JP2614597B2 - スピンドルの支持装置 - Google Patents

スピンドルの支持装置

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JP2614597B2 JP7095764A JP9576495A JP2614597B2 JP 2614597 B2 JP2614597 B2 JP 2614597B2 JP 7095764 A JP7095764 A JP 7095764A JP 9576495 A JP9576495 A JP 9576495A JP 2614597 B2 JP2614597 B2 JP 2614597B2
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ヘルムート・シユパイゼル
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スピンドルの軸下端を
受入れる滑り軸受としての基部軸受と、スピンドルの頸
部を受入れるころがり軸受としての頸部軸受とを有し、
頸部軸受及び基部軸受が支持装置の２つの別々の範囲に
収容されている、スピンドル特に紡糸、撚糸又は巻換え
スピンドルの支持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のスピンドル支持装置では、一般に
頸部軸受と基部軸受が案内管を介して互いに結合されて
いる。こうして頸部軸受及び基部軸受は１つの単位にま
とめられている。従つて軸長が異なるか又は同じ軸長で
異なる大きさの軸受を必要とするスピンドルに対して、
軸長毎に異なる完全な支持装置を準備せねばならない。
ドイツ連邦共和国特許第２３１０３２３号明細書には、
支持装置の軸線方向に互いに分離した２つの範囲に頸部
軸受と基部軸受を設けたスピンドル支持装置が既に提案
されている。しかしこの公知の支持装置では、基部軸受
用の範囲は、ハウジングへ前後に挿入される複数の個別
部分から成つている。これにより基部軸受部分の精確な
心出し及び頸部軸受への心合わせに非常に費用がかか
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従つて本発明の基礎に
なつている課題は、異なる軸長又は異なる大きさの軸受
に容易に合わせられかつ前記の欠点を防止すると共に危
険速度以上で回転する他の軸等の支持にも適した支持用
可変支持装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
本発明によれば、基部軸受を取容する支持装置の範囲
が、外部に対して閉鎖されかつ基部軸受のほかにこの基
部軸受用の弾性支持兼心出し素子及び緩衝装置を収容す
る完全な構造単位として構成されている。
【０００５】こうして本発明によれば、基部軸受の弾性
支持及び心出しの機能を果す弾性支持兼心出し素子と、
基部軸受の緩衝機能を果す緩衝装置が、基部軸受と共
に、外部に対して閉鎖される構造単位に収容されている
ので、基部軸受を収容する支持装置の範囲には、ばらば
らの個別部分はもはや存在しない。これにより支持装置
の簡単で問題のない組立てが可能になる。支持装置の下
部範囲にある重要な機能素子としての弾性支持兼心出し
素子及び緩衝装置は、組立てよりもはや変化されない。
従つて構造単位全体が１つの検査される品質素子として
製造される。この構造単位は、それから異なる大きさ及
び軸受間隔の頸部軸受と共に１つの完全なスピンドル支
持装置にまとめることができる。従つてユニツトシステ
ムの原理により、基部軸受用の同じ構造単位を使用し
て、種々のスピンドル支持装置を構成することができ
る。構造単位は、少なくともほぼ円筒状に形成されて、
前述したように、基部軸受のほかに、基部軸受の弾性支
持、心出し及び緩衝の機能を果す素子を持つているの
で、最も簡単な構造で、この構造単位はすべての機能を
１つの構造部分にまとめることができる。
【０００６】半径方向に作用する少なくとも１つのばね
素子を弾性支持装置及び心出し装置として構造単位に設
けるのがよい。構造単位の緩衝装置は、例えば少なくと
も１つの渦巻き状に巻かれる板ばねから形成され、その
巻回の間に緩衝媒体特に油又はグリースが存在する。緩
衝装置の上と下に、２つの半径方向に作用するばね素子
を設けることができる。半径方向に作用するばね素子へ
の力の作用を考慮して、緩衝装置に関して基部軸受の位
置を最適にすることにより、緩衝装置及び弾性支持装置
への基部軸受の理想的な力導入点を設定することができ
