DE19616314A1

DE19616314A1 - Aufspulvorrichtung zum Aufspulen von Chemiefasern mit einer Spulspindel

Info

Publication number: DE19616314A1
Application number: DE19616314A
Authority: DE
Inventors: Heinz Dr Schippers; Klaus Dr Schaefer; Joerg Spahlinger; Martin Zingsem
Original assignee: Barmag AG; Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1995-05-17
Filing date: 1996-04-24
Publication date: 1996-11-21

Description

Die Erfindung betrifft eine Aufspulvorrichtung zum Aufspulen von Chemiefasern nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Aufspulvorrichtung ist aus der Patentschrift DT 22 61 709 C bekannt. Die Aufspulvorrichtung wird in Spinnmaschinen zum Aufspulen der frisch gesponnenen Chemiefasern zu Spulen eingesetzt. Hierzu sind mehrere Spulhülsen hintereinander auf einem Spannfutter der Spulspindel gesteckt und werden gleichmäßig mit mehreren Fäden bewickelt. Zur Realisierung der hohen Fadenlaufgeschwindigkeiten von mehr als 6.000 m/min muß das Spannfutter je nach Durchmesser der Spule während der Spulreise (Anfang bis Ende der Aufwicklung zu einer Spule) einen Drehzahlbereich von ca. 4.000 U/min-30.000 U/min durchlaufen. Hierbei müssen im besonderen Maße die kritischen Drehzahlen, die eine ungedämpfte Schwingung des Spannfutters verursachen, vermieden werden, um die Lagerung des Spannfutters nicht zu zerstören. Eine kritische Drehzahl liegt vor, wenn die Erregerfrequenz mit der Eigenfrequenz des Spannfutters zusammen fällt. Aufgrund der großen Drehzahlspreizung und der Tatsache, daß sich die Drehmassen während der Spulreise ständig verändern und damit die kritischen Drehzahlen beeinflussen, können solche kriti schen Drehzahlen auftreten.

Bei der bekannten Aufspulvorrichtung wurde das Problem mittels einer elastischen Lagerung des Spannfutters teilweise gelöst. Damit wurde eine Verlagerung der kritischen Drehzahlen hin zu niedrigen Betriebsdrehzahlen erreicht.

Die große Drehzahlspreizung führt jedoch dazu, daß die höheren Ordnungen (Vielfache der kritischen Drehzahlen) durchfahren werden müssen und somit hochfrequente Schwingungen im Spannfutter erzeugen. Insbesondere bei den längeren Spannfuttern zur Aufwicklung mehrerer Spulen hintereinander führen diese hochfrequenten Schwingungen zur Einschränkung des Drehzahlbereiches. Bei den längeren Spannfuttern werden aufgrund des großen Masseeinflusses auch im unteren Betriebs drehzahlbereich die kritischen Drehzahlen erreicht. Das Durchlaufen der kritischen Drehzahl kann im Extremfall zum Ausfall der Aufspul vorrichtung führen.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Spulspindel derart auszubilden, daß sie im gesamten Betriebsdrehzahlbereich mit großer Drehzahlspreizung betrieben werden kann.

Diese Aufgabe wird bei der Aufspulvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 durch das Kennzeichen dieses Anspruches gelöst.

Der Vorteil dieser Lösung liegt darin, daß die hochfrequenten Schwingungen des Spannfutters im gesamten Drehzahlbereich der Spulspindel in radialer Richtung, wie durch die kritischen Drehzah len verursacht, gedämpft werden, ohne dabei die Umfangsgeschwindig keit des Spannfutters wesentlich zu beeinflussen. Die Drehverbindung ist hierzu reibungsarm ausgeführt. Die Dämpfungseinrichtung ist relativ zum umlaufenden Spannfutter ortsfest angeordnet, so daß die Drehverbindung nur die Relativbewegungen zwischen dem Spannfutter und der Dämpfungseinrichtung überträgt. Insbesondere werden die niederfrequenten Schwingungen des Spannfutters gedämpft. Neben den aus der kritischen Drehzahl der Spulspindel resultierenden Schwin gungen treten auch Schwingungen auf, die durch Resonanzschwingungen von angrenzenden Bauteilen verursacht werden. So führt z. B. eine Unwucht auf der Spule zum Schwingen der Kontaktwalze, was sich unmittelbar auf die Schwingungen des Spannfutters auswirkt. Ebenso übertragen sich die Gestellschwingungen auf das Spannfutter. Diese Schwingungsformen werden ebenso vorteilhaft gedämpft, so daß der Drehzahlbereich von Anfang bis Ende der Spulenreise gefahrlos durchlaufen werden kann.

