DE19725072A1 - Spindel für eine Spinnmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spindel für eine Spinnmaschine, insbesondere Ringspinn- oder Ringzwirnmaschine, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Spindeln für Ringspinn- oder Ringzwirnmaschinen bestehen normalerweise aus einem sich drehenden Spindeldorn, welcher in einer an der Spindelbank befestigten Halterung mittels Wälzlagern drehbar gelagert ist. Die Lagerung in der Halterung ist unterhalb der Spindelbank angeordnet. In diesem Fall wird der Spindeldorn als Rotor und die Halte­ rung als Stator bezeichnet.

Im Gegensatz zu diesen bekannten Spindeln sind solche bekanntgeworden, welche einen in Bezug auf die Spindelbank ortsfesten Spindeldorn und eine um diesen rotie­ rende Hülse für den Spinnkops aufweist. Eine solche Spindel ist beispielsweise be­ kannt aus DE-A-43 43 394.4. Die Spindel besteht somit aus einem mit der Spindelbank befestigten feststehenden Teil oder als Achse dienenden Stator und aus einem auf die­ sem über Wälzlager drehbar gelagerten Teil oder Rotor. Das obere und untere Lager ist gedämpft auf dem Stator befestigt. Der Stator ist als stabförmiger Teil ausgebildet und mit einem Unterteil mit elastischen Einlagen und einer zentralen Mutter auf der als Aufnahmeteil bezeichneten Spindelbank befestigt. Eine elastische Einlage, welche sich zwischen dem als hohlen Bolzen mit einem Außengewinde ausgebildeten Unterteil und der Spindelbank vorgesehen ist, dient zur Dämpfung der hochfrequenten Schwin­ gungen.

Die oben beschriebene Spindel hat jedoch den Nachteil, daß mit den Dämpfungs­ elementen bei den Lagern zusätzliche Resonanzen entstehen, die im betriebsmäßigen Drehzahlbereich auftreten und mit einer einfachen Dämpfung nicht oder schlecht un­ terdrückt werden können. Die Drehachse der Spindel kann zudem durch die vom An­ triebsriemen darauf ausgeübte Querkraft geringfügig gekippt werden, was zu einer leichten Schrägstellung der Spindel führt, die jedoch schon wesentlich geringer ist als bei den heute bekannten Spindeln.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Spindel der vorge­ nannten Art so zu verbessern, daß höhere Drehzahlen erreicht werden können und gleichzeitig die Schrägstellung der betriebsmäßigen Spindel zumindest gleich bleibt oder noch weiter verringert wird.

Diese Aufgabe wird durch eine Spindel mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 ge­ löst.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die Befestigung des Stators mit der Spindelbank und die zur Erreichung hoher Drehzahlen erforderliche Dämpfung weitest­ gehend entkoppelt werden müssen, um eine wirksame Unterdrückung von Resonanzen zu bewirken und gleichzeitig dem durch die Antriebskräfte auf die Spindel ausgeübten Moment wesentlich entgegenzuwirken. Dadurch kann die erfindungsgemäße Spindel mit höheren Drehzahlen gefahren werden als die bis anhin bekannten Spindeln. Die erfindungsgemäße Lösung wird außerdem mit besonders einfachen Mitteln erreicht, so daß eine wesentliche Konstruktionsänderung des Stators und des Rotors der Spindel nicht erforderlich ist. Durch die elastische Verbindung zwischen dem Stator und der Spindelbank, welche parallel zur Drehachse ausgerichtet ist, werden die vom An­ triebsriemen ausgeübten Querkräfte durch eine Parallelverschiebung aufgenommen, wodurch die Spindelachse sich nur unwesentlich schrägstellt.

Vorzugsweise hat das Befestigungselement einen Durchlaß, in welchem der Stator mit einem nach unten zunehmenden Spiel eingelassen ist, und ist der Stator an einer er­ sten Seite des Befestigungselementes und die Spindelbank an einer zweiten, der er­ sten gegenüberliegenden Seite des Befestigungselementes befestigt. Die dem Stator zugewandte Seite des Befestigungselementes kann eine relative Verschiebung im we­ sentlichen rechtwinklig zur Spindeldrehachse ausführen, wobei die Spindel lediglich eine Parallelverschiebung gegenüber ihrer ursprünglichen Lage erfährt. Die Ausführung des Befestigungselementes mit zwei parallelen Befestigungsplatten und einem diese verbindenden elastischen Verbindungsmittel hat sich in der Praxis besonders bewährt. Das elastische Verbindungsmittel ist dabei mit Vorteil aus einem gummielastischen Material hergestellt und weist eine im wesentlichen kreiszylindrische Form auf. Als zu­ sätzliche Verbindungsmittel für den Stator und die Spindelbank werden im elastischen Verbindungsmittel eingelassene Schraubenmuttern und Schraubenbolzen bevorzugt. Um die Parallelverschiebung in eine bestimmte Richtung zu begünstigen, haben sich federelastische Verstärkungselemente zwischen den Befestigungsplatten bewährt. Die­ se bestehen vorzugsweise aus einem Metall wie Federstahl. Sie können als Blattfeder oder auch als dünner Rundstab ausgebildet sein. Andererseits kann auch eine Blattfe­ der außerhalb des Befestigungselementes gegen die obere Befestigungsplatte drüc­ ken, um diese in der axialen Position zu halten.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in welcher die Erfindung anhand eines in den schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert wird. Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine mit einem Befestigungselement auf der Spindel­ bank einer Ringspinnmaschine befestigte Spindel,

