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Spinn- oder Zwirnspindel
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Die Erfindung betrifft eine Spinn- oder Zwirnspindel, deren Schaft
in einem Spindellagergehäuse mit einem Halslager und einem Fußlager gelagert ist,
das eine den Schaft in radialer Richtung führende Fußlagerhülse enthält, die an
einem.elastisch nachgiebigen, metallischen Lagerrohr angebracht ist, das im Bereich
des Ralslagers gehalten und im Bereich des Fußlagers mit Dämpfungsmitteln an dem
Spindellagergehäuse abgestützt ist.
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Bei einer Spindel der eingangs genannten Art (DE-OS 17 85 061) soll
das Lagerrohr eine bestimmte Biegeelastizität aufweisen, die möglichst in Umfangsrichtung
gleichmäßig verteilt zur Wirkung kommt. Um die Biegeelastizität des Stahlrohres
gegenüber einem Stahlrohr mit konstantem Durchmesser zu erhöhen, wird bei dieser
Bauart ein gewelltes Stahlrohr eingesetzt.
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Die Herstellung eines gewellten Stahlrohres ist allerdings mit einem
recht großen Aufwand verbunden.
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Es ist auch schon bekannt geworden (DE-AS 22 59 325), das gewellte
Lagerrohr nicht mehr aus Stahl, sondern aus Buntmetall herzustellen.
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Damit läßt sich der Herstellungsaufwand nicht wesentlich verringern.
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Im übrigen hat sich auch gezeigt, daß die Wellung nicht besonders
geeignet ist, um den gewünschten Effekt der gleichmäßigen Biegeelastizität zu verwirklichen.
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Bei einer anderen Bauart (DE-OS 26 37 715) ist wieder ein Lagerrohr
aus Stahl vorgesehen, das mit einem schraubengangartig verlaufenden Schlitz versehen
ist, um eine besondere Biegeelastizität zu erhalten.
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Das Einbringen eines derartigen Schlitzes erfordert jedoch ebenfalls
einen erhöhten Aufwand, wobei noch hinzukommt, daß die biegeelastischen Eigenschaften
in Umfaagsrichtung der Spindel nicht vollständig gleichmäßig sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lagerrohr für eine Spinn-
oder Zwirnspindel der eingangs genannten Art mit guter Biegeelastizität und geringerem
Herstellungsaufwand herzustellen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Lagerrohr
durch eine Kaltverformung aus einem Metall hergestellt ist, dessen Elastizitätsmodul
nicht größer als 100 000 N/mm2 ist.
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Durch die erfindungsgemäße Herstellung kann das Lagerrohr kostengünstig
gleich in seiner endgültigen Form und Gestalt hergestellt werden, ohne daß aufwendige
nachträgliche Arbeiten vorgenommen werden müssen. Eine Bearbeitung kann sich darauf
beschränken, daß die das Halslager aufnehmenden Teile auf ein genaues Maß gebracht
werden. Durch die Kaltverformung wird die Festigkeit des Lagerrohres und damit die
Biegeelastizität leicht gesteigert, so daß das vorher für ein Lagerrohr einer Spindel
aufgrund seines Elastizitätsmoduls nicht allzu günstig erscheinende Material nun
vorteilhaft eingesetzt werden kann. Die gewünschte Biegeelastizität wird dabei erhalten,
ohne
daß das Lagerrohr eine besondere Querschnittsgestaltung erhalten oder mit Schlitzen
o.dgl. versehen werden muß.
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Als besonders vorteilhaft für ein auf diese Weise hergestelltes Lagerrohr
hat sich Aluminium als Material erwiesen.
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In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß das
Lagerrohr durch eine Fließpreßverarbeitung hergestellt wird.
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Das Fließpressen erlaubt es,- ein Lagerrohr mit geringen Wandstärken
herzustellen, wobei nur geringe Toleranzen auftreten.
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Die Biege elastizität des Lagerrohres ist in allen radialen Richtungen
gleichmäßig verteilt, ohne daß es einer Nacharbeit bedarf.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß das Lagerrohr
einteilig mit einer das Hals lager aufnehmenden Büchse hergestellt ist. Die Herstellung
eines derart profilierten rohrförmigen Teiles läßt sich ohne weiteres durch ein
kombiniertes Vorwärt- und Rückwärts-Fließpressen erhalten. Durch diese Ausbildung
werden die Herstellungs- und auch die Montagekosten für die Spindellagerung weiter
reduziert, da nur der Lagersitz für das Halslager einer nachträglichen Bearbeitung
bedarf.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen und den Unteransprüchen.
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Fig. 1 zeigt einen axialen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Spinn-
oder Zwirnspindel mit einem einteilig mit einer Büchse für das Halslager hergestellten
Lagerrohr und Fig. 2 einen axialen Schnitt durch den Bereich eines Halslagers einer
weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform.
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Von einer Spinn- oder Zwirnspindel ist in Fig. 1 nur der Bereich des
Schaftes 1 dargestellt, der von oben in ein Spindellagergehäuse 2 eingesteckt ist.
Das Spindellagergehäuse 2 ist mit einem
Flansch und einem Außengewinde
13 versehen. Es kann in eine Bohrung einer Spindelbank eingesteckt und mittels einer
auf das Gewinde 13 aufgeschraubten Mutter gehalten werden. In dem Spindellagergehäuse
ist der Schaft 1 mit einem Fußlager und einem Hals lager gelagert.
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Als Halslager dient ein Rollenlager 4, dessen in Käfige geführte Rollen
außen in einem Lagerring und innen direkt auf einer Lauffläche des Schaftes 1 laufen.
