DE10128077A1

DE10128077A1 - Vorrichtung zur Führung, Behandlung oder Aufnahme eines laufenden Fadens und Verfahren zur Beeinflussung von Schwingungen in einer derartigen Vorrichtung

Info

Publication number: DE10128077A1
Application number: DE2001128077
Authority: DE
Inventors: Mathias Stuendl
Original assignee: Neumag GmbH and Co KG
Current assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 2001-06-09
Filing date: 2001-06-09
Publication date: 2002-12-12
Also published as: CH695733A5

Abstract

Es ist eine Vorrichtung zur Führung, Behandlung oder Aufnahme eines laufenden Fadens mit einem langgestreckten zylinderförmigen Rotationskörper sowie ein Verfahren zur Beeinflussung der Schwingungen in einer derartigen Vorrichtung beschrieben. Hierbei wird erfindungsgemäß eine an dem Rotationskörper angebrachte Ausgleichsmasse während des Betriebes des Rotationskörpers zur Beeinflussung der Eigenfrequenz des Rotationskörpers verändert. Zur Veränderung der Ausgleichsmasse ist eine Ausgleichseinrichtung an dem Rotationskörper ausgebildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Führung, Behandlung oder Aufnahme eines laufenden Fadens mit einem langgestreckten zylinderförmigen Rotations körper gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Beein flussung von Schwingungen in einer derartigen Vorrichtung gemäß dem Oberbe griff des Anspruchs 12.

In Spinnanlagen oder Textilmaschinen werden derartige Vorrichtungen in unter schiedlicher Art und Form eingesetzt, um einen oder mehrere Fäden zu führen, zu behandeln oder aufzunehmen. So werden derartige Vorrichtungen als Galetten eingesetzt, die zum Fördern, Verstrecken oder Erwärmen von Fäden verwendet werden. Ebenso sind Vorrichtungen bekannt, die beim Aufwickeln eines Fadens als Andrückwalze den Faden zu einer Spulenoberfläche führen. Es sind jedoch auch Vorrichtungen bekannt, welche in Aufspulmaschinen als Spulenhalter eine Vielzahl von Fäden zu jeweils einer Spule aufwickeln. Alle genannten Vorrich tungen haben gemein, daß ein langgestreckter zylinderförmiger Rotationskörper verwendet wird, um den Faden oder die Fäden zu führen, zu behandeln oder auf zunehmen. Der langgestreckte zylinderförmige Rotationskörper kann hierbei ein seitig oder an beiden Seiten drehbar gelagert sein, so daß dieser rotierend antrieb bar ist. Zur Realisierung hoher Fadenlaufgeschwindigkeiten von mehr als 6.000 m/min muß beispielsweise ein Spulenhalter je nach Durchmesser der Spulen von Anfang bis Ende der Aufwicklung zu einer Spule einen Drehzahlbereich von ca. 2.000 U/min bis 30.000 U/min durchlaufen. Hierbei müssen insbesondere Maße, die kritischen Drehzahlen, die eine ungedämpfte Schwingung des Rotationskör pers verursachen, vermieden werden, um die einseitige Lagerung des Rotations körpers nicht zu zerstören. Eine kritische Drehzahl liegt vor, wenn die Erregerfre quenz mit der Eigenfrequenz des Rotationskörpers zusammenfällt. Die Eigenfre quenzen sind von den geometrischen und materialtechnischen Gegebenheiten (E- Modul) den Lagersteifigkeiten und den Massen des Systems abhängig. Die resul tierenden Amplituden sind von der Erregerfrequenz den Eigenfrequenzen des Sy stems, den Unwuchtmassen und der Dämpfung des Systems abhängig.

Zur Beeinflussung der Schwingungen ist beispielsweise aus der EP 0 234 844 eine Vorrichtung bekannt, bei welcher der Rotationskörper mehrere Ausgleichmassen aufweist, um die Unwuchtmassen und damit die resultierenden Schwingungsam plituden zu reduzieren. Hierzu ist eine sehr langwierige und kostspielige Aus wuchtung nötig, um die erforderliche Auswuchtgüte zu erreichen. Wenn während des Lebenszyklus einer Vorrichtung neue Unwuchten an dem Rotationskörper entstehen, kann unter Umständen eine neue Auswuchtung nötig werden. Als Bei spiel sind wartungsbedingte Demontagen und anschließende Montagen zu nen nen, bei denen erneute Unwuchten erzeugt werden könnten.

