Die Erfindung betrifft ein Spannfutter einer Aufspulmaschine zur Aufnah- me und Fixierung von Spulhülsen und zum Aufwickeln von Fäden zu Spulen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiges Spannfutter einer Auf Spulmaschine ist beispielsweise aus der DE 196 07 916 AI bekannt.

Derartige Spannfutter werden in Auf Spulmaschinen zum Aufspulen von vorzugsweise frisch gesponnenen synthetischen Fäden zu Spulen eingesetzt. Hierzu sind mehrere Spulhülsen hintereinander auf dem in der Aufspulmaschine auskragend angeordneten Spannfutter aufgesteckt. Zum Spannen der Spulhülsen besitzt das Spannfutter eine Klemmeinrichtung, die mehrere radial nach außen führbare Klemmelemente besitzt. Die Klemmeinrichtung ist an einer Spannbuchse integriert, die an einem Achsträger gehalten ist, wobei der Achsträger in die Spannbuchse hineinragt. Die Spannbuchse ist zudem angetrieben und wird mit Abstand zu dem Achsträger gehalten, so dass sich zwischen dem Achsträger und der Spannbuchse eine umlaufende Ringkammer einstellt.

Die an der Spannbuchse ausgebildete Klemmeinrichtung weist mehrere Klemmelemente auf, die zum Spannen und Entspannen zwischen jeweils einer Feder und einer Druckkammer angeordnet ist. Die Druckkammern sind über die Ringkammer gemeinsam mit einer Druckluftquelle verbindbar.

Am offenen Ende der Spannbuchse ist zwischen einem Kragen des Achs- trägers und einem Stirnende der Spannbuchse eine Mantelöffnung ausgebildet, die mit der Ringkammer im Innern des Spannfutters verbunden ist und die über einen am Achsträger angeordneten Dichtkolben wahlweise geöffnet und geschlossen werden kann. Hierzu ist der Dichtkolben gleitend am Achsträger geführt und lässt sich mit einer Dichtung an eine stirnseitige Dichtfläche der Spannbuchse verschieben.

Zum Spannen der Hülsen und im Betrieb zum Aufwickeln der Fäden wird die Klemmeinrichtung drucklos betrieben, so dass die Klemmelemente unter Wirkung der Federn in eine radial äußere Stellung gehalten sind und die am Umfang der Spannbuchse aufgesteckten Spulhülsen fixieren. In dieser Situation wird der Dichtkolben an dem Achsträger in einer geöffneten Stellung gehalten, so dass der Ringraum zwischen der Spannbuchse und dem Achsträger über die Mantelöffnung mit der Umgebung zur Entlüftung aller Druckräume verbunden ist.

Nachdem an den Spulhülsen fertige Spulen gewickelt sind und die Spannbuchse zum Wechseln der Spulen abgebremst ist, wird eine Druckluftzufuhr aktiviert, wobei zunächst der Dichtkolben die Mantelöffnung zwischen dem Achsträger und der Spannbuchs verschließt, um die in dem Ringraum zwischen dem Achsträger und der Spannbuchse einströmende Druckluft in die Druckräume der Klemmeinrichtung zu führen. An den Klemmelementen wird eine gegenüber den Federn entgegengesetzte pneumatische Kraft erzeugt, die eine Verstellung der Klemmelemente bewirkt, so dass die Klemmelemente die Spulhülsen am Umfang der Spannbuchse frei geben. Dieser Vorgang wiederholt sich bei jedem Spulenwechsel.

