Die
Erfindung betrifft eine für
eine Spinnvorrichtung vorgesehene Trichtereinheit mit einem drehbar
fliegend gelagerten und antreibbaren oder bremsbaren Trichter nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige Trichtereinheit
ist beispielsweise aus der
DE
34 00 327 A1 bekannt.
Unter
dem Begriff des Spinnens im Sinne der Erfindung ist auch das Zwirnen
zu verstehen, wobei anstelle einer Fadenaufnahme auch eine Fadenabgabe
von einer Fadenspule erfolgen und der Faden sowohl von einem Garn,
als auch von einem Zwirn gebildet werden kann.
Trichtereinheiten
mit einem zum konzentrischen Übergreifen
des Fadenaufnahmebereichs einer Spindel ausgebildeten, einen Faden
zu führen vermögenden elektromotorisch
angetriebenen Trichter für
Spinnvorrichtungen sind in mannigfachen Ausführungsformen aus dem Stand
der Technik bekannt, wobei sich verschiedene Trichtergeometrien
in Abhängigkeit
vom eingesetzten Verfahren und Material als geeignet erwiesen haben.
Unter dem Begriff Trichter ist daher im Rahmen der Erfindung nicht
nur eine Trichterform, sondern auch eine Glockenform, eine Zylinderform,
einen Kegelstumpfform, jede beliebige weitere zum Durchführen eines
Trichterspinnverfahrens, eines Glockenspinnverfahrens, eines Schlingenspinnverfahrens
oder eines ähnlichen Spinn-,
Zwirn- oder Umspulverfahren geeignete Form oder auch so genannte
Spinn- oder Zwirnflügel oder
Ballonbegrenzer zu verstehen. Der Trichter ist in der Regel hängend ausgeführt und übergreift
die meist senkrecht stehende, angetriebene Spindel von oben.
Die
Lagerung und der Antrieb des Trichters stellen angesichts der hohen
Trichterdrehzahlen moderner Spinnverfahren – erstrebt werden Trichterdrehzahlen
von über
40'000 Umdrehungen
pro Minute – eine
besondere Herausforderung dar. Gattungsgemäss weist der Trichter eine
lang gestreckte Form auf, um ein vollständiges Übergreifen des Fadenaufnahmebereichs
der Spindel zu ermöglichen Aufgrund des
auf der Innen- oder Aussenfläche
des Trichters geführten
Fadens und der Gefahr von asymmetrischen Faserablagerungen innerhalb
des Trichters erweist sich die schwingungsfreie Lagerung des länglichen
schnell drehenden Trichters daher als besonders problematisch, zumal
Verluste durch Reibwiderstände
an den Lagern und übermässige Geräuschbelastungen
auf ein Minimum zu beschränken
sind, um den Gesamtenergiebedarf des Verfahrens ebenso wie die Herstellungs- und Wartungskosten
der Vorrichtung möglichst
gering zu halten. Ein Aufschaukeln der rotierenden Teile aufgrund übermässiger Schwingungen
ist auf jeden Fall zu verhindern, denn ein Kontakt zwischen den
rotierenden und den stillstehenden Teilen kann erhebliche Schäden zur Folge
haben.
Eine
mögliche
Lager- und Antriebsanordnung, die das Ziel einer schwingungs- und
widerstandsarmen Lagerung verfolgt, sieht eine direkte Lagerung
des Trichters in Form eines den Trichter umschliessenden Lagers
vor. Der Antrieb umschliesst in diesem Fall meist ebenfalls den
Trichter. Eine derartige Anordnung hat den Vorteil, dass wegen kurzer
Hebelarme die Gefahr von Schwingungen am Trichter aufgrund allfälliger Unwuchten
relativ gering ist. Da die Lagerung jedoch um den Trichter, der gattungsgemäss einen
relativ grossen Durchmesser zum Übergreifen
der Spindel aufweist, angeordnet ist, erweist sich die Wahl eines
geeigneten Lagers als ausgesprochen schwierig. Den Trichter umschliessende
Lagerungen bedürfen
eines relativ grossen Platzbedarfs in horizontaler Richtung. Hierdurch
wird die Anzahl der maximal nebeneinander auf einer Trichterbank
positionierbaren Trichter eingeschränkt. Eine Führung des Faden auf der Aussenfläche des Trichters
ist ausgeschlossen. Ausserdem ist es nicht möglich, ein Abschirmelement
kleinen Durchmessers, beispielsweise ein Abschirmhülse zur
Abschirmung der Spindel und des aufgenommenen Fadens, über den
Trichter zu schieben.
