DE2310323A1 - HIGH SPEED SPINDLE ARRANGEMENT FOR SPINNING MACHINES AND BEARINGS FOR SUCH SPINDLES - Google Patents
HIGH SPEED SPINDLE ARRANGEMENT FOR SPINNING MACHINES AND BEARINGS FOR SUCH SPINDLESInfo
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Description
Anmelderin: Whitin Machine Worcs, Inc., Applicant: Whitin Machine Worcs, Inc.,
Charlotte, North Carolina 282ol/USACharlotte, North Carolina 282ol / USA
Ilüchtourige Spindelanordnung für Spinnmaschinen und Lagerung für derartige SpindelnHigh-speed spindle arrangement for spinning machines and storage for such spindles
Die Erfindung betrifft eine hochtourige Lageranordnung für Spinnmaschinen sowie eine Lagerung für Spindeln in Spinnmaschinen; insbesondere betrifft die Erfindung eine Einrichtung, in der der Spindelgphaft federnd gehaltert ist, um Beanspruchungen und Belastungen infolge von Vibrationen und Schwingungen an dem Schaft und dem zugeordneten Aufbau auf ein Minimum herabzusetzen.The invention relates to a high-speed bearing arrangement for spinning machines and a bearing for spindles in spinning machines; In particular, the invention relates to a device in which the spindle shaft is resiliently supported, about stresses and strains as a result of vibrations and oscillations on the shaft and the associated structure reduce to a minimum.
Spindeln in Spinn- und Zwirnmaschinen werden mit sehr hohen Drehzahlen betrieben, und zwar mit Drehzahlen bis zu I5ooo U/min. Wenn eine größere Garnmenge auf die auf die Spindel aufgesteckte Spule aufgebracht ist, ist eine Unwucht infolge der Masse des Garns bezüglich der Spindelachse im allgemeinen unvermeidlich. Selbst eine geringe Unwucht stellt infolge der hohen Drehzahl eine mögliche Quelle für große Vibrationsund Schwingungskräfte dar. Im allgemeinen können die durchSpindles in spinning and twisting machines are operated at very high speeds, namely with speeds of up to I5ooo rpm. If a larger amount of yarn is placed on the bobbin attached to the spindle, there is an imbalance as a result of the Mass of the yarn with respect to the spindle axis is generally unavoidable. Even a slight imbalance is a consequence the high speed is a possible source of great vibration and oscillation forces. In general, the
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die Vibrationen und Schwingungen hervorgerufenen Belastungen und Beanspruchungen an dem Spindelschaft und an Stützlagern auf ein Minimum herabgesetzt werden, wenn der Spindelschaft in einem unnachgiebigen, festen Lager bzw. Halslager federnd gehaltert ist.the vibrations and oscillations caused loads and stresses on the spindle shaft and minimized on support bearings when the spindle shaft is in a rigid, rigid Bearing or neck bearing is resiliently supported.
Bei einer bekannten Spindelhalterung sowie bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Spindelschaft in seinem Mittelteil gehaltert, der in einem festen Radiallager gelagert ist, während sein unteres Ende auf einem federnd eingebauten Stützlager gestützt ist. In einer solchen Anordnung bildet das Radiallager einen Stütz- oder Drehpunkt, um welchen der Spindelschaft seitlich unter dem Einfluß von Zentrifugalkräften durch eine Unwucht an der Spindel schwingen kann. Solche Kräfte werden durch Dämpfungsund Zentriereinrichtungen an dem unteren Stützlager aufgenommen und gedämpft, das zusammen mit dem unteren Ende des Spindelschaftes seitlich verschoben wird.In a known spindle holder and in the preferred embodiment of the invention, the spindle shaft is supported in its middle part, which is mounted in a fixed radial bearing, while its lower end on one resiliently built-in support bearing is supported. In such an arrangement, the radial bearing forms a support or Pivot point around which the spindle shaft is laterally influenced by centrifugal forces caused by an imbalance on the Can swing spindle. Such forces are absorbed by damping and centering devices on the lower support bearing and damped, which is moved laterally together with the lower end of the spindle shaft.
Gemäß der Erfindung soll eine Halterung für das Stützlager in einem Spindelhalslager bzw. Lager geschaffen werden, durch welche die durch die seitliche Verschiebung des Sutzlagers hervorgerufene Vibration und Schwingung durch eine Zentrierfeder genau gesteuert ist, durch die das Stützlager in einer zentrierten, mittig eingestellten oder idealen Lage federnd vorgespannt ist. Neben und zusätzlich zur Zentrierung des Stützlagers und des Spindelschaftes trägt und stützt die Zentrierfeder das Stützlager und den Spindelschaft in vertikaler Richtung. Darüberhinaus ist mittels der Feder ein Drehen des Stützlagers verhindert.According to the invention, a holder for the support bearing in a spindle neck bearing or bearing is to be created, through which the vibration and oscillation caused by the lateral displacement of the protective bearing by a Centering spring is precisely controlled, through which the support bearing in a centered, centrally set or ideal position is resiliently biased. In addition to and in addition to the centering of the support bearing and the spindle shaft carries and supports the centering spring, the support bearing and the spindle shaft in the vertical direction. In addition, by means of the spring is a Prevents rotation of the support bearing.
