EP2728044B1

EP2728044B1 - Spindellagervorrichtung, Textilmaschine und Verfahren zum Betreiben einer Spindellagervorrichtung

Info

Publication number: EP2728044B1
Application number: EP13004962.0A
Authority: EP
Inventors: Udo Osswald; Gottfried Staudenmaier; Josef Winter
Original assignee: Saurer Components GmbH
Current assignee: Saurer Spinning Solutions GmbH and Co KG
Priority date: 2012-10-31
Filing date: 2013-10-17
Publication date: 2015-12-16
Anticipated expiration: 2033-10-17
Also published as: KR102032269B1; JP6157317B2; IN2013MU03315A; KR20140056111A; TWI624570B; EP2728044A1; JP2014091902A; CN103789885B; CN103789885A; ES2557057T3; DE102012021401A1; TW201418537A

Description

Die Erfindung betrifft zum einen eine Spindellagervorrichtung zum Lagern einer Spindel mit einer Gehäusehülse zum Haltern einer Halslagereinheit und einer Fußlagereinheit, bei welcher die Fußlagereinheit ein Lagerbuchsenelement umfasst, innerhalb welchem sowohl ein Spindelaxiallagerelement zum axialen Lagern der Spindel als auch ein Spindelradiallagerelement zum radialen Lagern der Spindel gemeinsam angeordnet sind.
Die Erfindung betrifft zum anderen eine Textilmaschine mit wenigstens einer Spinn-, Zwirn- oder Umwindespindel.
Die Erfindung betrifft des Weiteren auch ein Verfahren zum Betreiben einer eine Halslagereinheit und eine Fußlagereinheit umfassenden Spindellagervorrichtung zum Lagern einer Spindel an einer Textilmaschine, bei welchem die Spindel einerseits mittels eines Spindelaxiallagerelements und mittels eines Spindelradiallagerelements der Fußlagereinheit sowohl axial als auch radial, sowie andererseits mittels einer Spindelradiallagereinrichtung der Halslagereinheit zusätzlich radial gelagert wird, und bei welchem das Spindelaxiallagerelement und das Spindelradiallagerelement innerhalb eines Lagerbuchsenelements der Fußlagereinheit gelagert werden.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Verwendung eines O-Ring-Elements.
Insbesondere gattungsgemäße Spindellagervorrichtungen werden an Textilmaschinen bereits erfolgreich eingesetzt und sind demzufolge aus dem Stand der Technik sehr gut bekannt. Diese Spindellagervorrichtungen sind jedoch meistens sehr aufwändig zu bauen und weisen je nach vorhandener Betriebstemperatur oftmals große Unterschiede zwischen ihren Federungs- und Dämpfungseigenschaften auf.
Beispielsweise ist eine solche Spindellagervorrichtung zum Lagern einer Spinn-, Zwirn- oder Umwindespindel aus der Patentschrift DE 44 27 311 C2 bekannt, bei welcher sowohl ein Fußlager als auch ein Halslager in einem Gehäuse der Spindellagervorrichtung festgelegt sind. Das Fußlager weist ein Außenrohr und ein Innenrohr auf, und im letzteren sind zum axialen und radialen Lagern der jeweiligen Spindel neben einem scheibenförmigen Axiallager auch ein als Gleitlagerbuchse ausgestaltetes Radiallager angeordnet. Zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr ist eine radial wirkende Dämpfungsvorrichtung in Form eines spiralförmigen Elements, zwischen dessen Windungen sich Öl oder Fett befindet, angeordnet. Darüber hinaus befinden sich halsseitig beidseits des spiralförmigen Elements zusätzlich noch radial wirkende Federelemente in Gestalt von Spiralfedern. Das Fußlager ist über das Außenrohr fest mit dem Gehäuse der Spindellagervorrichtung verbunden. Diese Verbindung kann noch durch ein Außenrohr mit einem von einer Kreisform abweichenden Querschnitt verstärkt werden. Zwar scheint diese Spindellagervorrichtung eine variable Lagerung von unterschiedlichen Spindeln zu ermöglichen, jedoch besitzt die Spindellagervorrichtung im Hinblick auf sich verändernde Betriebstemperaturen nachteilig untereinander stark variierende Federungs- und Dämpfungseigenschaften. Außerdem baut diese Spindellagervorrichtung insbesondere durch die separaten Bauteile hinsichtlich der radial wirkenden Dämpfungsvorrichtung relativ aufwändig. Aus der DE301412A1 ist bekannt, das Fußlager durch einen sich koaxial zum Spindelschaft erstreckenden Federstab am Boden des Spindellagergehäuses abzustützen. Dem Federstab kommt außer seiner durch Krümmung und Streckung erfolgenden Federung in Achsrichtung des Spindelschaftes vor allem die Aufgabe zu, das Fußlager in radialer Richtung elastisch festzuhalten.
