CH694560A5 - Aufspulvorrichtung. - Google Patents

Description

  



   Die Erfindung betrifft eine Aufspulvorrichtung zum Aufwickeln mehrerer  kontinuierlich zulaufender Fäden gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs  1. 



   Eine derartige Aufspulvorrichtung ist aus der Patentschrift US 5  234 173 bekannt. 



   Die Aufspulvorrichtung wird in Spinnmaschinen zum Aufspulen der frisch  gesponnenen Chemiefasern zu Spulen eingesetzt. Hierzu sind mehrere  Hülsen hintereinander auf einem Spannfutter einer Spulspindel aufgespannt  und werden gleichmässig mit mehreren Fäden bewickelt. Zur Realisierung  der hohen Fadenlaufgeschwindigkeiten muss das Spannfutter während  des Aufwickelns der Fäden in Abhängigkeit von dem Durchmesser der  gewickelten Spule einen Drehzahlbereich von ca. 4000 U/min bis 30  000 U/min durchlaufen. Hierbei müssen in besonderem Masse die kritischen  Drehzahlen, die eine ungedämpfte Schwingung des Spannfutters bzw.  der Spulspindel verursachen, vermieden werden, um die Lagerung der  Spulspindel nicht zu zerstören. Eine kritische Drehzahl liegt vor,  wenn die Erregerfrequenz mit der Eigenfrequenz des Spanfutters zusammenfällt.

    Aufgrund der grossen Drehzahlspreizung und der Tatsache, dass sich  die Drehmassen während der Spulreise ständig verändern und damit  die kritischen Drehzahlen beeinflussen, können solche kritischen  Drehzahlen auftreten. Dieses Problem ist insbesondere bei lang auskragenden  Spulspindeln von über 1 m gegeben. 



   Bei der bekannten Aufspulvorrichtung ist zur Vermeidung der Schwingungen  die Spulspindel am freien Ende abgestützt. Hierzu wird ein an einem  beweglichen Träger angebrachter Lagerblock mit dem freien Ende des  Spannfutters kuppelbar verbunden. Damit lässt sich insbesondere ein  aufgrund der zunehmenden Gewichtsbelastung während des Aufwickelns  der Fäden eintretende Absenkung der Spulspindel vermeiden. Die Schwingungsneigung  der Spulspindel wird nur    ungenügend beeinflusst, da die Abstützung  der Spulspindel eine unzureichende Stabilität zur Aufnahme von Schwingungen  aufweist. 



   Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Aufspulvorrichtung  der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass eine auskragende  Spulspindel von über 1 m Länge im gesamten Betriebsdrehzahlbereich  mit grosser Drehzahlspreizung betrieben werden kann. 



   Diese Aufgabe wird durch eine Aufspulvorrichtung mit den Merkmalen  des Anspruchs 1 gelöst. 



   Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass ohne Behinderung der  Drehbewegung das Spannfutter in seiner Lage derart stabilisiert wird,  dass die kritischen Drehzahlen in einen Drehzahlbereich verschoben  werden, der für das Aufwickeln der Fäden unkritisch ist. Das Spannfutter  wird vorteilhaft an drei in Abstand zueinander angeordneten Stützstellen  abgestützt. Eine mittlere Abstützung ist durch die Verbindung zwischen  dem Spannfutter und der in einem Lagerträger gelagerten Antriebswelle  gegeben. Der Lagerträger ist dabei fest mit dem Spindelträger gekoppelt.  Das freie Ende des Spannfutters, das hier als Stützende bezeichnet  ist, wird durch einen Lagerblock abgestützt. An dem gegenüberliegenden  Ende des Spannfutters, das hier als Lagerende bezeichnet wird, wirkt  zur Abstützung eine Lagereinrichtung, die an dem Spindelträger angebracht  ist.

   Damit ist eine Fixierung des Spannfutters an mehreren Stellen  gegeben, was eine hohe Stabilität und somit eine geringe Schwingungsneigung  zur Folge hat. 



   Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die während  des Aufwickelns der Fäden zunehmende Gewichtsbelastung des Spannfutters  vollständig in den Stützstellen aufgenommen werden kann und somit  keine Absenkung des Spannfutters eintritt. Die Anbindung zwischen  dem Spannfutter und der Antriebswelle kann daher entsprechend stabil  ausgeführt werden. 



     Für den Fall, dass am Umfang der zu wickelnden Spulen eine Andrückwalze  anliegt, wird durch die erfindungsgemässe Ausgestaltung der Aufspulvorrichtung  gewährleistet, dass die Anlage und damit die Anpresskraft an jeder  auf dem Spannfutter gewickelten Spule gleich ist. Damit werden unabhängig  von der jeweiligen Position der Wickelstelle in jeder Wickelstelle  der Aufspulvorrichtung qualitativ gleichwertige Spulen erzeugt. 