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In der dargestellten Ausführungsform weist das Spindelhalslager bzw. die Spindellageranordnung ein festes Rohr auf, an dessen oberen Ende ein Radiallager befestigt ist. In diesem Radiallager ist ein Spindelschaft gelagert, der nach unten in das Lagerrohr bis zu einem Stützlager reicht. Der Schaft ist sowohl in radialer als auch in axialer Richtung so abgestützt, daß er in dem Stützlager drehbar ist; eine Zentrierfeder ist mit einem ihrer Enden in einer unteren Abschlußwandung des Lagerrohrs und mit ihrem anderen Ende an dem Stützlager befestigt. Durch diese Anordnung kann die Feder einer seitlichen Auslenkung des Stützlagers aus einer zentrierten Lage "bezüglich des Lagerrohrs aufgrund ihrer Federwirkung entgegenwirken.In the embodiment shown, the spindle neck bearing or the spindle bearing arrangement on a solid tube, at the upper end of which a radial bearing is attached. A spindle shaft is mounted in this radial bearing and extends down into the bearing tube to a support bearing. The shaft is supported both in the radial and in the axial direction in such a way that it can be rotated in the support bearing; a centering spring is with one of its ends in a lower end wall of the bearing tube and with its other end attached to the support bearing. This arrangement allows the spring to deflect the support bearing laterally from a centered position "with respect to the bearing tube counteract due to their spring action.
Die Feder ist so bemessen, daß sie das Stützlager in einer bestimmten axialen Lage in dem Lagerrohr in vertikaler Richtung stützt und eine Drehfestigkeit schafft, so daß ein Drehen des Stützlagers bezüglich des Lagerrohrs verhindert ist. Mittels eines Zwischen- oder Abstandsstücks zur Begrenzung der Axialverschiebung des Stützlagers aus der vorgesehenen Axiallage ist die Feder vor einer Beschädigung geschützt, wenn etwa ein Spindelschaft beschleunigt in das Lagerrohr fallengelassen wird. Weiterhin wird durch die Zentrierfeder in axialer Richtung ein Zwang bzw. eine Haltekraft auf das Stützlager ausgeübt, wodurch, beim Herausnehmen des Spindelschafts ein Herausziehen verhindert ist.The spring is dimensioned so that it vertically supports the support bearing in a certain axial position in the bearing tube Direction supports and creates a torsional strength so that rotation of the support bearing with respect to the bearing tube is prevented. By means of an intermediate or spacer piece to limit the axial displacement of the support bearing from the intended axial position, the spring is against damage protected if, for example, a spindle shaft is dropped into the bearing tube at an accelerated rate. Furthermore, through the centering spring in the axial direction a compulsion or a Holding force exerted on the support bearing, whereby, when removing the spindle shaft is prevented from being pulled out.
Gemäß der Erfindung ist somit ein Spindelhalslager bzw. eine Spindellageranordnung geschaffen, bei der ein Spindelschaft mittels eines Stützlagers in einem Lagergehäuse für eine seitliche Verschiebung seines unteren Endes federnd gehaltert ist, um Vibrations- oder Schwingungsbelastungen auf ein Minimum herabzusetzen. Das Stützlager ist in einerAccording to the invention, a spindle neck bearing or a spindle bearing arrangement is thus created in which a spindle shaft resiliently by means of a support bearing in a bearing housing for a lateral displacement of its lower end is held in order to reduce vibration or vibration loads to a minimum. The support bearing is in one
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zentrierten Lage mittels einer am unteren Ende des Lagergehäuses verankerten Feder federnd vorgespannt, die zusätzlich in axialer Richtung festliegt und ein Drehen des Stützlagers verhindert.centered position resiliently preloaded by means of a spring anchored at the lower end of the bearing housing, which is also fixed in the axial direction and prevents the support bearing from rotating.
Anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen wird nachfolgend die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:On the basis of preferred exemplary embodiments, the invention is described below with reference to FIG attached drawings explained in more detail. Show it:
FIG. i einen Längsschnitt durch eine Spindellageranordnung gemäß der Erfindung;FIG. i a longitudinal section through a spindle bearing arrangement according to the invention;
FIG. 2 eine Teilschnittansicht, in der Einzelheiten eines Teils der in FIG. 1 dargestellten Lageranordnung in einem etwas größeren Maßstab wiedergegeben sind und die Halterung des Stützlagers im einzelnen gezeigt ist;FIG. 2 is a partial sectional view showing details of a portion of the circuit shown in FIG. 1 shown Bearing arrangement are shown on a slightly larger scale and the mounting of the support bearing in detail is shown;
FIG. 3 eine der FIG. 2 ähnliche Teilschnittansicht, in der Einzelheiten einer weiteren Ausführungsform einer Halterung und Federanbringung für das Stützlager gezeigt sind; undFIG. 3 one of FIG. Partial sectional view similar to Fig. 2, in the details of a further embodiment a bracket and spring mount for the support bearing are shown; and
FIG. k eine den FIG. 2 und 3 ähnliche Teilschnittansicht, in der eine dritte Ausführungsforia der Federzentriereinrichtung für das Stützlager gezeigt ist.FIG. k a FIG. 2 and 3, similar partial sectional view, in which a third embodiment of the spring centering device for the support bearing is shown.
