DE19929582C2 - Spielfreie und zentrierende Hülsenkupplung für die Spindel einer Textilmaschine - Google Patents
Spielfreie und zentrierende Hülsenkupplung für die Spindel einer TextilmaschineInfo
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Abstract
Geschaffen werden soll eine Hülsenkupplung für Spinn- oder Zwirnspindeln, die auch bei größeren Maßdifferenzen zwischen dem Innendurchmesser der Hülse und dem Außendurchmesser der Hülsenkupplung die Funktion auch bei höheren Drehzahlen gewährleistet, bei der die zentrische Lage der Spindelachse beibehalten wird und ein problemloser Hülsenabzug möglich ist. DOLLAR A Die erfindungsgemäße Hülsenkupplung besteht aus drei Mitnahmeelementen, die in einer Hülsenaufnahme zentrisch angeordnet sind. Dazu besteht die Hülsenaufnahme aus einem Grundkörper, einem darin axial beweglich angeordneten Druckstück und einem fest mit dem Grundkörper verbundenen Endstück. Die Mitnahmeelemente sind zwischen dem Grundkörper und dem Druckstück angeordnet. Am Druckstück ist ein konisch ausgebildeter Bund angeordnet. Außerdem sind zwischen dem Druckstück und dem Endstück überwiegend radial verschiebliche arretierende Fliehkraftelemente angeordnet. DOLLAR A Die Erfindung betrifft eine spielfreie und zentrierende Hülsenkupplung für die Spindel einer Textilmaschine.
Description
Die Erfindung betrifft eine spielfreie und zentrierende Hülsenkupplung für die
Spindel einer Textilmaschine. Derartige Kupplungen bestehen aus wenigstens
drei Mitnahmeelementen, die in einer kraftschlüssig mit dem Spindelschaft
verbundenen Hülsenaufnahme angeordnet sind, wobei sich die Hülsenkupplung
gegen die Innenwand der Hülse zentrisch abstützt. Derartige
Hülsenkupplungen werden in der Textilindustrie, vorzugsweise in Spinnerei-
und Zwirnerei-Betrieben, benötigt.
Hülsenkupplungen der gattungsgemäßen Art sind bereits entwickelt worden.
So beschreibt die DE 41 31 498 A1 die Hülsenkupplung für eine Spinn- oder
Zwirnspindel, bei der bewegliche Mitnahmekörper eingesetzt sind, die infolge
der Zentrifugalkraft gegen die Innenfläche der Hülse gedrückt werden. Dort
stellen sie zwischen Spindeloberteil und Hülse eine kraft- und/oder
formschlüssige Verbindung her und ermöglichen so die Übertragung eines
Drehmomentes. Wegen der geringen Massen der beweglichen Teile sind die
verfügbaren Fliehkräfte verhältnismäßig gering, weshalb eine sichere
Mitnahme der Hülsen auf den Spindeloberteilen nicht gewährleistet werden
kann. Außerdem ist bei niedrigen Drehzahlen der Spindeln eine geringe
Wirkung der Kupplung zu verzeichnen, so daß es insbesondere beim
Abbremsen der Spindel zum Rutschen der Hülse auf dem Spindeloberteil
kommt. Dies wirkt sich ungünstig sowohl auf die Garnqualität als auch auf den
Verschleiß der Hülse aus.
Weiterhin beschreibt die DE 42 17 381 A1 eine Hülsenkupplung, die ebenfalls
als Fliehkraftkupplung ausgebildet ist. Diese Fliehkraftkupplung befindet sich
in einem Fortsatz des Antriebswirtels, wobei infolge der verhältnismäßig
geringen Mitnahmekräfte eine Hülse vorgesehen ist, die eine profilierte
Innenfläche aufweist. Die Mitnahmewirkung wird bei dieser Lösung dadurch
verstärkt, daß zwischen dem Außendurchmesser der Hülsenkupplung und dem
Innendurchmesser der Hülse nur ein sehr geringes maßliches Spiel besteht.
Mit der DE 43 18 027 A1 wird eine Hülsenkupplung bekanntgemacht, die
vorsieht, eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Hülse und dem
Spindeloberteil durch unterschiedlich ausgeführte Mitnahmekörper zu schaffen.
Infolge der auftretenden Fliehkräfte werden die Mitnahmekörper in eine
Taumelbewegung versetzt, wodurch sie sich zwischen dem Spindeloberteil und
der Hülse verklemmen. Diese Art der Hülsenkupplung hat den Nachteil, daß
die Hülse nicht mit Sicherheit zentrisch zur Spindelachse mitgenommen wird.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß sich diese kraftschlüssige
Klemmverbindung bei Spindelstillstand nicht problemlos löst. Weiterhin kann
es vorkommen, daß die Mitnahmekörper selbst keine zentrische Lage zur
Spindelachse einnehmen und dadurch dem Entstehen von Unwuchten
Vorschub geleistet wird. Durch die Aufnahmebohrungen für die
Mitnahmekörper wird außerdem das Spindeloberteil in seiner Stabilität
geschwächt.
