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Elektromotorischer Einzelantrieb für Zwirnspindeln u. dgl. Die Erfindung
betrifft einen mechanischen, vorzugsweise jedoch einen elektromotorischen Antrieb
für schnell umlaufende Körper mit beliebig gerichteter, in der Hauptsache aber mit
senkrechter oder annähernd senkrechter Welle, ihsbes-ondere für Zwirnspindeln oder
Kunstseide-Spinntöpfe u. dgl. Bei derartigen Antrieben ist eine hohe Drehzahl der
umlaufenden Körper und damit der sie tragenden und unmittelbar antreibenden Spindeln
erwünscht. Hierbei treten aber bekanntlich störende Schwingungen auf, die infolge
unvermeidlicher Ungenauigkeiten in der Massenverteilung und wegen -der ungleichmäßigen
Verteilung des Spinngutes, z. B. Baumwolle, Wolle oder Kunstseide, auf der Spule
bzw. im Spinnstoff entstehen. Man. hat schon verschiedene Mittel angewendet, um
derartige störende Schwingungen zu vermeiden. So hat man z. B. schon bei Schnurantrieben
für Zwirnspindeln den Spindelschaft in. einer langen Hülse lose drehbar mit sehr
viel Spiel gelagert und ihn durch Reibung mitnehmen lassen. Dabei hatte .der Spindelschaft
so viel freies Spiel in der Hülse, daB er sich während des Laufes beim Auftreten
eines seitlich gerichteten Fadenzuges schräg einstellen konnte, so daB der Spindelschaft
auch durch Reibung in der Hülsenbohrung, also am zylindrischen Teil des @Spindelschaftes,
mitgenommen wurde. Vielfach hat man auch der Lagerung des Spindelschaftes ein entsprechendes
Spiel ,gegeben, oder man hat den Spindelschaft
elastisch s.usge£üh@rt"
damit er sichentsprechend der Einstellung der Spule oder des Spinntopfes in die
freie Achse biegen kann.
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Die Erfahrungen haben aber gezeigt, daß mit diesen Mitteln nur bis
zu gewissen Umdrehungszahlen von beispielsweise 6oo.o bis 8ooo in der Minute ein
ruhiger Gang erzielt werden kann, daß diese Mittelbei noch höherer Umdrehungszahl
jedoch versagten. Man hat deshalb bisher eine Umdrehungszahl von etwa i.o ooo Umdr./Min.
für die oberste Grenze gehalten, die sich mit den bisher üblichen Spindelbauarten
für Spulen oder Spinntöpfe erreichen ließ.
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Der Erfindung liegt nun die Erkenntnis zugrunde, da.ß sich durch die
Vereinigung ganz bestimmter, verschiedener, für sich allein bei Antrieben für Spulen
oder Spinntöpfe teilweise schon bekannter Maßnahmen Umdrehungszahlen für den praktischen
Betrieb erreichen lassen, die ganz außerordentlich hoch über den bisher erreichbaren
Umdrehungszahlen liegen, wenn man den Antrieb in folgender Weise einrichtet: Bei
elektrischem Einzelantrieb ist der Motor oder bei Schnurantrieben der Antriebswirtel
unterhalb des anzutreibenden, schnell umlaufenden Körpers (Spule bzw. Spinntopf)
angeordnet. Die Bewegung wird vom treibenden Teil (Motoranker oder Wirtel) auf den
anzutreibenden, schnell umlaufenden Körper mittels eines Spindels.chaftes übertragen,
der dem schnell umlaufenden Körper, z. B. einer Spule bzw. . einem Spinntopf, oder
gegenüber mindestens einem von beiden frei drehbar ist, wobei der Spindelschaft
vom trei.bendenTeil nur durch Reibung mitgenommen wird. Der Spindelschaft sitzt
dabei in der mit engem Lagerspiel und großer Führungslänge frei drehbar und axial
unterstützt. Ebenso ist auch die. Spule oder der Spinntopf am Spindelschaft frei
drehbar gelagert. Der Durchmesser des Spindelschaftes. ist dabei zweckmäßig in seiner
ganzen Länge gleich und beträgt mindestens ein Fünfzigstel .der gesamten Schaftlänge.