Die Ausführungsform nach Anspruch 2 gibt eine Lösung an, um bei großen Schwingungsamplituden entsprechend große Dämpfungswirkungen zu erhalten, was sich besonders bei den niederfrequenten Schwingun gen vorteilhaft auswirkt.

Die Ausgestaltung der Aufspulmaschinen nach Anspruch 3 besitzt den Vorteil, daß die Schwingungen des Spannfutters, welches an einem beweglichen Träger vorzugsweise einem Spulenrevolver angeordnet ist, in jeder Betriebsstellung gedämpft wird.

Die Aufspulvorrichtung nach Anspruch 4 zeigt eine mechanische Kraftübertragung zwischen Dämpfungseinrichtung und Außenmantel des Spannfutters. Hierbei sind die Drehkörper vorteilhaft so gestaltet, daß möglichst geringe Reibung im Drehpunkt der Drehkörper entsteht.

Der Vorteil einer berührungslosen Kraftübertragung ist in der Aufspulvorrichtung nach Anspruch 5 realisiert. Es kann dabei eine reibungsfreie Kraftübertragung an einem großen Durchmesser ver wirklicht werden. Die magnetische Lagerung wird hierbei als reines Übertragungsglied der zu dämpfenden Schwingungen eingesetzt.

Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 6 sind die Magnete der magneti schen Radiallagerung vorteilhaft so angeordnet, daß der Lagerspalt eine natürliche Stabilität aufweist.

Weitere Ausführungsvarianten sind in den Ansprüchen 7 und 8 gezeigt, wobei die Anordnung der Ringmagnete nach Anspruch 8 den besonderen Vorteil bietet, daß das Spannfutter keine axiale Kraftkomponente aufweist.

Aufgrund der geringen Radialkräfte läßt sich die Drehverbindung bereits aus einem Ringmagneten und einer magnetisierbaren Scheibe realisieren, wie aus Anspruch 9 hervorgeht.

Vorzugsweise sind die Magnete bzw. Ringmagnete als Permanentmagnete ausgeführt, damit wird eine kontinuierliche und andauernde Über tragung der Relativbewegung zwischen dem Spannfutter und der Dämpfungseinrichtung gewährleistet.

Die Ausführungsform mit Elektromagneten ist von Vorteil, wenn die Dämpfungseinrichtung nur zeitweise an den Außenmantel des Spann futters angekoppelt werden soll. Da Resonanzschwingungen angrenzen der Bauteile bevorzugt in unteren Betriebsdrehzahlen auftreten, ist es möglich, gezielt das Spannfutter nur in dem unteren Drehzahlbe reich zu dämpfen.

Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Aufspulvor richtung zeichnet sich dadurch aus, daß die Drehverbindung als eine aerostatische Lagerung ausgebildet ist. Die Übertragung der Relativbewegung erfolgt im wesentlichen reibungsarm und berührungs los.

Die Aufspulvorrichtung gemäß Anspruch 12 ermöglicht eine Einstellung unterschiedlicher Dämpfercharakteristiken bezüglich der Schwingungs achsen. Aufgrund der sich ständig ändernden Gewichtskraft werden die einzelnen Dämpfer unterschiedlich belastet, so daß auch in diesem Fall unterschiedliche Dämpfereinstellungen vorteilhaft sind.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 13 stellt eine einfache aber wirkungsvolle Dämpfungseinrichtung dar. Der Dämpfer könnte z. B. als Elastomerring ausgebildet sein, der zwischen der Drehverbindung und dem Maschinengestell angeordnet ist.

Die Ausführungsvariante nach Anspruch 14 zeigt den Vorteil, daß unabhängig von der Lage der Gewichtskraft des Spannfutters immer die gleiche Dämpferwirkung anliegt.

Um einen kontinuierlichen Prozeßverlauf beim Aufspulen zu erhalten, sind die Aufspulvorrichtungen mit 2 Spulspindeln bestückt, wie in der Patentschrift EP 0 374 536 B1 ausgeführt ist.

