WO2016150766A1

WO2016150766A1 - Spulspindel

Info

Publication number: WO2016150766A1
Application number: PCT/EP2016/055562
Authority: WO
Inventors: Heinz Waltermann
Original assignee: Oerlikon Textile Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2015-03-26
Filing date: 2016-03-15
Publication date: 2016-09-29
Also published as: JP2018510105A; CN107406215A; JP6820270B2; CN107406215B; DE112016001406A5

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spulspindel zum Aufwickeln von Fäden in einer Aufspulmaschine. Hierzu weist die Spulspindel ein lang auskragendes Spannfutter (3) zur Aufnahme mehrerer Spulhülsen auf, wobei das Spannfutter (3) durch eine mehrteilige in einem Hohlträger (11) gelagerte Antriebswelle (7) antreibbar ist. Die Antriebswelle weist eine hinter Lagerwelle (7.2) und eine vordere Lagerwelle (7.1) auf, die miteinander gekoppelt sind. Die hintere Lagerwelle (7.2)ist über ein Kupplungsende mit einem Antrieb koppelbar und die vordere Lagerwelle (7.1) ist drehfest mit dem Spannfutter (3) verbunden. Um die Gestaltfestigkeit der vorderen Lagerwelle (7.1) zu erhöhen und um eine einfache Montierbarkeit zu erhalten, ist erfindungsgemäß die vordere Lagerwelle (7.1) über eine Flanschverbindung (6) mit dem Spannfutter (3) verbunden.

Description

Spulspindel

Die Erfindung betrifft eine Spulspindel zum Aufwickeln von Fäden zu mehreren Spulen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine gattungsgemäße Spulspindel ist beispielsweise aus der DE 195 48 142 AI bekannt.

Die bekannte Spulspindel wird in einer Aufspulmaschine zum parallelen Aufwickeln mehrerer Fäden zu Spulen eingesetzt. Hierzu ist die Spulspindel auskragend an einem Spindelträger angeordnet, wobei der auskragende Teil der Spulspindel als Spannfutter zum Aufnehmen und Fixieren von Spulhülsen ausgebildet ist. Das Spannfutter ist hohlzylindrisch ausgeführt und über eine Nabe mit einer im Innern der Spulspindel angeordneten Antriebswelle verbunden. Die Antriebswelle ist in einem hohlzylindrischen Hohlträger gelagert, wobei der Hohlträger ins Innere des Spannfutters hineinragt.

Zur Aufnahme einer Mehrzahl von Spulen sind entsprechend lang auskragende Spannfutter erforderlich, so dass die Antriebswelle zur Anbindung eines am Spindelträger angeordneten Antriebes eine relativ große Länge aufweisen muss. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass das Spannfutter bei zunehmendem Spulengewicht sich absenkt und somit zu einer Biegebelastung der Antriebswelle führt. Um die Absenkung des Spannfutters folgen zu können, ist die Antriebswelle mehrteilig ausgebildet, wobei eine vordere Lagerwelle mit dem Spannfutter und eine hintere Lagerwelle mit dem Antrieb verbunden sind. Die Verbindung zwischen dem Spannfutter und der vorderen Lagerwelle erfolgt durch eine klassische Wellen-Naben- Verbindung, wobei eine Nabe des Spannfutters durch eine Pressverbindung mit dem Wellenende der vorderen Lagerwelle verbunden ist. Derartige in der Regel durch Schrumpf hergestellte Pressverbindungen beeinträchtigen jedoch je nach Fügedurchmesser die Festigkeit der Antriebswelle. Insbesondere bei sehr lang auskragenden Spannfuttern treten hohe Umlaufbiegemomente aufgrund der Spulengewichte auf, die über die Wellennabenverbindung von der Antriebswelle aufgenommen werden müssen. Daher sind die heute üblichen Spannfutter in ihrer Länge und in ihrer Festigkeit der Antriebswelle begrenzt. So ist es erforderlich, dass der Schrumpfsitz zwischen dem Spannfutter und der Lagerwelle möglichst nahe der Lagerung angeordnet ist, um den wirksamen Hebelarm für das Umlaufbiegemoment möglichst klein zu halten. Des Weiteren muss eine durch die Schrumpfverbindung verminderte Gestaltfestigkeit der Lagerwelle bei der Auslegung berücksichtigt werden.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung, eine Spulspindel der gattungsgemäßen Art bereitzustellen, bei welcher ein lang auskragendes Spannfutter betriebssicher antreibbar ist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, eine Spulspindel zu schaffen, bei welcher das Spannfutter einfach montierbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die vordere Lagerwelle und das Spannfutter durch eine Flanschverbindung miteinander verbunden sind. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen sind durch die Merkmale der Unteransprüche definiert.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die vordere Lagerwelle mit relativ großen Wellendurchmesser mit dem Spannfutter zu verbinden ist, so dass die Gestaltfestigkeit der Antriebswelle insgesamt wesentlich gesteigert wird. Hierbei lässt sich der gesamte Hohlraum des Spannfutters nutzen, um die Flanschverbindung mit der Lagerwelle auszugestalten. Des Weiteren sind keine aufwändigen Wellen-Naben-Passungen zu berücksichtigen. Die Verbindung zwischen der Antriebswelle und dem Spannfutter kann mit einfachen Mitteln montiert oder demontiert werden.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird ein gesamter Wellenquerschnitt zur Flanschverbindung genutzt. Hierbei ist die Flanschverbindung zwischen einem Wellenstumpf der vorderen Lagerwelle und einem Nabenflansch des Spannfutters ausgebildet. So lassen sich relativ große Außendurchmesser zur Übertragung der Antriebskräfte nutzen. Hierbei bildet der Durchmesser einen Hebelarm, mit welchem dem Umlaufbiegemoment entgegengewirkt wird.