Aus der DE 42 40 920 A1 ist eine weitere Vorrichtung bekannt, bei welcher die auftretenden Schwingungen durch den Einsatz von einem Dämpfer gedämpft werden. Zur Dämpfung ist in dem Maschinengestell der Vorrichtung ein Vibrati onsabsorber angeordnet. Derartige Vibrationsabsorber zeigen nur in einem relativ eingeengten Frequenzbereich ein optimales Dämpfungsverhalten. Damit ist je doch nicht möglich, die Schwingungen über einen gesamten Drehzahlbereich aus reichend zu dämpfen. Im Gegenteil werden die Bereiche der kritischen Drehzah len nur frequenzmäßig verschoben. Zum anderen ist hierbei ein hoher technischer Aufwand erforderlich, um die erforderlichen Dämpfungswerte insbesondere bei Betrieb der Vorrichtung im Bereich der Eigenfrequenzen zu erreichen. Zudem wird hier mechanische Energie in thermische Energie durch Reibung umgewan delt, die zu weiteren Nachteilen führen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung mit einem langge streckten zylinderförmigen Rotationskörper sowie ein Verfahren zur Beeinflus sung von Schwingungen in einer derartigen Vorrichtung zu schaffen, bei welcher bzw. durch welchen ein Betrieb des Rotationskörpers im Bereich seiner Eigenfre quenzen vermieden wird, ohne den Betriebsdrehzahlbereich zu verändern.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 12 gelöst.

Die Erfindung beschreitet einen gegenüber den bekannten Vorrichtungen gänzlich neuen Lösungsweg. Hierbei werden nicht die resultierenden Schwingungen ge dämpft bzw. die Unwuchten reduziert, sondern es wird verhindert, daß der Rotati onskörper im Bereich der Eigenfrequenzen betrieben wird. Hierzu wird die Be schaffenheit einer an dem Rotationskörper angebrachten Ausgleichsmasse derart verändert, daß eine Erhöhung oder eine Absenkung der Eigenfrequenz des Rotati onskörpers auftritt. Durch derartige Frequenzverschiebung der Eigenfrequenz kann das Auftreten kritischer Drehzahlen innerhalb des Betriebsdrehzahlbereichs vorteilhaft vermieden werden. Hierzu ist eine Ausgleichseinrichtung an dem Ro tationskörper ausgebildet, die die Änderung der Ausgleichsmasse zum Zwecke der Beeinflussung der Eigenfrequenz des Rotationskörpers verändert.

Zur Änderung der Ausgleichsmasse sind grundsätzlich zwei Varianten möglich. Bei einer ersten Variante wird die Lage der Ausgleichsmasse vorzugsweise in Längsrichtung des Rotationskörpers verändert. Damit läßt sich die Ausgleichs masse in beliebiger Lage am Rotationskörper positionieren, so daß eine optimale Beeinflussung der Eigenfrequenz gewährleistet ist.

Die Ausgleichseinrichtung wird hierbei vorteilhaft durch eine Linearführung, in welcher die Ausgleichsmasse beweglich führbar ist, und einen Bewegungsaktor zum Bewegen und Festsetzen der Ausgleichsmasse gebildet. Diese Ausbildung ist insbesondere für lang auskragende Rotationskörper wie beispielsweise Spulen halter oder Andrückwalzen vorteilhaft.

Die Linearführung könnte hierbei durch einen innerhalb des Rotationskörpers angeordneten Zylinder gebildet sein. In dem Zylinder ist die als Kolben ausgebil dete Ausgleichsmasse beweglich angeordnet. Zum Bewegen und Festsetzen des Kolbens wird der Bewegungsaktor dabei durch eine Pneumatikeinheit gebildet, die mittels Leitungen mit zumindest einem Ende des Zylinders verbunden ist. Somit kann jede beliebige Position innerhalb des Zylinders von dem Kolben bzw. der Ausgleichsmasse eingenommen werden. Die Pneumatikeinheit befindet sich außerhalb des Rotationskörpers.

Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung weist der Kolben einen elasti schen Mantel auf, welcher durch wechselnde Belastung des Kolbens einen mini malen Durchmesser oder einen maximalen Durchmesser bildet. Dabei ist der ma ximale Durchmesser derart bemessen, daß der Kolben innerhalb des Zylinders fixiert ist.

Bei einer zweiten grundsätzlichen Variante zur Beeinflussung der Ausgleichs masse wird vorgeschlagen, das Gewicht der Ausgleichsmasse an dem Rotations körper zu verändern. Durch die Erhöhung oder die Absenkung des Gewichtes der Ausgleichsmasse am Rotationskörper läßt sich die Eigenfrequenz des Rotations körpers in gewünschter Weise vorteilhaft beeinflussen.

Eine besonders einfache Ausführung bildet hierbei die vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 7. Dabei ist die Ausgleichseinrichtung durch ei nen Speicher, in welchem die als ein Fluid ausgebildete Ausgleichsmasse auf nehmbar ist und durch ein Ablaßaktor zur Förderung des Fluids gebildet. Je nach gewünschten Zustand der Ausgleichsmasse wird durch den Ablaßaktor Fluid in den Speicher gefördert oder eine bestimmte Menge des Fluids aus dem Speicher herausgefördert.

Um eine feste Einspannung der Fluidmenge zu ermöglichen, ist die erfindungs gemäße Vorrichtung vorteilhaft nach den Merkmalen des Anspruchs 8 ausgebil det. Hierbei wird der Speicher durch eine Druckkammer innerhalb des Rotations körpers gebildet. Die Druckkammer enthält einen beweglich geführten Druckring, der die Druckkammer gegenüber einem Fluideinlaß abdichtet. Der Fluideinlaß ist mit dem außerhalb des Rotationskörpers angeordneten Ablaßaktor verbunden. Somit wird bei Förderung des Fluids der Druckring innerhalb der Druckkammer gegenüber einem Luft- oder Gaspolster verschoben.

Der Ablaßaktor wird vorteilhaft durch einen teilweise mit einem Fluid gefüllten Behälter und einer steuerbaren Druckquelle gebildet. Durch einen Überdruck im Behälter läßt sich eine bestimmte Fluidmenge vorteilhaft in die Druckkammer fördern. Hierbei kann der Überdruck innerhalb des Behälters unmittelbar in der Flüssigkeit oder durch ein Luft- oder Gaspolster innerhalb des Behälters erreicht werden.

Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, die beiden Varianten zu ver knüpfen, so daß die Ausgleichsmasse in Lage und Gewicht änderbar ist.

Zur Gewährleistung, daß während des gesamten Drehzahlbereichs kein kritischer Zustand erreicht wird, wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfin dung die Schwingung des Rotationskörpers durch einen Schwingungssensor ge messen. Dabei sind der Schwingungssensor und die Ausgleichseinrichtung zur Veränderung der Ausgleichsmasse über eine Steuereinheit gekoppelt. Somit las sen sich gezielte Veränderungen rechtzeitig ohne größere Verzögerung an dem Rotationskörper einleiten.

Zur Beeinflussung der Eigenfrequenzen höherer Ordnung ist die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 11 besonders vorteilhaft. Hierbei können mehrere Ausgleichsmassen gleichzeitig an dem Rotationskörper verändert werden, so daß höhere Schwingungsformen vorteilhaft in nicht kritische Bereiche verschoben werden können.

Einige Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie das er findungsgemäße Verfahren sind unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 und 2 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 3 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsge mäßen Vorrichtung;

Fig. 4 schematisch zwei Eigenschwingungsformen eines zweiseitig gela gerten Rotationskörpers;

Fig. 5 schematisch eine Eigenschwingungsform eines einseitig gelagerten Rotationskörpers.

In Fig. 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vor richtung schematisch dargestellt. Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht in Längsrichtung, wobei nur die für die Erfindung wesentlichen Bestandteile der Vorrichtung ge zeigt sind. In Fig. 2 ist eine Detailansicht des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 gezeigt. Die nachfolgende Beschreibung gilt für beide Fig. 1 und 2, insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren genommen ist.

