DE102004029311A1 - Spulspindel - Google Patents

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DE102004029311A1
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Heinz Dr. Waltermann
Klaus Bartkowiak
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    • B65H2701/30Handled filamentary material
    • B65H2701/31Textiles threads or artificial strands of filaments

Abstract

Es ist eine Spulspindel zum Aufwickeln kontinuierlich zulaufender Fäden beschrieben, die ein lang auskragendes an einem Spindelträger drehbar gehaltenes Spannfutter und eine an dem Spindelträger drehbar gelagerte Antriebswelle aufweist. Die Antriebswelle ist an ihrem freien Ende drehfest mit dem Spannfutter verbunden, wobei das Spannfutter mit einem hohlzylindrischen Lagerende im wesentlichen konzentrisch zu der Antriebswelle angeordnet ist und am Lagerende durch eine Lagereinrichtung zusätzlich mit dem Spindelträger verbunden. Die Lagereinrichtung weist hierzu ein drehendes Lagerteil, welches mit dem Spannfutter verbunden ist, und ein stationäres Lagerteil, welches mit dem Spindelträger verbunden ist, auf. Um trotz der zusätzlichen Lagerung am Lagerende des Spannfutters eine Lageveränderung des Spannfutters durch zunehmende Drehmassen zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß die Verbindung zwischen dem stationären Lagerteil und dem Spindelträger derart ausgebildet, daß eine Beweglichkeit zur Lagerveränderung des Spannfutters relativ zum Spindelträger erhalten bleibt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Spulspindel zum Aufwickeln kontinuierlich zulaufender Fäden gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Bei der Herstellung von synthetischen Fäden ist es bekannt, die Fäden nach dem Schmelzspinnen und Behandeln in Spulenpakete aufzunehmen. Dabei werden mehrere Fäden gleichzeitig mittels einer Aufspulmaschine kontinuierlich oder diskontinuierlich zu jeweils einem Spulenpaket gewickelt. Zur Aufnahme und zum Antrieb der Spulenpakete besitzen die Aufspulmaschinen eine oder mehrere frei auskragende Spulspindeln, so daß die Spulenpakete bzw. Leerhülsen zur Aufnahme derartiger Spulenpakete durch einfaches Abschieben von der Spulspindel oder durch Aufstecken gewechselt werden können. Hierbei lassen sich an einer Spulspindel acht, zehn oder zwölf Spulenpakete nebeneinander parallel wickeln. Zur Realisierung der hohen Fadenlaufgeschwindigkeiten von mehr als 6.000 m/min. müssen somit derartige Spulspindeln je nach Durchmesser der Spulenpakete während der Aufwicklung der Fäden einen Drehzahlbereich von ca. 2.000 U/min. bishin zu 22.000 U/min. durchlaufen. Zusätzlich tritt eine durch Anwachsen der Spulenpakete zunehmende Gewichtsbelastung an den Spulspindeln auf. Aufgrund der großen Drehzahlspreizung und der Veränderung der Drehmassen, sind besondere Anforderungen an die Lagerung sowie der Schwingungsdämpfung von derartigen Spulspindeln zu erfüllen.
  • Aus der DE 100 36 861 A1 ist eine Spulspindel bekannt, die ein langauskragendes Spannfutter an einem Spindelträger aufweist. Hierbei ist das Spannfutter drehfest mit einer an dem Spindelträger gelagerten Antriebswelle verbunden. Die Verbindung zwischen der Antriebswelle und dem Spannfutter ist in einem mittleren Bereich zwischen einem Lagerende und einem Stützende des Spannfutters ausgebildet. An dem Lagerende weist das Spannfutter eine Lagereinrichtung auf, durch welches das Spannfutter an dem Spindelträger gelagert ist. Zusätzlich wird das Spannfutter auf dem gegenüberliegenden Stützende gelagert gehalten. Damit ist das freie Ende des Spannfutters zum Aufstecken und Abziehen der Spulenpakete bzw. Leerhülsen jedoch nicht mehr frei zugänglich. Für den Fall, daß das Stützende des Spannfutters keine aktive Abstützung erhält, würde die Lagereinrichtung am Lagerende des Spannfutters eine Lageveränderung des Spannfutters relativ zum Spindelträger aufgrund zunehmender Drehmassen jedoch behindern.
