WO2016146464A1

WO2016146464A1 - Aufspulmaschine

Info

Publication number: WO2016146464A1
Application number: PCT/EP2016/055084
Authority: WO
Inventors: Heinz Waltermann; Klaus Schäfer
Original assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Current assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 2015-03-14
Filing date: 2016-03-10
Publication date: 2016-09-22
Anticipated expiration: 2017-09-14
Also published as: CN107406214B; CN107406214A; DE112016001204A5; JP2018507833A; JP7060380B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Aufspulmaschine zum Aufwickeln einer Fadenschar zu mehreren Spulen. Hierzu weist die Aufspulmaschine eine Spulspindel (3.1, 3.2) mit einem lang auskragendes Spannfutter (12) zur Aufnahme mehrerer Spulhülsen (7) auf, wobei das Spannfutter durch eine mehrteilige in einem Hohlträger (20) gelagerte Antriebswelle (16) antreibbar ist und wobei eine hintere Lagerwelle (16.2) mit einem Antrieb gekoppelt ist. Eine mit der hinteren Lagerwelle gekoppelte vordere Lagerwelle (16.1) ist mit dem Spannfutter gekoppelt und über eine gedämpfte Lagerung (25.1, 25.2) in dem Hohlträger gelagert. Um ohne konstruktive Schwächung des Spannfutters eine intensive Dämpfung zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß zwischen der vorderen Lagerwelle und dem Hohlträger ein außerhalb der Lagerung axial versetzt angeordnetes zusätzliches Dämpfungsmittel (22) vorgesehen.

Description

Aufspulmaschine

Die Erfindung betrifft eine Aufspulmaschine zum Aufwickeln einer Fadenschar zu mehreren Spulen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei der Herstellung von synthetischen Fäden in einem Schmelzspinnpro- zess werden die Fäden einer Spinnposition gemeinsam parallel zu Spulen aufgewickelt. Hierzu werden die bekannten Aufspulmaschinen eingesetzt, die pro Faden jeweils eine Wickelstelle aufweisen, wobei die Wickelstellen sich parallel entlang einer Spulspindel erstrecken. Die Spulspindel ist auskragend an einem Spindelträger angeordnet, damit die am Umfang der Spulspindel gewickelten Spulen nach Fertigstellung an einem freien Ende abnehmbar sind. Nun besteht der Wunsch, in einer Spinnposition möglichst viele Fäden parallel zu erzeugen, so dass viele Spulen parallel nebeneinan- der innerhalb einer Aufspulmaschine gewickelt werden müssen und besonders lang auskragende Spulspindeln erforderlich sind.

Bei der Auslegung derartiger Spulspindeln ist jedoch zu berücksichtigen, dass beim Aufwickeln sehr hohe Fadenlaufgeschwindigkeiten von 2.000 bis 6.000 m/min. zu realisieren sind. Des Weiteren ist zu beachten, dass derartige Spulspindeln aufgrund ihres komplexen Aufbaus über mehrere kritische Eigenfrequenzen verfügen, die beim Zusammentreffen mit einer Erregerfrequenz zu einer Resonanz führen können. Diese sogenannten kritischen Spulgeschwindigkeiten können in Abhängigkeit von einer zulässigen Resonanzüberhöhung das Ende eines Betriebsbereiches der Spulspindel bestimmen. Zur Beeinflussung und zur Erweiterung des Betriebsbereiches ist es daher üblich, das Schwingungs verhalten der Spulspindel durch besondere Maßnahmen zu reduzieren bzw. die Schwingungen der Spulspindel zu dämpfen. Aus der DE 195 48 142 AI ist eine gattungsgemäße Auf Spulmaschine mit einer Spulspindel bekannt. Die Spulspindel weist ein Spannfutter auf, an dessen Umfang eine Klemmeinrichtung zur Aufnahme von Spulhülsen angeordnet ist. Das Spannfutter ist zu einer Antriebsseite hohlzylindrisch ausgebildet und über eine Nabe mit einer Antriebswelle verbunden. Die An- triebswelle ist mehrteilig ausgebildet und durch eine hintere Lagerwelle und eine vordere Lagerwelle ausgeführt. Die hintere Lagerwelle ist mit einem freien Ende mit einem Antrieb kuppelbar ausgeführt. Die vordere Lagerwelle ist mit einem freien Ende mit der Nabe des Spannfutters verbunden. Zur Lagerung der Antriebswelle ragt ein Hohlträger in das offene Ende des Spannfutters, wobei im Innern des Hohlträgers eine Lagerung der vorderen Lagerwelle ausgebildet ist. Die Lagerung der vorderen Lagerwelle weist zwei Wälzlager auf, die zwischen der Lagerwelle und einer inneren Lagerhülse angeordnet sind. Die innere Lagerhülse ist in einer äußeren Lagerhülse eingesteckt, wobei zwischen den beiden Lagerhülsen mehrere Gum- mielemente zur Dämpfung vorgesehen sind. Darüber hinaus sind weitere Dämpfungselemente zwischen der äußeren Lagerhülse und dem Hohlträger angeordnet. Als Dämpfungselemente werden dabei O-Ringe verwendet.

