DE4131498A1 - Huelsenkupplung fuer eine spinn- oder zwirnspindel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Hülsenkupplung für eine Spinn- oder Zwirnspindel mit an deren Außenumfang abragenden Knöpfen, die innerhalb radialer Führungen bewegbar sind und jeweils einen Hohlraum aufweisen.

Aus der DE-GM 73 30 642 ist eine Hülsenkupplung bekannt, die im wesentlichen aus drei federbelasteten Druckknöpfen, die von der Außenwand des Spindeloberteils abragen und sich gegen die Innen­ seite der Hülse anlegen, besteht. Die Knöpfe sind nach Art einer Kappe gestaltet und bilden einen nach einer Seite offenen Hohlraum. In den Hohlraum des kappenartigen Knopfes ist eine Spiralfeder eingelassen, die sich gegen das Spindeloberteil abstützt und die kappenartigen Knöpfe radial nach außen drückt. Diese bekannte Bauart einer Hülsenkupplung ist in sehr großer Stückzahl gefertigt worden und heute in der Praxis allgemein üblich. Beim Abziehen der vollen Spule und beim Aufsetzen einer neuen Hülse muß die bei den Kappen wirksame Federkraft überwunden werden. Dies hat insbesondere beim automatischen Doffen zu Problemen geführt, weil die Hülsen über den Widerstand der Hülsenkupplung in eine vorgegebene axiale Position gedrückt werden müssen. Es hat sich gezeigt, daß wegen dieser Probleme das Doffen mit automatischen Einrichtungen nicht zuverlässig durchgeführt werden kann.

Aus der GB-PS 10 90 354 ist eine Hülsenkupplung bekannt, bei der bei dem Spindeloberteil angebrachte, radial verschiebbare Knöpfe durch Zentrifugalkraft gegen die Innenseite der Hülse gedrückt werden. Die aus vollem Material hergestellten Knöpfe müssen durch einen in das obere Stirnende des Spindeloberteils eingearbeiteten Hohlraum von innen in die in der Seitenwand des Spindeloberteils vorgesehenen Öffnungen eingeführt werden; nach dem Einführen der Knöpfe wird der Hohlraum durch einen Deckel verschlossen. Diese verhältnismäßig aufwendige Bauweise hat keinen Eingang in die Praxis gefunden.

Bei der aus der GB-PS 9 74 732 bekannten Hülsenkupplung wird vorgesehen, drei Kugeln radial beweglich in einem Hohlraum anzuordnen, der durch die Stirnseite des Spindeloberteils und einen im Abstand hierzu angebrachten zylindrischen Ansatz gebil­ det wird. Der Hohlraum ist in Umfangsrichtung durch einen fle­ xiblen Ring verschlossen, gegen dessen Innenseite sich die Kugeln anlegen können. Bei der Drehung der Spindel werden die Kugeln nach außen gegen den Ring gedrückt, der infolge seiner Flexibi­ lität nachgibt und sich im Bereich der anliegenden Kugeln gegen die Innenwand der Hülse anlegt. Diese Konstruktion, die ebenfalls verhältnismäßig aufwendig ist, hat den zusätzlichen Nachteil, daß sich die Fliehkraft bei dem flexiblen Ring, gegen den alle Kugeln der Hülsenkupplung anliegen, ungleichmäßig verteilt. Dies kann insbesondere dann, wenn die Spindel ohne Hülse umläuft, zu starken Unwuchten führen. Auch diese Bauart hat keinen Eingang in die Praxis gefunden.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Hülsenkupplung aufzuzei­ gen, die einfach und kostengünstig in der Herstellung ist und bei der das Abnehmen und das Aufsetzen einer Hülse möglich ist, ohne daß ein von der Hülsenkupplung ausgehender Widerstand überwunden werden muß.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in den Hohlraum ein eine Zentrifugalkraft ausübender Körper mit einer vorgegebenen Masse aufgenommen ist.

