CH695271A5 - Spinnspindellagerung. - Google Patents

Description

CH 695271 A5

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Spinnspindellagerung einer Ringspinnmaschine gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Die Umwandlung von Natur- und Kunstfasern zu einem Garn erfordert eine Reihe von Teilarbeitsgängen. Die letzte Arbeitsstufe wird üblicherweise als Feinspinnen bezeichnet. Dabei erhält das gesponnene Garn seine endgültige Feinheit und Festigkeit. Das Feinspinnen erfordert einen wesentlichen Aufwand des gesamten Garnherstellungsprozesses, und zwar sowohl im Hinblick auf den zeitlichen Aufwand, die Investitionen als auch auf den Energieverbrauch. Dem klassischen Handspinnen mit Spinnrädern am nächsten kommt das aus dem Stand der Technik hinglänglich bekannte Ringspinnen. Dabei wird das gesponnene Garn, wie beim klassischen Spinnrad, auf eine rotierende Spinnspindel aufgewickelt. Zum Unterschied vom klassischen Spinnrad, welches nur eine einzige, relativ langsam rotierbare Spinnspindel aufweist, sind bei einer Ringspinnmaschine auf einer Spindelbank eine Vielzahl von Spinnspindeln, beispielsweise bis zu 500 und mehr, angeordnet, auf welche das gesponnene Garn aufgewickelt wird. Die Spinnspindeln werden dabei mit Geschwindigkeiten von beispielsweise 10 000 bis 25 000 Umdrehungen pro Minute rotiert.

[0003] Die heutzutage üblicherweise eingesetzten Spinnspindeln weisen ein Spindeloberteil, umfassend einen Spindelschaft, einen Antriebswirtel und einen Spindelaufsatz, sowie ein Spindelunterteil auf, welches an einer Spindelbank befestigbar ist und das Spindeloberteil aufnimmt. Das Spindeloberteil ist dabei von einem meist als Rollenlager ausgebildeten radialen Halslager und einem üblicherweise als Gleitlager ausgebildeten Fusslager, das als Trag- und Führungslager dient, abgestützt. Das Halslager sitzt in der Regel starr innerhalb eines Traggehäuses des Spindelunterteils, während das Fusslager radial beweglich in einer Führungshülse angeordnet ist. Die Führungshülse ist an ihrem, dem Halslager zugewandten Ende starr mit dem Traggehäuse verbunden und konstruktiv derart ausgebildet, dass das Fusslager radiale Bewegungen ausführen kann. Die Führungshülse ist üblicherweise von einem Stahlrohr gebildet, welches im Bereich zwischen der Befestigung im Traggehäuse und der Aufnahme des Fusslagers durch radiale oder schraubenlini-enförmig verlaufende Einschnitte geschwächt ist, um die gewünschte seitliche Nachgiebigkeit zu erzielen.

[0004] Der Antriebswirtel umgibt konzentrisch das das Halslager aufnehmende Traggehäuse und ist drehfest mit dem Spindelschaft verbunden. Der Antrieb der Spinnspindeln erfolgt über einen Treibriemen, der tangential an der Aussen-fläche des Antriebswirteis anliegt. Das Halslager ist etwa in der Höhe des Treibriemens, im Bereich des Antriebswirteis angeordnet und nimmt im Wesentlichen die vom Treibriemen ausgeübten Radialkräfte auf. Der Durchmesser des An-triebswirtels hat einen wesentlichen Einfluss auf den Kraftbedarf für den Antrieb der Spinnspindel. Bei einer vorgegebenen Spindeldrehzahl muss der Treibrieben samt Spann- und Leitrollen umso schneller laufen, je grösser der Durchmesser des Antriebswirteis ist. Der kleinstmögliche Durchmesser des Antriebswirteis wird bestimmt durch den Aussendurch-messer des radialen Halslagers sowie die Dicke der Traggehäusewandung, welche das Halslager umgibt. Der Aussen-durchmesser des Halslagers wird wiederum bestimmt von der im Betrieb zu erwartenden Lagerbelastung. Diese ist im Wesentlichen abhängig vom Gewicht des rotierenden Spindeloberteils und dessen Drehzahl. Das Gewicht des Spindeloberteils ist zu einem wesentlichen Teil von der Grösse des Spindelaufsatzes bzw. Kopses bestimmt, auf den das Garn aufgespult wird. Die Kopsgrösse ist in der Regel standardisiert und abhängig von den nachgeschalteten weiterverarbeitenden Textilmaschinen.

