EP2429932A1 - Wellensystem für den einsatz in einem spannfutter eines spulkopfes - Google Patents

Wellensystem für den einsatz in einem spannfutter eines spulkopfes

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EP2429932A1
EP2429932A1 EP10721423A EP10721423A EP2429932A1 EP 2429932 A1 EP2429932 A1 EP 2429932A1 EP 10721423 A EP10721423 A EP 10721423A EP 10721423 A EP10721423 A EP 10721423A EP 2429932 A1 EP2429932 A1 EP 2429932A1
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EP
European Patent Office
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shaft
ball roller
shaft system
roller bearing
ball
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EP10721423A
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EP2429932B1 (de
Inventor
Uwe Junginger
Martin Schreiber
Ulrike Zwiers
Jochen Adler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H54/00—Winding, coiling, or depositing filamentary material
    • B65H54/02—Winding and traversing material on to reels, bobbins, tubes, or like package cores or formers
    • B65H54/40—Arrangements for rotating packages
    • B65H54/54—Arrangements for supporting cores or formers at winding stations; Securing cores or formers to driving members
    • B65H54/547—Cantilever supporting arrangements

Definitions

  • the invention relates to a shaft system for use in a chuck of a winding head, with at least one drive or output shaft and at least one axis or further shaft, which is arranged coaxially to the drive or output shaft, wherein at least one of these components designed as a hollow shaft or hollow shaft and in which the other component is at least partially received and supported relative to the hollow shaft or hollow axle by means of at least one bearing.
  • the invention further relates to a chuck for winding heads of spinning machine and a winding head of a spinning machine and a spinning plants for synthetic fibers with such a shaft system.
  • Shaft systems of the type discussed here such as those used in a chuck of a winding head for a synthetic fiber spinning machine, usually have deep groove ball bearings, roller bearings and / or spindle bearings for supporting the drive or output shaft.
  • a generic shaft system is known, in which the local spool shaft is supported by means of deep groove ball bearings against an axis with housing function, wherein the axis is arranged coaxially to the spool shaft.
  • the axle is designed as a hollow axle, in which the spool shaft is at least partially received.
  • the invention has for its object to provide a shaft system with the features mentioned, which despite its limited space in the radial direction has a high radial load capacity and its storage is relatively inexpensive. Furthermore, a corresponding chuck for a spinning machine and a winding head with such a chuck to be proposed.
  • the shaft system according to the invention is particularly suitable for use in a chuck of a spinning machine winding head, in particular a high-speed winding head, as used, for example, in spinning devices for man-made fiber production.
  • the shaft system has at least one drive or output shaft and at least one axis or further shaft, which is arranged coaxially with respect to the drive or output shaft.
  • at least one of these components is designed as a hollow shaft or hollow axle and at least partially accommodated in the other component and is supported relative to the hollow shaft or hollow axle by means of at least one bearing.
  • Such an arrangement of the drive or output shaft relative to the axle or further shaft is in the sense of Invention referred to as a nested wave arrangement or nested Wellensys- system.
  • the at least one bearing is designed as a ball roller bearing.
  • the storage of the shaft system has a significantly higher load capacity in the radial direction than the previously used bearings, so that a shaft system with relatively high rigidity can be realized.
  • Due to the narrower rolling element of a ball roller bearing over the balls of a conventional ball bearing is more grease space available at the same bearing width, so that the grease life of such storage is significantly extended, especially in fast-rotating nested shaft systems.
  • the use of ball roller bearings of the same size allows the realization of radially loaded shaft systems or, if the load is the same, a so-called downsizing of existing structures.
  • a machine element which serves for the forwarding of rotational movements and torques and for the storage of rotating parts.
  • an axle is understood to mean a machine element which serves for carrying and supporting rotatable components. Unlike the shaft, however, the axle does not transmit torque.
  • the ball roller bearing has a one-piece cage for the ball rollers.
  • the shaft system is particularly suitable for high speeds.
  • the cage should be designed as a steel cage, as this cage is particularly stable and thus far a further measure to improve the storage, especially at particularly high speeds, is realized.