Konventionelle
Wälzlager,
die den Trichter an dessen Trichteraussenfläche umschliessen, wie beispielsweise
in der
CH 681 630 A5 und
der
EP 0 458 154 A1 gezeigt,
mit einem zwangsläufig
grossen Lagerdurchmesser sind vor allem aufgrund mangelnder Drehzahlfestigkeit,
zu grosser Reibungswiderstände,
zu hoher Geräuschbelastung
und zu grossen horizontalen Platzbedarfs ungeeignet für die erstrebten
hohen Trichterdrehzahlen. Der Einsatz eines Luftlagers, wie insbesondere
aus der
DE 30 47 275 C2 bekannt,
das den zylindrischen oberen Teil des Trichters umgibt, hat zwar
eine Verringerung der Antriebsenergie zur Folge und ermöglicht einen
Antrieb des Trichters mit den erstrebten hohen Drehzahlen von über 40'000 Umdrehungen pro
Minute, jedoch ist ein derartiges Luftlager teuer in der Herstellung
und im Betrieb, da der Wartungsaufwand u.a. aufgrund der faserhaltigen
Umgebungsluft hoch ist, und erfordert ein Versorgen jeder einzelnen
Spinnstelle mit Druckluft, wodurch der Gesamtenergieverbrauch ansteigt.
Weiters ist der horizontale Platzbedarf für ein den Trichter umschliessendes
Luftlager gross. Als weitere Lösung
einer Trichterlagerung wird in der
DE 44 22 420 A1 der Einsatz mindestens eines
Magnetlagers vorgeschlagen, das mittels eines Sensors aktiv geregelt
wird. Der Trichter wird hierdurch frei schwebend magnetisch gelagert.
Zwar erfüllt
ein Magnetlager die Forderung der Drehzahlfestigkeit bei gleichzeitigem
sehr geringem Lagerreibwiderstand, jedoch sind aktive Magnetlager
im Vergleich zu Wälzlagern
ausserordentlich komplex aufgebaut, sehr teuer in der Herstellung,
müssen
mit Strom versorgt werden und benötigen eine kostenintensive
elektronische Steuerung. Da Textilmaschinen jedoch vornehmlich in
Niedriglohnländern
zum Einsatz kommen und hoch qualifiziertes Wartungspersonal nur
sehr bedingt zur Verfügung
steht, sind derart komplex aufgebaute und nur von Spezialfachpersonal
regelmässig
wartbare Lösungen
in der Praxis kaum umsetz- und
vermarktbar.
Bei
einer weiteren möglichen
und bekannten Lager- und Antriebsanordnung erfolgt sowohl die Lagerung
als auch der Antrieb des Trichters über eine Hohlwelle, die sich
an den Trichter an dessen oberem Ende koaxial anschliesst und mittels
welcher der Faden zum Trichter geführt wird. Der Trichter ist
fliegend gelagert und frei zugänglich,
so dass nicht nur auf der Innenfläche des Trichters, sondern
auch auf dessen Aussenfläche
ein Faden geführt
werden kann. Da die Lagerung und der Antrieb über die Hohlwelle, die einen
wesentlich geringeren Durchmesser als der die Spindel übergreifende
Trichter hat, erfolgt, lassen sich mittels Wälzlager relativ hohe Trichterdrehzahlen
erzielen. Der langgestreckte Trichter bildet jedoch einen grossen
Hebelarm für
das Lager, so dass bereits kleinste Unwuchten am Trichter, die beispielsweise
durch Verunreinigungen oder Fadenspannungen entstehen können, zu
erheblichen Schwingungen führen,
die die maximal erreichbare Trichterdrehzahl begrenzen und den Verschleiss drastisch
erhöhen.