Das Ausführungsbeispiel der Vorrichtung weist einen lang auskragenden zylin derförmigen Rotationskörper 1 auf. Der Rotationskörper 1 ist an einem Ende mit einem Träger 24 durch die Lager 25 drehbar gelagert. Derartige Vorrichtungen werden als Galetten oder Überlaufrollen zur Führung und Förderung von Fäden eingesetzt. Dabei könnte der Rotationskörper 1 mit einem elektrischen Antrieb (hier nicht dargestellt) angetrieben werden. Es ist jedoch auch möglich, daß der Rotationskörper 1 durch Friktion zur Drehung angetrieben wird.

Im Innern des Rotationskörpers 1 ist eine Ausgleichsmasse 2 angeordnet, die mittels einer Ausgleichseinrichtung 3 in Längsrichtung des Rotationskörpers 1 verstellbar ist. Hierzu wird die Ausgleichsmasse 2 in einer Linearführung 4 ge führt. Die Linearführung ist als ein Zylinder 7 ausgebildet, der sich im wesentli chen über die gesamte Länge des Rotationskörpers 1 erstreckt. Im Innern des Zy linders 7 wird die als Kolben 6 ausgebildete Ausgleichsmasse geführt. An dem zum Lagerende hingewandten Ende des Zylinders 7 ist eine Öffnung 12 vorgese hen, die über einen Kanal 11 und eine Leitung 10.1 mit einer Pneumatikeinheit 5 verbunden ist. An dem gegenüberliegenden Ende des Zylinders 7 ist eine Öffnung 15 ausgebildet, die über die Ringkammer 14, über ein Nutensystem 13, das zwi schen dem Zylinder 7 und dem Mantel 8 des Rotationskörpers 1 ausgebildet ist und einen Kanal 42, mit der Leitung 10.2 und der Pneumatikeinheit 5 verbunden. Hierzu ist im Träger 24 eine Drehdurchführung 43 zwischen der Leitung 10.2 und dem Kanal 42 am Lagerende des Rotationskörpers 1 ausgebildet. Die Pneumati keinheit 5, die den Bewegungsaktor zur Lageveränderung der Ausgleichsmasse 2 darstellt, ist über die Steuereinheit 23 mit einem am Lagerende des Rotationskör pers 1 vorgesehenen Schwingungssensor 22 gekoppelt.

Der in dem Zylinder 7 geführt Kolben 6, der die Ausgleichsmasse 2 bildet, ist in Fig. 2 näher dargestellt. Hierbei zeigt Fig. 2.1 den Kolben 6 in einem nicht fixier ten Zustand und die Fig. 2.2 in einem fixierten Zustand innerhalb des Zylinders 7.

Der Kolben 6 weist an den Stirnseiten jeweils eine Gleitplatte 16.1 und 16.2 auf, die dichtend in dem Zylinder 7 geführt sind. Zwischen den Gleitplatten 16 ist eine Druckfeder 17 eingespannt. Dabei werden die Gleitplatten 16.1 und 16.2 durch einen elastischen Mantel zusammengehalten. Der durch den Mantel 18 und die Gleitplatten 16.1 und 16.2 definierte Innenraum ist mit einem Fluid 19 gefüllt.

Während des Betriebes des Rotationskörpers 1 wird der Kolben 6 zunächst in ei ner vorgewählten Position innerhalb des Zylinders 7 fixiert, wie in Fig. 2.2 darge stellt. Hierzu wird über die Pneumatikeinheit 5 in dem Zylinder 7 auf dem zum Lagerende hingewandten Ende des Kolbens ein Überdruck p₁ und auf der gegen überliegenden Seite des Kolbens 6 ein Innendruck p₂ erzeugt. Dabei werden die Überdrücke p₁ und p₂ derart eingestellt, daß die aus der Druckdifferenz resultie rende Kraft größer als die von der Druckfeder ausgeübte Kraft ist. Somit werden die Gleitplatten 16.1 und 16.2 gegeneinander gedrückt, so daß das eingespannte Fluid 19 dem Mantel 18 aus einem minimalen Durchmesser in einen maximalen Durchmesser überführt. Dabei wird der elastische Mantel an die Innenwand des Zylinders 7 gedrück. Der Kolben 6 ist fest mit dem Zylinder 7 verbunden. Es ist keine Relativbewegung möglich, so daß die Masse des Kolbens 6 schwingungs technisch voll wirksam wird.

