DE10019624A1

DE10019624A1 - Energiesparende Umwindespindel für Textilmaschinen

Info

Publication number: DE10019624A1
Application number: DE2000119624
Authority: DE
Original assignee: Spindelfabrik Neudorf GmbH
Current assignee: Spindelfabrik Neudorf GmbH
Priority date: 2000-03-01
Filing date: 2000-03-01
Publication date: 2001-09-06
Also published as: EP1134310A1; DE20103433U1

Description

Die Erfindung betrifft eine energiesparende Umwindespindel für Textilmaschinen mit einem angetriebenen Spindelaufsatz zur Aufnahme der Spulen für das Umwindematerial, der auf einem Spindelschaft kraftschlüssig aufgesetzt ist, mit einem kraftschlüssig mit dem Spindelaufsatz verbundenen Innentopf, der am oberen Ende einen Topfdeckel mit mittig angeordneter Fadenöse aufweist, wobei um den Innentopf ein auf der Lagerhülse gelagerter und freibeweglicher, den Innentopf umgreifender Außentopf angeordnet ist. Derartige energiesparende Umwindespindeln werden in der Textilindustrie zur Leistungssteigerung und zur Minderung des spezifischen Energieverbrauchs benötigt.

Es sind bereits Umwindespindeln bekannt, bei denen zur Begrenzung des Fadenballons um die Spule ein mit der Spindeldrehzahl gleichläufig umlaufender Topf angeordnet ist, um die benötigte Antriebsenergie zu vermindern.

Mit der DE PS 11 04 653 wird ein ebenfalls in der Textilindustrie einsetzbarer Spinntopf beschrieben, mit dessen Hilfe der Energieaufwand für den Antrieb mit hohen Drehzahlen betriebener Zentrifugen herabgemindert werden soll. Dazu wird um den mit der Zentrifugendrehzahl rotierenden Innentopf ein Außentopf angeordnet, der an der Maschinenachse freibeweglich gelagert ist. Im laufenden Betrieb wird dieser Außentopf infolge der Luftreibung zwischen Innentopf und Außentopf ebenfalls in Rotation versetzt, allerdings bei deutlich kleineren Drehzahlen als der Innentopf. Dieser Konstruktionsweise liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die erforderliche Antriebsenergie für die Antriebsachse mit dem Innentopf bei Verzicht auf einen Außentopf etwa mit der dritten Potenz der Drehzahl und der vierten Potenz des Topfdurchmessers, dagegen nur etwa mit der ersten Potenz der Topfhöhe, anwächst. Nahezu die gesamte Antriebsleistung wird dabei in Bewegungsenergie der den Innentopf umgebenden Luft umgesetzt.

Deshalb wurde bereits vorgeschlagen, den Innentopf mit einem Außentopf zu umgeben, der durch die Schleppwirkung der mit dem Innentopf rotierenden Luft ebenfalls in Rotation versetzt wird, die jedoch deutlich geringer als die des Innentopfes ist. Infolge des kleinen Abstandes zwischen der Außenwand des Innentopfes und der Innenwand des Außentopfs ist der sich ergebende Luftreibungswiderstand verhältnismäßig klein und nur noch etwa proportional der zweiten Potenz der Relativgeschwindigkeit.

Übertragen auf den Antrieb von Umwindespindeln ist infolgedessen nur noch eine entsprechend kleinere Leistung erforderlich, was grundsätzlich den Austausch der Spindeln auf Textilmaschinen mit begrenzter Antriebsleistung ermöglicht. Bei heute angestrebten Spindeldrehzahlen von über 20.000 l/Min gewinnen Lösungen für den Einsatz von energiesparenden Hochleistungsspindeln an Bedeutung. Wegen der angestrebten geringen Abmessungen des Luftspaltes zwischen Innen- und Außentopf ist eine entscheidende Voraussetzung für den Einsatz von Außentöpfen beim Betrieb von hochdrehenden Umwindespindeln das Vermeiden störender die Laufruhe beeinträchtigender Schwingungen des Außentopfes. Für Spindeldrehzahlen von über 10.000 l/Min sind dazu technische Lösungen bisher noch nicht bekannt gemacht worden.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, die Umwindespindel mit einem Außentopf auszustatten, dessen Lagerung zur Minimierung der Schwingungsempfindlichkeit des Außentopfs geeignet ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die vorteilhaften Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lösungen werden mit den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 7 erreicht.

Danach wird eine energiesparende Umwindespindel für Textilmaschinen mit einem angetriebenen Spindelaufsatz zur Aufnahme der Spulen für das Umwindematerial ausgestattet. Der Spindelaufsatz ist kraftschlüssig auf einen Spindelschaft aufgesetzt, an dem ebenfalls kraftschlüssig ein Innentopf angeordnet ist, der im allgemeinen am oberen Ende einen Topfdeckel mit mittig angeordneter Fadenöse aufweist.

