EP0209799A1 - Einrichtung zum radial beweglichen Befestigen eines Spindellagergehäuses einer Spinn- oder Zwirnspindel an einer Spindelbank - Google Patents

Einrichtung zum radial beweglichen Befestigen eines Spindellagergehäuses einer Spinn- oder Zwirnspindel an einer Spindelbank Download PDF

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EP0209799A1
EP0209799A1 EP86109422A EP86109422A EP0209799A1 EP 0209799 A1 EP0209799 A1 EP 0209799A1 EP 86109422 A EP86109422 A EP 86109422A EP 86109422 A EP86109422 A EP 86109422A EP 0209799 A1 EP0209799 A1 EP 0209799A1
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bearing housing
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spindle bearing
spring bars
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Dieter Widmer
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Spindel Motoren und Maschinenfabrik AG
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H7/00—Spinning or twisting arrangements
    • D01H7/02—Spinning or twisting arrangements for imparting permanent twist
    • D01H7/04—Spindles
    • D01H7/08—Mounting arrangements
    • D01H7/10—Spindle supports; Rails; Rail supports, e.g. poker guides

Definitions

  • the invention relates to a device for the radially movable fastening of a spindle bearing housing of a spinning or twisting spindle to a spindle bench according to the preamble of patent claim 1.
  • the elastic element is an essentially annular layer spring with an elastomeric spring body.
  • This layer spring surrounds the spindle bearing housing with play and is clamped between a plate anchored on the top of the spindle bank and the spindle bearing housing with play and an annular flange sleeve screwed onto the spindle bearing housing itself.
  • the spindle bearing housing penetrates with play a bore formed in the spindle bank and a nut having a shoulder is screwed onto its part, which is provided under the spindle bank and is provided with an external thread.
  • This compression spring is intended to pre-compress the layer spring in the axial direction and thus inhibit the axial mobility of the spindle bearing housing in an adjustable manner more than its radial mobility.
  • the layer spring is additionally subjected to pressure on one side with the result that the entire spindle bearing housing takes an inclined position with respect to the spindle bank, which in the case of the supercritical speeds at which the spindle is driven and the unavoidable unbalance of the package sitting on the spindle is at least undesirable.
  • the elastic element which also consists of an elastomer, has the shape of a thick-walled, hollow, upwardly diverging truncated cone, the outer surface of which is vulcanized directly onto the opposite-shaped inside of an annular element which is screwed onto the spindle bench, while the inner surface of which is vulcanized is vulcanized on the outer surface of a sleeve clamped on the spindle bearing housing.
  • the belt tension on the whorl causes the upper plate to be inclined, and consequently the spindle bearing housing to be inclined, whereby not only the uneven pressure loading of the rubber sleeves resulting from the belt tension, but also possibly a resilient bulge of the relatively thin upper plate contributes to this inclination.
  • the storage device known from CH-PS 528.028 should also be mentioned, for which essentially the same applies as for the device according to CH-PS 509.430.
  • the elastic element is not a layer spring, but a rubber ring, which is arranged below the spindle bench and with its lower flat side on the upper side of the lower end flange of a sleeve firmly clamped to the spindle bench and on its upper flat side rests on an inwardly projecting end flange of a further housing part screwed onto the spindle bearing housing and overlapping the rubber ring.
  • the ring of the flexible spring bars together with the mounting sleeves thus forms a kind of "spatial parallelogram", which practically only allows the other mounting sleeve to be displaced at right angles to its axis.
  • this other mounting sleeve is firmly connected to the spindle bearing housing, it can only be deflected radially against the action of the spiral spring bars without inclination.
  • FIG. 1 apparatus 10 can be seen in section a part of a spindle rail 11, the part of a spinning - or twisting machine with a plurality of spindles is the same among themselves.
  • the spindle bank 11 has a through bore 12 for each spindle.
  • the spindle consists of a spindle bearing housing 13, in which a bearing sleeve (not shown) is arranged.
  • a spindle shaft 14 extends into this bearing sleeve and is usually rotatably supported there by means of a neck bearing 15 and a foot bearing 16 (indicated by dashed lines in FIG.
  • the spindle bearing housing 13 is fastened to the spindle bench 11 only via the spring-elastic element designated by the reference number 19.
  • this spring-elastic element has a ring of four spiral spring bars (20) which (undeflected) run parallel to the axis 21 of the spindle bearing housing 13 and are arranged at regular angular intervals from one another.