Bei sehr lang auskragenden Spannfuttern wurde nun beobachtet, dass die Belastung der Spulen die Spannbuchse relativ zum Achsträger verschieben. So tritt eine Verlagerung der die Ringkammer bildenden Spalte auf, so dass insbesondere im Stillstand das innenliegende Stirnende der Spannbuchse exzentrisch zum Achsträger gehalten ist. Damit können bei der Abdichtung der Mantelöffnungen Unregelmäßigkeiten auftreten, die den Verschleiß der Dichtungen begünstigen oder sogar zu Undichtigkeiten führen.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, das gattungsgemäße Spannfutter derart weiterzubilden, dass unabhängig von der Länge und Belastung der Spann- futterbuchse ein Lösen der Spulhülsen durch eine Druckluftzufuhr gewähr- leistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Dichtkolben an einem dem Stirnende der Spannbuchse zugewandten Stirnseite einen Zentrieransatz aufweist, welcher bei Anlage des Dichtkolbens an der Dicht- fläche in der Spannbuchse hineinragt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert. Die Erfindung besitzt den besonderen Vorteil, dass die Spannbuchse am Umfang des Achsträgers vor jedem Abdichten der Mantelöffnung in einer vordefinierten zentrierte Lage gebracht wird. So lässt sich die Dichtfläche an der Spannbuchse in Relation zu der am Dichtkolben gehaltenen Dich- tung stets ausrichten. Zudem wird die Lage der Spannfutterbuchse am Umfang des Achsträgers stabilisiert, so dass insbesondere das Abnehmen der Vollspulen begünstigt wird. Die für die Entlastung der Klemmelemente erforderliche Überdruck innerhalb der Klemmeinrichtung bleibt während der gesamten Wechselzeit bis zum Aufschieben neuer Spulhülsen konstant, so dass die Klemmelemente in einer radial eingefahrenen Stellung verbleiben.

Um eine über den Umfang gleichmäßige Lage der Spannbuchse relativ zum Achsträger zu erhalten, ist der Dichtkolben vorteilhaft ringförmig ausgebil- det, wobei der Zentrieransatz umlaufend als geschlossener Ring oder umlaufend mit einzelnen axial ausgerichteten Trennfugen ausgebildet ist. So lässt sich die Spannbuchse über den gesamten Umfang relativ zum Achsträger radial verschieben. Um den Eingriff des Zentrieransatzes des Dichtkolbens auch bei größeren relativen Verschiebungen der Spannbuchse zu gewährleisten, ist die Weiterbildung der Erfindung bevorzugt ausgeführt, bei welcher die Spannbuchse gegenüberliegend zum Zentrieransatz des Dichtkolbens eine umlaufende Innenphase aufweist, die mit dem Zentrieransatz zusammenwirkt.

Zur Aufnahme der Dichtung weist der Dichtkolben an der Stirnseite des Zentrieransatzes eine axial versetzt ausgebildete Umlaufnut auf, so dass die Dichtung einen sicheren Halt aufweist. Dabei gewährleistet ein Versatz zwischen dem Ende des Zentrieransatzes und der in der Umlaufnut gehalte- nen Dichtung eine Vorzentrierung, bevor die Dichtung in Kontakt mit der Dichtfläche der Spannbuchse gelangt. Um eine ausreichende Nichtwirkung zu erhalten, ist der Versatz jedoch auf max. 2 mm beschränkt. Um bei Rotation des Spannfutters jeglichen Kontakt zwischen dem Dichtkolben und der Spannbuchse zu vermeiden, ist des weiteren vorgesehen, dass zwischen dem Achsträger und dem Dichtkolben eine Feder wirkt, die den Dichtkolben in einer geöffneten Stellung hält. Somit ist gewährleistet, dass die Mantelöffnung zwischen der Spannbuchse und dem Achsträger bei Drehung der Spannbuchse stets offen gehalten wird und die Druckkammern der Klemmeinrichtung entlüftet sind.

Nur für den Fall, dass die Spannbuchse zum Wechseln der Vollspule voll- ständig abgebremst ist, lässt sich der Dichtkolben über eine Druckluftansteuerung in eine geschlossene Stellung überführen. Hierzu ist ein Führungsende des Dichtkolbens innerhalb eines im Achsträger ausgebildeten Ringraumes geführt, wobei der Ringraum mit der Druckluftquelle verbindbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Spannfutters sowie weitere Vorteile der Erfindung sind unter Hinweis auf die beigefügten Figuren nachfolgend näher beschrieben. Es stellen dar:

Fig. 1 schematisch einen Längsschnitt eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Spannfutters

Fig. 2 schematisch eine vergrößerte Darstellung des Dichtkolbens des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1 in einer geöffneten Stellung