Aus der EP406720A1 sind als kombinierte Radial- und Axiallager ausgebildete Lager bekannt, bei denen gummielastische Dämpfungselemente wie z.B. O-Ringe zwischen feststehendem Lagerteil und Lagergehäuse zwischengeschaltet werden, um insbesondere eine Entkopplung aller rotierenden Teile von der Spindelbank zu erreichen.
Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung, zumindest die vorgenannten Nachteile gattungsgemäßer Spindellagervorrichtungen zu überwinden.
Die Aufgabe der Erfindung wird von einer Spindellagervorrichtung zum Lagern einer Spindel mit einer Gehäusehülse zum Haltern einer Halslagereinheit und einer Fußlagereinheit gelöst, bei welcher die Fußlagereinheit ein Lagerbuchsenelement umfasst, innerhalb welchem sowohl ein Spindelaxiallagerelement zum axialen Lagern der Spindel als auch ein Spindelradiallagerelement zum radialen Lagern der Spindel gemeinsam angeordnet sind. Das Lagerbuchsenelement der Fußlagereinheit ist gegenüber der Halslagereinheit axial vorgespannt innerhalb der Gehäusehülse angeordnet, wobei das Lagerbuchsenelement durch ein erstes Federelement, das zwischen dem Bodenbereich der Gehäusehülse und dem Lagerbuchsenelement angeordnet ist beaufschlagt ist. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass das Lagerbuchsenelement der Fußlagereinheit zur axialen Vorspannung gegenüber der Halslagereinheit sowohl durch das erste Federelement, das insbesondere ein Schraubendruckfederelement sein kann, als auch durch ein zweites Federelement, insbesondere ein elastisch verformbares Elastomerkörperelement, das zwischen dem Lagerbuchsenelement und der Halslagereinheit angeordnet ist, beaufschlagt ist.
Die Begrifflichkeit "Lagerbuchsenelement" umschreibt im Sinne der Erfindung ein Buchsenelement, in welchem ein Spindelaxiallagerelement und ein Spindelradiallagerelement der Spindellagervorrichtung gemeinsam angeordnet sind.
Das Lagerbuchsenelement ist idealerweise mit Spiel in die Gehäusehülse eingesetzt und ist demensprechend insbesondere radial beweglich.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem vorliegenden Lagerbuchsenelement um ein mittels Öl radialgedämpftes Lagerbuchsenelement, bei welchem sich insbesondere in einem Ölspalt zwischen der Gehäusehülse und dem Lagerbuchsenelement umfangsseitig des Lagerbuchsenelements ein dämpfendes Dämpfungsfluidmittel befindet.
Das Spindelaxiallagerelement ist hierbei vorzugsweise aus einem gehärteten Stahl und das Spindelradiallagerelement vorzugsweise aus einer Kupferlegierung hergestellt, wobei auch andere Materialien verwendet werden können.
Konstruktiv sehr einfach kann eine Vorspannung hinsichtlich des Lagerbuchsenelements der Fußlagereinheit erzeugt werden, wenn zwischen dem Lagerbuchsenelement der Fußlagereinheit und dem Bodenbereich der Gehäusehülse ein Federelement, insbesondere ein Schraubendruckfederelement, angeordnet ist.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn das Lagerbuchsenelement mit Hilfe dieses Federelements gegenüber der Gehäusehülse vorzentriert ist. Hierzu ist das Federelement idealerweise zumindest teilweise innerhalb des Lagerbuchsenelements angeordnet. Hierdurch kann zudem Bauraum in Längserstreckung der Spindellagervorrichtung eingespart werden, wodurch die Fußlagereinheit noch kompakter gebaut werden kann. Vorteilhaft ist es, wenn dieses Federelement zumindest teilweise innerhalb der Gehäusehülse der Spindellagervorrichtung angeordnet ist. Vorteilhafterweise weist hierzu der Bodenbereich eine Dicke auf, welche es erlaubt, eine ausreichend tiefe Materialaussparung, beispielsweise in Form einer Nut, auszubilden, in welcher das Federelement dann zumindest teilweise eingebracht und somit radial an der Gehäusehülse festgelegt werden kann.
Außerdem ist zwischen dem Lagerbuchsenelement der Fußlagereinheit und der Halslagereinheit ein weiteres Federelement, insbesondere ein elastisch verformbares Elastomerkörperelement, angeordnet. Dieses weitere, zusätzlich etwa zum Schraubendruckfederelement vorgesehene Federelement verbessert das axiale Dämpfungsvermögen der Fußlagereinheit hinsichtlich des Lagerbuchsenelements deutlich. Das heißt, durch dieses weitere Federelement wird ein sehr gutes axiales Dämpfungsvermögen erzielt werden, das für jeden der Spindellagervorrichtung ausreichend ist.
Das weitere, vorzugsweise als Elastomerkörperelement ausgebildete Federelement könnte allerdings auch identisch mit dem Federelement ausgestaltet sein, welches zwischen dem Lagerbuchsenelement und dem Bodenbereich vorgesehen ist.
