CH674652A5 - - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft eine Spinn- oder Zwirnspindel gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der CH-PS 383 232 ist bereits eine diesbezügliche, im Beschreibungsteil näher erläuterte Spindel bekannt, die sich seit der Anmeldudng im Jahre 1960 vielfach bewährt hat. Diese bekannte Spindel besteht aus relativ wenigen Teilen, ist einfach im Aufbau, erlaubt eine kostensparende Herstellung und ist langlebig bzw. dauerhaft. Ein weiterer Vorteil besteht in der Trennung von

Schmier- und Dämpfungsöl, so dass keine Kompromisse bezüglich der Optimalität eingegangen werden müssen. Da jedoch die Bestimmungen hinsichtlich der Lärmemissionswerte immer strenger werden, stösst diese Spindel mehr und mehr an ihre erlaubte 5 Höchstdrehzahlgrene. Ebenso fordern Energiesparmassnahamen immer kleinere Leistungsaufnahmewerte.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, unter Beibehaltung der eingangs erwähnten Vorteile, die Nachteile zu vermeiden und eine Spindel vorzuschlagen, die mit höheren Dreh-10 zahlen laufen kann und weniger Lärm und Vibrationen verursacht.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Spinn- oder Zwirnspindel mit den diese Spindel im Patentanspruch 1 kennzeichnenden Merkmalen. Die zweite elastische Zone absorbiert bzw. dämpft 15 die im oberen Teil des Spindelschaftes auftretenden Vibrationen, so dass Lärmemissionen hervorrufende Schwingungen vermindert bzw. abgeschwächt auf die durch Resonanz die Schwingungen noch verstärkende Spindelbank übertragen werden. Höhere Drehzahlen sind nunmehr mit dem gleichen Lärmemissionswert 20 möglich. Welche der möglichen, in den Ansprüchen 2-5 erwähnten Lehren für die Gestaltung der erfindungsgemässen Zone zu der optimalsten Lösung hinsichtlich Vibrationsdämpfung und Herstellungskosten fuhren wird, sollen eingeleitete Versuche ermitteln. Auf jeden Fall spielen die zusätzlichen Kosten für die 25 Herstellung der zweiten elastischen Zone bezüglich der Gesamtkosten kaum eine Rolle. Der Vorschlag des Anspruches 6 dient zur Begrenzung der radialen Auslenkung des Spindelschaftes im Bereich der Halslagerung. Energie- und Herstellungskosteneinsparungen sind neben einer weiteren Herabsetzung von Schwin-30 gungen mit den Merkmalen des Anspruches 7 möglich, da ein Gleitlager im Falle einer garnaufwickelnden Spindel weniger Schwingungen erzeugt und den Schmierölfilm, im Gegensatz zu Nadel und Kugellagern, nicht zerschlägt und da ein Gleitlager billiger in der Anschaffung und die Gesamtkonstruktion einfacher 33 ist. Ausserdem kann der Wirteldurchmesser verkleinert werden, wodurch wegen der kleineren Umschlingung des Antriebbandes zusätzlich Energie eingespart werden kann. Weiterhin geht kein Schmieröl verloren, weil es durch den Überlastungsanschlag aufgefangen wird. Vorteilhafte Weiterbildungen werden durch die 40 Ansprüche 8 und 9 aufgezeigt. Mit dem erfinderischen Merkmal des Anspruches 10 kann die Dauerhaftigkeit weiter gesteigert und die Herstellung verbilligt werden. Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 einen Vertikalquerschnitt durch eine aus der CH-PS 45 383232 bekannte Spindel,

Figur 2 einen Vertikalteilquerschnitt einer ersten Ausfuhrung nach der Erfindung,

Figur 3 einen Vertikalteilquerschnitt einer zweiten Ausfuhrung nach der Erfindung,

50 Figur 4 eine Teilansicht der zweiten elastischen Zone, teilweise im Schnitt und

Figur 5 einen Teilquerschnitt entlang der Linie V-V in der Figur 3.

Die Spindel in Figur 1 zeigt einen Spindelschaft 1, der in 55 einer oberen Halslagerung 3, einem Wälz- bzw. Nadellager, und in einer Fusslagerung 5, einem Gleitlager, gestützt ist. Das Nadellager 3 ist in einem Halslagergehäuse 7 und im Halslagergehäuse 7 ist ein anfanglich unten offenes, starres Mantelrohr 9 aus Messing (Messing hat bessere inhärente Schwingungsdämpfungsei-60 genschaften als Stahl) über einen Teilabschnitt eingepresst. Nachfolgend werden eine Scheibe 11, das Gleitlager 5 und eine Druckfeder 13 von unten in das Mantelrohr bzw. die Hülse 9 gegen einen Anschlag 15 eingeführt, wonach das Mantelrohr mittels einer Abdichtplatte 17 durch Umbördelung oder dergleichen 65 abgedichtet wird, um ein Schmiermittel 19 (Öl) im Rohr 9 und ein dickflüssiges Dämpfungsmittel 20 (Öl) um das Rohr 9 herum getrennt zu halten. Zwischen dem Gleitlager 5 und dem unteren, als Klemmring 23 dienenden Endbereich des Halslagergehäuses 7

