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Die Erfindung betrifft eine Aufspulmschine zum Aufwickeln mehrerer Fäden zu Spulen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine gattungsgemäße Aufspulmaschine ist beispielsweise aus der
DE 100 60 593 A1 bekannt.
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Zum Aufwickeln synthetischer Fäden in einem Schmelzspinnprozess werden derartige Aufspulmaschinen eingesetzt, bei welchem die Fäden gleichzeitig an einer angetriebenen Spulspindel parallel zu Spulen gewickelt werden. Damit der Schmelzspinnprozess ohne Unterbrechung die Herstellung der synthetischen Fäden ausführen kann, ist eine zweite Spulspindel vorgesehen. Die beiden Spulspindeln sind auskragend an einem Spulrevolver gehalten. Der Spulrevolver ist drehbar gelagert, so dass die Spulspindeln abwechselnd zwischen einem Wickelbereich zum Aufwickeln der Fäden zu Spulen und in einem Wechselbereich zum Abnehmen der Vollspulen geführt werden. Bei der bekannten Aufspulmaschine ist der Spulrevolver hierzu mittels eines Wälzlagers in einem Rotorgehäuse gelagert.
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Damit derartige Aufspulmaschinen eine möglichst große Anzahl von Fäden gleichzeitig zu Spulen wickeln zu können, besteht der Wunsch, möglichst lang auskragende Spulspindeln an dem Spulrevolver zu halten. Damit erhöht sich jedoch zunehmend die Belastung an dem Spulrevolver, die von dem Wälzlager aufzunehmen ist. Zudem wirken an den Spulspindeln während des Wickelns der Spulen massive Schwingungskräfte, die sich ebenfalls auf die Lagerung des Spulrevolvers auswirken. Hierbei ist desweiteren zu berücksichtigen, dass während des Wickelns der Spulen an der Spulspindel die Ausweichbewegung zum Anwachsen der Spulen durch eine langsame Drehbewegung des Spulrevolvers ausgeführt wird.
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Daher muss das Wälzlager möglichst reibungsarm und mit einer ausreichenden Steifigkeit ausgebildet sein. So werden üblicherweise sogenannte Vierpunktlager eingesetzt, bei welchem die Wälzkörper an vier Punkten in den Wälzbahnen geführt sind. Eine derartige Vierpunktlagerung erfordert jedoch eine sehr hohe Passgenauigkeit bei der Montage. Dabei ist es sogar üblich, dass aufgrund fehlender Fertigungsgenauigkeiten die Paarungen zwischen Spulrevolver und einem Rotorgehäuse bestimmten Lagern zugeordnet werden.
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Es ist nun Aufgabe der Erfindung, die gattungsgemäße Aufspulmaschine zum Aufwickeln mehrerer Fäden zu Spulen derart weiterzubilden, dass auch sehr lang auskragende Spulspindeln sicher führbar sind.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, trotz der hohen Anforderungen an der Belastung und der Steifigkeit der Wälzlager einen möglichst montagefreundlichen Aufbau zu realisieren.
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Dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Innenring des Wälzlagers an einem Lagerflansch des Spulrevolvers verschraubt ist und dass ein Außenring des Wälzlagers an einem Trägerflansch des Rotorgehäuses verschraubt ist.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der Unteransprüche definiert.
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Die Erfindung besitzt den besonderen Vorteil, dass ein aufwändiges Anpassen und Verkleben der Wälzlagerringe entfallen kann. Insoweit ist ein Lagerspiel nicht von den Durchmessertoleranzen des Spulrevolvers und des Rotorgehäuses bestimmt. Die Flanschverbindung der Wälzlagerringe ist zudem in einfacher Art und Weise montierbar.
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Hierbei hat sich insbesondere die Weiterbildung der Erfindung als montagefreundlich erwiesen, bei welcher der Lageflansch des Spulrevolvers und der Trägerflansch des Rotorgehäuses gegenüberliegend an dem Wälzlager ausgebildet sind. Damit ist eine wechselseitige Verschraubung der Wälzlagerringe möglich.
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Zur Zentrierung des Wälzlagers ist desweiteren vorgesehen, dass dem Lagerflansch des Spulrevolvers ein Lagermantelabschnitt zugeordnet ist, an welchem der Innenring des Wälzlagers angepasst ist. Eine Zentrierung über den Lagerflansch des Spulrevolvers ist somit entbehrlich.
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Um eine möglichst hohe Lagersteifigkeit und eine relativ hohe Tragfähigkeit zu erhalten, ist die Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, bei welcher der Innenring und der Außenring jeweils zwei umlaufende Wälzbahnen zur Aufnahme doppelreihig angeordneter Wälzkörper aufweisen.
