具有提高的固有频率的筒管锭子.pdf

本发明描述一种用于夹紧多个筒管(10)的筒管锭子。该筒管锭子由一内筒(3)和一围绕内筒(3)的外筒构成。内筒(3)与一驱动轴(5)相连接。在内筒(3)与外筒(1)之间设有一夹紧装置(2)，其具有多个可通过外筒(1)的孔(9)伸出的夹紧元件(4)用以夹紧筒管(10)。按照本发明，在内筒(3)的圆周上设置的外筒(1)通过多个在内筒(3)与外筒(1)之间彼此间隔开的支承装置(12)支撑。对此，支承装置(12)产生一在内筒(3)与外筒(1)之间径向作用的夹紧力。

1.  一种筒管锭子，用于在络纱机中夹紧用于纱线的多个筒管(10)，包括：一可旋转的内筒(3)，它通过一个轮毂(6)与一同心于内筒(3)设置的驱动轴(5)抗扭地相连接；一用于支承驱动轴(5)的支座(7)；一间隔开围绕内筒(3)的外筒(1)，其中内筒(3)和外筒(1)抗扭地相互连接；以及一在内筒(3)与外筒(1)之间设置的夹紧装置(2)，它具有多个可通过外筒(1)的孔(9)伸出的夹紧元件(4)用以夹紧筒管(10)；其特征在于，在内筒(3)与外筒(1)之间设有多个彼此间隔开的支承装置(12)，所述支承装置(12)产生一在内筒(3)与外筒(1)之间径向作用的夹紧力。

2.  按照权利要求1所述的筒管锭子，其特征在于，支承装置(12)构成为使外筒(1)和内筒(3)沿圆周至少部分弹性地相互支撑。

3.  按照权利要求1或2所述的筒管锭子，其特征在于，各支承装置(12)分别由一可变形的支承体(23)和至少一个夹紧元件(24)构成，其中通过支承体(23)和夹紧元件(24)的协同操作可产生夹紧力。

4.  按照权利要求3所述的筒管锭子，其特征在于，支承体(23)构成为环形的，从而夹紧力基本上均匀地作用在外筒(1)与内筒(3)之间的圆周上。

5.  按照权利要求3所述的筒管锭子，其特征在于，支承体(27)构成为扇形的，从而夹紧力非均匀地作用在外筒(1)与内筒(3)之间的圆周上。

6.  按照权利要求3至5之一项所述的筒管锭子，其特征在于，支承体(23、27)支持在内筒(1)上并且夹紧元件(24)由一个或多个均匀分布设置的夹紧螺钉构成，这些螺钉从外面通过外筒(1)使用到支承体(23)上。

7.  按照权利要求3至6之一项所述的筒管锭子，其特征在于，支承体(23)在圆周上设有至少一个弹性环(25)，借其相对于外筒(1)支撑支承体(23)。

8.  按照权利要求1至7之一项所述的筒管锭子，其特征在于，筒管锭子的长度L与其直径D之比在L/D≥10的范围内。

9.  按照权利要求8所述的筒管锭子，其特征在于，内筒(3)和外筒(1)沿至少1m的长度延伸并且至少通过三个彼此间隔开设置的环形的支承装置(12)支撑。

10.  按照权利要求1至9之一项所述的筒管锭子，其特征在于，外筒(1)和内筒(3)在自由端由一盖(14)相连接，盖(14)以一支承面贴紧在外筒(1)的端面上，并且盖(14)与内筒(3)的端面间隔开距离地通过螺钉(15)与内筒(3)螺钉连接。

11.  按照权利要求1至10之一项所述的筒管锭子，其特征在于，夹紧装置(2)具有多个轴向串联设置的夹具(13)，借其可径向移动夹紧元件(4)，并且在两相邻的夹具(13)之间设有一支承装置(12)。

12.  按照权利要求11所述的筒管锭子，其特征在于，设置邻近支承装置(12)的夹具(13)，用以夹紧筒管(10)。

13.  按照上述权利要求之一项所述的筒管锭子，其特征在于，外筒(1)由多个圆筒(20)构成并且抗弯地和/或可拆式实施各圆筒(20)的接头(21)。

14.  按照上述权利要求之一项所述的筒管锭子，其特征在于，外筒(1)在各端部由分别具有一个或多个外部的环形槽(28)，从而在外筒(1)的中间部分的壁厚大于在环形槽(28)的部分的壁厚。

