DE4323068A1 - Hülsenkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spindel für eine Ringspinn- oder Ringzwirnmaschine, die während des Spinnprozesses eine Hülse trägt, mit einer Hülsenkupplung im Spindelschaft der Spindel, wobei die Hülsenkupplung aus einem im Spindelschaft radial verschiebbaren und elastisch deformierbaren Körper besteht.

Bei Spindeln nach dem Stand der Technik sind die Hülsenkupp­ lungen federbelastet, was bedeutet, daß der Körper als Spiralfeder ausgeführt ist, die radial nach außen über eine Kappe gegen die Innenseite der Hülse drückt. Am Umfang einer Spindel sind jeweils mehrere Hülsenkupplungen angeordnet. Die Hülsenkupplungen haben die Aufgabe, die Hülsen auf dem Spindelschaft zu zentrieren, fixieren und so festzuhalten, daß bei Beschleunigungs- und Verzögerungsvorgängen kein Schlupf zwischen Spindeln und Hülsen am Umfang auftritt. Beim Doffvorgang an einer Spinnmaschine, also beim Abziehen bzw. Aufstecken von Hülsen von bzw. auf Spindeln, ist eine Rei­ bungskraft aufgrund der Anpressung der Hülsenkupplungen gegen die Hülsen zu überwinden. Wenn die Anpreßkraft zu groß ist, ergibt sich mit zunehmender Zahl von Doffvorgängen eine Zunahme der auf zubringenden Hülsenaufpreßkräfte, da durch die Reibung zwischen Hülsenkupplung und Innenseite der Hülse Verschleiß auftritt, der die Hülseninnenseite aufrauht. Durch die Aufrauhung steigt der Reibungskoeffizient zwischen Hülse und Hülsenkupplung und damit die Hülsenaufpreßkraft.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hülsenkupp­ lung zu entwickeln, bei der im Stillstand einer Spindel während des Doffvorganges eine nur geringe Anpreßkraft der Hülsenkupplung gegen die Innenseite der Hülse wirkt, wobei aber bei zunehmender Drehzahl der Spindel die Anpreßkraft zunimmt, damit keine Schlupf zwischen Spindel und Hülse auftritt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zusätzlich zu dem elastisch deformierbaren Körper eine Zusatzmasse im Spindelschaft sitzt, die ebenfalls radial verschiebbar ist, und die sich unter Wirkung der Fliehkraft bei rotierender Spindel innen gegen die Hülse anlegt. Diese Zusatzmasse kann sich entweder direkt auf der Innenseite der Hülse anlegen oder sie wirkt indirekt über eine Auflage an dem Körper in radialer Richtung nach außen. Bevorzugt wird der Körper als Spiralfeder ausgebildet, die in einer radialen Bohrung im Spindelschaft sitzt, und die Zusatzmasse sitzt ebenfalls als zylindrischer Körper in einer der Form des Zylinders angepaßten radialen Zusatzbohrung im Spindel­ schaft. In einer einfachen Ausführungsform befindet sich die Zusatzmasse im Inneren der Spiralfeder, und beide Teile sitzen in derselben Bohrung. Die Feder und die Zusatzmasse können sich parallel oder seriell unter der Wirkung der Fliehkraft auf der Innenseite einer Kappe abstützen, die im Spindelschaft sitzt und sich ihrerseits innen an die Hülse anlegt. In der anderen Ausführungsform stützt sich die Zusatzmasse in radialer Richtung im Spindelschaft auf der Feder ab, und diese legt sich ihrerseits innen an die Hülse, wobei zwischen der Feder und der Hülse eine Kappe angeordnet sein kann. Die Gesamtmasse des Körpers und der Zusatzmasse beträgt bei einem Spindelschaftdurchmesser von ca. 20 mm zwischen 0.3 und 1.0 g, und die bei stillstehender Spindel gegen die Hülse 12 ausgeübte Federkraft beträgt zwischen 4 und 12 N. Vorzugsweise sind pro Spindel am Umfang des Spin­ delschaftes 3 Hülsenkupplungen in regelmäßigen Abständen am Umfang angeordnet, wobei sie jeweils in einer radialen Bohrung im Spindelschaft sitzen. Eine vertikale Staffelung der Hülsenkupplungen entlang der Achse des Spindelschaftes kann zweckmäßig sein, wenn der Durchmesser des Spindel­ schaftes relativ klein ist und die radialen Abmessungen des Körpers bzw. der Zusatzmasse ein bestimmtes Maß übersteigen.

Mit der neuen Hülsenkupplung sinkt die Anpreßkraft im Stillstand der Spindel der Kupplung gegen die Hülse auf etwa 30 - 70% des heute üblichen Wertes. Entsprechend sind auch beim Doffvorgang geringere Hülsenaufpreßkräfte auszuüben. Andererseits wird durch die Zunahme der Anpreßkraft mit zunehmender Drehzahl der Spindel eine schlupffreie Hülsen­ mitnahme während des Beschleunigungsvorganges und während des Spinnprozesses gewährleistet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren im ein­ zelnen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 Eine Spindel für eine Ringspinnmaschine.