  • the ball roller bearing has a snap cage for the ball rollers.
  • the snap cage made of a suitable plastic, such as polyamide.
  • the ball roller bearing is arranged radially inwardly on the outer circumference of the rotatable shaft and radially outwardly on the inner circumference of a stationary axle.
  • the ball roller bearing has a contact angle between about 5 ° and about 30 °. As a result, a high degree of smoothness of the drive or output shaft to be stored is realized.
  • the ball roller bearing should have a pressure angle of about 15 °. As a result, an operation of the shaft system can be realized with very high smoothness.
  • An improvement of the smoothness also aims the embodiment of the invention, according to which the ball roller bearing is axially biased.
  • the shaft system is exposed to the highest radial loads, it makes sense that the ball roller bearing is multi-row, for example, two rows, is formed.
  • the ball roller bearing is formed without a separate inner ring, and that the respective radially inwardly arranged respective track for the ball rollers on the radially inner rotatable shaft is arranged.
  • the ball roller bearings in X- or O-arrangement to each other. This measure also aims to withstand forces acting on the shaft system in the radial and axial direction, so that the shaft system has sufficient life even with such a stress. It is advisable that the ball roller bearings form a support bearing with respect to the drive or output shaft. As a result, the axial play of the bearing can be set or adjusted accordingly to ensure optimum function.
  • the ball roller bearings are arranged in a fixed-floating bearing.
  • the hollow shaft or hollow shaft is supported by means of damping elements against a radially outer hollow cylindrical holding axis
  • the shaft system according to the invention is preferably part of a chuck.
  • the chuck is a component of a winding head of spinning machines, preferably a high-speed winding head for the manmade fiber production.
  • a winding head is preferably used in spinning plants for the manufacture of man-made fibers.
  • Figure 1 shows a possible embodiment of a nested shaft system with a ball roller bearing in a schematic longitudinal sectional view
  • Figure 2a an alternative ball roller bearing for use in the
  • FIG. 2b shows another alternative ball roller bearing for use in the shaft system according to FIG. 1
  • FIG 3 shows a chuck of a winding head of a spinning machine with a nested shaft system according to Figure 1 in plan view.
  • Figure 1 shows a schematic representation of a so-called nested wave system 100 having a central output shaft 1, which is rotatably connected at its one end to an output element 2, such as a socket.
  • the shaft system 100 also has a stationary axle 3 in the manner of a carrier bush, which is arranged coaxially to the output shaft 1 and the output shaft 1 receives at least partially coaxially in the axial direction.
  • the shaft system 100 has at least two roller bearings 4, 5, which are arranged in the axial direction at a distance from each other, are supported with their outer circumference against the axle or support bushing 3 and wear the output shaft 1 with its inner circumference.
  • the carrier bush 3 is supported radially on the outside via elastomeric damping elements 6 against a further non-rotatable shaft 7, which is arranged coaxially to the output shaft 1.
  • the non-rotatable shaft 7 is formed as a hollow shaft and surrounds the carrier bushing 3 coaxially.
  • the non-rotatable shaft 7 is preferably arranged fixed to the housing and performs a holding function for the carrier bushing 3.
  • the non-rotatable axle 3 or carrier bush and the axle 7 are preferably arranged stationary.
  • the roller bearings 4, 5 are each formed as ball roller bearings.
  • the ball roller bearings 4, 5 form a support bearing for the output shaft 1.
  • the ball roller bearings 4, 5 are formed in a single row.
  • the ball roller bearings 4, 5 can also be designed in two rows, with the ball rollers 8 of the one Row to the ball rollers 9 of the other row at the same pressure angle (Figure 2a) or the ball rollers 10 of a row to the ball rollers 11 of the other row in the opposite pressure angle ( Figure 2b) can be arranged to each other.
  • the shaft system 100 can be realized according to an alternative embodiment in the X or O arrangement of the ball roller bearings.
  • FIG. 3 shows a possible installation example of the shaft system 100 according to FIG. 1.
  • the shaft system 100 is part of a chuck 110 of a spinning machine winding head 120.
