Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Lagerung einer Spindel, insbesondere einer Spinn-, Zwirn- oder Umwindespindel mit einem Gleitlager zur Aufnahme des unteren Schaftendes der Spindel, Fusslager genannt, und einem Wälzlager zur Aufnahme des Spindelhalses, Halslager genannt, wobei das Halslager und das Fusslager in zwei getrennten Bereichen der Vorrichtung untergebracht sind.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung. Bei herkömmlichen Spindellagerungen sind Hals- und Fusslager in der Regel über ein Führungsrohr miteinander verbunden. Halslager und Fusslager sind hier also in einer Einheit zusammengefasst. Für Spindeln, die sich entweder in der Schaftlänge unterscheiden und/oder bei gleicher Schaftlänge verschiedene Lagergrössen benötigen, müssen somit je Schaftgrösse verschiedene komplette Lagerungen bereitgestellt werden. In der DE-AS 2 310 323 ist bereits eine Spindellagerung vorgestellt worden, bei der Hals- und Fusslager in zwei in axialer Richtung voneinander getrennten Bereichen der Lagerung angeordnet sind. Bei der bekannten Lagerung besteht der Bereich für das Fusslager jedoch aus mehreren Einzelteilen, die nacheinander in ein Gehäuse eingesetzt werden.
Hierdurch ist ein exaktes Zentrieren der Fusslagerteile und Ausrichten auf das Halslager sehr aufwändig.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine variable Lagerung für Spindeln zu schaffen, die leicht an Spindeln unterschiedlicher Schaftlängen und/oder Lagergrössen anpassbar ist und die die obengenannten Nachteile vermeidet und ausserdem auch zur Lagerung anderer überkritisch rotierender Wellen und dergleichen geeignet ist.
Die Aufgabe wird mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Fusslagerbereich als vollständige, nach aussen abgeschlossene Baueinheit ausgebildet ist. Es sind hier also keine losen Einzelteile mehr vorhanden. Hierdurch ist eine einfache und unkritische Montage möglich. Wichtige Funktionselemente der Lagerung werden durch die Montage nicht mehr verändert. Die gesamte Baueinheit lässt sich somit als ein geprüftes Qualitätselement herstellen. Diese Baueinheit kann dann mit Halslagern unterschiedlicher Grössen und Lagerabständen zu einer vollständigen Spindellagerung zusammengebaut werden. Somit können nach dem Baukastenprinzip verschiedene Spindellagerungen unter Verwendung derselben Einheit für das Fusslager zusammengestellt werden.
Die Baueinheit kann dabei zweckmässigerweise mindestens annähernd zylindrisch geformt sein und neben dem Fusslager mindestens Elemente aufweisen, die die Funktionen Federung, Zentrierung und Dämpfung des Fusslagers erfüllen. In der einfachsten Bauweise kann diese Baueinheit alle Funktionen in einem Bauteil vereinigen. Zweckmässigerweise kann in der Baueinheit mindestens ein radial wirkendes Federelement als Federung und als Zentriervorrichtung vorgesehen sein. Die Dämpfungsvorrichtung der Baueinheit kann beispielsweise von mindestens einem spiralförmig ausgebildeten Element gewickelten Blechstreifen gebildet sein, zwischen dessen Windungen sich ein Dämpfungsmedium, insbesondere \l oder Fett, befindet. Dabei können oberhalb und unterhalb der Dämpfungsvorrichtung zwei radial wirkende Federelemente angeordnet sein.
Durch Optimierung der Lage des Fusslagers bezüglich der Dämpfungsvorrichtung unter Berücksichtigung der Krafteinwirkung auf die radial wirkenden Federelemente kann damit ein idealer Krafteinleitungspunkt des Fusslagers in die Dämpfungsvorrichtung und die Federung eingestellt werden. Durch die damit erreichte optimale Ausnutzung der Dämpfungsvorrichtung kann diese vergleichsweise klein gehalten werden. Durch einen derartigen Aufbau der Fusslagerbaueinheit wird ein Kippmoment vermieden, sodass das Fusslager und das untere Schaftende während des Betriebs achsparallel zueinander bleiben. Dadurch wird die bei herkömmlichen Lagerungen bestehende Gefahr eines Verkantens zwischen unterem Schaftende der Spindel und Fusslager vermieden. Das radial wirkende Federelement kann jedoch auch zwischen zwei Dämpfungsvorrichtungen angeordnet sein.