具有提高的固有频率的筒管锭子
技术领域
本发明涉及一种按照权利要求1前序部分所述的筒管锭子，用于在络纱机中夹紧纱线的多个筒管。
背景技术
一种这样的筒管锭子由DE 196 07 916 A1是已知的。
这样的筒管锭子在络纱机中用于将特别是新纺成的合成纱线卷绕成卷筒。为此多个筒管连续地安装在悬伸地设置在络纱机中的筒管锭子上。为了夹紧筒管，筒管锭子具有一夹紧装置，其具有多个可径向向外移动的夹紧元件。为了容纳夹紧装置在一外筒与一内筒之间构成环形空间。为了传递旋转运动该内筒与一驱动轴相连接。该外筒与内筒基本上形锁合连接，其中筒管锭子的承载能力由内筒确定。因此已知的筒管锭子具有较小的弯曲临界的固有频率。为了实现大于4000m/min的高的纱线运行速度，筒管锭子根据在线纱卷绕过程中卷筒的直径必须通过约2000转/分至22000转/分的转速范围。在这种情况下筒管锭子的固有频率在特别的程度上代表临界转速，其导致共振。因此要求将筒管锭子设计成使其达到尽可能高的固有频率。但在这方面必须保持待夹紧的筒管的内径作为筒管锭子设计的最大极限值。
这样，例如由EP 0 704 400已知一种筒管锭子，其中外筒构成为支承元件并与一驱动装置相连接。但这样的筒管锭子一般的缺点是，由于位于内部的夹紧装置必须在外筒的端部引进向驱动装置的连接。因此附带地将高扭矩引进外筒内，它除了要求的高的抗弯刚度外还要求附加的抗扭刚度。
发明内容
因此本发明的目的在于，进一步构成一种开头所述型式的筒管锭子，而在很大的程度上提高筒管锭子的固有频率。
该目的通过具有权利要求1的特征的筒管锭子来达到。
本发明的有利的进一步构成说明于从属权利要求2至14中。
本发明的优点在于，在外筒、夹紧装置和内筒的相同的设置的同时加大对于承载能力和固有频率决定性的筒管锭子直径。为此使外筒和内筒相互撑牢，而使外筒和内筒以相同的程度承受预期的外载荷。为此在内筒与外筒之间设置多个轴向彼此间隔开设置的支承装置。其中各支承装置产生在内筒与外筒之间径向作用的夹紧力。从而在内筒与外筒之间形成力锁合连接。借此除内筒外也可利用外面的外筒来在筒管锭子的全部操作过程中承受载荷。
为了一方面防止内筒与外筒之间的力锁合连接被离心力中断而另一方面得到在外筒与内筒之间沿全部圆周均匀作用的夹紧力，按照本发明的一个有利的进一步构成，将支承装置构成为使外筒和内筒沿圆周至少部分弹性地相互支撑。
按照权利要求3所述的本发明特别优选的进一步构成的优点在于，只在筒管锭子组装以后产生用于内筒与外筒之间的力锁合连接的夹紧力。为此各支承装置分别由一可变形的支承体和至少一个夹紧元件构成。这样，可以例如在内筒的圆周上设置不变形的支承体。然后将外筒套盖在沿内筒的不变形的支承体上。随后插入或启动一夹紧元件，以便支承体在内筒与外筒之间的环形空间内变形，而在内筒与外筒之间建立径向作用的夹紧力。但夹紧力也可以这样产生，即支承体首先借助于夹紧元件保持无夹紧力，并且在放松夹紧元件以后支承体产生一夹紧力。在这种情况下夹紧元件可以例如由一致动件或由一机械装置构成。
为了由内筒支持外筒，支承体既可以构成为环形的又可以构成为扇形的。在环形构成地支承体中在外筒与内筒之间的圆周上产生基本上均匀作用的夹紧力。外筒即使在高的夹紧力下也保持其预定的优选圆的形状。
但也有可能经由扇形的支承体在内筒与外筒之间产生夹紧力。这特别在厚壁的外筒的情况下具有优点，其中因作用的夹紧力不产生任何可测量的变形。
通过本发明在权利要求6中的进一步构成提供一特别简单而可靠作用的实施方案。其中支承体支持在内筒上。为了支承体在内筒与外筒间的环形空间内的变形设有多个夹紧螺钉，其均匀分布地设置在外筒的圆周上并且通过外筒作用到支承体上。因此相对于外筒支撑环形支承体并使之变形，从而外筒与内筒力锁合连接。
支承体优选在圆周上设有至少一个弹性环，从而使外筒沿全部的圆周保持均匀的支撑。此外借此可以在外筒与内筒之间产生阻尼。