Beide Spulspindeln sind an einem Spulenrevolver um 180° versetzt befestigt. Der Spulenrevolver ist mit einem Drehantrieb gekoppelt. Haben die Spulen der ersten Spulspindel ihre Sollgröße erreicht, so wird die zweite Spulspindel mit den Leerhülsen vom Revolver in die Betriebsstellung gedreht und gleichzeitig gelangt die zweite Spul spindel in eine Parkstation, wo die vollen Spulen abgezogen werden können. Während der Aufwicklung zu einer Spule wird die Spulspindel ebenfalls vom Spulenrevolver gedreht, damit bei konstanter Lage der Kontaktwalze die wachsende Spule ausweichen kann.

In diesem Falle ändert sich die Größe und Richtung der Gewichtskraft der Spulspindel ständig. Die Dämpfereinrichtung ist daher statisch ungleichmäßig belastet. Diese Aufspulvorrichtung wird gemäß Anspruch 14 vorzugsweise mit einem Feder-Dämpfer-System ausgeführt, damit die Spulspindel selbsttätig stets in eine optimale Dämpfungslage geführt wird.

Die Aufspulvorrichtung nach Anspruch 15 verknüpft die magnetische Drehverbindung mit einer elektrischen Dämpfungseinrichtung.

Durch die Bewegung des Magnetfeldes wird eine Spannung in der Elektromagnet-Spule induziert, so daß in dem angeschlossenen Stromkreis ein Strom fließt, der im elektrischen Widerstand in Wärme umgewandelt wird und somit zu einer Dämpfung der Spannfutter schwingungen führt. Die Dämpfungswirkung kann durch Einbinden eines verstellbaren Widerstandes im Stromkreis gemäß Anspruch 16 noch erhöht werden. Durch Veränderung der Spannung kann die Lager steifigkeit der magnetischen Radiallagerung beeinflußt werden. Dadurch können gezielt Resonanzen verstimmt werden. Das Betriebs verhalten der Dämpfung kann damit vorteilhaft während der Spulenrei se verändert werden.

Die erfindungsgemäße Aufspulvorrichtung sowie ihre Vorteile sind anhand der in den folgenden Ausführungsbeispielen beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 schematisch den Querschnitt einer Aufspulvorrichtung mit mechanischer Drehverbindung zwischen Spannfutter und mechanischer Dämpfungseinrichtung;

Fig. 2 schematischen Querschnitt einer Aufspulvorrichtung mit magnetischer, radial ausgerichteter Drehverbindung zwischen Spannfutter und mechanischer Dämpfungseinrich tung;

Fig. 3 schematischen Querschnitt einer Aufspulvorrichtung mit axial gerichteter magnetischer Drehverbindung;

Fig. 4 Ausschnitt eines schematischen Querschnitts einer Spul spindel mit axial gerichteter magnetischer Drehverbindung und Axialkraftfreiheit;

Fig. 5 Ausschnitt eines schematischen Querschnitts einer Spul spindel mit axial gerichteter magnetischer Drehverbin dung;

Fig. 6 schematischen Querschnitt einer Spulspindel mit magneti scher Drehverbindung und elektrischer Dämpfungseinrich tung;

Fig. 7 schematische Draufsicht auf eine Aufspulvorrichtung mit einem Spulrevolver mit zwei Spulspindeln.

Fig. 8 schematischen Querschnitt A-A einer Aufspulvorrichtung aus Fig. 7 mit mechanischer Drehverbindung mit Feder- Dämpfereinrichtung;

Fig. 9 Ausschnitt eines schematischen Querschnitts einer Spul spindel mit aerostatischer Lagerung als Drehverbindung.

Die nachfolgende Beschreibung gilt sowohl für Fig. 1 bis 6 gleichermaßen, insoweit nichts anderes gesagt ist.

An dem Maschinengestell 1 einer Aufspulvorrichtung ist die aus kragende rohrförmige Achse 2 der Spulspindel 3 fest angebracht.

An der Achse 2 ist das Spannfutter 4 drehbar elastisch in den Lagern 5 und 6 gelagert.

Das Spannfutter 4 besteht aus einem zylindrischen und hohlen Außenmantel 7 und der Nabe 8. Der Außenmantel 7 ist mit Klemmkörpern (hier nicht gezeigt) ausgestattet, um die Spulenhülsen 13, auf der die Spulen 14 gebildet werden, aufnehmen zu können. Es können hierbei mehrere Spulenhülsen 13.1, 13.2 hintereinander gleichzeitig vom Spannfutter 4 gespannt werden. Die Nabe 8 des Spannfutters 4 ist mit der Welle 9 starr verbunden.