3

674 652

weist das Rohr 9 eine wellen- bzw. rillenförmige, biegeelastische bzw. flexible Zone 22 auf. Verglichen mit Querschnittsverminderungen und/oder Durchbrechungen bzw. Einschnitten, welche die Gefahr der Rissbildung in sich bergen, ist die geschlossene Wellenform als kostengünstig und dauerhaft zu betrachten. Das Rohr 9 samt dem Halslagergehäuse 7 ragt klemmend in ein mit einem Halteflansch 24 versehenes, unten verschlossenes Spindelgehäuse 25 aus Gusseisen, welches Material an sich schwingungs-dämpfend ist. Eine zusätzliche Schwingungsdämpfung wird durch das Dämpfungsöl 20 und durch die elastische Zone 22 erreicht. Der Halteflansch 24 und eine untere Haltemutter 27 befestigen das vertikal ausgerichtete Spindelgehäuse 25 fest in einer Bohrung 28 einer Spindelbank 29 einer Spinn- oder Zwirnmaschine. Das dünnflüssige, beidseits des Gleitlagers 5 vorhandene und über Bohrungen 30 oder dergleichen miteinander in Verbindung stehendes Schmieröl 19 kriecht dank der Konizität des Spindelschaftes 1 zur Halslagerung 3 hinauf. Das Rohr 9 ist im Bereich des Halteflansches 24 und der Bohrung 28 über den mit dem Halslagergehäuse 7 einstückig verbundenen Klemmring 23 fest gegen die Innenwand 31 des Spindelgehäuses 25 eingespannt. Ein bandangetriebener Wirtel 33 im Bereich der Halslagerung 3 ist oberhalb davon fest mit dem in das Rohr 9 hineinragenden Spindelschaft 1 verbunden.

Das in Figur 2 gezeigte Mantelrohr 9 weist im Bereich zwischen dem Klemmring 23 und der Halslagerung 3 eine zweite wellenförmige, biegeelastische, flexible Zone 37 auf, so dass die grundlegende Konstruktion des mittels des Klemmringes bzw. der Einklemmung 23 im Bereich des Halteflansches 24 fest gegen die Innenwand 31 des Spindelgehäuses 25 eingespannten, unterhalb und oberhalb der Einklemmung 23 zu einem gewissen Grad frei beweglichen Rohres 9 entsteht. Vorläufige Lärmgeräuschmessungen mit dieser, drei eingerollte, geschlossene, parallele, rechtwinklig zur Spindelschaftachse 39 verlaufende Rillen 41 aufweisenden und unbelasteten Spindel ergaben bei Drehzahlen von 19 000 bis 20 000 UPM auf einer Messdistanz von 0,5 m im wesentlichen gleichbleibende Messwerte zwischen 69 und 71 dBA.

Statt paralleler, geschlossener, d.h. den Umfang des Rohres 9 vollständig umspannender Rille 41, können auch offene, in verschiedene Ebenen liegende, im Umfangsinne zueinander versetzte und gemeinsam den Umfang des Rohres 9 umspannende Rillen 41.1 zur Anwendung kommen, wie die Figur 4 zeigt. Die Figur 3 zeigt eine eingängige schraubenförmige Rille 41.2.

Ein seitlicher Überlastungsanschlag 43 ist mit Spiel um das wird nicht durchlöchert; die Einklemmung des Rohres 9 im Klemmring 23 wird nicht beeinträchtigt. Diese Ausführung ermöglicht einen Mindestdurchmesser des Wirteis 33 von 16 mm, was zu einer kleineren Bandumschlingung und somit zu einem s verminderten Leistungsbedarf des Antriebes führt. Bei einer Drehzahl von 20 000 UPM kann so pro Spinnstelle ungefähr 10W eingespart werden.

Fig. 5 zeigt ein anderes Gleitlager 3.2, nämlich ein Gleitlager mit vier zum Rohr 9 offenen und in Längsrichtung des Schaftes 1 io durchgehenden Ausnehmungen 53, die für den Ölrückfluss bzw. die Ölrückfuhr dienen. Der grosse Vorteil hinsichtlich Dauerhaftigkeit besteht darin, dass keine Öffnungen 48 vorgesehen werden müssen, so dass das Rohr 9 völlig geschlossen bzw. ohne irgendwelche Durchbrechungen ausgebildet werden kann. Das Gleit-15 lager 3.2 kann kostengünstig von einem extrudierten Barren abgetrennt werden, während sich gleichzeitig die vertikalen Nuten 51, die Ringnut 50 und der Schleuderring 45 erübrigen.