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Alternativ hat sich jedoch auch die Weiterbildung als bevorzugt ausführbar herausgestellt, bei welcher der Innenring und der Außenring jeweils zwei gegeneinander rechtwinkelige Wälzbahnen zur Aufnahme kreuzförmig angeordneter Wälzkörper aufweisen. Eine derartige Kreuzrollenlagerung hat sich überraschenderweise als gut geeignet herausgestellt, obwohl das Wälzlagerkonzept von einer Punktberührung zu einer Linienberührung umgestellt werden musste. Da eine Linienberührung der Wälzkörper zwangsläufig höhere Reibwiderstände verursacht, waren zunächst Vorbehalte auszuräumen. So ist insbesondere während des Wickelns der Spulen eine ruckfreie langsame Drehbewegung des Spulrevolvers auszuführen. Die höheren Reibwiderstände des Kreuzrollenlagers haben sich jedoch nicht negativ auf zu hohe Drehmomente ausgewirkt.
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Als Wälzkörper werden hierbei bevörzugt Zylinderrollen verwendet.
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Die Montierbarkeit lässt sich desweiteren noch dadurch verbessern, indem der Innenring und/oder der Außenring des Wälzlagers mehrteilig ausgebildet sind.
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Damit die an dem Spulrevolver gehaltenen Spulspindeln zur Aufnahme möglichst großer Spulenpakete geeignet sind, ist desweiteren eine Mindestgröße des Innenrings des Wälzlagers im Bereich von 400 mm bis 430 mm vorgesehen. So können die Spulspindeln mit genügend Abstand um 180° versetzt an den Spulrevolver gehalten werden.
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Die erfindungsgemäße Aufspulmaschine wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
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Es stellend dar:
- 1 schematisch eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Aufspulmaschine
- 2 schematisch ein Ausschnitt einer Querschnittsansicht einer Lagerstelle zwischen Spulrevolver und Rotorgehäuse
- 3 schematisch ein Ausschnitt eines Querschnitts einer alternativen Lagerstelle zwischen Spulrevolver und Rotorgehäuse
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In der 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Aufspulmaschine schematisch in einer Seitenansicht dargestellt. Das Ausführungsbeispiel der Aufspulmaschine weist ein mehrteiliges Maschinengestell 1 auf, das im wesentlichen aus einem Maschinenrahmen 1.1, einer Gestellplatte 1.2, einem Walzenträger 1.3 und ein Rotorgehäuse 1.4 gebildet ist. Das Rotorgehäuse 1.4 dient zur Aufnahme eines Spulrevolvers 4. Der Spulrevolver 4 ist in einer Lagerstelle 8 drehbar in dem Rotorgehäuse 1.4 gelagert.
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Auf einer Betriebsseite trägt der Spulrevolver 4 zwei lang auskragende Spulspindeln 3.1 und 3.2. Die Spulspindeln 3.1 und 3.2 sind um 180° versetzt zueinander an dem Spulrevolver 4 angeordnet und jeweils mit einem auf der gegenüberliegenden Seite des Spulrevolvers 4 angeordneten Spindelantrieb 5.1 und 5.2 gekoppelt. Der Spulrevolver 4 ist mit einem Revolverantrieb 7 verbunden. Der Revolverantrieb 7 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch einen am Rotorgehäuse 1.4 gehaltenen Motor 7.1 und einem Kettenantrieb 7.2 gebildet. So weist der Spulrevolver 4 am Umfang einen hier nicht näher dargestellten Zahnkranz auf, in welcher eine durch den Motor 7.1 angetriebene Kette geführt ist.
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Oberhalb der Spulspindeln 3.1 und 3.2 sind in dem Maschinenrahmen 1.1 des Maschinengestells 1 mehrere Wickelstellen 2 nebeneinander ausgebildet. Die Wickelstellen 2 sind über die auskragende Länge der Spulspindel 3.1 und 3.2 gleichmäßig verteilt angeordnet und weisen jeweils einen Kopffadenführer 10 und einen unterhalb der Kopffadenführer 10 angeordnete Changiereinheit 6 auf. In diesem Ausführungsbeispiel sind acht Wickelstellen 2 nebeneinander angeordnet. Die Anzahl der Wickelstellen 2 ist beispielhaft und kann auch 10, 12 oder 16 Stellen enthalten. Hierzu weisen die Spulspindeln 3.1 und 3.2 eine frei auskragende Länge von mindestens 1.600 mm auf. So sind die Spulspindeln 3.1 und 3.2 bekannt, die zur Aufnahme von 16 Wickelstellen eine Länge von 1.800 mm aufweisen.
