoppelt ist oder c) ein Kehrgewindetrieb (62) vorhanden ist, wobei eine Kehrgewindewelle (60) des Kehrgewindetriebs (62) von einem elektrischen Antrieb (59) angetrieben ist und in einem Kehrgewinde (61 ) der Kehrgewindewelle (60) ein drehfest, aber axial verschieblich gelagerter Mitnehmer (48) geführt ist, der mit dem Changierschlitten (20) gekoppelt ist.
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