Um den Innentopf ist ein Außentopf angeordnet, der auf der Lagerhülse für den Spindelschaft drehbar gelagert und frei beweglich angeordnet ist. Die Lagerhülse selbst besteht aus einer Doppelrohrkonstruktion, deren beiden Rohrteile fest miteinander verbunden sind. Zwischen den beiden Rohrteilen der Doppelrohrkonstruktion ist ein hülsenförmiger Hohlraum vorgesehen. Am oberen Ende des inneren Rohrteils ist das obere Spindellager und am oberen Ende des äußeren Rohrteils das Außentopflager angeordnet. Das Außentopflager selbst kann dabei in üblicher Weise ausgebildet sein, beispielsweise als Nadellager, als doppeltes Kugellager oder als doppelt angeordnetes Zylinderrollenlager.

Die angestrebte Schwingungsisolierung des Lagersitzes für den Außentopf wird im wesentlichen durch die sich ergebende Elastizität zwischen dem inneren und dem äußeren Rohrteil der Doppelrohrkonstruktion erreicht. Es kann sich als zweckmäßig erweisen, die Schwingungen zu dämpfen. Als Dämpfungsmittel haben sich verschiedene technische Lösungen als geeignet erwiesen. So kann als Dämpfungsmittel in dem hülsenförmigen Hohlraum zwischen dem inneren und dem äußeren Rohrteil ein hochviskoses Material, beispielsweise ein Schmierfett oder eine Paraffinlösung, angeordnet werden. Es ist auch möglich, im hülsenförmigen Hohlraum der als Lagerhülse dienenden Doppelrohrkonstruktion eine in Dämpfungsöl gelagerte Dämpfungsspirale anzuordnen.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung wird dadurch erreicht, daß die hülsenförmigen Teile der als Lagerhülse dienenden Doppelrohrkonstruktion aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen.

Die Vorteile der Erfindung bestehen zusammengefaßt darin, daß mit der entwickelten Doppelrohrkonstruktion als Lagerhülse die von dem rotierenden Spindelschaft ausgehenden Schwingungserregungen nicht oder nur in stark abgemilderter Form auf den Lagersitz für den Außentopf übertragen werden. Damit wird eine entscheidende Voraussetzung für geringe Luftspaltabmessungen zwischen dem Außendurchmesser des Innentopfs und dem Innendurchmesser des Außentopfs erfüllt. Mit Hilfe dieser Maßnahmen lassen sich bei unverändertem oder geringerem Energieaufwand für den Spindelantrieb höhere Spindeldrehzahlen und damit höhere Maschinenleistungen realisieren. Grundsätzlich ist damit auch eine Lösung für die Umrüstung bestehender Maschinensysteme auf mit Außentöpfen ausgestatteten Umwindespindeln gegeben.

Die Erfindung soll nachstehend mit einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

In der beigefügten Zeichnung zeigen:

Fig. 1 die Schnittdarstellung einer kompletten Umwindespindel mit Innen- und Außentopf;

Fig. 2 die Schnittdarstellung einer am Spindelschaft der Umwindespindel angeordneten Doppelrohrkonstruktion mit leerem oder gefüllten hülsenförmigen Zwischenraum zwischen dem inneren und dem äußeren Rohrteil und

Fig. 3 die Schnittdarstellung einer am Spindelschaft der Umwindespindel angeordneten Doppelrohrkonstruktion mit Dämpfungsöl und mit einer Dämpfungsspirale gefüllten hülsenförmigen Hohlraum zwischen dem inneren und dem äußeren Rohrteil.

Ausführungsbeispiel

Gemäß der Fig. 1 bis 3 ist eine erfindungsgemäße Umwindespindel mit dem Spindelschaft 3 in eine Lagerhülse 7 eingesteckt, wobei diese Lagerhülse 7 im unteren Teil in Gummi-Metall-Elementen gehalten wird, die ihrerseits mit der Spindelbank der Textilmaschine verschraubt sind.

Auf dem Spindelschaft 3 ist ein Spindelaufsatz 1 für die Aufnahme der Spule 2 angeordnet. Der Innentopf 4 weist einen Topfdeckel 5 mit einer mittig angeordneten Fadenöse 6 auf.

Die Lagerhülse 7 besteht aus einem äußeren Rohrteil 9 und einem inneren Rohrteil 10. Beide Rohrteile 9, 10 sind an ihrem unteren Ende fest miteinander verbunden.

Im oberen Teil sind beide Rohrteile 9, 10 voneinander getrennt. Dort ist bei Verwendung von flüssigen Dämpfungsmitteln auch eine Dichtung 18 angeordnet.

Auf dem äußeren Rohrteil 9 ist im oberen Bereich 15 ein Lager 16 für den Außentopf 8 und unten ein unteres Lager für den Spindelschaft 3 angeordnet. Das Lager 16 für den Außentopf 8 ist ein zweireihiges Rillenkugellager. Das innere Rohrteil 10 umgreift an seinem oberen Ende 13 ein oberes Lager 14 für den Spindelschaft 3.

Durch die Anordnung von innerem und äußerem Rohrteil 9, 10 und durch die Ausbildung eines hülsenförmigen Hohlraums 11 zwischen diesen beiden Rohrteilen 9, 10 wird die erwünschte Federung erreicht, die eine relative Trennung der unterschiedlich schwingenden Systeme der mit unterschiedlichen Drehzahlen rotierenden Spindelschaft- und Außentopfsysteme bewirkt.