Fig. 2 Einen Teilschnitt durch eine Spindel mit einer Hülsenkupplung nach dem Stand der Technik.

Fig. 3 Einen Teilschnitt durch eine Spindel mit einer Hülsenkupplung gemäß der Erfindung.

Fig. 4 Den Verlauf der Hülsenaufpreßkraft über der Drehzahl der Spindel.

Fig. 5 Ein anderes Ausführungsbeispiel der Hülsenkupplung.

Die Spindel 10 trägt oben einen Spindelschaft 14, in den eine Achse 22 eingepreßt ist. Auf der Achse sitzt konzentrisch der Wirtel 18 mit einer Kauffläche 20 für einen Antriebsrie­ men. Die Hülse 12 wird über den Spindelschaft 14 bis zum Anschlag 16 aufgeschoben, wobei sich die Hülsenkupplung 24 innen an die Hülse 12 anlegt. Bevorzugt sind drei am Umfang des Spindelschafts 14 gleichmäßig verteilte Hülsenkupplungen 24 vorhanden.

Gemäß Fig. 2 besteht eine Hülsenkupplung 24 nach dem Stand der Technik aus einer Feder 28, die zusammen mit einer Kappe 26 in einer Bohrung 32 im Spindelschaft 14 sitzt. Die Feder 28 stützt sich auf dem Grund der Bohrung 32 im Bereich eines Hinterstichs 30 ab; der Hinterstich 30 wird von zwei Klauen 25 der Kappe 26 hintergriffen. In der Kappe 26 ist eine Körperkante 29 der Kappe 26 sichtbar, die durch eine Ausspa­ rung 27 in der Kappe 26 entsteht. In einer Kappe 26 sind zwei solche Aussparungen 27 diametral gegenüber, wobei diese jeweils um 90° versetzt zu je einer Klaue 25 der Kappe 26 liegen. Durch die Aussparungen 27 ist die Kappe 26 radial zu ihrer Rotationsachse deformierbar, wodurch die Klauen 25 im zusammengepreßten Zustand der Kappe 26 durch die Bohrung 32 in den Hinterstich 30 eingeführt werden können, wo sie die Kappe 26 sichern.

Fig. 3 zeigt eine Hülsenkupplung 24 mit Zusatzmassen 34 bzw. 36, wobei die Zusatzmasse 34 und die zugehörige Zusatzbohrung 39 zur Unterscheidung von der anderen Ausführungsform teil­ weise gestrichelt dargestellt sind. Die Zusatzmasse 36 in der zugehörigen Zusatzbohrung 38 ist größer als die Zusatzmasse 34 und führt dadurch zu einer größeren Kupplungskraft, wenn die Spindel 10 rotiert. Im Stillstand einer Spindel 10 wird die Anpreßkraft auf die Hülse nur von der Feder 29 übernom­ men und die Zusatzmasse 34 bzw. 36 ist innerhalb der Bohrung 32 und Zusatzbohrung 38 bzw. 39 frei verschiebbar. Sobald der Spinnmaschinenantrieb eingeschaltet ist und die Spindeln 10 über den Wirtel 18 angetrieben werden, bewegt sich die Zusatzmasse 34 bzw. 36 radial nach außen und drückt dabei gegen die Kappe 26. Da die Feder 28 massebehaftet ist, trägt sie ebenfalls zu einer Verstärkung der Anpreßkraft der Kappe 26 gegen die Innenseite der Hülse 12 bei.

Eine andere Ausführungsform der Hülsenkupplung zeigt Fig. 5. Hier weist die Zusatzmasse 35 im Bereich der Zusatzbohrung 38 einen größeren Durchmesser als im Bereich der Bohrung 32 auf. Dadurch entsteht ein Absatz, der als Anschlag für die Feder 28 benutzt werden kann. Im Gegensatz zur Ausführung in Fig. 3 sind in Fig. 5 die Zusatzmasse 35 und die Feder 28 hintereinandergeschaltet. Im Ruhezustand der Spindel 10 liegt der rechte Teil der Zusatzmasse 35 unter der Wirkung der Feder 28 auf dem Grund der Zusatzbohrung 38 auf, da die Feder 28 sich entspannen kann. Wenn die Drehzahl der Spindel 10 nach dem Einschalten des Spinnmaschinenantriebes so groß ist, daß die auf der Zusatzmasse 35 wirkende Fliehkraft größer als die Federkraft ist, hebt sich die Zusatzmasse 35 vom Grund der Zusatzbohrung 38 ab und wandert radial nach außen in Richtung auf die Kappe 26. Die Feder 28 und die Zusatzmasse 35 können so dimensioniert sein, daß bei Errei­ chen einer maximalen Betriebsdrehzahl der Spindel 10 die Feder 28 so weit zusammengedrückt ist, daß der linke Teil der Zusatzmasse 35 auf der Innenseite der Kappe 26 aufliegt. Dieser Zustand ist in Fig. 5 dargestellt.