Die Anordnung des Fusslagers bezüglich des Federelements und der Dämpfungsvorrichtung kann hierbei in einer Höhenposition erfolgen, die eine optimale Federung, Dämpfung und Zentrierung des Fusslagers erlaubt. Dabei ist es vorteilhaft, wenn das mindestens eine Federelement und die mindestens eine Dämpfungsvorrichtung in axialer Richtung beabstandet voneinander in der Baueinheit angeordnet sind. Auf diese Weise sind gegenseitige Beeinflussungen der Feder- und Dämpfungswirkung ausgeschlossen. Die mindestens eine Dämpfungsvorrichtung und das mindestens eine Federelement können zwischen einem Innenrohr und einem den äusseren radialen Abschluss der Baueinheit bildenden Aussenrohr angeordnet sein.
Ausserdem können Einrichtungen zur Begrenzung des Federwegs des mindestens einen Federelements, das vorzugsweise von einer Spiralfeder gebildet sein kann, vorgesehen sein, um eine bleibende Deformierung des Federelements auszuschliessen. Bei Verwendung von Spiralfederelementen, die z.B. als Stanzteile herstellbar sind, ergibt sich eine sehr hohe Zentriergenauigkeit. Werden zwei Federelemente jeweils oberhalb und unterhalb einer Dämpfungsvorrichtung angeordnet, so können diese vorteilhaft auch unterschiedliche Eigenfrequenzen aufweisen, um gegenseitige dynamische Beeinflussungen zu minimieren. Die mindestens eine Dämpfungsvorrichtung kann mittels Vorsprüngen, Ausformungen o. dgl. am Innenrohr und/oder am Aussenrohr in axialer Richtung in der Baueinheit fixiert sein.
Damit kann die Baueinheit entweder in ein Spindelgehäuse einsetzbar sein, oder das Aussenrohr kann gleichzeitig den unteren Teil des Spindelgehäuses selbst bilden. Das Fusslager kann dabei zweckmässigerweise im Innenrohr angeordnet und beispielsweise aus einem Radiallager und einem Axiallager gebildet sein. Das Axiallager kann eine Scheibe sein. Ausserdem können im Axiallager \ldurchflussöffnungen vorgesehen sein.
Für die Elemente der Baueinheit, die axial beweglich sind, können in axialer Richtung wirkende Anschläge sowie Dämpfungseinrichtungen vorgesehen sein. Diese minimieren Axialschwingungen und tragen zur Geräuschminderung bei. Eine Dämpfung der axialen Bewegungen kann beispielsweise durch mindestens zwei Distanzscheiben mit engem \lspalt realisiert werden. Das innenrohr kann ebenfalls Durchbrüche zur Verbesserung des \lflusses aufweisen.
Die Baueinheit kann nach unten durch einen Einsatzkörper verschlossen sein, der das Fusslager von unten her abstützt. Dabei kann um den Einsatzkörper ein Hohlraum vorgesehen sein, der als \lreservoir dient. Zweckmässigerweise kann zur Reduzierung der axialen Fusslagerbelastung der Einsatzkörper von unten gegen Stösse gedämpft in der Baueinheit angeordnet sein. Der Einsatzkörper kann gleichzeitig auch den Boden des Lagergehäuses bilden.
Das Halslager kann ebenfalls in einer nach aussen abgeschlossenen Baueinheit angeordnet sein, wobei das Anbringen eines Flansches an der Baueinheit für den Einbau in eine Spinnmaschine vorgesehen sein kann. Bei einer solchen Ausgestaltung der Lagerung können die Baueinheiten für das Halslager und das Fusslager über Distanzstücke unterschiedlicher Länge miteinander verbindbar sein und dadurch die Verwendung gleicher Fusslager- und Halslagerbaueinheiten für Spindeln unterschiedlicher Länge ermöglichen. Ausserdem ist bei Integrierung des Halslagers in eine komplette Baueinheit auch ein separater Einbau der Halslagerbaueinheit und der Fusslagerbaueinheit in eine Maschine, ohne dass sie direkt miteinander verbunden sein müssen, möglich.
Die Halslagerbaueinheit kann dabei einen im wesentlichen zylindrischen Hülsenkopf aufweisen, dessen Innenwandung eine Lauffläche für die Wälzkörper des Halslagers bildet. Der seitlang eingesetzte Ring aus gehärtetem Material als Lauffläche für die Wälzkörper entfällt hier also. Dies bedeutet jedoch, dass bei Verwendung des gleichen Halslagers der Hülsenkopfdurchmesser um zweimal die Wandstärke des Ringes geringer gewählt werden kann im Vergleich zu den bislang bekannten Spindellagerungen. Dadurch ist auch eine entsprechende Verringerung des Wirteldurchmessers möglich, was eine höhere Spindeldrehzahl bei gleicher Band- oder Riemengeschwindigkeit bzw. die Erzeugung der gleichen Spindeldrehzahl mit geringerer Band- oder Riemengeschwindigkeit und damit verbunden einem geringeren Energieverbrauch im Vergleich zu den bekannten Spindellagern erlaubt.