Die Welle 9, die im Maschinengestell 1 in den Lagern 10 und 11 gelagert ist, wird mittels einer Antriebseinheit 12, z. B. einem Elektromotor, angetrieben. Zwischen Antriebseinheit 12 und Welle 9 ist eine Überlastkupplung 37 angeordnet. Mit der Bremseinrichtung 38 wird die Welle 9 für den Fall eines Spulenwechsels oder Fadenris ses gebremst.

Bei der Aufspulvorrichtung aus Fig. 2 ist die Welle 9 ebenfalls im Maschinengestell 1 in den Lagern 10 und 11 gelagert. Der Antrieb der Spulspindel 3 erfolgt hierbei über die als Friktionswalze ausgeführ te Kontaktwalze 15. Die Spulspindel besitzt keine direkte Antriebs- und Bremseinrichtung. Die Kontaktwalze 15 liegt kraftschlüssig an der Spule 14 an.

Bei den Ausführungen aus Fig. 1, 3 und 6 wird durch die Kontaktwalze 15.1 und 15.2, die an einer Mantellinie der Spulen 14.1 und 14.2 kraftschlüssig anliegt, die Umfangsgeschwindigkeit der Spulen 14.1 und 14.2 gemessen und über diesen Meßwert die Drehzahl der Antriebseinheit 12 so gesteuert, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Spule 14.1 und 14.2 konstant bleibt.

Für alle Ausführungsbeispiele gilt nun, daß am Außenmantel 7 des Spannfutter 4, vorzugsweise am offenen Ende des Spannfutters 4, eine Dämpfungseinrichtung 16 angebracht ist, wobei die Kraftüber tragung mittels einer Drehverbindung 17 erfolgt. Die Dämpfungsein richtung 16 ist am Maschinengestell 1 befestigt.

In Fig. 1 erfolgt die Kraftübertragung zwischen der Dämpfungsein richtung 16 und dem Außenmantel 7 des Spannfutters 4 mittels mehrerer mindestens drei gleichmäßig am Umfang des Außenmantels 7 verteilten Drehkörper 18, hier Rollen 18.1, 18.2. Die Rotations achsen der Rollen 18.1, 18.2 sind gleichgerichtet zur Rotationsachse des Spannfutters 4. Die Rollen 18.1, 18.2 sind jeweils an einem Träger 19.1, 19.2 gelagert. Die Träger 19.1, 19.2 sind im Schubge lenk 36.1, 36.2 radial verstellbar an dem Maschinengestell 1 befestigt, so daß die Rollen 18.1, 18.2 jeder radialen Bewegung des Außenmantels 7 ohne Widerstand folgen können. An dem Träger 19.1, 19.2 greift ein Dämpfer 20.1, 20.2 an, der fest mit dem Maschinenge stell 1 verbunden ist und seine Dämpferkraft auf den Träger 19.1, 19.2 und somit auf die Rolle 18.1, 18.2 ausübt.

Die Rollen 18.1, 18.2 sind ballig ausgeführt, um eine sehr geringe Kontaktreibung zum Außenmantel 7 zu erhalten. Der Einsatz von Kugeln wäre ebenso denkbar. Grundsätzlich ist zur Ausgestaltung der Drehverbindung 17 jedes übliche Lager zu verwenden.

Als mechanische Dämpfer 20.1, 20.2 können Flüssigkeitsdämpfer (Stoßdämpfer), Werkstoffdämpfer (Gummipuffer) oder auch Reibungs dämpfer eingesetzt werden. Die Auslegung der Dämpfer ist derart, daß statische Auslenkungen fast ungedämpft bleiben, jedoch dynamische Auslenkungen stark gedämpft werden. Die Dämpfungseinrichtung 16 besteht hierbei aus mehreren parallel geschalteten Dämpfern, die zum Umfang des Spannfutters 4 verteilt angeordnet sind. In Fig. 1 sind die gegenüberliegenden Dämpfer 20.1 und 20.2 gezeigt.