In vorteilhafter Ausführungsform ist das Lagerbuchsenelement der Fußlagereinheit zwischen der Halslagereinheit und einem Bodenbereich der Gehäusehülse um eine Mittelachse der Spindellagervorrichtung drehbar im Sinne einer Rutschkupplung angeordnet. Durch eine solche Anordnung kann die Gefahr, dass sich insbesondere das Lagerbuchsenelement innerhalb der Gehäusehülse zum Beispiel bei Hülsenabzug verstemmt, erheblich reduziert werden. Hieraus ergibt sich gegenüber bekannten Lösungen eine wesentlich robustere Bauweise der Spindellagervorrichtung, so dass deren Betriebssicherheit weiter erhöht werden kann.
In vorteilhafter Ausführungsform ist des Weiteren vorgesehen, dass das weitere Federelement mittig einen Aufnahmebereich zum Aufnehmen der Spindel aufweist, wodurch letztere problemlos bis an die Fußlagereinheit geführt werden kann. Außerdem ist hierdurch eine sehr gute Verteilung eines Schmierstoffes innerhalb der Spindellagervorrichtung möglich.
Eine bevorzugte Ausführungsvariante sieht vor, dass das elastisch verformbare Elastomerkörperelement ein O-Ring-Element umfasst. Mittels eines solchen O-Ring-Elements kann sich das Lagerbuchsenelement der Fußlagereinheit konstruktiv außergewöhnlich einfach axial an der Halslagereinheit abstützen, ohne dabei den erforderlichen Spindelbauraum für das Durchführen der Spindel zu verbauen.
Insofern wird die Aufgabe vorliegender Erfindung auch von einer Verwendung eines O-Ring-Elements als Axial-und Radial-Dämpfungselement in einer Spindellagervorrichtung gelöst. Das O-Ring-Element kann die radiale Rückstellung des Lagerbuchsenelements der vorliegenden Fußlagereinheit mit präziser Federsteifigkeit erfüllen.
Zudem umgibt das O-Ring-Element diesen Spindelbauraum konzentrisch auf konstruktiv einfache Weise und erlaubt eine gute Abstützung des Lagerbuchsenelements an der Halslagereinheit.
Insbesondere durch die beiden vorstehend beschriebenen mechanischen Federelemente wird eine sehr zuverlässige radiale und axiale Rückstellung des Lagerbuchsenelements und der Spindel erzielt, so dass auf das Lagerbuchselement stets ein vorteilhaftes Rückstellmoment wirkt.
Darüber hinaus ist es besonders vorteilhaft, wenn das Lagerbuchsenelement einen formstabilen Kunststoffkörper umfasst, der einen präzisen Spindellagersitz erlaubt, die Schwingungsdämpfung verlustfrei auf das Dämpfungsmedium überträgt und durch Spritzgießen kostengünstig mit Durchbrüchen herstellbar ist, die beim Befüllen Luft entweichen lassen und eine Ölzirkulation ermöglichen.
Vorzugsweise weist das Lagerbuchsenelement zudem einen in Längserstreckung veränderlichen Querschnitt auf. Durch einen solchen sich in Längserstreckung verändernden Querschnitt kann eine Führung des Lagerbuchsenelements gegenüber der Gehäusehülse der Spindellagervorrichtung wesentlich verbessert werden.
Des Weiteren weist das Lagerbuchsenelement vorteilhafterweise an seinem der Halslagereinheit zugewandten Ende einen größeren Außendurchmesser auf als in seinen übrigen Bereichen. Auf diese Weise ergibt sich am gegenüberliegenden Ende des Bodenbereichs der Gehäusehülse eine gute radiale Abstützung des Lagerbuchsenelements an der Gehäusehülse.
Dies wirkt sich insbesondere vorteilhaft auf eine präzise Zentrierung des Lagerbuchsenelements innerhalb der Gehäusehülse der Spinnlagervorrichtung aus. Der größere Außendurchmesser bedingt an dem Lagerbuchsenelement ein vorteilhaftes radial auskragendes Kragenteil.
Durch den veränderlichen Außendurchmesser entlang der Längserstreckung des Lagerbuchsenelements kann konstruktiv einfach sichergestellt werden, dass zwischen diesem Lagerbuchsenelement und der Gehäusehülse der Spindellagervorrichtung stets ein ausreichend breiter Schmierstoffspalt zur Verfügung steht, in welchem ein Dämpfungsfluidmittel gut dämpfend wirken kann. Als Dämpfungsfluidmittel kann beispielsweise ein Öl ISO VG10 vorteilhaft zum Einsatz kommen.
Eine weitere Bauteilreduzierung kann an der vorliegenden Spindellagervorrichtung erzielt werden, wenn die Fußlagereinheit mit Hilfe der Halslagereinheit in der Gehäusehülse verliersicher angeordnet ist.