Die Einsparung eines separaten Ringes als Lauffläche für die Wälzkörper erfordert zwar eine präzisere, exakt zylindrische Ausgestaltung des Hülsenkopfinneren sowie mindestens im Abrollbereich der Wälzkörper zweckmässigerweise die Fertigung aus einem gehärteten Material, doch vereinfacht sich insgesamt die Fertigung der Lagerung dennoch, da jetzt keine zwei Teile - Ring und Hülse - angefertigt und in ihren Massen aufeinander abgestimmt werden müssen. Ausserdem vereinfacht und beschleunigt sich der Zusammenbau der Spindellagerung durch den Wegfall einer weiteren Fertigungskomponente. Die Baueinheit für das Fusslager kann auch öldicht nach aussen abgeschlossen sein. Damit ist es möglich, mit ihrer Hilfe auch schnellrotierende Wellen und dergleichen zu lagern.
Bei Verwendung der Vorrichtung für Spindeln kann, um die Fusslagerbaueinheit vor Beschädigung durch aussermittiges Einführen des Spindelschaftes zu schützen, eine Schafteinführhilfe vorgesehen werden. Durch diese Vorrichtung wird der Schaft beim Einführen in die Bohrung des Innenrohres der Fusslagerbaueinheit geleitet; ein Aufsitzen auf der Stirnfläche wird vermieden. Die Vorrichtung kann in die Halslagerbaueinheit und/ oder in die Fusslagerbaueinheit integriert sein. Dazu kann beispielsweise die Bohrung der Halslagerbaueinheit reduziert werden; vorzugsweise ist die Durchmesserreduktion auf einen Teilbereich der Bohrung in axialer Richtung beschränkt und am Ende, das zur Fusslagerbaueinheit weist, lokalisiert. Auch kann beispielsweise das Innenrohr oder das Aussenrohr trichterförmig gestaltet sein bzw. mit einem trichterförmigen Bauteil versehen werden.
Der Schaft wir bei aussermittigem Einbringen durch die Trichterkontur in die richtige Position geführt.
Ein erfindungsgemässes Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur Lagerung insbesondere einer Spinn-, Zwirn- oder Umwindespindel ist dadurch gekennzeichnet, dass das Fusslager in ein Innenrohr eingepasst wird, die mindestens eine Dämpfungs-vorrichtung angebracht wird und anschliessend das Innenrohr und ein Aussenrohr mit dem mindestens einen radial wirkenden Federelement verbunden werden. Dabei können das Aussen- und das Innenrohr mit dem mindestens einen radial wirkenden Federelement beispielsweise verklebt, verpresst, verprägt, eingeclipst oder verschweisst werden. Das Fusslager kann in das Innenrohr beispielsweise eingepresst, eingeklebt, eingeclipst oder mit diesem verprägt werden. Das Innenrohr kann jedoch auch um das Fusslager gepresst werden. Dabei kann die Bohrung des Fusslagers beim Pressvorgang durch den hierfür benötigten Stützdorn kalibriert werden.
Das Aussenrohr kann zweckmässigerweise aus Blech gewickelt sein und einen gezielt von der Kreisform abweichen den Querschnitt zur Toleranzüberbrückung zum Gehäuse aufweisen. Des Weiteren können mindestens das Aussen- und Innenrohr sowie die Dämpfungsvorrichtung einteilig ausgebildet sein. Hierzu können beispielsweise die Enden der gewickelten Dämpfungsvorrichtung mit der nächstinneren bzw. -äusseren Windung geschlossen werden, beispielsweise durch Verscheren oder Verschweissen. Die so stabile innerste bzw. äusserste Wicklung der Dämpfungsvorrichtung bildet so das Innen- bzw. Aussenrohr des Bauelements. Gleichzeitig kann durch Ausklinkungen im Innenrohr das Radiallager fixiert werden. Ausklinkungen an den Stirnseiten können die radial wirkenden Federelemente aufnehmen und befestigen.
Das Innenrohr, das Aussenrohr, die Dämpfungsvorrichtung und das Fusslager können jedoch auch als einstückiges Kunststoffteil ausgebildet werden.