る。それによる緩衝装置の最適な利用により、緩衝装置
を比較的小さくすることができる．基部軸受構造単位の
このような構成により傾倒モーメントが防止されるの
で、基部軸受と軸下端は運転中互いに平行に保たれる。
それにより従来の支持装置に存在した軸下端と基部軸受
との間の傾斜の危険が回避される。しかし半径方向に作
用するばね素子は、２つの緩衝装置の間にも設けること
ができる。この場合ばね素子及び緩衝装置に関して基部
軸受を、基部軸受の最適な弾性支持、心出し及び緩衝を
可能にする高さ位置に設けることができる。その際少な
くとも１つのばね素子と少なくとも１つの緩衝装置が、
軸線方向に互いに間隔をおいて構造単位に設けられてい
ると有利である．こうしてばねの作用と緩衝作用との相
互の影響が防止される。少なくとも１つの緩衝装置及び
少なくとも１つのばね素子が、内管と構造単位の半径方
向外側閉鎖部を形成する外管との間に設けられているよ
うにすることができる。更になるべく渦巻きばねとして
形成される少なくとも１つのばね素子の撓み行程を制限
する装置が設けられて、ばね素子の永久変形を防止する
ことができる。例えば打抜き部品として製造可能な渦巻
きばね素子を使用して、非常に高い心出し精度が得られ
る。２つのばね素子がそれぞれ緩衝装置の上及び下に設
けられると、これらのばね素子は、動的な相互影響を最
小にするため、異なる固有振動数を持つことができる．
少なくとも１つの緩衝装置は、内管又は外管にある突
起、突出部等により、構造単位内で軸線方回に固定可能
である。それにより構造単位が軸受ハウジングへ挿入可
能であるか、又は外管が同時に軸受ハウジングの下部を
形成することができる。その際基部軸受は緩衝装置内に
設けられて、例えばラジアル軸受及びアキシアル軸受か
ら形成されているのがよい。アキシアル軸受は円板であ
つてもよい．更にアキシアル軸受に油流通開口を設ける
ことができる．
【０００７】軸線力向に可動な構造単位の素子のため
に、軸線方向に作用するストツパ及び緩衝装置を設ける
ことができる。これにより軸線方向振動が最小にされ、
騒音が低減される．軸線方向運動の減衰は、例えば狭い
油間隙を持つ少なくとも２つの間隙円板によつて行われ
る。内管も油の流れを改善する貫通口を持つことができ
る．
【０００８】基部軸受を下から支持する挿入体により、
構造単位を下方に対して閉鎖することができる。その際
挿入体の周りに、油溜めとして役立つ空所を設けること
ができる。挿入体の軸線方向基部軸受荷重を減少するた
めに、挿入体を下から衝撃に対して緩衝して構造単位に
設けることができる。挿入体は同時に軸受ハウジングの
底も形成することができる。
【０００９】頸部軸受も外部に対して閉鎖される構造単
位内に設けることができ、紡糸機への組込みのため構造
単位にフランジを設けることができる。支持装置のこの
ような構成では、頸部軸受用構造単位と基部軸受用構造
単位は異なる長さの間隔片を介して互いに結合可能で、
異なる長さのスピンドルに対して同じ基部軸受構造単位
及び頸部軸受構造単位を使用することが可能になる。更
に頸部軸受を完全な構造単位にまとめる際、基部軸受構
造単位及び頸部軸受構造単位を直接互いに結合する必要
なしに、これらの構造単位を別々に機械に組込むことも
可能になる。その際頸部軸受構造単位がほぼ円筒状の筒
頭部を持ち、その内壁が頸部軸受の転動体用の転動面を
形成することができる。従つてこの場合転動体用転動面
として従来使用された硬化材料製環は不要になる。しか
しこれは、同じ頸部軸受を使用すると、これまで公知の
スピンドル支持装置に比較して、筒頭部の直径を環の壁
厚の２倍たけ小さくできることを意味する。それにより
ワーブ直径の減少も可能になり、それにより同じベルト
速度で高いスピンドル回転数又は低いベルト速度で同じ
スピンドル回転数、従つて公知のスピンドル支持装置に
比較してエネルギ消費の減少が可能になる。転動体用転
動面としての別個の環がなくなることにより、筒頭部内
面の精確な円筒状構成と、少なくとも転動体の転動範囲
において硬化される材料からの製造とが必要になるが、
全体として支持装置の製造が簡単になる．なぜならば、
今や２つの部分即ち環と筒を準備してその寸法を互いに
合わせる必要がないからである。更にそれ以外の製造部
品がなくなることにより、スピンドル支持装置の組立て
が簡単化されかつ促進される。基部軸受用構造単位は外
部に対しても油密に閉鎖することができる。それにより
高速回転する軸等も支持することができる。スピンドル
軸の偏心導入による損傷から基部軸受構造単位を保護す
