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Spindel für Spinn- und Zwirnmaschinen mit Fliehkraftkupplung und Bremse
Die Erfindung betrifft eine Spindel für Spinn- und Zwirnmaschinen mit einem innerhalb
eines Spindellagergehäuses drehbar gelagerten Spindelschaft, welcher über eine aus
einzelnen um den Spindelschaft angeordneten Segmenten bestehende Fliehkraftkupplung
von einem das Spindellagergehäuse umgreifenden Antriebsglied in Umdrehung versetzt
und durch Bremselemente stillgesetzt wird.
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Bei Spinn- und Zwirnmaschinen ist es erforderlich, daß die Spindeln
beispielsweise zum Andrehen eines neuen Fadens stillgesetzt werden. Zu diesem Zweck
sind verschiedene Ausführungen von Bremsen bekanntgeworden, bei welchen der Spindelschaft
mit seinem festen Wirtel abgebremst wird, so daß bei Verwendung von Bandantrieben
das Antriebsband weiter um den stillstehenden Wirtel läuft. Derartige Ausführungen
weisen den Nachteil auf, daß durch das Gleiten des Antriebsbandes über den stillstehenden
Wirtel Reibungskräfte und eine entsprechend hohe Erwärmung auftreten. Darüber hinaus
wirkt sich dieser Umstand auf den Antrieb der gesamten Spinnmaschine insofern nachteilig
aus, da die von einem Antriebsband angetriebenen Spindeln beim Bremsen einer oder
mehrerer Spindeln in ihrer Drehzahl absinken und somit die Garndrehung beeinflussen.
Zur Vermeidung dieser Mängel sind bereits Kupplungsvorrichtungen geschaffen worden,
mittels welcher ein von dem Antriebsband ständig angetriebener Loswirtel jeweils
mit seinem Spindelschaft gekuppelt wird. Auch hier tritt jedoch bei abgebremstem
Spindelschaft noch eine unerwünschte Reibung zwischen dem umlaufenden und dem abgebremsten
Teil der Spindel auf.
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Bei einer bekanntgewordenen Ausführung dieser Art wird der Spindelschaft
zum Anlaufen durch axial wirkende Kupplungsglieder mit dem angetriebenen Loswirtel
gekuppelt, während radial wirkende Segmente einer Fliehkraftkupplung bei einer bestimmten
Drehzahl die Verbindung zwischen dem angetriebenen Wirtel und dem Spindelschaft
sichern. Die axial wirkenden Kupplungselemente stehen dabei dauernd im Eingriff
und verursachen bei abgebremstem Spindelschaft eine ständige Reibung, die zu einer
unerwünschten Erwärmung und einem entsprechenden Verschleiß führt. Zum Abbremsen
dieser Spindel muß zudem eine zusätzliche Bremsvorrichtung vorgesehen sein, so daß
die Gesamtkonstruktion umständlich und störanfällig ist.
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Schließlich sind Antriebe bekanntgeworden; bei welchen miteinander
im Eingriff stehende Antriebselemente, wie Z. B. Schnecke und Schneckenrad, Verwendung
finden, bei welchen im Gegensatz zu Bandantrieben und Festwirteln beim Bremsen einer
oder mehrerer Spindeln kein Abfallen der Drehzahl eintritt. Bei einer bekannten
Ausführungsform der genannten Art sind zur Mitnahme des Spindelschaftes Fliehgewichte
vorgesehen, wobei zum erforderlichen Stillsetzen jeder Spindel eine zusätzliche
Bremse vorgesehen ist. Auch hier entsteht bei abgebremstem Spindelschaft zwischen
einem über Schnecke und Schneckenrad angetriebenen rohrförmigen Antriebsteil und
einem mit den Fliehgewichten zusammenwirkenden, mit dem Spindelschaft auf Drehen
verbundenen Ring eine unerwünschte Reibung. Dies führt zu einer Temperaturerhöhung
und einem Verschleiß. Ferner verursacht diese Ausführung auch verhältnismäßig hohe
Herstellungskosten, da, ebenso wie bei den vorgenannten Ausführungen, neben der
Kupplung eine zusätzliche Bremse für das Stillsetzen des Spindelschaftes vorgesehen
sein muß.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen
und eine Spindel zu schaffen, bei welcher zwischen dem abgebremsten und dem umlaufenden
Teil keine gleitende Reibung und damit keine Erwärmung und kein Verschleiß vorhanden
sind, so daß sich diese Spindel durch eine hohe Lebensdauer besonders auszeichnet.