  • Such spinning machines are used, for example, for man-made fiber production and enable take-up speeds of up to 8000 meters per minute.
  • the winding heads are so-called high-speed winding heads, in which the chuck is a fast-rotating rotor system, which undergoes considerable weight gain during winding.
  • the winding head 120 a plurality of coils 130 are arranged one behind the other in the axial direction and rotatably coupled to the output element 2, so that the coils 130 are driven via the output shaft 1 and the output element 2.
  • the output shaft 1 is driven via a coupling 140 by an electric motor, not shown.
  • the non-rotatable shaft 7 of the Wellensys- system 100 of Figure 1 is connected via a flange 150 with a housing, not shown.
  • the bearing according to the invention by means of ball roller bearings offers on the one hand in all shaft systems with coaxially arranged waves, which are to be stored against each other rotatable.
  • a storage concept is particularly suitable for systems with the highest demands. ments on the radial load capacity and particularly fast rotating output shafts.

Landscapes

  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wellensystem (100) für den Einsatz in einem Spannfutter (110) eines Spulkopfes (120) zum Aufspulen von beispielsweise synthetisehen Fäden, mit wenigstens einer Antriebs- oder Abtriebswelle (1) und wenigstens einer Achse (3) oder weiteren Welle, welche (3) koaxial zur Antriebs oder Abtriebswelle (1) angeordnet ist, wobei wenigstens eines dieser Bauteile (1, 3) als Hohlwelle oder Hohlachse (3) ausgebildet und darin das andere Bauteil (1) zumindest teilweise aufgenommen sowie gegenüber der Hohlwelle oder Hohlachse (3) mittels wenigstens eines Lagers (4; 5) abgestützt ist. Gemäß der Erfindung ist hierbei vorgesehen, dass das Lager als Kugelrollenlager (4; 5) ausgebildet ist, welches radial innen an dem Außenumfang der drehbaren Welle (1) und radial außen an dem Innenumfang einer stillstehenden Achse (3) angeordnet ist.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Wellensystem für den Einsatz in einem Spannfutter eines Spulkopfes
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Wellensystem für den Einsatz in einem Spannfutter eines Spulkopfes, mit wenigstens einer Antriebs- oder Abtriebswelle und wenigstens einer Achse oder weiteren Welle, welche koaxial zur Antriebs- oder Abtriebswelle angeordnet ist, wobei wenigstens eines dieser Bauteile als Hohlwelle oder Hohlachse ausgebildet und darin das andere Bauteil zumindest teilweise aufgenommen sowie gegenüber der Hohlwelle oder Hohlachse mittels wenigstens eines Lagers abgestützt ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Spannfutter für Spulköpfe von Spinnmaschine sowie einen Spulkopf einer Spinnmaschine und eine Spinnanlagen für synthetische Fasern mit einem solchen Wellensystem.
Hintergrund der Erfindung
Wellensysteme der hier angesprochenen Art, wie sie beispielsweise in einem Spannfutter eines Spulkopfes für eine Spinnmaschine für synthetische Fasern zum Einsatz kommen, weisen zur Lagerung der Antriebs- oder Abtriebswelle üblicherweise Rillenkugellager, Rollenlager und/oder Spindellager auf. Aus der DE 30 45 486 A1 ist ein gattungsgemäßes Wellensystem bekannt, bei dem sich die dortige Spulenwelle mittels Rillenkugellager gegenüber einer Achse mit Gehäusefunktion abstützt, wobei die Achse koaxial zur Spulenwelle angeordnet ist. Die Achse ist als Hohlachse ausgebildet, in welcher die Spulenwelle zumindest teilweise aufgenommen ist.