  • These spiral spring bars 20 have a rectangular cross section (FIG. 3), the narrow sides of which are directed approximately radially.
  • the bending spring bars 20 start at their upper end from a mounting sleeve 22 with a flange 23 which is screwed onto the top of the spindle bench 11 by means of bolts 24.
  • spiral spring rods 20 then extend with radial play downwards both with respect to the inner wall of the bore 12 (gap 24 ') and with respect to the outer wall of the spindle bearing housing 13 (gap 25), in order to then pass into another holding sleeve 26 in which the lower end of the spindle bearing housing 13 in the press fit, optionally with the aid of further fastening means, for example an adhesive, stuck.
  • the spiral spring bars 20, 20 are made in one piece with the mounting sleeves 22, 26, the bending spring bars 20 having an increasing cross section in their transition regions into the mounting sleeve 22, 26 and thus an increasing rigidity.
  • the lower mounting sleeve 26, which is firmly connected to the spindle bearing housing 13, can be moved transversely to the axis 21, but it is not tilted in any way, because the spiral spring bars 20 can only be bent out, while their possible expansion is negligible in comparison to the extent of the bending is.
  • the extent to which the spindle bearing housing 13 can be moved radially and parallel to itself is essentially given by the width of the gap 25.
  • FIG. 2 also shows that the one-piece element 19 can be easily manufactured. Either this is done by machining, in order to form the flexible spring bars 20, oval, elongated openings 27 are milled into a tubular starting part, or else the element 19 can also be produced as a die-cast part from an alloy which has sufficiently elastic properties which have the slight, possible bends ensure the bending spring bars 20.
  • FIG. 4 shows an embodiment variant of the element 19 which has five spiral spring bars 20 'with a round cross section.
  • the element 19 need not be in one piece. Bending spring bars (for example made of glass fiber reinforced plastic) can also be used, both ends of which are anchored in a separate mounting sleeve. Likewise, it is not absolutely necessary to anchor the mounting sleeve 22, which is fastened to the spindle bench 11, on the upper side thereof.
  • the device described is that they are without g rosse renovation work on existing spinning machines use can, because it requires neither the spindle bearing housing still on the spindle bearing a special design.
  • the device is absolutely aging-resistant in contrast to those bearing attachments in which rubber is used as a suspension or damping element.

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Abstract

Ein das Spindellagergehäuse (13) mit der Spindelbank (11) verbindendes, federelastisches Element (19) weist einen das Spindellagergehäuse (13) mit Spiel (25) umgebenden Kranz von zum Spindellagergehäuse (13) parallelen, in gleichmässigen Umfangsabständen angeordneten, z.B. metallischen Biegefederstäbe (20) auf. Diese Biegefederstäbe (20) gehen beiderends je von einer gemeinsamen Halterungshülse (22, 26) aus, von denen die eine (22) an der Spindelbank (11) verankert ist, während die andere (26) in einem von der Austrittsseite der Spinn- oder Zwirnspindel aus dem Spindellagergehäuse (13) beabstandeten Bereich fest an dieser verankert ist. Das Element (19) bildet bei diesem Aufbau ein räumliches Parallelogramm, das eine nur radiale Bewegung ohne Schräglage des Spindellagergehäuses (13) gegen die Federwirkung der Biegefederstäbe (20) zulässt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum radial beweglichen Befestigen eines Spindellagergehäuses einer Spinn-oder Zwirnspindel an einer Spindelbank gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Solche Einrichtungen sind bekannt. Beispielsweise ist bei der aus der CH-PS 509.430 bekannten Einrichtung das elastische Element eine im wesentlichen ringförmige Schichtfeder mit einem elastomeren Federkörper. Diese Schichtfeder umgibt mit Spiel das Spindellagergehäuse und ist zwischen einer auf der Oberseite der Spindelbank verankerten und das Spindellagergehäuse mit Spiel umgebenden Platte und einer ringförmigen, auf dem Spindellagergehäuse selbst aufgeschraubten Flanschhülse eingeklemmt. Das Spindellagergehäuse durchsetzt dabei mit Spiel eine in der Spindelbank ausgebildete Bohrung und auf seinem unter der Spindelbank befindlichen, mit einem Aussengewinde versehenen Teil ist eine eine Schulter aufweisende Mutter aufgeschraubt. Auf dieser Schulter ist das eine Ende einer kräftigen, das Spindellagergehäuse umgebende Druckfeder abgestützt, deren anderes Ende entweder an der Unterseite der genannten Platte oder an der Spindelbank selbst abgestützt ist. Diese Druckfeder soll die Schichtfeder in axialer Richtung vorkomprimieren und somit die axiale Beweglichkeit des Spindellagergehäuses auf einstellbare Weise stärker hemmen als dessen radiale Beweglichkeit. Wenn nun aber auf den riemengetriebenen Wirtel, der auf der Spindel sitzt, die ihrerseits in im Spindellagergehäuse angeordneten Lagern gelagert ist, die einseitig wirkende Zugkraft des Antriebsriemens einwirkt, dann wird die Schichtfeder zusätzlich einseitig auf Druck belastet mit der Folge, dass das ganze Spindellagergehäuse bezüglich der Spindelbank eine Schräglage einnimmt, was bei den überkritischen Drehzahlen, mit denen die Spindel angetrieben wird, und bei den unvermeidlichen Unwuchten des auf der Spindel sitzenden Garnkörpers zumindest unerwünscht ist.
