CH694944A5 - Lagerung fuer eine Spinnspindel. - Google Patents

Description

  



   Die Erfindung betrifft eine Lagerung für den Schaft einer Spinnspindel  einer Ringspinnmaschine, gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs  1. 



   Die Umwandlung von Natur- und Kunstfasern zu einem Garn erfordert  eine Reihe von Teilarbeitsgängen. Die letzte Arbeitsstufe wird üblicherweise  als Feinspinnen bezeichnet. Dabei erhält das gesponnene Garn seine  endgültige Feinheit und Festigkeit. Das Feinspinnen erfordert einen  wesentlichen Aufwand des gesamten Garnherstellungsprozesses, und  zwar sowohl im Hinblick auf den zeitlichen Aufwand, die Investitionen  als auch auf den Energieverbrauch. Dem klassischen Handspinnen mit  Spinnrädern am nächsten kommt das aus dem Stand der Technik hinlänglich  bekannte Ringspinnen. Dabei wird das gesponnene Garn, wie beim klassischen  Spinnrad, auf eine rotierende Spinnspindel aufgewickelt.

   Im Unterschied  zum klassischen Spinnrad, welches nur eine einzige, relativ langsam  rotierbare Spinnspindel aufweist, sind bei einer Ringspinnmaschine  auf einer Spindelbank eine Vielzahl von Spinnspindeln, beispielsweise  bis zu 500 und mehr, angeordnet, auf welche das gesponnene Garn aufgewickelt  wird. Die Spinnspindeln werden dabei mit Geschwindigkeiten von beispielsweise  10 000 bis 25 000 Umdrehungen pro Minute rotiert. 



   Bei diesen hohen Umdrehungszahlen der Spinnspindel bestehen hohe  Anforderungen an die Lagerung des Schafts der Spinnspindel, einerseits  um durch einen möglichst reibungsarmen Lauf die hohen Umdrehungszahlen  und eine lange Lebensdauer zu ermöglichen, andererseits um den Kraftbedarf  und den Geräuschpegel möglichst gering zu halten. 



   So ist beispielsweise aus einer technischen Informationsschrift Nr.  NHT.6117 NE, 04.99 der Firma Novibra GmbH, Süssen, Deutschland, eine  Spindellagerung bekannt, die ein Halslager und ein Fusslager aufweist.  Das Halslager und das Fusslager sind zwei separate Komponenten. Das  Halslagerteil ist als ein Rollenlager ausgebildet, das in einem zylindrischen  Rohrabschnitt sitzt, der mit einer axialen Bohrung versehen und starr  montiert ist. Das Fusslager besteht aus einem Radial-Gleitlager und  einem Axial-Gleitlager und wird von einer radial beweglichen Führungshülse  getra   gen. Das Halslager und das Fusslager sind in einem Gehäuse  angeordnet, das auf der Spindelbank montiert ist. Zwischen dem Gehäuse  und der Führungshülse ist ein Dämpfungselement angeordnet.

   Gemäss  den Angaben in dieser Informationsschrift, die sich auch mit den  aus dem Stand der Technik bekannten Werten decken, weist das Halslager  einen Innendurchmesser von 6,8 mm auf. Der axiale Abstand von der  Mitte des Halslagers zum Fusslager, insbesondere zum Axial-Gleitlager  des Fusslagers, beträgt bei diesen Spindellagerungen des Stands der  Technik 100 mm bis 120 mm. Das Fusslager kann gemäss der Informationsschrift  als eine konische Lagerung für ein im Wesentlichen spitz zulaufendes  Schaftende ausgebildet sein. In einer vorteilhafteren Variante ist  die Lagerung jedoch zur Aufnahme eines zylindrischen Schaftendes  ausgebildet. Der Innendurchmesser des radialen Fusslagers beträgt  dabei 4,5 mm. Durch diese Abmessungen der Spindellagerung ist auch  der Schaft der Spinnspindel festgelegt, der ja in die Spindellagerung  eingesteckt wird. 



   Der Trend bei Ringsspinnmaschinen geht einerseits in Richtung einer  weiteren Erhöhung der Umdrehungszahl der Spinnspindeln. Dabei sollen  die Laufeigenschaften und die Geräuschentwicklung im Betrieb wenigstens  erhalten bleiben. Andererseits soll die für den Antrieb der Spinnspindeln  erforderliche Energie herabgesetzt werden, um die Kosten für den  Betrieb von Ringspinnmaschinen zu verringern. 



   Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, diesen zum Teil  widersprüchlichen Anforderungen nachzukommen und den Nachteilen der  Spindellagerungen des Stands der Technik abzuhelfen. 



   Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine Lagerung für den Schaft  einer Spinnspindel gelöst, welche die im kennzeichnenden Abschnitt  des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale aufweist. Weiterbildungen  und/oder vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung sind Gegenstand  der abhängigen Ansprüche. Insbesondere ist die Lagerung für den Schaft  einer Spinnspindel mit einem als Wälzlager ausgebildeten Halslager  und einem axial davon beabstandeten, ein Radial- und ein Axiallager  aufweisenden Fusslager ausgestattet. Das Fusslager sitzt in einer  Führungshülse, die radial beweglich in einer Bohrung eines Gehäuses  angeordnet ist, welches die Lagerung aufnimmt und an einer Spindelbank  montierbar ist. Zwischen der Führungshülse und der Innenwandung des  Gehäuses ist ein Dämpfungselement angeordnet.

   Das Halslager weist  einen Innendurch   messer auf, der kleiner ist als 6 mm. Der axiale  Abstand des Axial-Fusslagers von der axialen Mitte des Halslagers  ist kleiner als 85 mm. 



   Die geometrische Auslegung der Lagerung erlaubt den Einsatz von Spinnspindeln,  deren Gesamtmasse verringert ist. Dies hat unmittelbar positive Auswirkungen  auf den Energieverbrauch für den Antrieb der Spinnspindeln. Dadurch  wird auch dem Umstand Rechnung getragen, dass die Spinnspindeln heutzutage  nicht mehr notwendigerweise mit einem möglichst hohen Kopsgewicht,  das heisst mit einer möglichst grossen Garnmenge, versehen sein müssen,  da die modernen garnverarbeitenden Textilmaschinen ein nahezu unsichtbares  Splicen des Garnes ermöglichen. Die erfindungsgemässe Lagerung erlaubt  den Einsatz einer den tatsächlichen Gegebenheiten angepassten Spinnspindel.

    Überraschenderweise wurde gefunden, dass trotz der reduzierten geometrischen  Abmessungen die Lagerung für den Schaft der Spinnspindel einen stabilen  Lauf bei geringer Geräuschentwicklung und geringem Kraftbedarf ermöglicht.  Infolge der geringeren trägen Masse sind auch die Voraussetzungen  für eine weitere Steigerung der Umdrehungszahlen der Spinnspindel  geschaffen. Festigkeits- und Stabilitätsprobleme treten dabei überraschenderweise  keine auf. 



   Das Radialfusslager kann beispielsweise zur Aufnahme eines im Wesentlichen  spitz zulaufenden Schaftendes ausgebildet sein. Vorzugsweise ist  es jedoch zur Aufnahme eines gegenüber dem übrigen Schaft im Durchmesser  verrringerten, zylindrischen Schaftendes ausgebildet. Damit die zu  bewegenden Massen noch weiter verringerbar sind und um einen zwangsläufigen  Anschlag für einen entsprechend abgestuften Schaft einer Spinnspindel  zu schaffen, erweist es sich als Vorteil, wenn der Innendurchmesser  des Radialfusslagers kleiner ist als 4 mm, vorzugsweise gleich oder  kleiner als etwa <2>/ 3 des Innendurchmessers des Halslagers. 



   Das Halslager ist als Wälzlager ausgebildet. Wälzlager zeichnen sich  durch ein kleines Reibungsmoment aus und sind anspruchslos in Pflege  und Wartung. Für die Führung des Schafts der Spinnspindel und um  die Beanspruchung der radial gelagerten Schaftbereiche möglichst  gering zu halten, erweist es sich von Vorteil, wenn das Halslager  ein Zylinderrollenlager ist. Zylinderrollenlager zeichnen sich wegen  der linienförmigen Berührung durch eine relativ hohe radiale Belastbarkeit  aus. 



     Für die hohen Umdrehungszahlen der Spinnspindel erweist es sich  als Vorteil, das Radiallager und das Axiallager des Fusslagers als  Gleitlager auszubilden. Gleitlager sind wegen ihrer relativ grossen,  dämpfenden Trag- und Schmierflächen weitgehend unempfindlich gegen  Stösse und Erschütterungen. Der Verschleiss ist praktisch vernachlässigbar.  Die Ausbildung des Fusslagers als Gleitlager kommt auch dem geräuscharmen  Betrieb entgegen. 