Das Aussenrohr kann auch die Funktion des Gehäuses mit übernehmen. Dazu wird die Wandstärke des Aussenrohres vergrössert und die axiale Baulänge zur Halslagerbaueinheit hin ausgedehnt.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemässen Vorrichtung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1a, 1b einen zentralen Längsschnitt durch eine Halslagerbaueinheit und eine Fusslagerbaueinheit einer erfindungsgemässen Lagerung;
Fig. 2 eine vergrösserte Detaildarstellung aus Fig. 1b;
Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Spiralfeder der Fusslagerbaueinheit nach Fig. 1b;
Fig. 4 einen zentralen Längsschnitt durch die in ein Gehäuse eingesetzten Baueinheiten nach Fig. 1;
Fig. 5 einen zentralen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer Fusslagerbaueinheit;
Fig. 6a, 6b eine einteilige Ausführung von Innenrohr, Aussenrohr und Dämpfungsvorrichtung;
Fig. 7a-7c Längsschnitte durch Lagerungen mit Spindelschaft-Einführhilfen.
Fig. 1a zeigt eine Halslagerbaueinheit mit einem Rollenlager 11 zur Aufnahme eines Spindelhalses. Das Rollenlager 11 weist einen Käfig 12 und darin angeordnete zylindrische Wälzkörper 13 auf. Das Lager 11 ist in einen Hülsenkopf 14 eingepasst, der am unteren Ende mit einem gerillten Einpressbereich 15 und einem Anschlag 16 zum Einsetzen in ein in Fig. 4 gezeigtes Gehäuse 17 aufweist. Dabei laufen die Wälzkörper 13 des Halslagers 11 direkt auf der Innenfläche des gehärteten Hülsenkopfes 14 ab. Es können Halslagerbaueinheiten 10 unterschiedlicher Länge des Hülsenkopfes 14 hergestellt werden und jeweils mit der in Fig. 1b gezeigten Baueinheit 20 für das Fusslager mit einem Gehäuse 17 (Fig. 4) zu einer Spindellagerung kombiniert werden. Die Baueinheit 20 weist ein Fusslager 21 auf, das aus einem als Gleitlagerbuchse ausgeführten Radiallager 22 und einen Axiallager 23 gebildet ist.
Das Axiallager 23 ist im dargestellten Beispiel eine gehärtete Scheibe, die lose in die Baueinheit eingelegt ist. Sowohl das Radiallager 22 als auch das Axiallager 23 sind in ein Innenrohr 1-4 eingesetzt. Dabei kann die Verbindung zwischen Radiallager und Innenrohr z.B. über Verprägen, Verpressen, Kleben, Einclipsen oder auch Schweissen erfolgen. Auch ein Verpressen der Gleitlagerbuchse mit dem Innenrohr ist möglich. Hierbei kann der für den Pressvorgang bewegliche Stützdorn gleichzeitig als Kalibrierkörper für die Lageröffnung 25 dienen. Nach aussen hin ist die Baueinheit 20 durch ein Aussenrohr 26 abgeschlossen und nach unten durch einen stopfenförmigen Einsatzkörper 27 verschlossen. Der Einsatzkörper 27 weist dabei einen nach innen ragenden, stempelförmigen Fortsatz 27.1 auf, der das Axiallager 23 von unten her abstützt.
Zwischen dem Fortsatz 27.1 und dem Innenrohr 24 ist ein Hohlraum 33 ausgebildet, der mit \l gefüllt ist. Dabei kann das Axiallager 23 mit \ffnungen versehen sein, die ein Durchdringen von \l erlauben. Zwischen Innen- und Aussenrohr 24, 26 ist eine Dämpfungsvorrichtung 28 in Form eines spiral- förmigen Elementes, zwischen dessen Windungen sich \l oder Fett befindet. Oberhalb und unterhalb der Dämpfungsvorrichtung 28 sind radial wirkende Federelemente in Form von in Fig. 3 näher dargestellten Spiralfedern 29 und 30 angeordnet. Die Spiralfedern 29 und 30 sind von der Dämpfungsvorrichtung 28 durch Distanzhalter 31 und 32 getrennt, um zu verhindern, dass die Federeigenschaften der Spiralfeder 29, 30 von der Dämpfungsvorrichtung 28 und umgekehrt die Dämpfungsvorrichtung 28 durch die Spiralfederelemente 29, 30 beeinflusst werden.
Die Federelemente 29, 30 sind mit dem Aussen- und dem Innenrohr verbunden.
