DE3843651C2 - Spinn- oder Zwirnspindel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spinn- oder Zwirnspindel gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der CH-PS 383 232 ist bereits eine derartige Spindel be­ kannt, die aus relativ wenigen Teilen besteht, einfach im Aufbau ist sowie eine kostensparende Herstellung erlaubt und langlebig bzw. dauerhaft ist. Ein weiterer Vorteil besteht in der Trennung von Schmier- und Dämpfungsöl, so daß keine Kompromisse bezüglich der Optimalität eingegangen werden müssen. Da jedoch die Bestimmungen hinsichtlich der Lärm­ emissionswerte immer strenger werden, stößt diese Spindel mehr und mehr an ihre erlaubte Höchstdrehzahlgrenze. Ebenso fordern Energiesparmaßnahmen immer kleinere Leistungsaufnah­ mewerte.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, unter Beibe­ haltung der eingangs erwähnten Vorteile die Nachteile zu ver­ meiden und eine Spindel vorzuschlagen, die mit höheren Dreh­ zahlen laufen kann und weniger Lärm und Vibrationen verur­ sacht.

Diese Aufgabe wird gelöst durch den kennzeichnenden Teil des Anspruches 1. Die zweite elastische Zone absorbiert bzw. dämpft die im oberen Teil des Spindelschaftes auftretenden Vibrationen, so daß Lärmemissionen hervorrufende Schwingun­ gen vermindert bzw. abgeschwächt auf die durch Resonanz die Schwingungen noch verstärkende Spindelbank übertragen werden. Höhere Drehzahlen sind nunmehr mit dem gleichen Lärm­ emissionswert möglich.

In den Ansprüchen 2 bis 5 sind vorteilhafte Weiterbildungen für die Gestaltung der erfindungsgemäßen Zone angegeben. Die zusätzlichen Kosten für die Herstellung der zweiten elasti­ schen Zone spielen im Vergleich zu den Gesamtkosten kaum eine Rolle.

Der Vorschlag nach Anspruch 6 dient zur Begrenzung der radia­ len Auslenkung des Spindelschaftes im Bereich der Halslage­ rung.

Energie- und Herstellungskosteneinsparungen sind neben einer weiteren Herabsetzung von Schwingungen mit den Merkmalen des Anspruches 7 möglich, da ein Gleitlager im Falle einer garn­ aufwickelnden Spindel weniger Schwingungen erzeugt und den Schmierölfilm, im Gegensatz zu Nadel- und Kugellagern, nicht zerschlägt und da ein Gleitlager billiger in der Anschaffung und die Gesamtkonstruktion einfacher ist. Außerdem kann der Wirteldurchmesser verkleinert werden, wodurch wegen der kleineren Umschlingung des Antriebbandes zusätzlich Energie eingespart werden kann. Weiterhin geht kein Schmieröl verlo­ ren, weil es durch den Überlastungsanschlag aufgefangen wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen werden durch die Ansprüche 8 und 9 definiert.

Mit dem Merkmal des Anspruches 10 kann die Dauerhaftigkeit weiter gesteigert und die Herstellung verbilligt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher er­ läutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalquerschnitt durch eine aus der CH-PS 383 232 bekannte Spindel,

Fig. 2 einen Vertikalteilquerschnitt einer ersten Aus­ führung nach der Erfindung,

Fig. 3 einen Vertikalteilquerschnitt einer zweiten Aus­ führung nach der Erfindung,

Fig. 4 eine Teilansicht der zweiten elastischen Zone, teilweise im Schnitt und

Fig. 5 einen Teilquerschnitt entlang der Linie V-V in der Fig. 3.

Die Spindel nach Fig. 1 besitzt einen Spindelschaft 1, der in einer als Wälz- bzw. Nadellager ausgebildeten oberen Hals­ lagerung 3 und in einer als Gleitlager ausgebildeten Fußlage­ rung 5 gehalten ist. Das Nadellager 3 ist in ein Halslagerge­ häuse 7 eingepreßt. Darunter ist in das Halslagergehäuse 7 ein anfänglich unten offenes, starres Mantelrohr 9 aus Mes­ sing, welches bessere inhärente Schwingungsdämpfungseigen­ schaften als Stahl besitzt, über einen Teilabschnitt einge­ preßt. Nachfolgend werden eine Scheibe 11, das Gleitlager 5 und eine Druckfeder 13 von unten in das Mantelrohr gegen einen Anschlag 15 eingeführt, wonach das Mantelrohr 9 mit­ tels einer durch Umbördelung oder dergleichen befestigten Ab­ dichtplatte 17 unten abgedichtet wird, um ein Schmiermittel 19 (Öl) innerhalb des Mantelrohres 9 und ein dickflüssiges Dämpfungsmittel 20 (Öl) um das Mantelrohr 9 herum getrennt unterbringen zu können. Zwischen dem Gleitlager 5 und dem un­ teren, als Klemmring 23 dienenden Endbereich des Halslagerge­ häuses 7 weist das Mantelrohr 9 eine wellen- bzw. rillenför­ mige, biege-elastische bzw. flexible Zone 22 auf. Verglichen mit Querschnittsverminderungen und/oder Durchbrechungen bzw. Einschnitten, welche die Gefahr der Rißbildung in sich bergen, ist die geschlossene Wellenform als kostengünstig und dauerhaft vorzuziehen. Das Mantelrohr 9 samt dem Halsla­ gergehäuse 7 ragt klemmend in ein mit einem Halteflansch 24 versehenes, unten verschlossenes Spindelgehäuse 25 aus Gußei­ sen hinein. Das Gußeisen hat einen schwingungsdämpfenden Effekt. Eine zusätzliche Schwingungsdämpfung wird durch das Dämpfungsöl 20 und durch die elastische Zone 22 erreicht.