Der Spindelschaft ist aus einem solchen Werkstoff hergestellt, wie z. B;. aus hochwertigem
.Stahl, daß er praktisch unelastisch ist und sich nicht während des Laufes so weitgehend
verbiegen kann, daß dadurch allein ein vollständiges Einstellen des umlaufenden
Körpers in die freie Achse _ möglich wäre. Außerdem wird dadurch, daß der schnell
umlaufende' Körper am Spindelschaft und der Spindelschaft im antreibenden Teil mit
dem angegebenen Spiel gelagert bnv. geführt ist, dafür gesorgt, daß auch an diesen
Stellen keine so weitgehenden gegensedtigen Verschiebungen der einzelnen. Teile
möglich sind, daß etwa dadurch ein vollständiges Einstellen des schnell umlaufenden
Körpers in seine freie Achse möglich wäre. Das Gehäuse des treibenden Teiles ist
z. B. gegenüber der Weükbard<: elastisch abgestützt. Alle diese Maßnahmen zusammen
haben zur Folge, da-ß zwar durch die Summe aller Einstellungsmöglichkeiten. die
Einstellung des umlaufenden Körpers in die freie Achse ermöglicht wird, daß- daher
aber infolge der Starrheit des Spindelschaftes sowie des geringen Spieles aller
Lagerungen und Führungen offenbar eine vorzügliche Dämpfung der Schwingungen erzielt
wird. Anders läßt sich jedenfalls zur Zeit die überraschend gute Wirkung einer in
dieser Weise getroffenen Anordnung nicht erklären, die darin besteht, daß Umdrehungszahlen
erreicht werden können, die bis jetzt für einen Dauerbetrieb für unerreichbar gehalten
wurden. Antriebe, die entsprechend der Erfindung ausgebildet sind, laufen bei zo
ooo bis 25 000 Umdr./Min. und mehr noch praktisch vollkommen ruhig. Hierzu
trägt auch der Umstand bei, daß die gegeneinander drehbaren Teile, wie Spule am
Spindelschaft und -Spindelsc.haft im Motoranker, an den Laufflächen gefettet oder
geölt sind. Diese Öl- oder Fettschicht bringt, wie die Erfahrung gezeigt
hat, eine ausgezeichnete Dämpfung auch bei kleinsten Schwingungen. Die dämpfende
Wirkung kann aber nicht nur durch Öl und Fett, sondern auch durch andere Stoffe,
z. Bi. Glycerin od. dgl., die verhältnismäßig zähflüssig sind, bewirkt werden. Die
in der Praxis verwendeten Spulen haben im allgemeinen nur oben und unten je eine,
manche auch noch in der Mitte eine dritte schmale Führungsfläche. Auch diese allgemein
üblichen, überall vorhandenen Spulen können so, wie sie sind, verwendetwerden. Mit
diesen Spulen lassen sich die angegebenen hohen Drehzahlen bei ruhigstem Lauf erzielen,
was ein bedeutender Vorteil der Erfindung ist.
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In der Zeichnung ist eine schematische Abbildung einer elektromotorisch
angetriebenen Spindel nach der Erfindung gezeigt.
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Mit i ist der Ständer, mit 2 der Anker des Motors und mit 3 der Spindelschaft
bezeichnet, der in einer Hülse 4 des Motorankers 2 so geführt ist, daß er. sich
in der Hülse 4 drehen kann und nur durch Reibung mitgenommen. wird. 5 und 6 sind
die unterhalb des Ankers 2 liegenden Lager für die Hülse 4. Der Spindelschaft 3
trägt oben die Spule 7, die im vorliegenden Beispiel nur an den äußeren Enden 8!
und 9 den Spindelschaft 3 umschließt. io ist eine beispielsweise aus Gummi bestehende
Scheibe, die die Spule 7 trägt. Die Spule 7 kann sich gegenüber dem Spindelschaft
3 frei drehen. Vorteilhaft ist es, den Spindelachaft 3 auf seiner ganzen Länge von
Motor i bis zur Spule 7 gleichmäßig stark zu machen. Sein Durchmesser beträgt vorteilhaft
etwa ein Fünfzigstel seiner Länge oder mehr. Zwischen dem Spindel-Schaft 3 und der
Hülse ¢ befindet sich Fett oder 01.
ii ist die Gummilagerung für den Elektromotor
i.
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Der Spindelschaft 3 ist in der Hülse 4 auf eine so große Länge und
mit so wenig Spielraum geführt, daß hierdurch allein kein Einstellen des umlaufenden
Körpers in die freie Achse möglich ist. Die Bewegungen des Spindelschaftes 3. werden
durch das Fett oder Öl vorteilhaft im Bereich der Antriebsdrehzahl bemerkbar. Die
Hülse 4 ist unten geschlossen. Ihr Durchmesser ist so gewählt, daß der Spindelschaft
3 nur entgegen dem äußeren Luftdruck aus der Hülse 4 herausgezogen werden kann.
Die Hülse 4 ist durch die Lager 5 und 6
gegenüber dem Motorgehäuse
v3 unnachgiebig gelagert. Der Teller 14 deckt den Motor ab. In dem beschriebenen
Ausführungsbeispiel ist der Spindelschaft 3 nur von einer Hülse 4 umgeben. Er kann
aber auch von .mehreren zueinander konzentrischen Hülsen 4 umgeben sein. Dabei gilt
dann für jede einzelne Hülse das, was für die Hülse 4 gesagt ist.
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Durch die doppelte Hülse wird der Lauf des Antriebs und des schnell
umlaufenden Körpers noch ruhiger. Von besonderem Vorteil ist es auch noch für den
ruhigen Lauf des schnell umlaufenden Körpers, wenn zwischen dem Spindelschaft und
dem schnell umlaufenden Körper eine oder mehrere Hülsen angeordnet sind.