Aufgrund der koaxial ineinander angeordneten Wellen eines solchen geschachtelten Wellensystems ist der für die Lagerung zur Verfügung stehende Bauraum in radialer Richtung sehr begrenzt. Sofern daher Rillenkugellager zum Einsatz kommen, ist die Tragzahl der für diesen begrenzten Bauraum passenden Lagergrößen zu gering. Die verwendbaren Rollenlager weisen dagegen eine zu kurze Fettgebrauchsdauer auf und müssen bereits nach kurzer Betriebsdauer ausgetauscht werden. Die Verwendung von Spindellagern zur Lagerung der Antriebs- oder Abtriebswelle ist zudem vergleichsweise teuer.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wellensystem mit den eingangs genannten Merkmalen vorzuschlagen, welches trotz seines begrenzten Bauraums in radialer Richtung eine hohe radiale Tragfähigkeit aufweist und dessen Lagerung relativ kostengünstig ist. Ferner soll ein entsprechendes Spannfutter für eine Spinnmaschine sowie ein Spulkopf mit einem solchen Spannfutter vor- geschlagen werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Wellensystem vorgeschlagen, welches die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den zugeordneten Unteransprüchen genannt.
Das erfindungsgemäße Wellensystem ist besonders für den Einsatz in einem Spannfutter eines Spinnmaschinen-Spulkopfes, insbesondere eines Hochge- schwindigkeits-Spulkopfes geeignet, wie sie beispielsweise bei Spinnvorrichtungen für die Chemiefaserherstellung verwendet werden. Das Wellensystem weist wenigstens eine Antriebs- oder Abtriebswelle und wenigstens eine Achse oder weitere Welle auf, welche koaxial bezüglich der Antriebs- oder Abtriebswelle angeordnet ist. Es ist dabei wenigstens eines dieser Bauteile als Hohl- welle oder Hohlachse ausgebildet und darin das andere Bauteil zumindest teilweise aufgenommen und stützt sich gegenüber der Hohlwelle oder Hohlachse mittels wenigstens eines Lagers ab. Eine solche Anordnung der Antriebs- oder Abtriebswelle gegenüber der Achse oder weiteren Welle wird im Sinne der Erfindung als geschachtelte Wellenanordnung oder geschachteltes Wellensys- tem bezeichnet. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass das wenigstens eine Lager als Kugelrollenlager ausgebildet ist.
Durch diese Konstruktion weist die Lagerung des Wellensystems eine deutlich höhere Tragfähigkeit in radialer Richtung als die bisher eingesetzten Lager auf, so dass ein Wellensystem mit relativ hoher Steifigkeit realisierbar ist. Aufgrund des schmäleren Wälzkörpers eines Kugelrollenlagers gegenüber den Kugeln eines herkömmlichen Kugellagers steht bei gleicher Lagerbreite mehr Fettraum zur Verfügung, so dass die Fettgebrauchsdauer einer solchen Lagerung insbesondere bei schnell drehenden geschachtelten Wellensystemen erheblich verlängert ist. Im Vergleich zur konventionellen Lagerung mittels Rillenkugellagern erlaubt der Einsatz von Kugelrollenlagern bei gleicher Baugröße die Realisierung radial höher belasteter Wellensysteme oder, sofern die Belastung gleich- groß ist, ein so genanntes Downsizing bestehender Konstruktionen.
Unter einer Welle wird im Sinne der Erfindung ein Maschinenelement verstanden, welches zum Weiterleiten von Drehbewegungen und Drehmomenten sowie zur Lagerung von rotierenden Teilen dient. Unter einer Achse wird im Sin- ne der Erfindung ein Maschinenelement verstanden, welches zum Tragen und Lagern von drehbaren Bauteilen dient. Anders als die Welle, überträgt die Achse jedoch kein Drehmoment.
Nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Kugelrollenlager einen einteiligen Käfig für die Kugelrollen aufweist. Dadurch ist das Wellensystem für hohe Drehzahlen besonders geeignet. Bevorzugt sollte dabei der Käfig als Stahlkäfig ausgebildet sein, da hierdurch der Käfig besonders stabil ausgebildet ist und insofern eine weitere Maßnahme zur Verbesserung der Lagerung, insbesondere bei besonders hohen Drehzahlen, rea- lisiert ist.