Fig. 2 die erste Befestigungsplatte des Befestigungselementes,

Fig. 3 die zweite Befestigungsplatte des Befestigungselementes,

Fig. 4 einen Teilquerschnitt durch eine mit einem Befestigungsmittel und einem Rück­ haltemittel auf der Spindelbank einer Ringspinnmaschine befestigten Spindel, und

Fig. 5 eine Anordnung der Befestigung mit dem Befestigungsmittel unterhalb der Spindelbank.

In den Figuren sind jeweils für dieselben Elemente dieselben Bezugszeichen verwen­ det, und es gelten erstmalige Erklärungen zu den Elementen für alle Figuren, wenn nicht ausdrücklich anders erwähnt.

In Fig. 1 ist rein schematisch eine Spindel 1 im Querschnitt abgebildet, die aus einem stabförmigen Stator 2 und einem hülsenförmigen Rotor 3 besteht, der mittels eines oberen Wälzlagers 4 und eines unteren Wälzlagers 5 drehbar auf dem Stator 2 gelagert ist. Der Stator 2 ist einstückig als oberer kreiszylindrischer Stabteil 6 ausgebildet und weist zwischen den beiden Wälzlagern 4 und 5 einen gleichbleibenden Durchmesser auf. Im Bereich des unteren Wälzlagers 5 ist der Stator 2 stufenförmig vergrößert und mit einer das untere Wälzlager 5 tragenden Kreisscheibe 7 versehen. Anliegend an dieser Kreisscheibe 7 ist der Stator 2 von einem unteren kreiszylindrischen Stabteil 8 gebildet, dessen Durchmesser 1,5- bis 2mal größer ist als der Durchmesser des obe­ ren Stabteils 6. Der Rotor 3 ist im wesentlichen zweiteilig aus einem oberen Hülsenteil 9 und einem mit Preßsitz darin eingepreßten unteren Hülsenteil 10 gebildet. Dieser untere Hülsenteil 10 ist mit einer bombierten Ringnut 11 versehen, in welcher ein An­ triebsriemen 12 auf die Spindel 1 angreift. Endseitig ist der untere Hülsenteil 10 von einer deckelartigen Kappe 13 gebildet, in welcher das untere Wälzlager 5 durch Ein­ pressen befestigt ist. Der untere Stabteil 8 des Stators 2 ist in einen Flansch 14 einge­ preßt. Endseitig ist der Stator 2 mit je einem oberen Gewindebolzen 15 und einem unteren Gewindebolzen 16 versehen. Das obere Wälzlager 4 ist von einer auf dem oberen Gewindebolzen 15 mit einer Unterlagscheibe oder Tellerfeder 17 unterlegten Schraubenmutter 18 auf dem Stator 2 befestigt. Andererseits ist eine mit einer Unter­ lagscheibe 19 unterlegte Schraubenmutter 20 auf den Gewindebolzen 16 geschraubt, welche den Flansch 14 gegen die Kreisscheibe 7 drückt. Beim Festschrauben der Schraubenmutter 18 werden gleichzeitig die beiden Wälzlager 4 und 5 aufeinander zu­ bewegt, so daß damit das axiale Spiel zwischen dem Rotor 3 und dem Stator 2 be­ stimmt wird.

