HALTEVORRICHTUNG FüR KOPSE UND SPULEN

FACHGEBIET

Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Handhabung von fadenförmigem Gut wie Garnen oder Bändern und betrifft eine Haltevorrichtung für Kopse und Spulen gemäss dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs.

STAND DER TECHNIK

Fadenförmiges Gut wie z. B. Garn wird auf konische oder zylindrische Hülsen aufgewickelt, wodurch Kopse oder Spulen entstehen. In vielen Prozessen der Textilindustrie besteht Bedarf nach einer Halterung, mit welcher bspw. eine Spule so gehalten wird, dass das Garn von der Spule abgezogen werden kann.

Die einfachste Halterung ist ein Dorn, aufweichen die Spulenhülse aufgesteckt wird. Diese Lösung eignet sich für Spulenhülsen aller Durchmesser sowie Steigungen und ist daher universell einsetzbar. Sie hat aber schwer wiegende Nachteile. Erstens kann die Spule in unerwünschter Weise leicht vom Dorn weggleiten, z. B. durch eine Zugkraft, die beim Abziehen des Garns über die Kopfseite der Spule - d. h. in axialer Richtung - wirkt. Zweitens ist die Spule im Allgemeinen nicht zentriert, d. h. die Spulenachse stimmt nicht mit der Dornachse überein; Lage und Ausrichtung der Spulenachse variieren je nach Durchmesser und Steigung der Spulenhülse. Dadurch ergibt sich ein schlecht definierter, ungleichmässiger Abzugsvorgang.

Die US-4,485,987 A offenbart einen Spulenhalter mit einem Dorn, auf dem ein konisches Fussteil verschieblich und drehbar gelagert ist. Auf dem äusseren Ende des Doms ist ein Endstück aufgeschraubt. Das Fussteil wird mittels einer Druckfeder, die sich an einem fest mit dem Dorn verbundenen Flansch abstützt, gegen das Endstück gedrückt. Das verschiebliche Fussteil und das feste Endstück sind mittels einer Mehrzahl von gelenkigen Verbindungsstücken miteinander verbunden, die sich radial nach aussen spreizen, wenn

sich das Fussteil dem Endstück nähert. Eine über die Verbindungsstücke gestülpte Spulenhülse liegt einerseits auf den Gelenken der Verbindungsstücke und andererseits am Fussteil auf; so wird sie in einer definierten und zentrierten Lage gehalten. Nachteilig ist, dass die Verbindungsstücke relativ viel Platz in radialer Richtung in Anspruch nehmen. Somit eignet sich dieser Spulenhalter nur für Spulenhülsen mit einem relativ grossen

Innendurchmesser. Die Konstruktion der vielen Verbindungsstücke mit ihren Gelenken ist aufwändig; dies macht den Spulenhalter kostspielig und Störungsanfällig. Das Verhalten des Spulenhalters ist durch einen einzigen Parameter bestimmt, nämlich durch die Federkonstante der Druckfeder; dies hat eine nur beschränkte Variabilität und Verwendbarkeit des Spulenhalters zur Folge.

Die US-4,050,649 A offenbart einen Spulenhalter mit einer Spindel. Auf dem äusseren Ende der Spindel ist ein Endstück befestigt, dessen Umfang mit federnden Rippen versehen ist. Auf der Spindel ist ferner ein kreisrundes Klemmstück verschieblich gelagert. Das Klemmstück wird mittels einer Druckfeder, die sich an einem fest mit der Spindel verbundenen Flansch abstützt, gegen das Endstück gedrückt. Wird eine Spulenhülse über die Spindel gestülpt, so stellt sich der Spulenhalter so ein, dass die Spulenhülse mittels der Rippen und des Klemmstücks zentriert gehalten wird. Dieser Spulenhalter hat den Nachteil, dass er sich nur für eine relativ eng begrenzte Menge von Spulenhülsen eignet, deren kleinster Durchmesser und grösster Durchmesser den Durchmesser des Endstücks bzw. des Klemmstücks nicht überschreiten dürfen. Einen ähnlichen Spulenhalter zeigen auch die US-4,039,159 A und die GB-1'303'313 A.

Einen weiteren Spulenhalter zeigt die GB-686'262 A. Demgemäss ist auf einer Spindel ein konisches Fussteil befestigt. Im Bereich des äusseren Endes der Spindel ist eine Korbfeder befestigt. Eine Spulenhülse, die über die Spindel gestülpt wird, wird einerseits von der zusammengedrückten Korbfeder gehalten und liegt andererseits auf dem Fussteil auf. Ein Längenausgleich der Korbfeder ist hier nur beschränkt oder gar nicht möglich. Varianten der GB-686'262 A mit mehreren Korbfedern offenbaren die DE-2,047,214 A, die GB-1'266'578 A und die GB-444'291 A. Das Gebrauchsmuster DE-79'31760 Ul fügt einen auf der Spindel befestigten Körper mit frei endenden, biegbaren, radialen Haltearmen hinzu, um auch schwere Grossspulen stabil halten zu können.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Haltevorrichtung für Kopse und Spulen zu schaffen, welche die beim Stand der Technik festgestellten Nachteile nicht aufweist. Insbesondere soll die Haltevorrichtung die Spule in wohl definierter, zentrierter Position halten und für einen möglichst weiten Bereich von Hülseninnendurchmessern und Hülsensteigungen verwendbar sein.