   Zur lagerseitigen Fixierung des Spannfutters ist besonders vorteilhaft,  wenn die Lagereinrichtung im Wesentlichen konzentrisch um das Spannfutter  herum angeordnet ist. Damit wird eine gleichmässige von aussen wirkende  Abstützung des Spannfutters erreicht. 



   Die Lagereinrichtung kann hierbei durch mechanische Mittel gebildet  werden oder - wie bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung  der Erfindung - durch eine berührungslose magnetische Radiallagerung  ausgebildet sein. Das magnetische Radiallager weist hierzu beispielsweise  einen ringförmigen Permanentmagneten auf, der direkt am Aussenmantel  des Spannfutters befestigt ist. In einem Lagerspalt gegenüberliegend  zu dem Permanentmagneten ist ein zweiter Magnet über einen Halter  an dem Spindelträger angebracht. Dieser Magnet kann ebenfalls als  Permanentmagnet oder aber als Elektromagnet ausgebildet sein. Bei  Verwendung eines Elektromagneten lässt sich durch Veränderung der  Feldstärke die auf das Spannfutter ausgeübte Stützkraft beeinflussen.                                                          



   Um einen kontinuierlichen Prozessverlauf beim Aufspulen der Fäden  zu erhalten, ist die Aufspulvorrichtung mit zwei Spulspindeln gemäss  Anspruch 5 bestückt, die an dem Spindelträger versetzt zueinander  angeordnet sind. Der Spindelträger ist hierzu mit einem Drehantrieb  gekoppelt. Haben die Spulen der ersten Spulspindel ihre Sollgrösse  erreicht, so wird die Kopplung zwischen dem Spannfutter und dem Lagerblock  gelöst. Jeder Spulspindel ist an dem Spindelträger eine Lagereinrichtung  zugeordnet, die das Spannfutter am Lagerende abstützt. Die    Lagereinrichtung  bleibt hierbei unabhängig von der Drehbewegung des Spulrevolvers  immer in Eingriff. Durch Drehung des Spulrevolvers wird die zweite  Spulspindel mit den Leerhülsen in den Aufspulbereich gedreht.

   Gleichzeitig  gelangt die erste Spulspindel in einen Wechselbereich, in dem die  vollen Spulen abgezogen werden können. Während der Aufwicklung wird  die zweite Spulspindel mit ihrem Spannfutter mit dem Lagerblock gekuppelt,  so dass eine aktive Abstützung des Stützendes vom Spannfutter erfolgt.                                                         



   Beim Aufwickeln von Fäden auf einer Spule werden grundsätzlich zwei  Konzepte unterschieden, um den anwachsenden Spulendurchmesser zu  ermöglichen. Bei einem ersten Konzept bleibt die Spulspindel während  des Aufwickelns der Fäden in ihrer Position unverändert. Die Changierung  und eine am Umfang der Spulen anliegende Andrückwalze sind dabei  an einem Schlitten angeordnet, der während des Wickelns von der Spulspindel  wegbewegt wird. Bei einem zweiten Konzept bleiben die Changierung  und die Andrückwalze in ihrer Position unverändert, und die Spulspindel  wird mittels des Spindelträgers wegbewegt. Hierbei ist es erforderlich,  dass der am Stützende eingekoppelte Lagerblock der Bewegung des Spindelträgers  folgt. Hierzu ist die erfindungsgemässe Aufspulvorrichtung gemäss  Anspruch 6 mit einem beweglichen Schlitten ausgeführt, an dem der  Lagerblock befestigt ist.

   Der Schlitten wird mittels Führungselementen  und Antrieben in einer Ebene parallel zu der Drehebene des Spulrevolvers  bewegt. 



   Besonders vorteilhaft lässt sich der Lagerblock synchron zu der Drehbewegung  des Spulrevolvers durch die Weiterbildung der Erfindung gemäss -Anspruch  7 verfahren. Hierbei sind die Führungselemente eine Längsschiene  und zumindest eine orthogonal zur Längsschiene ausgerichtete Querschiene.  An der Längsschiene ist der den Lagerblock aufnehmende Schlitten  in einer Bewegungsrichtung (X) geführt. Die Längsschiene ihrerseits  ist über einen Gleitschuh an der jeweiligen Querschiene führbar angebracht,  um eine Bewegung in der zweiten Koordinatenrichtung (Y) zu ermöglichen.  Jeder Bewegungsrichtung ist ein separater Antrieb zugeordnet, so  dass der Lagerblock in jede beliebige Lage    der Bewegungsebene  geführt werden kann.

   Diese Ausbildung der erfindungsgemässen Aufspulvorrichtung  ist besonders vorteilhaft, um in der Wechselphase das Abnehmen der  Vollspulen von der Spulspindel zu ermöglichen. Hierzu wird der Lagerblock  von dem Spannfutter entkoppelt und mittels der Führungselemente aus  dem Wechselbereich hin zu der zweiten Spulspindel in den Aufspulbereich  geführt, in welchem der Lagerblock mit dem Spannfutter der zweiten  Spulspindel gekuppelt wird. 