Fig. 2 zeigt den in Fig. 1b durch einen gestrichelten Kreis gekennzeichneten Bereich in vergrösserter Darstellung. Es sind die Windungen der in Fig. 3 in der Draufsicht dargestellten Spiralfeder 29 zu erkennen, die mit dem Innenrohr 24 und dem Aussenrohr 26 fest verbunden ist. Die Spiralfeder 29 übernimmt dabei neben der radialen Federung des Fusslagers 21 auch dessen Zentrierung, um eine senkrechte Lage der Spindel und die Koaxialität zwischen Fuss- und Halslager zu gewährleisten.
Fig. 4 zeigt wieder die Halslagerbaueinheit 10 und die Fusslagerbaueinheit 20 der Vorrichtung nach Fig. 1, die hier jedoch in ein gemeinsames Gehäuse 17 eingesetzt sind. Das Gehäuse 17 ist von einem Flansch 18 umgeben, mit dessen Hilfe die Gesamtvorrichtung in eine Maschine eingebaut werden kann. Das Aussenrohr 26 der Fusslagerbaueinheit 20 liegt eng an der Gehäusewandung 17 an. Dazu kann das Aussenrohr 26 zweckmässigerweise einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt aufweisen, um eventuell bestehende Toleranzen zwischen Innendurchmesser des Gehäuses 17 und dem Aussendurchmesser des Rohres 26 überbrücken zu können und einen sicheren Halt der Fusslagerbaueinheit 20 im Gehäuse 17 zu gewährleisten.
In Fig. 5 ist eine alternative Ausführung einer Fusslagerbaueinheit 20 min gezeigt, bei der das Aussenrohr 26 min dickwandig ausgeführt ist und in Richtung der Halslagerbaueinheit verlängert wurde. Damit dient das Aussenrohr gleichzeitig als Gehäuse. Auch der Einsatzkörper 27 min ist hier einstückig mit dem Aussenrohr 26 min ausgeführt. Diese Ausführungsform der Fusslagerbaueinheit 20 min benötigt also im Gegensatz zur Baueinheit 20 aus den Fig. 1 und 4 kein Extragehäuse 17 mehr.
Die Fig. 6a, 6b zeigen eine einteilige Ausführung eines Innenrohres 24 min min , eines Aussenrohres 26 min und einer Dämpfungsvorrichtung 28 min min . Die drei Elemente werden von einem einzigen Wickelkörper 50 gebildet (Fig. 6b). Der Wickelkörper 50 ist in seinen Endbereichen 50.1 und 50.2 etwas breiter ausgebildet. Der Endbereich 50.1 bildet die innerste Wicklung, die mittels Schweisspunkten verschlossen wird und somit das Innenrohr 24 min min bildet. Aus dem Endbereich 50.2 wird die äusserste Wicklung gebildet, die ebenfalls geschlossen wird und dadurch das Aussenrohr 26 min min formt. Die dazwischenliegenden Wicklungen bleiben offen und bilden eine Dämpfungsvorrichtung 28 min min . Im Bereich des Endstückes 50.1 sind ausserdem Ausklinkungen 53 vorgesehen, mit deren Hilfe ein Fusslager 21 min min im Innenrohr 24 min min fixierbar ist.
Die Fig. 7a bis 7c zeigen alle Lagervorrichtungen für Spindeln, die eine Einführhilfe für den Spindelschaft aufweisen, um Beschädigungen des Fusslagers beim Einsetzen der Spindel zu verhindern. In Fig. 7a ist diese Einführhilfe in der Baueinheit 10 min für das Halslager in Form eines Bereichs 10.1 min geringeren Innendurchmessers ausgebildet. Bei den Fig. 7b, 7c ist die Einführhilfe jeweils in der Fusslagerbaueinheit 120 bzw. 1-10 min integriert. Die Baueinheit 120 nach Fig. 7b weist hierzu am oberen Ende des Innenrohres 124 eine trichterförmige Erweiterung 124.1 auf. In Fig. 7c hingegen ist ein trichterförmiger Bereich 126.1 an das Aussenrohr 126 angeformt.
The invention relates to a device for mounting a spindle, in particular a spinning, twisting or winding spindle with a slide bearing for receiving the lower shaft end of the spindle, called a foot bearing, and a roller bearing for receiving the spindle neck, called a neck bearing, the neck bearing and the foot bearing are housed in two separate areas of the device.