Da speziell herkömmliche Textilmaschinen durch die vorliegende Spindellagervorrichtung vorteilhaft weiterentwickelt werden können, wird die Aufgabe der Erfindung auch von einer Textilmaschine mit wenigstens einer Spinn-, Zwirn-, oder Umwindespindel gelöst, welche sich durch die erfindungsgemäße Spindellagervorrichtung auszeichnet.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Spindellagervorrichtung zum Lagern einer Spindel an einer Textilmaschine gelöst, bei welchem die Spindel einerseits mittels des Spindelaxiallagerelements und mittels des Spindelradiallagerelements der Fußlagereinheit sowohl axial als auch radial, sowie andererseits mittels einer Spindelradiallagereinrichtung der Halslagereinheit zusätzlich radial gelagert wird, wobei das Lagerbuchsenelement der Fußlagereinheit in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebszuständen der Spindellagervorrichtung gegenüber der Halslagereinheit in einer Gehäusehülse der Spindellagervorrichtung axial verlagert wird. Hierdurch gelingt eine besonders betriebssichere Lagerung der Spindel unabhängig von den jeweils vorherrschenden Temperaturbedingungen an der Spindellagervorrichtung.
An dieser Stelle sei nochmals darauf hingewiesen, dass mit vorliegender Spindellagervorrichtung vorteilhafterweise eine besonders ausgeglichene Axial- und Radialdämpfung erzielt werden kann, wobei die Radialdämpfung im Wesentlichen auch durch ein Dämpfungsfluidmittel, wie dem Öl ISO VG10, erzielt wird.
Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden anhand anliegender Zeichnungen und nachfolgender Beschreibung erläutert, in welchen beispielhaft Spindellagervorrichtungen mit jeweils einem gegenüber einer Halslagereinheit axial vorgespannt angeordneten Lagerbuchsenelement einer Fußlagereinheit dargestellt und beschrieben sind. Komponenten, welche in den einzelnen Figuren übereinstimmen, müssen nicht in allen Figuren beziffert und erläutert sein, um Wiederholungen zu vermeiden.
In der Zeichnung zeigen:

Figur 1: schematisch eine Längsschnittansicht einer ersten Spindellagervorrichtung zum Lagern einer Spinnspindel umfassend ein gegenüber einer Halslagereinheit axial vorgespannt angeordnetes Lagerbuchsenelement einer Fußlagereinheit;
Figur 2: schematisch eine erste Zusammenbauansicht der Spindellagervorrichtung aus der Figur 1 hinsichtlich des ein Spindelaxial- und ein Spindelradiallagerelement umfassenden Lagerbuchsenelements der Fußlagereinheit;
Figur 3: schematisch eine weitere Zusammenbauansicht der Spindellagervorrichtung aus den Figuren 1 und 2 hinsichtlich des mit den Spindelaxial- und ein Spindelradiallagerelementen bestückten Lagerbuchsenelements der Fußlagereinheit;
Figur 4: schematisch eine dritte Zusammenbauansicht der Spindellagervorrichtung aus den Figuren 1 bis 3 hinsichtlich eines in das Lagerbuchsenelement eingesetzten Schraubendruckfederelements;
Figur 5: schematisch eine vierte Zusammenbauansicht der Spindellagervorrichtung aus den Figuren 1 bis 4 hinsichtlich der in die Gehäusehülse einzusetzenden Fußlagereinheit und eines in die Gehäusehülse einzusetzenden Distanzringelements;
Figur 6: schematisch eine fünfte Zusammenbauansicht der Spindellagervorrichtung aus den Figuren 1 bis 5 hinsichtlich der in die Gehäusehülse eingesetzten Fußlagereinheit und des diesbezüglichen O-Ring-Elements und einer in die Gehäusehülse einzupressenden Halslagereinheit der Spindellagervorrichtung; und
Figur 7: schematisch eine Längsschnittansicht einer weiteren Spindellagervorrichtung zum Lagern einer Spinnspindel umfassend ein gegenüber einer Halslagereinheit axial vorgespannt angeordnetes Lagerbuchsenelement einer Fußlagereinheit.

Die in den Figuren 1 bis 6 gezeigte erfindungsgemäße erste Spindellagervorrichtung 1 zum Lagern einer hier nicht gezeigten Spinnspindel ist mit einer Fußlagereinheit 2 ausgestattet, die erfindungsgemäß in einer Gehäusehülse 3 der Spindellagervorrichtung 1 axial vorgespannt gelagert ist.
Während sich die axial vorgespannte Fußlagereinheit 2 aufgrund dieser axialen Vorspannung in axialer Richtung 4 in Bezug auf eine Mittelachse 5 innerhalb der Gehäusehülse 3 verlagern kann, ist hingegen eine Halslagereinheit 6 zumindest teilweise innerhalb der Gehäusehülse 3 eingepresst angeordnet.
Insofern ist ein Lagerraum 7 für die Fußlagereinheit 2 durch einen Bodenbereich 8 der Gehäusehülse 3, durch einen Seitenwandungsbereich 9 der Gehäusehülse 3 und durch eine Unterseite 10 der in die Gehäusehülse 3 eingepressten Halslagereinheit 6 begrenzt.