Schließlich wird mit der DE 195 37 762 A1 eine technische Lösung
beschrieben, die besonders für Spinnhülsen mit geringeren Garnmassen
geeignet sein soll. Hierbei ist eine beachtliche Beschleunigung beim
Spindelanlauf erforderlich, um den drehbaren Ring in der Kugelführung zu
verdrehen. Diese Lösung ist nicht dafür geeignet, größere Maßdifferenzen
zwischen dem Hülseninnendurchmesser und dem Außendurchmesser der
Hülsenkupplung zu überbrücken. Da die Mitnahmekörper bei Stillstand der
Spindel infolge ihrer Eigenmasse nach unten fallen, ist eine Zentrierung der
Hülse nicht mehr zu gewährleisten.
Den bekannten technischen Lösungen haftet der gemeinsame Mangel an, daß
sie keine ausreichende Gewähr für eine sichere Zentrierung der Spulenhülse
zur Spindelachse und die einfache Entnahme der bewickelten Hülsen von den
Spindeloberteilen bieten. Bekanntermaßen werden Streckzwirn-Hülsen infolge
der Wickelkräfte so deformiert, daß es bei unausreichendem Spiel zwischen
dem Innendurchmesser der Hülse und dem Außendurchmesser der
Hülsenkupplung regelmäßig zu Problemen beim Abziehen der Hülse durch
Festsitz kommt.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, die Mängel des bekannten Standes der
Technik zu überwinden und eine Hülsenkupplung für Spinn- oder
Zwirnspindeln zu schaffen, die auch bei größeren Maßdifferenzen zwischen
dem Innendurchmesser der verwendeten Hülse und dem Außendurchmesser
der Hülsenkupplung die ungehinderte Funktion gewährleistet.
Außerdem soll die technische Lösung sicherstellen, daß eine mögliche
Verformung der Hülse bei Bewicklung mit Fadenmaterial nicht die zentrische
Lage der Hülse zur Spindelachse und die sichere Mitnahme der Hülse durch
die Spindel infrage stellt. Weiterhin soll ermöglicht werden, daß eine
Hülsendeformation, die in der Regel bei Verwendung von Kunststoffen als
Hülsenmaterial und infolge hoher Fadenkräfte zu beobachten ist, nicht zum
Festsitz der Hülse auf der Spindel bei Spindelstillstand führt, so daß der
Hülsenabzug problemlos von Hand oder mittels Hülsenabzugseinrichtungen
gewährleistet werden kann. Die zu schaffende technische Lösung soll sich
außerdem durch einfachen Aufbau und leichte Montage auszeichnen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des
Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen
beschrieben. Danach besteht eine spielfreie und zentrierende Hülsenkupplung
für die Spindel einer Textilmaschine aus wenigstens drei Mitnahmeelementen,
die in einer Hülsenaufnahme zentrisch angeordnet sind und sich kraftschlüssig
an der Innenwand der Hülse anlegen. Dazu besteht die Hülsenaufnahme aus
einem Grundkörper, einem darin axial beweglich angeordneten Druckstück und
einem fest mit dem Grundkörper verbundenen Endstück. Die
Mitnahmeelemente sind zwischen dem Grundkörper und dem Druckstück
angeordnet, wobei sie überwiegend radial beweglich ausgebildet sind. Am
Druckstück ist ein konisch ausgebildeter Bund angeordnet, von dem die mit
den Mitnahmeelementen im Kontakt stehenden Teile als Führungsschrägen
fungieren. Außerdem sind zwischen dem Druckstück und den Endstück
überwiegend radial verschiebliche arretierende Fliehkraftelemente angeordnet.
Schließlich gehört zur grundsätzlichen Ausbildung der Hülsenkupplung, daß
wenigstens eine der im Kontakt mit den arretierenden Fliehkraftelementen
befindlichen Flächen des Druckstücks und des Endstücks als Führungsschräge
ausgebildet ist.
Damit besteht die gesamte Hülsenkupplung ausschließlich aus einfachen
Bauteilen, die in rationeller Weise hergestellt und montiert werden können. Sie
erfüllt insbesondere die Zielstellung, bedarfsweise auch solche Spulenhülsen
aufnehmen zu können, die infolge hoher Fadenkräfte Deformationen
unterliegen und die bei Verwendung bisher bekannter Hülsenkupplungen
Komplikationen bei der erforderlichen Entnahme vom Spindeloberteil
verursachen können.
Mit der neuentwickelten Hülsenkupplung können dagegen beliebige
geometrische Spiele zwischen dem äußeren Umfang der Hülsenkupplung und
dem Innendurchmesser der unbelasteten Hülse gewählt werden, so daß nicht
nur die Fertigung der Hülsenkupplung nahezu vollständig mechanisiert und
automatisiert erfolgen kann sondern auch das bedarfsweise störungsfreie
mechanisierte oder manuelle Aufstecken und Entnehmen der Hülsen an der
jeweiligen Textilmaschine.