In FIG. 1 ist eine Spindellageranordnung Io dargestellt, die ein zylindrisches, rohrförmiges Lagergehäuse 11 aufweist. Durch ein Außengewinde 12 am oberen Ende 13 des Gehäuses il ist zusammen mit einer dazu passenden mit Gewinde versehenen (nicht dargestellten) Schraubmutter eineIn FIG. 1 shows a spindle bearing arrangement Io, which has a cylindrical, tubular bearing housing 11. Through an external thread 12 at the upper end 13 of the Housing il is threaded together with a matching one provided (not shown) screw nut a
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Einrichtung geschaffen, mittels der das Lagerrohr 11 fest an einer Querschiene einer herkömmlichen Spinnoder Zwirnmaschine befestigbar ist. Bekanntlich wird die Lageranordnung Io dadurch an der Querschiene festgeklemmt, daß letztere zwischen dem mit einem Innengewinde versehenen Flansch Ik und der Schraubenmutter eingespannt wird. Ein vorstehender, an dem Flansch I^ ausgebildeter Ansatz 16 trägt eine Kammwalzenklinke (doffer latch) 17, die um einen Zapfen 18 drehbar gelagert ist.Device created by means of which the bearing tube 11 can be firmly attached to a cross rail of a conventional spinning or twisting machine. As is known, the bearing arrangement Io is clamped to the cross rail in that the latter is clamped between the internally threaded flange Ik and the screw nut. A protruding extension 16 formed on the flange I ^ carries a doffer latch 17 which is rotatably mounted about a pin 18.
Ein üblicher Spindelschaft 21 mit einem zylindrischen Teil 22 und einem sich verjüngenden Teil 23 ist in dem Lagergehäuse 11 oben mittels eines Radiallagers 26 und unten mittels eines Stützlagers 27 gelagert. Wie dargestellt, ist das obere Rudiallager 26 ein Rollenlager, das in einer Alisenkung 29 an: oberen Ende 13 des Lagergehäuses mittels Preßsitz gesichert ist. Die Außenfläche des zylindrischen Toils 22 des Spindelschafts 21 bildet dann einen Innenring für die Rollen 3o des Radiallagers Andererseits kann, wenn es gewünscht wird, das Radiallager so ausgeführt sein, daß es an dem Spindelschaft so gesichert ist, daß es von dem Lagergehäuse 11 abgezogen werden kann. In dieser» Fall ist die Passung zwischen dem Lager und dein Kopf senker 29 so gewählt, daß das Lager j:it den: Schaft 21 ohne weiteres herausgenommen werden kann. Der zylindrische Teil 22 erstreckt sich von den Iladialluger 26 ia axialer Richtung durch eine erste zylindrische üoarung 31 in dem Göhäusc 11.A conventional spindle shaft 21 with a cylindrical part 22 and a tapered part 23 is in the Bearing housing 11 is mounted above by means of a radial bearing 26 and below by means of a support bearing 27. As shown, the upper Rudiallager 26 is a roller bearing, which is in an aluminum counterbore 29 at: the upper end 13 of the bearing housing is secured by means of a press fit. The outer surface of the cylindrical toilet 22 of the spindle shaft 21 forms then an inner ring for the rollers 3o of the radial bearing. On the other hand, if desired, the radial bearing be designed in such a way that it is secured on the spindle shaft in such a way that it is withdrawn from the bearing housing 11 can be. In this case, the fit between the bearing and your countersink 29 is chosen so that the bearing j: it the: shaft 21 can be easily removed. The cylindrical portion 22 extends from the iliac ulcer 26 generally in the axial direction through a first cylindrical üoarung 31 in the Göhäusc 11.
uiil'üron Ende 33 des Gehäuses 11 ist eine zweite zylindrische Axialbohrung 34 vorgesehen. In dieser zylindrischenuiil'üron end 33 of the housing 11 is a second cylindrical Axial bore 34 is provided. In this cylindrical
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Bohrung 34 ist eine Däiapfungsfeder 3b bekannter Bauart eingesetzt, die eine Anzahl genau ausgebildeter schrauben- bzw. spiralförmiger Windungen mit kapillarähnlichen Zwischenräumen 37 (FlG. 2 bis 4) dazwischen aufweist. Eine den Außendurchniesser der Feder 36 bildende Windung liegt an der Wandung der entsprechenden Bohrung 34 an, während eine dem Innendurchmesser der Feder bildenden Windung an einer zylindrischen Außenflüche 3S des Stützlagers 37 anliegt. Die Windungen der Dämpfungsfeder 36 können seitlich oder exzentrisch zu der Lagerachse verschoben werden, um sich dadurch einer seitlichen Verschiebung des Stützlagers 37 anzupassen.Bore 34 is a compression spring 3b of known type used, which a number of precisely formed helical or spiral turns with capillary-like spaces 37 (FlG. 2 to 4) in between. A winding forming the outer diameter of the spring 36 lies on the wall of the corresponding bore 34, while a turn forming the inner diameter of the spring a cylindrical outer surface 3S of the support bearing 37 is applied. The turns of the damping spring 36 can laterally or be shifted eccentrically to the bearing axis, thereby causing a lateral displacement of the support bearing 37 adapt.
