DE2928723C2 - Spinn- und Zwirnspindel - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spinn- und Zwirnspindeln mit einem in einem Lagergehäuse angeordneten Hals- und einem Fußlager für den Spindelschaft gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, siehe DE-AS 11 16 586. Dort werden die vom Spindelschaft ausgehenden Schwingungen zunächst auf das Fußlager übertragen und von der diesem zugeordneten Dämpfungsvorrichtung abgebaut. Trotz des in vielen bekannten Fällen getroffenen relativ großen Aufwandes bezüglich der Gestaltungen der elastischen Halterung und der Dämpfungsvorrichtungen werden diese Spindeln nicht allen in der Praxis an sie gestellten Betriebsanforderungen gerecht.

Die im Anspruch 1 angegebene Erfindung geht zur Lösung der Aufgabe, einen einwandfreien Spindellauf beim Durchfahren der kritischen Drehzahlen und bei bestehenden Unwuchteinflüssen in weniger aufwendiger Weise zu gewährleisten, einen anderen Weg, und gemäß ihr sind einem Spindelschaft die im Anspruch 1 genannten Merkmale gegeben.

Bei der erfindungsgemäßen Spinn- und Zwirnspindel werden also Schwingungen des Spindelschaftes abgebaut. Durch dieses dem Schaft unmittelbar zugeordnete schwingfähige Ringelement und durch dessen schwingungsdämpfende Anordnung innerhalb einer ölfüllung wird eine besonders intensive Dämpfung erreicht und damit ein ruhiger Spindellauf in allen Drehzahlbereichen gewährleistet

Diese somit nach dem Prinzip der Reibungsdämpfung und mit zusätzlicher viskoser Dämpfung wirksame Vorrichtung läßt sich in einfacher Weise durch entsprechende Wahl der Größe der Schaftverlängerung, Wahl der Masse des Ringelementes und durch dessen spezielle Gestaltung sowie durch die Wahl des Spieles zwischen dem Ringelement und der Schaftverlängerung bzw. dem Gehäuse und durch die Wahl der Viskosität des Öls innerhalb weiter Grenzen den Praxisbedürfnissen anpassen. Sie ist deshalb für eine Anwendung sowohl an sogenannten leichten als auch schweren Spindeln geeignet Die Wahl der Masse des Ringelementes kann durch Anwendung von mehr als einem Ringelement erfolgen.

Zweckmäßige Weiterbildungen des Gegenstands nach Anspruch 1 sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Durch die Ausgestaltungen nach den Ansprüchen 2 bis 4 kann in einfacher Weise dem Ringelement die dem jeweiligen Bedürfnis optimal angepaßte Dämpfungseigenart gegeben werden.

Die Ausgestaltung gemäß Anspruch 5 bildet eine weitere Möglichkeit, die Dämpfungswirkung in einfacher Weise zu beeinflussen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt einer Spinn- und Zwirnspindel;
F i g. 2 in gegenüber der F i g. 1 vergrößertem Maßstab den die Dämpfungsvorrichtung enthaltenden Teil der Spindel;

F i g. 3 einen Schnitt nach IH-III der F i g. 2;
Fig.4 und 5 in perspektivischer Ansicht je ein einzelnes der in den anderen Figuren aneinandergestapelt dargestellten Drosselelemente;

F i g. 6 eine Spindel mit verändertem Lagergehäuse und mit einer speziellen Anordnung der Ringelemente; F i g. 7 eine Spindel mit einer weiteren Variation von Lagergehäuse und Ringelementen.

In F i g. 1 ist mit 1 ein Spindellagergehäuse bezeichnet, das in üblicher Weise mit seinem Flansch 2 und einer Mutter 3 in einer Spindelbank 4 befestigt ist. Das Spindellagergehäuse 1 enthält an seinem oberen Ende ein Halslager 5 und unten ein Fußlager C, das durch eine

so aus elastischem Material bestehende Buchse 7 radial beweglich im Gehäuse 1 festgelegt ist. In den Lagern 5 und 6 ist ein Spindelschaft 8 radial gehalten und im Fußlager 6 außerdem auch axial abgestützt, wobei diese Abstützung durch entsprechend größeren Schaftdurchmesser im oberhalb und durch kleineren Schaftdurchmesser im unterhalb der Wälzkörperreihe befindlichen Bereich so vorgenommen ist, daß der Schaft 8 nach oben aus dem Spindellagergehäuse herausgenommen werden kann. Auf dem Schaft 8 ist ein Wirtel 9 befestigt, auf den eine Hülse 10 für den Kops 11 aufgesetzt ist. Beim Durchlaufen der kritischen Drehzahlen und durch von den Teilen 10 und 11 ausgehende Unwuchteinflüsse ergeben sich Schwingungen des Spindelschaftes 8 und entsprechende Radialbewegungen des Fußlagers 6 innerhalb der sich verformenden Buchse 7.

