CH686046A5

CH686046A5 - Spindle for ring spinning or ring twisting machine

Info

Publication number: CH686046A5
Application number: CH236392A
Authority: CH
Inventors: Herbert Dr Stalder; Urs Simmler
Original assignee: Rieter Ag Maschf
Priority date: 1992-07-27
Filing date: 1992-07-27
Publication date: 1995-12-15
Also published as: DE4323068A1

Description

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Beschreibung description

Die Erfindung betrifft eine Spindel für eine Ringspinn- oder Ringzwirnmaschine, die während des Spinnprozesses eine Hülse trägt, mit einer Hülsenkupplung im Spindelschaft der Spindel, wobei die Hülsenkupplung aus einem im Spindelschaft radial verschiebbaren und elastisch deformierbaren Körper besteht. The invention relates to a spindle for a ring spinning or ring twisting machine which carries a sleeve during the spinning process, with a sleeve coupling in the spindle shaft of the spindle, the sleeve coupling consisting of a body which is radially displaceable and elastically deformable in the spindle shaft.

Bei Spindeln nach dem Stand der Technik sind die Hülsenkupplungen federbelastet, was bedeutet, dass der Körper als Spiralfeder ausgeführt ist, die radial nach aussen über eine Kappe gegen die Innenseite der Hülse drückt. Am Umfang einer Spindel sind jeweils mehrere Hülsenkupplungen angeordnet. Die Hülsenkupplungen haben die Aufgabe, die Hülsen auf dem Spindelschaft zu zentrieren, fixieren und so festzuhalten, dass bei Beschleuni-gungs- und Verzögerungsvorgängen kein Schlupf zwischen Spindeln und Hülsen am Umfang auftritt. Beim Doffvorgang an einer Spinnmaschine, also beim Abziehen bzw. Aufstecken von Hülsen von bzw. auf Spindeln, ist eine Reibungskraft aufgrund der Anpressung der Hülsenkupplungen gegen die Hülsen zu überwinden. Wenn die Anpresskraft zu gross ist, ergibt sich mit zunehmender Zahl von Doffvorgängen eine Zunahme der aufzubringenden Hülsenaufpresskräfte, da durch die Reibung zwischen Hülsenkupplung und Innenseite der Hülse Verschleiss auftritt, der die Hülseninnenseite aufrauht. Durch die Aufrauhung steigt der Reibungskoeffizient zwischen Hülse und Hülsenkupplung und damit die Hülsenaufpresskraft. In the case of spindles according to the prior art, the sleeve couplings are spring-loaded, which means that the body is designed as a spiral spring which presses radially outwards via a cap against the inside of the sleeve. Several sleeve couplings are arranged on the circumference of a spindle. The purpose of the sleeve couplings is to center, fix and hold the sleeves on the spindle shaft in such a way that there is no slip between the spindles and sleeves on the circumference during acceleration and deceleration processes. During the doffing process on a spinning machine, i.e. when removing or attaching sleeves from or onto spindles, a frictional force due to the pressing of the sleeve couplings against the sleeves has to be overcome. If the contact pressure is too great, the sleeve press-on forces to be applied increase with an increasing number of doffing processes, since wear occurs due to the friction between the sleeve coupling and the inside of the sleeve, which roughenes the inside of the sleeve. The roughening increases the coefficient of friction between the sleeve and sleeve coupling and thus the sleeve pressing force.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hülsenkupplung zu entwickeln, bei der im Stillstand einer Spindel während des Doffvorganges eine nur geringe Anpresskraft der Hülsenkupplung gegen die Innenseite der Hülse wirkt, wobei aber bei zunehmender Drehzahl der Spindel die Anpresskraft zunimmt, damit keine Schlupf zwischen Spindel und Hülse auftritt. It is an object of the present invention to develop a sleeve coupling in which, when a spindle is at a standstill during the doffing process, only a slight contact force of the sleeve coupling acts against the inside of the sleeve, but the contact force increases with increasing speed of the spindle, so that there is no slippage between the spindle and sleeve occurs.