Eine kegelförmige Bohrung 41 mit eineir. "Winkel, der geringfügig grüiJer als der des sich verjüngenden Teils 23 des Spindelschafts 21 ist, ist an unteren Ende des Stützlagers 27 zur Aufnahme des Schaftes ausgebildet. Arn unteren Ende der sich kegelförmig verjüngenden Bohrung 'ti ist ein iu; allgemeinen konisch ausgebildeter Sitz oder eine Lagerfläche 43 vorgesehen, auf dem bzw. der ein passend geformtes, konisch ausgebildetes Schuftende 44 in vertikaler und seitlicher Richtung abgestützt ist. Eine in radialer Richtung verlaufende Bohrung 46 und eine in axialer Richtung verlaufende Rille 47 an der Außenseite des Stützlagers 27 sorgen für den Durchgang von Schmieröl zn der LagerflächeA conical bore 41 with einir. "Angle that is slightly Larger than that of the tapered part 23 of the spindle shaft 21 is at the lower end of the support bearing 27 designed to receive the shaft. At the lower end of the conically tapering bore 'ti there is an iu; generally conical seat or bearing surface 43 is provided on which a suitably shaped, conical shaft end 44 is supported in the vertical and lateral directions. One in the radial direction running bore 46 and a groove 47 running in the axial direction on the outside of the support bearing 27 ensure the passage of lubricating oil to the bearing surface
Eine zylindrische Senkung 51 a;·'. unteren Linde 33 desLugergehäuses-11 endigt an einer radial verlaufenden Schulter 52 an der Bohrung 34. Ein zylindrischer Zapfen bzw. Stöpsel 53 ist in die Ansenkung 5-L so eingesetzt, daß er an der Schulter 52 anliegt; er wird in dieser Lage durch einen vorstellenden Rand rjh des Gehäuses Ii-gehalten. jJine übliche, elastische 0-Ringdichtung 56 an dem Stöpsel 53 verhindert das AuslaufenA cylindrical countersink 51 a; · '. lower linden 33 of the Luger housing-11 ends at a radially extending shoulder 52 at the bore 34. A cylindrical plug or plug 53 is inserted into the countersink 5-L so that it rests against the shoulder 52; it is held in this position by a protruding edge r jh of the housing II. A conventional, resilient O-ring seal 56 on plug 53 prevents leakage
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des Schmieröls aus dem Inneren des Gehäuses 11.of the lubricating oil from inside the housing 11.
Bei der ersten in FIG. 1 und insbesondere in FIG. 2 dargestellten Ausführungsform gemäß der Erfindung ist das Stützlager 27 bezüglich einer durch das Lagergehäuse 11 bestimmten Längsachse mittels einer im wesentlichen gradlinig federnden Feder oder eines Stiftes 71 zentriert bzw. mittig eingestellt. Der Stift 71 ist vorzugsweise rund und in der Achse des Lagergehäuses 11 dadurch zentriert, daß eines seiner Enden 72 in einer in axialer Richtung in den Abschlußstöpsel 53 gebohrten Bohrung 73 eingesetzt ist. Das andere Ende 74 des StiftesIn the first in FIG. 1 and in particular in FIG. 2 illustrated embodiment according to the invention the support bearing 27 with respect to a longitudinal axis determined by the bearing housing 11 by means of an essentially straight spring or a pin 71 centered or set in the middle. The pin 71 is preferably round and in the axis of the bearing housing 11 centered in that one of its ends 72 is drilled into the end plug 53 in an axial direction Bore 73 is used. The other end 74 of the pin
71 ist in einer zylindrischen Rohrbuchse 75 gehaltert. Der Stift 71 ist vorzugsweise aus einem hochfesten Material, wie Stahldraht hergestellt und ist an beiden Enden71 is held in a cylindrical pipe socket 75. The pin 71 is preferably made of a high strength material such as steel wire and is at both ends
72 und 7k gerändelt, damit er maximal in dem ihn umgebenden Material gehalten ist, wenn die Enden in den Stöpsel 53 und in die Buchse 75 mit Preßsitz eingesetzt sind.72 and 7k knurled so that it is maximally retained in the material surrounding it when the ends are inserted into the plug 53 and into the socket 75 with an interference fit.
Normalerweise ist das Stützlager aus verhältnismäßig hartem Material, wie beispielsweise gehärtetem Werkzeugstahl, hergestellt, um eine ausreichende Verschleißfestigkeit gegenüber dem Reibungskontakt mit dem Spindelschaft 21 zu schaffen. Hierbei hat sich ergeben, daß die Härte des Stützlagers 27 so groß sein kann, daß die gerändelten Ränder des Stiftes 71 zerstört werden, wenn der Stift in eine entsprechende Bohrung in dem Stützlager gepreßt ist. Bei Verwendung eines etwas weicheren Material in der Buchse 75 ist diese Schwierigkeit beseitigt. Mit dem sich in der Buchse 75 befindlichen Ende Ik der Feder wird, bevor diese Teile in dem Lagergehäuse zusammengebaut werden, vorzugsweise die Buchse 75 einer starken Druckbelastung in einemTypically, the support bearing is made of a relatively hard material, such as hardened tool steel, in order to provide sufficient wear resistance against frictional contact with the spindle shaft 21. It has been found here that the hardness of the support bearing 27 can be so great that the knurled edges of the pin 71 are destroyed when the pin is pressed into a corresponding bore in the support bearing. If a somewhat softer material is used in the sleeve 75, this difficulty is eliminated. With the end Ik of the spring located in the bushing 75, before these parts are assembled in the bearing housing, the bushing 75 is preferably subjected to a strong compressive load in one
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axialen Sackloch 76 ausgesetzt, wodurch die Buchse 75 ausreichend plastisch verformt wird. l\Tach iintfernen der Verfoinungsbelastung ist die verbleibende Druckbean— spruchung in der Buchse maximal, wodurch sichergestellt ist, daß das Stiftende ~lh fest und dauerhaft in der üuchse gehalten ist.Axial blind hole 76 exposed, whereby the bush 75 is sufficiently plastically deformed. l \ T oh iintfernen the Verfoinungsbelastung is the remaining Druckbean- spruchung maximum in the sleeve, thereby ensuring that the pin end ~ lh fixed and permanently held in the üuchse.