Zu deren Dämpfung ist der Spindelschaft 8 mit einer über das Fußlager 6 hinausragenden Verlängerung 8a versehen, und als Dämpfungsvorrichtung ist auf diese

Verlängerung mit einem Spiel, das in der Größenordnung von etwa 1 % des Durchmessers der Schaftverlängerung liegt, aber auch andere Werte haben kann, ein Ringelement 12 aufgesetzt das seinerseits mit einem Spiel, das mit Bezug auf den Außendurchmesser des Ringelementes ebenfalls in der genannten Größenordnung liegt und innerhalb eines eine ölfüllung enthaltenden Gehäuses 13 angeordnet ist Das Gehäuse 13 ist ein mit dem Spindellagergehäuse 1 lösbar verbundenes Teil und hat zu diesem Zweck einen ein Gewinde to enthaltenden Ansatz 14 für seine Befestigung in einem Gegengewinde enthaltenden Ansatz 14 für seine Befestigung in einem Gegengewinde des Spindellagergehäuses 1. Das Ringelement 12 ist auf seiner inneren und äußeren Mantelfläche mit je einer durchgehenden Ringnut 15 bzw. 16 versehen. Wie aus den F i g. 1 und 2 ersichtlich, sind das Gehäuse 13 in seiner Länge und die Verlängerung 8a des Spindelschaftes 8 so aufeinander abgestimmt daß das Ende der Verlängerung 8a nur geringen Spaltabstand vom Boden des Gehäuses 13 hat auf dem das Ringelement 12 aufliegt das vollständig innerhalb der ölfüllung liegt Da der rotierende Schaft 8, 8a das Ringelement 12 durch Mitnahme in Drehbewegung versetzen kann, erfolgt zusätzlich eine viskose Dämpfung durch die unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten des Öles in den Bereichen der inneren und äußeren Ringnut 15 bzw. 16.

Bei auftretenden Schaftschwingungen ergibt sich zunächst daß der in der Ringnut 15 und der in den beiden Gleitlagerspalten zwischen dem Ringelement und dem Schaft bzw. Gehäuse enthaltene Teil der ölfüllung außer durch die Rotation des Schaftes und des Ringelementes zusätzlich durch Kompression und Depression zum Strömen gebracht wird, wobei die Gleitlagerspalte als Drosselspalte zum außerhalb der js Ringnut 15 befindlichen Teil der ölfüllung wirken. Zugleich setzt der schwingende Schaft 8, 8a auch das Ringelement 12 selbst in entsprechende Radialschwingungen. Dabei ergibt sich ebenfalls eine ölströmung innerhalb der Ringnut 16 und durch die als Drosselspalte wirkenden Gleitlagerspalte zwischen dem Ringelement 12 und dem Gehäuse 13 hindurch zum umgebenden Teil der ölfüllung. Diese ölströmungen dämpfen die dem Ringelement 12 erteilten Schwingungen, das seinerseits im Zusammenwirken mit der dem Schaft 8 gegebenen Verlängerung 8a ohnehin als schwingfähiges Hilfsmassensystem für die Schaftschwingungen abbauend wirksam ist.

Der Grad der Dämpfung kann noch durch weitere Maßnahmen beeinflußt werden.

So kann auch noch zusätzlich in eine oder, wie dargestellt in beide Stirnflächen des Ringelementes 12 eine koaxial zu seiner Längsachse liegende Ringnut 17 bzw. 18 eingebracht werden, um durch den dadurch nun größeren Kontaktbereich zwischen dem Ringelement 12 und der ölfüllung die Reibungsdämpfung zugunsten einer viskosen Dämpfungscharakteristik abzubauen.

Weiterhin können auch die in die innere und in die äußere Mantelfläche des Ringelementes 12 eingebrachten Ringnuten 15 bzw. 16 durch wenigstens einen radial im Ringelement verlaufenden Drosselspalt direkt miteinander verbunden sein. Dieser Drosselspait bzw. diese Drosselspalte können Bohrungen geringen Durchmessers oder Spalte entsprechend geringer lichter Weite sein. Die Bohrungen oder Spalte können aber auch größer bemessen sein, und die Drosselwirkung kann durch in sie eingesetzte Drosselelemente hervorgerufen werden.

Das Ringelement 12 enthält, wie insbesondere aus F i g. 3 ersichtlich, vier relativ groß bemessene Bohrungen 19, in deren jede ein Stapel von Drosselscheiben 20 bzw. 21 in wechselnder Folge eingesetzt ist

Wie die F i g. 4 und 5 zeigen, hat die Drosselscheibe 20 einen mittigen Durchbruch 22 und die Drosselscheibe 21 beidseits Radialnuten 23 und dazu senkrechte Abflachungen 24. Die Drosselscheibenstapel sind dadurch in den Bohrungen 19 axial festgelegt, daß deren nach innen weisende öffnung nicht in voller Länge aufgebohrt ist siehe F i g. 3, und daß die Bohrungen 19, wie F i g. 2 zeigt außen bei 25 eingebördelt sind. Bei Schwingungen des Spindelschaftes 8, 8a und des Ringelementes 12 ergibt sich dadurch zusätzlich zu den schon erwähnten ölbewegungen noch ein bestimmbar gedrosselter ölfluß zwischen den Ringspalten 15 und 16, weil das öl wechselv/eise mittig durch die Drosselelemente 20 hindurch und innerhalb der Radialnuten 23 der Drosselelemente 21 sowie in den Spalten zwischen deren Abflachungen 24 und der Wand der Bohrung 19 entsprechend gebremst pulsiert