Der Wellenstumpf weist eine quer zu Lagerwelle ausgerichtete Anschlagfläche auf, die mit einer Gegenfläche an dem Nabenflansch des Spannfutters eine Trennfuge bildet. Durch die flächige Anpassung können vorteilhaft Rundlauffehler an dem Spannfutter vermieden werden. Eine Ausrichtung der Antriebswelle und des Spannfutters zueinander ist auf einfache Art und Weise möglich, so dass die geforderten Rundlauftoleranzen wesentlich besser beherrschbar sind. Die Montierbarkeit wird insbesondere durch die Weiterbildung der Erfindung vereinfacht, bei welcher der Wellenstumpf der Lagerwelle und der Nabenflansch des Spannfutters durch mehrere die Trennfuge durchdringende Schrauben miteinander verbunden sind. Die Schrauben werden dabei vorteilhaft gleichmäßig über die Fläche der Trennfuge verteilt angeordnet. Die Trennfuge ist in diesem Fall ringförmig ausgebildet, dass insbesondere die Fertigung zur Einhaltung kleinster Toleranzen begünstigt.

Alternative besteht jedoch auch die Möglichkeit, den Wellenstumpf der Lagerwelle und den Nabenflansch des Spannfutters durch eine im Zentrum angeordnete Schraube zu verbinden. In diesem Fall weist die Trennfuge eine ringförmige Eindrehung auf, um einerseits den maximalen Außendurchmesser zur Aufnahme der Umlaufbiegemomente nutzen zu können und um andererseits eine sichere Schraubverbindung zu gewährleisten.

Für die Gestaltfestigkeit der vorderen Lagerwelle hat sich insbesondere die Weiterbildung der Erfindung bewährt, bei welcher der Wellenstumpf unmittelbar als eine Verdickung eines Wellenschaftes der vorderen Lagerwelle ausgebildet ist. Dabei lässt sich eine Durchmesserstufe durch entsprechend großzügigen Verrundungen angleichen.

Beim Betrieb derartiger Spulspindeln ist zu berücksichtigen, dass aufgrund der unterschiedlichen Spulendurchmesser vom Beginn bis zum Ende einer Aufwicklung ein sehr großer Drehzahlbereich durchfahren wird. Dabei müssen auch Eigenfrequenzen beachtet werden, die zu Resonanzen und damit zu einer Schwingungsbelastung führen. Insoweit ist für die Stabilität der Antriebswelle eine stabile Lagerung mit entsprechenden Dämpfungsmitteln wesentlich für den sicheren Antrieb des Spannfutters. Insoweit ist die Weiterbildung der Erfindung besonders vorteilhaft, bei welcher eine vordere Lagerung der vorderen Lagerwelle innerhalb einer Lagerbuchse angeordnet ist und wobei am Umfang der Lagerbuchse mehrere sich an dem Hohlträger abstützende Hülsendämpfungsringe gehalten sind. Damit wird insbesondere ein Verkippen von Wälzlagern vermieden. Die Lagerung ist über die Hülsendämpfungsringe elastisch gegenüber dem Hohlträger abgestützt, so dass die Lagerwelle gegenüber dem Hohlträger Relativbewegungen zum Zwecke der Dämpfung ausführen kann.