筒管锭子的长度L与其直径D之比L/D≥10以上。借此可以特别是夹紧多个直径较小的筒管，如在纺织技术中通用的。
为了将8、10、12或更多个筒管安装在一个悬伸的筒管锭子上并同时以超过4000m/min的速度卷绕8、10、12或更多根纱线，将筒管锭子优选构成具有按照权利要求9所述的特征。在这种情况下内筒和外筒延伸至少1m的长度，其中为了内筒和外筒的形锁合连接设有至少三个彼此间隔开设置的支承装置。
为了提高抗弯刚度还建议，外筒和内筒在自由端由一盖相连接。其中该盖以一支承面贴靠外筒的端面并经由螺钉与内筒的端面相连接。因此产生外筒对内筒的附加的夹紧。通过盖产生的轴向夹紧力确保外筒在全长上构成一与内筒力锁合的装置。
按照权利要求11和12的本发明有利的进一步构成特别好地适用于在很长的悬伸的筒管锭子上可靠地夹紧较宽的筒管并以高速驱动之。为此分别在夹紧装置的两个相邻的夹具之间设置一包括一个或多个支承装置的支承点。对于每一卷筒点因此构成一在内筒与外筒之间的夹紧点。为了可以在全部筒管宽度上均匀地实施筒管的夹紧和脱开，将邻近于支承装置的各夹具优选用于夹紧一个筒管。在这种情况下两夹具的同步操作具有优点。
为了便于组装夹紧装置，按照筒管锭子的另一有利的构成建议，外筒由多个圆筒构成，其中各圆筒优选抗弯地相互连接。借此一方面在操作中尽管多个单独的圆筒但相对于一连续的外筒并不显著降低抗弯刚度。其中有利地可拆式实施各圆柱的连接，以便可以按简单的方式实施夹紧装置的维修。
对于只在端部由圆筒构成外筒的情况下，抗弯的连接是不必要的。
在很长的悬伸的筒管锭子中已显示出，特别是通过中间部分的加强可以改进抗弯刚度。因此按照本发明的一有利的进一步构成，外筒在其各端部分别具有一个或多个外部的环形槽。借此外筒的壁厚在中间的部分大于在各端部的。此外，减小筒管锭子的待加速的质量。
作为外筒和内筒的适用的结构材料基本上包括钢、铝、或也包括纤维增强的复合材料。为了得到一尽可能的承载能力的和尽可能的抗弯的筒管锭子，钢制外筒和铝或纤维增强的复合材料的内筒的组合证明是特别有利的。
以下参照诸附图更详细地描述本发明的筒管锭子的几个实施例及其优点。附图中：
图1本发明的筒管锭子的第一实施例的简化纵剖面图；
图2图1的实施例的简化横剖面图；
图3本发明的筒管锭子的另一实施例的简化横剖面图；
图4本发明的筒管锭子的另一实施例的简化纵剖面图；
图5本发明的筒管锭子的另一实施例的简化纵剖面图。
图1中简化示出本发明的筒管锭子的第一实施例的纵剖面图。该筒管锭子具有一驱动轴5，其通过轴承8可旋转地支承于支座7内。驱动轴5在一图中未示出的末端与一电驱动装置相连接。驱动轴5在相对于支座7伸出的一端与一轮毂6抗扭地相连接，该轮毂6与空心圆柱形内筒3相连接。轮毂6优选设置在内筒3的中间区域内，其中支座7用于支承驱动轴5的悬伸的分段伸入内筒3的开口端内。
在内筒3的圆周上间隔开设置一空心圆柱形外筒1，其基本上沿内筒3的全长延伸。在内筒3与外筒1之间构成的环形空间26内设有夹紧装置2。夹紧装置2包括多个夹具13，其具有多个沿径向方向可调的夹紧元件4。对此各夹紧元件通过外筒1的孔9径向向外凸出，以便夹紧安装在外筒圆周上的筒管10。其中各夹具13可以构成例如象由DE 196 07 916 A1已知的那样。这样，夹紧元件4经由一在内筒1上可轴向移动的活塞16的楔面18在夹具13中支承在筒管锭子的自由端部上。活塞16经由一个或多个弹簧17支承在一与内筒3固定连接的挡块上。在图1中所示的位置活塞16通过弹簧17保持在一夹紧位置。夹紧元件4凸出外筒1以外。为了脱开一筒管10，通过施加压力介质优选压缩空气将活塞16推向相反于弹簧17的一侧，从而活塞16反抗弹簧17被推向挡块22的方向，因此楔面18移动，从而夹紧元件4可以径向向内移动。为了密封，活塞16在施压的一侧具有密封19，其分别在活塞16与内筒3之间以及活塞16与外筒1之间形成密封。