Anstelle eines einzigen Ringelementes können, wie in Fig.6 dargestellt auf die Verlängerung 8a des Spindelschaftes 8 auch mehrere gleichartige Ringelemente 12 aufgesetzt werden. Im Unterschied zum Beispiel nach Fig. 1 ist hier das diese Ringelemente 12 aufnehmende Gehäuse ein an das Spindellagergehäuse 26 angeformtes, mit einem Bodenverschiuß 27 versehenes Teil.

Die Dämpfungsvorrichtung kann aber auch, wie in F i g. 7 dargestellt, in einem vom Spindellagergehäuse 28 baulich getrennt ausgebildeten Gehäuse 29 enthalten sein, in das die eine Bodendichtung 30 des Spindellagergehäuses 28 durchgreifende Verlängerung 8a des Spindelschaftes 8 hineinragt. Das Gehäuse 29 ist durch seinen Zapfen 31 und einer auf diesem verschraubbaren Mutter 32 in einer eine Einstellung gegenüber dem Spindellagergehäuse 28 erlaubenden Bohrung oder Ausnehmung einer Halteschiene 33 befestigt. Dieses oben mit einem Deckel 34 verschlossene und mit Öl gefüllte Gehäuse 29 kann das anhand der Fig. 1 bis 5 beschriebene Ringelement 12 oder auch die in Fig.6 dargestellte Ringelement-Anordnung enthalten. Der Deckel 34 ist mit Spaltabstand oberhalb der Ringelemente angeordnet um deren optimale Lage innerhalb der ölfüllung zu gewährleisten.

Das in F i g. 7 dargestellte Ringelement ist in ein inneres und in ein äußeres Ringelementteil 35 bzw. 36 aufgeteilt zwischen denen das gleiche radiale Spiel besteht, das das innere Teil 35 gegenüber der Schaftverlängerung 8a und das äußere Teil 36 gegebenüber dem Gehäuse 29 hat. Jedes dieser beiden Ringelementteile 35 und 36 ist für sich so gestaltet, wie anhand des Ringelementes 12 schon beschrieben. Es ergibt sich deshalb zwischen der Schaftverlängerung 8a und dem inneren Ringelementteil 35, zwischen diesem und dem äußeren Ringelementteil 36 und zwischen letzterem und dem Gehäuse 29 bei Schaftschwingungen der schon erwähnte gedrosselt pulsierende ölfluß, der die Schwingungen in diesem Falle innerhalb dreier Radialspalte dämpft.

Selbstverständlich kann der Ringelementaufbau gemäi? F i g. 7 auch bei den Spindellagergehäusen nach den F i g. 1 und 6 angewendet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Spinn- und Zwirnspindel mit einem in einem Lagergehäuse angeordneten Hals- und einem Fußlager für den Spindelschaft, von denen zumindest das Fußlager radial elastisch beweglich im Lagergehäuse festgelegt ist und mit einem Dämpfungsmittel für die beim Spindellauf auftretenden Schwingungen, dadurch gekennzeichnet, daß der Spindelschaft (8) mit einer über das Fußlager (6) hinausragenden Verlängerung (9a) versehen und auf diese Verlängerung (9a) als Dämpfungsmittel wenigstens ein Ringelement (12; 35, 36) mit Spiel aufgesetzt ist, das seinerseits mit Spiel innerhalb eines eine Ölfüllung enthaltenden Gehäuses (13; 26; 29) angeordnet ist und dessen beide Mantelflächen mit durchgehenden Ringnuten (15,16) versehen sind.

2. Spinn- und Zwirnspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnuten (15,16) durch wenigstens einen radial in dem Ringelement (12; 35, 36) verlaufenden Drosselspalt miteinander verbunden sind.

3. Spinn- und Zwirnspindel nach Anspruchs dadurch gekennzeichnet, daß jeder Drosselspalt aus Bohrungen (19) mit eingesetzten Drosselscheiben (20, 21) besteht, die wechselweise einen mittigen Durchbruch (22) bzw. beidseitig angeordnete Radialnuten (23) und dazu senkrechte Abflachungen (24) an beiden Enden aufweisen.

4. Spinn- und Zwirnspindel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der beiden Stirnflächen des Ringelementes (12; 35, 36) mit einer koaxial zu seiner Längsachse liegenden Ringnut (17, 18) versehen ist

5. Spinn- und Zwirnspindel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringelement in ein inneres und in ein äußeres Ringelementteil (35 bzw. 36) aufgeteilt und das innere Ringelementteil (35) mi: Spiel vom äußeren Ringelementteil (36) umschlossen ist (F ig. 7).