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Außerdem sollen zum Abbremsen der Spindel keine zusätzlichen Bremselemente
erforderlich sein, so daß die Gesamtkonstruktion einfach und im Betrieb nicht störanfällig
ist. Erreicht ist dieses Ziel gemäß der Erfindung im wesentlichen dadurch, daß die
Segmente zugleich als Bremselemente ausgebildet sind, die beim Bremsen des Spindelschaftes
unter Aufheben der seine Mitnahme bewirkenden Reibungskraft gegen eine ortsfeste
Gegenfläche gedrückt werden: Die Segmente können dabei mit Bremsflächen versehen
sein, -deren Neigung einer an der Innenseite eine Fliehkraftkupplüng
nach
außen abschließenden Abdeckkappe angeordneten Gegenfläche angepaßt ist. Gegebenenfalls
können an den entsprechenden Wirkflächen der Bremsabschnitte Bremsbeläge aufgebracht
sein, um die Bremswirkung zu erhöhen. Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung
können die Segmente mit an ihrer Unterseite vorgesehenen Schrägflächen in ihrer
Bremslage in einer trichterförmigen Aufweitung eines axial verschiebbaren Bremsringes
anliegen und von diesem beim Bremsen der Spindel an die ortsfeste Gegenfläche der
Abdeckkappe gedrückt werden. Der Bremsring weist taschenförmige Rasten auf, in welche
ein Bremshebel mit Nasen od. dgl. eingreift. Diese Nasen werden vorteilhaft an den
Enden eines den Bremsring gabelförmig umgreifenden, mit dem Bremshebel aus einem
Stück bestehenden Teiles angeformt, so daß während des Abbremsens der Spindel, d.
h. also des Anhebens der Segmente, ein Verdrehen des Bremsringes vermieden wird.
In seiner Ruhestellung liegt der Bremsring mit abgewinkelten Lappen auf einem seine
unterste Lage begrenzenden Teil auf.
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Zur Mitnahme des Spindelschaftes aus der Ruhelage empfiehlt es sich,
die Segmente in an sich bekannter Weise mit Reibflächen unmittelbar am Antriebsteil
anliegen zu lassen und so auszubilden, daß sie um einen in einer waagerechten Ebene
festen, als Kante des Antriebsteiles oder um die Segmente gelegten Ring ausgebildeten
Abstützteil kippbar sind. Dabei kann zur Erhöhung der Reibung beim Anlaufen der
Spindel an den Segmenten selbst eine Schrägfläche angeordnet sein, die mit entsprechenden
Abschrägungen am Antriebsteil zusammenwirkt und damit die Reibfläche vergrößert.
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Zum Übertragen der Antriebskraft auf den Spindelschaft wirken die
Segmente in an sich bekannter Weise über Mitnehmer auf ein mit dem Spindelschaft
fest verbundenes Ritzel, welches unabhängig von den Segmenten und dem Mitnehmer
zusammen mit dem Spindelschaft radial bewegbar ist. Diese radiale Bewegungsmöglichkeit
ist erforderlich, um die während des Laufes der Spindel auftretenden radialen Schwingungen
nicht auf die Antriebselemente zu übertragen, so daß die Schwingungen von den etwa
vorhandenen Dämpfungsmitteln aufgenommen werden können. Beim Abbremsen der Spindel
sind die Segmente mit ihren Mitnehmern gegenüber dem Spindelschaft und dem Ritzel
axial verschiebbar, so daß die Ritzellänge entsprechend groß zu wählen ist. Der
Antriebsteil kann dabei in einer üblichen Weise, z. B. mittels Band-, Reibrad- oder
Zahn- bzw. Schneckenrad, angetrieben werden.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in Ausführungsbeispielen dargestellt.
Dabei zeigt Fig. 1 eine Spindel im Längsschnitt nach der Linie I-I in Fig. 3, Fig.2
den Oberteil der von der Seite gesehenen Fig. 1 teilweise im Längsschnitt, Fig.