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zusätzlich zu dem elastisch deformierbaren Körper eine Zusatzmasse im Spindelschaft sitzt, die ebenfalls radial verschiebbar ist, und die sich unter Wirkung der Fliehkraft bei rotierender Spindel innen gegen die Hülse anlegt. Diese Zusatzmasse kann sich entweder direkt auf der Innenseite der Hülse anlegen oder sie wirkt indirekt über eine Auflage an dem Körper in radialer Richtung nach aussen. Bevorzugt wird der Körper als Spiralfeder ausgebildet, die in einer radialen Bohrung im Spindelschaft sitzt, und die Zusatzmasse sitzt ebenfalls als zylindrischer Körper in einer der Form des Zylinders angepassten radialen Zusatzbohrung im Spindelschaft. In einer einfachen Ausführungsform befindet sich die Zusatzmasse im Inneren der Spiralfeder, und beide Teile sitzen in derselben Bohrung. Die Feder und die Zusatzmasse können sich parallel oder seriell unter der Wirkung der Fliehkraft auf der Innenseite einer Kappe abstützen, die im Spindelschaft sitzt und sich ihrerseits innen an die Hülse anlegt. In der anderen Ausführungsform stützt sich die Zusatzmasse in radialer Richtung im Spindelschaft auf der Feder ab, und diese legt sich ihrerseits innen an die Hülse, wobei zwischen der Feder und der Hülse eine Kappe angeordnet sein kann. Die Gesamtmasse des Körpers und der Zusatzmasse beträgt bei einem Spindelschaftdurchmesser von ca. 20 mm zwischen 0.3 und 1.0 g, und die bei stillstehender Spindel gegen die Hülse 12 ausgeübte Federkraft beträgt zwischen 4 und 12 N. Vorzugsweise sind pro Spindel am Umfang des Spindelschaftes 3 Hülsenkupplungen in regelmässigen Abständen am Umfang angeordnet, wobei sie jeweils in einer radialen Bohrung im Spindelschaft sitzen. Eine vertikale Staffelung der Hülsenkupplungen entlang der Achse des Spindelschaftes kann zweckmässig sein, wenn der Durchmesser des Spindelschaftes relativ klein ist und die radialen Abmessungen des Körpers bzw. der Zusatzmasse ein bestimmtes Mass übersteigen. This object is achieved according to the invention in that, in addition to the elastically deformable body, an additional mass sits in the spindle shaft, which is also radially displaceable, and which, under the effect of centrifugal force, rests against the sleeve while the spindle is rotating. This additional mass can either apply directly to the inside of the sleeve or it acts indirectly via a support on the body in the radial direction to the outside. The body is preferably designed as a spiral spring which is seated in a radial bore in the spindle shaft, and the additional mass is also seated as a cylindrical body in a radial additional bore in the spindle shaft which is adapted to the shape of the cylinder. In a simple embodiment, the additional mass is inside the coil spring, and both parts sit in the same hole. The spring and the additional mass can be supported in parallel or in series under the action of the centrifugal force on the inside of a cap which sits in the spindle shaft and in turn rests against the sleeve on the inside. In the other embodiment, the additional mass is supported in the radial direction in the spindle shaft on the spring, and this in turn lies on the inside of the sleeve, wherein a cap can be arranged between the spring and the sleeve. The total mass of the body and the additional mass for a spindle shaft diameter of approx. 20 mm is between 0.3 and 1.0 g, and the spring force exerted against the sleeve 12 when the spindle is stationary is between 4 and 12 N. Preferably, 3 sleeve couplings are per spindle on the circumference of the spindle shaft arranged at regular intervals on the circumference, each sitting in a radial bore in the spindle shaft. A vertical staggering of the sleeve couplings along the axis of the spindle shaft can be expedient if the diameter of the spindle shaft is relatively small and the radial dimensions of the body or the additional mass exceed a certain dimension.

