DE3839942A1 - Lagerung fuer spindeln von spinn- oder zwirnmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lagerung für Spindeln von Spinn- oder Zwirnmaschinen mit einem Spindellagergehäuse, das ein Halslager und ein Fußlager mit Spurlager für einen Spindel­ schaft enthält, der mit einem das Halslager übergreifenden An­ triebswirtel versehen ist.

Eine Lagerung der eingangs genannten Art ist Gegenstand der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 38 20 327.8.

Diese Lagerung ist speziell für kleinere Spindeln ausge­ legt, um die heute geforderten Kopslängen von 180 mm bis 250 mm bei einem Ringdurchmesser von maximal etwa 50 mm zu erzeugen. Für derartige Spindeln wird ein einwandfreies Laufverhalten zwischen 3000 min^-1 und 25 000 min^-1 verlangt. Aufgrund der Ge­ staltung nach der älteren Anmeldung ist es möglich, dem Spindel­ schaft im Bereich des Halslagers einen Durchmesser zu geben, der nicht mehr als 7 mm beträgt. In Verbindung mit dem bei der älteren Anmeldung vorgesehenen, als Rollenlager ausgebildeten Halslager ist es möglich, den Außendurchmesser des Antriebswir­ tels auf 19 mm zu reduzieren. Mit dieser Lagerung läßt sich der Kraftbedarf reduzieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lagerung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß der Kraftbedarf wei­ ter reduziert werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Abstand zwischen Halslager und Spurlager nicht mehr als 100 mm und der Durchmes­ ser des Spindelschaftes im Bereich des Halslagers nicht mehr als 7 mm betragen, daß das Halslager ein Nadellager ist, und daß der Antriebswirtel einen Außendurchmesser von nicht mehr als 17 mm aufweist.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ist es möglich, den Au­ ßendurchmesser des Antriebswirtels um wenigstens 2 mm zu redu­ zieren, so daß dadurch die für die hohen Drehzahlen benötigte Geschwindigkeit eines Antriebsriemens reduziert werden kann. Die im Leerlauf der Spindeln benötigte Antriebsleistung kann um etwa 11% bis 12% niedriger liegen. Bezogen auf die Spinnleistung beträgt deshalb die Energieersparnis etwa 2%. In Anbetracht der hohen Energiekosten, ist dies ein erheblicher Vorteil.

In Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß die Lager­ aufnahme des Nadellagers einen Außenring mit einstückig angear­ beiteter Bordscheibe enthält. Damit läßt sich eine sehr präzise Lagerung verwirklichen. Um Pendelbewegungen des Spindelschaftes zuzulassen, wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorge­ sehen, daß der Außenring des Nadellagers mit einer im Axial­ schnitt gewölbten Lauffläche für die Nadeln versehen ist. Da­ durch ist es möglich, daß der Spindelschaft im Bereich des Fuß­ lagers Pendelbewegungen ausführen kann, die ohne Verkanten von den Nadeln im Bereich des Halslagers aufgenommen werden können.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß das Halslager in einer Lagerkopfhülse gehalten ist, die in der Nähe des Halslagers mit einem Zentrierrohr verbunden ist, des­ sen in die Lagerkopfhülse eingesetztes Ende vor dem Einsetzen durch plastisches Verformen aufgeweitet ist. Eine derartig auf­ geweitete oder "aufgerändelte" Zentrierhülse läßt sich sicher in der Lagerkopfhülse befestigen, ohne daß bei der Montage zu hohe Kräfte in Axialrichtung auftreten. Zum gleichen Zweck ist es vorteilhaft, wenn in weiterer Ausgestaltung die Lagerkopf­ hülse in dem Abschnitt, in welchem sie mit der Zentrierhülse verbunden ist, eine sich in Richtung zum Fußlager verjüngende Innenfläche aufweist. Die Beschränkungen von bei der Montage auftretenden Kräften waren bei den größeren, entsprechend stär­ kere Dimensionen aufweisenden Spindeln nicht bekannt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestell­ ten Ausführungsformen.

Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Lagerung in gegenüber der natürlichen Größe größerem Maßstab,

Fig. 2 einen Teilschnitt durch eine Einzelheit in nochmals vergrößertem Maßstab,

Fig. 3 einen Teilschnitt einer Einzelheit ähnlich Fig. 2,

Fig. 4 eine Teilansicht einer ebenfalls vergrößerten Zen­ trierhülse und

Fig. 5 einen axialen Teilschnitt durch eine zur Aufnahme der Zentrierhülse nach Fig. 4 dienende Lagerkopfhülse.