Jeglicher Kontakt zwischen rotierenden und feststehenden Teilen,
insbesondere dem Rotor und dem Stator eines Elektroantriebs, ist
in jedem Fall zu vermeiden, da dies zu einer Zerstörung der
Bauteile führen
kann.
Die
DE 34 00 327 A1 beschreibt
eine sogenannte Glockenspinnvorrichtung mit einer antreibbaren oder
bremsbaren Glocke, auf deren Aussenseite der Faden herum geschlungen
und der Spindel zugeführt
wird. Die Glocke ist an einer sich an das obere Ende ihres Schafts
anschliessenden Welle über
zwei einreihige Wälzlager,
die über
die Welle geschoben und deren Lagerinnenringe mit nämlicher
fest verbunden sind, ortsfest drehbar am Gestell der Glockespinnvorrichtung
gelagert. Die Welle weist einen Längskanal mit einer unterhalb
des Lagers am oberen Ende des Schafts der Glocke befindlichen Austrittsöffnung zum
Führen
des Fadens auf die Aussenfläche
der Glocke auf. Der Antrieb der Glocke erfolgt über einen Elektromotor, dessen
Rotor am von dem Trichter weggewandten Ende der Welle befestigt
ist, so dass die gesamte Lagerung der Glocke, der Welle und des
Rotors zwischen Rotor und Trichter stattfindet. Der Stator des Antriebs
ist mit dem Gestell der Textilmaschine verbunden. Die Glocke ist
mit geringem Luftspalt von einem stillstehenden, aufklappbaren Mantel
umgeben. Ein weiterer Mantel, der in einer Ausführungsform einstückig mit
dem Mantel der Glocke ausgebildet ist, umgibt die Spindel. Die beiden
Mäntel
können
notwendigerweise für
Arbeiten an der Fadenspule, wie Beheben von Fadenbruch, oder zum
Ersetzen von vollen Aufnahmehülsen
durch leere Aufnahmehülsen
geöffnet
werden, indem sie insbesondere aufklappbar ausgebildet sind. Durch
die Anordnung der Lager an der Welle ist der Lagerdurchmesser geringer
als bei einem den Trichter umschliessenden Lager, so dass höhere Drehzahlen
der Glocke erzielbar sind. Da die Welle jedoch einen bestimmten
Mindestdurchmesser nicht unterschreiten darf, um eine schwingungsfreie
sichere Lagerung der fliegend gelagerten langgestreckten Glocke
zu ermöglichen,
stellt der für
die angestrebten Drehzahlen immer noch relativ grosse Durchmesser
der Wälzkörperlaufbahnen
der aufgeschobenen einreihigen Wälzlager und der Abstand beider
einreihiger Lager weiterhin ein Hindernis zur Erreichung der angestrebten
Glockendrehzahl dar. Weiters ist der Verschleiss hierdurch verhältnismässig gross – um das zu
vermeiden, wachsen die Anforderungen an die Produktgenauigkeit ins
Extreme, was wiederum zu sehr teuren Herstellungsprozessen führt. Eine schnelle
und unkomplizierte Demontage der Glocke und des Lagers insbesondere
zu Wartungszwecken ist nicht möglich,
da beide einreihigen Lager zwangsläufig gegeneinander verspannt
montiert sein müssen
und eine aufwendige Demontage des Lagers vonnöten ist. Jedes Lager bildet
einen eigenen Schmierraum, so dass beide Lager gesondert zu schmieren
sind. Weiters muss der Rotor zum Herausnehmen des Trichters von
der Welle entfernt werden. Lösungen
zur wirksamen Schwingungsdämpfung
der gesamten Anordnung werden nicht beschrieben.
Die
WO 2004/076727 A1 zeigt eine Vorrichtung zum Schlaufenspinnen oder
-zwirnen mit einem glockenförmigen
Ballonbegrenzer mit einem verjüngten
zylindrischen Teil, das eine Welle bildet. Die Welle ist über einen
Lagerbock mittels zweier Lagerreihen drehbar gelagert. Zwischen
den beiden Lagerreihen befindet sich ein elektrischer Asynchronmotor.