Durch die Verwendung zwei ineinander verschachtelter Lagerhülsen erfor- dert die bekannte Spulspindel einen erhöhten Platzbedarf, so dass größere Längen nur bei größeren Spannfutterdurchmessern realisierbar sind. Zum anderen weisen die als Dämpfungselemente verwendeten O-Ringe den Nachteil auf, dass der Dämpfungsquerschnitt relativ grob toleriert ist. So müssen die Aufnahmenuten in den Lagerhülsen dementsprechend groß toleriert werden, um ungewünschte Inkompressibilitäten zu vermeiden. Dies wirkt sich jedoch nachteilig auf das Dämpfungsverhalten der Gummielemente aus. Zudem beeinflussen die Aufnahmenuten die Fertigkeit der Bau- teile der Spulspindel.

Aus der DE 100 37 201 AI ist eine Auf Spulmaschine mit einer Spulspindel bekannt, bei welcher das Spannfutter durch eine einteilige Antriebswelle angetrieben wird, die innerhalb eines Hohlträgers mehrfach gelagert ist. Als Dämpfungsmittel ist hierbei ein Hülsenpaket vorgesehen, das am Außendurchmesser oder am Innendurchmesser des Hohlträgers angeordnet ist. Die Hülsen sind innerhalb des Hülsenstapels relativ zueinander beweglich, um Schwingungen des Hohlträgers durch innere Reibungen entgegen zu wirken. Derartige Schwingung stilger erfordern ebenfalls einen erheblichen zu- sätzlichen Einbauraum, der entweder zu Lasten einer Festigkeit oder zu Lasten großer Durchmesser des Spannfutters geht. Die Durchmesser der Spannfutter sind jedoch aufgrund der Spulhülsen vorbestimmt und nicht frei wählbar. Es ist nun Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Auf Spulmaschine mit einer Spulspindel auszubilden, die trotz begrenztem Außendurchmesser sehr lang auskragende Spannfutter führ hohe Spulgeschwindigkeiten aufweist. Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, eine Aufspulmaschine mit einer Spulspindel auszubilden, deren Spannfutter über mehrere kritische Drehzahlen hinweg einsetzbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zwischen der vorderen Lagerwelle und dem Hohlträger ein außerhalb der Lagerung axial versetzt angeordnetes zusätzliches Dämpfungsmittel vorgesehen ist. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.

Die Erfindung basiert darauf, dass eine Dämpfung nur an den Stellen besonders wirksam sein kann, an welchen die auf ein Dämpfungsmittel ein- wirkenden Anlenkpunkte Relativbewegungen zueinander ausführen können. Insoweit wird unmittelbar der Einbauraum zwischen der vorderen Lagerwelle und dem Hohlkörper genutzt, um Schwingungen der mit dem Spannfutter gekoppelten vorderen Lagerwelle zu dämpfen. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass im Wesentlichen kein zusätzlicher Einbauraum erforderlich ist, um das Dämpfungsmittel zwischen der Lagerwelle und dem Hohlträger zu integrieren. Es ist kein zusätzlicher radialer Einbauraum erforderlich.