   Um eine synchrone Bewegung des Lagerblocks zur Drehbewegung des Spulrevolvers  zu ermöglichen, sind die Antriebe der Führungselemente mit einer  Steuereinrichtung verbunden. Die Steuereinrichtung wird in Abhängigkeit  von der Winkellage des Spulrevolvers, die mittels eines Sensors kontinuierlich  erfasst wird, die Antriebe steuern. 



   Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind  der Lagerblock und das Stützende des Spannfutters derart ausgeführt,  dass eine formschlüssige Kopplung zwischen dem Spannfutter und dem  Lagerblock entsteht. Dadurch ist während des Spulbetriebs die Spulspindel  im Wesentlichen schwingungsfrei und ohne unzulässige Auslenkung gelagert.  Hierzu weist der Lagerblock einen konzentrisch zu dem Spannfutter  ausgerichteten Zapfen auf. Der Zapfen ist drehbar im Lagerblock gelagert  und durch einen Aktor axial bewegbar. Das Stützende des Spannfutters  weist eine Zentrierung auf, in welcher der Zapfen zur Kopplung eingeführt  wird. 



   Es ist jedoch auch möglich gemäss der Weiterbildung nach Anspruch  10, den Zapfen drehbar am Stützende des Spannfutters zu lagern. Dabei  ist eine den Zapfen aufnehmende Zentrierung in dem Lagerblock enthalten.                                                       



   Um der mittleren Stützstelle des Spannfutters genügend Stabilität  zu geben, wird die Antriebswelle bevorzugt gemäss Anspruch 11 innerhalb  des Spannfutters in    einem hohlzylindrischen Lagerträger gelagert,  welcher Lagerträger auskragend fest mit dem Spindelträger verbunden  ist. 



   Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn zwischen dem hohlzylindrischen  Lagerträger und der Lagerung der Antriebswelle ein Dämpfungsmittel  angeordnet ist gemäss der bevorzugten Weiterbildung nach Anspruch  12. Durch eine derartige elastische Lagerung wird eine weitere Änderung  der kritischen Drehzahlen erreicht. 



   Die erfindungsgemässe Aufspulvorrichtung sowie ihre Vorteile sind  unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. 



   Es zeigen:      Fig. 1 schematisch eine Vorderansicht einer erfindungsgemässen  Aufspulvorrichtung;     Fig. 2 schematisch eine Seitenansicht der  Aufspulvorrichtung aus Fig. 1;     Fig. 3 schematisch einen Querschnitt  durch ein Ausführungsbeispiel einer Spulspindel;     Fig. 4 schematisch  einen Querschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Lagerblocks  mit gekoppeltem Spannfutter.  



   In Fig. 1 und 2 ist schematisch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen  Aufspulmaschine gezeigt. Die nachfolgende Beschreibung gilt für beide  Figuren, insoweit kein anderer Bezug genommen ist. 



   Die Aufspulvorrichtung weist ein Maschinengestell 1 auf. In dem Maschinengestell  1 ist ein bewegbarer Spindelträger 27 angeordnet. Der    Spindelträger  27 ist als drehbarer Spulrevolver (Fig. 2) ausgeführt, der mit einem  Lager 28 in dem Maschinengestell 1 gelagert ist. Der Spindelträger  27 ist mit einem Drehantrieb 6 verbunden und kann mittels des Drehantriebes  6 zur Drehbewegung in Pfeilrichtung 29 bewegt werden. An dem Spindelträger  27 sind zwei Spulspindeln 2 und 3 auskragend drehbar gelagert. Die  Spulspindel 2 weist ein drehbares Spannfutter 18 auf, auf welchem  mehrere Hülsen 14 hintereinander aufgespannt sind. Auf jeder der  Hülsen 14 wird jeweils eine Spule 8 gewickelt.

   Das Spannfutter 18  der Spulspindel 2 ist mit einer hier nicht dargestellten Antriebswelle  verbunden und wird mittels dem Spindelmotor 4 angetrieben, der in  axialer Verlängerung zur Spulspindel 2 am Spindelträger 27 angebracht  ist. Der Aufbau der Spulspindeln 2 und 3 wird nachfolgend noch näher  beschrieben. Das Spannfutter 18 der Spulspindel 2 weist an dem gelagerten  Ende der Spulspindel ein freies Lagerende auf. Konzentrisch um das  Lagerende 19 ist an dem Spindelträger 27 eine Lagereinrichtung 21  angebracht, die mit dem Spannfutter 18 zusammenwirkt. An dem gegenüberliegenden  Stützende 20 des Spannfutters 18 ist im Abstand gegenüber der Stirnseite  der Spulspindel 2 ein Lagerblock 22 angeordnet. Der Lagerblock 22  ist über einen Zapfen 23 formschlüssig mit dem Spannfutter 18 gekoppelt.