Der Halteflansch 24 und eine untere Haltemutter 27 befesti­ gen das vertikal ausgerichtete Spindelgehäuse 25 fest in einer Bohrung 28 einer Spindelbank 29 einer Spinn- oder Zwirnmaschine. Das dünnflüssige, beidseits des Gleitlagers 5 vorhandene und über Bohrungen 30 oder dergleichen miteinan­ der in Verbindung stehendes Schmieröl 19 kriecht dank der Konizität des Spindelschaftes 1 zur Halslagerung 3 hinauf.

Das Mantelrohr 9 ist im Bereich des Halteflansches 24 und der Bohrung 28 über den mit dem Halslagergehäuse 7 ein­ stückig verbundenen Klemmring 23 fest gegen die Innenwand 31 des Spindelgehäuses 25 eingespannt. Ein bandangetriebener Wirtel 33 im Bereich der Halslagerung 3 ist oberhalb davon fest mit dem in das Rohr 9 hineinragenden Spindelschaft 1 verbunden.

Das in Fig. 2 gezeigte Mantelrohr 9 weist im Bereich zwi­ schen dem Klemmring 23 und der Halslagerung 3 eine zweite wellenförmige, biegeelastische, flexible Zone 37 auf, so daß ein Grundaufbau eines mittels des Klemmringes bzw. der Ein­ klemmung 23 im Bereich des Halteflansches 24 fest gegen die Innenwand 31 des Spindelgehäuses 25 eingespannten, unterhalb und oberhalb der Einklemmung 23 zu einem gewissen Grad frei beweglichen Mantelrohres 9 entsteht. Lärmgeräuschmessungen mit dieser, drei eingerollte, geschlossene, parallele, recht­ winklig zur Spindelschaftachse 39 verlaufende Rillen 41 auf­ weisenden und unbelasteten Spindel ergaben bei Drehzahlen von 19.000 bis 20.000 UPM auf eine Meßdistanz von 0,5 m im wesentlichen gleichbleibende Meßwerte zwischen 69 und 71 dBA.

Statt paralleler, geschlossener, d. h. den Umfang des Mantel­ rohres 9 vollständig umspannender Rillen 41, können auch offene, in verschiedenen Ebenen liegende, im Umfangssinne zu­ einander versetzte und gemeinsam den Umfang des Rohres 9 um­ spannende Rillen 41.1 zur Anwendung kommen, wie die Fig. 4 zeigt. Die Fig. 3 zeigt eine eingängige schraubenförmige Rille 41.2.

Ein seitlicher Überlastungsanschlag 43 ist mit Spiel um das Mantelrohr 9 und um den verengten Unterteil des Halslagerge­ häuses 7 angeordnet und als aufwärts strebende, zylindrische Auskragung einstückig mit dem Klemmring 23 verbunden; er dient dazu, eine übermäßige radiale Verschiebung bzw. Auslen­ kung der Halslagerung 3 wegen fehlerhaften Kopsabzuges zu vermeiden. Beim Durchgang durch die kritischen Drehzahlberei­ che sollte aber kein Kontakt mit dem Anschlag 43 stattfin­ den.

Die in Fig. 3 gezeigte Ausführung hat als Halslagerung 3 ein an der Innenwand und kurz, insbesondere etwa 5 bis 10 mm, vor dem oberen Ende 42 des Mantelrohres 9 befestigtes Gleit­ lager 3.1. Der hier nach oben verlängerte und das obere Ende 42 des Mantelrohres 9 überragende Überlastungsanschlag 43 dient außerdem als Auffangwand für das über dieses Ende 42 überlaufende oder weggeschleuderte Schmieröl 19. Ein Schleu­ derring 45 aus Kunststoff kann auf dem Spindelschaft 1 in einer Höhenlage zwischen dem Mantelrohrende 42 und dem oberen Ende 46 des Überlastungsanschlages 43 vorgesehen sein; er verhindert Ölverlust aus dem Wirtelinneren.