Insofern ist die Fußlagereinheit 2 insbesondere durch die eingepresste Halslagereinheit 6 verliersicher in der Gehäusehülse 3 gelagert.
Die Fußlagereinheit 2 zeichnet sich durch ein axial vorgespanntes Lagerbuchsenelement 11 aus, innerhalb welchem sowohl ein Spindelaxiallagerelement 12 zum axialen Lagern der Spindel als auch ein Spindelradiallagerelement 13 zum radialen Lagern der Spinnspindel angeordnet sind. Als Spindelaxiallagerelement 12 und Spindelradiallagerelement 13 können vorteilhafterweise herkömmliche Lagerelemente eingesetzt werden, so dass diese hier nicht weiter erläutert werden.
Es kann jedoch auch aus einem Metallwerkstoff oder dergleichen, wie etwa aus einem keramischen Werkstoff oder einem NE-Metall-Werkstoff hergestellt sein.
Das Lagerbuchsenelement 11 zeichnet sich darüber hinaus noch dadurch aus, dass es in Richtung seiner Längserstreckung 15 einen veränderlichen Querschnitt 16 aufweist.
Dieser veränderliche Querschnitt 16 definiert am Lagerbuchsenelement 11 an seinem der Halslagereinheit 6 zugewandten Ende 17 einen größeren Außendurchmesser 18 als in den übrigen Bereichen des Lagerbuchsenelements 11, wodurch dieses sich vorteilhafter innerhalb des Lagerraums 7 radial zentrieren kann.
Insofern ist zwischen dem Lagerbuchsenelement 11 und der Gehäusehülse 3 stets ein ausreichend breiter Spalt 19 für ein Dämpfungsfluidmittel (hier nicht gezeigt), wie etwa einem ÖL ISO VG10, vorhanden.
Ein guter Austausch des Dämpfungsfluidmittels zwischen diesem Spalt 19 und einem Innenbereich 20, in welchem das Spindelaxiallagerelement 12 und das Spindelradiallagerelement 13 gelagert sind, des Lagerbuchsenelements 11 ist durch Querbohrungen 21 (hier nur exemplarisch beziffert) innerhalb des Lagerbuchsenelements 11 sichergestellt. Diese Querbohrungen 21 befinden sich vorteilhafterweise direkt unterhalb des Endes 17 mit dem größeren Außendurchmesser 18.
Zwischen der Fußlagereinheit 2 bzw. dem Lagerbuchsenelement 11 und der Halslagereinheit 6 ist vorteilhafterweise ein Federelement 22, insbesondere ein elastisch verformbares Elastomerkörperelement 23, in Gestalt eines baulich einfachen O-Ring-Elements 24 angeordnet. Insbesondere durch das O-Ring-Element 24 kann konstruktiv besonders einfach ein Axial-Dämpfungselement 25 zwischen der Fußlagereinheit 2 und der Halslagereinheit 6 bereitgestellt werden.
Des Weiteren kann mittels des O-Ring-Elements 24 mittig des Federelements 22 ein Aufnahmebereich 26 zum Aufnehmen bzw. Durchführen der nicht eingezeichneten Spindel entlang der Mittelachse 5 geschaffen werden.
Zwischen der Fußlagereinheit 2 und dem Bodenbereich 8 der Gehäusehülse 3 ist ein weiteres Federelement 30 in Gestalt eines Schraubendruckfederelements 31 vorgesehen. Insbesondere durch die vorstehend beschriebene Lagerung der Fußlagereinheit 2 innerhalb der Gehäusehülse 3 ist die Fußlagereinheit 2 zwischen der Halslagereinheit 6 und dem Bodenbereich 8 der Gehäusehülse 3 um die Mittelachse 5 der Spindellagervorrichtung 1 herum drehbar angeordnet, so dass die Gefahr eines Verkantens der Fußlagereinheit 2 nahezu ausgeschlossen ist.
Dieses Schraubendruckfederelement 31 ist einerseits in einem Aufnahmebereich 32 innerhalb des Lagerbuchsenelements 11 gelagert, wobei im Aufnahmebereich 32 noch ein Zentrierdornteil 33 des Lagerbuchsenelements 11 vorhanden ist. Andererseits ist das Schraubendruckfederelement 31 im Bodenbereich 8 in einer Aufnahmebohrung 34 gelagert.
Durch diese Festlegung des Schraubendruckfederelements 31 in radialer Richtung 35 ist das Lagerbuchsenelement 11 auch an seinem der Halslagereinheit 6 abgewandten Ende 36 sicher radial zentriert.