    Der Lagerblock 22 ist auf einem Schlitten 24 angebracht, der durch  Führungselemente in einer zur Drehebene des Spindelträgers 27 parallelen  Ebene geführt wird. Die Führungselemente sind eine Längsschiene 33  und mindestens eine Querschiene 34.1, 34.2, die orthogonal zueinander  in einer Ebene parallell zur Drehebene des Spindelträgers 27 angeordnet  sind. An der Längsschiene 33 ist der Schlitten 24 entlang einer Führungsbahn  innerhalb der Längsschiene 33 in eine Bewegungsrichtung führbar.  Der Schlitten 24 ist hierzu mit einem Antrieb 31 verbunden. Der Antrieb  könnte hierbei beispielsweise aus einem Elektromotor sowie einem  Zugmittel bestehen. Die Längsschiene 33 weist an ihren Enden jeweils  einen Gleitschuh 30.1 und 30.2 auf. Die Gleitschuhe werden an der  jeweiligen Querschiene 34.1, 34.2 geführt.

   Hierzu ist die Querschiene  durch eine obere Schiene 34.1 und eine untere Schiene 34.2 gebildet.  Die obere Querschiene ist am Changierträger 7 und die untere Querschiene  34.2 am Maschinengestell 1 in einer Ebene quer zu den Spulspindeln  2 und 3 befestigt. Der Gleitschuh 30.1 ist    in einer Führungsbahn  der oberen Querschiene 34.1 geführt. Der Gleitschuh 30.2 ist in einer  Führungsbahn der unteren Querschiene 34.2 geführt. Der Gleitschuh  30.1 ist mit einem Antrieb 32 verbunden. Der Antrieb 32 könnte hierbei  beispielsweise durch einen Elektromotor sowie ein Zugmittel gebildet  sein, so dass durch Aktivierung des Elektromotors der Gleitschuh  30.1 und damit die Längsschiene 33 in eine Bewegungsrichtung quer  zur Spulspindel bewegbar sind. Die Spulspindel 3 weist im auskragenden  Bereich ein drehbares Spannfutter 35 auf.

   Auf dem Spannfutter 35  sind mehrere Leerhülsen 13 hintereinander aufgespannt. Zum Lagerende  der Spulspindel 3 besitzt das Spannfutter 35 ein freies Lagerende  36. Um das Lagerende 36 ist eine Lagereinrichtung 26 an dem Spindelträger  27 angebracht. Die Lagereinrichtung 26 wirkt zur Abstützung des Spannfutters  35 am Lagerende 36. An dem gegenüberliegenden Stützende 37 des Spannfutters  35 ist stirnseitig an der Spulspindel 2 ein Zapfen 25 angeordnet.  Der Zapfen 25 ist in einer eingerückten Ruheposition innerhalb des  Spannfutters 35 gelagert. 



   Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Aufspulvorrichtung ist geeignet,  insgesamt sechs Spulen gleichzeitig zu wickeln. Die Anzahl der Wickelstellen  ist beispielhaft. Die Aufspulvorrichtung kann bis zu zehn Wickelstellen  aufweisen. Hierbei läuft in jeder Wickelstelle ein Faden 12 über  einen Kopffadenführer 11 zu einer Changiereinrichtung 10. Der Kopffadenführer  11 ist hierzu an einem Halter 16 befestigt. Der Halter 16 stützt  sich an einem Changierträger 7 ab. Der Changierträger 7 ist mit dem  Maschinengestell 1 fest verbunden. An dem Changierträger 7 sind die  Changiereinrichtungen 10 nebeneinander angeordnet. Im Fadenlauf unterhalb  der Changiereinrichtungen 10 ist eine Andrückwalze 9 angeordnet.  Die Andrückwalze 9 ist mit ihrer Achse 17 in einem Schwenkarm 15  gelagert.

   Der Schwenkarm 15 ist über ein hier nicht dargestelltes  Schwenklager mit dem Changierträger 7 verbunden. Die Andrückwalze  9 liegt auf der Spulenoberfläche der Spulen 8 mit einem vorbestimmten  Anpressdruck an. Während der Aufspulung wird der Spindelmotor 4 derart  geregelt, dass die    Umfangsgeschwindigkeit der Spulen 8 konstant  bleibt. Hierzu wird die Umfangsgeschwindigkeit der Andrückwalze 10  zur Regelung ständig erfasst. 