The invention also relates to a method for producing such a device. With conventional spindle bearings, the neck and foot bearings are usually connected to each other via a guide tube. Neck bearings and foot bearings are combined here in one unit. For spindles that either differ in shaft length and / or require different bearing sizes for the same shaft length, different complete bearings must therefore be provided for each shaft size. DE-AS 2 310 323 has already presented a spindle bearing in which the neck and foot bearings are arranged in two regions of the bearing which are separated from one another in the axial direction. In the known storage, however, the area for the foot bearing consists of several individual parts which are inserted one after the other into a housing.
This makes exact centering of the foot bearing parts and alignment with the neck bearing very difficult.
The invention is therefore based on the object of providing a variable bearing for spindles which is easily adaptable to spindles of different shaft lengths and / or bearing sizes and which avoids the disadvantages mentioned above and is also suitable for mounting other supercritically rotating shafts and the like.
The object is achieved according to the invention with a device of the type mentioned at the outset in that the foot bearing area is designed as a complete structural unit which is closed to the outside. There are no longer any loose parts here. This enables simple and uncritical assembly. Important functional elements of the storage are no longer changed by the assembly. The entire unit can thus be manufactured as a tested quality element. This unit can then be assembled with neck bearings of different sizes and bearing spacing to form a complete spindle bearing. This means that different spindle bearings can be put together using the same unit for the foot bearing according to the modular principle.
The structural unit can expediently be at least approximately cylindrical in shape and, in addition to the foot bearing, have at least elements which perform the functions of suspension, centering and damping of the foot bearing. In the simplest design, this unit can combine all functions in one component. At least one radially acting spring element can expediently be provided in the structural unit as a suspension and as a centering device. The damping device of the structural unit can be formed, for example, by at least one spiral-shaped sheet metal strip between the turns of which there is a damping medium, in particular oil or fat. Two radially acting spring elements can be arranged above and below the damping device.
By optimizing the position of the foot bearing with respect to the damping device, taking into account the force acting on the radially acting spring elements, an ideal force introduction point of the foot bearing into the damping device and the suspension can be set. As a result of the optimal utilization of the damping device, this can be kept comparatively small. Such a construction of the foot bearing assembly prevents a tilting moment, so that the foot bearing and the lower shaft end remain axially parallel to one another during operation. This avoids the risk of tilting between the lower shaft end of the spindle and the foot bearing in conventional bearings. However, the radially acting spring element can also be arranged between two damping devices.
The arrangement of the foot bearing with respect to the spring element and the damping device can take place in a height position that allows optimal suspension, damping and centering of the foot bearing. It is advantageous if the at least one spring element and the at least one damping device are arranged in the structural unit at a distance from one another in the axial direction. In this way, mutual influences on the spring and damping effects are excluded. The at least one damping device and the at least one spring element can be arranged between an inner tube and an outer tube forming the outer radial termination of the structural unit.
In addition, devices for limiting the spring travel of the at least one spring element, which can preferably be formed by a spiral spring, can be provided in order to rule out permanent deformation of the spring element. When using spiral spring elements, e.g. can be produced as stamped parts, there is a very high centering accuracy. If two spring elements are arranged above and below one damping device, they can advantageously also have different natural frequencies in order to minimize mutual dynamic influences. The at least one damping device can be fixed in the axial direction in the structural unit by means of projections, formations or the like on the inner tube and / or on the outer tube.
The assembly can thus either be inserted into a spindle housing, or the outer tube can simultaneously form the lower part of the spindle housing itself. The foot bearing can expediently be arranged in the inner tube and can be formed, for example, from a radial bearing and an axial bearing. The thrust bearing can be a washer. Flow openings can also be provided in the axial bearing.
For the elements of the assembly that are axially movable, stops acting in the axial direction and damping devices can be provided. These minimize axial vibrations and contribute to noise reduction. The axial movements can be damped, for example, by at least two spacers with a narrow oil gap. The inner tube can also have openings to improve the oil flow.
The assembly can be closed at the bottom by an insert body, which supports the foot bearing from below. In this case, a cavity can be provided around the insert body, which serves as an oil reservoir. To reduce the axial load on the foot bearing, the insert body can expediently be arranged in the structural unit to be damped against impacts from below. The insert body can also form the bottom of the bearing housing at the same time.
The neck bearing can also be arranged in a structural unit which is sealed off from the outside, wherein the attachment of a flange to the structural unit can be provided for installation in a spinning machine. In such a configuration of the bearing, the structural units for the neck bearing and the foot bearing can be connected to one another via spacers of different lengths and thereby enable the use of the same foot bearing and neck bearing structural units for spindles of different lengths. In addition, when the neck bearing is integrated into a complete structural unit, the neck bearing structural unit and the foot bearing structural unit can also be installed separately in a machine without having to be connected directly to one another.