  • Aehliches gilt auch für die aus der DE-AS 1.685.971 vorbekannte Spindellagergehäusebefestigung, wenn bei dieser die (für niedrige Drehzahlen geeignete) feste Einspannung an der Spindelbank gelöst ist und die elastische Einlage zum Zuge kommt, wenn die Spindel mit höheren Drehzahlen anzutreiben ist. Bei dieser Befestigung hat das elastische, ebenfalls aus einem Elastomer bestehende Element die Form eines dickwandigen, hohlen, nach oben divergierenden Kegelstumpfes, dessen äussere Mantelfläche unmittelbar an der gegengleich geformten Innenseite eines auf der Spindelbank festgeschraubten ringförmigen Elementes aufvulkanisiert ist, während dessen innere Mantelfläche an der gegengleich geformten Aussenfläche einer auf dem Spindellagergehäuse verspannten Hülse aufvulkanisiert ist. Auch hier bewirkt der Riemenzug auf den Wirtel unweigerlich eine Schrägstellung des Spindellagergehäuses, die nur behoben werden kann, wenn dieses wieder fest mit der Spindelbank verspannt ist, was aber beim Betrieb mit überkritischen Drehzahlen zu unerwünschten Vibrationen der Spindelbank führt.
  • Was für die Einrichtung gemäss der CH-PS 509.430 gesagt wurde, gilt im wesentlichen auch für die aus der DE-OS 2.211.488 bekannte Textilspindellagerung. Hier ist eine dreieckige, obere Platte auf dem Spindellagergehäuse und eine ähnlich geformte untere Platte fest auf der Spindelbank aufgeschraubt, wobei sich das Spindellagergehäuse mit Spiel durch eine zentrale Oeffnung der unteren Platte erstreckt. Die beiden Platten sind an ihren Ecken mit Bolzen und Muttern unter Zwischenlage einer Gummitülle miteinander verbunden. Auch hier bewirkt der Riemenzug auf den Wirtel eine Schrägstellung der oberen Platte und mithin eine Schrägstellung des Spindellagergehäuses, wobei zu dieser Schrägstellung nicht nur die vom Riemenzug herrührende ungleichmässige Druckbelastung der Gummitüllen, sondern möglicherweise auch eine federnde Auswölbung der relativ dünnen oberen Platte beiträgt.
  • Schliesslich ist auch noch die aus der CH-PS 528.028 bekannte Lagervorrichtung zu erwähnen, für die im wesentlichen dasselbe gilt, wie für die Einrichtung gemäss der CH-PS 509.430. Der wesentliche Unterschied besteht bei dieser Lagervorrichtung, dass das elastische Element keine Schichtfeder ist, sondern ein Gummiring, der unterhalb der Spindelbank angeordnet ist und mit seiner unteren Flachseite auf der oberen Seite des unteren Endflansches einer fest mit der Spindelbank verspannten Hülse und an seiner oberen Flachseite auf einem nach innen ragenden Endflansch eines auf dem Spindellagergehäuse aufgeschraubten und den Gummiring übergreifenden weiteren Gehäuseteiles aufliegt.
  • Bei diesem Stand der Technik ist es ein Zweck der Erfindung, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die dem Spindellagergehäuse im wesentlichen nur eine radiale Ausweichmöglichkeit bietet, wobei aber die Achse des Spindellagergehäuses selbst bei einer radialen Verschiebung desselben praktisch keine Neigung erfährt.
  • Dieser Zweck wird mit der vorgeschlagenen Einrichtung dadurch erreicht, dass sie die Merkmale des Kennzeichens des Patentanspruches 1 aufweist.