るために、スピンドル用支持装置を使用する場合、軸導
入補助装置を設けることができる。この装置により、基
部軸受構造単位の内管の穴への導入時軸が案内される．
端面上への固定は回避される。装置は頸部軸受構造単位
又は基部軸受構造単位へまとめることができる。そのた
めに例えば頸部軸受構造単位の穴を小さくすることがで
きる。直径の減少は軸線方向における穴の部分範囲に限
定され、基部軸受構造単位の方へ向く端部に局限される
のがよい。例えば内管又は外管を漏斗状に形成するか、
漏斗状部材を設けることができる。偏心挿入の場合、軸
は漏斗輪郭により正しい位置へ導かれる。
【００１０】本発明によりスピンドル特に紡糸、撚糸又
は巻換えスピンドルの支持装置を製造する方法は、少な
くとも１つの緩衝装置を設けられている内管へ基部軸受
を圧入し、続いて内管と外管とを、半径方向に作用する
少なくとも１つのばね素子により結合することを特徴と
している。その際外管及び内管は、半径方向に作用する
少なくとも１つのばね素子に例えば接着、圧着、クリツ
プ止め又は溶接することができる。基部軸受は内管へ圧
入、接着、クリツプ止め又は圧着することができる。し
かし内管は基部軸受の周りにプレス止めすることもでき
る。その際プレス過程において、このために必要な支持
心金により基部軸受の穴を校正することができる。外管
は金属板を巻いて作られ、ハウジングに対する公差を相
殺するため円形とは適当に異なる断面を持つことができ
る。更に少なくとも外管と内管及び緩衝装置を一体に構
成することができる。このため巻かれる緩衝装置の端部
を、次の内側又は次の外側の壁で、例えば挟み込み又は
溶接により閉じることができる。こうして安定にされる
緩衝装置の最も内側又は外側の巻回が内管又は外管を形
成する。同時に内管の切込みによりラジアル軸受を固定
することができる。端面にある切込みは、半径方向に作
用するばね素子を受入れて固定することができる。しか
し内管、外管、緩衝装置及び基部軸受は、一体のプラス
チツク部分としても構成することができる。
【００１１】外管はハウジングの機能も引受けることが
できる。そのため外管の壁厚が増大され、軸線方向長さ
が頸剖軸受構造単位の方へ伸ばされる。
【００１２】
【実施例】本発明によるスピンドル支持装置の好ましい
実施例を図面について以下に説明する。図１の（Ａ）
は、スピンドル頸部を受入れるころがり軸受としての頸
部軸受を持つ頸部軸受構造単位を示している．頸部軸受
１１は保持器１２とその中に設けられる円柱状転動体１
３とを持つている。頸部軸受１１は、下端に刻み目付き
圧入範囲１５と図４に示す軸受ハウジング１７への挿入
のためのストツパ１６とを持つ筒頭部１４へ圧入されて
いる。頸部軸受１１の転動体１３は、硬化された筒頭部
１４の内面上を直接転動する。筒頭部１４の異なる長さ
の頸部軸受構造単位１０を製造して、ハウジング１７
（図４）を持つ基部軸受用の（Ｂ）に示す構造単位２０
と組合わせてスピンドル支持装置にすることができる。
構造単位２０は、滑り軸受ブシユとして構成される ラ
ジアル軸受２２とアキシアル軸受２３とから形成される
基部軸受２１を持つている。図示した例では、アキシア
ル軸受２３は、構造単位２０へゆるく挿入されている。
ラジアル軸受２２と内管２４との結合は、例えば圧着、
プレス止め、接着、クリップ止め又は溶接によつて行う
ことができる。ラジアル軸受と内管とのプレス止めも可
能である。この場合プレス過程のために可動な支持心金
は、同時に軸受穴２５用の校正体としても役立つ。構造
単位２０は外管２６により外部に対して閉鎖され、栓状
挿入体２７により下方を閉鎖されている。挿入体２７は
内方へ突出するラム状突起２７．１を持ち、この突起が
アキシアル軸受２３を下から支持している．突起２７．
１と内管２４との間に空所３３が形成されて、油を満た
されている。アキシアル軸受２３は油の流通を許す開口
を持つことができる。内管２４と外管２６との間には、
渦巻き状素子の形の緩衝装置２８が設けられ、その巻回
の間には油又はグリースが存在する．緩衝装置２８の上
及び下には、図３に詳細に示す渦巻きばね２９及び３０
の形の半径方向に作用するばね素子が設けられている。
渦巻きばね２９及び３０は、間隔保持体３１及び３２に
より緩衝装置２８から分離されて、渦巻きばね２９，３
０のばね特性が緩衝装置２８の影響を受け、逆に緩衝装
置２８が渦巻きばね２９，３０の影響を受けるのを防止
している。ばね素子２９，３０は内管２４及び外管２６
に結合されている。
【００１３】図２は、図１の（Ｂ）の破線の円で示す範