The neck bearing assembly can have an essentially cylindrical sleeve head, the inner wall of which forms a running surface for the rolling bodies of the neck bearing. The ring of hardened material that has long been used as a running surface for the rolling elements is therefore not required here. However, this means that when using the same neck bearing, the sleeve head diameter can be selected to be twice the wall thickness of the ring smaller than in the case of the spindle bearings known to date. This also enables a corresponding reduction in the diameter of the host, which allows a higher spindle speed at the same belt or belt speed or the generation of the same spindle speed with a lower belt or belt speed and, as a result, lower energy consumption compared to the known spindle bearings.
The saving of a separate ring as a running surface for the rolling elements requires a more precise, exactly cylindrical design of the inside of the sleeve head and expediently the production from a hardened material at least in the rolling area of the rolling elements, but overall the production of the bearing is nevertheless simplified, since now no two parts - Ring and sleeve - made and their dimensions must be coordinated. In addition, the assembly of the spindle bearing is simplified and accelerated by the omission of an additional manufacturing component. The unit for the foot bearing can also be sealed oil-tight to the outside. This makes it possible to support fast rotating shafts and the like.
When using the device for spindles, a shaft insertion aid can be provided in order to protect the foot bearing assembly from damage by eccentric insertion of the spindle shaft. Through this device, the shaft is guided when inserted into the bore of the inner tube of the foot bearing assembly; Sitting on the face is avoided. The device can be integrated in the neck bearing unit and / or in the foot bearing unit. For this purpose, the bore of the neck bearing assembly can be reduced, for example; the reduction in diameter is preferably limited to a partial region of the bore in the axial direction and localized at the end which faces the foot bearing assembly. For example, the inner tube or the outer tube can also be funnel-shaped or can be provided with a funnel-shaped component.
The shaft is guided into the correct position by eccentric insertion through the funnel contour.
A method according to the invention for producing a device for mounting, in particular a spinning, twisting or winding spindle, is characterized in that the foot bearing is fitted into an inner tube, the at least one damping device is attached and then the inner tube and an outer tube with the at least one radially acting spring element are connected. The outer and inner tubes can be glued, pressed, stamped, clipped or welded to the at least one radially acting spring element, for example. The foot bearing can, for example, be pressed into, glued in, clipped into, or stamped with the inner tube. However, the inner tube can also be pressed around the foot bearing. The bore of the foot bearing can be calibrated during the pressing process using the support mandrel required for this.
The outer tube can expediently be wound from sheet metal and have a cross-section deviating specifically from the circular shape to bridge the tolerance to the housing. Furthermore, at least the outer and inner tubes and the damping device can be formed in one piece. For this purpose, for example, the ends of the wound damping device can be closed with the next inner or outer turn, for example by shearing or welding. The innermost or outermost winding of the damping device, which is stable in this way, thus forms the inner or outer tube of the component. At the same time, the radial bearing can be fixed by notching in the inner tube. Notches on the end faces can accommodate and fasten the radially acting spring elements.
However, the inner tube, the outer tube, the damping device and the foot bearing can also be formed as a one-piece plastic part.
The outer tube can also take over the function of the housing. To do this, the wall thickness of the outer tube is increased and the axial length extended to the neck bearing unit.
Preferred exemplary embodiments of a device according to the invention are explained in more detail below with reference to the drawing.
Show it:
1a, 1b a central longitudinal section through a neck bearing unit and a foot bearing unit of a bearing according to the invention;
FIG. 2 shows an enlarged detailed illustration from FIG. 1b;
3 shows a plan view of a spiral spring of the foot bearing assembly according to FIG. 1b;
4 shows a central longitudinal section through the structural units according to FIG. 1 inserted into a housing;
5 shows a central longitudinal section through a second embodiment of a foot bearing assembly;
6a, 6b a one-piece design of the inner tube, outer tube and damping device;
Fig. 7a-7c longitudinal sections through bearings with spindle shaft insertion aids.
Fig. 1a shows a neck bearing assembly with a roller bearing 11 for receiving a spindle neck. The roller bearing 11 has a cage 12 and cylindrical rolling elements 13 arranged therein. The bearing 11 is fitted into a sleeve head 14 which has at the lower end a grooved press-in area 15 and a stop 16 for insertion into a housing 17 shown in FIG. 4. The rolling elements 13 of the neck bearing 11 run directly on the inner surface of the hardened sleeve head 14. Neck bearing assemblies 10 of different lengths of the sleeve head 14 can be produced and combined with the assembly 20 shown in FIG. 1b for the foot bearing with a housing 17 (FIG. 4) to form a spindle bearing. The assembly 20 has a foot bearing 21, which is formed from a radial bearing 22 designed as a sliding bearing bushing and an axial bearing 23.