  • Der Kranz der Biegefederstäbe zusammen mit den Halterungshülsen bildet somit eine Art "räumliches Parallelogramm", das eine Verschiebung der anderen Halterungshülse praktisch nur rechtwinklig zu deren Achse zulässt. Da diese andere Halterungshülse aber fest mit dem Spindellagergehäuse verbunden ist, wird sich dieses ohne Schrägstellung nur radial gegen die Wirkung der Biegefederstäbe auslenken lassen.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Einrichtung weisen die in den abhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmale auf.
  • Die erfindungsgemässe Einrichtung ist nachstehend rein beispielsweise anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:
    • Fig. 1 eine Einrichtung im Längsschnitt etwa längs der Linie I-I der Fig. 3, wobei das Spindellagergehäuse ungeschnitten in Ansicht dargestellt ist.
    • Fig. 2 eine Ansicht des federelastischen Elementes,
    • Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III der Fig. 2, und
    • Fig. 4 einen Schnitt ähnlich wie Fig. 3 durch eine Ausführungsvariante.
  • Bei der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung 10 erkennt man im Schnitt einen Teil einer Spindelbank 11, die Bestandteil einer Spinn- oder Zwirnmaschine mit einer Mehrzahl von unter sich gleichen Spindeln ist. Die Spindelbank 11 weist für jede Spindel eine durchgehende Bohrung 12 auf. Die Spindel besteht aus einem Spindellagergehäuse 13, in dem eine Lagerhülse (nicht dargestellt) angeordnet ist. Ein Spindelschaft 14 erstreckt sich in diese Lagerhülse hinein und ist dort in der Regel mittels eines Halslagers 15 und eines Fusslagers 16 (in Fig. 1 gestrichelt angedeutet) drehbar derart gelagert, dass der Spindelschaft 14 zusätzlich zu seiner Drehbewegung auch noch Taumelbewegungen um ein etwa auf der Höhe des Halslagers 15 befindliches Zentrum ausführen kann, wobei diese Taumelbewegungen gegen die Wirkung einer zentrierenden Dämpfungseinrichtung (nicht dargestellt) erfolgt, die ebenfalls im Spindellagergehäuse 13 untergebracht ist.
  • Auf dem aus dem Spindellagergehäuse 13 heraus sich erstreckenden Teil des Spindelschaftes 14 sitzt ein Spulendorn 17 mit einem angeformten Antriebswirtel 18, der das obere Ende des Spindellagergehäuses 13 umgibt.
  • Das Spindellagergehäuse 13 ist nur über das mit der Bezugsziffer 19 bezeichnete federelastische Element an der Spindelbank 11 befestigt. Diesesfederelastische Element weist in dem in Fig. 1 - 3 gezeigten Beispiel einen Kranz von vier Biegefederstäben (20) auf, die (unausgelenkt) parallel zur Achse 21 des Spindellagergehäuses 13 verlaufen und in regelmässigen Winkelabständen voneinander angeordnet sind. Diese Biegefederstäbe 20 haben einen rechteckigen Querschnitt (Fig. 3), dessen Schmalseiten etwa radial gerichtet sind. Die Biegefederstäbe 20 gehen an ihrem oberen Ende von einer Halterungshülse 22 mit einem flansch 23 aus, der mittels Bolzen 24 auf der Oberseite der Spindelbank 11 festgeschraubt ist. Sodann erstrecken sich die Biegefederstäbe 20 mit radialem Spiel sowohl gegenüber der Innenwand der Bohrung 12 (Spalt 24') als auch gegenüber der Aussenwand des Spindellagergehäuses 13 (Spalt 25) nach unten, um sodann in eine andere Halterungshülse 26 überzugehen, in der das untere Ende des Spindellagergehäuses 13 im Pressitz, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme weiterer Befestigungsmittel, beispielsweise einer Verklebung, festsitzt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind die Biegefederstäbe,20 mit den Halterungshülsen 22, 26 einstückig ausgeführt, wobei die Biegefederstäbe 20 in ihren Uebergangsbereichen in die Halterungshülse 22, 26 einen zunhmenden Querschnitt und damit eine zunehmende Steifigkeit aufweisen. Durch diesen Aufbau lässt sich die untere, fest mit dem Spindellagergehäuse 13 verbundene Halterungshülse 26 zwar quer zu der Achse 21 verschieben, aber sie wird keinesfalls verkippt, denn die Biegefederstäbe 20 lassen sich nur ausbiegen, während ihre allfällige Dehnung im Vergleich zum Mass der Ausbiegung vernachlässigbar ist. Das Mass, um welches das Spindellagergehäuse 13 sich radial und parallel zu sich selbst verschieben lässt, ist im wesentlichen durch die Breite des Spaltes 25 gegeben.