Der besondere Vorzug der vorgeschlagene Hülsenkupplung besteht darüber
hinaus darin, daß es bereits im Stillstand der jeweiligen Spindel zu einer
Zentrierung der Hülse bezüglich der Spindelachse kommt und damit
Unwuchten mit den daraus resultierenden Folgen für die jeweilige Spindel und
für die Hülsenbewicklung ausgeschlossen werden können. Dazu dienen die
Mitnahmeelemente, die vom axial beweglichen Druckstück über die daran
angeordneten Führungsschrägen gleichmäßig überwiegend radial verschoben
werden und durch teilweisen Austritt aus den am Grundkörper der
Hülsenkupplung ausgebildeten Aufnahmen die die Kupplung überdeckende
Hülse gegen den Grundkörper verspannen. Im Arbeitszustand der Spindel
werden bei den üblichen Drehzahlen nicht nur die Mitnahmeelemente infolge
auftretender Fliehkräfte nach außen gegen die Hülseninnenwand gedrückt,
sondern ebenfalls die arretierenden Fliehkraftelemente, die zwischen dem
Druckstück und dem Endstück angeordnet sind. Diese verstärken die ohnehin
auf das bewegliche Druckstück wirkenden Normalkräfte, wodurch die radialen
Kräfte auf die Mitnahmeelemente noch weiter verstärkt werden. Bei Abschluß
der Hülsenbewicklung und Spindelstillstand entfallen diese verstärkenden
Kräfte, so daß die jeweilige Hülse problemlos von der Hülsenkupplung
abgenommen werden kann, wobei lediglich die Kräfte überwunden werden
müssen, die infolge der Eigenmasse des Druckstücks über die daran
angeordneten Führungsschrägen auf die Mitnahmeelemente wirken.
Es ist vorgesehen, daß die Differenz der Abmessungen zwischen dem
Außenradius des Grundkörpers und dem Außenradius des mittleren
zylindrischen Teils des Druckstücks wenigstens die Größe des Durchmessers
des kugelförmigen Mitnahmeelementes aufweist.
Alternativ dazu beträgt die Differenz der Abmessungen zwischen dem
Außenradius des Grundkörpers und dem Außenradius des mittleren
zylindrischen Teils des Druckstücks wenigstens dem Gesamtmaß des
kugelförmigen Teils des Mitnahmeelementes mit dem aufgesetzten
kappenförmigen Teil des Mitnahmeelementes.
Damit ist gewährleistet, daß bedarfsweise die Mitnahmeelemente vollständig
innerhalb des äußeren Durchmessers des Grundkörpers der Hülsenkupplung
angeordnet sein können, was dem problemlosen Aufstecken der Hülse auf die
Hülsenkupplung und der Entnahme von ihr entgegenkommt.
Die Mitnahmeelemente sind demnach in einer besonderen Ausführungsform
der Erfindung als Kugeln oder als Kappen in Verbindung mit innenliegenden
Kugeln ausgebildet. In der letztgenannten Ausführungsvariante liegt damit die
Möglichkeit, flächenförmige Kontakte zwischen der Hülsenkupplung und der
Innenwand der Hülse herzustellen und damit gegebenenfalls unter Vermeidung
von örtlichen Deformationen der Hülse größere Mitnahmekräfte auf die Hülse
übertragen zu können.
Bevorzugt ist das kappenförmige Teil des Mitnahmeelementes mit einem
Anschlagbund ausgestattet, mit dessen Hilfe das vollständige Austreten der
Kappe aus dem Grundkörper der Hülsenkupplung vermieden wird.
Die Aufnahmen für die Mitnahmeelemente sind im Grundkörper radial
angeordnet und können im Falle der Verwendung von Kugeln als
Mitnahmeelemente als zylindrische Bohrung oder im Falle der Verwendung
von Mitnahmeelementen als Kombination von kappenförmigen Teilen und von
den Kappen teilweise umschlossenen Kugeln als Durchbruch mit nahezu
beliebigem Querschnitt, beispielsweise einem prismatischen Querschnitt,
ausgebildet sein.
Zur Vermeidung des Austritts der Kugeln als ausschließliche
Mitnahmeelemente sind die zylindrischen Bohrungen mit einer außenliegenden
kalottenförmigen Verengung im Grundkörper ausgebildet.
Während am Druckstück zum Zwecke des radialen Heraustretens der
Mitnahmeelemente aus dem Grundkörper in jeder Ausführungsform der
Erfindung eine Führungsschräge angeordnet ist, kann sich die Anordnung von
Führungsschrägen für die arretierenden Fliehkraftelemente, die sich zwischen
dem Druckstück und dem Endstück befinden, bedarfsweise auf eine
Führungsschräge beschränken. In diesem Falle besitzen die Rollbahnen für die
als zylindrische Rollen oder Kugeln ausgebildeten arretierenden
Fliehkraftelemente entweder am fest mit dem Grundkörper verankerten
Endstück oder am Druckstück Neigungen gegen die Horizontale.
Der grundsätzliche Unterschied zwischen der Führungsschräge für die
Mitnahmeelemente und den Führungsschrägen für die arretierenden
Fliehkraftelemente besteht darin, daß die am Druckstück für das Verdrängen
der Mitnahmeelemente angeordnete Führungsschräge nach außen erweitert
ausgebildet ist.
Dagegen sind die Führungsschrägen der Führungsbahnen für die arretierenden
Fliehkraftelemente nach innen erweitert ausgebildet. Alle Führungsschrägen
können jedoch wählbare Neigungen gegen die Horizontale aufweisen. Damit
kann konstruktiv den unterschiedlichen Anforderungen entsprochen werden,
die sich aus der konkreten Drehzahl, der tatsächlichen Fadenspannung und der
Materialbeschaffenheit der Spulenhülse ergeben. Mit der Wahl der Neigungen
der Führungsschrägen wird einerseits die Kraftwirkung bestimmt, mit der bei
axialer Belastung des Druckstücks die Mitnahmeelemente gegen die
Innenwand der Spulenhülse gedrückt werden. Andererseits wird mit der Wahl
der Neigungen der Führungsschrägen in den Bahnen für die arretierenden
Fliehkraftelemente die Kraft bestimmt, die unter Fliehkraftwirkung die
arretierenden Fliekraftelemente in axialer Richtung auf das Druckstück ausübt.