Um möglichst eine hohe effektive Dämpfungswirkung zu erhalten, ist die Weiterbildung der Erfindung besonders vorteilhaft, bei welcher das Dämpfungsmittel in einem Wellenabschnitt zwischen der Lagerung und einem mit dem Spannfutter verbundenen Ende der vorderen Lagerwelle angeordnet ist. Die Positionierung des Dämpfungsmittels in Nähe der Verbindungsstelle zum Spannfutter zeigt dabei eine hohe Dämpfung sowohl bei kriti- sehen Spulgeschwindigkeiten im unteren als auch bei kritischen Spulgeschwindigkeiten im oberen Bereich. Um den Antrieb des Spannfutters durch die Antriebswelle ohne wesentliche Reibungsverluste zu ermöglichen, ist die Weiterbildung der Erfindung bevorzug ausgeführt, bei welcher das Dämpfungsmittel durch eine am Umfang der vorderen Lagerwelle gehaltenes Dämpfungslager gebildet ist. Hierbei ist wesentlich, dass das Dämpfungslager von dem Eigengewicht und dem Gewicht des Spannfutters nahezu unbelastet bleibt. Nur beim Durchfahren von Resonanzen wird das Dämpfungslager aktiv.

Das Dämpfungslager wird bevorzugt aus einem Wälzlager und einem Dämpfungselement gebildet, das sich an einem Außenring des Wälzlagers abstützt. Insoweit bildet das Wälzlager den von der rotierenden Lagerwelle ausgehenden Anlenkpunkt für das Dämpfungselement.

Als Dämpfungselement wird bevorzugt ein Dämpfungsring mit einer In- nenhülse und einer der Innenhülse mit Abstand umschließenden Außenhülse gebildet, wobei die Innenhülse und die Außenhülse durch ein Gummielement elastisch miteinander verbunden sind. So ist der Einbauraum unabhängig von dem jeweiligen Gummielement und allein von den Durchmessern der Innenhülse und Außenhülse abhängig. Die Federcharakteristik des Gummielementes zwischen der Innenhülse und der Außenhülse lässt sich daher bereits vor Einbau mit vorbestimmten Dämpfungscharakteristiken ausbilden.

Je nach Einbausituation lässt sich der Dämpfungsring derart ausbilden, dass eine Breite der Innenhülse kleiner, gleich oder größer einer Breite der Außenhülse ist. Damit kann insbesondere die Beweglichkeit der Hülsen zueinander beeinflusst werden. Um eine sichere Führung des Dämpfungselementes innerhalb des Hohlträgers relativ zur vorderen Lagerwelle zu erhalten, ist das Wälzlager durch zwei Spindellager gebildet, die in einer O- Anordnung nebeneinander an der vorderen Lagerwelle angeordnet sind. Damit bleibt das Dämpfungslager ohne Einfluss auf die benachbarte Lagerung der vorderen Lagerwelle.

Um an jeder Position der Antriebswelle eine möglichst vorbestimmte Dämpfungswirkung zu erhalten, ist des Weiteren vorgesehen, dass die Lagerung der vorderen Lagerwelle durch zwei im Abstand zueinander ange- ordnete Wälzlagereinheiten gebildet ist, wobei die Wälzlagereinheiten innerhalb einer Lagerbuchse angeordnet sind und wobei die Lagerbuchse über mehrere der Dämpfungsringe innerhalb des Hohlträgers gehalten ist. Damit wird eine zusätzliche auf das Dämpfungslager abgestimmte Dämpfung möglich, die insbesondere über den gesamten Bereich der Spulgeschwin- digkeiten zu einem größeren Betriebsbereich führt.

Des Weiteren ist vorgesehen, eine Lagerung der hinteren Lagerwelle durch mehrere der Dämpfungsringe gegenüber dem Hohlträger zu dämpfen. Damit können sowohl von der Antriebsseite als auch von der Abtriebsseite vorteilhaft auftretende Schwingungsbelastungen im Antriebs sträng gedämpft werden.