In Fig. 2 ist gezeigt, daß die Kraftübertragung zwischen der Dämpfungseinrichtung 16 und dem Außenmantel 7 des Spannfutters 4 mittels einer magnetischen Radiallagerung erfolgt. Hierbei ist ein ringförmiger Permanentmagnet 21 mit axialer Magnetisierung am Umfang des Außenmantels 7 konzentrisch zum Spannfutter 4 befestigt. Demgegenüber ist konzentrisch ein zweiter ringförmiger Permanentma gnet 23 mit axialer Magnetisierung angeordnet, so daß sich zwischen den beiden Permanentmagneten ein in axialer Richtung erstreckender Lagerspalt 22 bildet. Der Permanentmagnet 23 ist mit einem Dämpfer 20 verbunden, der am Maschinengestell 1 befestigt ist. Der Dämpfer könnte hierbei vorteilhaft als Werkstoffdämpfer ausgeführt sein, wie z. B. ein ringförmiger Gummipuffer, an dem innenliegend der Permanentmagnet 23 anvulkanisiert ist. Eine Anordnung mit mehreren einzelnen Dämpfern wäre jedoch grundsätzlich auch möglich. Die Permanentmagneten 21 und 23 stehen sich gleichpolig gegenüber, so daß bei radialer Auslenkung des Außenmantels 7 eine radiale Kraftkomponente in Dämpfungsrichtung erzeugt wird. Hierbei liegt eine passive magnetische Radiallagerung vor, die selbständig immer wieder die stabile Lage, d. h. gleichmäßigen Lagerspalt einnimmt.

Bei dieser Ausführung ist die Anordnung eines Dämpfungsgliedes zwischen Außenmantel 7 und dem Permanentmagneten 21 ebenfalls möglich.

Eine weitere Alternative der magnetischen Lagerung besteht darin, daß der Permanentmagnet 21 (Fig. 2) durch einen magnetisierbaren Ring (hier nicht gezeigt) ausgetauscht wird. Der Ring ist ebenfalls fest mit dem Außenmantel verbunden. Diese Ausführung ist von geringer Bedeutung, da zur Stabilisierung des Lagerspaltes zusätzli che Maßnahmen in Form einer zusätzlichen elektromagnetischen Regelung getroffen werden müssen. Der Vorteil liegt darin, daß nur ein ringförmiger Permanentmagnet benötigt wird und der Ring durch den Außenmantel ersetzt werden kann, wenn der Außenmantel magneti sierbar ist.

Fig. 3 und 4 zeigen zwei weitere Ausführungsvarianten magneti scher Kraftübertragung zwischen Außenmantel 7 und Dämpfungsein richtung 16.

Der Ringmagnet 24 mit radialer Magnetisierung ist am Umfang des Außenmantels 7 konzentrisch zum Spannfutter 4 befestigt (siehe Fig. 3). Der zweite Ringmagnet 25 steht dem Ringmagneten 24 koaxial gegenpolig gegenüber, so daß sich ein radial ausgerichteter Lagerspalt 26 bildet.

Der Ringmagnet 25 ist mit dem Träger 27 und dem Dämpfer 20 ver bunden. Der Träger 27 ist verstellbar in dem Schubgelenk 36 an dem Maschinengestell 1 befestigt. Der Dämpfer 20 ist mit dem Maschinen gestell fest verbunden. Die radialen Auslenkungen des Ringmagneten 24, die durch das Spannfutter verursacht werden, erzeugen eine auf den Ringmagneten 25 wirkende Kraft, die vom Dämpfer 20 aufgenommen wird. Bei dieser Variante kann bei Übertragung kleiner Kräfte einer der Ringmagneten 24 oder 25 durch eine magnetisierbare Scheibe 34 ersetzt werden, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Die Beschreibung zu Fig. 3 gilt daher auch für Fig. 5.