沿筒管锭子的纵向方向相邻的夹具13构成为同样的，其中各活塞16的施压端面相互间隔开对置。借此一筒管10由两个相邻的夹具夹紧。为了脱开，相邻的夹具13的两活塞16由一压力室同时操纵。为简明起见，图中未示出控制装置和压力导管。
在各相邻的夹具之间在外筒与内筒3之间的环形空间内设有各一个支承装置12。
为了说明支承装置12，图2中简化示出图1中所示的筒管锭子在支承点的区域内的横剖面图。在这方面只要没有强调指出关于其中一个图，以下关于支承装置12的说明适用于图1和2。
其中支承装置12由一环形的支承体23和多个在外筒1的圆周上分布设置的夹紧元件24构成。支承体23构成可变形的。在图1中所示的支承体23的实施例中，支承体23由一成型的环构成。
支承体23安装在内筒3上。为了产生一在内筒3与外筒1之间作用的夹紧力，将由夹紧螺钉构成的各夹紧元件24从外面通过外筒1拧入并与支承体23相连接。因此支承体23由外筒1夹紧并从而使之变形。通过支承体23的变形产生一在内筒3与外筒1之间作用的夹紧力。为了达到沿外筒圆周的尽可能均匀作用的夹紧力，支承体23在面向外筒1的一侧具有两个平行延伸的弹性环25。弹性环25除支承功能外还同时承担密封功能，以便相对于外筒1中的用于夹紧元件24的容纳孔来密封环形空间26。
如图1所示，外筒1在多个支承点通过支承装置12由内筒3支撑。在该筒管锭子的实施例中每一卷筒点，亦即一筒管10的每一夹紧点具有各一个支承点用以由内筒3支撑外筒1。因此图1中所示的实施例特别适用于在采用较宽的筒管10时超过1米长度的长的悬伸的筒管锭子。
在筒管锭子的自由端，一盖14通过多个螺钉15与内筒3相连接。盖14的尺寸确定成使得同样由盖14封闭内筒3与外筒1之间的环形空间26。
内筒3在另一端具有一环形的凸缘11，其上贴紧外筒1。
图1中所示的支承装置12是一个可能的实施例，用以在外筒1安装在内筒3上以后产生在外筒1与内筒3之间的夹紧力。图3中简化示出本发明的筒管锭子的另一实施例的横剖面图。该横剖面图表示一具有多个支承点的筒管锭子。在支承点内支承装置12由多个沿内筒3的圆周均匀分布设置的扇形支承体27构成。各支承体27构成为可变形的型材。为每一支承体27配置一夹紧螺钉形式的夹紧元件24。为此夹紧元件24拧入外筒1中并与支承体27相连接。此时支承体27被相对外筒1夹紧并变形。扇形支承体27的变形产生一在内筒3与外筒1之间径向作用的夹紧力。因此产生一非均匀作用在外筒1的圆周上的夹紧力。通过在一支承点内设置的多个支承体27可以得到在内筒3与外筒之间的可靠的支撑。在这种情况下扇形支承体27和夹紧元件24的构型同样是示例性的。
图4中简化示出本发明的筒管锭子的另一实施例。该实施例与上述的按图1的实施例基本上是相同的。在这方面适用关于附图1进行的说明，并且在这点上只指出其区别。
在图4中所示的本发明的筒管锭子的实施例中环形支承体23构成为T形的。在一支承点内环形支承体23，经由弹性环25相对于外筒1支承，通过多个夹紧元件24与外筒1相连接。在这种情况下达到一种关于环形支承体23的圆形圆周的变形。环形支承体23在夹紧状态下形成一多角横截面，它在环形空间26内导致一在内筒3与外筒1之间作用的夹紧力。借此在内筒3与外筒1之间产生一基本上沿圆周均匀作用的夹紧力。
为了一方面加速尽可能小的质量而另一方面得到特别是在筒管锭子的中间部分内的高的抗弯刚度，外筒在各端部分别具有一个环形槽28。在外筒1的圆周上连续地制出环形槽28。借此外筒1在筒管锭子的中间部分的壁厚构成为大于在外筒1的端部的。
图5中示出本发明的筒管锭子的另一实施例的纵剖面图。该实施例也构成基本上相同于上述的按图1的实施例。在这方面适用关于对图1进行的说明并且在这点上只指出其区别。