Nach einer dazu alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Kugelrollenlager einen Schnappkäfig für die Kugelrollen aufweist. Hierdurch ist eine Lagerung für niedrige bis mittlere Drehzahlen des Wellen- systems kostengünstig realisiert. Ein Kostenvorteil ergibt sich dabei besonders, sofern nach einer Ausgestaltung der Erfindung der Schnappkäfig aus einem geeigneten Kunststoff, wie beispielsweise Polyamid besteht.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Kugelrollenlager radial innen an dem Außenumfang der drehbaren Welle und radial außen an dem Innenumfang einer stillstehenden Achse angeordnet ist.
Es bietet sich an, dass das Kugelrollenlager einen Druckwinkel zwischen etwa 5° und etwa 30° aufweist. Dadurch ist eine hohe Laufruhe der zu lagernden Antriebs- oder Abtriebswelle realisiert. Vorzugsweise sollte das Kugelrollenlager einen Druckwinkel von etwa 15° aufweisen. Hierdurch kann ein Betrieb des Wellensystems mit besonders hoher Laufruhe realisiert werden.
Auf eine Verbesserung der Laufruhe zielt auch die Ausgestaltung der Erfindung, wonach das Kugelrollenlager axial vorgespannt ist.
Sofern das Wellensystem höchsten radialen Belastungen ausgesetzt ist, bietet es sich an, dass das Kugelrollenlager mehrreihig, beispielsweise zweireihig, ausgebildet ist.
Gemäß einer anderen Variante kann vorgesehen sein, dass das Kugelrollenlager ohne gesonderten Innenring ausgebildet ist, und dass die radial innen an- geordnete jeweilige Laufbahn für die Kugelrollen an der radial innen angeordneten drehbaren Welle ausgebildet ist.
Sofern zum Abstützen der Antriebs- oder Abtriebswelle gegen die wenigstens eine Achse oder weitere Welle wenigstens zwei Kugelrollenlager vorgesehen sind, liegen nach einer Ausgestaltung der Erfindung die Kugelrollenlager in X- oder O-Anordnung zueinander. Auch diese Maßnahme zielt darauf ab, auf das Wellensystem wirkende Kräfte in radialer und axialer Richtung standzuhalten, so dass das Wellensystem auch bei einer derartigen Beanspruchung eine ausreichende Lebensdauer hat. Es bietet sich an, dass die Kugelrollenlager eine Stützlagerung bezüglich der Antriebs- oder Abtriebswelle bilden. Dadurch ist das Axialspiel der Lagerung zur Sicherung einer optimalen Funktion entsprechend einstellbar bzw. einge- stellt.
Alternativ dazu kann es auch sein, dass die Kugelrollenlager in einer Fest- Loslagerung angeordnet sind.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Hohlachse oder Hohlwelle sich mittels Dämpfungselemente gegenüber einer radial außen angeordneten hohlzylindrischen Halteachse abstützt
Bevorzugt ist das erfindungsgemäße Wellensystem Bestandteil eines Spann- futters. Bevorzugt ist das Spannfutter ein Bestandteil eines Spulkopfes von Spinnmaschinen, vorzugsweise eines Hochgeschwindigkeits-Spulkopfes für die Chemiefaserherstellung. Bevorzugt findet ein solcher Spulkopf seinen Einsatz in Spinnanlagen für die Chemiefaserherstellung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 eine mögliche Ausführungsform eines geschachtelten Wellensystems mit einer Kugelrollenlagerung in einer schematischen Längsschnittdarstellung, Figur 2a ein dazu alternatives Kugelrollenlager für den Einsatz in dem
Wellensystem gemäß Figur 1 ,
Figur 2b ein weiteres alternatives Kugelrollenlager für den Einsatz in dem Wellensystem gemäß Figur 1 , und Figur 3 ein Spannfutter eines Spulkopfes einer Spinnmaschine mit einem geschachtelten Wellensystem gemäß Figur 1 in Draufsicht.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung ein so genanntes geschachteltes Wellensystem 100 mit einer zentralen Abtriebswelle 1 , welche an ihrem einen Ende mit einem Abtriebselement 2, wie beispielsweise einer Buchse, drehfest verbunden ist. Das Wellensystem 100 weist ferner eine stillstehende Achse 3 in Art einer Trägerbuchse auf, welche koaxial zur Abtriebswelle 1 angeordnet ist und die Abtriebswelle 1 in axialer Richtung zumindest teilweise koaxial aufnimmt.