Da die Ringmagnete 24 und 25 sich gegenpolig gegenüberstehen, wird eine axiale Kraft erzeugt, die auf das Spannfutter 4 einwirkt. Zur Kompensation dieser Kraft ist eine Anordnung nach Fig. 4 vor zuziehen. Die Ringmagnete 25.1 und 25.2 stehen sich gleichpolig gegenüber und sind gemeinsam mit dem Träger 28 und dem Dämpfer 20 am Maschinengestell 1 befestigt. Der Träger 28 ist ebenfalls verstellbar im Schubgelenk 36 am Maschinengestell 1 angebracht. Zwischen den beiden Ringmagneten 25.1 und 25.2 ist koaxial ein weiterer Ringmagnet 25.3 angeordnet, der fest am Umfang des Außen mantels mit dem Spannfutter 4 verbunden ist. Der Ringmagnet 25.3 steht den Ringmagneten 25.1 und 25.2 gegenpolig gegenüber, so daß sich die Lagerspalte 26.1 und 26.2 ausbilden. Die axiale Kraft zwischen den Ringmagneten 25.1 und 25.3 hebt sich dabei durch die axiale Kraft zwischen den Ringmagnet 25.2 und 25.3 auf. Das Spannfutter 4 ist somit frei von einer axialen Kraftkomponente. Alternativ können auch die Ringmagnete 25.1 und 25.2 am Außenmantel 7 und der Ringmagnet 25.3 am Träger 28 befestigt sein.

In Fig. 6 ist eine weitere vorteilhafte Lösung der Spannfutter dämpfung gezeigt. Der Außenmantel 7 hat an seinem Umfang einen Ringmagneten 24 mit radialer Magnetisierung angekoppelt. Koaxial gegenüber dem Ringmagneten 24 ist eine Elektromagnet-Spule 29 angeordnet, die mittels dem Träger 35 fest am Maschinengestell 1 befestigt ist. Die Elektromagnet-Spule 29 ist mit einer Spannungs versorgung (hier nicht gezeigt) verbunden, so daß sich eine magnetische Radiallagerung ausbildet. Die Elektromagnet-Spule 29 ist außerdem an einen Stromkreis 30 mit einem verstellbaren elektrischen Widerstand 31 angeschlossen. Radiale Auslenkungen des Außenmantels 7 haben eine Bewegung des Ringmagneten 24 zur Folge. Hierdurch wird in der Elektromagnet-Spule 29 eine Spannung induziert, die einen Strom im angeschlossenen Stromkreis fließen läßt. Der Strom wird mittels des elektrischen Widerstandes 31 in Wärme umgewandelt und dämpft damit die Bewegung des Außenmantels. Diese Ausführungsform kann vorteilhaft für den Fall, daß kleine Übertragungskräfte vorliegen, angewandt werden. Durch Verstellung des elektrischen Widerstandes 31 besteht die Möglichkeit, die Lagersteifigkeit zu verändern.

Die Variante, daß eine an einem Stromkreis angeschlossene Elek tromagnet-Spule konzentrisch zum Außenmantel 7 am Maschinengestell befestigt ist und daß das erzeugte magnetische Feld direkt auf den Außenmantel des Spannfutters oder einen magnetischen Ring, der am Umfang des Außenmantels befestigt ist, wirkt, ist ebenfalls zur Dämpfung geeignet. Die Dämpfung wird über die induzierte Spannung und den daraus resultierenden Strom im Außenmantel bzw. dem Ring erzeugt. Diese Variante besitzt den Vorteil, daß die elektromagneti sche Spule schaltbar ist.

In Fig. 7 ist eine Aufspulvorrichtung gezeigt, die zwei Spul spindeln 3. 1 und 3. 2 an einem drehbaren Spulenrevolver 32 angeordnet hat. Der Spulenrevolver 32 ist im Maschinengestell drehbar gelagert (siehe Bild 8). Während der Spulenreise wird der Achsabstand zwischen der Spulspindel 3.1 und der Kontaktwalze 15 zwangsläufig größer. Der Achsabstand wird durch Drehung des Spulenrevolvers 32 verändert, so daß die Lage der Kontaktwalze konstant bleibt. Durch Drehung des Spulenrevolvers 32 und zunehmendem Spulendurchmesser ändert sich die Gewichtskraft, die mit Pfeil 39 gekennzeichnet ist, der Spulspindel im Bezug auf die Dämpferlagen in ihrer Größe und Richtung ständig. Zur Sicherstellung, daß am Außenmantel 7 im statischen Zustand immer eine ausreichende Dämpfungskraft anliegt, ist nach Fig. 8 eine Feder 33, vorzugsweise eine Druckfeder, parallel zum Dämpfer 20 angeordnet. Damit wird erreicht, daß ein aufgrund der momentan anliegenden Gewichtskraft eingefahrenen Dämpfer möglichst schnell wieder in seine Ausgangsstellung gelangt. Es sei an dieser Stelle ausdrücklich vermerkt, daß die Aufspulvor richtung aus Fig. 7 auch ohne parallel zum Dämpfer geschaltete Feder ausgeführt werden kann. Aufgrund der elastischen Lagerung 5 und 6 - wie in Fig. 1 gezeigt - findet ein ständiger Ausgleich der Lage des Spannfutters statt.