   Der Aufspulvorrichtung werden die Fäden 12 kontinuierlich zugeführt.  Hierbei durchläuft der Faden den Kopffadenführer 11 und gelangt zu  der Changier-einrichtung 10. Die Changiereinrichtung ist hierbei  als Flügelchangierung ausgeführt, bei welcher in zwei benachbarten  Ebenen Flügel mit entgegengesetztem Drehsinn rotierend angetrieben  sind. Der Faden 12 wird hierbei abwechselnd durch die Flügel innerhalb  eines Changierhubes hin- und hergeführt. An den jeweiligen Changierhubenden  erfolgt die Übergabe von einem Flügel einer Ebene zu einem anderen  Flügel der benachbarten Ebene. Der Faden umschlingt die Andrückwalze  teilweise und wird auf der Spule 8 abgelegt. Hierzu ist die Spulspindel  2 im Uhrzeigersinn angetrieben. 



   Das Prinzip zur Steuerung des Aufspulvorgangs ist bereits aus der  EP 0 374 536 (Bag. 1670) bekannt, und es wird insoweit auf diese  Druckschrift in dieser Beschreibung Bezug genommen. Hierbei wird  während des Aufspulbetriebes der Spindelträger 27 von den über die  Auslenkung der Andrückwalze 9 gesteuerte Drehantrieb 6 entsprechend  dem während der Spulreise wachsenden Durchmesser der Spule 8 im Aufspulbereich  weitergedreht. Hierzu wird die Lage des Spindelträgers oder die Position  der Andrückwalze 10 mittels eines Sensors - beispielsweise eines  Winkelgebers - erfasst und einer Steuereinrichtung 41 aufgegeben.  Die Steuereinrichtung 41 ist mit dem Drehantrieb 6 verbunden. 



   Die Steuereinrichtung 41 ist gleichzeitig mit den Antrieben 31 und  32 verbunden, so dass der Schlitten 24 synchron mit dem Spindelträger  27 bewegt wird. Hierzu wird der Schlitten 24 mit dem Lagerblock 22  durch den Antrieb 31 in die Bewegungsrichtung X, die mit einem Pfeil  in Fig. 2 gekennzeichnet ist, entlang der Längsschiene 33 bewegt.  Die Bewegung in die markierte Bewegungsrichtung Y wird durch den  Antrieb 32 bewirkt, der die Gleitschuhe 30.1 und 30.2 mit der Längsschiene  33 entlang der jeweiligen Querschiene 34.1, 34.2 führt. Durch gleichzeitige    Ansteuerung der Antriebe 31 und 32 können der Schlitten 24 und  der Lagerblock 22 jeden beliebigen Koordinatenpunkt X, Y anfahren  und somit der Drehbewegung des Spindelträgers 27 folgen. Das Spannfutter  18 der Spulspindel 2 wird während der gesamten Spulreise am Stützende  20 und am Lagerende 19 abgestützt. 



   Nachdem die Spulen 8 fertig gewickelt sind, wird die Spulspindel  2 durch den Spindelträger 27 in einen Wechselbereich verschwenkt.  Gleichzeitig wird die zweite Spulspindel 3 in den Aufspulbereich  verschwenkt. Bei diesem Vorgang wird der Zapfen 23 durch einen Aktor  axial verschoben, so dass der Lagerblock 22 und das Spannfutter 18  entkoppelt sind. Anschliessend werden die Antriebe 31 und 32 von  der Steuereinrichtung 41 derart angesteuert, dass der Schlitten gegenüberliegend  zur Stirnseite der zweiten Spulspindel 3 bewegt wird. Sobald der  Lagerblock 22 in eine zum Einkuppeln an das Spannfutter 35 der Spulspindel  3 geeigneten Position gelangt ist, wird der Zapfen 25 durch einen  Aktor axial verschoben, so dass eine formschlüssige Verbindung zwischen  dem Lagerblock 22 und dem Spannfutter 35 entsteht.

   In dieser Phase  ist die Fadenübergabe bereits erfolgt, so dass neue Spulen gewickelt  werden können. 



   In Fig. 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Spulspindel gezeigt,  wie sie beispielsweise in der Aufspulmaschine aus Fig. 1 und 2 einsetzbar  wäre. Die Spulspindel ist auskragend an dem Spindelträger 27 angebracht.  Die auskragende Länge der Spulspindel ist durch mehrere Bruchlinien  unterbrochen und somit nicht komplett dargestellt. Hierzu weist die  Spulspindel einen Lagerträger 38 auf, der auskragend an dem Spindelträger  27 befestigt ist. Der Lagerträger 38 ist zur Aufnahme und Lagerung  einer Antriebswelle 42 hohlzylindrisch ausgebildet. Die Antriebswelle  42 durchdringt den Lagerträger 38. 