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Die Changiereinheiten 6 der Wickelstellen 2 sind gemeinsam an einer Gestellplatte 1.2 des Maschinengestells 1 angeordnet. Die Gestellplatte 1.2 stützt sich an einem Walzenträger 1.3 ab, der eine zwischen den Changiereinheiten 6 und den Spulspindeln 3.1 und 3.2 angeordnete Andrückwalze 9 trägt. Der Walzenträger 1.3 der Andrückwalze 9 ist über ein Schwenklager 14 mit dem Maschinerahmen 1.1 gekoppelt. Die Anrückwalze 9 erstreckt sich im wesentlichen parallel zu den Spulspindeln 3.1 und 3.2 über einen gesamten Wickelbereich der Wickelstellen 2.
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An den Spulspindeln 3.1 und 3.2 sind zu jeder Wickelstelle 2 jeweils eine Spulhülse 13 gehalten. So lässt sich ein über die Kopffadenführer 10 zugeführter Faden 11 zu einer Spule 12 am Umfang einer der Spulspindeln 3.1 und 3.2 wickeln.
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In der 1 ist die erfindungsgemäße Aufspulmaschine in einem Betriebszustand dargestellt, in welchem die Fäden 11 parallel an der Spulspindel 3.1 zu Spulen 12 gewickelt werden. Um das Anwachsen der Spulen 12 während des Aufwickelns der Fäden 11 zu ermöglichen, wird der Spulrevolver 4 durch den Revolverantrieb 7 stufenweise oder alternativ kontinuierlich im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn bewegt.
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Bei Erreich eines vorbestimmten Spulendurchmessers der Spulen 12 werden die Spulspindeln 3.1 und 3.2 durch eine Drehung des Spulrevolvers 4 gegeneinander vertauscht. So wird die Spulspindel 3.2 in einen Wickelbereich und die Spulspindel 3.1 in einen Wechselbereich geführt. Bei Drehung des Spulrevolvers 4 zum Austausch der Spulspindeln 3.1 und 3.2 erfolgt eine selbsttätige Fadenübergabe, so dass mit Hilfe von Hilfseinrichtungen die Fäden 11 am Umfang der Spulhülsen 13 der Spulspindel 3.2 angewickelt werden können.
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Um die Spulspindeln 3.1 und 3.2 sicher zu führen ist der Spulrevolver 4 in der Lagerstelle 8 über ein Wälzlager in dem Rotorgehäuse 1.4 gelagert. Zur Erläuterung der Lagerung wird nachfolgend zu der 2 Bezug genommen.
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In der 2 ist ein Ausschnitt eines Querschnitts der Lagerstelle 8 in dem Maschinengestell 1 schematisch dargestellt. Die Lagerstelle 8 enthält hierzu ein Wälzlager 16. Das Wälzlager 16 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch einen Innenring 17 und einen zweiteiligen Außenring 18.1 und 18.2 gebildet. Der Innenring 17 des Wälzlagers 16 ist mit einem Lagerflansch 20 des Spulrevolvers 4 verschraubt. Hierzu weist der Innenring 17 eine Mehrzahl von Halterbohrungen 24 auf. An dem Lagerflansch 20 sind korrespondierend zu den Haltebohrungen 24 eine Mehrzahl von Befestigungsgewinden 26 eingeschnitten, in welchem eine Schraube 25 eingeschraubt ist. So lässt sich der Innenring 17 des Wälzlagers 16 über eine Mehrzahl von Schrauben 25 mit dem Lagerflansch 20 des Spulrevolvers verschrauben.
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Zur Zentrierung des Wälzlagers 16 ist der Innenring 17 an einen Lagermantelabschnitt 23 des Spulrevolvers 4 angepasst. So wird der Innenring 17 des Wälzlagers 16 mit einer Passung vorzugsweise mit einer Übergangspassung an den Lagermantelabschnitt 23 des Spulrevolvers 4 geführt.
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Der aus zwei Teilen gebildete Außenring 18.1 und 18.2 ist mit einem Trägerflansch 21 am Rotorgehäuse 1.4 verschraubt. Der Trägerflansch 21 am Rotorgehäuse 1.4 und der Lagerflansch 20 des Spulrevolvers 4 sind umlaufend ausgebildet und liegen sich gegenüber, um da Wälzlager 16 aufzunehmen.