[0005] Es wird eine möglichst hohe Spindeldrehzahl angestrebt, die bei den heute üblichen Kopsformaten bei maximal 25 000 Umdrehungen pro Minute liegt. Aus diesen Randbedingungen ergibt sich die Belastung des Halslagers im Betrieb, welche wiederum Dimensionierung, insbesondere den Aussendurchmesser des Halslagers festlegt: In der DE-A-4 409 725 ist daher vorgesehen, die Wälzkörper des radialen Halslagers unmittelbar an einer Innenfläche eines verlängerten, durchgehenden, zylindrischen Lägeraussenrings ablaufen zu lassen. Der an die Lauffläche für die Wälzkörper anschliessende Abschnitt des Lageraussenrings dient zum Aufstecken des Radiallagers auf das Traggehäuse. Der zylindrische Aussenring ist mit dem Traggehäuse üblicherweise durch einen Presssitz verbunden. Dabei ist der verlängerte, Abschnitt des Lageraussenrings entweder über den Endbereich oder in die Bohrung des Traggehäuses gepresst. Aus Festigkeitsgründen weist der Lageraussenring über seine gesamte Längserstreckung eine relativ grosse, gleich-mässige Wandstärke auf. Die Wandstärke ist jedoch ein Kompromiss aus der gewünschten Stabilität des Lageraussenrings im Bereich der Wälzkörper und der für das Auf- bzw. Einpressen des Radiallagers erforderlichen Verformbarkeit des verlängerten Abschnittes. Beim Auf- bzw. Einpressen des Radiallagers kann es zu einer unerwünschten Verformung der Innenfläche des Lageraussenrings im Bereich der Wälzkörper kommen. Dies hat negative Auswirkungen auf die Lagerqualität, insbesondere auf den Rundlauf des Lagers, und kann die erzielbare maximale Umdrehungszahl der Spinnspindel beeinträchtigen.

[0006] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, diesen zum Teil widersprüchlichen Anforderungen nachzukommen und den Beschränkungen der Spinnspindellagerungen des Stands der Technik abzuhelfen. Dabei sollen möglichst höhe Umdrehungszahlen für die Spinnspindeln ermöglicht sein.

[0007] Die Lösung dieser Aufgabe besteht in einer Spinnspindellagerung in einer Ringspinnmaschine, welche die im kennzeichnenden Abschnitt des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale aufweist. Weiterbildungen und/oder vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

[0008] Bei der erfindungsgemäss ausgebildeten Spinnspindellagerung ist das Halslager als ein Rollenlager ausgebildet. Der Lageraussenring des Rollenlagers und das sich in axialer Richtung erstreckende Traggehäuse sind einstückig als zylindrische Trag-/Lagerhülse ausgebildet. Die Trag-/Lagerhülse ist mit einer durchgehenden Bohrung versehen und durch einen gegenüber der Innenwandung vorspringenden ringförmigen Bund in einen Traggehäuseabschnitt und den Lageraussenring geteilt. Der ringförmige Bund bildet eine integrierte untere Bordscheibe, auf der sich die an der Innen-

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wandung des Lageraussenrings ablaufenden Wälzkörper des Radiallagers abstützen.

[0009] Durch die einstückige Ausbildung des Lageraussenrings mit dem Traggehäuse und die Integration der unteren Bordscheibe in eine kombinierte Trag-/ Lagerhülse entfallen Verspannungen, die bei der Montage des Radiallagers am Traggehäuse auftreten und zu Unrundheiten der Lauffläche führen können, gänzlich. Der Aussendurchmesser der kombinierten Trag-/Lagerhülse ist durch den Aussendurchmesser des den Lageraussenring bildenden Abschnitts festgelegt und nur von der Dimensionierung des Halslagers abhängig. Dadurch kann der Aussendurchmesser möglichst klein gehalten werden. Im eingesteckten Zustand übergreift der Antriebswirtel der Spinnspindel den Lageraussenring und grenzt mit geringem radialem Abstand unmittelbar an den Lageraussenring an. Dadurch kann auch der Aussendurchmesser des Antriebswirteis klein gehalten werden, um bei vorgegebener Umlaufgeschwindigkeit eines Antriebsriemens eine möglichst hohe Umdrehungszahl der Spinnspindel zu gewähleisten.