Ein Zwischen- oder Abstandsstück in Form einer zylindrischen, rohrfbriiiigen Hülse 78 ist so dimensioniert, daß ihre Länge in axialer Richtung etwas kleiner ist als der axiale Abstand zwischen dem Verschluiiteil 53 und dem Stützlager 27. Das feste, stabile Abstandsstück 73 ist zuü; Schutz der Zentrierfeder 71 gegenpibermäßige Kiiicklasten vorgesehen, die ein Knicken bzw. Verbiegen bewirken würden, wenn beispielsweise der Spindelschaft auf das Stützlager mit ungewöhnlicher Wucht fallengelassen wird. Vorzugsweise ist der Außendurcluaesser des Abstandstücks 78 im wesentlichen gleich dem des Stützlagers 27. Das sich ergebende axiale Spiel zwischen dem Abstandsstück 78 und dei£ Stützlager 27 ermöglicht es normalerweise, daß das Stützlager in seitlicher oder radialer Richtung bezüglich der Längsachse des Lagergehäuses 11 verschoben bzw. in seiner Lage verändert werden kann, ohne daß es zu einer Reibungsberührung zwischen dem Abstandsstück und dem Lager koiauit. Selbst wenn eine übermäßige axiale Belastung auf das Stützlager 27 ausgeübt wird, was beispielsweise vorkommen kann, wenn eine Spindel nach unten in das Lagergehäuse gedrückt wird, verbiegt oder krümmt sich der Stift 71 in seitlicher Richtung nur soweit, bis die Unterseite desStütslagers 27 die obere Fläche des Abstandsstücks 7S berührt, so daiJ hierdurch die in axialer Richtung auf die Zentrierfeder 71 ausgeübten Belastungen begrenzt sind.An intermediate or spacer in the form of a cylindrical, tubular sleeve 78 is dimensioned so that their length in the axial direction is somewhat smaller than the axial distance between the closure part 53 and the support bearing 27. The solid, stable spacer 73 is closed; Protection of the centering spring 71 against excessive kicking loads provided that would cause kinking or bending, for example when the spindle shaft on the support bearing is dropped with unusual force. Preferably, the outer diameter of spacer 78 is substantially equal to that of the support bearing 27. The resulting axial play between the spacer 78 and the support bearing 27 normally allows the support bearing in a lateral or radial direction with respect to the longitudinal axis of the bearing housing 11 can be moved or changed in its position without causing frictional contact between the spacer and the bearing koiauit. Even if an excessive axial load is exerted on the support bearing 27, which can happen, for example, when a spindle is pushed down into the bearing housing, the pin 71 bends or curves laterally Direction only until the underside of the support bearing 27 touches the upper surface of the spacer 7S, so that thereby which are exerted on the centering spring 71 in the axial direction Loads are limited.
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i/ähreiid der üblichen Betriebsweise wird der Spindelschaft 21 relativ zu dein Lagergehause 11 mittels eines nicht dargestellten Antreibsriemens gedreht, der an einen in FIG. 1 durch strich-punktierte Linien dargestellten Wirtel 81 angreift, der über das obere Ende 13 des Gehäuses 11 geschoben ist. Der Wirtel 81 ist üblicherweise an dera Spindelschaft 21 durch nichtdargestellte Einrichtungen über den Radiallager 26 befestigt. Normalerweise ist das Innere des Lagergehäuses 11 mit einem geeigneten Schmiermittel oder Öl bis zu einer Stelle etwa in der Mitte des zylindrischen Teils 22 des Spindelschafts 21 gefüllt. Das, Öl dient sowohl zum Schmieren der sich berührenden Flächen des Spindelschaftes 21 und des Stützlagers 27, insbesondere der Lagerfläche 4 3 und des Schaftendes hhy als auch zuei Auffüllen der Zwischenräume zwischen den Windungen der Feder 36.In the usual mode of operation, the spindle shaft 21 is rotated relative to the bearing housing 11 by means of a drive belt, not shown, which is attached to a one shown in FIG. 1 engages whorl 81 shown by dash-dotted lines, which is pushed over the upper end 13 of the housing 11. The whorl 81 is usually attached to the spindle shaft 21 via the radial bearing 26 by means not shown. Normally, the interior of the bearing housing 11 is filled with a suitable lubricant or oil up to a point approximately in the middle of the cylindrical part 22 of the spindle shaft 21. The oil serves both to lubricate the contacting surfaces of the spindle shaft 21 and the support bearing 27, in particular the bearing surface 43 and the shaft end hhy, and to fill up the spaces between the turns of the spring 36.