Mit der neuen Hülsenkupplung sinkt die Anpresskraft im Stillstand der Spindel der Kupplung gegen die Hülse auf etwa 30-70% des heute üblichen Wertes. Entsprechend sind auch beim Doffvorgang geringere Hülsenaufpresskräfte auszuüben. Andererseits wird durch die Zunahme der Anpresskraft mit zunehmender Drehzahl der Spindel eine schlupffreie Hülsenmitnahme während des Beschleunigungsvorganges und während des Spinnprozesses gewährleistet. With the new sleeve coupling, the contact pressure drops to around 30-70% of the usual value when the coupling spindle is at a standstill against the sleeve. Accordingly, lower sleeve press-on forces must also be exerted during the doffing process. On the other hand, the increase in contact pressure with increasing spindle speed ensures that the sleeves are not slipped during the acceleration process and during the spinning process.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren im einzelnen beschrieben. Es zeigen: The invention is described in detail below with reference to the figures. Show it:

Fig. 1 : Eine Spindel fur eine Ringspinnmaschine. Fig. 1: A spindle for a ring spinning machine.

Fig. 2: Einen Teilschnitt durch eine Spindel mit einer Hülsenkupplung nach dem Stand der Technik. Fig. 2: A partial section through a spindle with a sleeve coupling according to the prior art.

Fig. 3: Einen Teilschnitt durch eine Spindel mit einer Hülsenkupplung gemäss der Erfindung. Fig. 3: A partial section through a spindle with a sleeve coupling according to the invention.

Fig. 4: Den Verlauf der Hülsenaufpresskraft über der Drehzahl der Spindel. Fig. 4: The course of the sleeve pressing force over the speed of the spindle.

Fig. 5: Ein anderes Ausführungsbeispiel der Hülsenkupplung. Fig. 5: Another embodiment of the sleeve coupling.

Die Spindel 10 trägt oben einen Spindelschaft 14, in den eine Achse 22 eingepresst ist. Auf der Achse sitzt konzentrisch der Wirtel 18 mit einer Lauffläche 20 für einen Antriebsriemen. Die Hülse 12 wird über den Spindelschaft 14 bis zum Anschlag 16 aufgeschoben, wobei sich die Hülsenkupplung 24 innen an die Hülse 12 anlegt. Bevorzugt sind drei am Umfang des Spindelschafts 14 gleichmässig verteilte Hülsenkupplungen 24 vorhanden. The spindle 10 carries at the top a spindle shaft 14 into which an axis 22 is pressed. The whorl 18 sits concentrically on the axis with a running surface 20 for a drive belt. The sleeve 12 is pushed over the spindle shaft 14 as far as the stop 16, the sleeve coupling 24 abutting the sleeve 12 on the inside. There are preferably three sleeve couplings 24 distributed uniformly around the circumference of the spindle shaft 14.

Gemäss Fig. 2 besteht eine Hülsenkupplung 24 nach dem Stand der Technik aus einer Feder 28, die zusammen mit einer Kappe 26 in einer Bohrung 32 im Spindelschaft 14 sitzt. Die Feder 28 stützt sich auf dem Grund der Bohrung 32 im Bereich eines Hinterstichs 30 ab; der Hinterstich 30 wird von zwei Klauen 25 der Kappe 26 hintergriffen. In der Kappe 26 ist eine Körperkante 29 der Kappe 26 sichtbar, die durch eine Aussparung 27 in der Kappe 26 entsteht. In einer Kappe 26 sind zwei solche Aussparungen 27 diametral gegenüber, wobei diese jeweils um 90° versetzt zu je einer Klaue 25 der Kappe 26 liegen. Durch die Aussparungen 27 ist die Kappe 26 radial zu ihrer Rotationsachse deformierbar, wodurch die Klauen 25 im zusammenge- 2, a sleeve coupling 24 according to the prior art consists of a spring 28, which sits together with a cap 26 in a bore 32 in the spindle shaft 14. The spring 28 is supported on the bottom of the bore 32 in the area of an undercut 30; the understitch 30 is engaged by two claws 25 of the cap 26. In the cap 26 a body edge 29 of the cap 26 is visible, which is created by a recess 27 in the cap 26. In a cap 26 two such recesses 27 are diametrically opposite, each of which is offset by 90 ° to a claw 25 of the cap 26. The cutouts 27 allow the cap 26 to be deformed radially with respect to its axis of rotation, as a result of which the claws 25