[0010] Der Überstand des ringförmigen Bunds gegenüber der Innenwandung der Trag-/Lagerhülse beträgt etwa 0,8 mm bis etwa 2,0 mm. Seine axiale Dicke beträgt etwa 2 mm bis etwa 4 mm. Diese Dimensionierung ist ausreichend für die im Betrieb auftretenden Belastungen durch die sich abstützenden Wälzkörper.

[0011] Der den Lageraussenring bildende Abschnitt der Trag-/Lagerhülse wird mit Vorteil von einem dünnwandigen, zylindrischen Ringfortsatz überragt. Der dabei gebildete Absatz dient als Auflagefläche für eine obere Bordscheibe, die das Radiallager abschliesst und vor Verschmutzung schützt.

[0012] Mit Vorteil wird der axiale Endabschnitt des zylindrischen Ringfortsatzes nach dem Einlegen der oberen Bordscheibe eingebördelt. Dadurch ist die obere Bordscheibe unverlierbar gehalten.

[0013] In einer vorteilhaften Variante der Erfindung ist nur die Lauffläche für die Wälzkörper gehärtet, während der das Traggehäuse bildende Abschnitt der Trag-/Lagerhülse ungehärtet ist. Durch den Härtungsvorgang weist die einer höheren Beanspruchung unterworfene Lauffläche für die Wälzkörper eine grössere Verschleissfestigkeit auf. Die Wälzkörper der Lagerung können zylindrische oder leicht bombierte Wälzflächen aufweisen. Vorzugsweise sind die Wälzkörper zylindrische Lagerrollen. Die grössere Anlagefläche der zylindrischen Lagerrollen verbessert die Verschleissfestigkeit zusätzlich.

[0014] Bei einer in das Traggehäuse eingesteckten Spinnspindel übergreift der drehfest mit dem Spindelschaft verbundene Antriebswirtel den den Lageraussenring bildenden Abschnitt der Trag-/Lagerhülse derart, dass eine an der Aus-senfläche des Antriebswirteis vorgesehene Angriffsfläche für einen Treibriemen oder dergleichen etwa in Höhe der Lauffläche für die Wälzkörper verläuft. Durch den zentralen Angriff des Treibriemens im Bereich der Wälzkörper ergibt sich eine bessere AbStützung und Kippmomente können besser abgefangen werden.

[0015] Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Lagerung für eine Spinnspindel. Es zeigen in schematischer, teilweise axial geschnittener Darstellung:

Fig. 1 eine Spinnspindel des Stands der Technik; und

Fig. 2 einen Axialschnitt einer Spinnspindel mit einem erfindungsgemässen Halslager.

[0016] Fig. 1 zeigt eine Spinnspindel 101 des Stands der Technik, die in ihrer Gebrauchslage an einer Spindelbank B einer Ringspinnmaschine montiert ist. Dazu weist ein Spindelgehäuse 108 einen Flansch 116 auf und ist mittels einer Befestigungsmutter M, die auf ein Aussengewinde am Spindelgehäuse 108 aufgeschraubt ist, an der Spindelbank B befestigt. Im Spindelgehäuse 108 ist ein Traggehäuse 109 untergebracht, in dessen oberhalb der Spindelbank B angeordneten Endabschnitt ein als Rollenlager ausgebildetes, radiales Halslager 110 eingepresst ist. Das Halslager 110 weist eine Reihe von Rollen oder Walzen 112 auf und ist von einem zylindrischen Aussenring 111 begrenzt. Der zylindrische Aussenring 111 ist innerhalb des Endabschnittes des Traggehäuses 109 im Presssitz gehalten. Das Traggehäuse 109 umschliesst und trägt eine Führungshülse 113, die seitlich nachgiebig ausgebildet ist. Dazu ist die Führungshülse 113, die vielfach aus Stahl gefertigt ist, mit schraubenlinienförmig verlaufenden Einschnitten 114 versehen. An seinem dem Halslager 110 abgewandten Ende trägt die Führungshülse 113 ein Fusslager 115, das üblicherweise als Gleitlager ausgebildet ist.