In einer besonderen Ausführungsform beträgt der wählbare Winkel der
Führungsschräge für die Mitnahmeelemente am Druckstück vorzugsweise 40°
gegen die Horizontale.
Die in den Führungsbahnen für die arretierenden Fliehkraftelemente
angeordneten Führungsschrägen weisen dagegen einen wählbaren Winkel,
vorzugsweise 10° gegen die Horizontale, auf.
Für die gleichmäßige Führung des Druckstücks bei der axialen Verschiebung
nach unten durch die arretierenden Fliehkraftelemente reicht es aus, wenn
zwischen dem Endstück und dem Druckstück wenigstens drei radial
angeordnete Führungsbahnen ausgebildet sind.
Zur Vergrößerung der Kraftwirkung auf das axial verschiebliche Druckstück
infolge insgesamt größerer Gesamtmassen der arretierenden Fliehkraftelemente
kann die Anzahl der Führungsbahnen jedoch auch erhöht werden.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, das Druckstück mit
einer die leichte axiale Verschieblichkeit des Druckstücks am Spindelschaft
sichernden Gleitbuchse auszustatten.
Wegen der relativen Unzugänglichkeit der installierten Hülsenkupplungen und
insbesondere dieser Gleitbuchse wird für die Ausbildung dieser Gleitbuchse
bevorzugt eine Kunststoffbuchse, beispielsweise aus PTFE, gewählt.
Insgesamt ist die Hülsenkupplung so gestaltet, daß sie überwiegend
Einzelelemente enthält, die in automatischen Fertigungsschritten hergestellt
werden können. Daneben zeichnet sich die vorgeschlagenen Lösung auch
dadurch aus, daß die Montage der entwickelten Hülsenkupplung ebenfalls
überwiegend automatisiert vorgenommen werden kann.
Dazu ist am Grundkörper für die Fixierung des Endstücks ein Montagebund für
den Sitz des Endstücks im Grundkörper angeordnet.
Außerdem ist vorgesehen, zwischen dem Grundkörper und dem Endstück eine
nach dem Montageabschluß der Hülsenkupplung herzustellende formschlüssige
Verbindung auszubilden, beispielsweise mittels eines deformierenden
Preßvorgangs.
Es kann vorteilhaft sein, zwischen dem Endstück und dem Druckstück eine die
jeweils mögliche Tiefstlage des Druckstücks im Grundkörper sichernde
Druckfeder anzuordnen. Damit wird erreicht, daß zusätzlich zur Eigenmasse
des Druckstücks eine weitere Kraftkomponente bereits im Spindelstillstand die
Mitnahmeelemente gegen die Innenwand der Spindelhülse drückt und damit
eine Zentrierung der Spindelhülse auf dem Spindelschaft gewährleistet. Dies
kann unter Vermeidung von Unwuchten für den Spindelanlauf bedeutungsvoll
sein. Außerdem unterstützt die definierte Mitnahmekraft den Einsatz von
Bestück- und Entnahmemechanismen an der jeweiligen Textilmaschine.
Eine weitere besondere Ausführungsform der Hülsenkupplung ist dadurch
gekennzeichnet, daß in der Ebene des Durchtritts der Mitnahmeelemente durch
den Grundkörper am äußeren Umfang des Grundkörpers ein elastisches Band
angeordnet ist. Dieses Band deckt die Aufnahmen für die Mitnahmeelemente
ab und führt dazu, daß bei Spindelstillstand die Mitnahmeelemente in der
jeweiligen Ausgangslage zurückgehalten werden. Dabei wird die durch das
Druckstück und gegebenenfalls durch die eingesetzte Druckfeder bewirkte
Radialkraft auf die Mitnahmeelemente überwunden, so daß das Aufstecken
oder Abnehmen der Spulenhülsen am jeweiligen Spindelschaft erleichtert wird.
Zur kraftschlüssigen Befestigung der einzelnen Hülsenkupplung am
Spindelschaft sind am Grundkörper Gewindebohrungen angeordnet. Zur
Vermeidung von Unwuchten werden bevorzugt je Hülsenkupplung wenigstens
zwei gegenüberliegende Bohrungen mit entsprechenden Arretierschrauben
eingesetzt.
Im Normalfall reicht es aus, wenn zur definierten Fixierung der Spulenhülse
am jeweiligen Spindelschaft ein Klemmstück und wenigstens eine der
vorgeschlagenen Hülsenkupplungen angeordnet sind.
Bei Verwendung längerer Spulenhülsen oder bei Einsatz von Spulenhülsen, die
sich infolge hoher Fadenspannungen im stärkeren Maße deformieren könnten,
können für die kraftschlüssige und zentrische Fixierung der jeweiligen
Spulenhülse am Spindelschaft auch zwei oder mehr Hülsenkupplungen
angeordnet werden.
Die Vorteile der vorgeschlagene technischen Lösung bestehen
zusammengefaßt darin, daß nunmehr eine Hülsenkupplung verfügbar ist, mit
der die Mängel des bekannten Standes der Technik sicher überwunden werden.