   Das zwischen der Führungshülse und der Gehäusewandung angeordnete  Dämpfungselement kann beispielsweise ein Elastomer sein. Als besonders  geeignet für die hohe Beanspruchung und für die geforderten Dämpfungen  bei geringer Geräuschübertragung erweist sich ein Dämpfungselement,  das als eine im Querschnitt spiralförmige Spule ausgebildet ist,  die koaxial zur Führungshülse angeordnet ist. Die spiralförmige Dämpfungsspule  ist dabei wenigstens über einen Teil ihrer axialen Erstreckung, vorzugsweise  aber gesamthaft, in einem Ölbad angeordnet. 



   Im Bodenbereich des Gehäuses ist ein im Wesentlichen zylindrischer  Stützbolzen für das axiale Führungslager angeordnet. Dieser dient  als Notanschlag für das axiale Fusslager. Vorzugsweise ist der Stützbolzen  als ein austauschbares, separates Einsatzteil ausgebildet. 



   Das Dämpfungselement überragt die das Fusslager tragende Führungshülse  an ihrem dem Halslager abgewandten Ende axial. Dadurch ist trotz  der reduzierten Baulänge der eigentlichen Lagerung ein ausreichend  grosses Volumen zur Aufnahme des Öls vorhanden, welches in Verbindung  mit der Spule radiale Bewegungen des Schafts der Spinnspindel dämpft.  Verschmutzungen des Öls lagern sich unterhalb der Führungshülse ab.  Die axiale Länge des die Führungshülse überragenden Abschnitts des  Dämpfungselements entspricht dabei im Wesentlichen der axialen Erstreckung  des Stützbolzens, um eine möglichst kompakte Bauweise der Lagerung  zu gewährleisten. 



   In einer bevorzugten Ausführungsvariante der Lagerung, die eine kompakte  Bauweise bei Erhaltung der erforderlichen Steifigkeit, der Laufeigenschaften  und der relativ geringen Geräuschentwicklung auch bei hohen Umdrehungszahlen  gewährleistet, weist das Halslager einen Innendurchmesser von etwa  5,8 mm, das radiale Fusslager einen Innendurchmesser von etwa 3,0  mm auf und beträgt der axiale Abstand von der axialen Mitte des Halslagers  zum axialen Fusslager etwa 80 mm. 



     Zur Erleichterung der Wartung der Lagerung, insbesondere zur Vereinfachung  des Auswechselns des im Gehäuse enthaltenen Öls zur Dämpfung der  radialen Bewegungen des Spindelschafts und zur Schmierung der Gleitlager,  erweist es sich von Vorteil, wenn das Gehäuse im Bereich seines Bodens  wenigstens eine Durchgangsöffnung aufweist oder ohne Boden ausgebildet  ist und ein zylindrischer Becher als unterer Gehäuseabschluss über  das Gehäuse schiebbar und lösbar mit dem Gehäuse oder Befestigungsmitteln  für das Gehäuse verbindbar ist. Durch die erfindungsgemässe Ausbildung  ist der Becher einfach demontierbar und das darin enthaltene Öl austauschbar.  Der gereinigte und mit frischem Öl versehene Becher ist dann einfach  wieder über das Gehäuse schiebbar und befestigbar. 



   Eine Spinnspindel, die für den Einsatz in eine erfindungsgemässe  Lagerung oder eine vorteilhafte Weiterbildung der Lagerung ausgebildet  ist, besitzt einen Spindelschaft, der wenigstens im Bereich des Halslagers  einen Aussendurchmesser aufweist, der kleiner ist als 6 mm und vorzugsweise  maximal 5,8 mm beträgt. Das freie Schaftende ist dabei vorzugsweise  mit einem im Wesentlichen zylindrischen, abgesetzten Lagerbereich  versehen, dessen Durchmesser kleiner als 4 mm, vorzugsweise maximal  3,0 mm aufweist. Die Länge des Einsteckbereichs des Spindelschafts  beträgt etwa 85 mm oder weniger. Eine derartig ausgebildete Spinnspindel  dient zur Aufnahme einer Garnhülse mit einer Länge von etwa 230 mm  oder weniger.

   Der Spindelschaft ist an die geringere Gesamtlänge  angepasst und weist bei ausreichender Festigkeit und Steifigkeit  eine reduzierte Masse auf, die im Betrieb der Spinnspindeln angetrieben  werden muss. Dabei bleiben die Laufeigenschaften und die geringe  Geräuschentwicklung auch bei erhöhten Umdrehungszahlen gewährleistet.  Der verringerte Energiebedarf schlägt sich positiv auf den Betrieb  einer Ringspinnmaschine nieder, die eine Vielzahl von parallel arbeitenden  Spinnspindeln aufweist. 



   Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der  nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Es zeigen  in schematischer Darstellung:      Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel  der erfindungsgemässen Lagerung; und     Fig. 2 eine Variante der  Spindellagerung.  