Drei über den Umfang des Mantelrohres 9 angeordnete Schmier­ ölrückfuhröffnungen 48 im Mantelrohr 9 liegen einer gegen das Mantelrohr 9 offene Ringnut 50 im Klemmring 23 gegen­ über, also dort, wo das Mantelrohr 9 keinen Biegespannungen unterworfen ist. Vom Ringnut 50 aufwärts erstrecken sich eine oder mehrere Nuten 51 bis in den Raum zwischen dem Über­ lastungsanschlag 43 und dem Mantelrohr 9. Dadurch wird eine Rückfuhr von Ölschaum vermieden (dieser Raum dient als Ent­ lüftungsbecken) und die elastische Zone 37 wird nicht durch­ löchert; die Einklemmung des Mantelrohres 9 im Klemmring 23 wird nicht beeinträchtigt. Diese Ausführung ermöglicht einen Mindestdurchmesser des Wirtels 33 von 16 mm, was zu einer kleineren Bandumschlingung und somit zu einem verminderten Leistungsbedarf des Antriebes führt. Bei einer Drehzahl von 20.000 UPM kann so pro Spinnstelle ungefähr 10 W eingespart werden.

Fig. 5 zeigt ein anderes Gleitlager 3.2, nämlich ein Gleitla­ ger mit vier zum Mantelrohr 9 offenen und in Längsrichtung des Schaftes 1 durchgehenden Ausnehmungen 53, die für den Öl­ rückfluß bzw. die Ölrückfuhr dienen. Der große Vorteil hin­ sichtlich Dauerhaftigkeit besteht darin, daß keine Öffnungen 48 vorgesehen werden müssen, so daß das Mantelrohr 9 völlig geschlossen bzw. ohne irgendwelche Durchbrechungen ausgebil­ det werden kann. Das Gleitlager 3.2 kann kostengünstig von einem extrudierten Barren abgetrennt werden, während sich gleichzeitig die vertikalen Nuten 51, die Ringnut 50 und der Schleuderring 45 erübrigen.

Claims (10)

1. Spinn- oder Zwirnspindel mit einem einen zur Befestigung an einer Spindelbank (29) dienenden Halteflansch (24) aufweisenden Spindelgehäuse (25) und mit einem in einer Hals- (3, 3.1, 3.2) und Fußlagerung (5) abgestützten, in ein Mantelrohr (9) hineinragenden, mittels eines im Be­ reich der Halslagerung angeordneten Wirtels (33) antreib­ baren Spindelschaft (1), wobei das Mantelrohr (9) im Be­ reich des Halteflansches (24) mittels eines Klemmringes (23) fest gegen die Innenwand (31) des Spindelgehäuses eingespannt ist und zwischen dem Klemmring und der Fußla­ gerung eine wellenförmige, elastische Zone (22) auf­ weist, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelrohr (9) zwischen dem Klemmring (23) und der Hals­ lagerung (3, 3.1, 3.2) eine zweite wellenförmige, elasti­ sche Zone (37) aufweist.

2. Spindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite elasti­ sche Zone (37) durch mindestens eine den Mantelrohrum­ fang wenigstens teilweise umspannende Rille (41, 41.1, 41.2) gebildet ist.

3. Spindel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite elastische Zone (37) durch mindestens eine geschlossene, recht­ winklig zur Spindelschaftachse (39) verlaufende Rille (41) gebildet ist.

4. Spindel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite elastische Zone (37) durch mindestens zwei offene, in verschiedenen Ebenen liegenden, im Umfangssinne zueinander versetzte und gemeinsam den Mantelrohrumfang umspannende Rillen (41.1) gebildet ist.

5. Spindel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite elastische Zone (37) durch mindestens eine schraubenlinienförmige Rille (41.2) gebildet ist.

6. Spindel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Halsla­ gerung (3, 3.1, 3.2) ein Überlastungsanschlag (43) mit Spiel um das Mantelrohr (9) angeordnet und mit dem Klemm­ ring (23) einstückig verbunden ist.

7. Spindel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Halslagerung ein Gleitlager (3.1) aufweist, das kurz vor dem oberen Man­ telrohrende (42) an der Mantelrohrinnenwand befestigt ist, daß der Überlastungsanschlag (43) über das Mantel­ rohrende (42) hinausragt und daß mindestens eine Schmier­ mittelrückfuhröffnung (48) im Mantelrohr (9) unterhalb des Gleitlagers (3.1) vorhanden ist.

8. Spindel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Klemmring (23) eine gegen das Mantelrohr (9) offene Ringnut (50) vorhan­ den ist, die einerseits mit der Schmiermittelrückfuhröff­ nung (48) und andererseits über mindestens eine Nut (51) mit dem Raum zwischen dem Überlastungsanschlag (43) und dem Mantelrohr in Verbindung steht.

9. Spindel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Spindelschaft (1) ein Schmierölschleuderring (45) zwischen dem Überla­ stungsanschlagsende (46) und dem Mantelrohrende (42) an­ geordnet ist.

10. Spinn- oder Zwirnspindel mit einem in ein Mantelrohr (9) hineinragenden Spindelschaft (1) und mit einer im Mantel­ rohr angeordneten Halslagerung, dadurch gekennzeichnet, daß die Halslagerung ein Gleitlager (3.2) aufweist, in welchem zwecks Schmieröl­ rückfluß mindestens eine Ausnehmung (53) vorhanden ist.