Bei der erfindungsgemäßen Bauart wird eine radiale Kraft bei den Knöpfen nur dann ausgeübt, wenn die Spindel sich dreht. Beim Aufsetzen und beim Abnehmen einer Hülse braucht daher ein von der Hülsenkupplung ausgehender Widerstand nicht überwunden zu werden. Mit der erfindungsgemäßen Hülsenkupplung wird eine gute Fixierung der Hülse sowohl in radialer als auch in axialer Richtung er­ reicht. Anders als bei den mit Federdruck arbeitenden Knöpfen nimmt der Anpreßdruck der Knöpfe und damit die Sicherheit der Fixierung mit steigender Spindeldrehzahl zu. Die erfindungsgemäße Hülsenkupplung ist besonders einfach in der Herstellung. Es wird lediglich anstelle der bekannten Spiralfeder ein massiver Körper verwendet, der in den bei den Knöpfen jeweils vorhandenen Hohl­ raum eingefügt wird. Ansonsten werden das gleiche Herstellungs­ verfahren und die gleichen Werkzeuge wie bei der Herstellung der aus der DE-GM 73 30 642 bekannten, in großer Stückzahl produ­ zierten Hülsenkupplung angewendet. Das Gewicht des Körpers wird entsprechend der gewünschten Zentrifugalkraft festgelegt.

Es ist vorteilhaft, als Körper eine einfache Kugel, die beispielsweise aus Stahl hergestellt ist, zu verwenden.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Körper in seinen Abmessungen so gestaltet, daß sein Durchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des Knopfes. Der Körper kann sich so in dem Hohlraum frei bewegen. Außerdem wird, wenn der Körper aus nicht nachgiebigem Material, beispielsweise aus Stahl, herge­ stellt ist, das Zusammendrücken des Knopfes in seitlicher Rich­ tung nicht behindert; dieses Zusammendrücken kann, was unten noch beschrieben werden wird, für den Zusammenbau der Hülsenkupplung erforderlich sein.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird als Führung für den Knopf eine Bohrung vorgesehen, die radial in die Spindel eingebracht ist. Die Bohrung weist bei ihrer der Spindelachse zugewandten Stirnseite eine Hinterschneidung auf. Sowohl die Bohrung als auch die Hinterschneidung können besonders einfach hergestellt werden. Der Knopf kann zur Montage auf einfache Weise von der Außenöffnung in die Bohrung hineingeschoben werden. Die Hinterschneidung dient als radialer Anschlag und als Sicherung gegen ein Ablösen des Knopfes in radialer Richtung, wobei eine entsprechende Gegenfläche bei dem Knopf vorgesehen wird, der gegen die Hinterschneidung zur Anlage kommt.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Führung nur über einen Teil ihres Stirnrandes mit einer Hinterschneidung versehen. Diese Hinterschneidung reicht als radiale Sicherung für den Knopf aus. Sie kann besonders einfach dadurch hergestellt werden, daß ein Fräswerkzeug, nachdem zunächst die zylindrische Bohrung von ihm hergestellt worden ist, in radialer Richtung zu dieser Bohrung in einer Hin- und Herbewegung geführt wird; hierbei ist das Fräswerkzeug am Stirnende einer Welle befestigt, die einen geringeren Durchmesser als die Bohrung bzw. das Fräswerkzeug hat.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die Knöpfe nach Art von Kappen gestaltet, deren offene Stirnseiten der Spindelachse zugewandt sind. Hierdurch wird eine besonders kostengünstige Herstellung der Knöpfe, beispielsweise aus Blech oder Kunststoff, ermöglicht, wobei der für die Aufnahme der massiven Körper erforderliche Hohlraum gebildet wird. Es ist hierbei günstig, wenn die Außenkonturen der Knöpfe wenigstens annähernd der Gestalt der Führungen entsprechen.

Es ist vorteilhaft, die Knöpfe so zu gestalten, daß ihre Seiten­ wände, die den Wänden der Führungen gegenüberliegen, federnd nachgiebig sind. Hierdurch wird es möglich, die Knöpfe zusammen­ zudrücken und bei der Montage durch die Außenöffnung der Führung einzuführen, bis die radiale Sicherung für den Knopf innerhalb der Führung erreicht ist.