Während des Betriebes des Rotationskörpers 1 werden die Signale des Schwin gungssensors 22 durch die Steuereinheit 23 empfangen und bewertet. Für den Fall, daß eine Erregerfrequenz festgestellt wird, die in die Nähe einer Eigenfre genz gelangt, wird über die Steuereinheit 23 die Pneumatikeinheit 5 aktiviert. Die Druckdifferenz zwischen den Überdrücken p₁ und p₂ wird verändert, so daß zu nächst die Gleitplatten 16.1 und 16.2 durch die Druckfeder 7 in ihre Ausgangslage zurückgedrückt werden. Nun läßt sich durch Erhöhung des Überdruckes p₁ der Kolben 6 innerhalb des Zylinders 7 in Richtung zum freien Ende des Rotations körpers 1 hin verschieben, wie in Fig. 2.1 dargestellt. So könnte beispielsweise der Kolben 6 sich an dem Anschlag 20 befinden. Dabei ist der Überdruck p₁ < p₂. Die aus der Druckdifferenz resultierende Kraft, die auf den Kolben 6 einwirkt, ist größer als die Federkraft, so daß der Kolben 6 an dem Anschlag 20 innerhalb des Zylinders 7 fixiert ist. Hieraus resultiert eine bestimmte Eigenfrequenz des Rota tionskörpers. Wenn die Erregungsfrequenz sich der Eigenfrequenz des Rotations körpers 1 nähert, was durch den Schwingungssensor 22 der Steuereinheit 23 si gnalisiert wird, erfolgt eine Veränderung der Druckeinstellung in dem Zylinder 7 derart, daß der Druck p₁ < p₂ eingestellt wird. Dabei ist die aus der Druckdifferenz resultierende Kraft kleiner als die Federkraft, so daß der Kolben, wie in Fig. 2.1 dargestellt, sich im entspannten Zustand befindet. Der Kolben 6 wird an den An schlag 21 auf der gegenüberliegenden Seite des Zylinders 7 verschoben. Sobald der Kolben 6 den Anschlag 21 erreicht hat, was beispielsweise über einen Kon taktsensor der Steuereinheit übermittelt wird, erfolgt eine Änderung der Druckdif ferenz derart, daß der Kolben in dem Zylinder 7 festgesetzt wird. Damit weist der Rotationskörper 1 eine veränderte Eigenfrequenz auf.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrich tung schematisch dargestellt, wobei die für die Erfindung wesentlichen Bestand teile in einer Schnittdarstellung gezeigt sind. In Fig. 3.1 ist die Vorrichtung in einem Zustand gezeigt, bei welchem der Rotationskörper eine minimale Aus gleichsmasse aufweist. In Fig. 3.2 ist dagegen der Zustand mit maximaler Aus gleichsmasse dargestellt. Die nachfolgende Beschreibung gilt für beide Fig. 3.1 und 3.2.

Das Ausführungsbeispiel der Vorrichtung besitzt einen lang auskragenden Rotati onskörper 1, der in dem Träger 24 gelagert ist. Der Rotationskörper 1 ist nicht in seiner ganzen Länge gezeigt, was durch eine Bruchlinie symbolisiert ist. Bei die sem Ausführungsbeispiel sind am Umfang des Rotationskörpers 1 mehrere Hül sen 44 aufgespannt, die zur Aufnahme jeweils eines Fadens dienen. Dieses Vor richtungsbeispiel wird in Aufspulmaschinen zum Aufwickeln von Fäden einge setzt.