Infolge ihrer Gestaltung aus leicht herstellbaren Einzelelementen kann die
Hülsenkupplung rationell gefertigt werden. Sie sichert insbesondere das
behinderungsfreie Bestücken und Beräumen des jeweiligen Spindelschaftes,
was den Einsatz von entsprechenden Mechanismen an der jeweiligen
Textilmaschine entgegenkommt. Durch den variablen Einsatz der
Hülsenkupplung kann diese nicht nur für unterschiedlichste Materialien der
verwendeten Spulenhülsen sondern auch für unterschiedlichste Geometrien der
Spulenhülsen und für beliebige Fadenspannungen eingesetzt werden.
Als entscheidender Vorteil gilt dabei, daß das Spiel zwischen dem
Innendurchmesser der Spulenhülse und dem Außendurchmesser der
Hülsenkupplung praktisch in weitem Maße gewählt werden kann, ohne
zugleich Exzentrizitäten und damit insbesondere mechanisch belastende
Unwuchten beim Spindellauf inkauf nehmen zu müssen.
Die Erfindung soll nachstehend mit Ausführungsbeispielen näher erläutert
werden.
In der beigefügten Zeichnung zeigen:
Fig. 1 den schematischen Längsschnitt einer Hülsenkupplung im Ruhe-
und im Arbeitszustand mit zwölf kugelförmigen arretierenden
Fliehkraftelementen und mit sieben kugelförmigen
Mitnahmeelementen;
Fig. 2 die schematische Schnittdarstellung in der Schnittebene A-A der
Fig. 1;
Fig. 3 die schematische Schnittdarstellung in der Schnittebene B-B der
Fig. 1;
Fig. 4 den schematischen Längsschnitt einer Hülsenkupplung im Ruhe-
und im Arbeitszustand mit zwölf kugelförmigen arretierenden
Fliehkraftelementen und mit acht Mitnahmeelementen, jeweils
bestehend aus kappenförmigen und kugelförmigen Teilen des
jeweiligen Mitnahmeelementes;
Fig. 5 die schematische Schnittdarstellung in der Schnittebene C-C der
Fig. 4;
Fig. 6 den schematischen Längsschnitt eines Spindelschaftes mit
aufgesetztem Klemmstück und insgesamt zwei versetzt
angeordneten Hülsenkupplungen;
Fig. 7 den schematischen Längsschnitt einer Hülsenkupplung im Ruhe-
und im Arbeitszustand mit sechs walzenförmigen arretierenden
Fliehkraftelementen und mit sieben kugelförmigen
Mitnahmeelementen;
Fig. 8 die schematische Schnittdarstellung in der Schnittebene D-D der
Fig. 7;
Fig. 9 die schematische Schnittdarstellung in der Schnittebene E-E der
Fig. 7;
Fig. 10 den schematischen Längsschnitt einer Hülsenkupplung im Ruhe-
und im Arbeitszustand mit sechs walzenförmigen arretierenden
Fliehkraftelementen und mit acht Mitnahmeelementen, jeweils
bestehend aus kappenförmigen und kugelförmigen Teilen des
jeweiligen Mitnahmeelementes;
Fig. 11 die schematische Schnittdarstellung in der Schnittebene F-F der
Fig. 10;
Fig. 12 den schematischen Längsschnitt einer Hülsenkupplung im Ruhe-
und im Arbeitszustand mit sechs walzenförmigen arretierenden
Fliehkraftelementen und mit vier kugelförmigen
Mitnahmeelementen, die durch ein elastisches Band am Umfang
des Grundkörpers abgedeckt sind;
Fig. 13 den schematischen Längsschnitt einer Hülsenkupplung im Ruhe-
und im Arbeitszustand mit zwölf kugelförmigen arretierenden
Fliehkraftelementen und mit vier Mitnahmeelementen, jeweils
bestehend aus kappenförmigen und kugelförmigen Teilen des
jeweiligen Mitnahmeelementes, ergänzt durch eine Druckfeder
zwischen Druckstück und Endstück.
Gemäß Fig. 1 bis 3 und Fig. 6 besteht eine Hülsenkupplung aus einem
Grundkörper 1, einem Endstück 2 und einem Druckstück 3. Im Druckstück 3
ist eine Gleitbuchse 4 so angeordnet, daß mit ihr eine gleitende und
formschlüssige Verbindung zum Spindelschaft 10 gewährleistet ist.
Der Grundkörper 1 ist mit 2 Gewindebohrungen 21 ausgestattet, mit deren
Hilfe durch Einsatz von Madenschrauben die kraftschlüssige Fixierung der
Hülsenkupplung am Spindelschaft gewährleistet wird. Der Grundkörper 1
besitzt sieben Aufnahmen 15 für die kugelförmigen Mitnahmeelemente 6.
Diese Aufnahmen 15 sind als zylindrische Bohrungen mit außenliegenden
kalottenförmigen Verengungen ausgeführt. Nach Einsetzen der
Mitnahmeelemente 6 in die Aufnahmen 15 wird das Druckstück 3 so in den
Grundkörper 1 eingeführt, daß die als konischer Bund am Druckstück 3
ausgeführte Führungsschräge 7 im Kontakt mit den Mitnahmeelementen 6
steht. Das obere Ende des Druckstücks 3 enthält 12 Führungsbahnen 20, die
als Führungsschräge 8 für die kugelförmigen arretierenden Fliehkraftelemente 5
ausgebildet sind. Die Gleitbuchse 4 ist bis zu einer Höhe geführt, daß sie als
innerer Anschlag für die eingesetzten arretierenden Fliehkraftelemente 5
fungiert.
