DE10027089A1 - Spindle mounting at a spinner spindle rail has a bearing housing with the individual electromotor drive on a flexible axial support at the spindle rail to give movement play for the precession effects and reduce friction - Google Patents

Spindle mounting at a spinner spindle rail has a bearing housing with the individual electromotor drive on a flexible axial support at the spindle rail to give movement play for the precession effects and reduce friction

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Abstract

Each spindle (12,13), carried at a spindle rail (1), has its own electromotor drive with a rotor (11) and stator (10). The rotor is keyed to the spindle shaft (12) within a bearing housing (5) around the spindle shaft. The bearing housing mounting has movement against the spindle rail on flexible axial supports (9) to give play for the precession effects of spindle rotation. The spindle shaft rotates within a roller bearing (16,17) in the moving bearing housing. The spindle assembly has a roller bearing under the electromotor. The bearing housing is within a pot (4) to restrict the precession effect, and which is filled with an acoustic damping medium. The flexible support has a universal joint structure with a return spring, or a spring rod. A distance tube (2) is a spacer between the spindle rail and the axial support. It has a selected shape to hold a winding sleeve (14) with its end away from the electromotor at the same height.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine von einer Spindelbank getragene Spindel mit Einzelantrieb durch jeweils einen Elektromotor mit Rotor und Stator für eine Spinnereimaschine, bei der der Rotor auf einem Spindelschaft drehfest und in einem den Spindelschaft umfassenden Lagergehäuse angeordnet ist, das drehfest den Stator trägt.The invention relates to a spindle carried by a spindle bench Single drive by one electric motor with rotor and stator for one Spinning machine in which the rotor rotates on a spindle shaft and in one Spindle shaft bearing housing is arranged which rotatably carries the stator.

Eine solche Spindel mit Einzelantrieb ist in der DE 38 18 193 A1 beschrieben. Das Lagergehäuse für den Elektromotor ist dabei mit der Spindelbank fest verschraubt, so daß dem Spindelschaft eine Führung gegeben ist, die diesem zumindest in radialer Richtung kein Spiel erlaubt. Um dabei ein Axialspiel zu vermeiden, ist der Stator gegenüber dem Rotor in Axialrichtung derart versetzt angeordnet, daß bei Aktivierung des Elektromotors dieser eine zusätzliche Kraft in Richtung auf das Fußlager der Spindel erzeugt, wodurch vermieden wird, daß die Spindel zu vertikalen Schwingbewegungen angeregt werden könnte.Such a spindle with a single drive is described in DE 38 18 193 A1. The Bearing housing for the electric motor is firmly screwed to the spindle bank, so that the spindle shaft is given a guide that this at least in the radial direction Game allowed. In order to avoid axial play, the stator is in with respect to the rotor Axial direction arranged such that when the electric motor is activated, this one generates additional force in the direction of the spindle foot bearing, thereby avoiding that the spindle could be excited to vibrate vertically.

Diese bekannte Gestaltung nimmt keine Rücksicht auf bei Drehung der Spindel auftretende Kreiselkräfte, die im Falle einer Unwucht eine Präzession der Kreiselachse hervorrufen. Eine Unwucht ist jedoch beim Bewickeln der Spindel unvermeidbar, da sich dabei geringfügige Ungleichmäßigkeiten ergeben, die u. a. auf das zu wickelnde Garn zurückzuführen sind und die dann zu entsprechenden Radialkräften beim Spinnen führen. Diese Radialkräfte haben eine entsprechende Reibung in den Lagern des Spindelschaftes zur Folge, was sich in einem entsprechend erhöhten Energiebedarf und Verschleiß äußert.This known design takes no account of those that occur when the spindle rotates Gyro forces that cause precession of the gyro axis in the event of an imbalance. A However, imbalance is unavoidable when winding the spindle, as this will result in minor Inconsistencies that u. a. are due to the yarn to be wound and which then lead to corresponding radial forces during spinning. Have these radial forces a corresponding friction in the bearings of the spindle shaft, which results in a correspondingly increased energy consumption and wear.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bei der Drehung des Spindelschaftes auftretende Reibung zu vermindern. Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß das Lagergehäuse gegenüber der Spindelbank dadurch beweglich gelagert ist, daß sich das Lagergehäuse auf einer von der Spindelbank getragenen biegsam gestalteten Axialstütze abstützt, das dem Lagergehäuse ein Spiel für eine bei der Drehung der Spindel auftretende Präzession gibt, wobei der Spindelschaft mittels einer Wälzlagerung im beweglichen Lagergehäuse gelagert ist.The invention has for its object the rotation of the spindle shaft to reduce occurring friction. According to the invention, this is done in that the Bearing housing is movably mounted with respect to the spindle bank in that the Bearing housing on a flexible axial support carried by the spindle bench supports that the bearing housing a game for a occurring during the rotation of the spindle  There is precession, the spindle shaft being movable by means of a roller bearing Bearing housing is stored.