Der Rotationskörper 1 ist durch die Lager 25 in dem Träger 24 gelagert. Innerhalb des Rotationskörpers 1 ist ein Fluid 32 eingebracht, das als Ausgleichsmasse am Rotationskörper 1 wirksam ist. Die Ausgleichseinrichtung 3 besteht hierbei aus einem innerhalb des Rotationskörpers 1 aufgenommenen Speichers 30 sowie ei nem Behälter 28, der über einen Auslaßaktor 29 mit einer Steuereinheit 23 ver bunden ist. Die Steuereinheit 23 ist mit einem Schwingungssensor 22 gekoppelt, welcher am Lagerende des Rotationskörpers 1 die Schwingungen erfaßt. In dem Speicher 30 innerhalb des Rotationskörpers 1 ist eine Druckkammer 31 gebildet, die durch einen Druckring 26 gegenüber einen in den Speicher 30 mündenden Fluideinlaß 33 abgedichtet ist. Der Druckraum 31 ist vorzugsweise mit einem gasförmigen Medium gefüllt.

Der Fluideinlaß 33 ist über die Kanäle 36 und 37 mit einem Fluidauslaß 34 an dem Rotationskörper 1 verbunden. Am Lagerende des Rotationskörpers 1 mündet der Fluidauslaß 34 in einem umlaufende Ringnut 39, der eine Ringnut 40 in dem Träger 24 gegenüberliegt. Die Ringnut 39 und die Ringnut 40 sind über die Dich tringe 27.1 und 27.2 nach außen hin abgedichtet. Die Ringnut 40 ist über eine Bohrung 41 mit einer Flüssigkeitsleitung 35 mit dem Behälter 28 verbunden. Der Behälter 28 ist zum Teil mit dem Fluid 32 und zum Teil mit einem gasförmigen Medium gefüllt. Zwischen dem gasförmigen Medium und dem Fluid 32 ist eine Trennmembran 38 vorgesehen. Das gasförmige Medium wird dabei über den Auslaßaktor 29, der als Druckquelle ausgebildet ist, in den Behälter 28 einge bracht.

Im Betrieb wird der Rotationskörper 1 durch einen am Lagerende vorgesehenen elektrischen Antrieb angetrieben. Dabei werden auf den aufgespannten Hülsen 42 zulaufende Fäden zu Spulen aufgewickelt. Hierbei könnte der Rotationskörper 1 in einem Zustand betrieben werden, bei welchem die Ausgleichsmasse ein mini males Gewicht aufweist, wie in Fig. 3.1 dargestellt. In einem zweiten Zustand könnte der Rotationskörper 1 in einen Zustand versetzt werden, in welchem die Ausgleichsmasse ein maximales Gewicht einnimmt, wie in Fig. 3.2 gezeigt. Hier zu läßt sich die Druckquelle 29 über die Steuereinheit 23 derart steuern, daß sich innerhalb des Behälters 28 der anstehende Überdruck p₃ gegenüber dem in der Druckkammer 31 vorherrschenden Überdruck p₄ erhöht oder verringert. Für den Fall, daß p₃ größer ist als der Überdruck p₄ in der Druckkammer wird der Druck ring 26 in dem Speicher 30 bis zum gegenüberliegenden Anschlag verschoben. Das Volumen der. Druckkammer 31 verringert sich. Demgegenüber vergrößert sich das aufgenommene Volumen des Fluids 32 innerhalb des Speichers 30. Das Gewicht der Ausgleichsmasse wurde vergrößert, so daß die Eigenfrequenz des Rotationskörpers einen veränderten Wert annimmt. Durch die Steuerung des Druckes p₃ ist die Eigenfrequenz des Rotationskörpers 1 steuerbar. Durch die Auswertung der vom Schwingungssensor 22 gemessenen Schwingungen des Ro tationskörpers 1 kann die Eigenfrequenz des Rotationskörpers 1 verändert werden, so daß der Betrieb des Rotationskörpers 1 im kritischen Eigenfrequenzbereich vermieden wird.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise sind in den Fig. 4 und 5 einige Schwin gungsformen eines zweiseitig gelagerten Rotationskörpers (Fig. 4) sowie eines einseitig gelagerten Rotationskörpers (Fig. 5) dargestellt. Die Eigenfrequenzen eines schwingenden Systems haben immer definierte Eigenformen. Ist eine Masse ml in den Bereichen der maximalen Auslenkungen der jeweiligen Eigenfrequenz angebracht, hat sie als träge Masse einen großen Einfluß auf die resultierenden Eigenfrequenzen des Rotationskörpers. Ist die träge Masse m₁ in den Knoten punkten angebracht, so hat sie einen sehr geringen Einfluß. Bei gleichbleibendem System sinkt die jeweilige Eigenfrequenz, je näher die Masse m₁ im Bereich der maximalen Auslenkung der Eigenfrequenz ist.