Des Weiteren ist vorgesehen, eine Lagerung der hinteren Lagerwelle innerhalb einer Lagerbuchse auszubilden, wobei die Lagerbuchse mittels mehrerer Hülsendämpfungsringe gegenüber dem Hohlträger elastisch abgestützt ist. Damit können sowohl von der Antriebsseite als auch von einer Abtriebsseite auftretende Schwingungsbelastungen an der Antriebswelle vorteilhaft gedämpft werden.

Um unabhängig von Fertigungstoleranzen eine vorbestimmte Dämpfungscharakteristik an den Lagerungen zu erhalten, sind die Hülsendämpfungsringe bevorzugt durch eine Innenhülse und eine die Innenhülse umschließende Außenhülse gebildet. Zwischen der Innenhülse und der Außenhülse ist ein Gummielement eingeschlossen. Das zwischen der Außenhülse und der Innenhülse angeordnete Gummielement bildet somit ein Feder-Dämpfungs-Element um die zwischen der Innenhülse und der Außenhülse auftretenden Relativbewegungen zu dämpfen. Um bei sehr lang auskragenden Spannfuttern keine Überbeanspruchung der einzelnen Wellenabschnitte der Antriebswelle aufgrund der Umlaufbiegemomente zu erhalten, ist die Weiterbildung der Erfindung besonders vorteilhaft, bei welcher die vordere Lagerwelle und die hintere Lagerwelle über mehrere biegeelastische Kupplungen innerhalb des Hohlträgers mit einer Zwischenwelle verbunden sind. Damit lassen sich innerhalb des Antriebsstrangs der Antriebswelle mehrere Knickpunkte realisieren, die eine Absenkung des Spannfutters ohne Biegung in der Antriebswelle ermöglichen.

Um eine axiale Verstellbarkeit sowie eine einfache Montage zu ermöglichen, ist des Weiteren vorgesehen, dass zumindest eine der Kupplungen durch mehrere Klemmelemente mit gegenüberliegenden Wellenenden der Wellen verbunden ist. Auch hierbei können entsprechend große Wellendurchmesser realisiert werden, die die Gestaltfestigkeit insbesondere der vorderen Lagerwelle weiter erhöhen.

Die erfindungsgemäße Spulspindel wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert.

Es stellen dar:

Fig. 1 schematisch eine Längsschnittansicht eines ersten

Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Spulspindel

Fig. 2 schematisch eine Längsschnittansicht eines weiteren

Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Spulspindel Fig. 3.1

und

Fig. 3.2 schematisch mehrere Ansichten einer der Kupplungen der

Antriebswelle des Ausführungsbeispiels auf Fig. 2

Fig. 4 schematisch eine Längsschnittansicht eines weiteren

Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Spulspindel In Fig. 1 ist schematisch eine Längsschnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der Spulspindel in einer Teilansicht dargestellt. Die Spulspindel 2 ist durch einen Hohlträger 1 1 an einem Spindelträger 1 gehalten. An dem Spindelträger 1 weist die Spulspindel 2 ein lang auskragendes Spannfutter 3 auf, das zu beiden Enden hohlzylindrisch ausgebildet ist. Das freie Ende des Spannfutters 3 ist in Fig. 1 nicht dargestellt, da hierin keine für die Erfindung relevanten Bauteile enthalten sind. Üblicherweise wird das freie Ende des Spannfutters 3 durch einen Deckel verschlossen. Das gegenüberliegende dem Spindelträger 1 zugewandte offene Ende des Spannfutters 3 dient zur Aufnahme einer Antriebswelle 7. Die Antriebswelle 7 ist aus einer vorderen Lagerwelle 7.1 und einer hinteren Lagerwelle 7.2 gebildet, die über eine Schrumpfbuchse 41 miteinander verbunden sind. Die vordere Lagerwelle 7.1 ist über eine Flanschverbindung 6 mit dem Spannfutter 3 drehfest gekoppelt. Die Flanschverbindung 6 ist in diesem Ausführungsbeispiel zwischen einem Nabenflansch 19 des Spannfutters 3 und einem Wellenstumpf 18 der vorderen Lagerwelle 7.1 ausgebildet. Hierbei bildet der Wellenstumpf 18, der als Verdickung eines Wellenschaftes 24 der vorderen Lagerwelle 7.1 ausgebildet ist, eine quer zur Wellenachse ausgerichtete Anschlagfläche 21. Der Anschlagfläche 21 liegt eine Gegenfläche 20 des Nabenflansches 19 gegenüber. Der Nabenflansch 19 und der Wellenstumpf 18 bilden somit eine quer zur Spannfutterachse ausgerichtete Trennfuge 22. Die Anschlagfläche 21 am Wellenstumpf 18 weist eine mittlere kreisförmige Eindrehung 42 auf und bildet mit der großflächig ausgeführten Gegenfläche 20 des Nabenflansches 19 eine ringförmige Trennfuge 22, die sich im Wesentlichen über den gesamten Innendurchmesser des Spannfutters 3 erstreckt. Die Verbindung zwischen dem Wellenstumpf 18 und dem Nabenflansch 19 wird dabei durch mehrere Schrauben 23 hergestellt. Die Schrauben 23 sind hierzu gleichmäßig auf der Kontaktfläche verteilt und durchdringen die ringförmige Trennfuge 22, um beide Teile 18 und 19 fest miteinander zu verbinden.