Aufgrund der beweglichen Lagerung des Lagergehäuses kann der Spindelschaft auftretenden Radialkräften nachgeben, so daß die Spindel sich im Sinne der vorstehend erwähnten Präzession als freier Kreisel bewegen kann und damit die sonst auftretenden Reibungskräfte weitestgehend vermieden werden. Dies äußert sich in einem entsprechend verringerten Energiebedarf für den Antrieb des Elektromotors. Die Beweglichkeit für das Lagergehäuse wird durch die biegsam gestaltete Axialstütze gegeben, die aufgrund ihrer Biegung dem Spindelschaft eine entsprechende radiale Ausweichmöglichkeit gibt, ohne daß sich dabei eine Änderung in der Axiallage des Spindelschaftes ergibt. Der Spindelschaft ist dabei mittels einer Wälzlagerung in dem beweglichen Lagergehäuse gelagert, so daß die auf die Spindel wirkenden Radialkräfte sich praktisch reibungsfrei vom Spindelschaft über die Wälzlagerung auf das Lagergehäuse übertragen können, das somit die Präzessionsbewegung des Spindelschaftes entsprechend mitmacht.Due to the movable bearing of the bearing housing, the spindle shaft can occur Give radial forces, so that the spindle in the sense of the aforementioned Precession can move as a free spinning top and thus the friction forces that otherwise occur are largely avoided. This manifests itself in a correspondingly reduced Energy requirement for driving the electric motor. The mobility for the bearing housing is given by the flexible axial support, which due to its bend Spindle shaft gives a corresponding radial alternative, without there being one Change in the axial position of the spindle shaft results. The spindle shaft is thereby a rolling bearing in the movable bearing housing, so that the on the spindle acting radial forces are practically frictionless from the spindle shaft through the roller bearing can be transferred to the bearing housing, thus the precession movement of the Spindle shaft participates accordingly.

Die bisher bekannten Systeme des Einzelantriebs von Spindeln erlaubten für diese eine maximale Drehzahl von ca. 25000 U/min. Demgegenüber hat die Erfahrung gezeigt, daß mit der erfindungsgemäßen, beweglichen Lagerung des Lagergehäuses, das den Spindelschaft mittels einer Wälzlagerung trägt, Drehzahlen für die Spindel in Höhe von 100000 U/min möglich sind. Es ergibt sich also mit der erfindungsgemäßen Lagerung des Lagergehäuses nicht nur eine entscheidende Reibungsverringerung und damit Verringerung des Energiebedarfs und des Verschleißes, sondern auch eine große Erhöhung der Produktionsgeschwindigkeit der betreffenden Spinnereimaschine.The previously known systems of the individual drive of spindles allowed for this one maximum speed of approx. 25000 U / min. In contrast, experience has shown that with the movable storage of the bearing housing according to the invention, which the spindle shaft by means of a rolling bearing, speeds for the spindle of 100,000 rpm possible are. This results with the bearing housing according to the invention not only a decisive reduction in friction and thus a reduction in Energy needs and wear, but also a large increase in Production speed of the spinning machine concerned.