Die erfindungsgemäße Auf Spulmaschine wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläu- tert. Es stellen dar:

Fig. 1 schematisch eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer Aufspulmaschine

Fig. 2 schematisch eine Querschnittsansicht einer der Spulspindeln des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1

Fig. 3 schematisch eine Querschnittsansicht eines Dämpfungsringes Fig. 4 schematisch eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Dämpfungsringes

Fig. 5 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Dämpfungslagers

Fig. 6 ein Diagramm mit dem Kurven verlauf einer dynamischen Kenngröße in Relation zu einem L/D- Verhältnis und einer Spulengeschwindigkeit

In Fig. 1 ist schematisch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Aufspulmaschine dargestellt. Die Auf Spulmaschine weist zwei lang auskragende Spulspindeln 3.1 und 3.2 auf, die an einem drehbar in einem Maschinengestell 1 gelagerten Spulrevolver 2 angeordnet sind. Entlang der Spul- spindein 3.1 und 3.2 erstrecken sich vier Wickelstellen 4.1 bis 4.4, in welchen vier Spulen 6 parallel gewickelt werden. Hierzu sind die Spulspindeln 3.1 und 3.2 jeweils mit einem Spindelmotor 5.1 und 5.2 gekoppelt.

Die Anzahl der Wickelstellen sind beispielhaft. Grundsätzlich weisen derar- tige Auf Spulmaschinen eine Vielzahl von Wickelstellen auf, um Spulen gleichzeitig zu wickeln. Den Wickelstellen 4.1 bis 4.4 ist eine Andrückwalze 9 und eine Changiervorrichtung 8 zugeordnet, wobei die Changiervorrichtung 8 zu jeder Wickelstelle 4.1 bis 4.4 jeweils Fadenführungsmittel zum hin- und herführen eines der Fäden aufweist. Die Andrückwalze 9 ist an einem beweglichen Walzenträger 11 gehalten. Der Einlauf der Fäden wird über jeweils einen Kopffadenführer 10 geführt, die den Einlauf der Wickelstellen 4.1 bis 4.4 bilden.

Zur Aufnahme der Spulen 6 sind an den Spulspindeln 3.1 und 3.2 mehrere Spulhülsen 7 nebeneinander aufgespannt. Hierzu weist jede der Spulspindeln 3.1 und 3.2 jeweils ein Spannfutter auf, das nachfolgend unter Bezug zu Fig. 2 näher erläutert wird. Die Fig. 2 zeigt schematisch eine Teilansicht eines Querschnitts einer Spulspindel 3.1 oder 3.2. Wie in der Darstellung in Fig. 2 gezeigt, weist das Spannfutter 12 der Spulspindel 3.1 am Umfang einen Spannmantel 14 auf, der mit einer Klemmvorrichtung 13 zusammenwirkt, um am Umfang des Spannmantels 14 aufgeschobene Spulhülsen zu spannen. In der Darstellung in Fig. 2 sind keine Hülsen am Umfang des Spannmantels 14 gezeigt.

Das Spannfutter 12 ist drehfest mit einer Antriebswelle 16 verbunden. Die Antriebswelle 16 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch eine vordere Lagerwelle 16.1 und eine hintere Lagerwelle 16.2 gebildet, die über eine torsionssteife Kupplung 18 miteinander verbunden sind. Die Kupplung 18 weist dabei bevorzugt ein Mittel zur Torsionsdämpfung auf.

Die vordere Lagerwelle 16.1 ist über eine Wellennaben Verbindung 24 mit einer Nabe 15 des Spannfutters 12 drehfest verbunden. Die vordere Lagerwelle 16.1 und die hintere Lagerwelle 16.2 sind jeweils über eine vordere Lagerung 17.1 und eine hintere Lagerung 17.2 in einem Hohlträger 20 drehbar gelagert. Der Hohlträger 20 ist an dem Spulrevolver 2 befestigt und ragt mit einem auskragenden Ende ins Innere des zu beiden Seiten der Nabe 15 hohlzylindrischen Spannfutters 12. Dabei ist zwischen dem Umfang des Hohlträgers 20 und dem Spannfutter 12 ein kleiner Abstand ausgebildet. In dem am Spulrevolver 2 befestigten Abschnitt des Hohlkörpers 20 ist das hintere Lager 17.2 der hinteren Lagerwelle 16.2 ausgebildet. Die hintere Lagerwelle 16.2 ist in zwei Wälzlagern 27.1 und 27.2 drehbar gelagert. Die Wälzlager 27.1 und 27.2 sind innerhalb einer Lagerbuchse 21.2 angeordnet. Die Lagerbuchse 21.2 wird über mehrere Dämpfungselemente in Form von Dämpfungsringen 28.1 und 28.2 im Innern des Hohlträgers 20 gehalten.