Bei der Montage der Hülsenkupplung wird nach dem Einsetzen der
arretierenden Fliehkraftelemente 5 das Endstück 2 aufgesetzt, das ebenfalls
zwölf Führungsbahnen 20 mit der entsprechenden Führungsschräge 9 aufweist.
Das Endstück 2 sitzt auf dem Montagebund 17 des Grundkörpers 1 auf und
wird bei Montageabschluß mit der formschlüssigen Verbindung 18 am
Grundkörper 1 kraftschlüssig fixiert.
Am Spindelschaft 10 sind neben dem Klemmstück 12 insgesamt zwei
Hülsenkupplungen derart angeordnet, daß die Spulenhülse 11 am unteren Ende
vom Klemmstück 12 und sowohl mittig als auch am oberen Ende von jeweils
einer Hülsenkupplung gestützt wird.
Mit dem vertikalen Aufsetzen und Fixieren der Hülsenkupplung am
Spindelschaft 10 werden die Mitnahmeelemente 6 unter der Wirkung der
Schwerkraft des beweglichen Druckstücks 3 durch die Führungsschräge 7, die
mit einer Neigung von etwa 40° gegen die Horizontale ausgeführt ist, radial
nach außen in die Aufnahmen 15 für die Mitnahmeelemente 6 im Grundkörper
1 verdrängt. Die Mitnahmeelemente 6 treten dabei aus dem Umfang des
Grundkörpers 1 heraus und müssen beim Aufsetzen der Spulenhülse 11 in den
Grundkörper 1 hineingedrückt werden. Wegen der formschlüssigen Führung
des Druckstücks 3 am Spindelschaft 10 kommt es dabei selbsttätig bereits bei
Spindelstillstand zu einer sicheren Zentrierung der Spulenhülse 11 zur Achse
des Spindelschaftes 10. Die Führungsschrägen 8 und 9 für die arretierenden
Fliehkraftelemente 5 in den Führungsbahnen 20 am Druckstück und am
Endstück 2 weisen Neigungen von etwa 10° gegenüber der Horizontalen auf.
Die Führungsschräge 8 für die arretierenden Fliehkraftelemente 5 am
Druckstück 3 ist so ausgeführt, daß im Ruhezustand die arretierenden
Fliehkraftelemente 5 in der Führungsbahn 20 die der Spindelachse
nahegelegenste Stellung einnehmen. Damit kann das Druckstück 3
bedarfsweise nach oben zum Endstück 2 hin verschoben werden. Im
Arbeitszustand ist dies nicht mehr möglich, da die arretierenden
Fliehkraftelemente 5 in der jeweiligen Führungsbahn 20 nach außen
geschleudert werden und damit nicht nur das Verschieben des Druckstücks 3
zum Endstück 2 hin verhindern sondern zugleich eine nach unter gerichtete
axiale Kraft auf das Druckstück 3 ausüben. Dies bewirkt eine zusätzliche
radiale Kraftkomponente auf die Mitnahmeelemente 6 und damit den sicheren
Kraftschluß zwischen Hülsenkupplung und Spulenhülse 11.
Gemäß Fig. 4 und 5 besteht eine Hülsenkupplung aus den im Beispiel 1
genannten Einzelbauteilen. Jedoch sind anstelle von sieben kugelförmigen
Mitnahmeelementen 6 insgesamt acht zylinderförmige Aufnahmen 15 im
Grundkörper 1 ausgeführt, in denen sich die kappenförmigen Teile 14 der
Mitnahmeelemente d verschieblich befinden. In diesen kappenförmigen Teilen
14 sind kugelförmige Teile 13 der Mitnahmeelemente 6 eingebettet, die
ihrerseits mit der Führungsschräge 7 für die Mitnahmeelemente 6 am
Druckstück 3 in Verbindung stehen.
Die kappenförmigen Teile 14 der Mitnahmeelemente 6 besitzen jeweils einen
Anschlagbund 16, der das vollständige Heraustreten des Mitnahmeelementes 6
aus dem Grundkörper 1 verhindert. Diese Ausführungsform der
Mitnahmeelemente 6 wird bevorzugt für Spulenhülsen 11 eingesetzt, die einen
flächigen Angriff der Mitnahmeelemente 6 an der Innenwand der Spulenhülse
11 zur Vermeidung von örtlichen Deformationen erfordern.
Gemäß Fig. 7 bis 9 ist eine Hülsenkupplung analog Ausführungsbeispiel 1
gestaltet. Allerdings sind hierbei die sechs Führungsbahnen 20 für die
arretierenden Fliehkraftelemente 5 prismatisch ausgebildet, wobei die
arretierenden Fliehkraftelemente 5 selbst als zylindrische Walzen verwendet
werden.
Gemäß der Fig. 10 und 11 ist die Hülsenkupplung gegenüber der
Ausführungsform im Beispiel 3 dahingehend modifiziert, daß die
Mitnahmeelemente 6 wie in Ausführungsbeispiel 2 ausgebildet sind.