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Die Verschraubung der Außenringteile 18.1 und 18.2 ist durch eine Mehrzahl von Haltebohrungen 24, die die Außenringteile 18.1 und 18.2 durchdringen und eine Mehrzahl von Befestigungsgewinden 26 in dem Trägerflansch 21 des Rotorgehäuses 1.4 möglich. Hierbei erfolgt jedoch die Zentrierung des Außenringes 18.1 und 18.2 über die Schrauben 25.
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Zwischen dem Innenring 17 und dem Außenring 18.1 und 18.2 sind jeweils zwei parallel nebeneinander umlaufende Wälzbahnen 22.1 und 22.2 ausgebildet. Die Wälzbahnen 22.1 und 22.2 dienen zur Aufnahme einer Mehrzahl von Wälzkörpern 19, die in einer doppelreihigen Anordnung gehalten sind. Die Wälzkörper 19 sind als Kugeln ausgebildet. Die doppelreihigen Wälzkörperanordnung wird dabei bevorzugt in einem vorgespannten Zustand eingesetzt, um den Spulrevolver 4 in dem Rotorgehäuse 1.4 zu lagern. Somit können einerseits die während des Wickelns der Spulen auftretenden Belastungen und die erforderliche Steifigkeit in der Lagerstelle 8 gewährleistet werden. Zudem ist eine Passgenauigkeit und Einstellung des Lagerspiels ohne größeren Aufwand an Fertigungstoleranzen realisierbar. Durch die Verschraubung der Wälzlagerringe 17 sowie 18.1 und 18.2 ist zudem eine einfache Montierbarkeit gewährleistet.
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In der 3 ist eine alternative Ausführung der Lagerstelle 8 des Ausführungsbeispiels aus 1 schematisch in einem Ausschnitt einer Querschnittsansicht dargestellt. Das Ausführungsbeispiel der Lagerstelle in 3 ist im wesentlichen identisch mit dem Ausführungsbeispiel der Lagerstelle in 2, so dass an dieser Stelle nur die Unterschiede erläutert werden und ansonsten Bezug zu der vorgenannten Beschreibung zu 2 genommen wird.
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Das in 3 dargestellte Ausführungsbeispiel der Lagerstelle weist ein Wälzlager 16 auf, das auf einer Linienberührung der Wälzkörper 19 beruht. Im Gegensatz zu der Punktberührung zwischen einer Wälzbahn und einer Wälzkörper lässt sich die Tragfähigkeit durch eine Linienberührung der Wälzkörper erhöhen. Hierbei tritt jedoch der Nachteil auf, dass das Wälzlager einen höheren Reibwert aufweist. Insoweit war zunächst unklar, ob die mit den höheren Reibwerten verursachten Drehmomente eine Drehbewegung des Spulrevolvers insbesondere beim Wickeln der Fäden behindert. Überraschenderweise hat sich jedoch herausgestellt, dass die Drehmomente bei sehr lang auskragenden Spulspindeln sich sogar günstiger darstellten.
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Das in 3 dargestellte Wälzlager 16 ist als sogenanntes Kreuzrollenlager ausgeführt. Der Innenring 17 und der geteilte Aussenring 18.1 und 18.2 weisen jeweils zwei gegeneinander rechtwinkelige Wälzbahnen 22.1 und 22.2 auf, um eine Mehrzahl von kreuzförmig angeordneten Wälzkörpern 19 aufzunehmen. Die Wälzkörper 19 sind als Zylinderrollen ausgeführt und kreuzweise nebeneinander gehalten.
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Wie bereits zuvor zu dem Ausführungsbeispiel nach 2 erläutert, sind hierbei der Innenring 17 mit dem Lagerflansch 20 des Spulrevolvers 4 und der Außenring 18.1 und 18.2 mit dem Trägerflansch 21 des Rotorgehäuses 1.4 verschraubt. Die Ausbildungen der Flanschverbindungen zwischen dem Wälzlager 16 und dem Rotorgehäuse 1.4 sowie dem Spulrevolver 4 sind hierbei identisch zu dem vorgenannten Ausführungsbeispiel. Durch die Flanschverbindungen der Wälzlagerringe 17, 18.1 und 18.2 wirkt sich die ansonsten passungsempfindliche Spieleinstellung zwischen dem Wälzkörper 19 und der Wälzbahn 22.1 und 22.2 auf einfache Art und Weise möglich. Die erfindungsgemäße Aufspulmaschine ist somit besonders geeignet, um sehr lang auskragende Spulspindeln 3.1 und 3.2 an dem Spulrevolver 4 zu führen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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