Von einer Ringspindel ist in Fig. 1 nur der vertikal ausgerich­ tete Spindelschaft (1) dargestellt, der in seinem oberen, nicht sichtbaren Bereich als Aufnahme für einen Spinnkops oder eine entsprechende Hülse dient, auf die ein Spinnkops aufgewickelt wird.

Der Spindelschaft (1) ist mittels eines Halslagers (3) und eines Fußlagers (10) in einem Lagergehäuse (5) gelagert, das mit einem Flansch und einem Außengewinde (6) versehen und an einer Spindelbank befestigt ist. An dem Spindelschaft (1) ist ein Antriebswirtel (2) drehfest angebracht, der das Halslager (3) umgreift. Der Antrieb der Spindel erfolgt mittels eines ge­ gen diesen Antriebswirtel (2) anlaufenden Riemens, insbesondere eines Tangentialriemens.

Um die Riemengeschwindigkeit des Antriebsriemens, insbesondere eines Tangentialriemens, möglichst klein zu halten und dennoch Drehzahlen von 25 000 min^-1 und mehr zu erhalten, wird ange­ strebt, daß der Außendurchmesser des Antriebswirtels (2) mög­ lichst klein gehalten wird. Durch die nachstehend beschriebenen Maßnahmen ist es möglich, diesen Außendurchmesser auf maximal 17 mm zu beschränken.

Der Außendurchmesser des Antriebswirtels (2) ist im wesentli­ chen von dem Durchmesser (D) des Spindelschaftes im Bereich des Halslagers (3) und von dem Außendurchmesser des Lagerringes des Halslagers (3) abhängig. Es wird deshalb vorgesehen, daß der Durchmesser (D) des Spindelschaftes (1) maximal 7 mm beträgt, und daß ferner das Halslager (3) als ein Nadellager ausgebildet wird. Derartige Nadellager sind nach DIN 617 und 618 bekannt. Um dabei außerdem einerseits die Massen der sich drehenden Zei­ le gering zu halten und andererseits den Spindelschaft (1), der sich in Richtung zu dem Fußlager (10) verjüngt, nicht zu biege­ weich werden zu lassen, wird die Länge (L) zwischen dem Hals­ lager (3) und einem als Spurscheibe ausgebildeten Spurlager (4) des Fußlagers (10) auf maximal 100 mm begrenzt.

In dem Spindellagergehäuse (5) ist mit Preßsitz eine Lagerkopf­ hülse (7) gehalten, die eine Lageraufnahme (8) für das als Na­ dellager ausgebildete Halslager (3) bildet. In Richtung zu dem Fußlager (10) anschließend ist in der Nähe des Halslagers (3) an der Lagerkopfhülse (7) eine Zentrierhülse (9) angebracht. Die Zentrierhülse (9) weist eine im wesentlichen zylindrische Außenkontur auf. Sie ist in nicht näher dargestellter Weise im Bereich nach der Lagerkopfhülse (7) mit versetzten Einschnitten oder mit einem spiralförmigen Einschnitt versehen.

Das der Lagerkopfhülse (7) abgewandte Ende der Zentrierhülse (9) nimmt das Fußlager (10) auf. Das Fußlager (10) enthält das bereits erwähnte scheibenförmige Spurlager (4), das mit Preß­ sitz in der Zentrierhülse (9) gehalten ist. Gegen dieses Spur­ lager (4) stützt sich das Ende des Spindelschaftes (1) in axia­ ler Richtung ab. Die Zentrierhülse (9) trägt außerdem in axia­ lem Abstand zu dem Spurlager (4) eine Fußlagerhülse (11), die ebenfalls mit Preßsitz gehalten ist. Diese Fußlagerhülse (11) besitzt bezüglich des abgesetzten, zylindrischen Endabschnittes des Spindelschaftes (1) ein Lagerspiel von 0,008 mm bis 0,01 mm.

Die Zentrierhülse (9) ist außen mit einer Dämpfungsspirale (12) umgeben, die mittels einer zwischen der Lagerkopfhülse (7) und dem dem Fußlager (10) abgewandten Ende der Dämpfungsspirale (12) angeordneten Distanzhülse (13) positioniert ist. Die Dämp­ fungsspirale (12) befindet sich in einem Ölbad. Im Bereich des Fußlagers (10) ist die Zentrierhülse (9) mit Querbohrungen (14) versehen, so daß eine Ölschmierung im Bereich der Fußlagerhülse (11) und des Spurlagers erhalten wird.