Der Wellenschaft 24 der vorderen Lagerwelle 7.1 ragt in das Innere des Hohlträgers 1 1 und ist über eine vordere Lagerung 8.1 in dem hohlzylindrischen auskragenden Teil des Hohlträgers 1 1 drehbar gelagert. Der Hohlträger 1 1 ragt hierzu mit einem freien hohlzylindrischen Ende ins Innere des Spannfutters 3. Das dem Spindelträger 1 zugewandte Ende des Spannfutters 3 umschließt den auskragenden Hohlträger 1 1 mit Abstand, so dass das Spannfutter 3 relativ zum feststehenden Hohlträger 1 1 rotieren kann. Innerhalb des hohlzylindrischen Hohlträgers 1 1 ist die vordere Lagerung 8.1 der vorderen Lagerwelle 7.1 angeordnet. Die vordere Lagerung 8.1 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch zwei Wälzlager 13.1 und 13.2 gebildet, die mit ihren Innenringen am Umfang der vorderen Lagerwelle 7.1 gehalten sind und die sich mit ihren Außenringen an einer Lagerbuchse 12.1 abstützen.

Um einerseits die statischen Lagerlasten aufnehmen zu können und andererseits beim Durchfahren von kritischen Spulgeschwindigkeiten das Anschlagen des Spannfutters 3 am Umfang des Hohlträgers 1 1 zu vermeiden, sind am Umfang der Lagerbuchse 12.1 mehrere Hülsendämpfungsringe vorgesehen. In diesem Ausführungsbeispiel sind zwei Hülsendämpfungsringe 14.1 und 14.2 vorgesehen, die jeweils in den Endebereichend er Lagerbuchse 12.1 angeordnet sind. Hierbei ist insbesondere einer der Hülsendämpfungsringe 14.2 in der Nähe der Flanschverbindung 6 positioniert. Die Lagerbuchse 12.1 ragt über das Wälzlager 13.1 hinaus, so dass der Hülsendämpfungsring 14.2 in axialer Richtung versetzt zum Wälzlager 13.2 angeordnet ist.

Der Aufbau der Hülsendämpfungsringe 14.1 und 14.2 ist identisch und wird am Ausführungsbeispiel des Hülsendämpfungsringes 14.2 näher erläutert. Der Hülsendämpfungsring 14.2 weist eine am Umfang der Lagerbuchse 12.1 gehaltene Innenhülse 32 auf. Der Innenhülse 32 ist eine mit Abstand die Innenhülse 32 umschließende Außenhülse 33 zugeordnet, die sich am Hohlträger 1 1 abstützt. Zwischen der Außenhülse 33 und der Innenhülse 32 ist ein als Gummifeder ausgebildetes Gummielement 34 angeordnet. Somit können die Innenhülse 32 und die Außenhülse 33 relativ zueinander bewegt werden. Die Innenhülse 32 und die Außenhülse 33 sind bevorzugt aus einem Metall gebildet, so dass das Gummielement 24 durch eine Vulkanisation zwischen der Innenhülse 32 und der Außenhülse 33 befestigt ist. Das als Gummifeder wirkende Gummielement 24 lässt sich vom Material und von der Feder-Dämpfer-Charakteristik auf den Einbauort und die Einbausituation abstimmen. Des Weiteren lassen sich die Außenhülse 33 und die Innenhülse 32 mit engen Fertigungstoleranzen präzise herstellen, so dass beim Einbau der Hülsendämpfungsringe 14.2 und 14.1 unzulässige Verformungen vorteilhaft vermieden werden. Im Gegenteil können geringe Toleranzabweichungen innerhalb des Einbauraumes zwischen der Lagerbuchse 12.1 und dem Hohlträger 1 1 durch die Beweglichkeit der Außenhülse 33 und der Innenhülse 32 im gewissen Rahmen ausgeglichen werden, ohne die Feder-Dämpfer-Charakteristik des Gummielementes 34 negativ zu beeinflussen.