Durch das Schraubendruckfederelement 31, welches vorzugsweise aus Metall hergestellt ist, kann betriebssicher eine in etwa konstante axiale Druckvorspannung gewährleistet werden. Dagegen kann mit dem vorstehend beschriebenen Federelement 22 auch eine temperaturunabhängige Radialdämpfung erzielt werden, welche sich in etwa proportional zu dem Dämpfungsvermögen des Dämpfungsfluidmittels verhält. Vorteilhafterweise verändert sich das Rückstellvermögen des Elastomerkörperelements 23 proportional zu dem Dämpfungsvermögen des Dämpfungsfluidmittels. Dies kann beispielsweise dadurch erzielt werden, wenn das Elastomerkörperelement 23 aus einem thermoplastischen Polyurethan mit einer Shore-A-Härte von 55 bis 80 Shore-A hergestellt ist. Vorzugsweise ist das Elastomerkörperelement 23 derart ausgestaltet, dass sich die Shore-A-Härte des Elastomerkörperelements 23 mit zunehmender Spindellagervorrichtungsbetriebstemperatur von 20° C auf 60° C um 30 % verringert.
Eine weitere Lagerung erfährt die Spinnspindel (hier nicht gezeigt) im Bereich der Halslagereinheit 6 der Spindellagervorrichtung 1 durch ein Rollenlager 36 in an sich bekannter Weise. Das Rollenlager 36 ist in dem Hülsenrohr 37 der Halslagereinheit 6 eingepresst.
Wie aus der Figur 1 noch gut zu erkennen ist, ist die Spindellagervorrichtung 1 mittels eines Spannmechanismus 40 in einer Haltevorrichtung 41 einer Textilmaschine 42 festgelegt.
Die Darstellungen gemäß der Figuren 2 bis 6 zeigen einen vorteilhaften Montageablauf der Spindellagervorrichtung 1, wobei der Übersichtlichkeit halber nicht in allen diesen Darstellungen alle Bezugszeichen eingezeichnet sein müssen.
In der Figur 2 ist vorerst lediglich das Lagerbuchsenelement 11, das Spindelaxiallagerelement 12 und das Spindelradiallagerelement 13 dargestellt. In das Lagerbuchsenelement 11 werden gemäß der Montagerichtung 50, welche mit der Mittelachse 5 (siehe Figur 1) im Wesentlichen fluchtet, zuerst das Spindelaxiallagerelement 12 und anschließend das Spindelradiallagerelement 13 eingefügt und in dem Innenbereich 20, der bereichsweise auch ein Lagerelementeaufnahmeraum 43 des Lagerbuchsenelements 11 dargestellt, platziert.
Gut zu erkennen ist hier auch ein radial auskragendes Kragenteil 44 an dem Ende 17 des Lagerbuchsenelements 11, wodurch der größere Außendurchmesser 18 einfach ausgeformt ist. Nach der Darstellung gemäß der Figur 3 sind das Spindelaxiallagerelement 12 und das Spindelradiallagerelement 13 bereits innerhalb des Lagerelementeaufnahmeraums 43 des Lagerbuchsenelements 11 angeordnet.
Anschließend wird das Lagerbuchsenelement 11 mit dem Schraubendruckfederelement 31 ausgestattet (siehe Figur 4). Dieses Schraubendruckfederelement 31 wird in den dafür vorgesehenen Aufnahmebereich 32 des Lagerbuchsenelements 11 eingesteckt.
Nach der Darstellung gemäß der Figur 5 wird das so bereits zusammengesetzte Lagerbuchsenelement 11 mit dem O-Ring-Element 24 zu der Fußlagereinrichtung 2 komplettiert und in die Gehäusehülse 3 der Spindellagervorrichtung 1 axial verschiebbar eingesetzt, bis das Lagerbuchsenelement 11 mit dem Schraubendruckfederelement 31 in der Aufnahmebohrung 34 aufsitzt.
Abschließend wird noch die Halslagereinheit 6 bis zu einem umlaufenen Steg 45 des Hülsenrohrs 37 in die Gehäusehülse 3 eingepresst, so dass letztendlich die einsatzbereite Spindellagervorrichtung 1 (siehe Figur 1) fertig montiert vorliegt.
Die in der Figur 7 gezeigte weitere Spindellagervorrichtung 101 zum Lagern einer nicht gezeigten Spinnspindel einer Textilmaschine 42 (siehe Figur 1) weist ebenfalls eine Gehäusehülse 103 auf, in welcher eine Fußlagereinheit 102 und eine Halslagereinheit 106 gehaltert sind. Die Halslagereinheit 106 umfasst hierzu ein Rollenlager 136 zum zusätzlichen radialen Lagern der Spindel. Die Fußlagereinheit 102 umfasst ein Spindelaxiallagerelement 112 zum axialen Lagern der Spinnspindel und ein Spindelradiallagerelement 113 zum radialen Lagern der Spinnspindel, welche beide in einem Lagerbuchsenelement 111 der Fußlagereinheit 102 gelagert sind.
Während die Halslagereinheit 106 in der Gehäusehülse 103 eingepresst und somit festgelegt ist, ist das Lagerbuchsenelement 111 der Fußlagereinheit 102 entlang der Mittelachse 105 der Spindellagervorrichtung 101 in axialer Richtung 104 verlagerbar innerhalb der Gehäusehülse 103 gelagert.