Zur Lagerung der Abtriebswelle 1 weist das Wellensystem 100 wenigstens zwei Wälzlager 4, 5 auf, welche in axialer Richtung in einem Abstand zueinander angeordnet sind, sich mit ihrem Außenumfang gegen die Achse bzw. Trägerbuchse 3 abstützen und mit ihrem Innenumfang die Abtriebswelle 1 tragen. Die Trägerbuchse 3 stützt sich radial außen über elastomere Dämpfungsele- mente 6 gegen eine weitere drehfeste Achse 7 ab, welche koaxial zur Abtriebswelle 1 angeordnet ist. Die drehfeste Achse 7 ist als Hohlachse ausgebildet und umgibt die Trägerbuchse 3 koaxial. Die drehfeste Achse 7 ist bevorzugt gehäusefest angeordnet und übt eine Haltefunktion für die Trägerbuchse 3 aus. Die drehfeste Achse 3 bzw. Trägerbuchse und die Achse 7 sind bevor- zugt stillstehend angeordnet.
Erfindungsgemäß sind die Wälzlager 4, 5 jeweils als Kugelrollenlager ausgebildet. Die Kugelrollenlager 4, 5 bilden eine Stützlagerung für die Abtriebswelle 1. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 1 sind die Kugelrollenlager 4, 5 einreihig ausgebildet.
Wie insbesondere aus Figur 2a und 2b ersichtlich ist, können die Kugelrollenlager 4, 5 auch zweireihig ausgebildet sein, wobei die Kugelrollen 8 der einen Reihe zu den Kugelrollen 9 der anderen Reihe in gleichem Druckwinkel (Figur 2a) oder die Kugelrollen 10 der einen Reihe zu den Kugelrollen 11 der anderen Reihe im entgegengesetzten Druckwinkel (Figur 2b) zueinander angeordnet sein können. Damit kann das Wellensystem 100 gemäß einer alternativen Aus- führungsform in X- oder O-Anordnung der Kugelrollenlager realisiert sein.
Figur 3 zeigt ein mögliches Einbaubeispiel des Wellensystems 100 gemäß Figur 1. Das Wellensystem 100 ist dort Teil eines Spannfutters 110 eines Spinnmaschinen-Spulkopfes 120. Derartige Spinnmaschinen werden bei- spielsweise für die Chemiefaserherstellung eingesetzt und ermöglichen Aufwickelgeschwindigkeiten von bis zu 8000 Meter pro Minute. Somit handelt es sich bei den Spulköpfen um so genannte Hochgeschwindigkeits-Spulköpfe, bei denen das Spannfutter ein schnell drehendes Rotorsystem darstellt, welches während des Spulens einen erheblichen Gewichtszuwachs erfährt. Bei dem Spulkopf 120 sind mehrere Spulen 130 in axialer Richtung hintereinander liegend angeordnet und mit dem Abtriebselement 2 drehfest gekoppelt, so dass die Spulen 130 über die Abtriebswelle 1 und das Abtriebselement 2 angetrieben werden. Die Abtriebswelle 1 wird über eine Kupplung 140 von einem nicht dargestellten Elektromotor angetrieben. Die drehfeste Achse 7 des Wellensys- tems 100 gemäß Figur 1 ist dabei über einen Flansch 150 mit einem nicht dargestellten Gehäuse verbindbar.
Aufgrund des enormen Gewichtszuwachses der Spulen beim Aufwickeln von Chemiefasern und den angestrebten längeren Spannfuttern mit höheren Spul- geschwindigkeiten sind höchste Anforderungen an die Tragfähigkeit der Lagerung gestellt. Der Einsatz von Kugelrollenlagern zur Lagerung der Abtriebswelle 1 bietet sich daher bei einem solchen Spulkopf besonders an.
