DE2938390C2 - Friktionswalzenantrieb für eine Fadenaufwickelmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einvn Friktionswalzenantrieb für eine Fadenaufwickelmaschine, lit einem hohlen Walzenkörper und einem Elektromotor, der einen inneren Rotor und einen äußeren Stator aufweist, und dessen Motorwelle mit dem Walzenkörper drehfest verbunden ist.

Zum Aufwickeln von Fäden auf Spulen verwendet man angetriebene Friktionswalzen, die mit ihrem Außenumfang an dem sich vergrößernden Spulenwickel anliegen und diesen mit konstanter Umfangsgeschwindigkeit antreiben. Auf diese Weise ist eine Fadenzufuhr mit konstanter Fadengeschwindigkeit, unabhängig von dem jeweiligen Durchmesser des Spulenwickels, möglich.

Bei einem bekannten Friktionswalzenantrieb der eingangs genannten Art ist die Friktionswalze mit einem externen Antriebsmotor gekoppelt (US-PS 32 88 383). Der Antriebsmotor ist dabei in Verlängerung der Achse des Walzenkörper« angeordnet und seine Ausgangswelle ist über eine Kupplung mit dem Walzenkörper verbunden. Nachteilig ist hierbei der zusätzliche Platzaufwand für den Motor. In einer Spulmaschine werden häufig zahlreiche Spulköpfe nebeneinander eingesetzt. Ist neben jedem Spulkopf ein Antriebsmotor angeordnet, dann erhält die Maschine eine große Länge, Ferner können durch eine elastische Kupplung Drehschwingungen entstehen bzw. übertragen werden, wodurch der Gleichlauf des Walzenkörpers gestört wird.

Um die Länge des Friktionswalzenantriebes so gering wie möglich zu halten, ist es ferner bekannt, einen Elektromotor in den Walzenkörper zu integrieren (US-PS 29 50 067). Dieser Elektromotor ist als Außenläufermotor ausgebildet, wobei der Walzenkörper den Rotor bildet. Der Stator ist koaxial innerhalb des Rotors angeordnet und enthält die elektrischen Wicklungen, die an eine Stromquelle angeschlossen werden. Der Außenläufermotor ist als Synchronmaschine ausgebildet. An seinem Außenläufer sind Permanentmagnete angeordnet, so daß der Außenläufer keine Stromversorgung benötigt. Der Motor kommt daher ohne Schleifringe und Kommutatoren aus. Dies ist wichtig, weil Frikticnsantriebe in feuergefährdeten Betriebsstätten eingesetzt werden und durch Schleifringläiner und Kommutatoren Funken entstehen können.

Die bekannten Außenläufer-Synchronmotore haben sich in der Praxis gut bewährt, weil sie neben dem Walzenkörper keinen zusätzlichen Platz benötigen, einen guten Gleichlauf haben und selbst bei hohen

is Drehzahlen große Drehmomente übertragen können. Nachteilig ist jedoch, daß Außenläufer-Synchronmotore sehr teuer in der Herstellung sind. Dies liegt zum Teil daran, daß Außenläufermotor ganz allgemein nur für seltene Anwendungsfälie benutzt werden und somit Spezialkonstruktionen darstellen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Friktionswalzenantrieb der eingangs genannten Art zu schaffen, der keinen zusätzlichen Platz benötigt und bei dem ein Elektromotor üblicher Bauart verwendet werden kann, der kostengünstig herstellbar ist

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Elektromotor, wie an sich bekannt, im Inneren des Walzenkörpers angeordnet und sein Stator über einen feststehenden axialen Schaft an einer

jo außerhalb des Walzenkörpers angeordneten Halterung befestigt ist und daß an dem dem Schaft gegenüberliegenden Ende des Walzenkörpers die Motorwelle in einem ortsfesten Lager gelagert ist.
Da bei diesem Antrieb die rotierende Welle des innerhalb des Walzenkörpers feststehend angeordneten Elektromotors mit dem Walzenkörper verbunden ist, wird keine elastische Kupplung benötigt, so daß keine Drehschwingungen auftreten können und der Walzenkörper mit gleichmäßiger Geschwind'/keit angetrieben

4n wird.

Als Elektromotor wird zweckmäßigerweise ein Induktionsmotor verwandt, der weder Schleifringe noch Permanentmagnete an seinem Läufer erfordert. Bei einem Induktionsmotor enthält der Läufer Stäbe, die an ihren stirnseitigen Enden durch mitrotierende Kurzschlußringe miteinander verbunden sind. Ein externer Anschluß des Läufers ist nicht erforderlich. Ein derartiger Elektromotor erfüllt also alle Voraussetzungen für den Einsatz in feuergefährdeten Räumen.

Zur Erzielung eines konstanten Gleichlaufs des Walzenkörpers mit definierter Umfangsgeschwindigkeit ist in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß der Elektromotor ein Reluktanzmotor ist, dessen Käfigläufer im wesentlichen längslaufende Nuten aufweist. Derartige Reluktanzmotore sind bekannt. Sie stellen selbständig hochlaufende Synchronmotore dar. Durch die Nuten am Läufer bilden sich ausgeprägte Pole aus, durch die Maschine das Synchronverhalten erhält. Ein derartiger Reluktanzmo-,

tor benötigt weder Permanentmagnete noch Schleifring ge. Er kann auf einfache Weise durch Einfräsung der Nuten in das Blechpaket des Läufers aus einem üblichen Kurzschlußläufermotor hergestellt werden.
Der Walzenkörper ist zweckmäßigerweisc auf dem

h5 Schaft gelagert, der den Stator des Elektromotors bzw. das Motorgehäuse mit der außerhalb des Walzenkörpers angeordneten Halterung verbindet. Das gegenüberliegende Ende des Walzenkörper ist an der

Motorwelle befestigt, die ihrerseits an einem ortsfest montierten Lager gelagert ist. In Bezug auf das im Inneren des Walzenkörpers angeordnete Motorgehäuse ist die Motorwelle auf die übliche Weise an beiden Enden des feststehenden Motorgehäuses gelagert, Während üblicherweise allerdings das Motorgehäuse fest montiert ist und die beiden Lager die Motorwelle tragen, ist im vorliegenden Fall das eine Ende der Motorwelle an dem ortsfesten Lager gelagert, wahrend das Motorgehäuse an seinem freien Ende von der in Motorwelle getragen und zentriert wird.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist der Schaft eine längslaufende Bohrung auf, durch die die Versorgungsleitungen für den Elektromotor hindurchgeführt sind. Da der Schaft das Verbindungsglied ij zwischen dem Motorgehäuse und der Halterung darstellt, eignet er sich zum Einführen der elektrischen Anschlußleitungen in das Innere des rotierenden Walzenkörpers und in das Innere des feststehenden Motorgehäuses.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Spulkopfes und

F i g. 2 einen Längsschnitt durch die Friktionswalze des Spulkopfes nach F i g. I.

In F i g. 1 ist ein üblicher Spulkopf einer Fadenaufwikkelmaschine dargestellt Der ankommende Faden 10 läuft teilweise um eine Friktionswalze 11 herum, um anschließend auf die Spule 12 aufgewickelt zu werden. Die Spule 12 ist am Ende eines Spulentragarmes 13 frei drehbar gelagert, der um ein ortsfestes Lager 14 herum schwenkbar ist. Der Spulentragarm 13 wird durch eine Andrückvorrichtung 15 in Richtung auf die Friktionswalze 11 gedrückt, so daß der äußere Umfang der Spule 12 in festem Kontakt mit der Friktionswalze 11 steht. Da die Friktionswalze 11 mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben ist, dreht sich die Spule 12 - unabhängig von der Grobe der Spulenwicklung - mit konstanter Umfangsgeschwindigkeit.

Der Faden 10 läuft ferner an einer Kehrgewindewalze 16 entlang, die für eine gleichmäßige Verteilung des Fadens 10 in axialer Richtung der Spule 12 sorgt, indem sie eine hin- und hergehende Bewegung d^s Fadens 10 -ts senkrecht zur Zeichenebene bewirkt.

Die Friktions walze 11 ist in Fig. 2 im Längsschnitt dargestellt. Sie weist einen zylindrischen hohlen Walzenkörper 20 auf, der an seinem rechten Ende durch eine Stirnplatte 21 verschlossen ist, welche mit einem Kugellager 22 auf einem feststehenden zylindrischen Schaft 23 gelagert ist. Das äußere Ende des Schaftes 23 ist mit einer Einspannvorrichtung 25 an einer ortsfesten Halterung 24 befestigt Das innere Ende des Schaftes 23 trägt eine Lagerbuchse 26 mit einer zylindrischen Ausnehmung, in der ein Kugellager 27 untergebracht ist. Das Kugellager 27 lagert das eine Ende der Motorwelle 28, Die Lagerbuchse 26 weist einen Ringflansch 29 auf, der durch (nicht dargestellte) Schrauben fest mit dem Motorgehäuse 30 verbunden ist

