DE19537762A1

DE19537762A1 - Hülsenkupplung für eine Spindel einer Spinn- oder Zwirnspindel

Info

Publication number: DE19537762A1
Application number: DE1995137762
Authority: DE
Original assignee: SPINDELFABRIK HARTHA GmbH
Current assignee: SPINDELFABRIK HARTHA GmbH
Priority date: 1995-10-11
Filing date: 1995-10-11
Publication date: 1997-04-17

Description

Die Erfindung betrifft eine Hülsenkupplung für eine Spindel einer Spinn- oder Zwirnmaschine mit mindestens einem im Spindeloberteil befindlichen und an die Innenwand der Hülse anlegbaren Mitnahmekörper.

Hülsenkupplungen dienen dazu, zwischen dem Spindeloberteil einer Spinn- oder Zwirnspindel und der aufgesteckten Spulenhülse während des Spinn- oder Zwirnprozesses eine drehmomentübertragende Verbindung herzustellen. Sie soll außerdem eine möglichst zentrische Anordnung der Hülse auf dem Spindelober teil gewährleisten, um Unwuchten und damit unerwünschte Schwingungen, un sauberen Kopsaufbau, erhöhten Energieaufwand und vorzeitigen Verschleiß der Spindel zu vermeiden. Außerhalb dieses Prozesses beim Kopswechsel muß die drehmomentübertragende Verbindung jedoch getrennt sein, um ein problemlo ses Abheben des vollen Kopses und Aufsetzen der leeren Hülse nicht zu behin dern.

Es ist bekannt, Hülsenkupplungen mit beweglichen Mitnahmekörpern einzuset zen, die infolge der Zentrifugalwirkung gegen die Innenfläche der Hülse gedrückt werden, dort eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung zwischen Spindel oberteil und Hülse herstellen und so die Übertragung eines Drehmomentes er möglichen (DE-OS 41 31 498 und DE-OS 42 17 381). Diese Lösungen sind meist sehr kosten intensiv, da infolge der geringen Masse und demzufolge gerin gen Fliehkraftwirkung der Mitnahmekörper eine große Zahl von diesen benötigt wird, um eine sichere Verbindung herzustellen. Außerdem ist bei geringen Dreh zahlen naturgemäß eine geringe Wirkung der Kupplung zu verzeichnen, so daß es insbesondere beim Abbremsen der Spindel zu einem Rutschen der Hülse auf dem Spindeloberteil kommt, was sich ungünstig auf die Garnqualität auswirkt.

Demgegenüber sieht eine weitere bekannte Lösung (DE-OS 43 18 027) vor, eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Hülse und Spindeloberteil durch Mitnah mekörper zu schaffen, die durch die auf sie wirkenden Massenträgheitskräfte in eine Taumelbewegung versetzt werden und sich infolgedessen zwischen den beiden zu kuppelnden Elementen verkanten und verklemmen.

Eine solche Hülsenkupplung hat u. a. den Nachteil eines relativ komplizierten und damit teuren Aufbaues. Außerdem kann sich die Tatsache, daß sich die Mitnahmekörper gewollt verklemmen, dahingehend negativ auswirken, daß sich eine Auflösung dieser Klemmverbindung bei Stillstand der Spindel nicht einstellt. Damit wird ein Kopswechsel, ob manuell oder automatisch, sehr behindert. Schließlich ist deutlich zu erkennen, daß diese Hülsenkupplung die Gefahr einer nicht zentrischen Arretierung der Hülse auf dem Spindeloberteil in sich birgt. Den Mitnahmekörpern muß, um die angestrebte Klemmwirkung unter Einfluß der Massenträgheitskräfte erreichen zu können, ein verhältnismäßig großer Bewe gungsspielraum eingeräumt werden. Dies schließt jedoch auch ein, daß die Mit nahmekörper eine solche Lage einnehmen, in der die Hülse nicht zentrisch ver klemmt wird. Verstärkt wird dies durch mögliche Maßtoleranzen der Innenflächen der Hülsen. Es schließt weiterhin ein, daß die Mitnahmekörper selbst eine nicht zentrische Lage zur Spindeldrehachse einnehmen und so eine unerwünschte Unwucht hervorrufen können.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Hülsenkupplung für eine Spindel einer Spinn- oder Zwirnmaschine zu schaffen, die eine auch bei niedri gen Spindeldrehzahlen sicher wirkende und sich bei Spindelstillstand stets selbsttätig lösende drehmomentübertragende Verbindung zwischen Hülse und Spindeloberteil erzeugt und eine zuverlässig zentrische Anordnung der Hülse auf dem Spindeloberteil bewirkt.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale enthalten die Ansprü che 2 bis 13.