Fig. 3 schematisch eine vergrößerte Darstellung des Dichtkolbens des

Ausführungsbeispiels aus Fig. 1 in einer geschlossenen Stellung In Fig. 1 ist schematisch ein Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Spannfutters gezeigt, wie es beispielsweise in einer Aufspulmaschine zur Aufnahme von mehreren Spulhülsen und zum Aufwickeln von Fäden verwendet wird. Das Spannfutter besitzt eine Antriebswel- le 3, die innerhalb eines hohlzylindrischen Achsträgers 2 durch mehrere Lager 4 drehbar gelagert ist. Die Antriebswelle 3 ist an einem hier nicht dargestellten Ende mit einem elektrischen Antrieb gekoppelt. An dem aus dem Achsträger 2 herausragenden Ende ist die Antriebswelle 3 über eine Nabe 15 mit einer hohlzylindrischen Spannbuchse 1 drehfest verbunden. Hierbei ragt das auskragende Teilstück des Achsträgers 2 zur Lagerung der Antriebswelle 3 in ein offenes Ende der Spannbuchse 1 hinein.

Am Umfang der Spannbuchse 1 ist eine Klemmeinrichtung 5 angeordnet, die eine äußere Spannhülse 7 und mehrere zwischen der Spannbuchse 1 und der Spannhülse 7 angeordnete Klemmelemente 6 aufweist. Die Klemmelemente 6 sind in diesem Ausführungsbeispiel jeweils durch einen radial verschiebbaren Klemmstein 10 und einen axial verschiebbaren Kolben 8 gebildeten, an welchem der Klemmstein 10 über eine keilförmige Führungsfläche geführt ist. Der Klemmstein 10 ragt dabei in eine Öffnung 11 der äuße- ren Spannhülse 7. Der Kolben 8 weist zur Aufnahme mehrerer Klemmsteine 10 am Umfang verteilt mehrere Einschnitte 38 auf.

Der zur Radial Verstellung der Klemmsteine 10 axial geführte Kolben 8 ist zwischen einer Feder 9 und einem zwischen der Spannhülse 7 und der Spannbuchse 1 ausgebildeten Druckraum 12 angeordnet. Der Kolben 8 stützt sich hierbei über die Feder 9 an einem fest mit der Spannbuchse 1 verbundenen Anschlag 17 ab. In der in Fig. 1 dargestellten Situation sind die Klemmelemente 5 in einer Klemmposition gezeigt, in welcher die Klemmsteine 10 durch die Kolben 8 mittels der Feder 9 in eine ausgefahrene Klemmposition gehalten sind. Zum Lösen einer Spulhülse 32 wird der Kolben 8 auf der zur Feder 9 gegenüberliegenden Seite über den Druckraum 12 mit einem Druckmedium vorzugsweise einer Druckluft beauf- schlagt, so dass der Kolben 8 gegen die Feder 9 in Richtung des Anschlags 17 verschoben wird. Dadurch verschiebt sich die keilförmige Führungsfläche, so dass der Klemmstein 10 sich radial nach innen bewegen kann. Zur Abdichtung gegenüber dem Druckraum 12 besitzt der Kolben 8 auf der druckbeaufschlagten Seite mehrere Dichtungen, die jeweils eine Abdich- tung zwischen dem Kolben 8 und der Spannbuchse 1 sowie zwischen dem Kolben 8 und der Spannhülse 7 erzeugen.

Das in Längsrichtung der Spannbuchse 1 benachbarte Klemmelement 6 ist identisch aufgebaut, wobei die druckbeaufschlagten Stirnflächen der Kol- ben 8 sich mit Abstand gegenüberstehen und den Druckraum 12 begrenzen. Somit lässt sich eine Spulhülse 32 durch zwei benachbarte Klemmelemente 6 spannen. Zum Lösen werden beide Kolben 8 der benachbarten Klemmelemente 6 durch den Druckraum 12 gleichzeitig angesteuert. Der Druckraum 12 ist hierzu über einen Durchlass 13 mit der zwischen der Spann- buchse 1 und dem Achsträger 2 ausgebildeten Ringkammer 14 verbunden.

In der Längsrichtung der Spannbuchse 1 weist die Klemmeinrichtung 5 eine Vielzahl von Klemmelementen 6 auf, die jeweils identisch ausgebildet sind und bei denen ein jeweiliger Druckraum 12 über einen Durchlass 13 mit der Ringkammer 14 oder einen Druckraum 35 im Vorderteil der Spannbuchsen verbunden ist. Die Ringkammer 14 ist über mehrere Kanäle 33 am Umfang des Achsträgers 2 mit einem Luftzuführkanal gekoppelt, der beispielsweise durch eine Bohrung 34 im Achsträger 2 gebildet sein könnte. An dem freien Ende des Spannfutters ist ein Deckel 16 fest an der Spannbuchs 1 gehalten. Der Deckel 16 ist derart bemessen, dass einer am Ende innerhalb der Spannbuchse 1 ausgebildeter Druckraum 35 durch den Deckel 16 ver schlo s sen wird .

An dem gegenüberliegenden Ende besitzt die Spannbuchse 1 ein freies Stirnende 19, das kragenförmig ausgebildet ist und auf der ausliegenden Seite eine Dichtfläche 20 bildet. Zwischen dem Stirnende 19 der Spann- buchse 1 und dem Achsträger 2, der gegenüberliegend zu dem Stirnende 19 einen Kragen 28 aufweist, ist eine Mantelöffnung 18 gebildet, die die Ringkammer 14 mit der Umgebung verbindet. Der Mantelöffnung 18 ist an dem Achsträger 2 ein verschiebbarer Dichtkolben 21 zugeordnet, durch welche die Mantelöffnung 18 wahlweise geöffnet oder verschlossen gehalten wird.

Zur weiteren Erläuterung des im Achsträger 2 gehaltenen Dichtkolbens 21 wird zusätzlich zu der Figur 2 Bezug genommen. In der Fig. 2 ist ein vergrößerter Ausschnitt der Mantelöffnung 18 zwischen der Spannbuchse 1 und dem Achsträger 2 dargestellt. Der Dichtkolben 21 weist an einem dem Stirnende 19 der Spannbuchse 1 zugewandten Stirnseite einen Zentrieransatz 23 auf, welcher axial hervorstehend an dem Dichtkolben 21 in Richtung der Spannbuchse 1 ausgeformt ist.

Die Spannbuchse 1 weist an dem Stirnende 19 eine innenliegende Innen- phase 31 auf, die bei Verschiebung des Dichtkolbens 21 mit dem Zentrieransatz 23 zusammenwirkt. Der Dichtkolben 21 ist ringförmig ausgebildet, so dass der Zentrieransatz 23 einen geschlossenen Ring darstellt. Grundsätzlich besteht jedoch die Möglichkeit, dass in Umfangsrichtung des Zentrieransatzes 23 auch eine oder mehrere Trennfugen vorgesehen sein könnten.

Radial versetzt zu dem Zentrieransatz 23 ist an der freien Stirnseite des Dichtkolbens 21 eine umlaufende Nut 36 vorgesehen, in welcher eine ringförmige Dichtung 22 gehalten ist. Die Dichtung 22 erstreckt sich in axialer Richtung maximal bis zur Höhe des Zentrieransatzes 23. Vorzugsweise ist zwischen der Dichtung 22 und dem Zentriereinsatz 23 ein Versatz mit max. 2 mm ausgebildet, um bei axialer Verschiebung des Dichtkolbens 21 zunächst einen Eingriff ins Zentrieransatzes 23 an der Spannbuchse 1 zu erhalten. Gegenüberliegend zur Dichtung 22 am Dichtkolben 21 ist an dem Stirnende 19 der Spannbuchse 1 eine Dichtfläche 20 ausgebildet, die zur Abdichtung der Mantelöffnung 18 mit der Dichtung 22 zusammenwirkt.

Der Dichtkolben 21 weist auf der gegenüberliegenden Seite zur Dichtung 22 ein Führungsende 24 auf, das in einem Ringraum 25 des Achsträgers 22 geführt ist. Der Ringraum 25 ist über einen Kanal 33 mit einer Druckluftquelle verbindbar. Am Umfang des Führungsendes 24 sind jeweils einen Innendichtung 39 und eine Außendichtung 40 vorgesehen, die den Ringraum 25 zum Dichtkolben 21 hin abdichten.