Der Lagerbock und der Motor sind in einem Gehäuse angeordnet, das auf einer
Tragbank befestigt ist. Eine derartige Lager-Antriebskombination ist in der praktischen
Ausführung
ausserordentlich komplex, da die Lagerung und der Antrieb zwangsläufig kombiniert sind
und beide Lager über
das feststehende Antriebsgehäuse
gegeneinander zu verspannen sind. Für die zwangsläufig regelmässig zu
erfolgende Wartung von Wälzlagern
ist bei einem derartigen Aufbau die Demontage des Antriebs erforderlich.
Dies erhöht den
Wartungsaufwand erheblich. Jedes Lager bildet einen eigenen Schmierraum,
so dass beide Lager gesondert zu schmieren sind. Wirksame Mittel
zur unumgänglichen
Schwingungsdämpfung
werden nicht beschrieben.
Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Trichtereinheit
mit antreibbaren oder abbremsbaren Trichter zu schaffen, mittels
welcher bei gleichzeitig verhältnismässig einfachem
und kompaktem Aufbau, geringem Verschleiss, einfacher Wartbarkeit
und möglichst
geringem Energieverbrauch höhere
Trichterdrehzahlen erreicht werden können.
Diese
Aufgabe wird durch die Verwirklichung der kennzeichnenden Merkmale
der unabhängigen Ansprüche gelöst. Merkmale,
die die Erfindung in alternativer oder vorteilhafter Weise weiterbilden,
sind den abhängigen
Ansprüchen
zu entnehmen.
Die
Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass durch kompaktes Anordnen
der Lager innerhalb eines zwischen Rotor und Trichter befindlichen
Lagergehäuses
und durch gemeinsames schwingungstechnisches Entkoppeln der rotierenden
Teile, der feststehenden Antriebselemente und des Lagergehäuses von
dem Mantel der Trichtereinheit, der Trichterbank und den restlichen
stationären
Teilen aufgrund eines wesentlich günstigeren Schwingungsverhaltens
höhere
Trichterdrehzahlen bei gleichzeitig geringerem Verschleiss, niedrigem
Energieverbrauch und einfacher Demontierbarkeit der Trichtereinheit
erzielbar sind.
Die
Erfindung kann grundsätzlich
sowohl auf Spinn-, wie auf Zwirnmaschinen angewandt werden, denen
die oben beschriebene Aufgabe zugrunde liegt. Wird im Folgenden
von Spinnmaschinen und Spinnvorgängen
geschrieben, so kann es sich immer auch um Zwirnmaschinen und Zwirnvorgänge handeln.
Dem Fachmann ist bekannt, dass solche Vorgänge vom Grundsatz her beispielsweise
auch mit Zwirnen, Scheinzwirnen, Coregarn oder -zwirn, Effektgarn
oder -zwirn und anderen Verfahrensvarianten und verfahrensabhängig sowohl
in der beschriebenen wie auch in der entgegengesetzten Materialflussrichtung
durchführbar
sind, weshalb unter dem Aufnehmen des Fadens im Rahmen der Erfindung auch
eine Abgabe des Fadens zu verstehen ist.
Für das Trichterspinnen
oder ähnliche
Verfahren werden in der Literatur verschiedenste Begriffe verwendet,
beispielsweise Glockenspinnen, Spinnen mit Ballonbegrenzer, Kappenspinnen,
Flügelspinnen
und weitere Namen. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht nur auf
das Trichterspinnen, sondern bezieht sich generell auf Spinn-, Zwirn- oder
Umspulvorrichtungen, bei welchen ein rotierbares, den Faden zu führen vermögendes,
im Wesentlichen rotationssymmetrisches Fadenführungs- oder Ballonbegrenzungselement
einen Fadenaufnahme- oder Fadenabgabebereich – im Folgenden als Fadenaufnahmebereich
zusammengefasst – einer ebenfalls
rotierbaren Spindel zum Spinnen, Zwirnen oder Umspulen umschliessen
kann.