[0017] Das Spindelgehäuse 108 trägt ein Spindeloberteil 102, welches einen Spindelschaft 103, einen Antriebswirtel 104 und einen Spindelaufsatz 107 umfasst. Im zusammengesetzten Zustand der Spinnspindel 101 ist der Spindelschaft 103 in das Spindelgehäuse 108 eingesetzt, wo er axial vom Fusslager 115 abgestützt wird. Radial wird der Spindelschaft 103 von den Rollen 112 des Halslagers 110 abgestützt. Der Antriebswirtel 104 ist drehfest mit dem Spindelschaft 103 verbunden und umschliesst das Traggehäuse 109, welches das Spindelgehäuse 108 axial überragt. Die Innenwandung 106 des Antriebswirteis befindet sich dabei in unmittelbarer Nachbarschaft zur Aussenwandung des Traggehäuses 109. An der Aussenfläche 105 des Antriebswirteis 104 hegt tangential ein Treibriemen an, über den die Spinnspindel 101 in Rotation versetzbar ist. Wie aus der Darstellung unmittelbar ersichtlich ist, ergibt sich der Aussendurchmesser des Antriebswirteis aus den für die geforderte Belastbarkeit des Halslagers 110 resultierenden Dimensionen und der Wandstärke des Traggehäuses 109, in dessen Endabschnitt das Halslager 110 eingepresst ist.

[0018] Das Spindelgehäuse 108 ist üblicherweise mit Öl gefüllt, welches zur Schmierung und zur Dämpfung dient. Es können auch noch weitere Dämpfelemente vorgesehen sein, die im Zusammenwirken mit dem Öl die laterale Auslenkbarkeit des Spindelschafts 103 dämpfen.

[0019] Ein in Fig. 2 in seiner üblichen Gebrauchslage gezeigtes Ausführungsbeispiel der Spinnspindel mit einem erfindungsgemässen Halslager ist gesamthaft mit dem Bezugszeichen 1 versehen. Die Spinnspindel 1 weist ein Spindelgehäuse 4 und ein eingestecktes Spindeloberteil 2 auf. Das Spindelgehäuse 4 ist mit einem sich erweiternden Flansch 6

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ausgestattet und besitzt ein Aussengewinde 5 zur Befestigung an einer Spindelbank der Ringspinnmaschine. Das Spindeloberteil 2 umfasst wiederum einen Spindelschaft 3, der radial von einem Halslager 9 abgestützt ist. Das Halslager 9 ist als Rollenlager ausgebildet und weist einen Lageraussenring 10 auf, an dessen Innenwandung 11 die Wälzkörper 12 des Radiallagers ablaufen. Die Wälzkörper 12 sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiels als zylindrische Rollen ausgebildet. Der Spindelaufsatz ist in der Darstellung nicht sichtbar.

[0020] Der Spindelschaft 3 ist in das Spindelgehäuse 4 eingesteckt und erstreckt sich durch eine mit 17 bezeichnete Führungshülse. Dabei stützt sich der Fuss des Spindelschaftes 3 an einem an der Führungshülse 17 montierten Fusslager 20 axial ab. Das Fusslager 20 ist vorzugsweise als ein Gleitlager ausgebildet. Die Führungshülse 17 besteht aus Kunststoff, beispielsweise aus einem ölbeständigen PVC. Dadurch wirkt die Führungshülse 17 zusätzlich dämpfend und fördert den ruhigen Lauf der Spinnspindel 1. Die Führungshülse 17 ist in einem Traggehäuse 8 montiert, welches die Führungshülse 17 umgibt und das Spindelgehäuse 5 in axialer Richtung überragt. Dazu ist in der Innenwandung des Traggehäuses eine umlaufende Ringnut 19 ausgespart, in die ein radial flexibler Haltering 18 eingesetzt ist. Der Haltering 18 ist mit geringem radialem Spiel in der umlaufenden Ringnut 19 gehalten, radial aufweitbar und greift in eine Um-fangsnut 22 der Führungshülse 17.