Rohr 9 und um den verengten Unterteil des Halslagergehäuses 7 angeordnet und als aufwärts strebende, zylindrische Auskragung 20 einstückig mit dem Klemmring 23 verbunden; er dient dazu, eine übermässige radiale Verschiebung bzw. Auslenkung der Halslagerung 3 wegen fehlerhaften Kopsabzuges zu vermeiden. Beim Durchgang durch die kritischen Drehzahlbereiche sollte aber kein Kontakt mit dem Anschlag 43 stattfinden.

25 Die in Figur 3 gezeigte Ausführung hat als Halslagerung 3 ein an der Innenwand und kurz, etwa 5 bis 10 mm, vor dem oberen Ende 42 des Rohres 9 befestigtes Gleitlager 3.1. Der hier nach oben verlängerte und das obere Ende 42 des Rohres 9 überragende Überlastungsanschlag 43 dient ausserdem als Auffangwand 30 für das über dieses Ende 42 überlaufende oder weggeschleuderte Schmieröl 19. Ein Schleuderring 45 aus Kunststoff kann auf dem Spindelschaft 1 in einer Höhenlage zwischen dem Mantelrohrende 42 und dem oberen Ende 46 des Überlastungsanschlages 43 vorgesehen sein; er verhindert Ölverlust aus dem Wirtelinne-35ren. Drei über den Umfang des Rohres 9 angeordnete Schmieröl-rückfuhröffnungen 48 im Rohr 9 liegen einer gegen das Rohr 9 offene Ringnut 50 im Klemmring 23 gegenüber, also dort, wo das Rohr 9 keinen Biegespannungen unterworfen ist. Vom Ringnut 50 aufwärts erstrecken sich eine oder mehrere Nuten 51 bis in den 40 Raum zwischen dem Überlastungsanschlag 43 und dem Rohr 9. Dadurch wird eine Rückfuhr von Ölschaum vermieden (dieser Raum dient als Entlüftungsbecken) und die elastische Zone 37

G

2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

674652 PATENTANSPRÜCHE

1. Spinn- oder Zwirnspindel mit einem einen zur Befestigung an einer Spindelbank (29) dienenden Halteflansch (24) aufweisenden Spindelgehäuse (25) und mit einem in einer Hals- (3, 3.1, 3.2) und Fusslagerung (5) gestützten, in ein Mantelrohr (9) hineinragenden, mittels eines im Bereich der Halslagerung angeordneten Wirteis (33) antreibbaren Spindelschaft (1), wobei das Mantelrohr im Bereich des Halteflansches mittels eines Klemmringes (23) fest gegen die Innenwand (31) des Spindelgehäuses eingespannt ist und zwischen dem Klemmring und der Fusslagerung eine wellenförmige, elastische Zone (22) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Mantelrohr (9) zwischen dem Klemm-ring (23) und der Halslagerung (3, 3.1, 3.2) eine zweite wellenförmige, elastische Zone (37) aufweist.

2. Spindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite elastische Zone (37) durch mindestens eine den Mantelrohrumfang wenigstens teilweise umspannende Rille (41,41.1, 41.2) gebildet ist.

3. Spindel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite elastische Zone (37) durch mindestens eine geschlossene, rechtwinklig zur Spindelschaftachse (39) verlaufende Rille (41) gebildet ist.

4. Spindel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite elastische Zone (37) durch mindestens zwei offene, in verschiedenen Ebenen liegenden, im Umfangsinne zueinander versetzte und gemeinsam den Mantelrohrumfang umspannende Rillen (41.1) gebildet ist.

5. Spindel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite elastische Zone (37) durch mindestens eine schrauben-linienförmige Rille (41.2) gebildet ist.

6. Spindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Halslagerung (3, 3.1, 3.2) ein Überlastungsanschlag (43) mit Spiel um das Mantelrohr (9) angeordnet und mit dem Klemmring (23) einstückig verbunden ist.

7. Spindel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Halslagerung ein Gleitlager (3.1) aufweist, das kurz vor dem oberen Mantelrohrende (42) an der Mantelrohrinnenwand befestigt ist, dass der Überlastungsanschlag (43) über das Mantelrohrende (42) hinausragt und dass mindestens eine Schmiermittel-rückfuhröffnung (48) im Mantelrohr (9) unterhalb des Gleitlagers (3.1) vorhanden ist.

8. Spindel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Klemmring (23) eine gegen das Mantelrohr (9) offene Ringnut (50) vorhanden ist, die einerseits mit der Schmiermittelrückfuhr-öffnung (48) und andererseits über mindestens eine Nut (51) mit dem Raum zwischen dem Überlastungsanschlag (43) und dem Mantelrohr in Verbindung steht.

9. Spindel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Spindelschaft (1) ein Schmierölschleuderring (45) zwischen dem Überlastungsanschlagsende (46) und dem Mantelrohrende (42) angeordnet ist.

10. Spindel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Halslagerung ein Gleitlager (3.2) aufweist, in welchem zwecks Schmierölrückfluss mindestens eine Ausnehmung (53) vorhanden ist.