Die hintere Lagerung 17.2 ist an einem Ende des Hohlträgers 20 ausgebildet. Die hintere Lagerwelle 16.2 ragt dabei mit einem Antrieb sende außerhalb des Hohlträgers 20, wobei das Antriebsende als Kupplungsende 19 ausgebildet ist. Insoweit ist der Spindelantrieb 5.1 oder 5.2 direkt über das Kupplungsende 19 mit der Antriebswelle 16 gekoppelt.

Innerhalb des auskragenden Abschnitts des Hohlträgers 20 ist die vordere Lagerung 17.1 der vorderen Lagerwelle 16.1 ausgebildet. In diesem Aus- führungsbeispiel weist die vordere Lagerung 17.1 zwei Wälzlagereinheiten 26.1 und 26.2 auf. Die Wälzlagereinheiten 26.1 und 26.2 sind innerhalb einer Lagerbuchse 21.1 angeordnet. Die Lagerbuchse 21.1 ist über mehrere Dämpfungselemente in Form von mehreren Dämpfungsringen 25.1 und 25.2 gegenüber dem Hohlträger 20 abgestützt.

Das freie Ende des Hohlträgers 20 erstreckt sich innerhalb des Spannfutters 12 bis kurz vor der Nabe 15. In einem Wellenabschnitt der vorderen Lagerwelle 16.1 zwischen der Lagerung 17.1 und der Nabe 15 ist am Umfang der Antriebswelle 16 ein weiteres Dämpfungsmittel 22 zwischen dem Hohlträger 20 und der Antriebswelle 16 angeordnet. Das Dämpfungsmittel 22 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch ein Dämpfungslager 23 gebildet. Das Dämpfungslager 23 weist einen am Umfang der vorderen Lagerwelle 16.1 gehaltenes Wälzlager 23.1 und einen zwischen einem Außenring des Wälzlagers 23.1 und dem Hohlträger 20 angeordneten Dämpfungsring 23.2. Das Wälzlager 23.1 ist mit einem Innenring am Umfang der vorderen Lagerwelle gehalten. Der Außenring des Wälzlagers 23.1 dient zur Unterstützung des Dämpfungselementes 23.2. Somit lässt sich das Dämpfungsmittel 22 ohne Behinderung der Rotation der Antriebswelle 16 zwischen der vorderen Lagerwelle 16.1 und dem feststehenden Hohlträger 20 anordnen.

Zur Erläuterung des Dämpfungsringes 23.2 wird neben Fig. 2 auch Bezug zu der Fig. 3 genommen. In Fig. 3 ist schematisch eine Querschnittsansicht eines Dämpfungsringes 23.2 gezeigt. Der Dämpfungsring 23.2 wird durch eine Außenhülse 30 und eine Innenhülse 31 gebildet. Zwischen der Innenhülse 31 und der Außenhülse 30 ist ein Gummielement 32 angeordnet. Das Gummielement 22 ist fest mit der Innenhülse 31 und der Außenhülse 30 verbunden und bildet eine Gummifeder. Somit können die Innenhülse 31 und die Außenhülse 30 relativ zueinander bewegt werden. Die Innenhülse 31 und die Außenhülse 30 sind bevorzugt aus einem Metall gebildet, so dass das Gummielement durch eine Vulkanisation zwischen der Innenhülse und der Außenhülse befestigt werden.

Wie in der Darstellung in Fig. 2 gezeigt, stützt sich die Innenhülse des Dämpfungsringes 23.2 am Umfang des Wälzlagers 23.1 ab. Die Außenhülse des Dämpfungsringes 23.2 liegt am Innendurchmesser des Hohlträgers 20 an.