Der Flansch 14 ist an seinem Rand mit vier Schrauben 21 auf ein allgemein mit 22 be­ zeichnetes Befestigungselement geschraubt. Dieses Befestigungselement 22 weist zwei parallele Befestigungsplatten 23 und 24 auf, in welchen je ein kreisrunder Durch­ laß 25 und 26 vorgesehen ist (vergleiche auch Fig. 2 und 3). Dabei entspricht der Durchmesser des Flansches 14 in seinem oberen Bereich annähernd dem Durchmes­ ser des oberen Durchlasses 25. Der Durchlaß 26 ist ferner im unbelasteten Zustand axial zum oberen Durchlaß 25 ausgerichtet, jedoch mit einem größeren Durchmesser als dieser, wobei der Flansch 14 im unteren Bereich einen geringeren Durchmesser aufweist als im oberen Bereich, so daß der Flansch 14 nach unten verjüngt ausgebil­ det ist. Somit besteht zwischen dem Durchlaß 25 und dem Flansch 14 kaum oder nur ein geringes Spiel, während zwischen dem Durchlaß 26 und dem unteren Bereich des Flansches 14 ein wesentlich größeres Spiel vorhanden ist. Zwischen den beiden Be­ festigungsplatten 23 und 24 sind vier kreiszylindrische elastische Verbindungsmittel 27 vorgesehen (in Fig. 1 nur zwei in Querschnitt ersichtlich). Die Verbindungsmittel 27 bestehen aus einem gummielastischen Material wie beispielsweise Naturgummi oder Silikongummi. Zur Bestigung der gummielastischen Verbindungsmittel 27 sind in diesen Schraubenmuttern 28 eingelassen, in welchen Schraubenbolzen 29 zur Befestigung der Befestigungsplatten 23 und 24 eingeschraubt sind. Selbstverständlich können um­ gekehrt auch Schraubenbolzen dazu vorgesehen sein, auf welche Schraubenmuttern aufgeschraubt sind. Die Schraubenbolzen 29 sind durch Verstärkungselemente 30 in axialer Richtung gegeneinander verspannt. Dazu ist das Verstärkungselement 30 starr mit einem der Schraubenbolzen 29 verbunden und am gewindeseitigen Ende des an­ deren Schraubenbolzen 29 ist eine hier nicht dargestellte Sacklochbohrung vorgese­ hen, in welche das freie Ende des stabförmigen Verstärkungselementes 30 eingelas­ sen und somit dort gelenkig gelagert ist. Die Verstärkungselemente 30 können aus ei­ nem Federstahl als Blattfeder oder auch als dünner Rundstab ausgebildet sein. Mit die­ sen Verstärkungselementen 30 sind die Befestigungsplatten 23 und 24 in axialer Rich­ tung zueinander starr befestigt, können jedoch in radialer Richtung, d. h. im wesentli­ chen rechtwinklig zur Drehachse der Spindel 1, eine geringe Verschiebung zueinander ausführen.

Für eine optimale Dämpfung in der Spindel 1 ist es wichtig, daß das gummielastische Material des Verbindungsmittels 27 in axialer Richtung wenig oder kaum elastisch be­ weglich, d. h. mehr oder weniger starr ist, jedoch in radialer Richtung eine geringfügige elastische Bewegung zuläßt, d. h. eine gewisse Flexibilität aufweist. Durch die Ausbil­ dung der Verbindungsmittel 27 als Kreiszylinder wird diese für die Parallelverschiebung notwendige radiale Elastizität gewährleistet und von den Verstärkungselementen 30 unterstützt. Die untere Befestigungsplatte 24 ist ihrerseits mittels Schrauben 32 auf ei­ ner Spindelbank 33 einer hier nicht weiter dargestellten Ringspinn- oder Ringzwirnma­ schine aufgeschraubt. Die Spindelbank 33 weist im Bereich der Spindel 1, d. h. im unte­ ren Bereich des Flansches 14, ebenfalls einen größeren kreisrunden Durchlaß 34 auf. Durch die vom Antriebsriemen 12 auf die Spindel 1 ausgeübten Querkräfte F₁ wird nun die obere Befestigungsplatte 23 durch die radiale Elastizität der Verbindungsmittel 27 und der Verstärkungselemente 30 parallel verschoben, während die untere Befesti­ gungsplatte 24 auf der Spindelbank 33 ortsfest bleibt. Der untere Stabteil 8 mit dem Flansch 14 kann nun wegen des vorgesehenen Spiels ebenfalls die radiale Bewegung der oberen Befestigungsplatte 23 mitmachen, so daß eine Querbewegung oder Par­ allelverschiebung der Spindel 1 als Ganzes bezüglich der Spindelbank 33 und bezüg­ lich der ursprünglichen Drehachse in Abhängigkeit von der radialen Elastizität des Be­ festigungselementes 22 möglich ist.

Es versteht sich für den Fachmann, daß die elastischen Verbindungsmittel 27 nicht unbedingt kreiszylindrisch ausgebildet zu sein brauchen, sondern auch andere zylin­ drische Formen aufweisen können.