In Fig. 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, wobei die Relativbewegung zwischen Spannfutter bzw. Außenmantel 7 und dem Dämpfer 20 durch ein aerostatisches Lager mit einem inneren Lagerring 41 und einem äußeren Lagerring 40 übertragen wird. Der innere Lagerring 41 ist am Außenmantel 7 befestigt und läuft mit dem Spannfutter um. Der relativ feststehende äußere Lagerring 41 ist über den Träger 35 mit dem Dämpfer 20 verbunden. Der Träger 35 ist in dem Schubgelenk 36 am Maschinengestell gelagert.

Der innere Lagerring 41 und der äußere Lagerring 40 stehen sich radial gegenüber und bilden einen Lagerspalt 42. Der Lagerspalt 42 ist über eine Zufuhrleitung 43 mit einer Druckluftquelle (hier nicht gezeigt) verbunden, so daß ein Mindestdruck im Lagerspalt 42 erzeugt wird. Eine radiale Bewegung des Außenmantels 7 führt zu einer Einengung des Lagerspalts 42 und somit zur Druckerhöhung.

Die Kraft wird über den äußeren Lagerring 40 zum Dämpfer 20 übertragen.

Die Dämpfungseinrichtung kann hierbei aus einem ringförmigen Werkstoffdämpfer oder aus mehreren einzelnen Dämpfern, wie z. B. Reibungsdämpfer, bestehen.

Bezugszeichenliste

1 Maschinengestell
2 Achse
3 Spulspindel
3.1 Spulspindel
3.2 Spulspindel
4 Spannfutter
5 Lager
6 Lager
7 Außenmantel
8 Nabe
9 Welle
10 Lager
11 Lager
12 Antriebseinheit
13 Spulhülse
13.1 Spulhülse
13.2 Spulhülse
14 Spule
14.1 Spule
14.2 Spule
15 Kontaktwalze
15.1 Kontaktwalze
15.2 Kontaktwalze
16 Dämpfungseinrichtung
17 Drehverbindung
18 Drehkörper
18.1 Rollen
18.2 Rollen
18.3 Rollen
19.1 Träger
19.2 Träger
20 Dämpfer
20.1 Dämpfer
20.2 Dämpfer
21 Permanentmagnet
22 Lagerspalt
23 Permanentmagnet
24 Ringmagnet
25 Ringmagnet
25.1 Ringmagnet
25.2 Ringmagnet
26 Lagerspalt
26.1 Lagerspalt
26.2 Lagerspalt
27 Träger
28 Träger
29 Elektromagnet-Spule
30 Stromkreis
31 Widerstand
32 Spulenrevolver
33 Feder
34 Scheibe
35 Träger
36 Schubgelenk
36.1 Schubgelenk
36.2 Schubgelenk
37 Überlastkupplung
38 Bremseinrichtung
39 Gewichtskraft
40 äußerer Lagerring
41 innerer Lagerring
42 Lagerspalt
43 Zufuhrleitung.

Claims

1. Aufspulvorrichtung zum Aufspulen von Chemiefasern mit einer Spulspindel (3),
die eine auskragende Welle (9), die an einem Ende im Maschi nengestell (1) gelagert ist,
und ein Spannfutter (4) zur Aufnahme der Spulen (14) aufweist,
wobei das Spannfutter (4) an einem Ende (festen Ende) drehfest mit der Welle (9) verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, daß das Spannfutter (4) mittels einer Drehverbindung (17) mit einer ortsfesten Dämpfungseinrichtung (16) verbunden ist.

2. Aufspulvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehverbindung (17) an dem zum Maschinengestell (1) gewandten Ende (freies Ende) des Spannfutters (4) angeordnet ist,
daß die Dämpfungseinrichtung (16) mit dem Maschinengestell (1) verbunden ist und
daß das Spannfutter (4) zwischen seinem festen Ende und seinem freien Ende an einer rohrförmigen Achse (2), die fest mit dem Maschinengestell (1) verbunden ist, elastisch gelagert ist.

3. Aufspulvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (16) beweglich zum Maschinengestell (1) befestigt ist.

4. Aufspulvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehverbindung (17) mehrere am Außenmantel (7) des Spann futters (4) anliegende Drehkörper (18) (Rollen oder Kugeln) aufweist, die an der Dämpfungseinrichtung (16) gelagert sind und eine radiale Kraft auf den Außenmantel (7) des Spannfutters (4) ausüben.

5. Aufspulvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehverbindung (17) eine berührungslose magnetische Radiallagerung ist, die einerseits an der Dämpfungseinrichtung (16) und andererseits an dem Außenmantel (7) des Spannfutters (4) befestigt ist.

6. Aufspulvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die magnetische Radiallagerung mehrere ringförmige Magnete (21, 23) aufweist und
daß zumindest einer der Magnete (21) konzentrisch zum Spann futter am Außenmantel (7) und ein anderer der Magnete (23) an der Dämpfungseinrichtung (16) befestigt sind, wobei sich die Magnete (21, 23) gleichpolig radial gegenüberstehen und einen koaxial zum Außenmantel (7) verlaufenden Lagerspalt (22) bil den.

7. Aufspulvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die magnetische Radiallagerung mehrere scheibenförmige Ringmagnete (24, 25) aufweist und
daß zumindest einer der Ringmagnete (24) konzentrisch zum Spannfutter (4) am Außenmantel (7) und zumindest ein anderer der Ringmagnete (25) an der Dämpfungseinrichtung (16) befe stigt sind, wobei die Ringmagnete (24, 25) sich gegenpolig gegenüberstehen und einen radial zum Außenmantel (7) ver laufenden Lagerspalt (26) bilden.

8. Aufspulvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Ringmagnete (25.1, 25.2, 25.3) sich gegenpolig axial gegenüberstehen und zwei parallel zueinander und radial zum Außenmantel (7) verlaufende Lagerspalte (26.1, 26.2) bilden.

9. Aufspulmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die magnetische Radiallagerung einen scheibenförmigen Ringmag neten (24) und einen magnetisierbare Scheibe (34) aufweist und
daß der Ringmagnet (24) an der Dämpfungseinrichtung (16) und die Scheibe (34) konzentrisch zum Spannfutter (4) am Außen mantel (7) befestigt sind, wobei zwischen dem Ringmagnet (24) und der Scheibe (34) ein radial zum Außenmantel (7) ver laufender Lagerspalt (26) ausgebildet ist.

10. Aufspulvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Radiallagerung mit Permanentmagnet(en) oder Elektomagnet(en) ausgeführt ist.

11. Aufspulmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehverbindung (17) eine aerostatische Lagerung ist, die einerseits an der Dämpfungseinrichtung (16) und andererseits an dem Außenmantel (7) des Spannfutters (4) befestigt ist.

12. Aufspulvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (16) aus mehreren Dämpfern (20.1, 20.2) besteht, die vorzugsweise konzentrisch zum Außenmantel (7) an dem Maschinengestell (1) gelagert und mit der Drehver bindung (17) verbunden sind.

13. Aufspulvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (16) aus einem Dämpfer (20) besteht, der vorzugsweise konzentrisch zum Außenmantel (7) an dem Maschinengestell (1) gelagert und mit der Drehverbindung (17) verbunden ist.

14. Aufspulvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (16) mehrere Federn (33.1, 33.2) aufweist, die parallel zu den Dämpfern (20.1, 20.2) angeordnet und mit der Drehverbindung (17) verbunden sind, wobei die Kraftwirkung der Feder und des Dämpfers gleichgerichtet sind.

15. Aufspulvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Dämpfungseinrichtung (16) eine ortsfeste Elektromagnet spule (29) ist, die in einem Stromkreis (30) mit Widerstand (31) eingeschlossen ist,
und daß die Drehverbindung (17) eine magnetische Lagerung ist, welche derart angeordnet ist, daß der Elektromagnetspule (29) ein Ringmagnet (24) gegenüberliegt und daß die Bewegung des Ringmagneten (24) eine induktive Spannung in der Elektroma gnetspule (29) erzeugt.

16. Aufspulvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektromagnetspule (29) in einem Stromkreis (30) mit einem verstellbaren Widerstand (31) geschaltet ist.