Durch die Lage des Dämpfungslagers 22 unmittelbar in der Nähe der Ver- bindung zwischen der Antriebswelle 16 und dem Spannfutter 12 ist eine sehr effektive Dämpfung realisierbar, die sich über den gesamten Geschwindigkeitsbereich beim Aufspulen der Fäden auswirkt. Grundsätzlich hängt die Lage des Dämpfungslagers 22 von der Auslegung der Spulspindel ab. So ist es erforderlich, dass das Spannfutter 12 sich parallel zu sich selbst absenkt. Um eine Umlaufbiegebelastung möglichst gering zu halten, wird die Wellen-Naben- Verbindung zwischen der Antriebswelle 16 und dem Spannfutter 12 so nah wie möglich an das Dämpfungslager 22 positioniert. Der Einfluss des Dämpfungslagers 22 sowie der Einsatz der Dämpfungsringe 25.1 und 25.2 im Bereich der vorderen Lagerung 17.1 lässt sich insbe- sondere anhand einer dynamische Kenngröße K darstellen. So ist es bekannt, dass beim Anfahren einer leeren Spulspindel der Betriebsbereich durch eine obere mischkritische Spulgeschwindigkeit begrenzt ist, da die an dem Spannfutter auftretenden Resonanzüberhöhungen nicht mehr durch vorhandene Dämpfungsmaßnahmen beherrschbar sind. Eine dynamische Kenngröße der Spulspindel ergibt sich vereinfacht aus der Formel

K = v_spul,max / 10⁵ m/min. x (L/D)² In dieser Gleichung ist die maximale Spulgeschwindigkeit mit v_spui,_max bezeichnet, wobei die maximale Spulgeschwindigkeit bei den im Stand der Technik bekannten Aufspulmaschinen gleich einer kritischen Spulgeschwindigkeit Vkntisch ist. Das Bezugszeichen D steht für den Nenndurch- messer des Spannfutters, der im Wesentlichen identisch mit dem Innendurchmesser einer Spulhülse ist. Das Bezugszeichen L kennzeichnet die Nennlänge des Spannfutters zur Aufnahme der Spulhülsen.

In Fig. 1 und Fig. 2 sind die Länge L und der Nenndurchmesser D eines der Spannfutter am Beispiel der Spulspindel 3.1 bezeichnet. Die Länge L und der Nenndurchmesser D bilden die maßgeblichen Parameter zur Nutzung einer Spulspindel.

Die dynamische Kenngröße K berücksichtigt dabei neben komplexen rotordynamischen Zusammenhängen insbesondere die Dämpfungsmaßnahmen und Schwingungs verhalten des Spannfutters. Bei den heute üblichen Auslegungen derartiger Spulspindeln liegt die dynamische Kenngröße K im Bereich zwischen den Werten 8 - 10. Hierbei bestimmt die dynamische Kenngröße K in Abhängigkeit von einem Verhältnis der Spannfutternennlänge zum Spannfutterdurchmesser (L/D) eine maximal zulässige Spulgeschwin- digkeit (v), die gleich einer den Spulbereich begrenzenden kritischen Spulgeschwindigkeit ist.

