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Spindel für Spinn- und Zwirnmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf
eine nachgiebige Befestigung eines stillstehenden Schaftes mit auf ihm umlaufendern
Spulenträger unter Verwendung elastischer Dämpfungskörper, die zwischen die Spindelbank
und den Lagerschaft eingeschaltet sind.
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Die Spindeln von Spinn- und Zwirnmaschinen sind gewöhnlich mit einem
feststehenden, im allgemeinen hülsen- oder zapfenartig ausgebildeten Lagerhalterschaft
ausgestattet, in welchem oder uni welchen der eigentliche Spindeldrehkörper umläuft.
Der weitere Aufbau solcher Spindeln zeigt im einzelnen zwar teilweise erhebliche
Unterschiede, ihm liegt aber stets die gleiche Aufgabe zugrunde, einen möglichst
ruhigen Spindellauf zu erzielen und insbesondere das unvermeidliche Schwirren der
Spindeln mit seiner schädlichen Wirkung auf die Lagerstellen herabzusetzen.
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Man hat zu diesem Zweck schon wiederholt Anordnungen getroffen, bei
denen die Lager für den Spindeldrehkörper nachgiebig ausgebildet bzw. elastisch
abgestützt sind.
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In anderen Fällen hat man den Lagerhalterschaft in der Spindelbank
federnd aufgehangen oder in elastischen Zwischengliedern gelagert, die die Spindelbank
an der Bohrung der Lagerstelle beidseitig umgreifen und eine elastische Einspannung
des Lagerhalterschaftes bewirken.
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Solche elastischen Zwischenglieder sind meist vorgespannt, besitzen
nur geringe Höhe und sind überwiegend dehnbehindert angeordnet. Sie arbeiten einmal
wegen der vorgespannten Anordnung, zum anderen aber wegen der geringen Dehnhöhe
in Bereichen steiler Federungscharakteristik und lassen im allgemeinen keine Schubdeformationen
quer zur Spindelachsrichtung zu. Die -Folge davon sind eine hohe Schwingungseigenfrequenz
der Spindelanordnung, harter Lauf und verhältnismäßig hohe dynamische Lagerdrücke
sowie Schwingungsübertragung auf die Spindelbank.
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Im folgenden wird eine neue nachgiebige Befestigung eines stillstehenden
Lagerhalterschaftes beschrieben, durch welche die Aufgabe, den Spindellauf ruhiger
zu gestalten, auf besonders einfache und wirksame Weise gelöst wird. Die erfindungsgernäße
Anordnung besteht im wesentlichen aus einem Dämpfungselement, das in an sich bekannter
Weise aus einem elastischen Vollzylinder besteht, der an seinen Stirnflächen oben
und unten von je einer Platte begrenzt ist, und mit seiner unteren Platte
an der Spindelbank befestigt ist und auf seiner oberen Platte den Spindelschaft
trägt, wobei der zylindrische Dämpfungskörper und der Spindelschaft koaxial angeordnet
sind. Der elastische Vollzylinder kann aus einem elastischen Werkstoff, insbesondere
einem elastischen Kunststoff, wie Polyurethan, Polyvinylchlorid usw., oder aus Gummi
od. dgl. bestehen, aber auch gegebenenfalls mit entsprechenden Einlagen von größerer
Steifigkeit ariniert sein. Derartige Dämpfungselemente sind in der Technik seit
langer Zeit für andere Zwecke bekannt. Sie werden in Form von Gummipuffem bei Maschinen
als Schwingungen dämpfende und Schall dämmende Konstruktionseleinente verwendet
und für die feste Verbindung der Maschinenfüße oder Sockel mit dem Boden bzw. Maschinenfundament
benutzt. Sie haben sich dabei als Schwingungs- und Schallbarriere gut bewährt.