Zwischen der Halslagereinheit 106 und der Fußlagereinheit 102 befindet sich ein Distanzringelement 165, welches gemeinsam mit einem Bodenbereich 108 und einem Seitenwandungsbereich 109 der Gehäusehülse 103 einen Lagerraum 107 für das Lagerbuchsenelement 111 begrenzt.
Das Lagerbuchsenelement 111 weist einen formstabilen Kunststoffkörper 114 auf, der einen Mittenteil 166 mit einem Lagerelementeaufnahmeraum 143 zum Lagern des Spindelaxiallagerelements 112 und des Spindelradiallagerelements 113 ausgestaltet. Gegebenenfalls kann sich dem Mittenteil 166 noch ein hier nicht gezeigter Zentrierdornteil 33 (siehe Figur 1) anschließen. Jedenfalls erstrecken sich von diesem Mittenteil 166 aus in Längserstreckung 115 des Lagerbuchsenelements 111 einerseits ein in Bezug auf die Mittelachse 105 erster konzentrisch umlaufender Wandungssteg 167 und andererseits ein zweiter konzentrisch umlaufender Wandungssteg 168, wodurch an dem Lagerbuchsenelement 111 ein Aufnahmebereich 132 für ein Federelement 122 und ein anderer Aufnahmebereich 132A für ein anderes Federelement 130 ausgeformt sind.
Insofern ist das Lagerbuchsenelement 111 wiederum in der Spindellagervorrichtung 101 axial vorgespannt gelagert.
Beide verwendeten Federelemente 122 und 130 sind in diesem Ausführungsbeispiel identische Schraubendruckfederelemente 131 mit gleicher Federsteifigkeit von c = 40 N/mm, wodurch sich eine resultierende Federsteifigkeit bezüglich des Lagerbuchsenelements 111 von c = 80 N/mmm ergibt. Diese ist unabhängig von dem Maß der Vorspannung. Je nach Auslegung sind auch größere axiale Federwege möglich.
Durch eine kraftschlüssige Verbindung der Federelemente 122, 130 wird im normalen Spinnbetrieb ein Mitdrehen des Lagerbuchsenelements 111 idealerweise zur Gänze verhindert. Bei weicheren Kunststoffen kann vorteilhafterweise ein Stick-Slip-Effekt eintreten, welcher für eine gute Haftreibung sorgt.
Die für die Dämpfung erforderliche radiale Rückstellkraft wird ebenfalls unabhängig vom Maß der Vorspannung erreicht. Eine hierfür gute radiale Zentrierung der Federelemente 122 und 130 in radialer Richtung 135 wird durch zwei Zentrierscheiben 169 und 170 erzielt, wobei die Zentrierscheibe 169 am Bodenbereich 108 und die Zentrierscheibe 170 an dem Distanzringelement 165 anliegt. Die Zentrierscheiben können auch bei der Herstellung direkt eingelassen sein.
Über die zwei Zentrierscheiben 169 und 170 stützen sich die beiden Federelemente 122 und 130 vorteilhaft radial an der Gehäusehülse 103 ab.
Die Vorteile dieser zweiten Spindellagervorrichtung 101 liegen in deren kompakten Bauweise und in einer axialen Schwingungsabkopplung des Spindeloberteils durch die zwei Federelemente 122 und 130 mit einer Federsteifigkeit, welche jeweils halb so hoch ist wie die Resultierende hieraus.
Darüber hinaus wird eine axiale und radiale Federung des Lagerbuchsenelements 111 vorteilhafterweise über dieselben Federelemente 122, 130 erzielt.
Es versteht sich, dass es sich bei den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen lediglich um erste Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Spindellagervorrichtung an einer Textilmaschine handelt. Insofern beschränkt sich die Ausgestaltung der Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele.