  • Aus der DE 196 16 314 A1 ist eine weitere Spulspindel bekannt, bei welcher an dem Lagerende des Spannfutters zur Anbindung an dem Spindelträger ein Dämpfer an dem Spindelträger angeordnet ist, welcher über eine Drehverbindung mit dem Spannfutter verbunden ist. Hierbei ist eine Beweglichkeit des Spannfutters aufgrund der Dämpfersteifigkeiten nur bedingt möglich. Desweiteren werden derartige Relativbewegungen aufgrund der Drehmassenveränderung an dem Spannfutter durch die Hysterese des Dämpfers behindert.
  • Es ist nun Aufgabe der Erfindung eine Spulspindel der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß lang auskragende Spannfutter ohne Abstützung am freien Ende betriebssicher und schwingungsarm am Spindelträger gehalten werden können.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Spulspindel mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Die Erfindung besitzt den besonderen Vorteil, daß das Spannfutter in jeder beliebigen Lage relativ zum Spindelträger zusätzlich am Lagerende durch die Lagereinrichtung gehalten ist. Hierzu ist erfindungsgemäß die Verbindung zwischen dem stationären Lagerteil und dem Spindelträger derart ausgebildet, daß eine freie Beweglichkeit des Spannfutters relativ zum Spindelträger erhalten bleibt. So ist es bekannt, daß während des Aufwickelns der Spulenpakete aufgrund der Zunahme der Spulengewichte eine parallele Absenkung des Spannfutters in einer Größenordnung von ca. 2 mm stattfindet. Damit das drehende Lagerteil und das stationäre Lagerteil der Lagereinrichtung in ihrer festen vorbestimmten Anordnung zueinander verbleiben, wird die Verbindung zwischen dem Spindelträger und dem stationären Lagerteil flexibel gehalten.
  • Zur Ausgestaltung der Verbindung zwischen dem stationären Lagerteil und dem Spindelträger sind grundsätzlich zwei vorteilhafte Varianten möglich. Bei einer ersten Variante wird die Verbindung durch eine Klemmeinrichtung gebildet, durch welche das stationäre Lagerteil abwechselnd geklemmt oder gelöst an dem Spindelträger gehalten ist. Das Klemmen und Lösen des stationären Lagerteils kann dabei in beliebiger Reihenfolge wiederholt werden, so daß einerseits eine Lageveränderung des Spannfutters relativ zum Spindelträger und andererseits eine kraftschlüssige Anbindung bzw. Lagerung des Spannfutters am Lagerende möglich ist.
  • Die Klemmeinrichtung weist bevorzugt einen Klemmaktor und ein Steuergerät auf, so daß der Klemmaktor zum Aktivieren und Deaktivieren der Klemmung des stationären Lagerteils durch das Steuergerät nach vorbestimmten Zeitfolgen steuerbar ist. Hierbei lassen sich beliebige Zeitfolgen in Bereich von Millisekunden, Sekunden, Stunden oder Tage ausführen. Dabei können die Zeitphasen, in denen das stationäre Lagerteil gelöst an dem Spindelträger gehalten ist, wesentlich kleiner gehalten sein, als es die Zeitphasen, in denen das stationäre Lagerteil geklemmt an dem Spindelträger gehalten ist.
  • Um die Beweglichkeit des Spannfutters an Lagerende in mehreren Freiheitsgraden zu ermöglichen, ist bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung die Klemmeinrichtung zumindest aus zwei um einen Winkel vorzugsweise um 90° versetzt zueinander angeordneten Klemmittel gebildet.
  • Die Klemmittel weisen hierzu mehrere Klemmbacken auf, die auf mit dem stationären Lagerteil festverbundene Klemmstege einwirken. Jedem der Klemmittel ist ein separater Klemmaktor zugeordnet, so daß eine gleichzeitige oder zeitversetzte Aktivierung der Klemmittel möglich ist.
  • Bei einer zweiten Variante ist die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem stationären Lagerteil und dem Spindelträger vorteilhaft durch eine Spanneinrichtung gebildet. Hierbei wird das stationäre Lagerteil unter Wirkung einer Spannkraft mit einer Spannfläche gegen eine Reibfläche des Spindelträgers gehalten. Diese Ausbildung hat den besonderen Vorteil, daß schnelle aufgrund von Schwingungen erzeugte Bewegung des Spannfutters sich nicht auswirken können. Ausschließlich langsame stetig wirkende Lageveränderungen lassen sich durch eine Relativbewegung zwischen der Spannfläche des stationären Lagerteils und der Reibfläche des Spindelträgers ausführen.