Die Positionierung der Massen zur Beeinflussung der ersten Eigenfrequenz einer beidseitig eingespannten Galette ist in Fig. 4.1 und die Positionierung zur Beein flussung der zweiten Eigenfrequenz in Fig. 4.2 dargestellt. Hierbei wurden zur Beeinflussung der zweiten Eigenfrequenz die gleich großen Massen m₁ und m₂ positioniert. Bei einer Ausgleichsmasse m₁ wurde die Positionierung gemäß Fig. 4.1 bei einer beidseitig eingespannten Galette festgestellt, daß die Eigenfrequenz relativ um 17% verändert werden konnte. Dagegen wurde bei der Eigenfrequenz zweiter Ordnung nur eine geringe Veränderung registriert. Bei Verwendung zwei er Ausgleichsmassen gemäß Fig. 4.2 konnte dagegen auch bei der Eigenfrequenz zweiter Ordnung eine Änderung der Eigenfrequenz von ca. 15% erreicht werden.

In Fig. 5 ist die Eigenschwingungsform erster Ordnung eines einseitig einge spannten Rotationskörpers gezeigt. Hierbei ist die Ausgleichsmasse m₁ bei der oberen Ausführung am Einspannende und bei der unteren Ausführung am freien Ende des Rotationskörpers positioniert. Bei einer derart ausgebildeten Galette wurde festgestellt, daß die Positionsänderung der Ausgleichsmasse die Verände rung der Eigenfrequenz relativ von mehr als 20% ermöglichte. Der Effekt der Ei genfrequenzverschiebung hängt einerseits von dem Verhältnis der Eigenmasse des Rotationskörpers zu der Ausgleichsmasse und andererseits von der Positionierung der Ausgleichsmasse relativ zu den Knotenpunkten der Eigenfrequenzen ab.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das erfindungsgemäße Verfahren zeichnen sich dadurch aus, daß das Schwingungsverhalten des Rotationskörpers ohne ein aufwendiges Dämpfungssystem beeinflußt werden kann. Für den Fall, daß sich die Erregerfrequenzen durch Änderungen von Betriebszuständen (Pro zeßgeschwindigkeiten, Massezuwachs während einer Spulreise) der Resonanzfre quenz nähert, so kann diese vorteilhaft verschoben werden, so daß die Eigenfre quenz weiterhin oberhalb der Erregerfrequenz oder die Eigenfrequenz unterhalb der Erregerfrequenz liegt.