  • Die Fig. 2 lässt auch erkennen, dass sich das einstückige Elment 19 leicht herstellen lässt. Entweder geschieht dies spanabhebend, indem zur Bildung der Biegefederstäbe 20 ovale, langgestreckte Durchbrechungen 27 in ein rohrförmiges Ausgangsteil gefräst werden, oder aber das Element 19 kann auch als Druckgussteil aus einer Legierung hergestellt werden, die ausreichend elastische Eigenschaften aufweist, welche die geringen, möglichen Ausbiegungen der Biegefederstäbe 20 gewährleisten.
  • In Fig. 4 ist eine Ausführungsvariante des Elementes 19 dargestellt, das fünf Biegefederstäbe 20' mit rundem Querschnitt aufweist.
  • Das Element 19 braucht nicht einstückig zu sein. Es können auch Biegefederstäbe (beispielsweise aus glasfaserverstärktem Kunststoff) verwendet werden, die beiderends in einer gesonderten Halterungshülse verankert sind. Ebenso ist es nicht zwingend notwendig, die Halterungshülse 22, die an der Spindelbank 11 befestigt ist, an deren Oberseite zu verankern.
  • Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Einrichtung besteht darin, dass sie sich ohne grosse Umbauarbeiten auch auf bestehenden Spinnmaschinen anwenden lässt, denn sie bedingt weder am Spindellagergehäuse noch an der Spindelbank eine besondere Formgebung. Aüsserdem ist die Einrichtung absolut alterungsbeständig im Gegensatz zu jenen Lagerbefestigungen in denen Gummi als Federungs- oder Dämpfungselement herbeigezogen ist.

Claims (11)

1. Einrichtung zum radial beweglichen Befestigen eines Spindellagergehäuses (13) einer Spinn- oder Zwirnspindel an einer Spindelbank (11), mit einem federelastischen Element (19), das sowohl an der Spindelbank (11) als auch am Spindellagergehäuse (13) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (19) einen das Spindellagergehäuse (13) mit Spiel (25) umgebenden Kranz von zum Spindellagergehäuse (13) parallelen und in gleichmässigen Umfangsabständen angeordneten Biegefederstäbe (20, 20') aufweist, die beiderends je von einer gemeinsamen Halterungshülse (22, 26) ausgehen, wobei die eine Halterungshülse (22) an der Spindelbank (11) verankert ist, während die andere Halterungshülse (26) in einem vom Austritt der Spinn- oder Zwirnspindel aus dem Spindellagergehäuse (13) beabstandeten Bereich fest an diesem verankert ist.
2. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegefederstäbe (20) einen viereckigen Querschnitt aufweisen.
3. Einrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegefederstäbe (20) metallisch sind und einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, dessen Schmalseiten radial zum Spindellagergehäuse gerichtet sind.
4. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegefederstäbe (20') einen runden Querschnitt aufweisen.
5. Einrichtung nach einem der Patentansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungshülsen(22, 26) einstückig mit den Biegefederstäben (20, 20') ausgebildet sind.
6. Einrichtung nach einem der Patentansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Halterungshülse (22) mit einem Flansch (23) versehen ist, der auf der Oberseite der Spindelbank (11) festgeschraubt ist, und dass die von dieser Halterungshülse (22) ausgehenden Biegefederstäbe (20) sich mit Spiel (24) durch eine Bohrung (12) in der Spindelbank (ll) erstrecken.
7. Einrichtung nach einem der Patentansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass die andere Halterungshülse (26) das untere Ende des Spindellagergehäuses (13) umgreift und teilweise untergreift.
8. Einrichtung nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Ende des Spindellagergehäuses (13) und die andere Halterungshülse (26) durch Pressitz miteinander verbunden sind.
9. Einrichtung nach einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegefederstäbe beiderends einen zunehmenden Querschnitt aufweisen.
10. Einrichtung nach den Patentansprüchen 5 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Biegefederstäben (20) ovale, langgestreckte Zwischenräume (27) vorhanden sind.
11. Einrichtung nach einem der vorangehenden Patentansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens vier Biegefederstäbe (20, 20').
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