Der Spindelschaft 22 erstreckt sich über das Itadiallager hinaus in ein nicht dargestelltes Futteral bzw. eine Schutzhülle, an der ein Rohr oder Röhrchen zum Bewickeln mit Garn angebracht bzw. eingesetzt werden kann. Das Futteral bzw. die Schutzhülle wird ausschließlich von dem Spindelschaft getragen, so daß seitlich auf die Schutzhülle wirkende Kräfte nur durch das Radiallager 26 und das Stützlager 27 aufgenommen werden. Eine geringfügige Unwucht oder Exzentrizität des auf die Spindel gewickelten Garns ruft eine Zentrifugalkraft am oberen Ende der Spindel hervor, wodurch der Spindelschaft 21 in dem oberen Radiallager 26 zu schaukeln oder zu schwanken beginnt.The spindle shaft 22 extends over the Itadiallager out into a case (not shown) or a protective cover on which a tube or tube for wrapping with yarn can be attached or used. The sheath or the protective cover is exclusively from the spindle shaft borne, so that forces acting laterally on the protective cover are only absorbed by the radial bearing 26 and the support bearing 27 will. A slight imbalance or eccentricity of the yarn wound on the spindle creates a centrifugal force at the upper end of the spindle, causing the spindle shaft 21 to rock in the upper radial bearing 26 or to begins to sway.
- Io -- Io -
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- Io -- Io -
Durch das obere Lager 26, das als Stütz- oder Drehpunkt für den Spindelschaft 21 wirkt, kann das untere, kegelförmig verlaufende Ende 23 des Schaftes seitlich aus der Achse des Lagergehäuses 11 entsprechend den auf die Teile über dem Radiallager 26 wirkenden Zentrifugalkräften verschoben werden. Bekanntlich wird die seitliche Verschiebung des Stützlagers 27 durch Viskositätskräfte in dem öl in den kapillarförinigen Zwischenräumen 37 zwischen den Windungen der Feder 36 ausgehalten und gedämpft,wenn das Öl von der Seite der Feder bei einer Bewegung des Stützlagers 27 auf dieses zu verdrängt wird. Zusätzlich wird die seitliche Verschiebung des Stützlagers 27 aus der dargestellten zentrierten Lage durch den Biegewiderstand der ferdernden Zentrierfeder oder des Stiftes 71 aufgefangen, die bzw. der das Lager in der zentrierten Lage ständig vorspannt. Through the upper bearing 26, which acts as a support or pivot point for the spindle shaft 21, the lower, conical end 23 of the shaft can be shifted laterally out of the axis of the bearing housing 11 according to the centrifugal forces acting on the parts above the radial bearing 26. As is known, the lateral displacement of the support bearing 27 is sustained and dampened by viscosity forces in the oil in the capillary-like spaces 37 between the windings of the spring 36 when the oil is displaced from the side of the spring when the support bearing 27 moves towards it. In addition, the lateral displacement of the support bearing 27 from the centered position shown is absorbed by the bending resistance of the resilient centering spring or the pin 71, which constantly biases the bearing in the centered position.
Da der Zentrierstift sowohl an dem Abschlußteil 53 als auch an dein Stützlager 27 befestigt ist, ist eine relative Drehung zwischen ihnen durch die Drehfederwirdkung des Stiftes 71 begrenzt. Wegen des Spiels zwischen dem Stützlager 27 und dem Abstandsstück 78 weist das Lager auch in vertikaler Richtung eine gewisse Festigkeit auf. Durch die Kombination der Zentrierfeder 71 und der Dämpfungsfeder 36 kann das Stützlager 27 kontrollierbar den dynamischen Vibrations- und Schwingungskräfte an der Spindel nachgeben, um dadurch die Beanspruchungen und Belastungen in verschiedenen kritischen Teilen, wie dera Radiallager 26, dem Spindelschaft 21 und dein Stützlager 27, auf ein Minimum herabzusetzen. Weiterhin ist die seitliche Verschiebung bzw. Versetzung des oberen Endes oder des Hüllenteils der Spindel auf eine ziemlich kleine Amplitude begrenzt worden, so daß der verfügbare Wickelraum maximal ausgenutzt werden kann. Since the centering pin is fastened both to the end part 53 and to the support bearing 27, relative rotation between them is limited by the torsion spring of the pin 71. Because of the play between the support bearing 27 and the spacer 78, the bearing also has a certain strength in the vertical direction. The combination of the centering spring 71 and the damping spring 36 the support bearing 27 can be controlled to yield the dynamic vibration and vibrational forces to the spindle to thereby control the stress and strain in various critical parts, such as dera radial bearing 26, the spindle shaft 21 and your support bearing 27, reduce to a minimum. Furthermore, the lateral displacement or offset of the upper end or the shell part of the spindle has been limited to a fairly small amplitude, so that the available winding space can be used to the maximum.