Die
erfindungsgemässe
Trichtereinheit für eine
Spinnvorrichtung mit einer antreibbaren, einen Fadenaufnahmebereich
aufweisenden Spindel ist an einer Trichterbank der Spinnvorrichtung
anordenbar oder bereits angeordnet. Die Trichtereinheit besitzt einen
zum konzentrischen Übergreifen
des Fadenaufnahmebereichs ausgebildeten, einen Faden bevorzugt innen
oder gegebenenfalls aussen zu führen vermögenden drehbar
gelagerten und antreibbaren Trichter, wobei der Trichter neben einer
Trichterform auch jede beliebige andere geeignete Form aufweisen
kann. Über
eine drehbar gelagerte Welle, die eine axiale Fadenführungsbohrung
zum Zuführen des
Fadens zum Trichter besitzt und drehfest mit dem Trichter koaxial
verbunden ist, ist der Trichter drehbar fliegend gelagert und antreibbar
oder bremsbar. Die Welle und der Trichter werden entweder von zwei
miteinander verbundenen Teilen, die aus unterschiedlichen, jeweils
geeigneten Materialen bestehen können,
gebildet oder sind einstückig
ausgebildet. Das Antreiben oder das Bremsen des Trichters erfolgt über einen
elektrischen Antrieb, dessen Rotor an der Welle insbesondere mittels
Klebung oder Schrumpfung fixiert ist und dessen Stator von einem Antriebsgehäuse umgeben
wird. Der elektrische Antrieb ist beispielsweise als ein Asynchronmotor
oder ein Synchronmotor ausgebildet. Eine Lagereinheit ist in einem
mit dem Antriebsgehäuse
verbundenen Lagergehäuse
und an der Welle derart zwischen dem Rotor des Antriebs und dem
Trichter angeordnet, dass der Trichter und der Rotor drehbar fliegend
gelagert sind. Unter der Lagereinheit ist allgemein ein Element
zur zumindest radialen und bevorzugt auch axialen Lagerung der Welle
zu verstehen. Das Lagergehäuse,
welches beispielsweise die Form eines geschlossenen, insbesondere
zylindrischen Gehäuses oder
einer zangenartigen Halterung besitzen kann, stellt allgemein die
Halterung der Lagereinheit dar. Die Lagereinheit ist in einer Weiterbildung
der Erfindung als ein zweireihiges Wälzlager mit zwei Wälzkörperreihen
ausgebildet, dessen Innenring von der Welle, die zwei äussere Rillen
als Lagerbahnen zur Wälzkörperführung aufweist,
gebildet wird. In dieser Ausführungsform
ist die Welle aus einem für
die Wälzkörperführung geeigneten
Material gefertigt. Da die Wälzkörper direkt
in den Rillen der Welle laufen, ist der Durchmesser der beiden Wälzkörperbahnen im
Vergleich zu auf die Welle aufgeschobenen Wälzlagern wesentlich geringer,
wodurch eine höhere Drehzahlfestigkeit
des Lagers bei geringem Reibwiderstand erreicht wird. In einer weiteren
Weiterbildung der Erfindung ist der Aussenring des zweireihigen
Wälzlagers
als eine insbesondere zylindrisch langgestreckte Lagerhülse, die
zwei innere Rillen zur Wälzkörperführung aufweist,
ausgeführt.
Die Lagerhülse
wird von dem Lagergehäuse
umgeben und ist mit diesem insbesondere lösbar verbunden. Durch Trennen
der Verbindung zwischen der Lagerhülse und dem Lagergehäuse ist
es möglich,
den Trichter und die Welle einschliesslich der gesamten Lagereinheit
von der restlichen Trichtereinheit zu trennen. Dies kann sogar ohne
Entfernen des Rotors von der Welle erfolgen, sofern der Aussendurchmesser
der Lagerhülse – wie in
einer Weiterbildung der Erfindung – grösser als der maximale Aussendurchmesser
des Rotors ist und der Rotor durch das Lagergehäuse axial hindurchgeführt werden
kann, so dass der Trichter, die Welle, der Rotor und die Lagereinheit
als ein gemeinsames Trichterbauteil durch axiales Verschieben in
Richtung des Trichters von der restlichen Trichtereinheit trennbar
sind. Dies hat den erheblichen Vorteil, dass die Wartung oder der
Austausch des kompletten Lagers ohne grösseren Arbeitsaufwand innerhalb
kürzester
Zeit erfolgen kann. Auch der Austausch eines Trichterbauteils gegen
ein anderes Trichterbauteil, beispielsweise zur Umrüstung einer
Spinnmaschine auf ein anderes Spinnverfahren, ist innerhalb kurzer
Zeit möglich.