Es ist weiterhin vorteilhaft, die Knöpfe jeweils mit einem Rand zu versehen, der bei dem der Spindelachse zugewandten offenen Ende angeordnet ist und sich wenigstens über einen Teil des Umfangs des Knopfes erstreckt. Dieser Rand hintergreift nach der Montage die Hinterschneidung der Führung und dient als Anschlag und als radiale Sicherung des Knopfes innerhalb der Führung.

Zur Erhöhung der Flexibilität der Knöpfe werden Aussparungen bei den Seitenwänden der Knöpfe vorgesehen, die jeweils von der offenen Stirnseite der kappenartigen Knöpfe ausgehen.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die Knöpfe auf den Seiten, die der Spindelachse abgewandt sind, mit Profilierungen versehen, denen Gegenprofilierungen entsprechen, die auf der Innenwand der Hülse in koaxialer Richtung verlaufen. Hierdurch wird die Sicherung der Hülse in radialer Richtung weiter verbessert.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den zu den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen.

Fig. 1 das Oberteil einer Spindel mit nur andeutungsweise gezeigter Hülsenkupplung,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II durch die Hül­ senkupplung der Fig. 1 in vergrößerter Darstellung,

Fig. 3 eine andere Ausführungsform einer Hülsenkupplung ähnlich Fig. 2 in Teilansicht,

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung eines kappenartigen Knopfes der Hülsenkupplung der Fig. 2,

Fig. 5 eine Ansicht des kappenartigen Knopfes in Richtung des Pfeils A der Fig. 4,

Fig. 6 eine andere Ansicht des kappenförmigen Knopfes in Rich­ tung des Pfeils B der Fig. 4,

Fig. 7 eine vergrößerte Ansicht einer Führung in Richtung des Pfeils C der Fig. 2.

In Fig. 1 ist das Spindellaufteil 2 einer Spindel in Längsan­ sicht gezeigt. Das Spindellaufteil 2 geht in seinem unteren Bereich in einen Bund 3 über, an den sich in bekannter Weise der nicht dargestellte Wirtel und der Spindelschaft anschließen. Im oberen Bereich des Spindellaufteiles 2 ist eine Hülsenkupplung angeordnet, von der nur der Knopf 4 in strichpunktierten Linien dargestellt ist. Auf das Spindellaufteil 2 ist eine Hülse 1 aufgesteckt, die in Fig. 1 im Längsschnitt gezeigt ist. Der Knopf 4 liegt gegen die Innenseite der Hülse 1 an und sichert diese gegen axiales und radiales Verschieben. Die Hülse 1 wird während des Betriebes der Spindel von dem sich drehenden Spin­ dellaufteil 2 mitgenommen.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, besteht die Hülsenkupplung aus den Führungen 21, den kappenartigen Knöpfen 4 und den von diesen aufgenommenen massiven Körpern, die als Kugeln 5 ausgestaltet sind. Zur Erleichterung des Verständnisses ist eine der Führungen 21 in Fig. 2 ohne Knopf und Kugel gezeigt; bei einer zweiten Führung ist der Knopf in in die Führung eingesenktem Zustand und bei der dritten Führung in ausgefahrenem und gegen die Hülse anliegendem Zustand gezeigt.

Die Führungen 21 haben die Gestalt einer zylindrischen Bohrung, die, ausgehend von der Außenwand 14, zu der Spindelachse 6 ver­ laufen. Die zylindrische Wand 7 der Führung 21 endet bei dem Stirnrand 8, bei dem die Führung 21 zu einer Hinterschneidung 9 erweitert ist, die sich jedoch nur über einen Teil des Umfanges der zylinderförmigen Wand 7 ausdehnt (vergleiche Fig. 7). In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist das Spindellaufteil 2 mit drei solcher Führungen 21 versehen.