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pressten Zustand der Kappe 26 durch die Bohrung 32 in den Hinterstich 30 eingeführt werden können, wo sie die Kappe 26 sichern. Pressed state of the cap 26 can be inserted through the bore 32 in the understitch 30, where they secure the cap 26.

Fig. 3 zeigt eine Hülsenkupplung 24 mit Zusatzmassen 34 bzw. 36, wobei die Zusatzmasse 34 und die zugehörige Zusatzbohrung 39 zur Unterscheidung von der anderen Ausführungsform teilweise gestrichelt dargestellt sind. Die Zusatzmasse 36 in der zugehörigen Zusatzbohrung 38 ist grösser als die Zusatzmasse 34 und führt dadurch zu einer grösseren Kupplungskraft, wenn die Spindel 10 rotiert. Im Stillstand einer Spindel 10 wird die Anpresskraft auf die Hülse nur von der Feder 29 übernommen und die Zusatzmasse 34 bzw. 36 ist innerhalb der Bohrung 32 und Zusatzbohrung 38 bzw. 39 frei verschiebbar. Sobald der Spinnmaschinenantrieb eingeschaltet ist und die Spindeln 10 über den Wirtel 18 angetrieben werden, bewegt sich die Zusatzmasse 34 bzw. 36 radial nach aussen und drückt dabei gegen die Kappe 26. Da die Feder 28 massebehaftet ist, trägt sie ebenfalls zu einer Verstärkung der Anpresskraft der Kappe 26 gegen die Innenseite der Hülse 12 bei. FIG. 3 shows a sleeve coupling 24 with additional masses 34 and 36, the additional mass 34 and the associated additional bore 39 being shown partly in broken lines to distinguish them from the other embodiment. The additional mass 36 in the associated additional bore 38 is larger than the additional mass 34 and thus leads to a greater coupling force when the spindle 10 rotates. When a spindle 10 is at a standstill, the contact pressure on the sleeve is only taken over by the spring 29 and the additional mass 34 or 36 can be moved freely within the bore 32 and additional bore 38 or 39. As soon as the spinning machine drive is switched on and the spindles 10 are driven via the whorl 18, the additional mass 34 or 36 moves radially outwards and thereby presses against the cap 26. Since the spring 28 is mass-bearing, it also increases the contact pressure the cap 26 against the inside of the sleeve 12.

Eine andere Ausführungsform der Hülsenkupplung zeigt Fig. 5. Hier weist die Zusatzmasse 35 im Bereich der Zusatzbohrung 38 einen grösseren Durchmesser als im Bereich der Bohrung 32 auf. Dadurch entsteht ein Absatz, der als Anschlag für die Feder 28 benutzt werden kann. Im Gegensatz zur Ausführung in Fig. 3 sind in Fig. 5 die Zusatzmasse 35 und die Feder 28 hintereinandergeschaltet. Im Ruhezustand der Spindel 10 liegt der rechte Teil der Zusatzmasse 35 unter der Wirkung der Feder 28 auf dem Grund der Zusatzbohrung 38 auf, da die Feder 28 sich entspannen kann. Wenn die Drehzahl der Spindel 10 nach dem Einschalten des Spinnmaschinenantriebes so gross ist, dass die auf der Zusatzmasse 35 wirkende Fliehkraft grösser als die Federkraft ist, hebt sich die Zusatzmasse 35 vom Grund der Zusatzbohrung 38 ab und wandert radial nach aussen in Richtung auf die Kappe 26. Die Feder 28 und die Zusatzmasse 35 können so dimensioniert sein, dass bei Erreichen einer maximalen Betriebsdrehzahl der Spindel 10 die Feder 28 so weit zusammengedrückt ist, dass der linke Teil der Zusatzmasse 35 auf der Innenseite der Kappe 26 aufliegt. Dieser Zustand ist in Fig. 5 dargestellt. Another embodiment of the sleeve coupling is shown in FIG. 5. Here, the additional mass 35 has a larger diameter in the region of the additional bore 38 than in the region of the bore 32. This creates a paragraph that can be used as a stop for the spring 28. In contrast to the embodiment in FIG. 3, the additional mass 35 and the spring 28 are connected in series in FIG. 5. In the rest state of the spindle 10, the right part of the additional mass 35 rests under the action of the spring 28 on the bottom of the additional bore 38, since the spring 28 can relax. If the speed of the spindle 10 after switching on the spinning machine drive is so great that the centrifugal force acting on the additional mass 35 is greater than the spring force, the additional mass 35 lifts off from the bottom of the additional bore 38 and moves radially outwards in the direction of the cap 26. The spring 28 and the additional mass 35 can be dimensioned such that when the spindle 10 reaches a maximum operating speed, the spring 28 is compressed to such an extent that the left part of the additional mass 35 rests on the inside of the cap 26. This state is shown in Fig. 5.