在图5中所示的实施例中外筒1由一列连续插入的圆筒20构成。其中各相邻的圆筒20在连接头21上相互连接成使在各圆筒之间基本不可能发生相对运动。因此这样由多个圆筒20制成的筒柱与连续的外筒相比具有基本上等值的抗弯刚度。优选可拆式构成各圆筒20之间的接头21。接头21也可以以一图中未示出的方式和方法通过附加元件制成。这样，一覆盖两圆筒20间的接缝的紧圈已可确保足够的抗弯刚度。但也有可能保持各圆筒的接头是挠性的并且各圆筒通过轴向力相结合。此外各圆筒的长度可以构成不同的，从而例如在中间的部分设置一个或多个较长的圆筒而在端部设置一个或多个短的圆筒。内筒3和各圆筒20的筒柱相互支撑。对此在内筒3上面向支座7的一端设有环形的凸缘11。优选连续地构成凸缘11并具有一高过圆筒20的外径之外径，从而各圆筒20的筒柱的端面贴紧凸缘11的背离支座7的内侧面。
在内筒3和各圆筒20的筒柱的另一端设有一盖14。盖14具有高过圆筒20的外径之外径。盖14在面向圆筒20的一侧具有环形的支承面，其直接贴紧圆筒柱的端面。在内筒1的端面与盖14之间形成一间隙，多个螺钉15穿过该间隙，并将盖14与内筒3的端面相连接。借此将内筒3和各圆筒20的筒柱这样相互支撑，使通过螺钉15在内筒3中产生的夹紧力导致一经由盖14的支承面传到各圆柱20的筒柱上的相应的反力。由螺钉15产生的夹紧力导致内筒3的拉应力。相反，在各圆筒20的筒柱上通过盖14的支承面将一压力导入筒柱的端面。在这种情况下各圆筒20的筒柱在其另一端支承在内筒3的凸缘11上。因此在内筒与各圆筒20的筒柱之间形成一封闭的力流，从而各圆筒20的筒柱和内筒3决定筒管锭子的承载能力和抗弯刚度。
此外内筒3与圆筒20之间的径向夹紧是有效的。为此支承装置12由一环形的支承体23和多个作用到支承体23的夹紧元件24构成。支承体23构成为不可压缩的弹体环29。在环形空间26内一弹簧形式的夹紧元件24作用到弹体环29的两端面上。其中夹紧元件24可以同时承担在夹具13内可移动构成的活塞的支承。在环形空间26中设置的包括夹具13和支承装置12的筒柱经由在内筒3的端面拧紧的盖14被夹紧在凸缘11与盖14之间。因此构成为弹簧的夹紧元件24在各个弹体环29上产生一压力，从而通过弹体环29的变形在内筒3与相应的圆筒20之间产生一径向作用的夹紧力。因此各圆筒20的筒柱通过在支承点的径向夹紧力和通过盖14的轴向夹紧与内筒3相连接。
在按图1、4和5所示的筒管锭子的实施例中，为了内筒与外筒之间的径向支撑设有多个支承点。已指出，在筒管锭子长度为1米时必须设有至少三个彼此间隔开构成的其具有例如环形支承装置的支承点，以便得到足够的外筒的承载能力。为了提高抗弯刚度也有可能采用成型的外筒。在这方面外筒具有一内部的纵向延伸的轮廓形状，使其可以在外筒中减小壁厚并从而减小质量，而基本上不降低刚度。
本发明的筒管锭子的特征特别在于，可以以简单的方式组装内筒和外筒。在组装过程中支承体不变形并支持在内筒的圆周上。只在完全组装以后通过支承体的变形才实现外筒由内筒支撑。
           附图标记清单
1     外筒              2    夹紧装置
3     内筒              4    夹紧元件
5     驱动轴            6    轮毂
7     支座              8    轴承
9     孔                10   筒管
11    凸缘              12   支承装置
13    夹具              14   盖
15    螺钉              16   活塞
17    弹簧              18   楔面
19    密封              20   圆筒
21    接头              22   挡块
23    环形的支承体      24   夹紧元件
25    环                26   环形空间
27    扇形的支承体      28   环形槽
29    弹体环