In jede der Führungen 21 ist ein Knopf 4 aufgenommen, der einen Hohlraum 20 besitzt, in dem die Kugel 5 aufgenommen ist. Der Knopf 4 ist nach Art einer Kappe gestaltet (vergleiche Fig. 4 bis 6). Er besitzt eine annähernd zylindrische Gestalt, wobei die eine Stirnseite 18 eine gewölbte Kontur hat und die gegenüber­ liegende Stirnseite 22 offen ist. An die Seitenwände 17 der Kappe 4 schließt sich bei der offenen Stirnseite 22 ein radial abra­ gender Rand 16 an, so daß die Kappe 4 im Bereich des Randes 16 einen vergrößerten Durchmesser hat. Der Rand 16 verläuft nur über einen Teil des Umfangs der Kappe 4. Die Seitenwand 17 ist durch zwei einander gegenüberliegende Aussparungen 19 unterbrochen, die von der offenen Stirnseite 22 ausgehen und sich über gut die Hälfte der Länge der Kappe 4 erstrecken. Die beiden einander gegenüberliegenden Aussparungen 19 unterbrechen den Rand 16, so daß zwei einander gegenüberliegende Bereiche des Randes 16 gebildet werden. Die Kappe 4 besteht aus dünnem Material, die Kappe 4 kann daher bei den einander gegenüberliegenden Bereichen des Randes 16 zusammengedrückt werden.

Der Knopf 4 nimmt in seinem Hohlraum 20 die Kugel 5 auf (ver­ gleiche Fig. 2). Die Weite des Hohlraums 20 ist etwas größer als der Durchmesser der Kugel 5, so daß das Zusammendrücken des kappenartigen Knopfes 4 durch die Kugel nicht behindert wird.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist die Distanz zwischen den Außenkanten der einander gegenüberliegenden Ränder 16 größer als der Durchmesser der zylindrischen Bohrung der Führung 21, jedoch kleiner als die einander gegenüberliegenden Seiten der Hinterschneidung 9. Zur Montage wird die Kappe 4 bei den einander gegenüberliegenden Bereichen des Randes 16 zusammengedrückt und durch die Öffnung der zylindrischen Bohrung in die Führung 21 hineingeschoben, bis der Rand 16 die Hinterschneidung 9 erreicht. Der auf die einander gegenüberliegenden Seiten der Kappe 4 ausgeübte Druck kann dann beendet werden, so daß die Kappe 4 wieder ihre ursprüngliche, weite Form einnimmt. Die Kugel 5 wird zugleich mit dem Knopf 4 in die Führung 21 eingeschoben, sie kann aber auch schon vorher eingeschoben werden.

Die Herstellung und die Montage der Hülsenkupplung ist, wie gezeigt wurde, sehr einfach. Es wird nach der herkömmlichen, einfachen Methode eine Führung 21 mit einem Fräswerkzeug in die Außenwand 14 des Spindellaufteils 2 eingebracht, indem zunächst durch Vorschub des rotierenden Fräswerkzeuges in radialer Rich­ tung zu der Spindelachse 6 die zylindrische Bohrung mit den Wänden 7 hergestellt wird, die anschließend in dem der Spindel­ achse 6 zugewandten Bereich durch lineares Verfahren des Fräs­ werkzeuges in Richtung der Pfeile D-E zu einer Hinterschneidung 9 erweitert wird. Sodann können die Kugel 5 und der kappenförmige Knopf 4 ohne Zuhilfenahme von Werkzeugen in die Führung 21 eingeschoben werden.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Hülse 1 mit Längsnuten 11 versehen. Die Kontur dieser Längsnuten 11 ist an die Kontur der gewölbten Stirnseite 18 des Knopfes 4 angepaßt. Die Anzahl der Längsnuten kann der Anzahl der Knöpfe entsprechen. Die Anzahl der Längsnuten 11 kann jedoch auch ein Mehrfaches der Anzahl der Knöpfe 4 betragen. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei Knöpfe 4 und sechs Längsnuten 11 vorgesehen, wobei die Knöpfe 4 in einem Winkelab­ stand von 120 Grad und die Längsnuten in einem Abstand von 60 Grad voneinander entfernt angeordnet sind. Während der Drehung der Spindel wird bei den Kugeln 5 eine Zentrifugalkraft wirksam. Hierdurch werden die Knöpfe 4 gegen die Innenwand der Hülse 1 gedrückt. Der hierbei ausgeübte Anpreßdruck reicht zur Sicherung in axialer Richtung in Umdrehungsrichtung normalerweise aus. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel gelangen die Knöpfe 4 der Hülsenkupplung in die Längsnuten 11 der Hülse 1 und gehen dort eine formschlüssige Verbindung ein; hierdurch wird eine im Verhältnis zu den nicht profilierten Wänden der Hülse noch bessere Sicherung der Hülse 1 in Umfangsrichtung erreicht.