Diese und andere Aufgaben werden durch die erfindungsgemässe Haltevorrichtung, wie sie in Anspruch 1 definiert ist, gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.

Die erfindungsgemässe Haltevorrichtung für Kopse und Spulen weist einen eine Längsachse definierenden Dorn und mindestens zwei auf dem Dorn gelagerte, entlang der Längsachse voneinander beabstandete Halteelemente für die Kopse und Spulen auf. Eines der Halteelemente ist als Korbfeder ausgebildet; ein weiteres Halteelement ist vorzugsweise als Fussteil ausgebildet, an welchem ein Ende einer Kops- oder Spulenhülse abstützbar ist. Auf dem Dorn ist ferner eine Druckfeder derart gelagert, dass sie mit der Korbfeder wirkverbunden ist und die Druckfeder und die Korbfeder einander in Richtung der Längsachse gegenseitig vorspannen.

Die Druckfeder ermöglicht einen problemlosen Längenausgleich der Korbfeder. Dank der ständig gewährleisteten Wechselwirkung zwischen Korbfeder und Druckfeder befindet sich die erfindungsgemässe Haltevorrichtung immer in einer definierten Lage. Somit wird auch die Spule in einer wohl definierten, bezüglich der Längsachse zentrierten Position gehalten. Die Verwendung von zwei wechselwirkenden Federelementen verleiht der erfindungsgemässen Haltevorrichtung eine grosse Flexibilität für verschiedene Anwendungen. Wichtige Parameter wie Durchmesser der Korbfeder und resultierende Federkonstante können unabhängig voneinander eingestellt und für die vorgesehenen Anwendungen optimiert werden. Die Druckfeder ist in unzähligen Varianten zu günstigen Preisen erhältlich und erlaubt somit eine grosse Variationsvielfalt, während die Korbfeder als relativ komplexes und teures, nicht standardmässiges Bauelement nicht ausgewechselt

zu werden braucht. Die erfindungsgemässe Haltevorrichtung deckt einen weiten Bereich von Hülseninnendurchmessern und Hülsensteigungen ab.

AUFZAHLUNG DER ZEICHNUNGEN

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen detailliert erläutert. Figur 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen

Haltevorrichtung in perspektivischer Ansicht. Figur 2 zeigt die Ausführungsform von Fig. 1 in einer Explosionszeichnung.

Figuren 3-10 zeigen schematisch verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemässen Haltevorrichtung in Seitenansichten.

AUSFUHRUNG DER ERFINDUNG

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Haltevorrichtung 1 ist in Figur 1 in perspektivischer Ansicht und in Figur 2 in einer Explosionszeichnung dargestellt.

Die Haltevorrichtung 1 weist einen eine Längsachse a definierenden Dorn 2 auf. Der Dorn 2 weist ein vorderes Ende 21 auf, über das ein (nicht eingezeichneter) Kops oder eine Spule aufgesetzt werden kann, und ein hinteres Ende 24, das auf einem (nicht eingezeichneten) Garnwagen oder anderweitig befestigt werden kann. Um der Klarheit willen werden in dieser Schrift die Begriffe „vorn" und „hinten" im soeben eingeführten Sinn verwendet, was jedoch die Allgemeinheit nicht einschränken soll. Der Dorn 2 besteht vorzugsweise aus rostfreiem Stahl.

Auf dem vorderen Bereich des Doms 2 ist eine Korbfeder 3 aufgesteckt. Die Korbfeder 3 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein vorzugsweise rotationssymmetrisches Element mit zwei entlang der Längsachse a voneinander beabstandeten Buchsen 31, 32 zur Aufnahme des Doms 2. Zwischen den beiden Buchsen 31, 32 erstrecken sich eine Vielzahl, z. B. sieben, von bogenförmig nach aussen verbiegbaren Lamellen 33. Wird die Entfernung

- A -

zwischen den beiden Buchsen 31, 32 verringert, so biegen sich die Lamellen 33 weiter nach aussen und umgekehrt. Es besteht also eine eineindeutige Beziehung zwischen dem maximalen Durchmesser und der Länge der Korbfeder 2. Die vordere Buchse 31 ist am vorderen Ende 21 des Doms 2 derart gehalten, dass sie sich nicht über das Ende 21 des Doms 2 verschieben kann. In die andere Richtung, nach hinten, kann die vordere Buchse 31 verschieblich oder unverschieblich gelagert sein. Im Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 verhindert eine vordere Domverdickung oder Domabsatz 22, dass sich die vordere Buchse 31 zu weit nach hinten verschieben kann. Am vorderen Domende 21 kann eine (nicht eingezeichnete) Einstellschraube vorgesehen sein, mittels welcher die Vorspannung und die Korbgrösse der Korbfeder 3 eingestellt werden kann. Die hintere Buchse 32 ist auf dem Dom 2 in beide Richtungen entlang der Längsachse a verschieblich gelagert. Die Korbfeder 3 kann auf dem Dorn 2 bezüglich der Längsachse a drehbar oder nicht drehbar gelagert sein. Sie besteht vorzugsweise aus rostfreiem Federstahl, kann aber auch aus einem Kunststoff gefertigt sein.

Ein Fussteil 4 zum Abstützen eines hinteren Endes einer (nicht eingezeichneten) Kopsoder Spulenhülse ist hinter der Korbfeder 3 in beide Richtungen entlang der Längsachse a verschieblich gelagert. Die Korbfeder 3 liegt am vorderen Ende des Fussteils 4 an; die beiden Elemente sind vorzugsweise durch eine Distanzscheibe 8 getrennt. Das Fussteil 4 ist vorzugsweise rotationssymmetrisch und hat im Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 zwei kegelstumpfförmig ausgebildete Bereiche 41, 42 mit unterschiedlichen Steigungen, damit Hülsen mit möglichst verschiedenen Innendurchmessern zentriert abgestützt werden können. Alternativ kann das Fussteil 4 auch als einfacher Kegelstumpf ausgebildet sein oder eine andere Form, z. B. die eines Rotationshyperboloids, haben. Es ist möglich, das Fussteil beidseitig mit Kegelstumpfen unterschiedlicher Radien und/oder Steigungen zu versehen; ein solches Fussteil kann dann je nach Anwendung so auf den Dom aufgesetzt werden, dass die für die zu haltende Hülse optimal angepasste Seite der Hülse zugewandt ist. Die nach vom gewandte, zum Abstützen der Hülse vorgesehene Oberfläche 40 des Fussteils 4 ist vorzugsweise mit ringförmig um die Längsachse a verlaufenden Rippen mit verschiedenen Radien versehen. Diese Rippen gewährleisten eine höhere Stabilität beim Abstützen und verhindern ein Wegrutschen der Hülse, weil die Hülse nicht nur reibschlüssig, sondern formschlüssig gehalten wird. Das Fussteil 4 ist vorzugsweise aus Kunststoff, z. B. Polyamid, und wird mittels Spritzgiessen hergestellt. Als Alternative zum

Fussteil 4 könnte ein kreisrundes Klemmstück längsverschieblich auf dem Dorn gelagert sein, über welches eine Kops- oder Spulenhülse gestülpt werden kann (vgl. Fig. 10).

Ferner ist auf dem Dorn 2 eine Druckfeder 5 gelagert. Die Druckfeder 5 ist vorzugsweise als Schraubenfeder ausgebildet, deren Längsachse mit der Längsachse a des Doms 2 übereinstimmt. Die Druckfeder 5 ist nach hinten gegen eine Sicherungsscheibe 7 abgestützt, die sich ihrerseits gegen eine hintere Dornverdickung oder Dornabsatz 23 stützt und/oder in einer Nut gelagert ist. Nach vorn liegt die Druckfeder 5 am Fussteil 4 an und drückt dagegen. Die Druckfeder 5 und die Korbfeder 3 sind also über das Fussteil 4 miteinander wirkverbunden. Sie sind derart bemessen und angeordnet, dass sie einander in Richtung der Längsachse a gegenseitig vorspannen. Die Druckfeder 5 übt eine nach vorn gerichtete Druckkraft auf die Korbfeder 3 aus, und die Korbfeder 3 übt eine betragsmässig gleiche, entgegengesetzt gerichtete Druckkraft auf die Druckfeder 5 aus. Ohne Kops oder Spule stellt sich eine Ruhelage ein. Die Federkonstanten der Korbfeder 3 und der Druckfeder 5 können in optimaler Weise aufeinander abgestimmt werden.

Zum Aufsetzen einer zylindrischen oder konusförmigen Kops- oder Spulenhülse wird diese vom vorderen Dornende 21 her über den Dorn 2 geschoben. Eine konusförmige Kops- oder Spulenhülse wird mit ihrem weiteren Ende voran aufgesetzt. Die Innenfläche der Kops- oder Spulenhülse kommt zuerst mit der Korbfeder 3 in Kontakt. Die Korbfeder 3 wird durch die Kops- oder Spulenhülse zusammengedrückt, so dass ihr Durchmesser kleiner und ihre Längsausdehnung grösser wird. Sie schiebt das Fussteil 4 nach hinten und drückt die Druckfeder 5 zusammen. Die Druckfeder 5 gleicht somit die Längenänderung der Korbfeder 3 aus. Wird die Kops- oder Spulenhülse über die Korbfeder 3 weiter nach hinten geschoben, so setzt sie schliesslich auf dem Fussteil 4 auf und erreicht so eine stabile Haltelage. In dieser Haltelage wird sie einerseits von der Korbfeder 3 mittels Reibschluss, andererseits vom Fussteil 4 mittels Reib- und/oder Kraftschluss gehalten. Die Korbfeder 3 und das Fussteil 4 bilden also auf dem Dorn gelagerte, entlang der Längsachse a voneinander beabstandete Halteelemente für Kopse und Spulen.

Die erfindungsgemässe Haltevorrichtung 1 eignet sich praktisch für alle Arten von Hülsen, so zum Beispiel für:

• konische Ringspinnhülsen, deren grösster Innendurchmesser ca. 15 mm nicht unterschreitet (beschränkendes Element: kleinster Aussendurchmesser des Fussteils),

• konische Hülsen, deren grösster Innendurchmesser ca. 75 mm nicht überschreitet (beschränkendes Element: grösster Aussendurchmesser des Fussteils),

• zylindrische Hülsen, deren Innendurchmesser ca. 55 mm nicht überschreitet (beschränkendes Element: grösster Aussendurchmesser der Korbfeder).

Weitere Ausführungsformen der erfindungsgemässen Haltevorrichtung 1 sind in den Figuren 3-10 schematisch in Seitenansichten dargestellt. Mit den Bezugszeichen 6 und 7 ist eine vordere bzw. eine hintere, auf dem Dorn 2 axial unverschieblich befestigte Sicherungsscheibe bezeichnet. Die übrigen Bezugszeichen sind für analoge Elemente dieselben wie in den Figuren 1 und 2, sofern nichts Anderes erwähnt.

Figuren 3-5 zeigen Ausführungsformen mit einer Korbfeder 3 und einem dahinter gelagerten konusförmigen Fussteil 4, die sich durch die jeweilige Lage der Druckfeder 5 unterscheiden. In Figur 3 ist die Druckfeder 5 hinter dem Fussteil 4 angeordnet, so dass die Ausführungsform von Figur 3 im Wesentlichen derjenigen der Figuren 1 und 2 entspricht. In Figur 4 liegt die Druckfeder 5 zwischen der Korbfeder 3 und dem Fussteil 4, und in Figur 5 vor dem Fussteil 4.

Figuren 6-8 zeigen Ausführungsformen mit zwei Korbfedern 3.1, 3.2, deren maximale Durchmesser verschieden sind, wobei die grossere Korbfeder 3.2 hinter der kleineren Korbfeder 3.1 angeordnet ist. Wiederum liegt die Druckfeder 5 in Figur 6 zuhinterst, in Figur 7 zwischen den beiden Korbfedern 3.1, 3.2 und in Figur 8 zuvorderst.

In Figur 9 ist eine Ausführungsform mit zwei Korbfedern 3.1, 3.2 und zwei Druckfedern 5.1, 5.1 schematisch dargestellt. Diese Ausführungsform besitzt noch mehr Freiheitsgrade als diejenige mit nur einer Druckfeder. Ihr Nachteil ist die grossere Längenabmessung.

Figur 10 zeigt schliesslich eine Ausführungsform, die analog zu derjenigen der Figuren 1- 3 ist, in der aber das konusförmige Fussteil 4 durch ein kreisrundes Klemmstück 9 ersetzt ist. Dieses Klemmstück 9 befindet sich bei aufgesetzter Hülse in Kontakt mit der Innenfläche der Hülse, im Gegensatz zum Fussteil 4 der Figuren 1-3, welches im Wesentlichen das Ende der Hülse abstützt.

Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben diskutierten Ausführungsformen beschränkt. Bei Kenntnis der Erfindung wird der Fachmann weitere Varianten herleiten können, die auch zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung gehören. Solche Varianten können z. B. Kombinationen der oben diskutierten Ausführungsformen sein.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Haltevorrichtung

2 Dorn

21 vorderes Dornende

22 vorderer Dornabsatz

23 hinterer Dornabsatz

24 hinteres Dornende

3, 3.1, 3.2 Korbfedern

31 vordere Korbfederbuchse

32 hintere Korbfederbuchse

33 Lamellen

4 Fussteil

40 Fussteiloberfläche

41 vorderer Fussteilbereich

42 hinterer Fussteilbereich

5, 5.1, 5.2 Druckfeder

6, 7 Sicherungsscheiben 8 Distanzscheibe

9 Klemmstück a Längsachse