Die erfindungsgemäße Lagerung mittels Kugelrollenlager bietet sich zum einen bei sämtlichen Wellensystemen mit koaxial ineinander angeordneten Wellen an, welche gegeneinander drehbar zu lagern sind. Darüber hinaus bietet sich ein solches Lagerungskonzept besonders bei Systemen mit höchsten Anforde- rungen an die radiale Tragfähigkeit und besonders schnell drehenden Abtriebswellen an.
Bezugszeichenliste
Antriebswelle, Abtriebswelle
Abtriebselement, Buchse
Achse, Trägerbuchse
Wälzlager, Kugelrollenlager
Wälzlager, Kugelrollenlager
Dämpfungselement
Drehfeste Achse
Kugelrolle
Kugelrolle
Kugelrolle
Kugelrolle
Wellensystem
Spannfutter
Spul köpf
Spulen
Kupplung
Flansch

Claims

Patentansprüche
1. Wellensystem (100) für den Einsatz in einem Spannfutter (110) eines Spulkopfes (120), mit wenigstens einer Antriebs- oder Abtriebswelle (1 ) und wenigstens einer Achse (3) oder weiteren Welle, welche (3) koaxial zur Antriebs- oder Abtriebswelle (1 ) angeordnet ist, wobei wenigstens eines dieser Bauteile (1 , 3) als Hohlwelle oder Hohlachse (3) ausgebildet und darin das andere Bauteil (1 ) zumindest teilweise aufgenommen sowie gegenüber der Hohlwelle oder Hohlachse (3) mittels wenigstens eines Lagers (4; 5) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager als Kugelrollenlager (4; 5) ausgebildet ist.
2. Wellensystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kugelrollenlager (4; 5) einen einteiligen Käfig für die Kugelrollen aufweist, welcher aus Stahl besteht.
3. Wellensystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kugelrollenlager (4; 5) einen Schnappkäfig für die Kugelrollen aufweist, welcher aus Polyamid besteht.
4. Wellensystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kugelrollenlager (4; 5) radial innen an dem Außenumfang der drehbaren Welle (1 ) und radial außen an dem Innenumfang einer stillstehenden Achse (3) angeordnet ist.
5. Wellensystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kugelrollenlager (4; 5) einen Druckwinkel zwischen 5° und 30° aufweist.
6. Wellensystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kugelrollenlager (4; 5) einen Druckwinkel von etwa 15° aufweist.
7. Wellensystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kugelrollenlager (4; 5) axial vorgespannt angeordnet ist.
8. Wellensystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kugelrollenlager (4; 5) mehrreihig ausgebildet ist.
9. Wellensystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kugelrollenlager (4; 5) ohne gesonderten Innenring ausgebildet ist, und dass die radial innen angeordnete Laufbahn für die
Kugelrollen an der radial innen angeordneten drehbaren Welle (1 ) ausgebildet ist.
10. Wellensystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass zum Abstützen der Antriebs- oder Abtriebswelle (1 ) gegen die wenigstens eine Achse (3) oder weitere Welle wenigstens zwei Kugelrollenlager (4, 5) vorhanden sind, welche in X- oder O-Anordnung zueinander angeordnet sind.
11. Wellensystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugelrollenlager (4, 5) eine Stützlagerung bezüglich der Antriebs- oder Abtriebswelle (1 ) bilden.
12. Wellensystem nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlachse (3) oder Hohlwelle sich mittels Dämpfungselemente (6) gegenüber einer radial außen angeordneten hohlzylindrischen Achse (7) abstützt.
13. Spannfutter (110) für Spulköpfe (120) von Spinnmaschinen mit einem Wellensystem (100) nach einem der vorherigen Ansprüche.
14. Spulkopf (120) einer Spinnmaschine mit wenigstens einem Spannfutter (110) mit einem Wellensystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
15. Spinnanlage für synthetische Fasern mit wenigstens einem Spulkopf (120) nach Anspruch 14.
EP10721423.1A 2009-05-16 2010-05-10 Wellensystem für den einsatz in einem spannfutter eines spulkopfes Not-in-force EP2429932B1 (de)

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