In Fig. 6 ist hierzu in einem Diagramm die maximal zulässige Spulgeschwindigkeit relativ zu einem Längendurchmesserverhältnis L/D des Spannfutters aufgetragen. Dabei ist zu jedem Verhältniswert L/D die zulässige kritische Spulgeschwindigkeit eingetragen. Der Kurvenverlauf für die Kenngröße K mit einem Wert K=9 bildet somit den üblichen Betriebsbereich der im Stand der Technik bekannten Spulspindeln. Unter Berücksichtigung der in Fig. 2 dargestellten zusätzlichen Dämpfungsmaßnahmen ist es nun gelungen, den Betriebsbereich der Spulspindel erheblich zu erweitern. So lässt sich der Erfindungsbereich der erfindungs- gemäßen Spulspindel beispielsweise mit einem Wert K=23 definieren. Im Diagramm ist die Erweiterung des Betriebsbereiches durch die Kurve mit dem Wert K=23 dargestellt. Insbesondere könnten somit bei unveränderten Nenndurchmessern D wesentlich längere Spannfutter betriebssicher betrieben werden. So ist es bekannt, dass in einem Schmelz spinn verfahren ein sogenannter PO Y-Faden mit einer Spulgeschwindigkeit von beispielsweise 3.000 m/min. zu Spulen aufgewickelt werden. Die bisherigen Spulspindeln waren auf ein Längen-Durchmesser- Verhältnis begrenzt mit dem Wert L/D=16. Bei der erfindungsgemäßen Spulspindel können nun Spannfutter mit einem Längen-Durchmesser- Verhältnis bis zu L/D = 27 eingesetzt wer- den. Bei identischen Nenndurchmessern können somit wesentlich längere Spannfutter realisiert werden. Auch bei höheren Aufspulgeschwindigkeiten von beispielsweise 6.000 m/min. erhöht sich das Längen-Durchmesser- Verhältnis ebenfalls noch von L/D = 12 auf L/D = 20. Die erfindungsgemäße Aufspulmaschine bietet daher den besonderen Vorteil, dass die Anzahl der Wickelstellen gegenüber herkömmlichen Aufspulmaschinen fast verdoppelt werden können. Das Längen-Durchmesser- Verhältnis L/D der Spulspindel wird bei der erfindungsgemäßen Aufspulmaschine von mindestens 60% erhöht. Die Positionierung des zusätzlichen Dämpfungsmittels außerhalb der Lagerung der Antriebswelle zeigt eine überraschende maß- gebliche Wirkung, um den Betriebsbereich der Spulspindel zu beeinflussen. Hierbei lässt sich insbesondere der im Dämpfungslager integrierte Dämpfungsring mit einer Federdämpfercharakteristik ausbilden, die der Position und dem Auftreten der Schwingungen angepasst ist. Beim Einsatz der Dämpfungselemente innerhalb der in Fig. 2 dargestellten Spulspindel hat sich gezeigt, dass in Abhängigkeit vom Einbauort und der jeweiligen zur Dämpfung genutzten Anlenkpunkte unterschiedliche Bau- formen der Dämpfungsringe möglich sind. So sind in den Fig. 3 und 4 unterschiedliche Bauformen des Dämpfungsringes gezeigt, wie er beispielsweise als Dämpfungsring 23.2 im Dämpfungslager 23 oder als Dämpfungsringe 25.1 und 25.2 an der Lagerbuchse 21.1 oder als Dämpfungsringe 28.1 und 28.2 an der Lagerbuchse 21.2 einsetzbar wäre. Bei der in Fig. 3 darge- stellten Bauart ist die Innenhülse 31 mit einer im Verhältnis zur Außenhülse 30 kleineren Breite ausgeführt. Die Breite der Innenhülse 31 ist hier mit b_r und die Breite der Außenhülse 30 mit b_A gekennzeichnet. Es gilt daher die Beziehung B_r<b_A, wobei das Gummielement 32 maximal die Breite der Innenhülse 31 aufweist.

Demgegenüber weist die Bauart gemäß Fig. 4 einen in der Breite kleineren Außenhülse 30 gegenüber der Innenhülse 31 auf. Hier gilt bi>b_A, wobei das Gummielement 32 maximal die Breite der Außenhülse 30 aufweist. Damit kann insbesondere die Beweglichkeit zwischen den Hülsen 30 und 31 unter Berücksichtigung der elastischen Anbindung über das Gummielement 32 beeinflusst werden.

Für den Fall, dass der Einbauraum zwischen der vorderen Lagerwelle 16.1 und dem Hohlträger 20 eine mangelnde Einbauhöhe für das Dämpfungsla- ger aufweist, ist in Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel eines möglichen Dämpfungslagers 23 schematisch in einer Querschnittsansicht dargestellt. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist ein Wälzlager 23.1 am Umfang der vorderen Lagerwelle 16.1 angeordnet. Das Wälzlager 23.1 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch zwei Spindellager 33.1 und 33.2 gebildet, die in einer O- Anordnung gehalten sind. Damit bleibt die Lagerung 17.1 der vorderen Lagerwelle 16.1 völlig unbeeinflusst und es wird eine sichere Führung und Positionierung der Dämpfungsringe gewährleistet.