Der Außenring des Halslagers 4 ist in eine topfförmige Aufnahme einer Büchse 10
eingesetzt, die in axialer Richtung über das Spindellagergehäuse 2 übersteht und
deren Außendurchmesser geringfügig größer als der Außendurchmesser des Spindellagergehäuses
2 ist. Die Büchse 10 ist mit einem Ansatz 12 in das obere Ende des Lagergehäuses
2 eingepreßt. Dabei wird ein die Büchse 10 sichernder Preßsitz erzeugt.
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Das Fußlager besteht aus einer die radiale Abstützung übernehmenden
Fußlagerhülse 5 aus Sintermetall und einer die axiale Abstützung übernehmenden Spurplatt7,
die in das Spindellagergehäuse 2 eingelegt ist und auf der sich das Fußende des
Schaftes 1 abstützt.
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Die Fußlagerhülse 5 wird in das Ende eines Lagerrohres 3 eingepreßt,
das im Bereich der Fußlagerhülse von Dämpfungsmitteln, beispielsweise einer blspule8,
umgeben wird, die das Lagerrohr 3 in diesem Bereich gegenüber dem Spindellagergehäuse
2 abstützen.
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Das Lagerrohr 3 hat die Aufgabe, das Fußlager, d.h. bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel die Fußlagerhülse 5 und damit den gesamten Spindelschaft 1 zu
zentrieren. Das Lagerrohr 3 ist als ein Fließpreßteil hergestellt und besitzt über
seine gesamte axiale Länge, beginnend an dem Ansatz 12 der Büchse 10 bis zu der
Fußlagerhülse 5 einen konstanten, zylindrischen Querschnitt. Es ist einfach und
preiswert, ein derartiges Rohr als Fließpreßteil aus Aluminium herzustellen, da
hier ein Rohr von sehr gleichmäßiger Gestalt und gleichmäßigen Festigkeitseigenschaften
erhalten werden kann. Das
Lagerrohr 3 hat die erwünschten Dämpfungseigenschaften
und die erwünschten Rückstellkräfte, ohne daß eine weitere Bearbeitung notwendig
ist.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist das Lagerrohr 3 einteilig
mit der Büchse 10 hergestellt, was durch ein kombiniertes Vorwärts- und Rückwärts-Fließpressen
möglich ist, wobei zweckmäßig der Bereich des dünnen Lagerrohres 3 rückwärts fließt.
Dies bedeutet, daß das Lagerrohr an die dann ebenfalls aus Aluminium bestehenden
Büchse 10 angeformt ist, d.h. an den Ansatz 12, der-in das Lagergehäuse 2 eingepreßt
ist. Dieser Ansatz 12, der eine wesentlich größere Wandstärke und auch einen wesentlich
größeren Außendurchmesser als das Lagerrohr 3 besitzt, geht mit einer Stufe 14 in
das Lagerrohr über. Im Bereich dieser Stufe 14, d.h.
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in einem nicht durch Biegung beanspruchten Bereich sind Bohrungen
9 angebracht, die - radial von innen nach außen gesehen - nach unten zum Fußlager
hin geneigt sind. Diese Bohrungen 9 erlauben ein Abfließen von evtl. an dem Schaft
1 während des Betriebes hochwanderndem öl ebenso wie eine Belüftung beim Einfüllen
vön öl.
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Für eine Belüftung können auch axiale Aussparungen wie Nuten oder
Schraubenlinien zwischen dem Ansatz 12, der Büchse 10 und dem Lagergehäuse 2 vorgesehen
sein.
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Das Lagerrohr 3 der Fig. 1 kann in einem Arbeitsgang zusammen mit
der Büchse 10 und dem Ansatz 12 hergestellt werden. Es bedarf dann nur noch der
Nacharbeitung der zylindrischen Innenfläche im Bereich der Aufnahme des Halslagers
4. Die zylindrischen Außenfläche im Bereich des Ansatzes 12, mit dem die Büchse
in das Spindellagergehäuse 2 eingepreßt wird, bedarf keiner Bearbeitung. Außerdem
muß noch die Länge auf ein exaktes Maß nachgearbeitet werden. Die Fußlagerhülse
5 wird in das Lagerrohr ohne vorhergehende Bearbeitung eingepreßt. Schließlich müssen
noch die Bohrungen 9 eingearbeitet werden.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist vorgesehen, daß die Büchse
11 ein von dem Lagerrohr 3 unabhängig hergestellter Bauteil ist, der dann beispielsweise
auch in üblicher Weise aus Stahl hergestellt sein kann. Die Hülse ist auch bei dieser
Ausführungsform mit einem Ansatz 12 versehen, mit dem sie in das obere Ende des
Spindellagergehäuses 2 eingepreßt ist. Bei dieser Ausführungsform ist das Lagerrohr
3 in den Ansatz 12 der Büchse 11 innen eingepreßt. Auch bei dieser Ausführungsform
besitzt das Lagerrohr 3 einen über seine gesamte axiale Erstreckung konstanten Querschnitt
mit gleichbleibenden Wandstärken. Lediglich der in den Ansatz 12 einzupressende
Bereich weist eine erhöhte Wandstärke auf, um den dort auftretenden Belastungen
gerecht zu werden. Dieses Lagerrohr 3 ist besonders einfach herzustellen, da keine
Flächen nachgearbeitet werden müssen. Es genügt, das untere Ende des Lagerrohres
3 auf die gewünschte Länge zuzuschneiden.