Der Boden des Spindellagergehäuses (5) ist mit einem zentri­ schen Ansatz (15) versehen, der als Anschlagfläche dem Spurla­ ger (4) gegenüberliegt. Bei überdurchschnittlichen axialen Be­ lastungen, die zu einer elastischen Längsdehnung der Zentrier­ hülse (9) führen, wird die Axialbewegung durch diese Anschlag­ fläche begrenzt.

Die Lageraufnahme (8) für das als Nadellager ausgebildete Hals­ lager (3) enthält einen Lageraußenring (16), der einstückig mit einer Bordscheibe (17) versehen ist, die auf der dem Fußlager (10) zugewandten Seite liegt. Nach oben wird das Nadellager durch einen Dichtungsring abgeschirmt, dessen Außendurchmesser etwa dem Außendurchmesser des Außenrings (16) entspricht. Der Außenring (16) sitzt auf einem radialen Ansatz der Lagerkopf­ hülse (7) (siehe auch Fig. 5 Lagerkopfhülse (7′) und Ansatz (22′)). Er wird in dieser Lage durch ein Umbördeln des oberen Randes der Lagerkopfhülse (7) gesichert.

Der Lageraußenring (16) nach Fig. 2 besitzt eine geschliffene Umfangsfläche (18) und eine ebenfalls geschliffene Radialfläche (19) der Bordscheibe (17), die durch eine Nut getrennt sind. Um leichte Pendelbewegungen im Bereich des als Nadellager ausge­ bildeten Halslagers (3) zu ermöglichen, wird gemäß Fig. 3 vor­ gesehen, daß die innere Umfangsfläche (18′) des Außenringes (16′) im Axialschnitt leicht ballig gewölbt ist, so daß die Na­ deln mit dem Spindelschaft (1) eine leichte Pendelbewegung durchführen können.

Um möglichst ohne große Axialkräfte die Zentrierhülse (9) in der Lagerkopfhülse (7) mit einem Preßsitz zu halten und dennoch eine zunächst zylindrische Zentrierhülse (9) vorzusehen, wird gemäß der Ausführungsform nach Fig. 4 und 5 vorgegangen. Die Zentrierhülse (9′) wird in dem mit der Lagerkopfhülse (7′) zu verbindenden Endbereich (20′) durch plastisches Verformen auf­ geweitet. Hierzu wird ein mit axialen Rippen versehenes Werk­ zeug verwendet, so daß ein "Aufrändeln" erhalten wird. Mit die­ sem durch plastisches Verformen aufgeweiteten Bereich (20′) wird die Zentrierhülse (9′) in einem Abschnitt (23′) der Lager­ kopfhülse (7′) befestigt, der sich in Richtung zu dem Fußlager (10) hin verjüngt. Auf diese Weise läßt sich eine sehr feste Verbindung zwischen Zentrierhülse (9′) und Lagerkopfhülse (7′) erreichen, ohne daß zu hohe axiale Kräfte aufgebracht werden.

Aufgrund der durch die erfindungsgemäße Ausbildung sich erge­ benden Abmessungen ist es möglich, die Antriebsleistung pro Spindel um etwa 10 W zu reduzieren.

Claims (5)

1. Lagerung für Spindeln von Spinn- oder Zwirnmaschinen mit einem Spindellagergehäuse, das ein Halslager und ein Fußla­ ger mit Spurlager für einen Spindelschaft enthält, der mit ei­ nem das Halslager übergreifenden Antriebswirtel versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen Halslager (3) und Spurlager (4) nicht mehr als 100 mm und der Durchmesser (D) des Spindelschaftes (1) im Bereich des Halslagers (3) nicht mehr als 7 mm betragen, daß das Halslager (3) ein Nadellager ist, und daß der Antriebswirtel (2) einen Außendurchmesser von nicht mehr als 17 mm aufweist.

2. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageraufnahme (8) des Nadellagers einen Außenring (16) mit einstückig angearbeiteter Bordscheibe (17) enthält.

3. Lagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (16′) des Nadellagers mit einer im Axialschnitt gewölbten Lauffläche (18′) für die Nadeln versehen ist.

4. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Halslager (3) in einer Lagerkopfhülse (7) gehalten ist, die in der Nähe des Halslagers (3) mit einem Zen­ trierrohr (9) verbunden ist, dessen in die Lagerkopfhülse (7) eingesetztes Ende vor dem Einsetzen durch plastisches Verformen aufgeweitet ist.

5. Lagerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerkopfhülse (7′) in dem Abschnitt (23′), in welchem sie mit der Zentrierhülse (9′) verbunden ist, eine sich in Richtung zum Fußlager (10) verjüngende Innenfläche aufweist.