囲を拡大して示している。図３に巻回を平面図で示す渦
巻きばね２９は、内管２４及び外管２６に固定的に結合
されている。渦巻きばね２９は、基部軸受２１の半径方
向弾性支持のほかに、この基部軸受の心出しも引受け
て、スピンドルの垂直な姿勢と、基部軸受と頸部軸受と
の同軸性とを保証する。
【００１４】図４は、図１による支持装置の頸部軸受構
造単位１０と基部軸受構造単位２０を示し、ここでは両
方の構造単位が共通な軸受ハウジング１７に挿入されて
いる。このハウジング１７はフランジ１８により包囲さ
れ、このフランジにより装置全体が機械へ組込まれる。
基部軸受構造単位２０の外管２６はハウジング１７の内
壁に密接している。そのため外管２６は円形とは異なる
断面を持ち、それにより場合によつてはハウジング１７
と外管２６の外径との間に存在する公差を相殺し、ハウ
ジング１７内における基部軸受構造単位２０の確実な保
持を保証する。
【００１５】図５には基部軸受構造単位２０′の別の構
成が示され、外管２６′が厚い壁に形成され、頸部軸受
構造単位の方へ延長されている。それにより外管２６′
が同時にハウジングとしても役立つ。ここでは挿入体２
７′も外管２６′と一体に構成されている。図１及び４
に示す基部軸受構造単位２０と異なり、基部軸受構造単
位２０′のこの構成は別のハウジング１７をもはや必要
としない。
【００１６】図６は、内管２４″，外管２６″及び緩衝
装置２８″の一体構成を示している。これら３つの素子
は、図７に示すようにただ１つの巻き体５０により形成
される。巻き体５０はその端部範囲５０．１及び５０．
２を少し輻広く構成されている。端部範囲５０．１は最
も内側の巻回を形成し、この巻回が溶接点により閉じら
れ、従つて内管２４″を形成している。端部範囲５０．
２から最も外側の巻回が形成され、同様に閉じられて外
管２６″を形成している。その間にある巻回は開いたま
まで、緩衝装置２８″を形成している。端部範囲５０．
１には更に切込み５３が設けられ、それにより基部軸受
２１″が内管２４″に固定可能である。
【００１７】図８〜１０は、スピンドルを支持装置へ挿
入する際基部軸受の損傷を防止するため、スピンドル軸
の導入補助装置を持つスピンドル支持装置を示してい
る。図８では、頸部軸受構造単位１０′にあるこの導入
補助装置は、小さい内径の範囲１０．１′の形に構成さ
れている。図９又は１０では、導入補助装置がそれぞれ
基部軸受構造単位１２０又は１２０′にまとめられてい
る。このため図９による構造単位１２０は、内管１２４
の上端に漏斗状拡張部１２４．１を持つている。これに
反し図１０では、漏斗状範囲１２６．１が外管１２６に
一体に形成されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるスピンドル支持装置の組立て前に
おける頸部軸受構造単位及び基部軸受構造車位の軸線を
通る断面図である。
【図２】図１の破線円部分の拡大図である。
【図３】図１による基部軸受構造単位の渦巻きばねの平
面図である。
【図４】軸受ハウジングへ挿入された基部軸受構造単位
及び頸部軸受構造単位の軸線を通る断面図である。
【図５】基部軸受構造単位の第２実施例の軸線を通る断
面図である。
【図６】内管と外管と緩衝装置とを一体化した巻体の概
略斜視図である。
【図７】図６による巻体の展開図である。
【図８】導入補助装置を持つスピンドル支持装置の第１
実施例の軸線を通る断面図である。
【図９】導入補助装置を持つスピンドル支持装置の第２
実施例の軸線を通る断面図である。
【図１０】導入補助装置を持つスピンドル支持装置の第
３実施例の軸線を通る断面図である。
【符号の説明】
１０ 頸部軸受構造単位 １１ 頸部軸受 ２０ 基部軸受構造単位 ２１ 基部軸受 ２８ 素子（緩衝装置） ２９ 素子（弾性支持装置） ３０ 素子（心出し装置）
フロントページの続き (72)発明者 マルテイン・エングレル ドイツ連邦共和国シユトウツトガルト・ タウベンハイムシユトラーセ18 (72)発明者 ハンス−ペーテル・フエルステル ドイツ連邦共和国ビーテイツヒハイム− ビツシンゲン・ヒンデンブルクシユトラ ーセ32 (72)発明者 クラウス・ホーフシユテツテル ドイツ連邦共和国ホツホドルフ・クルメ ル・ヴエーク４ (72)発明者 ウルリヒ・オツト ドイツ連邦共和国シユトウツトガルト・ ブルクヘレンシユトラーセ８ (72)発明者 マルテイン・ザイレル ドイツ連邦共和国ムルハルト・リースベ ルクシユトラーセ25 (72)発明者 ヘルムート・シユパイゼル ドイツ連邦共和国ヴアインシユタツト・ バイ・デル・カペレ11 (72)発明者 シユテフアン・ヴアイトネル−ボーネン ベルゲル ドイツ連邦共和国シユリールバツハ・ゲ ツピンゲル・シユトラーセ34