Bezugszeichenliste

1

Rotationskörper

2

Ausgleichsmasse

3

Ausgleichseinrichtung

4

Linearführung

5

Bewegungsaktor, Pneumatikeinheit

6

Kolben

7

Zylinder

8

Mantel

10

Leitungen

11

Kanal

12

Öffnung

13

Längsnutensystem

14

Ringkammer

15

Öffnung

16

Gleitplatte

17

Spiralfeder

18

Mantel

19

Fluid

20

Anschlag

21

Anschlag

22

Schwingungssensor

23

Steuereinheit

24

Träger

25

Lager

26

Druckring

27

Dichtring

28

Behälter

29

Ablaßaktor, Druckquelle

30

Speicher

31

Druckkammer

32

Fluid

33

Fluideinlaß

34

Fluidauslaß

35

Flüssigkeitsleitung

36

Kanal

37

Kanal

38

Trennmembran

39

Ringnut

40

Ringnut

41

Bohrung

42

Kanal

43

Drehdurchführung

44

Hülsen

Claims

1. Vorrichtung zur Führung, Behandlung oder Aufnahme eines laufenden Fadens mit einem langgestreckten zylinderförmigen Rotationskörper (1), welcher zu mindest einseitig drehbar gelagert ist und welcher eine Ausgleichsmasse (2) zur Beeinflussung von Schwingungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ausgleichseinrichtung (3) zur Änderung der Ausgleichsmasse (2) wäh rend des Betriebes an dem Rotationskörper (1) ausgebildet ist, wobei durch die Änderung der Ausgleichsmasse (2) eine Beeinflussung der Eigenfrequenz des Rotationskörpers (1) bezweckt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichseinrichtung (3) mit der Ausgleichsmasse (2) derart zusammen wirkt, daß die Lage der Ausgleichsmasse (2) an dem Rotationskörper (1) vor zugsweise in axialer Richtung veränderbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichseinrichtung eine Linearführung (4), in welcher die Ausgleichs masse (2) beweglich führbar ist, und einen Bewegungsaktor (23) zum Bewe gen und Festsetzen der Ausgleichsmasse (2) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Linearführung (4) durch einen innerhalb des Rotationskörpers (1) ange ordneten Zylinder (7) gebildet ist, welcher die als Kolben (6) ausgebildete Ausgleichsmasse (2) aufnimmt, und daß der Bewegungsaktor durch eine Pneumatikeinheit (23) gebildet ist, die mittels Leitungen (10.1, 10.2) mit zu mindest einem Ende des Zylinders (7) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (6) einen elastischen Mäntel (18) aufweist, welcher durch wech selnde Belastungen des Kolbens (6) einen minimalen Durchmesser oder einen maximalen Durchmesser aufweist, wobei der maximale Durchmesser derart bemessen ist, daß der Kolben (6) innerhalb des Zylinders (7) fixiert ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichseinrichtung (3) mit der Ausgleichsmasse (2) derart zusammen wirkt, daß das Gewicht der Ausgleichsmasse (2) an dem Rotationskörper ver änderbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichseinrichtung (3) einen Speicher (30), in welchem die als ein Fluid (32) ausgebildete Ausgleichsmasse (2) aufnehmbar ist, und einen Ab laßaktor (29) zur Förderung des Fluids (32).

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (30) durch eine Druckkammer (31) innerhalb des Rotationskör pers (1) gebildet ist, daß die Druckkammer (31) gegenüber einem Fluideinlaß (33) einen beweglich geführten Druckring (26) enthält, welcher die Druck kammer (31) gegenüber dem Fluid (32) abdichtet, und daß der Fluideinlaß (33) mit dem außerhalb des Rotationskörpers (1) angeordneten Ablaßaktor (23) verbunden ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablaßaktor durch einen teilweise mit dem Fluid (32) gefüllten Behälter (28) und einer steuerbaren Druckquelle (29) gebildet ist, wobei der Behälter (28) mit dem Fluideinlaß (33) des Speichers (30) verbunden ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schwingungssensor (22) zur Messung der Schwingungen des Rotationskör pers (1) vorgesehen ist und daß der Schwingungssensor (22) und die Aus gleichseinrichtung (3) durch eine Steuereinheit (23) gekoppelt sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Ausgleichsmassen an dem Rotationskörper (1) angeordnet sind, die mit der Ausgleichseinrichtung (3) zusammenwirken.

12. Verfahren zur Beeinflussung von Schwingungen in einer Vorrichtung zur Führung, Behandlung oder Aufnahme eines laufenden Fadens, bei welcher ein langgestreckter zylinderförmiger Rotationskörper im Betrieb rotierend ange trieben wird und bei welchem dem Rotationskörper vor Betrieb eine Aus gleichsmasse zugefügt wurde, dadurch gekennzeichnet, daß während des Betriebes des Rotationskörpers die Beschaffenheit der Aus gleichsmasse zur Erhöhung oder Absenkung der Eigenfrequenz des Rotati onskörpers verändert wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der Ausgleichsmasse vorzugsweise in Längsrichtung des Rotations körpers verändert wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht der Ausgleichsmasse an dem Rotationskörper verändert wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Beschaffenheit der Ausgleichsmasse in Abhängigkeit von einer gemessenen Schwingung des Rotationskörpers erfolgt.