Der Elektromotor 31 besteht aus dem langgestreckten zylindrischen Motorgehäuse 30, in dem der Stator 32 koaxial befestigt ist, und dem mit der Motorwelle 28 fest verbundenen Rotor 33. Der Stator 32 enthält eine in Nuten eingelegte Leiterwicklung 34, von der in der Zeichnung nur die aus den stirnseitigen Enden des Blechpaketes herausragenden Schleifen sichtbar sind. Der Rotor 33 ist ein Kurzschlußläufer mit (nicht dargestellten) im wesentlichen längslaufenden eingefrästen Nuten entlang seiner Außenfläche. Der Läufer enthält längslaufende Leiterstäbe, die an ihren Enden durch Kurzschlußringe 35, 36 miteinander verbunden sind.

Das linke Ende der Motorwelle 28 ist mit einem Kugellager 37 in einem Lagergehäuse 38 gelagert, das an einer zweiten ortsfesten Halterung 39 befestigt ist In der Nähe dieses Endes der Motorv. Uie 28 ist an der moiorwelie mit einer Keii-Spannvorric'-nung 40 ein ringförmiges S'irnverschlußteil 41 befestigt, das mit seinem äußeren Rand an dem Ende des Walzenkörpers 20 angebracht ist Das Stirnverschlußteil 41 trägt also das linke Ende des Walzenkörpers 20 und stützt dieses Ende über die MotorweÜe 28 an dem Kugellager 37 ab.

Das linke Ende des Motorgehäuses 31 ist mit einer ringförmigen Scheibe 42 abgeschlossen, die in einer Mittelbohrung ein Kugellager 43 enthäit, welches sich auf der Motorwelle 28 abstützt

Auf die beschriebene Weise wird der Walzenkörper 20 durch die beiden Kugellager 22 und 37 zu seinen beiden Enden gelagert, während die Motorwelle 28 zu beiden Enden des Motorgehäuses 30 durch die Kugellager 27 und 43 gelagsrt ist Das Motorgehäuse 30 ist an seinem rechten Ende fest mit dem Schaft 23 verbunden, während sein linkes Ende sich über das Kugellager 43 ?.uf der Motorwelle 28 abstützt

Die Stromzufuhr zu der Wicklung 34 des Elektromotors 31 erfolgt über Kabel 44, die durch eine Längibohrung 45 des Schaftes 23 hindurchgeführt sind.

Der Elektromotor 31 ist ein Reluktanzmotor, dessen Rotor 33 induktiv gespeist wird und somit keine eigene Stromzufuhr benötigt Der Reluktanzmotor ist ein selbständig hochlaufender Synchronmotor. Er kann aus einem üblichen Induktionsmotor durch Einfräsen der Nuten in die Außenfläche seines Läufers hergestellt werden.

Beim Betrieb des Elektromotors 23 rotiert der Rotor 33 mit der durch die Netzfrequenz vorgegebenen Drehzahl. Dabei treibt er die Motorwelle 28 an und diese nimmt über das Stirnverschlußteil 41 den Walzenkörper 20 mit Der Walzenkörper 20 rotiert also über dem durch den Schaft 23 festgehaltenen Elektromotor 23. Auf diesä Weise ist es möglicn, für den Friktionswalzenantrieb einen schleifringlosen Innenläufermotor zu verwenden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Friktionswalzenantrieb für eine Fadenaufwikkelmaschine, mit einem hohlen Walzenkörper und einem Elektromotor, der einen inneren Rotor und einen äußeren Stator aufweist und dessen Motorwelle mit dem Walzenkörper drehfest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (31) — wie an sich bekannt — im Inneren des Walzenkörpers (20) angeordnet und sein Stator (32) Ober einen feststehenden axialen Schaft (23) an einer außerhalb des Walzenkörpers angeordneten Halterung (24) befestigt ist und daß an dem dem Schaft (23) gegenüberliegenden Ende des Walzenkörpers (20) die Motorwelle (28) in einem ortsfesten Lager (37) gelagert ist.

2. Friktionswalzenantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (31) ein Reluktanzmotor ist, dessen Käfigläufer (33) im wesentlichen fängslaufende Nuten aufweist,

3. Friktionswalzenantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenkörper (20) mit einem Lager (22) auf dem Schaft (23) gelagert ist.

4. Friktionswalzenantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (23) eine längslaufende Bohrung (45) aufweist, durch die die Versorgungsleitungen (44) für den Elektromotor (31) hindurchgeführt sind.