Die Wälzlagerung ordnet man zweckmäßig unterhalb des Elektromotors an, so daß ihr Durchmesser lediglich dem Durchmesser des Spindelschaftes anzupassen ist, der unterhalb des Elektromotors einen relativ kleinen Durchmesser besitzt, so daß man mit einem oder mehreren relativ kleinen Lagern auskommt.The rolling bearing is conveniently arranged below the electric motor, so that you Only adjust the diameter to the diameter of the spindle shaft, which is below of the electric motor has a relatively small diameter, so that one or several relatively small camps.

Um dem Lagergehäuse bei seiner Präzession eine Bewegungsbegrenzung zu geben, bringt man das Lagergehäuse zweckmäßig in einem Topf unter. Dieser Topf kann dann mit seiner Wandung dafür sorgen, daß von ihm aus eine Begrenzung für die Bewegung der Spindel bzw. des Spindelschaftes ausgeht, wenn es zu Präzessionsbewegungen kommt. To give the bearing housing a limitation of movement during its precession to put the bearing housing in a pot. This pot can then be used with his Wall ensure that a limit for the movement of the spindle or of the spindle shaft when precession movements occur.  

Den Topf kann man zweckmäßig dazu ausnutzen, ihn mit einem Medium zur Schalldämpfung zu füllen. Dies ist im Hinblick auf den Arbeitsschutz von erheblicher Bedeutung.The pot can be used appropriately, with a medium for soundproofing to fill. This is of considerable importance with regard to occupational safety.

Die biegsam gestaltete Axialstütze kann in verschiedener Weise aufgebaut sein. Im Prinzip wirkt sie nach Art eines Kardangelenkes, z. B. aus Gummi, das nur eine Schrägstellung nach Art des Abbiegens zuläßt, nicht aber eine Axialbewegung und keinen seitlichen Versatz. Dabei sorgt das Kardangelenk bzw. ein entsprechend wirkendes Bauteil so, daß es aufgrund einer Befestigung an der Spindelbank in keine Drehbewegung versetzt werden kann, dabei aber seine seitliche Abbiegungsmöglichkeit behält, so daß die in dem Spindelschaft auftretenden Axialkräfte, z. B. durch Zunahme des Gewichtes des Wickels von der Wälzlagerung aufgenommen werden können, über die der Spindelschaft im beweglichen Lagergehäuse gelagert ist. Der elastische Gummi oder eine entsprechende Feder am Kardangelenk wirkt so, daß der nicht rotierende Spindelschaft immer und dauerhaft eine senkrechte Stellung (Symmetrie-Achse 18) einnimmt. Die Axialstütze, die einerseits an der Spindelbank befestigt ist und die andererseits drehfest das Lagergehäuse trägt, fängt somit von der angetriebenen Spindel herrührende Drehmomente auf, soweit sich diese über die Wälzlagerung in gewissem Umfang auf das Lagergehäuse auswirken.The flexible axial support can be constructed in various ways. In principle, it acts like a universal joint, e.g. B. made of rubber, which only allows an inclination in the manner of turning, but not an axial movement and no lateral offset. The universal joint or a correspondingly acting component ensures that it cannot be set into a rotational movement due to an attachment to the spindle bench, but still retains its lateral turning possibility, so that the axial forces occurring in the spindle shaft, e.g. B. can be absorbed by increasing the weight of the winding of the rolling bearing, via which the spindle shaft is mounted in the movable bearing housing. The elastic rubber or a corresponding spring on the universal joint acts so that the non-rotating spindle shaft always and permanently assumes a vertical position (axis of symmetry 18 ). The axial support, which is attached to the spindle bench on the one hand and which on the other hand supports the bearing housing in a rotationally fixed manner, thus absorbs torques originating from the driven spindle, insofar as these have a certain effect on the bearing housing via the roller bearing.

Zweckmäßig ist zwischen Spindelbank und Axialstütze als Abstandhalter ein Distanzrohr eingesetzt, das bei wahlweiser Gestaltung seiner Länge eine zur Aufnahme eines Wickels dienende Hülse mit ihrem dem Elektromotor abgewandten Ende im wesentlichen auf gleicher Höhe hält.A spacer tube is useful as a spacer between the spindle bench and the axial support used, the one with optional design of its length to accommodate a wrap serving sleeve with its end facing away from the electric motor essentially at the same Holds high.

Durch Ändern der Distanz-Rohrlänge kann man z. B. unterschiedliche Hülsenlängen (160-300 mm) einfach ausgleichen. Die obere Hülsenspitze kann dann immer in derselben Position bleiben, was für den von oben kommenden Fadenverlauf günstig ist.By changing the distance pipe length you can e.g. B. different sleeve lengths (160-300 mm) simply compensate. The upper sleeve tip can then always be in the same Stay in position, which is favorable for the thread course coming from above.

Anhand der Figur sei die Erfindung im Einzelnen dargestellt.The invention is illustrated in detail with the aid of the figure.

In der Figur ist die Spindelbank 1 schematisch im Schnitt dargestellt, auf der in bekannter Weise eine größere Anzahl von Spindeln montiert ist, von denen hier nur eine dargestellt ist. Auf der Spindelbank 1 ist das Distanzrohr 2 mit dem Zentrierflansch 3 aufgesetzt, wobei das Distanzrohr den Topf 4 trägt, der mit einer Muffe 4a auf das Distanzrohr 2 aufgesetzt ist. Topf 4 und Distanzrohr 2 sind somit fest miteinander verbunden, d. h. der Topf 4 ist gegenüber der Spindelbank 1 unbeweglich angeordnet.In the figure, the spindle bench 1 is shown schematically in section, on which a larger number of spindles are mounted in a known manner, only one of which is shown here. On the spindle rail 1, the spacer tube 2 is fitted with the centering flange 3, wherein the spacer tube carries the pot 4, which is fitted with a sleeve on the spacer tube 4 a second Pot 4 and spacer tube 2 are thus firmly connected to one another, ie pot 4 is arranged immovably in relation to spindle bench 1 .

In dem Topf 4 ist das Lagergehäuse 5 untergebracht, das sich in Richtung auf die Spindelbank 1 zu in dem Lagerrohr 6 fortsetzt. Zwischen dem Boden 7 des Lagerrohrs 6 und dem Boden 8 des Topfes 4 ist die biegsam gestaltete Axialstütze 9 angebracht, die somit das Lagergehäuse 5 trägt. Auf ihre Gestaltung und Funktion wird weiter unten näher eingegangen. Innerhalb des Lagergehäuses 5 ist der als Einzelantrieb dienende Elektromotor untergebracht, bestehend aus Stator 10, der drehfest am Lagergehäuse 5 angebracht ist, und dem Rotor 11, der drehfest auf dem Spindelschaft 12 aufgepreßt ist. Der Spindelschaft 12 setzt sich nach oben hin in das Spindeloberteil 13 fort, das in bekannter Weise eine Hülse 14 zur Aufnahme des späteren Wickels trägt. Zu dem Stator 10 führt die durch eine strichpunktierte Linie angedeutete Zuleitung 15, über die der aus Stator 10 und Rotor 11 bestehende Elektromotor mit elektrischer Energie versorgt wird.The bearing housing 5 is accommodated in the pot 4 and continues in the bearing tube 6 in the direction of the spindle bench 1 . Between the bottom 7 of the bearing tube 6 and the bottom 8 of the pot 4 , the flexible axial support 9 is attached, which thus supports the bearing housing 5 . Their design and function are discussed in more detail below. Within the bearing housing 5 serving as the single drive motor is housed, consisting of stator 10 rotatably mounted on the bearing housing 5, and the rotor 11 which is rotatably fitted onto the spindle shaft 12th The spindle shaft 12 continues upwards into the spindle upper part 13 , which carries a sleeve 14 in a known manner for receiving the later winding. The supply line 15 , indicated by a dash-dotted line, leads to the stator 10 , via which the electric motor consisting of the stator 10 and the rotor 11 is supplied with electrical energy.

Im Bereich des Lagerrohrs 6 sind die beiden Wälzlager 16, 17 angebracht, die die Wälzlagerung für den Spindelschaft 12 gegenüber dem Lagergehäuse 5 bzw. dem Lagerrohr 6 bilden. Die beiden Wälzlager 16 und 17 erlauben die praktisch reibungslose Verdrehung des Spindelschaftes 12 gegenüber dem Lagergehäuse 5, wobei sie aber auf den Spindelschaft 12 ggf wirkende Axialkräfte auffangen und damit den Spindelschaft 12 in der dargestellten Lage relativ zu dem Lagergehäuse 5 festhalten.In the area of the bearing tube 6 , the two roller bearings 16 , 17 are attached, which form the roller bearing for the spindle shaft 12 relative to the bearing housing 5 and the bearing tube 6 . The two roller bearings 16 and 17 allow the spindle shaft 12 to rotate with respect to the bearing housing 5 in a practically smooth manner, but they absorb any axial forces acting on the spindle shaft 12 and thus hold the spindle shaft 12 in the position shown relative to the bearing housing 5 .

Bei Antrieb des Elektromotors 10/11 wird der Spindelschaft 12 mit dem Spindeloberteil 13 in Drehung versetzt, wobei sich infolge nicht ganz gleichmäßiger Ausbildung eines Wickels auf der mit dem Spindeloberteil 13 mitgedrehten Hülse 14 gewisse Radialkräfte ergeben, die dann in bekannter Weise wie bei einem Kreisel zu einer Präzession des Spindelschaftes 12 und damit der Hülse 14 führen. Diese Präzession ist in der Figur dadurch angedeutet, daß sie einen Winkel zwischen der Symmetrieachse 18 und der Figurenachse 19 (Auslenkung des Spindelschaftes 12) gegenüber der Symmetrieachse 18 bildet. Die Figurenachse 19 wandert derart um die Symmetrieachse 18 herum, daß sie dabei die Wandung eines entsprechenden Kegels durchläuft. Diese Bewegung wird hier dadurch ermöglicht, daß mit dieser Bewegung des Spiegelschaftes 12 auch die gleichartige Bewegung des Lagergehäuses 5 vor sich geht, das zu diesem Zweck entsprechend beweglich gelagert ist. Es entstehen dabei also im Bereich der Wälzlager 16 und 17 keine durch die Präzession bedingten Reibungskräfte. Die Präzession wird durch den Topf 4 mit seinen Gummipuffern 20, 21 gegebenenfalls begrenzt.When driving the electric motor 10/11 is added to the spindle shaft 12 with the spindle top part 13 to rotate, whereby a roll give 14 some radial forces due to not quite uniform forming on the jointly rotated with the spindle top part 13 sleeve which then in a known way as a gyroscope lead to a precession of the spindle shaft 12 and thus the sleeve 14 . This precession is indicated in the figure in that it forms an angle between the axis of symmetry 18 and the axis 19 of the figure (deflection of the spindle shaft 12 ) relative to the axis of symmetry 18 . The figure axis 19 moves around the axis of symmetry 18 in such a way that it passes through the wall of a corresponding cone. This movement is made possible by the fact that with this movement of the mirror shaft 12 also the same movement of the bearing housing 5 takes place, which is accordingly movably mounted for this purpose. There are therefore no frictional forces caused by the precession in the area of the roller bearings 16 and 17 . The precession is possibly limited by the pot 4 with its rubber buffers 20 , 21 .

Ermöglicht wird die vorstehend beschriebene Präzessionsbewegung durch die biegsam gestaltete Axialstütze 9, die hier als eine Art axialstabiler Gummipuffer ausgebildet ist, der einerseits kein Zusammenstauchen bzw. Ausdehnen zuläßt, aber seine Verbiegung in bezug auf die Symmetrieachse 18 ermöglicht, wodurch die Symmetrieachse 18 dann in die dargestellte Lage der Figurenachse 19 übergehen kann. Dreht der Spindelschaft nicht, oder ist keine Unwucht der Wicklung vorhanden, stellt der axialstabile Gummipuffer den Spindelschaft immer in die senkrechte Symmetrieachse 18 zurück.The precession movement described above is made possible by the flexible axial support 9 , which is designed here as a kind of axially stable rubber buffer, which on the one hand does not allow compression or expansion, but allows it to bend with respect to the axis of symmetry 18 , as a result of which the axis of symmetry 18 then enters the shown position of the figure axis 19 can pass. If the spindle shaft does not rotate, or if there is no imbalance in the winding, the axially stable rubber buffer always returns the spindle shaft to the vertical axis of symmetry 18 .