Da das zweireihige Wälzlager
eine geschlossene Einheit bildet, können sich beide Wälzlager
einen gemeinsamen, nach aussen abgedichteten Schmierraum teilen,
was die Wartung wesentlich erleichtert. Die Trennung des Trichterbauteils
von der restlichen Trichtereinheit erfolgt beispielsweise mittels
einer radial in Richtung zur Welle gerichteten Schraube im Lagergehäuse, die von
aussen zugänglich
ist und in eine in der Lagerhülse
ausgebildete Aufnahme eingreift, wodurch ein axiales Verschieben
oder ein Verdrehen des Trichterbauteils gegenüber der restlichen Trichtereinheit
bei angezogener Schraube vermieden wird. Als Aufnahme dient beispielsweise
ein die Lagerhülse
in einer Nut fest umschliessender Kunststoffring, in welchen die
Schraube eingreifen kann.
Erfindungsgemäss weist
die Trichtereinheit einen mit der Trichterbank zumindest indirekt
verbindbaren oder verbundenen – insbesondere
zylindrischen – Mantel
auf, der zumindest das Lagergehäuse
konzentrisch radial beabstandet umgibt. Der Mantel ist mit dem Lagergehäuse über zumindest
radial und axial wirkende, distanzhaltende Dämpfungsglieder derart entkoppelt
verbunden, dass zumindest der Trichter, die Welle, der Rotor, das
Antriebsgehäuse, der
Stator und das Lagergehäuse
von dem restlichen Teil der Vorrichtung, vor allem dem Mantel und
der Trichterbank, so entkoppelt sind, dass Schwingungen nicht oder
nur teilweise übertragen
werden. Dies hat zur Folge, dass das Schwingungsverhalten der Trichtereinheit
erheblich verbessert wird, höhere Trichterdrehzahlen
erreicht werden, der Energieverbrauch gesenkt und die Prozesssicherheit
erhöht wird.
Die Dämpfungsglieder
sind beispielsweise als zwei Dämpfungsglieder
ausgebildet, die das Lagergehäuse
im Wesentlichen auf axialer Höhe
der beiden Wälzkörperreihen
ringartig umgeben. Als Dämpfungsglieder
eignen sich schwingungsdämpfende Gummimetall-Elemente
oder sonstige elastische Dämpfungsteile,
beispielsweise Gummi-, Kunststoff- oder Schaumstoffringe. Anstelle
eines Rings ist auch der Einsatz mehrerer, rings um das Lagergehäuse verteilter
Einzelelemente möglich.
Da die rotierenden Elemente, die insbesondere vom Trichter, der
Welle, dem Rotor und Teilen der Lagereinheit gebildet werden, und
die unmittelbar mit den rotierenden Teilen interagierenden feststehenden
Teile, insbesondere der Stator des Antriebs und das mit letzterem
verbundene Lagergehäuse,
eine miteinander gekoppelte, möglichst
kleine und leichte Schwingungseinheit bilden, werden relative Schwingungen
zwischen den rotierenden und besagten feststehenden Teilen vermieden,
so dass eine Radialbewegung des Rotors innerhalb des Stators aufgrund
ungewollter Schwingungen, womöglich
sogar ein den Antrieb zerstörender
Kontakt zwischen Rotor und Stator, vermieden wird. Die Schnittstelle
zwischen dieser Schwingungseinheit und der von nämlicher entkoppelten stationären Trägereinheit
bilden die zwischen dem Lagergehäuse
und dem mit der Trichterbank verbundenen Mantel angeordneten Dämpfungsglieder.
Der Mantel dient entweder lediglich als Schnittstelle zwischen den
Dämpfungsgliedern
und der Trichterbank oder übt
in einer Weiterbildung der Erfindung mittel- oder unmittelbar eine
weitere Funktion, vorzugsweise eine Abschirmfunktion aus, indem
sich der Mantel längs über den
Trichter erstreckt und den Trichter im Wesentlichen auf dessen gesamten
Länge konzentrisch umgibt.