Die im laufenden Betrieb unvermeidliche Schwingung des Spindelschaftes 3 soll sich möglichst wenig auf das Außentopflager 16 auswirken, obwohl das innere Spindelsystem mit dem Außentopfsystem über die Lagerhülse 7 verbunden sein muß.

Damit soll erreicht werden, daß die Spindelbewegungen infolge Bandzug und/oder infolge von Kriecherscheinungen der um die Lagerhülse 7 angeordneten Gummi-Metall-Elemente keine wesentlichen Veränderungen des Spaltes zwischen Innentopf 4 und Außentopf 8 zur Folge haben.

Durch die Trennung der Lagerhülse 7 in einen inneren und eine äußeren Rohrteil 9, 10 mit dazwischenliegendem hülsenförmigen Hohlraum 11 wird die angestrebte geringere Beeinflussung zwischen dem oberen Lager 14 für den Spindelschaft 3 und dem Außentopflager 16 erreicht. Damit ist die Beanspruchung und der Reibwiderstand des Außentopflagers 16 in wünschenswerter Weise minimiert, wodurch der Außentopf 8 problemlos die für die angestrebte Energieeinsparung notwendige Drehzahl erreicht.

Gemäß Fig. 2 wird der hülsenförmige Hohlraum 11 der Doppelrohrkonstruktion zwischen dem inneren und dem äußeren Rohrteil 9, 10 für eine ölhydraulische Dämpfung der Schwingungen genutzt. Dazu ist als Dämpfungsmittel 12 eine allgemein bekannte Dämpfungsspirale im oberen Teil des hülsenförmigen Hohlraums 11 angeordnet. Der hülsenförmige Hohlraum 11 ist außerdem mit Dämpfungsöl gefüllt und nach oben durch eine Dichtung abgeschlossen. Bei auftretenden Schwingungen zwischen dem inneren und dem äußeren Rohrteil 9, 10 wird Dämpfungsöl aus den Spalten der Dämpfungsspirale 17 verdrängt, womit diese Schwingungen auf das gewünschte Maß gedämpft werden.

Bezugszeichenliste

1

Spindelaufsatz

2

Spule

3

Spindelschaft

4

Innentopf

5

Topfdeckel

6

Fadenöse

7

Lagerhülse

8

Außentopf

9

äußeres Rohrteil

10

inneres Rohrteil

11

hülsenförmiger Hohlraum

12

Dämpfungsmittel

13

oberes Ende des inneren Rohrteils

14

oberes Lager für den Spindelschaft

15

oberes Ende des äußeren Rohrteils

16

Lager für den Außentopf

17

Dämpfungsspirale

18

Dichtung

Claims

1. Energiesparende Umwindespindel für Textilmaschinen mit einem angetriebenen Spindelaufsatz (1) zur Aufnahme der Spulen (2) für das Umwindematerial, der auf einem Spindelschaft (3) kraftschlüssig aufgesetzt ist, mit einem kraftschlüssig mit dem Spindelaufsatz (1) verbundenen Innentopf (4), der am oberen Ende einen Topfdeckel (5) mit mittig angeordneter Fadenöse (6) aufweist, wobei um den Innentopf (4) ein auf der Lagerhülse (7) gelagerter und freibeweglicher, den Innentopf (4) umgreifender Außentopf (8) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lagerhülse (7) aus einer Doppelrohrkonstruktion besteht,
daß die beiden Rohrteile (9, 10) der Doppelrohrkonstruktion unten fest miteinander verbunden sind,
daß zwischen den beiden Rohrteilen (9, 10) der Doppelrohrkonstruktion ein hülsenförmiger Hohlraum (11) besteht,
daß am oberen Ende (13) des inneren Rohrteils (10) das obere Spindellager (14) angeordnet ist und
daß am oberen Ende (15) des äußeren Rohrteils (9) das Außentopflager (16) angeordnet ist.

2. Energiesparende Umwindespindel für Textilmaschinen nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im hülsenförmigen Hohlraum (11) der als Lagerhülse (7) dienenden Doppelrohrkonstruktion ein als Dämpfungsmittel (12) dienendes hochviskoses Material angeordnet ist.

3. Energiesparende Umwindespindel für Textilmaschinen nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im hülsenförmigen Hohlraum (11) der als Lagerhülse (7) dienenden Doppelrohrkonstruktion eine in Dämpfungsöl gelagerte Dämpfungsspirale angeordnet ist.

4. Energiesparende Umwindespindel für Textilmaschinen nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im hülsenförmigen Hohlraum (11) der als Lagerhülse (7) dienenden Doppelrohrkonstruktion als Dämpfungsmittel (12) Luft angeordnet ist.

5. Energiesparende Umwindespindel für Textilmaschinen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die hülsenförmigen Teile (9, 10) der als Lagerhülse (7) dienenden Doppelrohrkonstruktion aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen.