DE102006031450A1 - Spindel für ein Schraubengetriebe - Google Patents

Spindel für ein Schraubengetriebe Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spindel für ein Schraubengetriebe, insbesondere für eine an einer Spulstelle (2) einer Kreuzspulen herstellenden Textilmaschine (1) angeordnete Abspulhilfsvorrichtung (23). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Spindel (35) als mehrteiliges Bauteil ausgebildet ist und einen länglichen Spindelgrundkörper (38) sowie eine Vielzahl von am Spindelgrundkörper (38) festlegbaren Gewindesegmenten (39) aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Spindel für ein Schraubengetriebe gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Im Zusammenhang mit Kreuzspulen herstellenden Textilmaschinen ist es seit langem bekannt, im Bereich der Spulstellen dieser Textilmaschinen Vorrichtungen anzuordnen, die das Abziehen der Fäden von den Spinnkopsen verbessern.
  • Solche Vorrichtungen, die oberhalb der in Spinnstellung positionierten Spinnkopse angeordnet sind, sorgen dafür, dass die Fadenspannung während des Umspulprozesses auf einem für den Faden unschädlichen Niveau gehalten wird.
  • Derartige, auch als Abspulhilfsvorrichtung bezeichnete Vorrichtungen sind in zahlreichen Patentschriften, beispielsweise in der nachveröffentlichten DE 10 2005 018 381 A oder in der DE 42 21 559 A1 ausführlich beschrieben.
  • Die Abspulhilfsvorrichtung gemäß DE 10 2005 018 381 A weist einen vertikal verschiebbar gelagerten Ballonbegrenzer, eine rohrförmige Fadenführungseinrichtung sowie einen während der Fadenübergabe durch ein Greiferrohr unterdruckbeaufschlagbaren Adapter auf.
  • Der Ballonbegrenzer ist während des Spulbetriebes über einen zugehörigen Antrieb definiert in vertikaler Richtung verlagerbar und wird während der Spulenreise, dem Abspulfortschritt des Spinnkopses folgend, nach unten verfahren.
  • Der DE 10 2005 018 381 A sind allerdings keinerlei Hinweise daraufhin entnehmbar, wie die Verlagerung des Ballonbegrenzers im Einzelnen erfolgt, das heißt, welchen konstruktiven Aufbau die Antriebseinrichtung für den Ballonbegrenzer aufweist.
  • In der DE 42 21 559 A1 ist eine vergleichbare Spulstelle einer Kreuzspulen herstellenden Textilmaschine beschrieben. Auch diese Spulstelle ist mit einer Abspulhilfsvorrichtung ausgestattet.
  • Diese bekannte Abspulhilfsvorrichtung verfügt über ein definiert höhenverstellbares, über den Spinnkops absenkbares, erstes Fadenführungselement, auf dem eine ebenfalls höhenverstellbar gelagerte Fadenführungsglocke abgestützt ist.
  • Die Fadenführungsglocke ist an einer Gleitstange zwischen zwei Anschlägen geführt, durch die der maximale Verstellbereich der Fadenführungsglocke vorgegeben ist.
  • Das definiert höhenverstellbare erste Fadenführungselement ist dabei entweder, wie beispielsweise in 1 der DE 42 21 559 A1 dargestellt, über einen Pneumatikzylinder vertikal verstellbar oder die vertikale Verlagerung dieses Fadenführungselementes erfolgt durch ein Schraubengetriebe, dessen Spindel durch einen Elektromotor rotatorisch beaufschlagt wird, wie dies zum Beispiel in den 26 und 27 dargestellt ist.
  • Solche Schraubengetriebe sind im Maschinenbau im Prinzip seit langem bekannt.
  • Derartige auch als Bewegungsschrauben bezeichnete Einrichtungen dienen in der Regel zum Umwandeln einer Drehbewegung in eine Längsbewegung bzw. zur Erzeugung großer Stell- oder Haltekräfte. Der Einsatz solcher Schraubengetriebe ist zum Beispiel bei Drehmaschinen üblich, deren Leitspindeln zum Einstellen der Werkzeuge in der Regel als Schraubengetriebe ausgebildet sind.
  • Des Weiteren sind solche Schraubengetriebe beispielsweise auch von Schraubstöcken her bekannt, bei denen in der Regel ein Haltebacken mittels einer entsprechenden Spindel verstellbar ist.
  • Schließlich weisen auch Pneumatikventile meistens Ventilspindeln auf, die als Schraubengewinde ausgebildet sind.
  • Bei den bekannten Schraubengetrieben ist in der Regel zumindest die Spindel aus einem metallischen Werkstoff, zum Beispiel Stahl, Messing oder Aluminium bzw. aus einer Legierung dieser Werkstoffe, gefertigt.
  • Da solche Spindeln aufgrund ihrer vielen Hinterschneidungen im Bereich der Gewindegänge im Gussverfahren wirtschaftlich kaum herzustellen sind, ist es bislang üblich, solche Spindeln durch spanende Formung, beispielsweise auf einem Dreh- oder einem Schleifautomaten, herzustellen.
  • Die spanende Formung solcher Spindeln stellt allerdings ein relativ kostenintensives Fertigungsverfahren dar.
  • Ausgehend von Spindeln für Schraubengetriebe der vorstehend beschriebenen Gattung liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Spindel zu entwickeln, die insbesondere bei einer Fertigung in größeren Stückzahlen, kostengünstig herzustellen ist und die, vorzugsweise im Zusammenhang mit einer an einer Spulstelle einer Kreuzspulen herstellenden Textilmaschine angeordneten Abspulhilfsvorrichtung, als Teil eines Schraubengewindes vorteilhaft eingesetzt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Spindel gelöst, wie sie im Anspruch 1 beschrieben ist.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die erfindungsgemäße Ausführungsform, bei der die Spindel als mehrteiliges Bauteil ausgebildet ist, das heißt einen länglichen Spindelgrundkörper sowie eine Vielzahl von am Spindelgrundkörper festlegbaren Gewindesegmenten aufweist, hat den Vorteil, dass die einzelnen Bauteile der Spindel jeweils ohne spanende Formung herstellbar sind.
  • Bei der Fertigung der Bauteile der erfindungsgemäßen Spindel kommen vorzugsweise zwei- oder mehrteilige Urformwerkzeuge zum Einsatz, die entweder einen einem Spindelgrundkörper oder einen einem Gewindesegment entsprechenden Hohlraum aufweisen, der mit einem geeigneten Material ausgegossen werden kann.
  • Nach dem Entformen der Urformwerkzeuge liegen sofort Bauteile vor, die nahezu ohne Nachbehandlung, kostengünstig zu einer erfindungsgemäßen Spindel zusammengefügt werden können.
  • Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn die einzelnen Gewindesegmente, wie im Anspruch 2 dargelegt, als identische Bauteile ausgebildet sind. Bei einer solchen Ausbildung kann die Anzahl unterschiedlicher Spitzguss- oder Druckgusswerkzeuge, die zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Spindel notwendig sind, auf ein Minimum reduziert werden.
  • Wie im Anspruch 3 beschrieben, ist in vorteilhafter Ausführungsform außerdem vorgesehen, dass der Spindelgrundkörper als rohrförmiger Körper ausgebildet ist, der noppenartige Ansätze sowie Aussparungen zum Positionieren und Fixieren der Gewindesegmente aufweist.
  • Eine solche Form des Spindelgrundkörpers ermöglicht es, die Urformwerkzeuge relativ einfach und damit kostengünstig als zweischalige Werkzeuge zu konstruieren, wobei zur Herstellung des rohrförmigen Spindelgrundkörpers vorzugsweise noch ein Kern im Werkzeug positioniert wird.
  • Vorteilhafterweise verfügen die Gewindesegmente jeweils, wie im Anspruch 4 beschrieben, über eine zentrale Lageröffnung, über endseitig angeordnete Verbindungsmittel sowie über hakenartig ausgebildete Anschlussklammern.
  • Im Anbauzustand sind die Gewindesegmente dabei über die zentrale Lageröffnung am Spindelgrundkörper positioniert, während die Fixierung der Gewindesegmente am Spindelgrundkörper über die hakenartig ausgebildeten Anschlussklammern erfolgt.
  • Das heißt, die an den Gewindesegmenten angeordneten Anschlussklammern rasten in entsprechende Aussparungen am Spindelgrundkörper ein und legen dabei die Gewindesegmente sicher am Spindelgrundkörper fest (Anspr. 6).
  • Die an den Gewindesegmenten angeordneten Verbindungsmittel sind, wie im Anspruch 5 dargelegt, so ausgebildet, dass im Einbauzustand der Gewindesegmente jeweils ein auf der linken Seite eines Gewindesegmentes angeordnetes Verbindungsmittel mit einem auf der rechten Seite angeordneten Verbindungsmittel eines benachbarten Gewindesegmentes korrespondiert.
  • Derartig aneinander gekoppelte Gewindesegmente bilden ein durchgehendes Schraubengewinde, das den Spindelgrundkörper gleichmäßig umschließt.
  • Wie im Anspruch 7 angedeutet, sind die Gewindesegmente schraubenartig geformt und umfassen den Spindelgrundkörper vorzugsweise jeweils um 180°.
  • Durch eine solche Ausbildung kann einerseits die Anzahl der Gewindesegmente, die zur Bildung eines durchgehenden Schraubengewindes bei einer Spindel benötigt werden, relativ klein gehalten und anderseits gewährleistet werden, dass durch die Formgebung bedingte Hinterschneidungen, die ein Ausformen der Gewindesegmente nach dem Gießen verhindern würden, zuverlässig vermieden werden.
  • Gemäß Anspruch 8 ist außerdem vorgesehen, dass die Gewindesegmente jeweils Teile einer oberen sowie Teile einer unteren Führungsbahn aufweisen.
  • Durch die Kopplung der Gewindesegmente, wird, wie vorstehend bereits erläutert, aus den Führungsbahnteilen der einzelnen Gewindesegmente eine durchgehende Führungsbahn für eine an den Gewindesegmenten geführte Bewegungsmutter, an die der Ballonbegrenzer der Abspulhilfsvorrichtung angeschlossen werden kann.
  • Wie im Anspruch 9 beschrieben, sind der Spindelgrundkörper sowie die Gewindesegmente vorzugsweise aus einem verschleißfesten Kunststoff gefertigt.
  • Solche Kunststoffe stellen nicht nur ein kostengünstiges, gut gießbares Material dar, sondern sind auch sehr abriebfest und korrosionsbeständig.
  • Das heißt, Spindeln aus einem solchen Material zeichnen sich durch eine hohe Zuverlässigkeit und eine lange Lebensdauer aus.
  • Als urformendes Fertigungsverfahren kommt vorzugsweise, wie im Anspruch 10 beschrieben, das Spitz- oder das Druckgussverfahren zum Einsatz.
  • Diese Fertigungsverfahren sind in der Praxis bewährt und haben sich, insbesondere im Zusammenhang mit der Herstellung größerer Stückzahlen, als äußerst kostengünstig erwiesen.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung sind nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 in Seitenansicht eine Spulstelle einer Kreuzspulen herstellenden Textilmaschine mit einer im Bereich der Spulstelle angeordneten Abspulhilfsvorrichtung,
  • 2 in perspektivischer Ansicht eine Abspulhilfsvorrichtung mit einem über ein Schraubengetriebe vertikal verlagerbaren Ballonbegrenzer,
  • 3 den Spindelgrundkörper des erfindungsgemäßen Schraubengetriebes,
  • 4A und 4B verschiedene Ansichten auf ein Gewindesegment des erfindungsgemäßen Schraubengetriebes,
  • 5 einen Abschnitt einer Spindel des erfindungsgemäßen Schraubengewindes, mit auf dem Spindelgrundkörper festgelegten Gewindesegmenten.
  • In 1 ist schematisch in Seitenansicht eine Kreuzspulen herstellende Textilmaschine, im Ausführungsbeispiel ein so genannter Kreuzspulautomat 1, dargestellt.
  • Derartige Kreuzspulautomaten 1 weisen zwischen ihren (nicht dargestellten) Endgestellen eine Vielzahl gleichartiger Arbeits- oder Spulstellen 2 auf.
  • Auf diesen Spulstellen 2 werden, wie bekannt und daher nicht näher erläutert, die auf einer (nicht dargestellten) Ringspinnmaschine produzierten, nur relativ wenig Garnmaterial ausweisenden Spinnkopse 9 zu großvolumigen Kreuzspulen 11 umgespult, die anschließend mittels eines (nicht dargestellten) selbsttätig arbeitenden Serviceaggregates auf eine maschinenlange Kreuzspulentransporteinrichtung 21 übergeben und zu einer maschinenendseitig angeordneten (ebenfalls nicht dargestellten) Spulenverladestation oder dergleichen transportiert werden.
  • Solche Kreuzspulautomaten 1 weisen außerdem, wie in 1 angedeutet, beispielsweise eine Logistikeinrichtung in Form eines Spulen- und Hülsentransportsystems 3 auf.
  • In diesem Spulen- und Hülsentransportsystem 3 laufen, auf Transporttellern 8 in vertikaler Ausrichtung festgelegt, Spinnkopse 9 beziehungsweise Leerhülsen 34 um.
  • Von dem Spulen- und Hülsentransportsystem 3 ist in der 1 lediglich die Kopszuführstrecke 4, die reversierend antreibbare Speicherstrecke 5, eine der zu den Spulstellen 2 führenden Quertransportstrecken 6 sowie die Hülsenrückführstrecke 7 dargestellt.
  • Wie in 1 dargestellt, werden die angelieferten Spinnkopse 9 dabei zunächst in einer Abspulstellung 10, die sich im Bereich der Quertransportstrecken 6 an den Spulstellen 2 befindet, positioniert und anschließend umgespult.
  • Die einzelnen Spulstellen 2 verfügen zu diesem Zweck, wie bekannt und daher nur angedeutet, über verschiedene Fadenbehandlungs- und Fadenhandhabungseinrichtungen, die nicht nur gewährleisten, dass die Spinnkopse 9 zu großvolumigen Kreuzspulen 11 umgespult werden können, sondern die auch sicherstellen, dass der Faden während des Umspulvorganges auf Fadenfehler hin überwacht und detektierte Fadenfehler ausgereinigt werden kann.
  • Eine dieser an sich bekannten, im Bereich der Spulstellen 2 angeordneten Einrichtungen ist beispielsweise die Spulvorrichtung 24, die über einen Spulenrahmen 18, der um eine Schwenkachse 19 beweglich gelagert ist, eine Spulenantriebseinrichtung 26 sowie über eine Fadenchangiereinrichtung 28 verfügt.
  • Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Spulstelle 2 liegt die Kreuzspule 11 während des Spulprozesses mit ihrer Oberfläche auf einer einzelmotorisch beaufschlagbaren Antriebstrommel 26 und wird von dieser über Reibschluss mitgenommen.
  • Die Changierung des Fadens beim Auflaufen auf die Kreuzspule 11 erfolgt mittels einer Fadenchangiereinrichtung 28, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Fingerfadenführer 29 aufweist.
  • Solche Fadenchangiereinrichtungen sind bekannt und beispielsweise in der DE 198 58 548 A1 ausführlich beschrieben.
  • Wie vorstehend bereits angedeutet, verfügen derartige Spulstellen 2 in der Regel jeweils außerdem über eine Fadenverbindungseinrichtung 13, vorzugsweise eine pneumatisch arbeitende Spleißeinrichtung, ein unterdruckbeaufschlagbares Saugrohr 12 sowie ein ebenfalls unterdruckbeaufschlagbares Greiferrohr 25.
  • Das Saugrohr 12 und das Greiferohr 25 sind dabei an eine maschineneigene Unterdrucktraverse 32 angeschlossen, die ihrerseits mit einer Unterdruckquelle 33 in Verbindung steht. Solche Arbeitsstellen 2 weisen oft auch einen Unterfadensensor 22, einen Fadenspanner 14, einen Fadenreiniger 15 mit Fadenschneideinrichtung 17, einen Fadenzugkraftsensor 20 sowie eine Paraffiniereinrichtung 16 auf.
  • Die Spulstellen 2 sind außerdem mit einer Abspulhilfsvorrichtung 23 ausgestattet, die sowohl zur pneumatischen Überführung eines am Spinnkops 9 bereitliegenden Unterfadens an ein unterdruck beaufschlagtes Greiferrohr 25 dient, als auch während des Spulprozesses dafür sorgt, dass der Fadenballon, der beim Ablaufen des Fadens vom Spinnkops 9 entsteht, positiv, das heißt, im Sinne einer Senkung der Fadenspannung beeinflusst wird.
  • Die Abspulhilfseinrichtung 23 besteht, wie insbesondere die 2 in perspektivischer Ansicht zeigt, im wesentlichen aus einem vertikal verschiebbar gelagerten Ballonbegrenzer 27, einer rohrförmigen Fadenführungseinrichtung 36 sowie einem Adapter 40. Der Ballonbegrenzer 27 ist dabei über einen Antrieb 30 definiert in vertikaler Richtung R so verstellbar, dass der Ballonbegrenzer 27 während des Spulprozesses, dem Abspulfortschritt des Spinnkopses 9 folgend, nach unten verfahren werden kann. Der Antrieb 30 besteht seinerseits im Wesentlichen aus einem Elektromotor, vorzugsweise einem Schrittmotor 31, einer rotatorisch beaufschlagbaren Spindel 35 sowie einer an den Ballonbegrenzer 27 angeschlossenen Bewegungsmutter 37. Das heißt, die Spindel 35 und die Bewegungsmutter 37 bilden ein Schraubengetriebe.
  • Die Spindel 35, die in den 35 näher dargestellt ist, ist dabei mehrteilig ausgebildet, wobei die einzelnen Teile aus Kunststoff gefertigt und im Spritz- oder Druckgussverfahren hergestellt sind.
  • Die 3 zeigt den Grundkörper 38 der Spindel 35.
  • Wie ersichtlich, ist dieser Spindelgrundkörper 38 vorzugsweise als hohlzylindrisches Bauteil ausgebildet, das eine Vielzahl von Aussparungen 43 und Ansätzen 41 bzw. 42 zum Festlegen der in den 4A und 4B dargestellten Gewindesegmente 39 aufweist.
  • Die Mittellängsbohrung 49 des Spindelgrundkörpers 38 verfügt dabei an einem Ende über eine Ausformung 50 zum formschlüssigen Anschließen des Spindelgrundkörpers 38 an die Motorwelle des Schrittmotors 31.
  • Wie aus der 3 weiter ersichtlich, sind die vorzugsweise rechteckigen Aussparungen 43 in die Oberfläche des Spindelgrundkörpers 38 eingelassen, während die langen Ansätze 41 und die kurzen Ansätze 42 die Oberfläche des Spindelgrundkörpers 38 überragen.
  • Die in den 4A und 4B dargestellten, schraubenartig ausgebildeten Gewindesegmente 39 verfügen jeweils über eine zentrale Lageröffnung 44, die im Einbauzustand des Gewindesegmentes 39 jeweils mit einem der Ansätze 41 des Spindelgrundkörpers 38 korrespondiert.
  • Des Weiteren weisen die Gewindesegmente 39 endseitig jeweils ein Vermindungsmittel 45A bzw. 45B sowie eine Anschlussklammer 46 auf.
  • Im Einbauzustand, der in 5 angedeutet ist, fassen die Anschlussklammern 46 der Gewindesegmente 39 in die Aussparungen 43 des Spindelgrundkörpers 38 und stützen sich dabei auf den Ansätzen 42 des Spindelgrundkörpers 38 ab.
  • Außerdem fassen die Verbindungsmittel 45A und 45B benachbarter Gewindesegmente 39 ineinander und sorgen dafür, dass die Vielzahl der Gewindesegmente ein durchgängiges Bewegungsgewinde mit einer oberen Führungsbahn 47 und einer unteren Führungsbahn 48 bilden.
  • Auf den Führungsbahnen 47, 48 ist im Montagezustand des Schraubengetriebes die Bewegungsmutter 37 geführt.
  • Das heißt, jede rotatorische Bewegung, die, beispielsweise mittels des Schrittmotors 31 auf die Spindel 35 gelangt, wird mittels der Bewegungsmutter 37, die drehfest an den Ballonbegrenzer 27 angeschlossen ist, unmittelbar in eine geradlinige Bewegung umgewandelt.

Claims (10)

  1. Spindel für ein Schraubengetriebe, insbesondere für eine an einer Spulstelle (2) einer Kreuzspulen herstellenden Textilmaschine (1) angeordnete Abspulhilfsvorrichtung (23), dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (35) als mehrteiliges Bauteil ausgebildet ist und einen länglichen Spindelgrundkörper (38) sowie eine Vielzahl am Spindelgrundkörper (38) festlegbare Gewindesegmente (39) aufweist.
  2. Spindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die am Spindelgrundkörper (38) festlegbaren Gewindesegmente (39) jeweils identisch ausgebildet sind.
  3. Spindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spindelgrundkörper (38) als rohrförmiger Körper ausgebildet ist und noppenartige Ansätze (41, 42) sowie Aussparungen (43) zum Positionieren und Fixieren der Gewindesegmente (39) aufweist.
  4. Spindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindesegmente (39) jeweils eine zentrale Lageröffnung (44), endseitig angeordnete Verbindungsmittel (45) sowie nach innen gerichtete, hakenartig ausgebildete Anschlussklammern (46) aufweisen.
  5. Spindel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel (45) der Gewindesegmente (39) so ausgebildet sind, dass im Einbauzustand der Gewindesegmente (39) ein auf der linken Seite eines Gewindesegmentes (39) angeordnetes Verbindungsmittel (45A) jeweils mit einem auf der rechten Seite eines Gewindesegmentes (39) angeordneten Verbindungsmittel (45B) korrespondiert.
  6. Spindel nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Einbauzustand der Gewindesegmente (39) die hakenartig ausgebildeten Anschlussklammern (46) in die Aussparungen (43) des Spindelgrundkörpers (38) eingerastet sind.
  7. Spindel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindesegmente (39) schraubenartig geformt sind und den Spindelgrundkörper (38) jeweils um 180° umfassen.
  8. Spindel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindesegmente (39) jeweils Teile einer oberen (47) sowie Teile einer unteren (48) Führungsbahn für eine Bewegungsmutter (37) des Schraubengetriebes aufweisen.
  9. Spindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spindelgrundkörper (38) sowie die Gewindesegmente (39) aus einem verschleißfesten Kunststoff gefertigt sind.
  10. Spindel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Spindelgrundkörper (38) sowie die Gewindesegmente (39) im Spitz- oder im Druckgussverfahren hergestellt sind.
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