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In FIG. 3 ist eine zweite Aus führung sforiii der Erfindung dargestellt, wobei die Zentrierfeder eine abgeänderte Form aufweist. Selbstverständlich ist der Teil der in FIG. 3 nicht dargestellten Lageranordnung ici wesentlichen derselbe, wie anhand der FIG. 1 und 2 beschrieben. In dieser Ausführungsform sind das Lagergehäuse 11 und die Dämpfungsfeder 36 mit den vorher verwendeten Bezugszeichen bezeichnet. Ein Stützlager 86 weist einen sich verjüngenden Bohrungsabschnitt 87 und eine konische Lagerfläche 88 auf, die im wesentlichen genauso wie die entsprechenden Flächen 41 und 43 in der ersten Ausführungsform ausgebildet sind. Auf der gegenüberliegenden oder unteren Seite 89 des Stützlagers 86 ist eine zu einer axialen Bohrung 92 konzentrische, kegelförmige Vertiefung 91 ausgebildet. Eine Zentriereinrichtung in Form einer Schraubenfeder 96 spannt das Stützlager 86 in dem dargestellten zentrierten Zustand in dein Lagergehäuse 11 vor. Vorzugsweise ist die Schraubenfeder 96 aus Runddraht hergestellt. Ein in axialer Richtung verlaufender Teil der Feder 96 ist mit Preßsitz in die Axialbohrung 92 des Stützlagers 86 eingepaßt.In FIG. 3 is a second embodiment of the invention shown, with the centering spring a modified one Has shape. Of course, the part of FIG. 3 bearing arrangement not shown ici essential the same as based on FIG. 1 and 2 described. In this embodiment, the bearing housing 11 and the Damping spring 36 with the reference symbols previously used designated. A support bearing 86 has a tapered bore portion 87 and a conical bearing surface 88, which are essentially the same as the corresponding surfaces 41 and 43 in the first embodiment are trained. On the opposite or lower side 89 of the support bearing 86 is one to one axial bore 92 concentric, conical recess 91 formed. A centering device in the form a coil spring 96 tensions the support bearing 86 in the centered state shown in the bearing housing 11 before. The helical spring 96 is preferably made of round wire manufactured. A part of the spring 96 extending in the axial direction is press fit into the axial bore 92 of the Support bearing 86 fitted.
Eine Endwandung oder ein Abschlußteil 98 ist in der Senkbohrung 51 des Lagergehäuses 11 ebenfalls wieder durch Drückwalzen des Randes 54 gegen das Abschlußteil 98 gehalten. Ein elastischer O-Ring 99 dichtet das Absperrteil 9S in der Senkbohrung 51 ab, wodurch ein Auslaufen von Schmiermittel oder Öl aus dem Gehäuse 11 unterbunden ist. Eine kegelförmige Ausnehmung Io3 ist in dera Abschlußteil konzentrisch zu einer axialen Bohrung Io4 ausgebildet. Ein Ansatz Io6 an der Zentrierfeder 96 ist durch Preßsitz in der Axialbohrung io4 gehalten. Durch die konischen oder kegelförmigen Vertiefungen 91 .und Io3 in dem StützlagerAn end wall or termination 98 is in the counterbore 51 of the bearing housing 11 is also held again against the end part 98 by pressure rolling of the edge 54. An elastic O-ring 99 seals the shut-off part 9S in the countersunk bore 51, whereby a leakage of Lubricant or oil from the housing 11 is prevented. A conical recess Io3 is in the end part designed concentrically to an axial bore Io4. An approach Io6 on the centering spring 96 is press fit in the axial bore io4 held. Through the conical or conical recesses 91 and Io3 in the support bearing
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und dem Abschlußteil 98 ist das Einsetzen der entsprechenden Federansätze 97 und Io6 in die jeweiligen Bohrungen 92 und Io4 erleichtert. Die Ansätze 97 und Io6 können, wie oben bereits anhand des Federstiftes 71 ausgeführt ist, gerändelt sein, die Verbindung zwischen der Feder 96, dem Lager 86 und dem Abschlußteil 98 verbessert wird.and the end part 98 is the insertion of the corresponding Spring lugs 97 and Io6 in the respective holes 92 and Io4 facilitated. Approaches 97 and Io6 can, like is already executed above with reference to the spring pin 71, be knurled, the connection between the spring 96, the Bearing 86 and the end part 98 is improved.
Obwohl es nicht dargestellt ist, kann eine geeignete Buchse, wie die in der ersten Ausführungsforni dargestellte Buchse 75, sowie eine entsprechende Bohrung in dem Stützlager 86 vorgesehen sein, wodurch die Verbindung zwischen dem Federansatz 97 und dem Lager noch weiter verbessert wird. Durch Wahl einer entsprechenden Anzahl von Windungen Io8 sowie des DrahtdurcliKiessers bei der Zentrierfeder 96 kann eine ausreichende Steifigkeit, Elastizität oder Spannkraft geschaffen werden, um das Stützlager in der dargestellten zentrierten Lage vorzuspannen. Weiterhin sind die Windungen Io8 eng genug gewickelt, so daß sie, wenn sie einer ungewöhnlich hohen axialen Druckbelastung ausgesetzt werden, aneinander stoßen und dadurch ein festes Abstandsstück bilden, wodurch eine Verschiebung des Stützlagers 86 nach unten begrenzt und eine dauernde Verformung der Feder 96 verhindert ist. Bei normalen Belastungen in axialer Richtung sind die Windungen io8 steif genug, und kommen nicht miteinander in Berührung, so daß eine Reibung zwischen ihnen auch dann vermieden ist, wenn sie zusammen mit dem Stützlager 86 seitlich verschoben werden. Although not shown, a suitable bushing, such as the bushing 75 shown in the first embodiment, and a corresponding bore can be provided in the support bearing 86, whereby the connection between the spring extension 97 and the bearing is further improved. By choosing a corresponding number of turns Io8 and the wire diameter in the centering spring 96, sufficient rigidity, elasticity or tensioning force can be created to preload the support bearing in the centered position shown. Furthermore, the windings Io8 are wound tightly enough that, if they are subjected to an unusually high axial compressive load, they abut one another and thereby form a solid spacer, whereby a downward displacement of the support bearing 86 is limited and permanent deformation of the spring 96 is prevented . Under normal loads in the axial direction, the windings io8 are stiff enough and do not come into contact with one another, so that friction between them is avoided even if they are laterally displaced together with the support bearing 86 .