Es sei noch darauf hingewiesen, daß, wie oben schon erwähnt, auch andere technische Gestaltungen für die Axialstütze verwendet werden können, z. B. ein Kardangelenk mit Rückholfeder, oder ein Federstab.It should also be noted that, as mentioned above, other technical Designs for the axial support can be used, for. B. with a universal joint Return spring, or a spring bar.

Claims (6)

1. Von einer Spindelbank (1) getragene Spindel (12, 13) mit Einzelantrieb durch jeweils einen Elektromotor mit Rotor (11) und Stator (10) für eine Spinnereimaschine, bei der der Rotor (11) auf einem Spindelschaft (12) drehfest und in einem den Spindelschaft (12) umfassenden Lagergehäuse (5) angeordnet ist, das drehfest den Stator (10) trägt, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagergehäuse (5) gegenüber der Spindelbank (1) dadurch beweglich gelagert ist, daß sich das Lagergehäuse (5) auf einer von der Spindelbank (1) getragenen biegsam gestalteten Axialstütze (9) abstützt, das dem Lager­ gehäuse (5) ein Spiel für eine bei der Drehung der Spindel (12, 13) auftre­ tenden Präzession gibt, wobei der Spindelschaft (12) mittels einer Wälzlage­ rung (16, 17) im beweglichen Lagergehäuse (5) gelagert ist.1. From a spindle bank ( 1 ) carried spindle ( 12 , 13 ) with individual drive by an electric motor with rotor ( 11 ) and stator ( 10 ) for a spinning machine, in which the rotor ( 11 ) on a spindle shaft ( 12 ) and non-rotatable is arranged in a bearing housing ( 5 ) which surrounds the spindle shaft ( 12 ) and which carries the stator ( 10 ) in a rotationally fixed manner, characterized in that the bearing housing ( 5 ) is movably supported relative to the spindle bench ( 1 ) in that the bearing housing ( 5 ) supported on a flexibly designed axial support ( 9 ) carried by the spindle bank ( 1 ), which gives the bearing housing ( 5 ) a play for a precession occurring when the spindle ( 12 , 13 ) rotates, the spindle shaft ( 12 ) by means of a roller bearing tion ( 16 , 17 ) is mounted in the movable bearing housing ( 5 ). 2. Spindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzlagerung (16, 17) unterhalb des Elektromotors (10, 11) angeordnet ist.2. Spindle according to claim 1, characterized in that the rolling bearing ( 16 , 17 ) below the electric motor ( 10 , 11 ) is arranged. 3. Spindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagergehäuse (5) in einem Topf 4 zur Begrenzung der Präzession der Spindel (12, 13) un­ tergebracht ist.3. Spindle according to claim 1, characterized in that the bearing housing ( 5 ) in a pot 4 for limiting the precession of the spindle ( 12 , 13 ) is housed un. 4. Spindel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Topf (4) mit einem Medium zur Schalldämpfung gefüllt ist.4. Spindle according to claim 3, characterized in that the pot ( 4 ) is filled with a medium for sound absorption. 5. Spindel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialstütze (9) nach Art eines Kardangelenks gestaltet ist. 5. Spindle according to one of claims 1 to 4, characterized in that the axial support ( 9 ) is designed in the manner of a universal joint. 6. Spindel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Spindelbank (1) und Axialstütze (9) als Abstandhalter ein Distanz­ rohr (2) eingesetzt ist, das bei wahlweiser Gestaltung seiner Länge eine zur Aufnahme eines Wickels dienende Hülse (14) mit ihrem dem Elektromotor abgewandten Ende im wesentlichen auf gleicher Höhe hält.6. Spindle according to one of claims 1 to 5, characterized in that between the spindle bench ( 1 ) and the axial support ( 9 ) a spacer tube ( 2 ) is used as a spacer, which with an optional design of its length serves to receive a winding sleeve ( 14 ) holds with its end facing away from the electric motor substantially at the same level.
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8181 Inventor (new situation)

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