Die erfindungsgemäße Hülsenkupplung bewirkt infolge der vorzugsweise Drei- Punkt-Anlage der Mitnahmekörper an der Innenfläche der Hülse eine genaue zentrische Lage der Hülse bezüglich der Spindel. Beim Anfahren der Spindel bleibt der Ring infolge seiner Trägheit hinter der sich beschleunigenden Spindel zurück. Die in den Durchbrüchen des Ringes mit geringem Spiel geführten Mit nahmekörper, die vorzugsweise als Kugeln oder als tonnenförmige Körper aus gebildet sind, rollen an den Abflachungen des Spindeloberteiles ab und werden nach außen gedrängt. Die nach unten abgeschrägte Innenflächen der Durchbrü che bewirken außerdem, daß die Mitnahmekörper bei dieser Bewegung leicht angehoben werden. Die Bewegung der Mitnahmekörper wird so weit fortge setzt, bis sie an der Innenfläche der Hülse an liegen und durch die Abflachungen des gegenüber dem Ring voreilenden Spindeloberteiles dort verspannt werden. Es tritt jedoch keinerlei Verklemmen der Mitnahmekörper ein. Vielmehr führt ein Wegfall des auf die Spindel wirkenden Antriebsmomentes sofort dazu, daß die Mitnahmekörper infolge ihres Gewichtes nach unten streben und dabei unter Abrollen auf den Abflachungen den Ring wieder in seine Mittellage zurückbeför dern. Ein Abbremsen der Spindel hingegen führt dazu, daß der Ring gegenüber dem Spindeloberteil voreilt und die Durchbrüche die Mitnahmekörper in der an deren Richtung mitnehmen, bis sie wiederum an der Hülseninnenfläche anliegen und eine Verspannung hergestellt wird, die das auf die Spindel wirkende Bremsmoment wiederum auf den vollen Kops überträgt. Dieser wird somit ebenfalls abgebremst. Beim Wegfall des Bremsmomentes wird in der oben be reits beschriebenen Weise die Verspannung der Spindel gegen die Hülse unter Rückdrehung des Ringes selbsttätig und zuverlässig wieder aufgehoben.

Die Erfindung läßt es zu, eine derartige Hülsenkupplung an mehreren Stellen ei ner Spindel anzuordnen, jedoch ist bereits eine Hülsenkupplung so sicher wirk sam, daß sie als ausreichend zu betrachten ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher be schrieben. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 ein teilweise geschnittenes Detail eines Spindeloberteiles einer Spindel für Spinn- oder Zwirnmaschinen und in

Fig. 2 einen Querschnitt durch das Spindeloberteil im Bereich des Details nach Fig. 1.

Das Spindeloberteil 1 einer Spinn- oder Zwirnspindel weist vorzugsweise im Be reich seiner Spitze, u. U. aber auch in der Nähe des Halslagers, einen Ring 2 auf. Dieser Ring 2 ist in einer Ringnut 3 frei drehbar gelagert. Seine äußere Kontur unterschreitet die des Spindeloberteiles 1 um einen bestimmten, i. d. R. geringfügigen Betrag. Dies bewirkt jedoch, daß seine freie Drehbarkeit auch bei aufgesteckter und vollflächig am Spindeloberteil 1 anliegender Hülse 4 nicht be hindert wird.

Der Ring 2 weist mindestens und vorzugsweise drei Durchbrüche 5 auf. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, daß diese Durchbrüche gleichmäßig, also mit glei chem Winkelabstand voneinander, auf dem Umfang des Ringes 2 verteilt sind (Fig. 2). Alternativ dazu ist eine Verteilung vorstellbar, die zumindest zu einer durch die Längsachse 6 der Spindel verlaufenden Ebene symmetrisch ist.

In jedem Durchbruch 5 bewegt sich ebenfalls frei ein Mitnahmekörper 7, der be vorzugt kugelförmig, alternativ jedoch auch tonnenförmig ausgebildet ist. Jeder Durchbruch 5 ist wiederum zu einer durch ihn und die Längsachse 6 der Spindel verlaufenden Ebene symmetrisch. Weiterhin ist er dadurch charakterisiert, daß die nach unten zum nicht dargestellten Fuß der Spindel hin gerichtete Innenflä che 8 nach unten abgeschrägt ist. Sie wird dabei vorzugsweise eine konkav gewölbte Gestalt haben. Außerdem ist die Schnittfläche jedes Durchbruches 5 mit der äußeren Kontur des Ringes 2 vorteilhafterweise kleiner als der Mitnahmekörper 7, so daß dieser bei nicht aufgesteckter Hülse 4 nicht unkontrolliert aus dem Durchbruch 5 austreten kann.

Im Bereich des Ringes 2 weist das Spindeloberteil 1, konkret der Nutgrund der Ringnut 3, Abflachungen 9 auf, die in gleicher Weise auf dem Umfang verteilt sind wie die Durchbrüche 5 auf dem Umfang des Ringes. Bei gleichmäßiger Verteilung und ebener Gestalt, wie dies vorzugsweise der Fall sein wird, sind die Abflachungen 9 ein Teil der Oberfläche einer gleichseitigen Pyramide (bei koni schem Spindeloberteil 1) oder eines gleichseitigen Prismas (bei zylindrischem Spindeloberteil 1). Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können die Abflachungen 9 jedoch auch eine leicht konkave Gestalt besitzen.