Wie nun aus Fig. 4 ersichtlich kann auch ein seitlich gegen die obere Befestigungs­ platte 23 drückendes Rückhaltemittel 35 vorgesehen sein, das als Blattfeder ausgebil­ det und mittels der Schraube 32a auf der Spindelbank 33 befestigt ist. Die weiteren Elemente sind identisch mit der Ausführung der Spindel 1 in der Fig. 1. Es können des weiteren auch andere Arten von elastischen Mitteln als die oben angegebenen elasti­ schen Verbindungsmittel 27 oder die Blattfeder 35 verwendet werden. Beispielsweise können im Verbindungsmittel 27 radial ausgerichtete einzelne Verstärkungen eingelas­ sen sein, die zwar nicht direkt die Befestigungsplatten 23 und 24 miteinander verbin­ den, wie in der Fig. 1 dargestellt, jedoch eine Vorzugsrichtung für die elastische Be­ wegung des Verbindungsmittels 27 festlegen.

Wie in Fig. 5 dargestellt, ist es ferner nicht unbedingt erforderlich, daß das Befesti­ gungsmittel 22 oberhalb der Spindelbank 33 angeordnet ist, sondern kann es ebenso gut unterhalb der Spindelbank 33 vorgesehen sein. Der kreiszylindrische Stabteil 8 der Spindel 1 ist zu diesem Zweck länger ausgebildet und der Flansch 14 ist zusammen mit dem Befestigungsmittel 22 spiegelbildlich zur Ausführung in Fig. 1 auf der Spindel­ bank 33 befestigt, d. h. die Befestigungsplatte 23 liegt nun unterhalb der Befestigungs­ platte 24. Der Durchlaß 34 durch die Spindelbank 33 soll dabei einen ausreichenden Durchmesser aufweisen soll, um die Parallelverschiebung der Spindel 1 zu ermögli­ chen.

Claims (11)

1. Spindel (1) für eine Spinnmaschine, insbesondere Ringspinn- oder Ringzwirnma­ schine, mit einem stabförmigen Stator (2) und einem hülsenförmigen Rotor (3), welcher mittels am Stator (2) vorgesehener Wälzlager (4, 5) auf diesem drehbar gelagert ist, und einem Befestigungselement (22), mit welchem der Stator (2) auf der Spindelbank (33) der Spinnmaschine befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (22) derart elastisch ausgebildet ist, daß die Spin­ del (1) unter Einfluß von im wesentlichen rechtwinklig zur Drehachse wirkenden, vom Antrieb ausgeübten Querkräften (F₁) eine Parallelverschiebung erfährt.

2. Spindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (22) einen Durchlaß (25, 26) aufweist, in welchem der Stator (2) mit nach unten zunehmendem Spiel eingelassen ist, und der Stator (2) an einer ersten Seite des Befestigungselementes (22) und die Spindelbank (33) an einer zweiten, der ersten gegenüberliegenden Seite des Befestigungselementes (22) befestigt ist.

3. Spindel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungs­ element (22) zwei parallele, bezüglich der Spindelbank (29) übereinanderliegende Befestigungsplatten (23, 24) mit je einem achsgleichen Durchlaß (25, 26) aufweist, welche durch elastische Verbindungsmittel (27) miteinander verbunden sind.

4. Spindel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Verbin­ dungsmittel (27) aus einem gummielastischen Material hergestellt ist.

5. Spindel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das gummielastische Verbindungsmittel (27) im wesentlichen kreiszylindrisch ausgebildet ist.

6. Spindel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung mit dem Stator (2) und mit der Spindelbank (33) Schraubelemente (28), insbesondere Schraubenmuttern oder Schraubenbolzen, im gummielastischen Verbindungsmit­ teln (27) eingefaßt sind.

7. Spindel nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das ela­ stische Verbindungsmittel (27) federelastische Verstärkungselemente (30) aufweist, welche die Befestigungsplatten (23, 24) in axialer Richtung starr und in radialer Richtung zueinander verschiebbar miteinander verbinden.

8. Spindel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die federelastischen Ver­ stärkungselemente (30) aus einem Metall, insbesondere Federstahl, hergestellt sind.

9. Spindel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die federelastischen Ver­ stärkungselemente (30) als Blattfedern oder als Rundstäbe ausgebildet sind.

10. Spindel nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die am Stator (2) befestigte Befestigungsplatte (23) von einem radial wirkenden Rückhal­ temittel (35) in ihrer axialen Position gehalten ist.

11. Spindel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückhaltemittel eine seitlich gegen die Befestigungsplatte (23) drückende Blattfeder (35) ist, die auf der Spindelbank (33) befestigt ist.