In einem hohlzylindrischen Abschnitt des Hohlträgers 1 1 , der unmittelbar am Spindelträger 1 gehalten ist, ist eine hintere Lagerung 8.2 der hinteren Lagerwelle 7.2 ausgebildet. Die hintere Lagerung 8.2 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch zwei Wälzlager 16.1 und 16.2 gebildet, die zwischen der hinteren Lagerwelle 7.2 und einer Lagerbuchse 12.2 gehalten sind. Am Umfang der Lagerbuchse 12.2 sind zwei weitere Hülsendämpfungsringe 17.1 und 17.2 angeordnet. Die hintere Lagerwelle 7.2 ragt mit einem Antriebsende außerhalb des Hohlträgers 1 1, wobei das Antriebsende als Kupplungsende 10 ausgebildet ist. Insoweit könnte ein Spindelantrieb direkt über das Kupplungsende 10 mit der Antriebswelle 7 gekoppelt werden.

Zur Aufnahme und Fixierung von Spulhülsen weist das Spannfutter 3 am Umfang eine Klemmvorrichtung 4 und einen Spannmantel 5 auf. Die Klemmvorrichtung 4 und der Spannmantel 5 sind im Stand der Technik allgemein bekannt und daher hier nicht weiter erläutert. Die Klemmvorrichtung 4 und der Spannmantel 5 können beispielsweis gemäß dem Ausführungsbeispiel nach WO 201 1/086142 AI ausgeführt sein. Insoweit wird an dieser Stelle Bezug zu der zitierten Druckschrift genommen und hier keine weitere Erläuterung gegeben.

Im Betrieb sind am Umfang des Spannmantels 5 mehrere Spulhülsen hintereinander aufgeschoben und durch die Klemmvorrichtung 4 fixiert. Die Bedienung der Spulspindel 2 erfolgt somit von einer Vorderseite, so dass allgemein das freie Ende der Spulspindel ans vordere Ende und das am Spindelträger 1 befestigte Ende als hinteres Ende bezeichnet wird. An jeder Spulhülse am Umfang des Spannfutters 3 lässt sich ein Faden zu einer Spule wickeln. Zu diesem Zweck wird das Spannfutter 3 über die Antriebswelle 7 derart angetrieben, dass eine im Wesentlichen konstante Umfangsgeschwindigkeit zum Aufwickeln der Fäden vorherrscht. Ein durch einen Spindelantrieb erzeugtes Drehmoment wird über die hintere Lagerwelle 7.2 über die Schrumpfbuchse 41 in die vordere Lagerwelle 7.1 übertragen. Die vordere Lagerwelle 7.1 ist über die Flanschverbindung 6 mit dem Spannfutter 3 drehfest verbunden, so dass das Spannfutter 3 mit der durch die Antriebswelle 7 bestimmten Drehzahl angetrieben wird.