Gemäß der Fig. 12 ist eine Hülsenkupplung grundsätzlich ähnlich wie die im
Ausführungsbeispiel 1 ausgeführte Hülsenkupplung ausgebildet. Allerdings
sind in diesem Beispiel nur vier kugelförmige Mitnahmeelemente 6
vorgesehen, wobei die Aufnahmen 15 für die Mitnahmeelemente 6 im
Grundkörper 1 durch ein in die Peripherie des Grundkörpers 1 eingefügtes
elastisches Band 22 abgedeckt sind. Diese Ausführungsform der
Hülsenkupplung kommt bevorzugt zum Einsatz, wenn einerseits der Eingriff
der Mitnahmeelemente 6 in die Spulenhülse 11 bei Spindelstillstand
aufgehoben sein soll und andererseits durch das Zwischenschalten des
Bandmaterials zwischen Mitnahmeelement 6 und Spulenhülse 11 ein
schonender Kraftangriff erreicht werden soll.
Gemäß der Fig. 13 ist die im Ausführungsbeispiel 2 beschriebene
Hülsenkupplung derart modifiziert, daß sowohl das Endstück 2 als auch das
Druckstück 3 über jeweils einen zusätzlichen Anschlagbund verfügen,
zwischen denen eine Druckfeder 19 angeordnet ist. Diese Druckfeder 19
bewirkt, daß bereits bei Spindelstillstand eine solche axiale Kraft auf das
Druckstück 3 ausgeübt wird, mit deren Hilfe die Mitnahmeelemente 6 eine
sichere zentrierende Wirkung einerseits sowie einen ausreichenden Kraftschluß
zwischen Hülsenkupplung und Spulenhülse 11 bei Spindelanlauf andererseits
bewirkt wird, wobei ein leichtes Aufstecken und Abziehen der Hülse aber noch
möglich ist.
1
Grundkörper
2
Endstück
3
Druckstück
4
Gleitbuchse
5
arretierende Fliehkraftelemente
6
Mitnahmeelemente
7
Führungsschräge für die Mitnahmeelemente am Druckstück
8
Führungsschräge für die arretierenden Fliehkraftelemente am Druckstück
9
Führungsschräge für die arretierenden Fliehkraftelemente am Endstück
10
Spindelschaft
11
Spulenhülse
12
Klemmstück
13
kugelförmiger Teil des Mitnahmeelementes
14
kappenförmiger Teil des Mitnahmeelementes
15
Aufnahme für die Mitnahmeelemente im Grundkörper
16
Anschlagbund am kappenförmigen Mitnahmeelement
17
Montagebund für den Sitz des Endstücks im Grundkörper
18
formschlüssige Verbindung
19
Druckfeder
20
Führungsbahnen
21
Gewindebohrung
22
elastisches Band
Claims (20)
1. Spielfreie und zentrierende Hülsenkupplung für die Spindel einer
Textilmaschine, bestehend aus wenigstens drei Mitnahmeelementen, die
in einer kraftschlüssig mit dem Spindelschaft verbundenen
Hülsenaufnahme sich gegen die Innenwand der Hülse anlegend zentrisch
angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die Hülsenaufnahme aus einem Grundkörper (1), einem darin axial beweglich angeordneten Druckstück (3) und einem fest mit dem Grundkörper verbundenen Endstück (2) besteht,
daß die Mitnahmeelemente (6) als zwischen dem Grundkörper (1) und dem Druckstück (3) überwiegend radial beweglich angeordnete Mitnahmeelemente (6) ausgebildet sind,
daß am Druckstück (3) mit den Mitnahmeelementen (6) im Kontakt stehende Führungsschrägen (7) in Form eines konisch ausgebildeten Bundes angeordnet sind,
daß zwischen dem Druckstück (3) und dem Endstück (2) überwiegend radial verschiebliche arretierende Fliehkraftelemente (5) angeordnet sind und
daß wenigstens eine der im Kontakt mit den arretierenden Fliehkraftelementen (5) befindlichen Flächen des Druckstücks (3) und des Endstücks (2) als Führungsschräge (8, 9) ausgebildet ist.
daß die Hülsenaufnahme aus einem Grundkörper (1), einem darin axial beweglich angeordneten Druckstück (3) und einem fest mit dem Grundkörper verbundenen Endstück (2) besteht,
daß die Mitnahmeelemente (6) als zwischen dem Grundkörper (1) und dem Druckstück (3) überwiegend radial beweglich angeordnete Mitnahmeelemente (6) ausgebildet sind,
daß am Druckstück (3) mit den Mitnahmeelementen (6) im Kontakt stehende Führungsschrägen (7) in Form eines konisch ausgebildeten Bundes angeordnet sind,
daß zwischen dem Druckstück (3) und dem Endstück (2) überwiegend radial verschiebliche arretierende Fliehkraftelemente (5) angeordnet sind und
daß wenigstens eine der im Kontakt mit den arretierenden Fliehkraftelementen (5) befindlichen Flächen des Druckstücks (3) und des Endstücks (2) als Führungsschräge (8, 9) ausgebildet ist.
2. Spielfreie und zentrierende Hülsenkupplung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz der Abmessungen
zwischen dem Außenradius des Grundkörpers (1) und dem Außenradius
des mittleren zylindrischen Teils des Druckstücks (3) wenigstens die
Größe des Durchmessers des kugelförmigen Mitnahmeelements (6)
aufweist.