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Bei Textilspindeln, wo die entstehenden '#ÄTickelkörper leicht zu
Unwuchten neigen, welche eine starke Unruhe in den Spindellauf bringen, kommt es
aber nicht so sehr darauf an, diese Energien abzukapseln, als viehnehr darauf, dem
unter Rotation schwingenden System bei weitgehender Gewährung von Bewegungsfreiheit
quer zur Spindelachse die Möglichkeit zu geben, sich auf die dynamischen Erfordernisse
einzustellen und die Bewegungen um die Massenachse ausführen zu können.
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Es hat sich nun herausgestellt, daß derartige Dämpfungskörper bei
geeigneter Form- und Elastizitätsgebung überraschenderweise außerordentlich gut
geeignet sind, als einziger Träger einer hochtourigen Spindel bzw. ihres Lagerhalterschaftes
die stark wechselnden kreisenden Vibrationen und Belastungen hinreichend aufzunehmen
-und auszugleichen sowie ihnen für längere Zeit standzuhalten.
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Die erfindungsgemäße nachgiebige Befestigung des Schaftes gestattet
auch dem Schaftfuß, in ausreichendem Maße um die dynamische Massenachse des Rotationssystems
zu kreisen, während bei den bekannten Spindellagerungen
hier eine
erzwungene Bewegungseinengung mit gleichzeitigem Auftreten erhöhter Massenkräfte
zu beobachten ist.
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Diese schwingungsfähige Lagerung erzielt einen völlig ruhigen SpindeRauf
selbst bei weit über das übliche Maß hinausgehender Unwucht. Zwangsweise durch Anstoßen
herbeigeführte Auslenkungen der Spindelspitze von mehreren Zentimetern während des
Laufes ergeben eine periodisch sehr stark abklingende Schwingung, wonach die Spindel
wieder völlig ruhig läuft, was die Stabilität des schwingenden, nachgiebig gelagerten
Rotationssystems beweist.
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Zweckmäßig erfolgt die feste Verbindung des elastischen Vollzylinders
mit den ihn begrenzenden beiden Platten, welche größere Biegesteifigkeit besitzen
sollen und aus Metall oder unter Umständen aus dem gleichen oder ähnlichen Werkstoff
wie der elastische Vollzylinder bestehen können, in an sich bekannter Weise durch
Verschweißen, Verkleben oder Vulkanisieren. Die Verbindung dieses zylindrischen
Dämpfungskörpers bzw. der diesen begrenzenden Platten mit dein Lagerhalterschaft
und mit der Spindelbank kann auf dieselbe Weise oder über Zapfen, welche an den
Platten angebracht sind, hergestellt werden.
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In manchen Fällen, z. B. für durch Umlaufriemen angetriebene Uptwister,
bedient man sich zur Halterung des Lagerhalterschaftes eines verstellbaren Schwenkarmes,
welcher auf der Spindelbank angeordnet ist. Dementsprechend erfolgt dann die Verbindung
des Schaftes zu der Spindelbank dadurch, daß in dem sonst biegesteifen Schwenkarrn
ein zylindrischer Dämpfungskörper derart angeordnet ist, daß die von dem Riemenantrieb
und von den Unwuchten der Spule herrührenden Schwingungen von dein Dämpfungskörper
aufgenommen werden. Dabei kann der Schwenkarin mit dem Dämpfungskörper zusammenhängend
hergestellt sein und aus demselben oder ähnlichem Material wie die Begrenzungsplatten
des Dämpfungskörpers bestehen.
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In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele schematisch, zum
Teil im Schnitt, dargestellt, welche das Wesen der neuartigen Anordnung veranschaulichen.
Es zeigt Fig. 1 eine Spindel mit dem den Lagerhalterschaft tragenden elastischen
Vollkörper, welcher auf der Spindelbank befestigt ist, Fig. 2 den unteren Teil einer
Spindelanordnung mit einem den Lagerhalterschaft tragenden elastischen Kunststoffkörper
im Schnitt, Fig. 3 eine ähnliche Anordnung wie Fig. 2, bei welcher der Lagerhalterschaft
mit dem elastischen Körper an -einem verstellbaren Schwenkarrn angebracht ist, Fig.