Mit zunehmenden Spulengewichten am Umfang des Spannfutters 3 senkt sich das Spannfutter 3 gegenüber dem Hohlträger 1 1 ab, wobei über die Flanschverbindung 6 ein Biegeumlaufmoment auf die Antriebswelle 7 übertragen wird. Zur Entkopplung ist zwischen der vorderen Lagerwelle 7.1 und der hinteren Lagerwelle 7.2 die Schrumpfbuchse 41 vorgesehen. Aufgrund der erhöhen Gestaltfestigkeit der vorderen Lagerwelle durch den Wellenstumpf 18 kann die vordere Lagerwelle 7.1 der Absenkung des Spannfutters 3 nur bedingt folgen. Um bei sehr lang auskragenden Spannfuttern die auftretenden Absenkungen zu überbrücken, wird daher die Antriebswelle bevorzugt aus mehreren Wellenabschnitten gebildet. In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Spulspindel schematisch in einer Längsschnittansicht dargestellt. Das Ausführungsbeispiel in Fig. 2 ist im Wesentlichen identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, so dass an dieser Stelle nur die Unterschiede erläutert werden und ansonsten Bezug zu der vorgenannten Beschreibung genommen wird.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Spulspindel besteht die Antriebswelle 7 aus der vorderen Lagewelle 7.1 und der hinteren Lagerwelle 7.2, die in diesem Ausführungsbeispiel durch eine Zwischenwelle 7.3 miteinander verbunden sind. Hierzu ist die vordere Lagerwelle 7.1 über eine vordere Kupplung 9.1 mit der Zwischenwelle 7.3 und die hintere Lagerwelle 7.2 über eine hintere Kupplung 9.2 mit der Zwischenwelle 7.3 verbunden. Die vordere Lagerwelle 7.1 ist über die bereits zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 erläuterte Flanschverbindung 6 mit dem Spannfutter 3 gekoppelt und über die vordere Lagerung 8.1 in dem Hohlträger 1 1 gelagert. Die hintere Lagerwelle 7.2 ist ebenfalls identisch zu dem vorgenannten Ausführungsbeispiel ausgeführt und weist ein freies Kupplungsende 10 auf. Die Zwischenwelle 7.3 ist innerhalb des Hohlträgers 1 1 in diesem Ausführungsbeispiel ohne Abstützung gehalten und nur an ihren Wellenenden über die Kupplungen 9.1 und 9.2 mit den benachbarten Lagerwellen 7.1 und 7.2 drehfest gekoppelt.

Zur Erläuterung der Kupplung 9.1 und 9.2 wird zusätzlich zu den Figuren 3.1 und 3.2 Bezug genommen, die mehrere Ansichten einer der Kupplungen in dem Fall Kupplung 9.1 zeigt. In der Fig. 3.1 ist eine Seitenansicht der Kupplung 9.1 und Fig. 3.2 eine Querschnittsansicht schematisch dargestellt. Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für beide Figuren. Die Kupplung 9.1 weist zu beiden Enden jeweils ein Klemmelement 26.1 und 26.2 auf. Die Klemmelemente 26.1 und 26.2 sind über eine Klemmverbindung mit einem Wellenende 30.1 der vorderen Lagerwelle 7.1 und einem Wellenende 30.2 der Zwischenwelle 7.3 verbunden. Die Klemmelemente 26.1 und 26.2 schließen ein Kopplungsmittel 28 ein, das mit den Klemmelementen 26.1 und 26.2 fest verbunden ist und in axialer Richtung sowie in einer Querrichtung elastisch ausgebildet ist. In einer Rotationsachse ist das Kopplungsmittel 28 jedoch drehsteif ausgeführt, so dass eine torsionssteife Drehmomentübertragung zwischen den Wellen 7.3 und 7.1 erfolgt. Als Kopplungsmittel 28 könnte beispielsweise Wellrohrelemente oder Klauenelemente verwendet werden.

Jedes der Klemmelemente 26.1 und 26.2 ist identisch ausgeführt. So ist in Fig. 3.1 und Fig. 3.2 das Klemmelement 26.1 dargestellt, das aus zwei halbschalförmigen Klemmteilen 27.1 und 27.2 gebildet. Die Klemmteile 27.1 und 27.2 schließen zwischen sich eine Passbohrung 25 ein. Die Passbohrung 25 ist dabei derart auf einen Außendurchmesser des Wellenendes 30.1 der vorderen Lagerwelle 7.1 abgestimmt, das in einem verschraubten Zustand der Klemmteile 27.1 und 27.2 eine Art verschraubter Presssitz entsteht. Damit können im gesamten Umfang der vorderen Lagerwelle 7.1 eine wesentlich gleichmäßige Flächenpressung erzeugt werden. Die Verschraubung der Klemmteile 27.1 und 27.2 erfolgt durch zwei gegenüberliegende Schraubmittel 29. Hierbei ist eines der Klemmteile 27.1 oder 27.2 fest mit dem Kopplungsmittel 28 verbunden. Das andere Klemmteil wird als ein Einzelteil zugefügt, wobei die Klemmteile 27.1 und 27.2 ein zuvor gefertigtes Fügepaar bilden.