3. Spielfreie und zentrierende Hülsenkupplung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz der Abmessungen
zwischen dem Außenradius des Grundkörpers (1) und dem Außenradius
des mittleren zylindrischen Teils des Druckstücks (3) wenigstens die
Größe des Gesamtmaßes vom kugelförmigen Teil (13) des
Mitnahmeelementes (6) mit dem aufgesetzten kappenförmigen Teil (14)
des Mitnahmeelementes (6) aufweist.
4. Spielfreie und zentrierende Hülsenkupplung nach einem der Ansprüche 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahmeelemente (6)
kugelförmig (13) oder als Kappen (14) in Verbindung mit
innenliegenden Kugeln (13) ausgebildet sind.
5. Spielfreie und zentrierende Hülsenkupplung nach einem der Ansprüche 1
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das kappenförmige Teil (14) des
Mitnahmeelementes (6) mit einem Anschlagbund (16) ausgestattet ist.
6. Spielfreie und zentrierende Hülsenkupplung nach einem der Ansprüche 1
bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmen (15) im
Grundkörper (1) radial angeordnet sind.
7. Spielfreie und zentrierende Hülsenkupplung nach einem der Ansprüche 1
bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmen (15) für die
Mitnahmeelemente (6) im Grundkörper (1) als zylindrische Bohrung, als
prismatischer Durchbruch oder als zylindrische Bohrung mit
außenliegender kalottenförmiger Verengung ausgebildet sind.
8. Spielfreie und zentrierende Hülsenkupplung nach einem der Ansprüche 1
bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahnen (20) für die
arretierenden Fliehkraftelemente (5) sowie der mit den
Mitnahmeelementen (6) im Kontakt stehende Teil des Druckstücks (3)
Führungsschrägen (7, 8 und 9) mit wählbaren Neigungen gegen die
Horizontale aufweisen.
9. Spielfreie und zentrierende Hülsenkupplung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschräge (7) für die
Mitnahmeelemente (6) am Druckstück (3) einen wählbaren Winkel,
vorzugsweise von 40° gegen die Horizontale, aufweist.
10. Spielfreie und zentrierende Hülsenkupplung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschrägen (8) am Druckstück
(3) sowie die Führungsschrägen (9) am Endstück (2) jeweils einen
wählbaren Winkel, vorzugsweise von 10° gegen die Horizontale,
aufweisen.
11. Spielfreie und zentrierende Hülsenkupplung nach einem der Ansprüche 1
bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die das bewegliche Druckstück
(3) in der Arbeitslage fixierenden arretierenden Fliehkraftelemente (5)
kugelförmig oder als zylindrische Walzen ausgebildet sind.
12. Spielfreie und zentrierende Hülsenkupplung nach einem der Ansprüche 1
bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß für die zwischen Endstück (2)
und Druckstück (3) angeordneten arretierenden Fliehkraftelemente (5)
wenigstens drei radial angeordnete Führungsbahnen (20) zwischen
Druckstück (3) und Endstück (2) ausgebildet sind.
13. Spielfreie und zentrierende Hülsenkupplung nach einem der Ansprüche 1
bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück (3) mit einer die
axiale Verschieblichkeit des Druckstücks (3) am Spindelschaft (10)
sichernden Gleitbuchse (4) ausgestattet ist.
14. Spielfreie und zentrierende Hülsenkupplung nach einem der Ansprüche 1
bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß am Grundkörper (1) für die
Fixierung des Endstücks (2) ein Montagebund (17) für den Sitz des
Endstücks (2) im Grundkörper (1) angeordnet ist.
15. Spielfreie und zentrierende Hülsenkupplung nach einem der Ansprüche 1
bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Grundkörper (1)
und dem Endstück (2) eine nach dem Montageabschluß der
Hülsenkupplung herzustellende formschlüssige Verbindung (18)
ausgebildet ist.
16. Spielfreie und zentrierende Hülsenkupplung nach einem der Ansprüche 1
bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Endstück (2) und
dem Druckstück (3) eine die jeweils mögliche Tiefstlage des
Druckstücks (3) im Grundkörper (1) sichernde Druckfeder (19)
angeordnet ist.
17. Spielfreie und zentrierende Hülsenkupplung nach einem der Ansprüche 1
bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein elastisches Band (22) am
äußeren Umfang des Grundkörpers (1) die Aufnahmen (15) für die
Mitnahmeelemente (6) abdeckend und bei Spindelstillstand die
Mitnahmeelemente (6) in der Ausgangslage zurückhaltend angeordnet
ist.
18. Spielfreie und zentrierende Hülsenkupplung nach einem der Ansprüche 1
bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß am Grundkörper (1) der
kraftschlüssigen Fixierung der Hülsenkupplung am Spindelschaft (10)
dienende Gewindebohrungen (21) angeordnet sind.
19. Spielfreie und zentrierende Hülsenkupplung nach einem der Ansprüche 1
bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß für die kraftschlüssige und
zentrische Fixierung der Spulenhülse (11) am Spindelschaft (10)
wenigstens ein Klemmstück (12) und wenigstens eine Hülsenkupplung
angeordnet sind.
20. Spielfreie und zentrierende Hülsenkupplung nach einem der Ansprüche 1
bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß für die kraftschlüssige und
zentrische Fixierung der Spulenhülse (11) am Spindelschaft (10)
wenigstens zwei Hülsenkupplungen angeordnet sind.
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