An den Außenring des Wälzlagers 23.1 stützen sich zwei Trägerhülsen 29.1 und 29.2 ab, die mit jeweils einem Kragenende außerhalb des Wälzlagers 23.1 jeweils einen Dämpfungsring 23.2 und 23.2' tragen. Die Dämpfungsringe 23.2 und 23.2' sind identisch zu dem vorgenannten Ausführungsbei- spielen der Dichtungsringe ausgeführt. Insoweit lässt sich die Bauhöhe des Dämpfungslagers 23 erheblich reduzieren, so dass weder eine Schwächung der Antriebswelle 11 noch eine Schwächung des Hohlkörpers 20 innerhalb der Spulspindel erforderlich sind. Die erfindungsgemäße Aufspulmaschine ist für alle gängigen Schmelzspinnprozesse geeignet, um frisch extrudierte Fäden als eine Fadenschar parallel zu Spulen aufzuwickeln. So können die in einem POY-, FDY- oder IDY-Schmelzspinnprozess erzeugten synthetischen Fäden in einer Fadenschar mit einer Mehrzahl von Fäden gleichzeitig zu Spulen gewickelt wer- den. Die Auf Spulmaschine ist jedoch auch für BCF-Prozesse geeignet, um mehrere gekräuselte Fäden zu Spulen aufzuwickeln.

Claims

Patentansprüche

Aufspulmaschine zum Aufwickeln einer Fadenschar zu mehreren Spulen, mit zumindest einer Spulspindel (3.1, 3.2) mit einem langauskragenden Spannfutter (12) zur Aufnahme mehrerer Spulhülsen (7), wobei das Spannfutter (12) durch eine mehrteilige in einem Hohlträger (20) gelagerte Antriebswelle (16) antreibbar ist, wobei eine hintere Lagerwelle (16.2) mit einem Spindelantrieb (5.1, 5.2) gekoppelt ist, wobei eine mit der hinteren Lagerwelle (16.2) verbundene vordere Lagerwelle (16.1) mit dem Spannfutter (12) gekoppelt ist und wobei eine Lagerung (17.1) der vorderen Lagerwelle (16.1) gegenüber dem Hohlträger (20) durch mehrere Dämpfungselemente (25.1, 25.2) gedämpft ist, durch gekennzeichnet, dass zwischen der vorderen Lagerwelle (16.1) und dem Hohlträger (20) ein außerhalb der Lagerung (17.1) axial versetzt angeordnetes zusätzliches Dämpfungsmittel (22) vorgesehen ist.

Aufspulmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsmittel (22) in einem Wellenabschnitt zwischen der Lagerung (17.1) und einem mit dem Spannfutter (12) verbundenen Ende der vorderen Lagerwelle (16.1) angeordnet ist.

Aufspulmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsmittel (22) durch ein am Umfang der vorderen Lagerwelle (16.1) gehaltenes Dämpfungslager (23) gebildet ist.

Auf Spülmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungslager (23) zumindest aus einem Wälzlager (23.1) und einem weiteren Dämpfungselement (23.2) gebildet ist, das sich an einem Außenring des Wälzlagers (23.1) abstützt.

Aufspulmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement durch einen Dämpfungsring (23.2) mit einer Innenhülse (31) und einer die Innenhülse (31) mit Abstand umschließende Außenhülse (30) gebildet sind, wobei die Innenhülse (31) und die Außenhülse (30) durch ein Gummielement (32) elastisch miteinander verbunden sind.

Auf Spulmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsringe (23.2, 25.1, 25.2) derart ausgebildet sind, dass eine Breite (b_r) der Innenhülse (31) kleiner oder größer einer Breite (b_A) der Außenhülse (30) ist.

Aufspulmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (23.2) durch zwei Spindellager (33.1, 33.2) gebildet ist, die in einer O-Anordnung nebeneinander an der vorderen Lagerwelle (16.1) gehalten sind.

Auf Spulmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung (17.1) der vorderen Lagerwelle (16.1) durch zwei im Abstand zueinander angeordnete Wälzlagereinheiten (26.1, 26.2) gebildet ist, wobei die Wälzlagereinheiten (26.1, 26.2) innerhalb einer Lagerbuchse (21.1) angeordnet sind und wobei die Lagerbuchse (21.1) über mehrere der Dämpfungsringe (25.1, 25.2) innerhalb des Hohlträgers (20) gehalten ist.

9. Auf Spulmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lagerung (17.2) der hinteren Lagerwelle (16.2) durch mehrere der Dämpfungsringe (28.1, 28.2) gegenüber dem Hohlträger (20) gedämpft ist.