Wie in Fig. 3.1 dargestellt ist, weist das gegenüberliegende Klemmelement 26.2 ebenfalls zwei halbschalenförmige Klemmteile 27.1 und 27.2 auf, die über ein Schraubmittel 29 miteinander verbunden sind.

Wie in der Fig. 2 dargestellt ist, sind die Kupplungen 9.1 und 9.2 zwischen den Lagerwellen 7.1 und 7.2 sowie der Zwischenwelle 7.3 in diesem Ausführungsbeispiel identisch ausgeführt. An dieser Stelle sei jedoch ausdrücklich erwähnt, dass die Kupplungen 9.1 und 9.2 je nach Erfordernis auch unterschiedliche Bauarten von Klemmverbindungen und Kopplungsmittel aufweisen könnten. Aufgrund der Klemmverbindung zwischen den Kupplungen 9.1 und 9.2 und den Wellen 7.1 bis 7.3 ist eine einfache Montage der Antriebswelle 7 der Spulspindel 7 möglich. Zudem können die einzelnen Wellenabschnitte der Antriebswelle zueinander axial justiert werden, was insbesondere die Anbindung des Spannfutter 3 übe die Flanschverbindung 6 erleichtert. Bei den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Spulspindel ist das Spannfutter durch eine Mehrzahl von Schrauben mit der Lagerwelle verbunden. Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Flanschverbindung zwischen dem Spannfutter und der Lagerwelle derart auszulegen, dass beide Teile nur durch eine Schraube miteinander verschraubt sind. Eine derartige Ausführung ist in Fig. 4 schematisch dargestellt. Das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 , so dass an dieser Stelle nur die Unterschiede erläutert werden und ansonsten Bezug zu der vorgenannten Beschreibung genommen wird.

Die vordere Lagerwelle 7.1 ist mit einem Ende durch eine Kupplung 9 mit der hinteren Lagerwelle 7.2 biegeelastisch verbunden. Die Kupplung 9 wird dabei bevorzugt über Klemmelemente an den Wellenenden der hinteren Lagerwelle 7.2 und der vorderen Lagerwelle 7.1 gehalten. Insoweit könnte die Kupplung 9 entsprechend dem in Fig. 3 dargestellten Beispiel ausgebildet sein.

Am gegenüberliegenden Ende weist die Lagerwelle 7.1 einen Wellenstumpf 18 auf, der über eine Flanschverbindung 6 mit einem Nabenflansch 19 eines Spannfutters 3 verbunden ist. Hierbei bildet der Wellenstumpf 18, der als Verdickung eines Wellenschaftes 24 der vorderen Lagerwelle 7.1 ausgebildet ist, eine quer zur Wellenachse ausgerichtete Anschlagfläche 21. Der Anschlagfläche 21 liegt eine Gegenfläche 20 des Nabenflansches 19 gegenüber. Die Anschlagfläche 21 am Wellenstumpf 18 weist hierbei eine ringförmige Eindrehung 42 auf, so dass sich zwischen der Gegenfläche 20 des Nabenflansches 19 eine großflächige Trennfuge 22 ausbildet, die durch die ringförmige Eindrehung 42 unterbrochen ist. Im mittleren Bereich wird die Trennfuge 22 durch eine Schraube 23 durchdrungen, die in den Wellenzapfen 18 eingeschraubt ist. Insoweit wird die Flanschverbindung 6 in diesem Ausführungsbeispiel durch eine Schraube gebildet, der Nabenflansch 19 des Spannfutters 3 wird durch die Schraube 23 mit dem Wellenstumpf 18 der Lagerwelle 7.1 gehalten. Die Kontaktflächen innerhalb der Trennfuge 22 sind so klein wie möglich ausgeführt und nur durch eine zulässige Flächenpressung begrenzt.

Der äußere umlaufende Bereich der Trennfuge 22 zwischen dem Wellenstumpf 18 und dem Nabenflansch 19 ermöglichen eine Abstützung über einen maximal möglichen Durchmesser der Flanschverbindung 6. Damit können sehr hohe Umlaufbiegemomente von der Flanschverbindung aufgenommen werden. Das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Spulspindel bietet somit eine noch bessere Montierbarkeit, wobei eine genaue Herstellbarkeit zur Vermeidung von Rundlauffehlern gewährleistet bleibt. Die erfindungsgemäße Spulspindel ist für alle gängigen Aufspulmaschinen geeignet, die in Schmelzspinnprozessen zum Aufwickeln frisch extrudierter Fäden eingesetzt werden. So können insbesondere sehr lang auskragende Spannfutter an den Aufspulmaschinen realisiert werden, so dass ein Mehrzahl von Fäden gleichzeitig zu Spulen am Umfang des Spannfutters wickelbar sind.