4 die Anordnung, bei welcher der den Lagerhalterschaft tragende elastische Körper
und der Schwenkarm, aus einem Stück aus Kunststoff bestehen.
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Der mit 1 bezeichnete feststehende Lagerhalterschaft, um welchen
der in seinem unteren Teil als Wirtel ausgebildete Spulenträger 2 umläuft, wird
vorschlagsgemäß von einem fest zwischen den beiden Platten 3 und 4 angeordneten
elastischen Vollkörper 5 getragen. Dieser elastische Körper 5 kann,
wie in den Fig. 1 bis 3 dargestellt ist, aus Kunststoff, Gummi oder
einem sonstigen elastischen Werkstoff bestehen. Nach Fig. 1 ist der elastische
Körper 5 über die Platte 3 mit dem Lagerhalterschaft 1 und
über die Platte 4 mit der Spindelbank 6 fest verbunden. Die Lagerung der
eigentlichen Spindel bzw. des Spulenträgers mit dem Wirtel am oder im Lagerhalterschaft
kann auf verschiedene Art erfolgen und ist deshalb in der Zeichnung nicht besonders
dargestellt.
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Nach Fig. 2 wird der hülsenartig ausgebildete, feststehende Lagerhalterschaft
1 -von dem Zapfen 7 getragen, welcher in der oberen Begrenzungsplatte
3 eines elastischen Körpers 5 eingelassen ist, während der in die
untere Begrenzungsplatte 4 eingelassene Zapfen 8 durch eine Bohrung in der
Spindelbank 6 hindurchgesteckt und hier mittels der Mutter 9 befestigt
ist. Der elastische Körper 5 kann z. B. aus einem Kunststoff, wie Polyp urethan,
Vulcollan od. dgl., bestehen, welcher in bestimmter Zusammensetzung eine hinreichende
Elastizität besitzt und sich sowohl mit Metall als auch mit einem gleichen oder
ähnlichen Kunststoff von geringerer Elastizität so gut verkleben bzw. verschweißen
läßt, daß man eine genügende Trennfestigkeit erhält. Dies ist für die feste Verbindung
der beiden Begrenzungsplatten 3 und 4, welche aus Metall oder ebenfalls aus
dem elastischen Kunststoff, jedoch aus einem solchen von größerer Biegefestigkeit
bestehen können, von großer Bedeutung. Das gleiche gilt bei der Verwendung von Kautschuk,
Buna od. dgl.
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Nach Fig. 3 ist der Lagerhalterschaft 1 zapfenartig
ausgebildet. Die untere Begrenzungsplatte 4 des elastischen Kunststoffkörpers
5 ist beispielsweise durch Schrauben mit einem Ring 10 verbunden,
welcher einen Teil eines um einen Bolzen 11 schwenkbaren Schwenkarms 12 bildet.
An der unteren Begrenzungsplatte 4 ist ein Gleitring 13 angebracht, mit welchem
der Schwenkarm 12 auf der Spindelbank 6 anfliegt.
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In Fig. 4 ist schließlich ein Körper 14 dargestellt, welcher, mit
Einlagen 15 versehen, aus einem Stück hergestellt ist und gleichzeitig den
biegesteifen Schwenkarm sowie den den Lagerhalterschaft 7 tragenden elastischen
Körper bildet. In der Bohrung 16 kann eine Hülse aus abriebfestem, selbstschmierendem
Material, z. B. aus Sintermetall, eingefügt sein. Gegenüber den bekannten Anordnungen
besitzt die vorgeschlagene Anordnung vor allem den Vorteil, daß hier der den Lagerhalterschaft
7
tragende elastische Körper 15 jedwede Beanspruchung sowohl in radialer
als auch axialer Richtung elastisch aufnimmt.