In Fig. 4 ist die Hülsenaufpreßkraft H beim Doffen, d. h. beim Aufstecken der Hülsen 12 auf den Spindeln 10, über der Spindeldrehzahl n aufgetragen. Die Hülsenaufpreßkraft H ist in N, die Spindeldrehzahl n in Umdrehungen pro Minute ange­ geben. Der Kurvenast a zeigt den Verlauf der Hülsenaufpreß­ kraft H bei einer Hülsenkupplung 24 nach dem Stand der Technik gemäß Fig. 2. Bereits im Ruhezustand der Spindel 10 drückt die Feder 28 so stark gegen die Hülse 12, daß eine Aufpreßkraft über 40 N zur Überwindung der Reibungskraft zwischen den Kappen 26 und der Hülse 12 nötig ist. Die Federkraft der Feder 28 muß deshalb so groß sein, damit eine schlupffreier Betrieb im ganzen Drehzahlbereich der Spindel 10 möglich ist. Insbesondere beim Beschleunigen der Spindeln 10 nach dem Einschalten der Maschine darf die Haltekraft der Hülsenkupplungen 24 nicht zu klein sein. Die Zunahme der Hülsenaufpreßkraft H über der Drehzahl wird durch die Federmasse bewirkt. In einem Ausführungsbeispiel, für den der Kurvenast a gilt, ist die Feder mit 15 N vorge­ spannt. Sie weist eine Masse von 0.11 g auf. Diese Masse bewirkt die Zunahme der Hülsenaufpreßkraft bei zunehmender Drehzahl. Es versteht sich, daß die Hülsen nur im Stillstand der Spindeln, also bei Drehzahl n = 0 auf die Spindeln 10 aufgepreßt werden können, und daß der Verlauf der Hülsenaufpreßkraft H über der Drehzahl sich aus einer Berechnung ergibt.

Kurvenast b in Fig. 4 zeigt den rechnerischen Verlauf der Hülsenaufpreßkraft H für eine Ausführung der Hülsenkupplung 24 gemäß Fig. 3 mit einer Vorspannkraft der Feder 28 von 10 N, einer Federmasse von 0.9 g und einer Zusatzmasse 36 von 0.75 g. Diese Ausführung der Hülsenkupplung eignet sich für Spindeln 10 bzw. Hülsen 12 mit größeren Dimensionen. Für den Kurvenast c gilt eine Vorspannkraft der Feder 28 von 5 N, eine Federmasse von 0.07 g und eine Zusatzmasse 34 von 0.5 g. Die Hülsenaufpreßkraft H beträgt bei diesem Beispiel im Stillstand der Spindel 10 nur ca. 15 N; sie nimmt wegen der geringeren Zusatzmasse 34 im Vergleich zum Ausführungsbei­ spiel gemäß Kurvenast b mit steigender Drehzahl weniger stark zu. Die Hülsenaufpreßkraft H kann generell als Maß dafür angesehen werden, wie groß die Sicherheit gegen Schlupf zwischen Spindel 10 und Hülse 12 anzunehmen ist.

Claims (5)

1. Spindel (10) für ein Ringspinn- oder Ringzwirnmaschine, die während des Spinnprozesses eine Hülse (12) trägt, mit einer Hülsenkupplung (24) im Spindelschaft (14) der Spindel (10), wobei die Hülsenkupplung aus einem im Spindelschaft (14) radial verschiebbaren und elastisch deformierbaren Körper (28) besteht, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu dem Körper (28) eine Zusatzmasse (34, 36) im Spindelschaft sitzt, die ebenfalls radial verschiebbar ist, und sich unter Wirkung der Fliehkraft bei rotierender Spindel innen mittelbar oder unmittelbar gegen die Hülse (12) anlegt.

2. Spindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (28) eine Spiralfeder ist, die in einer ra­ dialen Bohrung (32) im Spindelschaft sitzt, und daß die Zusatzmasse (34, 36) als zylindrischer Körper ebenfalls in einer der Form des Zylinders angepaßten radialen Zusatzbohrung (38) im Spindelschaft sitzt.

3. Spindel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (28) und die Zusatzmasse (34, 36) sich unter der Wirkung der Fliehkraft auf der Innenseite einer Kappe (26) abstützen, die im Spindelschaft (14) sitzt und sich ihrerseits innen an die Hülse (12) anlegt.

4. Spindel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Zusatzmasse (35) in radialer Richtung im Spindelschaft (14) auf der Feder abstützt und sich diese ihrerseits innen an die Hülse (12) anlegt, wobei zwi­ schen Feder (28) und Hülse eine Kappe (26) angeordnet sein kann.

5. Spindel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtmasse eines Körpers (28) und einer Zusatzmasse (34, 35, 36) zwischen 0.3 und 1.0 g beträgt, und daß bei stillstehender Spindel (10) vor Aufpressen der Hülse (12) die Vorspannungskraft des Körpers bzw. der Feder (28) zwischen 4 und 12 N beträgt, und daß pro Spindel 3 am Umfang des Spindelschafts (14) verteilte Hülsenkupplungen (24) in radialen Bohrungen (32, 38) sitzen.