  • Um selbst bei sehr hohen Spannkräften eine Relativbewegung zwischen dem stationären Lagerteil und dem Spindelträger zu ermöglichen, wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung die Spanneinrichtung durch einen Kraftgeber zur Erzeugung der Spannkraft und einen zusätzlichen Aktor gebildet, durch welchen eine oszillierende Relativbewegung zwischen der Reibfläche des Spindelträgers und der Spannfläche des stationären Lagerteils quer zur Spannrichtung erzeugbar ist. Damit lassen sich stetige langsame Lageveränderungen des Spannfutters relativ zum Spindelträger selbst bei höchsten Spannkräften ermöglichen. Alle dynamischen und schnellen Lageveränderungen des Spannfutters lassen sich aufgrund der hohen Spannkraft jedoch nicht ausführen und werden vollständig vermieden. Diese Variante zeichnet sich somit durch eine hohe im wesentlichen hystere sefreie Dämpfungscharakteristik aus. Die Lagerung am Lagerende des Spannfutters bleibt während der gesamten Betriebsdauer vollständig aktiviert.
  • Auch bei dieser zweiten Variante hat sich die Weiterbildung der Erfindung besonders vorteilhaft bewährt, bei welcher die Spanneinrichtung zumindest zwei um einen Winkel vorzugsweise 90° versetzt zueinander angeordnete Spannmittel aufweist, welche zum Spannen jeweils auf einen mit dem stationären Lagerteil verbundenen Spannsteg einwirken.
  • Hierbei weisen die Spannmittel vorzugsweise zumindest jeweils eine Spannbacke auf, die als Reibfläche auf die Spannfläche der Spannstege wirken. Jedem der Spannmittel ist als Kraftgeber eine Druckfeder zugeordnet. Zur Erzeugung der Relativbewegung zwischen der Reibfläche des Spindelträgers und der Spannfläche der Spannstege wird ein als Aktor wirkender Exzenterring mit dem Spannfutter verbunden, so daß der Exzenterring eine auf das stationäre Lagerteil mit den Spannstegen übertragene oszillierende Bewegung aufgrund der Drehung des Spannfutters erzeugt.
  • Um eine möglichst steife Anbindung des Spannfutters am Lagerende zu dem Spindelträger zu ermöglichen, ist die Lagereinrichtung bevorzugt durch ein Wälzlager mit einem Lageraußenring und einem Lagerinnenring gebildet. Hierbei kann der Lageraußenring oder der Lagerinnenring als drehendes Lagerteil mit dem Spannfutter verbunden sein. Es ist jedoch auch möglich, den Lagerinnenring oder den Lageraußenring als stationäres Lagerteil über die kraftschlüssige Verbindung mit dem Spindelträger zu koppeln.
  • Dabei sind die Klemmstege der Klemmverbindung oder die Spannstege der Spannverbindung unmittelbar mit dem Lagerinnenring oder dem Lageraußenring verbunden, so daß die freien Enden der Klemmstege oder der Spannstege den Klemmitteln oder den Spannmitteln zugeordnet sind.
  • Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Spulspindel sind anhand einiger Ausführungsbeispiele unter Hinweis auf die folgenden Zeichnungen näher erläutert.
  • Es stellen dar:
  • 1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Spulspindel zum Aufwickeln mehrerer Fäden
  • 2 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Klemmverbindung zwischen dem Spannfutter und dem Spindelträger der erfindungsgemäßen Spulspindel
  • 3 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Spanneinrichtung zwischen dem Spannfutter und dem Spindelträger der erfindungsgemäßen Spulspindel
  • 4 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Klemmverbindung zwischen Spannfutter und Spindelträger der erfindungsgemäßen Spulspindel
  • 5 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Spanneinrichtung zwischen Spannfutter und Spindelträger der erfindungsgemäßen Spulspindel
  • 6 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Klemmverbindung zwischen Spannfutter und Spindelträger der erfindungsgemäßen Spulspindel
  • 7 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Spanneinrichtung zwischen Spannfutter und Spindelträger der erfindungsgemäßen Spulspindel
  • In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Spulspindel gezeigt, wie sie beispielsweise in einer aus der WO 99/12837 bekannten Aufspulmaschine einsetzbar wäre. Die auskragende Länge der Spulspindel ist hierbei durch mehrere Bruchli nien unterbrochen und somit nicht komplett dargestellt. Die Spulspindel ist auskragend an einem Spindelträger 1 angebracht. Zur Aufnahme der Spulspindel weist der Spindelträger 1 ein auskragendes Teil auf, das hier als Lagerträger bezeichnet wird und durch das zusätzliche Bezugszeichen 11 gekennzeichnet ist. Der Lagerträger 11 ist zur Aufnahme und Lagerung einer Antriebswelle 2 hohlzylindrisch ausgebildet. Die Antriebswelle 2 durchdringt den Spindelträger 1 bzw. den Lagerträger 11.