     Eine in Fig. 1 dargestellte Lagerung für eine Spinnspindel ist  gesamthaft mit dem Bezugszeichen 1 versehen. In der Darstellung ist  mit 2 der Schaft der eingesetzten Spinnspindel bezeichnet. Die Lagerung  1 ist über ein Gehäuse 4 an einer Spindelbank 9 befestigt. Dazu ist  das Gehäuse 4 mit einem Flansch 5 und mit einem Aussengewinde 6 versehen.  Die Fixierung des in eine Öffnung 10 im Spindeltisch 9 eingesetzten  Gehäuses 4 erfolgt mittels einer Befestigungsmutter 8, die sich an  einer Unterlagsscheibe 7 abstützt. Dadurch wird das Gehäuse 4, das  sich über seinen Flansch 5 an der Spindelbank 9 abstützt, axial eingespannt.

    Die aus dem Stand der Technik bekannten Ringspinnmaschinen weisen  eine Vielzahl, beispielsweise bis zu 1200 von derart an einer Spindelbank  9 montierten Lagerungen 1 für die Schäfte 2 einer gleich grossen  Anzahl von Spinnspindeln auf, die parallel betrieben werden. 



   Die Lagerung 1 umfasst ein Halslager 11, das als Wälzlager, insbesondere  als ein Zylinderrollenlager, ausgebildet ist und in der Innenwandung  eines zylindrisch ausgebildeten Rohrabschnitts 12 sitzt. Axial beabstandet  vom Halslager ist ein Fusslager 13 vorgesehen, das in die Bohrung  17 einer Führungshülse 16 ragt. Das Fusslager 13 umfasst ein Radiallager  14 und ein Axiallager 15, die beide vorzugsweise als Gleitlager ausgebildet  sind. Die Führungshülse 16 ist innerhalb des Gehäuses 4 radial beweglich.  Die radiale Beweglichkeit wird dabei durch ein Dämpfungselement 18,  das zwischen der Gehäusewandung und der Führungshülse 16 angeordnet  ist, begrenzt.

   Das Dämpfungselement 18 ist gemäss dem schematisch  dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung als zylindrische  Spule ausgebildet, die einen spiralförmigen Querschnitt aufweist  und koaxial zur Führungshülse 16 angeordnet ist. Ein im Bodenbereich  des Gehäuses 4 angeordneter Stützbolzen 19 dient als Notanschlag  für das Axiallager 15. Es ist mit Vorteil als ein separates Einsatzteil  ausgebildet. Wie aus der Darstellung ersichtlich ist, überragt die  zylindrische Spule 18 die Führungshülse 16 an ihrem dem Halslager  11 abgewandten Endabschnitt, etwa um die axiale Längserstreckung  des Stützbolzens 19. 



   Das Halslager weist einen Innendurchmesser d auf, der kleiner ist  als etwa 6 mm und vorzugsweise etwa 5,8 mm beträgt. Der axiale Abstand  1 des axialen Gleitlagers 15 des Fusslagers 13 vom Mittelpunkt des  Halslagers 11 ist kleiner als etwa 85 mm und beträgt mit Vorteil  etwa 80 mm. Das radiale Gleitlager 14 des Fusslagers 13 weist einen  Innendurchmesser r auf, der kleiner ist als 4 mm, vorzugsweise gleich  oder kleiner als etwa <2>/ 3  des Innendurchmessers d des Halslagers  11. 



     Eine Spinnspindel für den Einsatz in eine erfindungsgemässe Lagerung  1 besitzt einen Spindelschaft 2, der in seinem oberen Bereich einen  Aussendurchmesser aufweist, der dem Innendurchmesser d des Halslagers  11 entspricht, das heisst kleiner ist als 6 mm, und vorzugsweise  maximal 5,8 mm beträgt. Das freie Schaftende ist dabei vorzugsweise  mit einem im Wesentlichen zylindrischen, abgesetzten Lagerbereich  3 versehen, dessen Durchmesser dem Innendurchmesser r des radialen  Gleitlagers 14 entspricht, das heisst kleiner ist als 4 mm, und vorzugsweise  3,0 mm beträgt. Der Schaftabschnitt zwischen dem Halslagerbereich  und dem Fusslagerbereich kann beispielsweise auch konisch ausgebildet  sein.

   Die Länge des Einsteckbereichs des Spindelschafts 2 ist auf  den axialen Abstand d des Halslagers 11 vom axialen Gleitlager 15  abgestimmt und beträgt etwa 85 mm oder auch weniger. 



   Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen  Lagerung, die wiederum gesamthaft mit dem Bezugszeichen 1 versehen  ist, sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig.  1 versehen. Die Lagerung 1 unterscheidet sich insbesondere hinsichtlich  der Ausbildung des Gehäuses 4. Dabei ist aus Fig. 2 ersichtlich,  dass das Gehäuse 4 im Bodenbereich mit wenigstens einer Öffnung 20  ausgestattet ist bzw. überhaupt keinen Boden aufweist. Als bodenseitiger  Abschluss dient in diesem Fall ein Becher 21, der von der offenen  Bodenseite her über das Gehäuse 4 schiebbar und lösbar befestigbar  ist. Beispielsweise ist er auf die freien Windungen des Aussengewindes  6 des Gehäuses 4 geschraubt, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.  Eine Dichtung, beispielsweise ein O-Ring 22, sorgt für die erforderliche  Dichtigkeit der Verbindung.

   Die Art und die Anordnung der Befestigung  des Bechers 21 kann unterschiedlich gewählt sein. Entscheidend ist,  dass der Becher 21 unverlierbar, aber leicht lösbar montiert ist.  Der Becher 21 dient zur Aufnahme des Öls, welches für die Dämpfung  und für die Schmierung des Fusslagers 13 und des Halslagers 11 erforderlich  ist.

Claims (11)

1. Lagerung für den Schaft (2) einer Spinnspindel, mit einem als Wälzlager ausgebildeten Halslager (11) und einem axial beabstandeten, ein Radial- und ein Axiallager (14, 15) aufweisenden Fusslager (13), das in einer Führungshülse (16) sitzt, die radial beweglich in einer Bohrung eines Gehäuses (4) angeordnet ist, welches die Lagerung (1) aufnimmt und an einer Spindelbank (9) montierbar ist, und einem Dämpfungselement (18), welches zwischen der Führungshülse (16)und der Wandung des Gehäuses (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Halslager (11) einen Innendurchmesser (d) aufweist, der kleiner ist als 6 mm, und der axiale Abstand (l) des Axial-Fusslagers (15) von der axialen Mitte des Halslagers (11) kleiner ist als 85 mm.

2.

Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Radialfusslager (14) einen Innendurchmesser (r) aufweist, der kleiner ist als 4 mm, vorzugsweise gleich oder kleiner als etwa <2>/ 3 des Innendurchmessers (d) des Halslagers (11).

3. Lagerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Halslager (11) ein Zylinderrollenlager ist.

4. Lagerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Radiallager (14) und das Axiallager (15) des Fusslagers (13) Gleitlager sind.

5. Lagerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (18) eine im Querschnitt spiralförmige Spule ist, die koaxial zur Führungshülse (16) und wenigstens über einen Teil ihrer axialen Erstreckung, vorzugsweise gesamthaft, in einem Ölbad angeordnet ist.

6.

Lagerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bodenbereich des Gehäuses (4) ein im Wesentlichen zylindrischer Stützbolzen (19) für das axiale Führungslager (15) angeordnet ist, der vorzugsweise als separates Einsatzteil ausgebildet ist.

7. Lagerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (18) die das Fusslager (13) tragende Führungshülse (16) an ihrem dem Halslager (11) abgewandten Ende axial überragt.

8. Lagerung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Länge des die Führungshülse (16) überragenden Abschnitts des Dämpfungselements (18) im Wesentlichen der axialen Erstreckung des Stützbolzens (19) entspricht.

9.

Lagerung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Halslager (11) einen Innendurchmesser von etwa 5,8 mm, das radiale Fusslager (15) einen Innendurchmesser von etwa 3,0 mm aufweist und der axiale Abstand (d) von der axialen Mitte des Halslagers (11) zum axialen Fusslager (15) etwa 80 mm beträgt.

10. Lagerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (4) im Bereich seines Bodens wenigstens eine Durchgangsöffnung (20) aufweist oder ohne Boden ausgebildet ist und ein zylindrischer Becher (21) als unterer Gehäuseabschluss über das Gehäuse (4) schiebbar und lösbar mit dem Gehäuse (4) oder Befestigungsmitteln (8) für das Gehäuse (4) verbindbar ist.

11.

Spinnspindel für den Einsatz in eine Lagerung gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spindelschaft (2) wenigstens im Einsteckbereich einen Aussendurchmesser aufweist, der kleiner ist als 6 mm, vorzugsweise maximal 5,8 mm beträgt, und das freie Schaft-ende mit einem im Wesentlichen zylindrischen, abgesetzten Lagerbereich (3) versehen ist, dessen Durchmesser kleiner als 4 mm, vorzugsweise 3,0 mm aufweist, und die Länge des Einsteckbereichs etwa 80 mm beträgt.