In Fig. 4 ist die Hülsenaufpresskraft H beim Dof-fen, d.h. beim Aufstecken der Hülsen 12 auf den Spindeln 10, über der Spindeldrehzahl n aufgetragen. Die Hülsenaufpresskraft H ist in N, die Spindeldrehzahl n in Umdrehungen pro Minute angegeben. Der Kurvenast a zeigt den Verlauf der Hülsenaufpresskraft H bei einer Hülsenkupplung 24 nach dem Stand der Technik gemäss Fig. 2. Bereits im Ruhezustand der Spindel 10 drückt die Feder 28 so stark gegen die Hülse 12, dass eine Aufpresskraft über 40 N zur Überwindung der Reibungskraft zwischen den Kappen 26 und der Hülse 12 nötig ist. Die Federkraft der Feder 28 muss deshalb so gross sein, damit eine schlupffreier Betrieb im ganzen Drehzahlbereich der Spindel 10 möglich ist. Insbesondere beim Beschleunigen der Spindeln 10 nach dem Einschalten der Maschine darf die Haltekraft der Hülsenkupplungen 24 nicht zu klein sein. Die Zunahme der Hülsenaufpresskraft H über der Drehzahl wird durch die Federmasse bewirkt. In einem Ausführungsbeispiel, für den der Kurvenast a gilt, ist die Feder mit 15 N vorgespannt. Sie weist eine Masse von 0.11 g auf. Diese Masse bewirkt die Zunahme der Hülsenaufpresskraft bei zunehmender Drehzahl. Es versteht sich, dass die Hülsen nur im Stillstand der Spindeln, also bei Drehzahl n = O auf die Spindeln 10 aufgepresst werden können, und dass der Verlauf der Hülsenaufpresskraft H über der Drehzahl sich aus einer Berechnung ergibt. In Fig. 4, the sleeve pressing force H when doffing, i.e. when the sleeves 12 are placed on the spindles 10, applied over the spindle speed n. The sleeve pressing force H is given in N, the spindle speed n in revolutions per minute. The curve branch a shows the profile of the sleeve pressing force H in a sleeve coupling 24 according to the prior art according to FIG. 2. Even when the spindle 10 is at rest, the spring 28 presses against the sleeve 12 so strongly that a pressing force of more than 40 N overcomes the frictional force between the caps 26 and the sleeve 12 is necessary. The spring force of the spring 28 must therefore be so great that slip-free operation in the entire speed range of the spindle 10 is possible. In particular, when the spindles 10 accelerate after the machine is switched on, the holding force of the sleeve couplings 24 must not be too small. The increase in the sleeve pressing force H over the speed is caused by the spring mass. In one embodiment, for which the curve branch a applies, the spring is preloaded with 15 N. It has a mass of 0.11 g. This mass causes the sleeve pressing force to increase with increasing speed. It goes without saying that the sleeves can only be pressed onto the spindles 10 when the spindles are at a standstill, that is to say at speed n = 0, and that the course of the sleeve pressing force H over the speed results from a calculation.