   An dem auskragenden Ende des Lagerträgers 38 ist die Antriebswelle  42 in den Lagern 39 drehbar gelagert. Hierzu weist der Lagerträger  38 am auskragenden Ende eine den Innendurchmesser des Lagerträgers  38 vergrössernde Eindrehung    57 auf. In der Eindrehung 57 ist eine  Buchse 40 zur Aufnahme der Lager 39 mit dem Lagerträger 38 verbunden.  Zwischen dem Lagerträger 38 und der Buchse ist ein die Buchse 40  radial umschliessendes Dämpfungsmittel 141 vorgesehen. Das Dämpfungsmittel  141 verhindert bzw. verringert die Übertragung von Schwingungen in  radiale Richtung. 



   Die Antriebswelle 42 ist am gegenüberliegenden Ende mit einem hier  nicht dargestellten Spindelmotor verbunden. An dem Antriebsende ist  die Antriebswelle 42 durch das Lager 53 gelagert. 



   An einem über den Lagerträger 38 hinausstehenden freien Ende der  Antriebswelle ist ein Spannfutter 18 durch einen Steg 43 mit der  Antriebswelle 42 verbunden. An dem freien Ende der Antriebswelle  42 ist der Steg 43 auf einen Ansatz 45 der Antriebswelle 42 gesteckt  und über ein Befestigungsmittel 46 verspannt. Der Steg ist mit einem  Mantel 44 des Spannfutters 18 fest verbunden, wobei der Steg 43 sich  in radialer Richtung über den Lagerträger 38 hinaus erstreckt, so  dass der Mantel 44 den Lagerträger 38 topfförmig bis kurz vor dem  Spindelträger 27 überdeckt. An dem gegenüberliegenden Ende ragt der  Mantel 44 in axialer Verlängerung des Lagerträgers 38 hinaus bis  zu einem Stützende 20. Zwischen dem Stützende 20 und dem Lagerende  19 des Spannfutters 18 sind an dem Mantel 44 mehrere hintereinander  liegende Hülsen 14 aufgespannt.

   Hierzu weist das Spannfutter 18 mehrere  Spannmittel im Mantel 44 auf (hier nicht dargestellt). 



   Am Stützende 20 des Spannfutters 18 ist gegen-überliegend zur Stirnseite  der Spulspindel ein Lagerblock 22 an einem Schlitten 24 - wie in  Fig. 1 und 2 dargestellt - befestigt. Der Schlitten 24 wird beispielsweise,  wie zuvor in Fig. 1 und 2 beschrieben, durch Führungselemente in  einer sich parallel zum Spindelträger erstreckende Bewegungsebene  geführt. In dem Lagerblock 22 ist ein Zapfen 23 drehbar in den Lagern  54 gelagert. Der Zapfen 23 besitzt ein aus dem Lagerblock 22 hervorstehendes  Ende, das durch axiale Verschiebung des Zapfens 23 mit einer Zentrierung  48 am Stützende 20 des Spannfutters 18 formschlüssig eingreift. Die    Zentrierung 48 ist in einem Adapter 47 eingelassen, der am Stützende  20 innerhalb des Mantels 44 angeordnet ist. Mit dem gegenüberliegenden  im 23 Lagerblock 22 gelagerten Ende ist der Zapfen 23 mit einem Aktor  56 gekoppelt.

   Durch den Aktor 56 lässt sich der Zapfen 23 in axiale  Richtung zum Ankoppeln einer Spulspindel hin- und herverschieben.                                                              



   An dem Lagerende der Spulspindel ist konzentrisch zur Spulspindel  an dem Spindelträger 27 eine Lagereinrichtung 21 angebracht. Die  Lagereinrichtung 21 ist als ein radiales Magnetlager ausgebildet.  Hierzu ist ein am Lagerende 20 mit dem Spannfutter 18 verbundener  ringförmiger Permanentmagnet 49 am Mantel 44 befestigt. In einem  Lagerspalt 50 radial gegenüberliegend ist ein zweiter ringförmiger  Magnet 51 an einem Halter 52 befestigt. Der Halter 52 ist mit dem  Spindelträger 27 fest verbunden. Das Magnetlager kann als elektrisch  passive, elektrisch aktive oder als permanentmagnetische Lagerung  ausgeführt sein. Je nach Ausführung des Magnetlagers ist der Magnet  51 als Elektromagnet oder als Permamentmagnet ausgebildet.

   Die permanentmagnetische  Lagerung ist aufgrund ihrer grossen Funktionssicherheit besonders  von Vorteil, die während der gesamten Lebensdauer eines Permanentmagneten  gewährleistet ist. Dabei kann das permanentmagnetische Radiallager  aus zwei sich gegenpolig gegenüberstehenden ringförmigen Permanentmagneten  bestehen, wobei der ortsfeste Magnet 51 an dem Halter und der rotierende  Magnet 49 am Mantel 44 des Spannfutters 18 befestigt ist. Die Abstützkraft  ist dabei abhängig von der Weite des Lagerspaltes zwischen den zwei  Magneten. Je kleiner der Lagerspalt ausgeführt ist, umso grösser  sind die zu übertragenden Stützkräfte. 