  • An dem auskragenden Ende des Lagerträgers 11 ist die Antriebswelle 2 in den Lagern 8 drehbar gelagert. Hierzu weist der Lagerträger 11 am auskragenden Ende eine den Innendurchmesser des Lagerträgers 11 vergrößernde Eindrehung auf. In der Eindrehung ist eine Buchse 9 zur Aufnahme der Lager 8 mit dem Lagerträger 11 verbunden. Zwischen dem Lagerträger 11 und der Buchse 9 ist ein die Buchse 9 radial umschließendes Dämpfungsmittel 10 vorgesehen. Das Dämpfungsmittel 10 verhindert bzw. verringert die Übertragung von Schwingungen in radialer Richtung.
  • Die Antriebswelle 2 ist am gegenüberliegenden Ende mit einem hier nicht dargestellten Spindelmotor verbunden. An dem Antriebsende ist die Antriebswelle 2 durch das Lager 12 in dem Spindelträger 1 gelagert.
  • An einem über dem Lagerträger 11 hinausstehenden freien Ende der Antriebswelle 2 ist ein Spannfutter 3 durch eine Nabe 5 mit der Antriebswelle 2 drehfest verbunden. An dem freien Ende der Antriebswelle 2 ist die Nabe 5 auf einem Ansatz 6 der Antriebswelle 2 gesteckt und über ein Befestigungsmittel 7 verspannt. Die Nabe 5 ist mit dem Spannfuttermantel 4 des Spannfutters 3 fest verbunden, wobei die Nabe 5 sich in radialer Richtung über den Lagerträger 11 hinaus erstreckt, so daß der Spannfuttermantel 4 den Lagerträger 11 topfförmig bis kurz vor den Spindelträger 1 überdeckt. An dem gegenüberliegenden Ende ragt der Spannfuttermantel 4 in axialer Verlängerung des Lagerträgers 11 hinaus bis zu einem freien Ende 27. Zwischen dem freien Ende 27 und einem gegenüberliegenden Lagerende 28 des Spannfutters 3 sind an dem Spannfuttermantel 4 mehrere hinterein anderliegende Hülsen 13 aufgespannt. Hierzu weist das Spannfutter 3 mehrere Spannmittel im Spannfuttermantel 4 auf (hier nicht dargestellt).
  • An dem Lagerende 28 des Spannfutters 3 ist konzentrisch ein Spannfutterkragen 14 ausgebildet. Innerhalb des Spannfutterkragens 14 ist eine Lagereinrichtung 18 ausgebildet, die ein drehendes Lagerteil 15 aufweist, welches mit dem Spannfutterkragen 14 des Spannfutters 3 fest verbunden ist. Ein mit dem drehenden Lagerteil 15 zusammenwirkendes stationäres Lagerteil 17 ist durch ein oder mehrere Stege 20 mit einem Verbindungsmittel 19 gekoppelt. Das Verbindungsmittel 19 wird an den Spindelträger 1 ortsfest gehalten. Die Anbindung der Stege 20 des stationären Lagerteils mit dem Verbindungsmittel 19 ist derart ausgeführt, daß trotz der Lagerung des Spannfutters 3 am Lagerende 28 eine langsame Relativbewegung aufgrund der Drehmassenänderung während des Aufwickelns von Fäden zwischen dem Spannfutter 3 und dem Spindelträger 1 bzw. dem Lagerträger 11 erhalten bleibt.
  • In der in 1 dargestellten Spulspindel wird das Spannfutter 3 durch die Antriebswelle 2 derart angetrieben, daß die auf dem Spannfuttermantel 4 befestigten Hülsen 13 rotieren und jeweils einen zulaufenden Faden zu einem Spulenpaket aufwickeln. Zur Stabilisierung der weit auskragenden Spulspindel, die eine freie Länge von über 1.500 mm aufweisen kann, ist das Spannfutter 3 an dem Lagerende 28 sowie im mittleren Bereich abgestützt. Damit wird eine Schwingungsneigung des Spannfutters 3 im wesentlichen Maße beeinflußt, so daß der gesamte Drehzahlbereich der Spulspindel unkritisch durchlaufen werden kann. Die Antriebswelle 2 weist hierbei Mittel auf, die eine parallele Absenkung des Spannfutters relativ zu dem Spindelträger bei wachsender Gewichtsbelastung durch die Spulenpakete ermöglicht. Hierbei bleibt die Lagereinrichtung 18 zur Lagerung des Spannfutters 3 am Lagerende 28 aufgrund des Verbindungsmittels 19 voll funktionsfähig.