3 einen Querschnitt durch die Spindel nach der Linie III-III in Fig. 1 und Fig.
4 eine gegenüber den Fig. 1 bis 3 abgewandelte Ausführung des Antriebes einer Spindel
im Längsschnitt.
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Ein Spindellagergehäuse 1 ist in an sich bekannter Weise mittels einer
Spannmutter 2 an einer Spindelbank 3 befestigt. Auf einem Gewinde des Lagergehäuses
1 ist oberhalb der Spindelbank ein Lagerkörper 4 zur Aufnahme eines Wälzlagers 5
angeordnet, welches einen das Lagergehäuse muffenförmig umschließenden Antriebswirtel6
drehbar aufnimmt. Dieser weist dabei an seinem unmittelbar über dem Wälzlager 5
liegenden Teil eine Lauffläche für ein in der Zeichnung strichpunktiert angedeutetes
Antriebsmittel, z. B. ein Band 7, auf und wird von diesem ständig in Umdrehung vesetzt.
Auf einer über der Lauffläche für das Antriebsband 7 angeordneten Platte 8 ist eine
das Lagergehäuse und den Antriebsteil 6 übergreifende Abdeckkappe 9 mittels Schrauben
8' befestigt. Innerhalb dieser Kappe 9 sind einzelne, auf einem Abstützteil
6' des Antriebsteiles aufliegende Segmente 10
einer Fliehkraftkupplung
angeordnet, deren obere Kante entsprechend der geneigten Fläche der Abdeckkappe
9 abgeschrägt ist. Die Segmente 10 sind im wesentlichen halbschalenförmig ausgebildet
und wirken mit einem mit seitlichen Fortsätzen 11' versehenen Mitnehmer 11 in der
Weise zusammen, daß die Fortsätze 11' in entsprechende Zwischenräume zwischen den
beiden halbschalenförmigen Segmenten 10 eingreifen (Fig. 3). Der Mitnehmer 11 umgreift
seinerseits den in bekannter Weise im Lagergehäuse drehbar gelagerten Spindelschaft
1', an dessen oberem, über dem Lagergehäuse 1 liegendem Teil ein Ritzel 12 befestigt
ist.
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Auf der Platte 8 ist ein ringförmiger Teil 13 angeordnet, auf welchen
ein die Segmente 10 umgreifender Bremsring 14 mit abgewinkelten Lappen 14' aufliegt.
Der Bremsring 14 ist an zwei diametral gegenüberliegenden Seiten mit taschenförmigen
Rasten 15 versehen, in welche Nasen 16 eines den Bremsring axial verschiebenden
Bremshebels 17 eingreifen. Die Nasen 16 sind dabei an den Bremsring 14 gabelförmig
umgreifenden Teilen 17' eines Bremshebels 17 angeordnet, so daß bei einer Betätigung
des Bremshebels 17 in Richtung des Pfeiles A in Fig. 2 der Bremsring 14 mit seinen
oberen, nach außen geneigten Flächen gegen die Segmente 10 gedrückt wird und diese
anhebt, bis deren obere Bremsflächen von innen gegen die ortsfeste Abdeckkappe 9
gepreßt werden, so daß der Spindelschaft 1' durch die Segmente 10 über die Fortsätze
11' des Mitnehmers und dessen Verzahnung mit dem Ritzel 12 abgebremst wird.
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Soll der Spindelschaft aus seiner abgebremsten, in Fig. 2 strichpunktiert
angedeuteten Stellung wieder in Umdrehung versetzt werden, wird der Bremshebel 17
losgelassen und unter der Wirkung einer Feder 18 in seine Ausgangslage zurückbewegt,
so daß die Segmente auf der Schulter 6.' des Antriebswirtels 6 aufliegen. Durch
axial wirkende Reibungskräfte werden die Segmente allmählich wieder in Umdrehung
versetzt. Ein die Segmente 10 umgreifender, in seinem Durchmesser unveränderlicher
Ring 19 bewirkt bei einer bestimmten Umdrehungszahl, daß die an ihrem oberen, die
Bremsabschnitte tragenden Teil einen größeren Durchmesser aufweisenden Segmente
um diesen Ring 19 unter der Wirkung der Fliehkraft radial nach außen gedrückt werden.