In FIG. k ist eine dritte Ausführungsform der Erfindung dar gestellt, in der eine Zentrierfeder 111 für das Stützlager speziell ausgebildet ist, um die geforderten Eigenschaften be züglich der Federung bzw. Biegung zu schaffen. Auch in dieser Ausführungsform sind Teile mit demselben Aufbau wie in den vorbeschriebenen Ausführungsformen mit denselben Bezugszeichen versehen. In FIG. k is a third embodiment of the invention is presented, in which a centering spring 111 for the support bearing is specially designed to create the required properties be with respect to the suspension or bending. In this embodiment too, parts with the same structure as in the embodiments described above are provided with the same reference numerals.
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In dieser Ausführungsform ist die Zentrierfeder 111 vorzugsweise aus Runddraht hergestellt und mit einem einzigen gebogenen Teil oder einer Krümmung 112 in seinem Hittelabschnitt und liiit koaxial verlaufenden Enden 113 und 114 versehen. Der gebogene Teil 112 liegt, wie dargestellt, in der Zeichenebene. Jedes Ende 113 und 114 ist mit Preßsitz in die entsprechenden Teile 53 und 75 eingesetzt. Wie bereits ausgeführt und in den FIG. 1 und 2 dargestellt ist, können diese Enden 113 und 114 gerändelt sein, um dadurch die Verbindung und den Halt der zusammengebauten Teile zu verbessern. Die gebogene Ausbildung der Feder 111 ergibt einen Federoder Durchbiegungswert, der etwas kleiner ist als der, der sich bei einem geraden Stift desselben Durchmessers ergibt, wie in den FIG. 1 und 2 dargestellt ist. Ähnlich der ersten Aus führung s form ist das rohrfönnige Abstandsstück 78 so dimensioniert, daß die axiale Verschiebung des Stützlagers 27 auf das Abschlußteil 53 begrenzt ist, um dadurch eine ständige Verformung der Feder 111 zu verhindern. In this embodiment, the centering spring is 111 preferably made of round wire and having a single curved portion or bend 112 in its middle section and liiit running coaxially Ends 113 and 114 provided. The curved part 112 lies, as shown, in the plane of the drawing. Each End 113 and 114 is press fit into the corresponding one Parts 53 and 75 used. As already stated and in FIG. 1 and 2, these ends 113 and 114 can be knurled to thereby establish the connection and to improve the hold of the assembled parts. The curved design of the spring 111 results in a spring or Deflection value that is slightly smaller than that found for a straight pin of the same diameter results, as shown in FIGS. 1 and 2 is shown. The tubular spacer is similar to the first version 78 dimensioned so that the axial displacement of the support bearing 27 is limited to the end part 53, in order to thereby prevent constant deformation of the spring 111.
In allen wiedergegebenen Ausführungsformen verhindern die Zentrierfedern 71, 96 und 111, die fest in der entsprechenden Endwandung oder dem Abschlußteil 53 oder 98 und in dem Stützlager 27 oder 86 verankert sind, ein Verdrehen des Stützlagers bezüglich der Abschlußwand. Weiterhin ist durch die Zentrierfedern 71, 96 und 111 verhindert, daß die jeweiligen Stücklager nach oben aus der Dämpfungsfeder 36 herausgezogen werden, beispielsweise in Fällen, wo eine Saugwirkung an einer Lagerfläche 43 oder 87 beim Herausnehmen des Spindelschaftes 21 entsteht. Obwohl nur bevorzugte Ausführungsformen gemäß der Erfindung im einzelnen beschrieben und dargestellt sind, kann die Erfindung selbstverständlich auch verschiedene andere Formen und Ausführungsformen aufweisen, die unter den Gegenstand der Erfindung fallen.Prevent in all of the embodiments shown the centering springs 71, 96 and 111, which are fixed in the corresponding end wall or the end part 53 or 98 and are anchored in the support bearing 27 or 86, a rotation of the support bearing with respect to the end wall. Farther is prevented by the centering springs 71, 96 and 111, that the respective piece bearings are pulled up out of the damping spring 36, for example in cases where there is suction on a bearing surface 43 or 87 at Removal of the spindle shaft 21 arises. Though only preferred embodiments according to the invention in detail As described and illustrated, the invention may of course take various other forms and forms Have embodiments that are under the subject of Invention fall.
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