  • In 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines derartige Verbindungsmittels gezeigt. 2 stellt einen Ausschnitt des Lagerendes 28 der in 1 dargestellten Spulspindel dar. Insoweit wird auf die vorhergehende Beschreibung Bezug genommen.
  • Die Lagereinrichtung 18 ist als ein Wälzlager dargestellt, bei welchem das drehende Lagerteil 15 durch den Lageraußenring und das stationäre Lagerteil 17 durch den Lagerinnenring gebildet ist. Zwischen dem Lageraußenring 15 und dem Lagerinnenring 17 sind Wälzkörper 16 angeordnet.
  • Zur Ankopplung des stationären Lagerinnenrings 17 ist ein Klemmsteg 23 vorgesehen, welcher über eine axial ausgerichtete Längsbohrung in dem Lagerinnenring 17 axial verschiebbar aber drehsteif gehalten ist. Der Klemmsteg 23 ist L-förmig ausgebildet, wobei ein am freien Ende radial abstehender Schenkel zwischen zwei Klemmbacken 22 einer Klemmeinrichtung 29 gehalten ist. An einer der Klemmbacken 22 greift ein Klemmaktor 21 ein. Der Klemmaktor 21 ist über eine Steuerleitung mit einem Steuergerät 31 verbunden. Der Klemmaktor 21 läßt sich durch das Steuergerät 31 in bestimmten Zeitfolgen Δt aktivieren, bzw. deaktivieren. Im aktivierten Zustand werden die Klemmbacken 22 durch den Klemmaktor 21 gegeneinandergepreßt, so daß der mit einem Schenkel zwischen den Klemmbacken 22 liegende Klemmsteg 23 festgeklemmt wird. Eine Relativbewegung in radialer Richtung zwischen dem Spannfutterkragen 14 bzw. dem Spannfutter 3 und dem Spindelträger 1 ist dann nicht möglich. Der Lagerinnenring 17 ist dann fest mit dem Spindelträger 1 gekoppelt.
  • Um einen aufgrund der Drehmassenveränderung eintretende Lageveränderung des Spannfutters 3 zu ermöglichen, wird kurzzeitig der Aktor 21 durch das Steuergerät 31 deaktiviert, so daß die Klemmbacken 22 den Klemmsteg 23 freigeben. In dieser Phase ist eine freie Beweglichkeit des Spannfutterkragens 14 bzw. des Spannfutters 3 möglich. Die Beweglichkeit des Spannfutters 3 wird jedoch nur für sehr kurze Zeit zugelassen, um einen Aufbau von Schwingungen zu verhindern. Durch die wechselweise Aktivierung und Deaktivierung in unterschiedlichen oder gleichen Zeitfolgen wird während der Klemmung des stationären Lagerteils 17 jegliche Bewegungsenergie an dem Spannfutter 3 vernichtet, so daß keine unzulässigen Schwingungen entstehen können.
  • In 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel zur Ausführung des Verbindungsmittels zwischen dem Spannfutter 3 und dem Spindelträger 1 am Beispiel der in 1 gezeigten Spulspindel dargestellt. 3 zeigt ebenfalls ausschließlich einen Ausschnitt des Lagerendes 28 der in 1 abgebildeten Spulspindel. Insoweit wird auf die Beschreibung zu 1 Bezug genommen und nachfolgend die Unterschiede erläutert.
  • Das Verbindungsmittel ist hierbei als eine Spanneinrichtung 30 ausgebildet. Die Spanneinrichtung 30 weist einen Spannsteg 32 auf, der axial verschiebbar aber drehsteif mit dem Lagerinnenring 17 gekoppelt ist. Der Spannsteg 32 ragt in axialer Richtung aus dem Lagerinnenring 17 heraus und besitzt gegenüber dem Spindelträger 1 einen radial auskragenden Schenkel. Zwischen dem Schenkel des Spannstegs 32 und einer Stirnseite des Lagerinnenrings 17 ist eine Druckfeder 25 gespannt. Auf der dem Spindelträger 1 zugewandten Seite weist der Spannsteg 32 ein Reibbelag 24 auf, welcher mit einer Spannfläche 33 axial gegen eine Reibfläche 34 des Spindelträgers 1 gehalten ist.
  • Zur Erzeugung einer oszillierenden Bewegung zwischen der Spannfläche 33 und der Reibfläche 34 ist als Aktor ein Exzenterring 38 zwischen dem Spannfutterkragen 14 und dem Lageraußenring 15 angeordnet. Dadurch läßt sich die Drehbewegung des Spannfutterkragens 14 bzw. Spannfutters 3 in eine radial gerichtete os zillierende Hin- und Herbewegung umsetzten, die sich von dem Lageraußenring 15 auf den Lagerinnenring 17 fortpflanzt. Dadurch wird der Spannsteg 32 ebenfalls oszillierend bewegt, so daß die Spannfläche 33 sich relativ zu der Reibfläche 34 des Spindelträgers 1 bewegt.
  • Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Lagereinrichtung 18 über die Spanneinrichtung 30 mit dem Spindelträger 1 in axialer Richtung verspannt. Die Höhe der Spannkraft gibt hierbei ein Maß für die Steifigkeit der Lagerung des Spannfutters am Lagerende an. Die bei Drehung des Spannfutters 3 oszillierend auf den Spannsteg übertragenen Bewegungen führen dazu, daß relativ langsame Lageveränderungen des Spannfutters beispielsweise aufgrund Veränderung der Drehmassen ungehindert ausgeführt werden können. Jedoch schnelle Bewegungsänderungen aufgrund von Schwingungen werden vollständig blockiert. Es tritt somit eine hohe Dämpfungswirkung ein, die im wesentlichen Hysteresefrei wirkt.
  • In 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Klemmeinrichtung gezeigt, wie sie zwischen einem Spindelträger und einem Spannfutter der erfindungsgemäßen Spulspindel wirkt. In 4 ist eine Querschnittsansicht der Spulspindel dargestellt, wobei der Querschnitt genau in dem Abstand zwischen dem Spannfutterkragen 14 und dem Spindelträger 1 verläuft. Die Klemmeinrichtung weist hierzu zwei um 90° versetzt zueinander angeordnete Klemmittel 35.1 und 35.2 auf. Die Klemmittel 35.1 und 35.2 bestehen jeweils aus zwei Klemmbacken 22, die mittels jeweils einem Klemmaktor 21.1 und 21.2 auf einen Klemmsteg 23.1 und 23.2 wirken. Hierbei sind die Enden der Klemmstege 23.1 und 23.2 kugelförmig als ein Kugelende 26 ausgebildet. Einer der Klemmstege 23.1 oder 23.2 ist fest mit dem hier nicht dargestellten stationären Lagerteil der Lagereinrichtung 18 verbunden und der zweite Klemmsteg 23.1 oder 23.2 ist bevorzugt beweglich mit dem stationären Teil der Lagereinrichtung 18 (hier nicht dargestellt) verbunden.
  • Zum Klemmen und Lösen des stationären Lagerteils werden die Klemmaktoren 21.1 und 21.2 vorzugsweise zeitversetzt oder zeitgleich durch ein Steuergerät aktiviert, bzw. deaktiviert. Einer der Klemmmittel 35.1 ist beweglich mit dem Spindelträger 1 verbunden. Damit lassen sich vorteilhaft zweidimensionale Bewegungskomponenten gezielt durch Lösen und Klemmen der Klemmittel ausführen. Bei dieser Ausführung der Klemmeinrichtung läßt sich das stationäre Lagerteil, an dem die Klemmstege axial ausgerichtet angeordnet sind, durch eine Klemmung in radialer Richtung festsetzen.
  • In 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eine Spanneinrichtung zum Verspannen eines statischen Lagerteils der Lagereinrichtung 18 gezeigt. Das Ausführungsbeispiel ist identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach 4, wobei lediglich die Klemmittel 35.1 und 35.2 durch äquivalente Spannmittel 36.1 und 36.2 ersetzt wurden. Die Spannstege 32.1 und 32.2 weisen hierbei ebenfalls ein Kugelende 26 auf, das zwischen den Spannbacken 37 gehalten ist. Die Spannbacken 37 werden jeweils durch eine Druckfeder 25.1 und 25.2 gegeneinander verspannt. Hierbei bilden die Spannbacken 37 auf dem zu den Spannstegen 32 gewandten Seiten jeweils eine Reibfläche auf. Die Spannfläche ist dabei durch das Kugelende 26 der Spannstege 32.1 und 32.2 gegeben. Zur Erzeugung einer überlagerten Bewegung zwischen der Spannfläche und der Reibfläche werden die Spannstege 32.1 und 32.2 vorzugsweise durch eine exzentrische Anordnung der Lagereinrichtung 18 erzeugt. Es ist jedoch auch möglich, die Spannbacken 37 durch einen Rüttelaktor oszillierend anzutreiben.
  • Im Betrieb der Spulspindel wird gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 5 die Lagereinrichtung über die Spannmittel 36.1 und 36.2 durch ein radiales Verspannen an dem Spindelträger gehalten. Hierbei wird aufgrund der Relativbewegung zwischen den Spannstegen 32 und den Spannbacken 37 eine mit kleiner Geschwindigkeit ausgeführte Bewegung quer zur Spannrichtung eine entsprechend kleine Gegenkraft entgegengesetzt, so daß relative Lageveränderungen des Spannfutters aufgrund zunehmender Spulengewichte ausführbar sind. Dagegen werden Bewegungen mit hoher Geschwindigkeit, wie sie beispielsweise durch Schwingungen entstehen, eine hohe Dämpfungskraft entgegengesetzt. Die am Lagerende des Spannfutters damit erreichte Dämpfung zeichnet sich dadurch aus, daß keine statische Hysterese entsteht.
  • In 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Klemmeinrichtung gezeigt, wie sie zwischen einem Spannfutter 3 und einem Spindelträger 1 einer erfindungsgemäßen Spulspindel wirkt. Bei dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist schematisch eine Querschnittsansicht gezeigt, wobei der Querschnitt in der Lagerebene verläuft. Der Aufbau der Spulspindel gemäß 6 ist gegenüber dem in 1 gezeigten Aufbau nur dadurch verschieden, daß der Lagerinnenring der Lagereinheit als drehendes Lagerteil 17 fest mit dem Spannfutter 3 verbunden ist. Das Spannfutter 3 weist hierzu keinen radial hervorstehenden Kragen auf. Demgegenüber ist der Außenlagerring als stationäres Lagerteil 15 über die Klemmittel 35.1 und 35.2 mit dem Spindelträger 1 gekoppelt. Der Aufbau und die Funktion der Klemmittel 35.1 und 35.2 ist zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel nach 4 identisch, so daß an dieser Stelle zu der vorgehenden Beschreibung zu 4 Bezug genommen werden kann.
  • Bei dem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Klemmstege 23.1 und 23.2 radial ausgerichtet an dem Außenlagerring 15 befestigt. Dabei ist der Klemmsteg 23.1 durch ein Drehgelenk mit dem stationären Lagerstück 15 und der Klemmsteg 35.2 fest mit dem drehenden Lagerteil 15 verbunden. Durch zeitversetzte Aktivierung der zugeordneten Klemmaktoren 21.1 und 21.2 lassen sich die Spannmittel derart einsetzen, daß die zweidimensionale Bewegungskomponente des Spannfutters 3 unterschiedlich zueinander in ihrem Freiheitsgrad gehalten sind.
  • In 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Spanneinrichtung gezeigt, wie sie zwischen einem Spannfutter 3 und einem Spindelträger 1 wirkt. Das Ausführungsbeispiel nach 7 ist im wesentlichen identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach 6 wobei lediglich die Klemmittel 35.1 und 35.2 durch äquivalente Spannmittel 36.1 und 36.2 ersetzt wurden.
  • Wie bereits zu 5 erläutert wird die überlagerte Relativbewegung auch bei dem in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine exzentrische Lage der Lagereinrichtung an dem Spannfutter 3 erreicht. Hierzu ist ein Exzenterring 38 zwischen dem Spannfuttermantel 4 und dem drehenden Lagerteil 17 angeordnet. Die Funktion des Ausführungsbeispiels nach 7 ist identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach 5, so daß auf die vorhergehende Beschreibung Bezug genommen wird.
  • 1
    Spindelträger
    2
    Antriebswelle
    3
    Spannfutter
    4
    Spannfuttermantel
    5
    Nabe
    6
    Ansatz
    7
    Befestigungsmittel
    8
    Lager
    9
    Buchse
    10
    Dämpfungsmittel
    11
    Lagerträger
    12
    Lager
    13
    Spulhülse
    14
    Spannfutterkragen
    15
    Drehendes Lagerteil
    16
    Wälzkörper
    17
    Stationärer Lagerteil
    18
    Lagereinrichtung
    19
    Verbindungsmittel
    20
    Stege
    21, 21.1, 21.2
    Klemmaktor
    22
    Klemmbacken
    23, 23.1, 23.2
    Klemmsteg
    24
    Reibbelag
    25, 25.1, 25.2
    Druckfeder
    26
    Kugelende
    27
    Freies Ende
    28
    Lagerende
    29
    Klemmeinrichtung
    30
    Spanneinrichtung
    31
    Steuergerät
    32, 32.1, 32.2
    Spannsteg
    33
    Spannfläche
    34
    Reibfläche
    35.1, 35.2
    Klemmittel
    36.1, 36.2
    Spannmittel
    37
    Spannbacken
    38
    Exzenterring

Claims (11)

  1. Spulspindel zum Aufwickeln kontinuierlich zulaufender Fäden , mit einem langauskragenden an einem Spindelträger (1) drehbar gehaltenen Spannfutter (3) und mit einer an dem Spindelträger (1) drehbar gelagerten Antriebswelle (2), welche an einem freien Ende drehfest mit dem Spannfutter (3) verbunden ist, wobei das Spannfutter (3) mit einem hohlzylinderischen Lagerende (28) im wesentlichen konzentrisch zu der Antriebswelle (2) angeordnet ist und am Lagerende (28) durch eine Lagereinrichtung (18) mit dem Spindelträger (1) verbunden ist und wobei die Lagereinrichtung (18) ein drehendes Lagerteil (15), welches mit dem Spannfutter (3) verbunden ist, und ein stationäres Lagerteil (17), welches mit dem Spindelträger (1) verbunden ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung (19, 20) zwischen dem stationären Lagerteil (17) und dem Spindelträger (1) derart ausgebildet ist, daß eine Beweglichkeit zur Lageveränderung des Spannfutters (3) relativ zum Spindelträger (1) erhalten bleibt.