Kurvenast b in Fig. 4 zeigt den rechnerischen Verlauf der Hülsenaufpresskraft H für eine Ausführung der Hülsenkupplung 24 gemäss Fig. 3 mit einer Vorspannkraft der Feder 28 von 10 N, einer Federmasse von 0.9 g und einer Zusatzmasse 36 von 0.75 g. Diese Ausführung der Hülsenkupplung eignet sich für Spindeln 10 bzw. Hülsen 12 mit grösseren Dimensionen. Für den Kurvenast c gilt eine Vorspannkraft der Feder 28 von 5 N, eine Federmasse von 0.07 g und eine Zusatzmasse 34 von 0.5 g. Die Hülsenaufpresskraft H beträgt bei diesem Beispiel im Stillstand der Spindel 10 nur ca. 15 N; sie nimmt wegen der geringeren Zusatzmasse 34 im Vergleich zum Ausführungsbeispiel gemäss Kurvenast b mit steigender Drehzahl weniger stark zu. Die Hülsenaufpresskraft H kann generell als Mass dafür angesehen werden, wie gross die Sicherheit gegen Schlupf zwischen Spindel 10 und Hülse 12 anzunehmen ist. Curve branch b in FIG. 4 shows the calculated course of the sleeve pressing force H for an embodiment of the sleeve coupling 24 according to FIG. 3 with a biasing force of the spring 28 of 10 N, a spring mass of 0.9 g and an additional mass 36 of 0.75 g. This version of the sleeve coupling is suitable for spindles 10 or sleeves 12 with larger dimensions. A spring preload force of 5 N, a spring mass of 0.07 g and an additional mass 34 of 0.5 g apply to the curve branch c. The sleeve pressing force H in this example is only about 15 N when the spindle 10 is at a standstill; because of the lower additional mass 34, it increases less strongly with increasing speed in comparison to the exemplary embodiment according to curve branch b. The sleeve pressing force H can generally be regarded as a measure of how great the security against slippage between the spindle 10 and the sleeve 12 can be assumed.

Claims

1. Spindle (10) for a ring spinning or ring twisting machine, which carries a sleeve (12) during the spinning process, with a sleeve coupling (24) in the spindle shaft (14) of the spindle (10), the sleeve coupling one in the spindle shaft (14) has radially displaceable and elastically deformable body (28), characterized in that in addition to the body (28), an additional mass (34, 36) sits in the spindle shaft, which is also radially displaceable, and indirectly acts on the inside under the effect of the centrifugal force when the spindle rotates or directly against the sleeve (12).

2. Spindle according to claim 1, characterized in that the body (28) is a spiral spring which sits in a radial bore (32) in the spindle shaft, and that the additional mass (34, 36) as a cylindrical body also in one of the shape of Cylinder-adapted radial additional bore (38) sits in the spindle shaft.

3. Spindle according to claim 2, characterized in that the spring (28) and the additional mass (34, 36) are supported under the action of centrifugal force on the inside of a cap (26) which sits in the spindle shaft (14) and in turn inside the sleeve (12).

4. Spindle according to claim 1 or 2, characterized in that the additional mass (35) is supported in the radial direction in the spindle shaft (14) on the spring and this in turn bears against the inside of the sleeve (12), between the spring (28) and sleeve a cap (26) can be arranged.

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5. Spindle according to one of the preceding claims, characterized in that the total mass of a body (28) and an additional mass (34, 35, 36) is between 0.3 and 1.0 g, and that when the spindle (10) is stationary before pressing on the sleeve ( 12) the prestressing force of the body (28) is between 4 and 12 N, and that for each spindle 3 sleeve couplings (24) distributed on the circumference of the spindle shaft (14) are seated in radial bores (32, 38).

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