Der Mantel weist z.B. eine zylindrische Aussenfläche und eine der Form der Aussenfläche des Trichters
zumindest teilweise angepasste Innenfläche auf. Die zylindrische Aussenfläche kann
als Aufnahme für
ein zylindrisches Abschirmelement dienen, das zur Abschirmung der
Spindel auf dem Mantel in Richtung zur Spindel verschiebbar ist.
Der Mantel kann ein- oder mehrstückig
und beispielsweise im den Trichter umgebenden Bereich aufklappbar
ausgestaltet sein.
Da
die 2 zur besseren Veranschaulichung einen Ausschnitt
aus 1 zeigt, werden beide Figuren im Folgenden gemeinsam
erläutert.
In 1 ist eine mögliche
Ausführungsform
der erfindungsgemässen
Trichtereinheit für
eine Spinnvorrichtung, die eine einzeln antreibbare Spindel 2 zum Aufnehmen
eines Fadens auf einem Fadenaufnahmebereich 1 umfasst,
rein schematisch dargestellt, während
in 2 ein von der restlichen Trichtereinheit getrenntes
Trichterbauteil 21 schematisch abgebildet ist. Die Spindel 2 und
die Trichtereinheit führen zueinander
in bekannter Weise eine axiale Bewegung aus. Der Fadenaufnahmebereich 1 der
Spindel 2 wird beispielsweise von derjenigen Mantelfläche der
Spindel 2 gebildet, die zumindest teilweise von dem – wie in 1 dargestellten – fertig
aufgenommenem Faden 27 umgeben wird. Im gezeigten Beispiel
erfolgt das Aufwickeln des Fadens in Form eines Kopses auf eine
Hülse 26,
die auf die Spindel 2 gesteckt ist. Die Trichtereinheit
weist einen Trichter 4 mit einer zylindrischen Grundform
und einem konisch ausgeweiteten Ende auf. Alternativ ist es insbesondere
möglich,
den gesamten Trichter 4 zylindrisch oder konisch auszugestalten
oder dem Trichter 4 eine beliebige andere zur Durchführung des
Spinnverfahrens geeignete Form zu verleihen. Der Trichter 4 ist
drehfest mit einer Welle 6 verbunden. In der Welle 6 befindet
sich eine durchgehende zentrische Fadenführungsbohrung 5, durch
welche der Faden in den Trichter 4 gelangt und dort auf
der Innenfläche des
rotierenden Trichters 4 zu einem Fadenführer 28, der beispielsweise
als eine Öse
ausgebildet ist, zur Unterkante des konisch ausgeweiteten Endes
des Trichters 4 geführt
wird. In einer hier nicht näher
zu beschreibenden Alternative kann der Faden z.B. durch einen Durchbruch
an geeigneter Stelle nach aussen geführt werden oder über die
Trichterunterkante eine Schlinge bilden. Durch konzentrisches Übergreifen
des Trichters 4 über
die Spindel 2 erfolgt somit in bekannter Weise das Aufwinden
des Fadens. Der Trichter 4 und die Welle 6 sind
im gezeigten Ausführungsbeispiel
als ein gemeinsames Teil dargestellt. Es ist jedoch möglich, die
Welle 6 und den Trichter 4 zweiteilig – jeweils
aus geeigneten Materialien – auszubilden.
Die Welle 6 ist über
eine Lagereinheit 12 drehbar radial und axial gelagert
und wird über
einen als Elektromotor ausgebildeten Antrieb 7, dessen
Rotor 8 drehfest auf der Welle 6 sitzt, angetrieben.