Unter der Fliehkraftwirkung ergibt sich für die unter dem Ring 19 liegenden Teile
der Segmente 10, daß sie gegen den über dem Abstützteil 6' liegenden oberen, zylindrischen
Teil des Antriebswirtels radial angepreßt werden (Fig. 1). Die Segmente
10 treiben über die Fortsätze il' des Mitnehmers 11 und das Ritzel 12 den
Spindelschaft 1' an (Fig. 3).
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist der Antriebswirtel 6
gleichfalls als eine das Spindellagergehäuse 1 umgreifende Muffe ausgebildet, welche
in Wälzlagern 5 in einem über der Spindelbank 3 angeordneten Lagergehäuse 4 drehbar
gelagert ist. Der Antriebswirtel6 ist an seinem oberen, durch die Platte 8 reichenden
Teil 6" mit einem größeren Durchmesser versehen. Dieser Teil kann mit dem Antriebsglied
selbst
unmittelbar aus einem Stück gefertigt sein oder durch eine nachträgliche feste Verbindung
hergestellt werden. Auf dem Wirtelteil 6" liegen die Segmente 10 auf, die ebenso
wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 bis 3 über die Fortsätze 11' eines
Mitnehmers und ein Ritzel 12 den Spindelschaft 1' antreiben. Die Segmente 10 werden
dabei wieder von einer ortsfesten Abdeckkappe 9 übergriffen, wobei die Bremsabschnitte
an den oberen Rnden der Segmente 10 wieder der Neigung der Abdeckkappe 9 angepaßt
sind. Zum Abbremsen des Spindelschaftes 1' dient wieder ein mit gabelförmigen Teilen
17' versehener Bremshebel 17, wobei die Nasen 16 wieder in entsprechende taschenförmige
Rasten 15 des mit den Segmenten zusammenwirkenden Bremsringes 14 eingreifen. Der
Bremsring 14 ist dabei so weit nach unten verlängert, daß er in seiner Ruhelage
auf der Platte 8 aufliegt. Soll der Spindelschaft 1' aus seiner abgebremsten Lage
in Bewegung versetzt werden, so erfolgt dies bei der Ausführungsform gemäß Fig.
4 wieder dadurch, daß der Bremshebel durch die Feder 18 in seine Normallage zurückgebracht
wird, wobei seine gabelförmigen Teile 17' auf der Platte aufliegen und der Bremsring
die Segmente 10 freigibt, so daß diese auf dem oberen Stirnrand der Verlängerung
6" des Antriebswirtels aufliegen. Die dadurch entstehenden axial wirkenden Reibungskräfte
setzen den Spindelschaft 1' über das Ritzel 12 und den Mitnehmer 11 in Bewegung,
bis die radial wirkenden Fliehkräfte die unteren Teile der Segmente 10 gegen die
zylindrische Innenwand des vergrößerten oberen Teiles 6" des Antriebswirtels 6 anpressen.
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Der Antrieb erfolgt bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 über
ein in der Zeichnung strichpunktiert angedeutetes Reibrad 20. Die Segmente 10 werden
zur Sicherung ihrer gegenseitigen Lage durch durchmesserveränderliche Ringe 2.1
gehalten, die in eine entsprechende Nut der Segmente 10 greifen. Zum Erhöhen der
Reibkraft beim Anlaufen des Spindelschaftes können die unteren Stirnflächen der
Segmente kegelig ausgebildet sein und gegen kegelige Stirnflächen des Antriebswirtels
anliegen. Das gleiche gilt für die Ausbildung der Segmente in Fig. 1.
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Wie bereits erwähnt, ist die Erfindung nicht auf die dargestellten
Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr sind noch mancherlei Abwandlungen unter
Aufrechterhaltung der durch die Erfindung erzielten Vorteile möglich. Dies bezieht
sich sowohl auf die möglichen Antriebsarten und die Lagerung des Antriebsgliedes
wie die Ausbildung der Segmente an sich. So könnten z. B. statt der in der Zeichnung
dargestellten zwei Segmente auch drei oder mehr Segmente angeordnet werden. Auch
zum übertragen der Antriebskraft von den Segmenten 10 auf den Spindelschaft
1' sind noch andere Mittel verwendbar, wie die im Ausführungsbeispiel gezeigten.