[0021] Gemäss der Erfindung sind der Lageraussenring 10 und das Traggehäuse 8 einstückig als eine Trag-/Lagerhülse 7 ausgebildet, die im Spindelgehäuse 4 gehalten ist. Die kombinierte Trag-/Lagerhülse 7 weist eine axiale Durchgangsbohrung 71 auf. Ein gegenüber der Innenwandung der Trag-/Lagerhülse 7 vorspringender ringförmiger Bund 14 teilt die Hülse 7 in den Traggehäuseabschnitt 8 und in den Lageraussenring 10. Der ringförmige Bund 14 bildet gleichzeitig eine integrierte untere Bordscheibe, an der sich die in einem Lagerkäfig 13 angeordneten Lagerrollen 12 abstützen. Der radiale Überstand des ringförmigen Bunds 14 beträgt etwa 0,8 mm bis etwa 2 mm. Seine axiale Dicke beträgt etwa 2 mm bis etwa 4 mm.

[0022] Die Innenwandung 11 des Lageraussenrings 10 bildet die Lauffläche für die Lagerrollen 12. Vorzugsweise ist die Lauffläche 11 gehärtet. Der Lageraussenring 10 wird von einem zylindrischen Ringfortsatz 15 überragt, der eine deutlich geringere Wandstärke aufweist als der Lageraussenring 10. Auf der dadurch gebildeten Ringschulter 21 stützt sich eine mit einer zentrischen Bohrung versehene obere Bordscheibe 16 ab, die das Halslager 9 vor Verunreinigungen bewahrt. Das ringförmige freie Ende des Ringfortsatzes 15 ist umgebördelt, damit die obere Bordscheibe 16 unverlierbar gehalten ist.

Claims (8)

Patentansprüche

1. Spinnspindellagerung in einer Ringspinnmaschine, bei welcher ein Schaft (3) einer Spinnspindel (1) von einem als Radiallager ausgebildeten Halslager (9) mit einem Lageraussenring (10) und das Fussende des Schaftes (3) von einem axialen Fusslager (20) abgestützt ist, welches von einem sich axial erstreckenden Traggehäuse (8) getragen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageraussenring (10) und das Traggehäuse (8) einstückig als eine zylindrische Trag-/Lagerhülse (7) ausgebildet sind, welche mit einer durchgehenden Bohrung (71) versehen und durch einen gegenüber der Innenwandung vorspringenden ringförmigen Bund (14) in den Traggehäuseabschnitt (8) und den Lageraussenring (10) geteilt ist, dessen Innenwandung eine Lauffläche (11) für die Wälzkörper (12) des Radiallagers (9) bildet, wobei sich die Wälzkörper (12) axial am ringförmigen Bund (14) abstützen, der eine integrierte untere Bordscheibe bildet.

2. Spinnspindellagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Bund (14) gegenüber der Innenwandung der Trag-/Lagerhülse (7) einen radialen Überstand von 0,8 mm bis 2 mm und eine axiale Dicke von 2 mm bis 4 mm aufweist.

3. Spinnspindellagerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der den Lageraussenring (10) bildende Abschnitt der Trag-/Lagerhülse (7) von einem zylindrischen Ringfortsatz (15) überragt wird.

4. Spinnspindellagerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Endabschnitt des zylindrischen Ringfortsatzes (15) nach dem Einlegen einer oberen Bordscheibe (16) eingebördelt ist.

5. Spinnspindellagerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lauffläche (11) für die Wälzkörper (12) gehärtet ist.

6. Spinnspindellagerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das axiale Fusslager (20) an einer Führungshülse (17) befestigt ist, die vom Traggehäuseabschnitt (8) der Trag-/Lagerhülse (7) getragen ist und vorzugsweise aus einem ölbeständigen Kunststoff, beispielsweise aus einem PVC, besteht.

7. Spinnspindellagerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungshülse (17) wenigstens im Bereich des axialen Fusslagers (20) seitlich nachgiebig ausgebildet ist.

8. Spinnspindellagerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im zusammengesetzten Zustand der Spinnspindel (1) ein drehfest mit dem Spindelschaft (3) verbundener Antriebswirtel den Lage-raussenringabschnitt (10) der Trag-/Lagerhülse (7) übergreift und eine an der Aussenfläche des Antriebswirteis vorgesehene Angriffsfläche für einen Treibriemen etwa in Höhe der Lauffläche (11 ) für die Wälzkörper (12) verläuft.

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