Der Verbindung zwischen der Welle 6 und dem Rotor 8 kann
z.B. mittels Klebung erfolgen. Die Lagereinheit 12 setzt
sich aus zwei Wälzkörperreihen 23a und 23b,
einer zylindrischen Lagerhülse 16 mit
zwei inneren Rillen 17 und zwei direkt auf die Welle 6 geschliffenen äusseren
Rillen 15, in welchen die beiden Wälzkörperreihen 23a und 23b jeweils laufen,
zusammen. Die Welle 6 fungiert somit als Innenring und
die Lagerhülse 16 als
Aussenring, da die Lagerbahnen direkt in die Welle 6 bzw.
die Lagerhülse 16 geschliffen
sind. Da die Wälzkörperführung direkt
auf der Welle 6 erfolgt, ist der Lagerdurchmesser möglichst
klein, so dass hohe Lagerdrehzahlen möglich sind. Aufgrund der Anordnung
der beschriebenen Lagereinheit 12 zwischen dem Abschnitt
der Welle 6, auf welchem der Rotor 8 sitzt, und
dem Abschnitt, an dem der Trichter 4 angrenzt, sind der Trichter 4 und
der Rotor 8 fliegend gelagert. Die Lagerhülse 16 wird
von einem ebenfalls hülsenförmigen Lagergehäuse 11 in
Spiel- oder Übergangspassung umschlossen.
Um eine axiales Verschieben der Lagerhülse 16 und damit der
Welle 6 gegenüber
dem Lagergehäuse 11 zu
verhindern, ist eine lösbare
Verbindung, vorzugsweise eine Spannschraube 24 im Lagergehäuse 11 zur
Welle 6 weisend vorgesehen, die in einen Ring 22 aus
geeignetem Material, z.B. POM, der in einer mittigen Ringnut in
der Lagerhülse 16 fixiert
ist, so eingreift, dass dieser nicht deformiert wird. Der Stator 10 des
Antriebs 7 befindet sich in einem Antriebsgehäuse 9, über welches
der Stator 10 mit dem Lagergehäuse 11 verbunden ist.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel
sind das Antriebsgehäuse 9 und
das Lagergehäuse 11 einstückig. Selbstverständlich ist
eine mehrteilige Ausbildung möglich.
Die
Lagereinheit 12 wird von zwei radial, axial und in Umfangsrichtung
wirkenden Dämpfungsgliedern 14a und 14b umgeben,
die das Antriebsgehäuse 9 einschliesslich
des Stators 10, das Lagergehäuse 11 und die Lagerhülse 16 mit
einem zumindest das Lagergehäuse 11 konzentrisch
radial beabstandet umgebenden zylindrischen Mantel 13 entkoppelt verbinden.
Die Dämpfungsglieder 14a und 14b werden
beispielsweise von gummielastischen Dämpfungsringen gebildet und
befinden sich im Wesentlichen auf axialer Höhe der beiden Wälzkörperreihen 23a, 23b.
Der Mantel 13 besitzt im gezeigten Ausführungsbeispiel eine zylindrische
Aussenfläche 18,
umgibt den Trichter 4 konzentrisch im Wesentlichen auf dessen
gesamten Länge
L4 mit einem geringen Luftspalt und endet
nahe an der Unterkante des Trichters 4. Die Innenfläche 20 des
Mantels 13 ist zumindest teilweise der Form der Aussenfläche 19 des Trichters 4 angepasst.
Durch die Kapselung des Trichters 4 durch den Mantel 13 wird
das Luftwiderstandsmoment am Trichter 4 verringert, was
einen geringeren Energiebedarf zur Folge hat. Im Bereich der Spannschraube 24 ist
eine Bohrung im Mantel 13 vorgesehen, um von aussen die
Spannschrauben lösen
zu können.
Der Mantel 13 ist in einem oberen Abschnitt nahe der Lagereinheit 12 mit
der Trichterbank 3 der Spinnvorrichtung verbunden und übt somit
sowohl eine Schnittstellenfunktion zwischen der Trichterbank 3 und
den Dämpfungsgliedern 14a und 14b, als
auch eine Abschirmfunktion für
den Trichter 4 aus. Es ist jedoch alternativ möglich, dass
der Mantel 13 lediglich das Lagergehäuse 11 hülsenartig
umgibt, mit selbigem über
die Dämpfungsglieder 14a und 14b entkoppelt
verbunden ist, den Trichter 4 nicht umgibt und keine Abschirmfunktion
für den
Trichter 4 ausübt.
In diesem Fall ist der Mantel 13 als ein kurzes Gehäuse ausgebildet,
die mit der Trichterbank mittel- oder unmittelbar in Verbindung
steht.