  2. Spulspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung durch eine Klemmeinrichtung (29) gebildet ist, durch welche das stationäre Lagerteil (17) abwechselnd geklemmt und gelöst an dem Spindelträger (1) gehalten ist.
  3. Spulspindel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmeinrichtung (29) zumindest einen Klemmaktor (21) und ein Steuergerät (31) aufweist, wobei der Klemmaktor (21) zum Aktivieren und De aktivieren der Klemmung des stationären Lagerteils (17) durch das Steuergerät (31) nach vorbestimmten Zeitfolgen steuerbar ist.
  4. Spulspindel nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmeinrichtung zumindest zwei um einen Winkel , vorzugsweise um 90° versetzt zueinander angeordnete Klemmittel (35.1, 35.2) aufweist, welche zum Klemmen und Lösen jeweils auf einen mit dem stationären Lagerteil (17) verbundenen Klemmsteg (23.1, 23.2) einwirken.
  5. Spulspindel nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmittel (35.1, 35.2) mehrere Klemmbacken (22) aufweisen, die auf die Klemmstege (23.1, 23.2) wirken, daß jedem Klemmittel (35.1, 35.2) ein separater Klemmaktor (21.1, 21.2) zugeordnet ist und daß die Klemmaktoren (21.1, 21.2) gleichzeitig oder zeitversetzt aktivierbar und deaktivierbar sind.
  6. Spulspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung durch eine Spanneinrichtung (30) gebildet ist, durch welche das stationäre Lagerteil (17) unter Wirkung einer Spannkraft mit einer Spannfläche (33) gegen eine Reibfläche (34) des Spindelträgers (1) gehalten ist.
  7. Spulspindel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtung (30) einen Kraftgeber (25) zur Erzeugung der Spannkraft und einen Aktuator aufweist, durch welchen eine oszillierende Relativbewegung zwischen der Reibfläche (34) des Spindelträgers (1) und der Spannfläche (33) des stationären Lagerteils (17) quer zur Spannrichtung erzeugbar ist.
  8. Spulspindel nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtung zumindest zwei um einen Winkel, vorzugsweise um 90° versetzt zueinander angeordnete Spannmittel (36.1, 36.2) aufweisen, welche zum Spannen jeweils auf einen mit dem stationären Lagerteil (17) verbundenen Spannsteg (32.1, 32.2) einwirken.
  9. Spulspindel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannmittel (36.1, 36.2) zumindest jeweils eine Spannbacke (37) aufweisen, die als Reibfläche auf die Spannflächen der Spannstege (32.1, 32.2) wirken, daß jedem Spannmittel (36.1, 36.2) eine separate Druckfeder als Kraftgeber (25.1, 25.2) zugeordnet ist und daß der Aktor als ein mit dem Spannfutter (3) verbundener Exzenterring (38) ausgebildet ist, welcher eine oszillierende Bewegung des stationären Lagerteils (17) bei Drehung des Spannfutters (3) erzeugt.
  10. Spulspindel nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinrichtung (18) durch ein Wälzlager mit einem Lageraußenring und einem Lagerinnenring gebildet ist, wobei der Lageraußenring oder der Lagerinnenring fest mit dem Spannfutter (3) verbunden ist.
  11. Spulspindel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerinnenring oder der Lageraußenring mit den Klemmstegen der Klemmverbindung oder den Spannstegen der Spannverbindung derart verbunden ist, daß die freien Enden der Klemmstege oder der Spannstege den Klemmitteln oder den Spannmitteln zugeordnet sind.
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