Beim Anlauf der Spindel in Drehrichtung 10 ist der Ring 2 bestrebt, infolge sei ner Massenträgheit eine gegenläufige Bewegung in Drehrichtung 11 auszufüh ren, wodurch auch die in den Durchbrüchen 5 frei beweglichen Mitnahmekörper 7 in diese Richtung mitgenommen werden. Sie rollen dabei auf den Abflachun gen 9 ab und werden aufgrund von deren stetig zunehmendem Abstand von der Längsachse 6 des Spindeloberteiles 1 in Pfeilrichtung 12 nach außen und auf den nach unten abgeschrägten Innenflächen 8 der Durchbrüche 5 nach oben gedrängt, bis sie an der Innenfläche der Hülse 4 anliegen. In dieser Lage ver spannen die Abflachungen 9 die Mitnahmekörper 7 gegen die Hülse 4 und übertragen das auf die Spindel wirkende Drehmoment auf die Hülse 4. Sobald infolge geringerer Spindeldrehzahl der Nachlauf des Ringes 2 gegenüber dem Spindeloberteil 1 erheblich nachläßt, wird diese Verspannung aufgehoben und die Mitnahmekörper 7 drängen unter der Wirkung ihres Eigengewichtes nach unten und damit den Ring 2 wieder in seine Mittellage. Die Durchbrüche 5 ste hen dann den Abflachungen 9 an deren Bereichen mit dem geringsten Abstand von der Längsachse 6 gegenüber. Die Mitnahmekörper 9 liegen nicht mehr an der Hülse 4 an und die kraftschlüssige, drehmomentenübertragende Verbindung ist aufgehoben.

Wird hingegen die Spindel abgebremst, so setzt der oben beschriebene Vorgang in umgekehrter Richtung ein: Der Ring 2 eilt in Pfeilrichtung 13 gegenüber dem Spindeloberteil 1 vor und führt die Mitnahmekörper 7 wieder bis zur Anlage an die Hülse 4. Auf diese Weise kann auch das auf die Spindel wirkende Bremsmoment sicher auf den vollen Kops übertragen werden.

Bezugszeichenliste

1 Spindeloberteil
2 Ring
3 Ringnut
4 Hülse
5 Durchbruch
6 Längsachse
7 Mitnahmekörper
8 Innenfläche
9 Abflachung
10 Pfeilrichtung
11 Pfeilrichtung
12 Pfeilrichtung
13 Pfeilrichtung

Claims

1. Hülsenkupplung für eine Spindel einer Spinn- oder Zwirnmaschine, mit mindestens einem im Spindeloberteil befindlichen und an die Innenwand der Hülse anlegbaren Mitnahmekörper, dadurch gekennzeichnet,

- daß im Spindeloberteil (1) mindestens ein dessen Außenkontur unter schreitender, zum Spindeloberteil (1) um die Spindellängsachse (6) frei drehbarer Ring (2) angeordnet ist, welcher mit mindestens drei radialen, Durchbrüchen (5) versehen ist,
- daß in jedem der Durchbrüche (5) ein frei beweglicher Mitnahmekörper (7) angeordnet ist und
- daß das Spindeloberteil (1) im Bereich des Ringes (2) mit Abflachungen (9) versehen ist.

2. Hülsenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche (5) gleichmäßig über den Umfang des Ringes (2) verteilt sind.

3. Hülsenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche (5) symmetrisch zu einer durch die Mittelachse des Ringes (2) gelegenen Ebene verteilt sind.

4. Hülsenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab flachungen (9) des Spindeloberteiles (1) gleichmäßig über dessen Umfang verteilt sind.

5. Hülsenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab flachungen (9) des Spindeloberteiles (1) symmetrisch zu einer durch die Längsachse (6) der Spindel gelegenen Ebene verteilt sind.

6. Hülsenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab flachungen (9) des Spindeloberteils (1) eben sind.

7. Hülsenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab flachungen (9) des Spindeloberteils (1) konkav ausgebildet sind.

8. Hülsenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der größte Abstand der Abflachungen (9) zur Außenkontur des Ringes (2) größer ist als das Größtmaß der Mitnahmekörper (7).

9. Hülsenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche (5) des Ringes (2) symmetrisch zu einer durch seine Mittel achse verlaufenden Ebene sind.

10. Hülsenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Spindelfuß hin gelegene untere Teil der Innenfläche (8) der Durchbrüche (5) des Ringes (2) bezüglich der Spindelachse (6) schräg nach unten weist.

11. Hülsenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittflächen der Durchbrüche (5) mit der Außenkontur des Ringes (2) kleiner sind als die Mitnahmekörper (7), so daß deren Austritt aus den Durchbrüchen (5) nach außen hin unmöglich ist.

12. Hülsenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mit nahmekörper (7) Kugeln sind.

13. Hülsenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mit nahmekörper (7) tonnenförmige Gestalt aufweisen.