Bezugszeichenliste:

1: Spindellagervorrichtung
2: Fußlagereinheit
3: Gehäusehülse
4: axiale Richtung
5: Mittelachse
6: Halslagereinheit
7: Lagerraum
8: Bodenbereich
9: Seitenwandungsbereich
10: Unterseite
11: Lagerbuchsenelement
12: Spindelaxiallagerelement
13: Spindelradiallagerelement
14: Kunststoffkörper
15: Längserstreckung
16: Querschnitt
17: Ende
18: Außendurchmesser
19: Spalt
20: Innenbereich
21: Querbohrungen
22: Federelement
23: Elastomerkörperelement
24: O-Ring-Element
25: Axial-Dämpfungselement
30: weiteres Federelement
31: Schraubendruckfederelement
32: Aufnahmebereich
33: Zentrierdornteil
34: Aufnahmebohrung
35: radiale Richtung
36: Rollenlager
37: Hülsenrohr
40: Spannmechanismus
41: Haltevorrichtung
42: Textilmaschine
43: Lagerelementeaufnahmeraum
44: Kragenteil
45: umlaufener Steg
50: Montagerichtung

101: Spindellagervorrichtung
102: Fußlagereinheit
103: Gehäusehülse
104: axiale Richtung
105: Mittelachse
106: Halslagereinheit
107: Lagerraum
108: Bodenbereich
109: Seitenwandungsbereich
111: Lagerbuchsenelement
112: Spindelaxiallagerelement
113: Spindelradiallagerelement
114: Kunststoffkörper
115: Längserstreckung
122: Federelement
130: anderes Federelement
131: Schraubendruckfederelemente
132: erster Aufnahmebereich
132A: zweiter Aufnahmebereich
135: radiale Richtung
136: Rollenlager
143: Lagerelementeaufnahmeraum
165: Distanzringelement
166: Mittenteil
167: erster konzentrisch umlaufender Wandungssteg
168: zweiter konzentrisch umlaufender Wandungssteg
169: erste Zentrierscheibe
170: zweite Zentrierscheibe

Claims

Spindellagervorrichtung (1; 101) zum Lagern einer Spindel mit einer Gehäusehülse (3; 103) zum Haltern einer Halslagereinheit (6; 106) und einer Fußlagereinheit (2; 102), bei welcher die Fußlagereinheit (2; 102) ein Lagerbuchsenelement (11; 111) umfasst, innerhalb welchem sowohl ein Spindelaxiallagerelement (12; 112) zum axialen Lagern der Spindel als auch ein Spindelradiallagerelement (13; 113) zum radialen Lagern der Spindel gemeinsam angeordnet sind, und wobei das Lagerbuchsenelement (11; 111) der Fußlagereinheit (2; 102) gegenüber der Halslagereinheit (6; 106) axial vorgespannt innerhalb der Gehäusehülse (3; 103) angeordnet ist, wobei das Lagerbuchsenelement (11; 111) durch ein erstes Federelement (30; 130), das zwischen dem Bodenbereich (8; 108) der Gehäusehülse (3; 103) und dem Lagerbuchsenelement (11; 111) angeordnet ist, beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerbuchsenelement (11; 111) der Fußlagereinheit (2; 102) zur axialen Vorspannung gegenüber der Halslagereinheit (6; 106) sowohl durch das erste Federelement (30; 130), das insbesondere ein Schraubendruckfederelement (31; 131) sein kann, als auch durch ein zweites Federelement (22; 122), insbesondere ein elastisch verformbares Elastomerkörperelement (23), das zwischen dem Lagerbuchsenelement (11; 111) und der Halslagereinheit (6; 106) angeordnet ist, beaufschlagt ist.
Spindellagervorrichtung (1; 101) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerbuchsenelement (11; 111) der Fußlagereinheit (2; 102) zwischen der Halslagereinheit (6; 106) und einem Bodenbereich (8; 108) der Gehäusehülse (3; 103) um eine Mittelachse (5; 105) der Spindellagervornchtung (1; 101) drehbar angeordnet ist.
Spindellagervorrichtung (1; 101) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Federelement (22) mittig einen Aufnahmebereich (26) zum Aufnehmen der Spindel aufweist.
Spindellagervorrichtung (1; 101) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Federelement (22) ein O-Ring-Element (24) umfasst.
Spindellagervorrichtung (1; 101) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerbuchsenelement (11; 111) einen Kunststoffkörper (14; 114) umfasst.
Spindellagervorrichtung (1; 101) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerbuchsenelement (11) einen in Längserstreckung (15) veränderlichen Querschnitt (16) aufweist.
Spindellagervorrichtung (1; 101) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerbuchsenelement (11) an seinem der Halslagereinheit (6) zugewandten Ende (17) einen größeren Außendurchmesser (18) aufweist als in seinen übrigen Bereichen.
Spindellagervorrichtung (1; 101) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fußlagereinheit (2; 102) mit Hilfe der Halslagereinheit (6; 106) in der Gehäusehülse (3; 103) verliersicher angeordnet ist.
Textilmaschine (42) mit wenigstens einer Spinn-, Zwirn- oder Umwindespindel, gekennzeichnet durch eine Spindellagervorrichtung (1; 101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren zum Betreiben einer Spindellagervorrichtung (1; 101) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zum Lagern einer Spindel an einer Textilmaschine (42), bei welchem die Spindel einerseits mittels des Spindelaxiallagerelements (12; 112) und mittels des Spindekadiallagerelements (13; 113) der Fußlagereinheit (2; 102) sowohl axial als auch radial, sowie andererseits mittels einer Spindelradiallagereinrichtung (36; 136) der Halslagereinheit (6; 106) zusätzlich radial gelagert wird, wobei das Lagerbuchsenelement (11; 111) in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebszuständen der Spindellagervorrichtung (1; 101) gegenüber der Halslagereinheit (6; 106) in der Gehäusehülse (3; 103) der Spindellagervorrichtung (1; 101) axial verlagert wird.