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 スピンドルの下端を受入れる滑り軸受と
    しての基部軸受と、スピンドルの頸部を受入れるころが
    り軸受としての頸部軸受とを有し、頸部軸受及び基部軸
    受が支持装置の２つの別々の範囲に収容されているもの
    において、基部軸受（２１）を収容する支持装置の範囲
    が、外部に対して閉鎖されかつ基部軸受（２１）のほか
    にこの基部軸受用の弾性支持兼心出し素子（２９，３
    ０）及び緩衝装置（２８）を収容する完全な構造単位
    （２０）として構成されていることを特徴とする、スピ
    ンドルの支持装置。
  2. 【請求項２】 弾性支持兼心出し素子（２９，３０）
    が、半径方向に作用する渦巻きばねの形の少なくとも１
    つのばね素子であることを特徴とする、請求項１に記載
    の装置。
  3. 【請求項３】 緩衝装置（２８）が少なくとも１つの渦
    巻き状素子から成り、この渦巻き状素子の巻回の間に緩
    衝媒体が存在することを特徴とする、請求項１又は２に
    記載の装置。
  4. 【請求項４】 基部軸受（２１）が、ばね素子（２９，
    ３０）及び緩衝装置（２８）に関して、基部軸受の最適
    な弾性支持、心出し及び緩衝を可能にする高さ位置に設
    けられていることを特徴とする、請求項１ないし３の１
    つに記載の装置。
  5. 【請求項５】 少なくとも１つの緩衝装置（２８）及び
    少なくとも１つのばね素子（２９，３０）が、内管（２
    ４）と構造単位（２０）の半径方向外側閉鎖部を形成す
    る外管（２６）との間に設けられていることを特徴とす
    る、請求項２ないし４の１つに記載の装置。
  6. 【請求項６】 少なくとも１つのばね素子（２９，３
    ０）の撓み行程を制限する装置が設けられていることを
    特徴とする、請求項２ないし５の１つに記載の装置。
  7. 【請求項７】 外管（２６′）が同時に軸受ハウジング
    （１７）の下部を形成していることを特徴とする、請求
    項５に記載の装置。
  8. 【請求項８】 基部軸受（２１）がラジアル軸受（２
    ２）及びアキシアル軸受（２３）から形成されているこ
    とを特徴とする、請求項１ないし７の１つに記載の装
    置。
  9. 【請求項９】 構造単位（２０）が、基部軸受（２１）
    を下から支持しかつ軸受ハウジング（１７）の底を形成
    する挿入体（２７）により下方に対して閉鎖されている
    ことを特徴とする、請求項１ないし８の１つに記載の装
    置。
  10. 【請求項１０】 頸部軸受（１１）用構造単位（１０）
    及び基部軸受（２１）用構造単位（２０）が、異なる長
    さの間隔片により互いに結合されていることを特徴とす
    る、請求項１ないし９の１つに記載の装置。
  11. 【請求項１１】 頸部軸受（１１）用構造単位（１０）
    及び基部軸受（２１）用構造単位（２０）が別々に機械
    へ挿入可能であることを特徴とする、請求項１０に記載
    の装置。
  12. 【請求項１２】 頸部軸受（１１）用構造単位（１０）
    がほぼ円筒状の筒頭部（１４）を持ち、この筒頭部の内
    壁が頸部軸受（１１）の転動体（１３）の転動面を形成
    し、筒頭部（１４）が少なくとも転動体（１３）の転動
    範囲において硬化される材料から成つていることを特徴
    とする、請求項１０又は１１に記載の装置。
  13. 【請求項１３】 少なくとも１つの緩衝装置（２８）を
    設けられている内管（２４）へ基部軸受（２１）を圧入
    し、続いて内管（２４）と外管（２６）とを、半径方向
    に作用する少なくとも１つのばね素子（２９，３０）に
    より結合することを特徴とする、請求項１ないし１２の
    １つに記載のスピンドルの支持装置を製造する方法。
  14. 【請求項１４】 少なくとも内管、外管及び緩衝装置を
    一体に構成することを特徴とする、請求項１ないし１２
    の１つに記載のスピンドルの支持装置を製造する方法。
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