   Bei der in Fig. 3 dargestellten Spulspindel wird das Spannfutter  18 durch die Antriebswelle 42 derart angetrieben, dass die auf dem  Mantel 44 befestigten Hülsen 14 rotieren und einen zulaufenden Faden  aufwickeln. Zur Stabilisierung der weit auskragenden Spulspindel,  die eine freie Länge von bis zu 1.500 mm aufweisen kann, ist das  Spannfutter 18 jeweils an den Enden 19 und 20 sowie im mittleren  Bereich abgestützt. Damit wird die Schwingungsneigung des    Spannfutters  18 in wesentlichem Masse beeinflusst, so dass in dem Drehzahlbereich  der Spulspindel keine Probleme durch biegekritische Drehzahlen entstehen.  Ein weiterer Vorteil der Abstützung des Spannfutters liegt darin,  dass eine am Umfang der zu wickelnden Spulen anliegende Andrückwalze  eine gleichmässige Parallelität zu dem Spannfutter erhält und somit  an jeder Spule gleiche Anpressbedingungen vorliegen.

   Ein Absenken  am freien Ende der Spulspindel tritt nicht auf. 



   In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Lagerblocks  mit angekoppelter Spulspindel gezeigt. Die Spulspindel ist mit ihrem  Stützende 20 und dem stirnseitig gegenüberliegenden Lagerblock 22  schematisch im Querschnitt dargestellt. Das lagerseitige Ende sowie  die Befestigung des Spannfutters sind identisch zu der Spulspindel  aus Fig. 3. Insoweit wird auf die vorhergehende Beschreibung zu Fig.  3 Bezug genommen. 



   Am Ende ist im Mantel 44 des Spannfutters 18 eine Buchse 59 über  mehrere elastische Lagerelemente 60 drehfest mit dem Mantel 44 verbunden.  Die Buchse 59 weist im Zentrum eine Lagerbohrung 61 auf. In der Lagerbohrung  61 ist ein Zapfen 23 in den Lagern 62 drehbar gelagert. Hierbei ragt  ein Ende des Zapfens 23 aus der Stirnseite der Spulspindel heraus.  Mit diesem Ende ragt der Zapfen 23 in eine Zentrierung 63 im Lagerblock  22 hinein. Am gegenüberliegenden Ende weist der Zapfen 23 ein Bund  58 auf. Auch dieses im Innern des Spannfutters liegende Ende des  Zapfens 23 liegt ausserhalb der Buchse 59. Zwischen dem Bund 58 und  der Buchse 59 ist konzentrisch am Umfang des Zapfens eine Druckfeder  64 angeordnet. Die Druckfeder 64 übt somit eine in Axialrichtung  zum Lagerende der Spulspindel 2 gerichtete Federkraft auf den Zapfen  23 aus.

   Innerhalb des Spannfutters 18 wirkt ein Aktor 65 auf den  Zapfen 23 derart ein, dass der Zapfen 23 gegen die Federkraft in  Richtung Stützende zum Ankoppeln an einem der Spulspindel stirnseitig  gegenüberstehenden Lagerblock verschoben wird. Der Aktor 65 ist als  ein Elektromagnet ausgebildet, der eine axiale Verschiebung des Zapfens  23 gegen die Federkraft der Druckfeder 64 bewirkt. Der Aktor 65 könnte    beispielhaft auch als Kolbenzylindereinheit ausgebildet sein,  die nur zum Ausfahren des Zapfens 23 mit einem Druckmedium beaufschlagt  wird. Zum Entkoppeln würde die Kolbenzylindereinheit entlastet, so  dass durch die Druckfeder 64 der Zapfen 23 in seine Lage axial in  Richtung Lagerende verschoben wird und die Verbindung zwischen der  Spulspindel und dem Lagerblock gelöst wird. 



   Die Zentrierung 63 im Lagerblock 22 wird durch eine elastische Buchse  66 gebildet, die in eine stirnseitige Bohrung des Lagerblocks 22  eingelassen ist. 



   Die in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ausgebildeten  Stützlagerstellen der Spulspindel sind beispielhaft. Wesentlich hierbei  ist die Abstützung bzw. Lagerung des Spannfutters an drei Positionen,  die im Abstand zueinander angeordnet sind. Damit können auch sehr  lang auskragende Spulspindeln über einen weiten Drehzahlbereich sicher  zum Aufwickeln mehrerer Fäden betrieben werden.