Eine etwas andere Ausführungsform der Hülsenkupplung ist in Fig. 3 gezeigt. Bei dieser Ausführung ist der Knopf 4 bei seiner Stirnseite 18 mit einer zusätzlichen Warze 13 versehen, der eine in der Kontur angepaßte Längsnut 12 der Hülse 1 entspricht. Im übrigen ist die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform baugleich mit der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform. Während der Umdrehung des Spindellaufteiles 2 gelangt die Warze 13 des Knopfes 4 in die Längsnut 12 der Hülse 1.

Bei abgezogener Hülse 1 dient die Hinterschneidung 9 der Führung 21 als Anschlag und als Sicherung gegen Herausfallen der Knöpfe 4. Bei abgezogener Spindel 1 kommt der Rand 16 zur Anlage gegen die Stirnwand 10 der Hinterschneidung 9. Hierdurch wird verhin­ dert, daß die Knöpfe 4 sich durch die bei den Kugeln 5 wirksam werdende Zentrifugalkraft noch weiter von der Spindelachse 6 wegbewegen und aus der Führung 21 herausgeschleudert werden.

Claims (10)

1. Hülsenkupplung für eine Spinn- oder Zwirnspindel mit an deren Außenumfang abragenden Knöpfen, die innerhalb radialer Führungen bewegbar sind und jeweils einen Hohlraum aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß in den Hohlraum (20) ein eine Zen­ trifugalkraft ausübender Körper (5) mit einer vorgegebenen Masse aufgenommen ist.

2. Hülsenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Körpers (5) kleiner ist als der Innendurch­ messer des Knopfes (4).

3. Hülsenkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Körper (5) eine Kugel ist.

4. Hülsenkupplung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Führung (21) als eine in das Spindellaufteil (2) radial eingebrachte Bohrung ausgestaltet ist, die auf der der Spindelachse (6) zugewandten Stirnseite mit einer Hinterschneidung (9) versehen ist.

5. Hülsenkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (21) nur über einen Teil ihres Stirnrandes (8) mit einer Hinterschneidung (9) versehen ist.

6. Hülsenkupplung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Knöpfe (4) nach Art von Kappen gestaltet sind, deren offene Stirnseiten (22) der Spindelachse (6) zugewandt sind und deren Außenkonturen wenigstens annähernd der Gestalt der Füh­ rungen (21) entsprechen.

7. Hülsenkupplung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die den Wänden (7) der Führungen (21) gegenüberliegenden Seitenwände (17) der Knöpfe (4) federnd nachgiebig sind.

8. Hülsenkupplung nach Anspruch 4 bis 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Knöpfe (4) bei den der Spindelachse (6) zugewandten Stirnseiten (22) jeweils mit einem sich wenigstens über einen Teil des Umfangs erstreckenden Rand (16) versehen sind, der die Hinterschneidung (9) der Führung (21) hintergreift.

9. Hülsenkupplung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die Seitenwände (17) der Knöpfe (4) mit von deren offenen Stirnseiten (22) ausgehenden Aussparungen (19) versehen sind.

10. Hülsenkupplung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Knöpfe (4) auf ihren der Spindelachse (6) abge­ wandten Stirnseiten (18) mit Profilierungen (12) versehen sind, denen in koaxialer Richtung auf der Innenwand der Hülse (1) verlaufende Gegenprofilierungen (11, 12) entsprechen.