Claims

Patentansprüche

Spulspindel zum Aufwickeln von Fäden zu mehreren Spulen in einer Aufspulmaschine, mit zumindest einem langauskragenden Spannfutter (3) zur Aufnahme der Spulen, wobei das Spannfutter (3) durch eine mehrteilige in einem hohlzylindrischen Hohlträger (1 1) gelagerte Antriebswelle (7) antreibbar ist, welche durch eine hintere Lagerwelle (7.2) mit einem Antrieb kuppelbar ist und welche durch eine mit der hinteren Lagerwelle (7.2) verbundene vordere Lagerwelle (7.1) mit dem Spannfutter (3) drehfest verbunden ist, durch gekennzeichnet, dass die vordere Lagerwelle (7.1) und das Spannfutter (3) durch eine Flanschverbindung (6) miteinander verbunden sind.

Spulspindel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Flanschverbindung (6) zwischen einem Wellenstumpf (18) der vorderen Lagerwelle (7.1) und einem Nabenflansch (19) des Spannfutters (3) ausgebildet ist.

Spulspindel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenstumpf (18) eine quer zur Lagerwelle (7.1) ausgerichtete Anschlagfläche (20) aufweist, die mit einer Gegenfläche (21) an dem Nabenflansch (19) des Spannfutters (3) eine Trennfuge (22) bildet.

Spulspindel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennfuge (22) zwischen dem Wellenstumpf (18) und dem Nabenflansch (1) ringförmig ausgebildet ist und dass der Wellenstumpf (18) der Lagerwelle (7.1) und der Nabenflansch (19) des Spannfutters (3) durch mehrere die Trennfuge (22) durchdringende Schrauben (23) miteinander verbunden sind.

5. Spulspindel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennfuge (22) zwischen dem Wellenstumpf (18) und dem Nabenflansch (1) eine ringförmige Eindrehung (42) aufweist und dass der Wellenstumpf (18) der Lagerwelle (7.1) und der Nabenflansch (19) des Spannfutters (3) durch eine die Trennfuge (22) zentrisch durchdringende Schraube (23) miteinander verbunden sind.

6. Spulspindel nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenstumpf (18) durch eine Verdickung eines Wellenschaftes (24) der vorderen Lagerwelle (7.1) gebildet ist.

7. Spulspindel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lagerung (8.1) der vorderen Lagerwelle

(7.1) innerhalb einer Lagerbuchse (12.1) ausgebildet ist und dass an gegenüberliegenden Endbereichen der Lagerbuchse (12.1) mehrere

Hülsendämpfungsringe (14.1, 14.2) gehalten sind, die sich an dem Hohlträger (1 1) abstützen.

8. Spulspindel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lagerung (8.2) der hinteren Lagerwelle

(7.2) innerhalb einer Lagerbuchse (12.2) ausgebildet ist und dass an gegenüberliegenden Endbereichen der Lagerbuchse (12.2) mehrere Hülsendämpfungsringe (17.1, 17.2) gehalten sind, die sich an dem Hohlträger (1 1) abstützen.

Spulspindel nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Hülsendämpfungsringe (14.1, 14.2, 17.1, 17.2) aus einer Innenhülse (32) und einer die Innenhülse (32) mit Abstand umschließende Außenhülse (33) gebildet ist, wobei die Innenhülse (32) und die Außenhülse (33) durch ein Gummielement (34) elastisch miteinander verbunden sind.

Spulspindel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere Lagerwelle (7.1) und die hintere Lagerwelle (7.2) über mehrere biegeelastische Kupplungen (9.1, 9.2) innerhalb des Hohlträgers (1 1) mit einer Zwischenwelle (7.3) verbunden sind.

Spulspindel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Kupplung (9.1,

9.2, 9) vorgesehen ist, die durch mehrere Klemmelemente (26.1, 26.2) mit gegenüberliegenden Wellenenden (30.1 , 30.2) der Wellen (7.1, 7.2, 7.3) verbunden ist.