Claims (12)

1. Aufspulvorrichtung zum Aufwickeln mehrerer kontinuierlich zulaufender Fäden (12) zu jeweils einer Spule (8) auf jeweils einer Hülse (14) mit einer an einem Spindelträger (27) auskragend angebrachten Spulspindel (2), die eine an dem Spindelträger (27) gelagerte Antriebswelle (42) und eines durch die Antriebswelle (42) drehbar angetriebenes Spannfutter (18) zur Aufnahme der Hülsen (14) aufweist, wobei das Spannfutter (18) mit einem als Lagerende ausgebildeten hohlzylindrischen Ende (19) im Wesentlichen konzentrisch um die Antriebswelle (42) angeordnet ist, wobei das Spannfutter (18) mit dem als Stützende ausgebildeten gegenüberliegenden Ende (20) mit einem dem Stützende (20) gegenüberliegenden Lagerblock (22) während des Aufwickeln der Fäden (12) kuppelbar ist und wobei das Spannfutter (18) und die Antriebswelle (42)

in einer Position zwischen dem Lagerende (19) des Spannfutters (18) und dem Stützende (20) des Spannfutters (18) drehfest miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lagereinrichtung (21) zur Abstützung des Lagerendes des Spannfutters (18) am Spindelträger (27) angeordnet ist und im Bereich des Lagerendes (19) des Spannfutters (18) mit dem Spannfutter (18) zusammenwirkt.

2. Aufspulvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinrichtung (21) im Wesentlichen konzentrisch um den Mantel (44) des Spannfutters (18) herum angeordnet ist.

3.

Aufspulvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinrichtung (21) als eine berührungslose magnetische Radiallagerung (49, 50, 51) ausgebildet ist, die einerseits an dem Spindelträger (27) und andererseits an dem Mantel (44) des Spannfutters (18) befestigt ist.

4. Aufspulvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Radiallager zumindest einen Permanentmagneten (49/51) oder einen Elektromagneten aufweist.

5.

Aufspulvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Spindelträger (27) als ein Spulrevolver ausgeführt ist, an welchem um ca. 180 DEG versetzt zur Spulspindel (2) aussermittig eine zweite Spulspindel (3) und eine zweite Lagereinrichtung (26) angeordnet sind, wobei durch Drehung des Spulrevolvers (27) die Spulspindeln (2, 3) abwechselnd in einen Aufspulbereich und eine Wechselbereich verschwenkt werden und wobei die Kopplung zwischen den jeweiligen Stützenden der Spannfutter (18, 35) mit dem Lagerblock (22) abwechselnd erfolgt.

6.

Aufspulvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerblock (22) an einem beweglichen Schlitten (24) angeordnet ist, welcher Schlitten (24) mittels Führungselementen (33, 34.1, 34.2) und Antrieben (31, 32) in einer Ebene parallel zu der Drehebene des Spulrevolvers (27) bewegbar ist.

7.

Aufspulvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente eine Längsschiene (33) und zumindest eine orthogonal zur Längsschiene (33) ausgerichtete Querschiene (34.1, 34.2) aufweisen dass die Längsschiene (33) mittels eines Gleitschuhs (30.1, 30.2) entlang der jeweiligen Querschiene (34.1, 34.2) in eine Y-Bewegungsrichtung der Ebene bewegbar ist, dass der Schlitten (24) an der Längsschiene (33) in eine X-Bewegungsrichtung der Ebene führbar ist und dass jeder Bewegungsrichtung (X, Y) ein separater genannter Antrieb (31, 32) zugeordnet ist.

8. Aufspulvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ansteuerung der Antriebe (31, 32) eine Steuereinrichtung (41) vorgesehen ist und dass die Steuereinrichtung (41) mit einem Sensor verbunden ist, welcher Sensor die Stellung des Spulrevolvers erfasst.

9.

Aufspulvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerblock (22) einen konzentrisch zu dem jeweiligen Spannfutter (18, 35) ausgerichteten Zapfen (23, 25) aufweist, welcher im Lagerblock (22) drehbar gelagert ist und welcher durch einen Aktor (56) axial bewegbar und in eine Zentrierung (48) am Stützende (20) des jeweiligen Spannfutters (18, 35) kuppelbar ist.

10. Aufspulvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerblock (22) gegenüberliegend zum Stützende (20) des jeweiligen Spannfutters (18, 35) eine Zentrierung (63) aufweist, in welcher ein im jeweiligen Spannfutter (18, 35) drehbar gelagerter Zapfen (23, 25) durch einen Aktor (65) kuppelbar ist.

11.

Aufspulvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mit dem jeweiligen Spannfutter (18, 35) verbundene Ende der Antriebswelle (42) innerhalb des jeweiligen Spannfutters - vorzugsweise im mittleren Bereich des jeweiligen Spannfutters (18, 35) - in einem hohlzylindrischen Lagerträger (38) gelagert ist, welcher Lagerträger (38) auskragend fest mit dem Spindelträger (27) verbunden ist.

12. Aufspulvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem hohlzylindrischen Lagerträger (38) und der Lagerung der Antriebswelle (42) ein Dämpfungsmittel (141) vorgesehen ist.