In the example shown, the thrust bearing 23 is a hardened disk which is loosely inserted into the structural unit. Both the radial bearing 22 and the axial bearing 23 are inserted into an inner tube 1-4. The connection between the radial bearing and inner tube can e.g. by stamping, pressing, gluing, clipping or welding. Pressing the plain bearing bush with the inner tube is also possible. Here, the support mandrel movable for the pressing process can simultaneously serve as a calibration body for the bearing opening 25. The assembly 20 is closed to the outside by an outer tube 26 and closed at the bottom by a plug-shaped insert body 27. The insert body 27 has an inwardly projecting, stamp-shaped extension 27.1, which supports the axial bearing 23 from below.
A cavity 33 is formed between the extension 27.1 and the inner tube 24 and is filled with \ l. The axial bearing 23 can be provided with openings which allow penetration of \ l. Between the inner and outer tubes 24, 26 there is a damping device 28 in the form of a spiral element, between the windings of which there is oil or fat. Radially acting spring elements in the form of spiral springs 29 and 30 are shown above and below the damping device 28. The coil springs 29 and 30 are separated from the damping device 28 by spacers 31 and 32 in order to prevent the spring properties of the coil spring 29, 30 from being influenced by the damping device 28 and vice versa the damping device 28 by the spiral spring elements 29, 30.
The spring elements 29, 30 are connected to the outer and inner tubes.
FIG. 2 shows the region identified by a dashed circle in FIG. 1b in an enlarged representation. The turns of the spiral spring 29 shown in plan view in FIG. 3, which is firmly connected to the inner tube 24 and the outer tube 26, can be seen. In addition to the radial suspension of the foot bearing 21, the spiral spring 29 also takes over its centering in order to ensure a vertical position of the spindle and the coaxiality between the foot and neck bearings.
FIG. 4 again shows the neck bearing assembly 10 and the foot bearing assembly 20 of the device according to FIG. 1, which, however, are inserted here in a common housing 17. The housing 17 is surrounded by a flange 18, with the aid of which the entire device can be installed in a machine. The outer tube 26 of the foot bearing assembly 20 lies closely against the housing wall 17. For this purpose, the outer tube 26 can expediently have a cross-section deviating from the circular shape, in order to be able to bridge any existing tolerances between the inner diameter of the housing 17 and the outer diameter of the tube 26 and to ensure that the foot bearing assembly 20 is securely held in the housing 17.
5 shows an alternative embodiment of a foot bearing assembly 20 min, in which the outer tube is 26 mm thick-walled and has been extended in the direction of the neck bearing assembly. The outer tube thus also serves as a housing. The insert body 27 min is also made here in one piece with the outer tube 26 min. In contrast to the assembly 20 from FIGS. 1 and 4, this embodiment of the foot bearing assembly 20 min therefore no longer requires an extra housing 17.
6a, 6b show a one-piece design of an inner tube 24 minutes, an outer tube 26 minutes and a damping device 28 minutes. The three elements are formed by a single winding body 50 (FIG. 6b). The winding body 50 is designed somewhat wider in its end regions 50.1 and 50.2. The end region 50.1 forms the innermost winding, which is closed by means of welding points and thus forms the inner tube for 24 minutes. The outermost winding is formed from the end region 50.2, which is also closed and thereby forms the outer tube for 26 minutes. The windings in between remain open and form a damping device for 28 min. Notches 53 are also provided in the area of the end piece 50.1, with the aid of which a foot bearing can be fixed in the inner tube for 24 min in the min.
7a to 7c show all bearing devices for spindles which have an insertion aid for the spindle shaft in order to prevent damage to the foot bearing when the spindle is inserted. In FIG. 7a, this insertion aid is designed in the assembly 10 minutes for the neck bearing in the form of an area 10.1 minutes smaller inside diameter. In FIGS. 7b, 7c, the insertion aid is integrated in the foot bearing assembly 120 or 1-10 min. For this purpose, the assembly 120 according to FIG. 7b has a funnel-shaped extension 124.1 at the upper end of the inner tube 124. In FIG. 7c, on the other hand, a funnel-shaped region 126.1 is molded onto the outer tube 126.