Im mittleren Bereich des Dichtkolbens 21 ist eine Aussparung 37 ausgebildet, in welcher eine Feder 27 angeordnet ist. Die Feder 27 wird an einem Ende über einen Halter 26 abgestützt, wobei der Halter 26 an dem Achsträ- ger 2 befestigt ist. Mit dem gegenüberliegenden Ende stützt sich die Feder 27 an dem Dichtkolben 21 ab.

In den Fig. 1 und 2 ist das Spannfutter in einer Betriebs Situation dargestellt, in welcher mehrere Spulhülsen am Umfang des Spannfutters gespannt sind und bei welcher das Spannfutter zum Wickeln eines Fadens bereitsteht. In dieser Situation wird der Dichtkolben 21 über die Feder 27 in den Ringraum 25 gedrückt, so dass die Mantelöffnung 18 geöffnet ist und die Ringkammer 14 mit der Umgebung zur Entlastung der Druckräume 12 der Klemmeinrichtung 5 verbunden ist. Die Klemmelemente 6 der Klemmeinrichtung 5 werden über Federkraft in die Spannstellungen gehalten.

Um am Ende einer Spulreise die fertig gewickelten Spulen von dem Spannfutter abnehmen zu können, wird die Antriebswelle 3 mit der Spannbuchse 1 abgebremst. So dann wird aus einer Druckluftquelle eine Druckluft zugeführt, die zunächst über den Kanal 33 in den Ringraum 25 einströmt und den Dichtkolben 21 in Richtung Stirnende 19 der Spannbuchse 1 verschiebt. Dabei wird durch das Eingreifen des Zentrieransatzes 23 das Stirnende 19 der Spannbuchse 1 eine Ausrichtung der Spannbuchse erzeugt, so dass die Spannbuchse 1 in ihrer Lage zum Achsträger 2 zentriert wird. Dabei wirken der Zentrieransatz 23 des Dichtkolbens 21 und die Innenphase 31 der Spannbuchse 1 zusammen. Im weiteren Verlauf wird der Dichtkolben 21 mit der Dichtung 22 gegen die Dichtfläche 20 am Stirnende 19 der Spannbuchse 1 gedrückt. Die Mantelöffnung 18 zwischen der Spannbuchse 1 und dem Achsträger 2 sind verschlossen.

Die über den Achsträger 2 eingeleitete Druckluft gelangt über die Bohrung 34, den Kanälen 33 in die Ringkammer 14. Von dort wird die Druckluft weiter über die Durchlässe 13 in die Druckräume 12 der Klemmeinrichtung 5 geführt. Damit beginnt die Entlastung der Klemmelemente 6, wobei die Kolben 8 gegen die Federn 9 verschoben werden und die Klemmsteine 10 sich in eine innere Position zurückziehen. Die am Umfang der Spannhülse 7 gehaltenen Spulhülsen 32 sind frei und können vom Spannfutter abgeschoben werden. Diese Situation ist in der Fig. 3 dargestellt. Durch die Zentrierung der Spannbuchse 1 am Umfang des Achsträgers 2 wird gewährleistet, dass die Dichtung 22 über den gesamten Umfang gleichmäßig an der gegenüberliegenden Dichtfläche 20 der Spannbuchse 1 anliegt. Eine derartige Stabilisierung wirkt sich insbesondere bei sehr lang auskragenden Spannfuttern positiv auf das Abnehmen der Vollspulen aus. Durch die Ausrichtung der Dichtflächen gegenüber der Dichtung wird zudem eine hohe Dichtheit erzielt, so dass die Klemmeinrichtung während der gesamten Wechselzeit in der gelösten Stellung verharrt. Ein vorzeitiges und unge- wünschtes Ausfahren der Klemmsteine wird dadurch vermieden.

An dieser Stelle sei ausdrücklich erwähnt, dass die konstruktive Ausbildung des Spannfutters beispielhaft ist. So lässt sich beispielsweise der Achsträger einteilig oder durch mehrteilige Bauteile ausführen. Ebenso sind die darge- stellten Klemmelemente beispielhaft. Wesentlich hierbei ist, dass zum Entspannen eine über die Ringkammer zugführbare Druckluft benötigt wird.