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Die Erfindung betrifft eine Spindel für Spinnmaschinen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Aus der
DE 40 40 103 A1 ist eine Spindel für Spinnmaschinen mit einem einzelmotorischen Antrieb bekannt, wobei ein Rotor des einzelmotorischen Antriebs drehfest mit einem Spindeloberteil der Spindel und ein Stator des Antriebs drehfest mit einem Spindellagergehäuse verbunden ist. Das Spindellagergehäuse weist ein oberes Lager und ein unteres Lager auf und ist fest mit einem den Stator umgebenden Gehäuseteil verbunden. Der Rotor ist außenseitig auf einem Hülsenteil befestigt, das das obere Lager umgibt. Nachteilig an der bekannten Spindel ist, dass sie im Bereich des elektromotorischen Antriebs relativ ausladend ausgebildet ist. Ferner ist nachteilig an der bekannten Spindel, dass der Wartungsaufwand, beispielsweise für den Wechsel des Schmierstoffs im unteren Lager, relativ aufwendig ist.
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Aus der
US 4 833 873 A sowie der
US 5 396 757 A sind Spindeln bekannt, deren Spindelunterteil einen Flansch aufweisen, an dem ein Statorgehäuseteil stirnseitig befestigt ist.
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Aus der
DE 38 39 946 A1 ist eine Spindel bekannt, bei der ein Statorgehäuseteil aus einem gegossenen Kunststoffmaterial besteht. Dieses ist stirnseitig an ein Lagerschild befestigt, das mit einem Spindelunterteil verbunden ist. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Spindel für Spinnmaschinen mit einem einzelmotorischen Antrieb derart weiterzubilden, dass die Spindel insgesamt einen kompakten und Platz sparenden Aufbau aufweist, wobei gleichzeitig der Wartungsaufwand reduziert wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe weist die Erfindung die Merkmale des Patentanspruchs 1 auf.
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Vorteilhaft ermöglicht die Erfindung einen kompakten Aufbau einer Spindel. Grundgedanke der Erfindung ist es, eine Spindel derart aufzubauen, dass ein elektromotorischer Antrieb derart in eine Spindel integriert angeordnet ist, dass die Quererstreckung der Spindel einen vorgegebenen Durchmesserbetrag nicht überschreitet und darüber hinaus ein hohes Maß an Dichtigkeit und Wartungsfreundlichkeit gegeben ist. Dies wird erreicht durch eine hohlzylinderförmige Ausgestaltung eines den Stator tragenden Statorgehäuseteils, das zum einen mit einem unteren Randbereich unmittelbar mit dem Spindelunterteil und mit einem oberen Randbereich unmittelbar mit dem Spindeloberteil oder einem fest mit demselben verbundenen Ansatzteil gekoppelt ist. Vorteilhaft weist die Spindel in einem Übergangsbereich zwischen dem Spindeloberteil und dem Spindelunterteil eine relativ konstante Dicke auf. Hierdurch kann die Mehrzahl von Spindeln der Spinnmaschine Platz sparend in einem lichten Abstand von beispielsweise 70 mm angeordnet sein. Dadurch, dass als Dichtmittel eine Lamellenringeinheit vorgesehen ist, mittels derer ein oberer Randbereich des Statorgehäuseteils berührungslos gegenüber dem Spindeloberteil bzw. dem Ansatzabschnitt abgedichtet ist, ermöglicht die Erfindung eine verbesserte Abdichtung der rotierenden Teile bezüglich der Umgebung.
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Die Erfindung ermöglicht die platzsparende und kompakte Anordnung eines Antriebs, vorzugsweise eines Synchronmotors, der Gesamtquerschnitt der Spindel in einem mittleren Bereich zwischen dem Spindeloberteil und dem Spindelunterteil klein gehalten werden kann. Da ein das Garn tragender Spulenträger der Spindel üblicherweise an einer Absauganlage angeschlossen ist zum Absaugen von unerwünschten Fadenresten oder Schmutzpartikeln, kann infolge des erfindungsgemäß kompakten Aufbaus der Spindel die Saugleistung der Absauganlage verringert werden. Ist die Spindel dafür ausgelegt gewesen, von einem ortsfern angeordneten Antrieb über eine Riemenkopplung angetrieben zu werden, kann die Spindel einfach auf eine Ausführung mit einem einzelmotorischen Antrieb umgerüstet werden, wobei die Saugleistung der zugeordneten Absauganlage konstant gehalten werden kann.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Statorgehäuseteil lösbar mit dem Spindelunterteil verbunden. Beispielsweise kann das Statorgehäuseteil über eine Schraubverbindung oder durch Anpressen mit dem Spindelunterteil verbunden sein. Vorteilhaft kann hierdurch auf einfache Weise nicht nur das Spindeloberteil zusammen mit der Welle vom Spindelunterteil entfernt werden, sondern darüber hinaus auch der Stator. Durch die erfindungsgemäß verbesserte Zugänglichkeit zu den Lagern der Spindel ergibt sich eine erhöhte Wartungsfreundlichkeit. Die Spindel kann auf einfache Weise demontiert bzw. Bauteile können auf vereinfachte Weise ausgetauscht werden.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Spindellagergehäuse durch das Spindelunterteil gebildet. Vorteilhaft ergibt sich hierdurch eine direkte Lagerung der Welle in dem Spindelunterteil. Vorteilhaft kann hierdurch die Anzahl der Bauteile der Spindel verringert werden, so dass die Montage bzw. Demontage der Spindel vereinfacht ist.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist an einem Ende eines hohlzylindrischen Aufnahmeteils des Spindelunterteils ein Anschlagkragen angeordnet, der mit einer umlaufenden Ringnase einer Innenseite des Hülsenteils zugewandt ist. Hierdurch wird sichergestellt, dass nur eine begrenzte axiale Verschiebung bei Beibehaltung der Taumelfähigkeit des Spindeloberteils während des Betriebes gegeben ist. Ferner ergibt sich hierdurch in vorteilhafter Weise eine verbesserte Dichtwirkung.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist eine Innenseite des Hülsenteils eine ringförmige Ringnase auf, die zur Abdichtung des wellennahen Raums zu der Umgebung dient.
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine Seitenansicht einer Spindel,
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2 einen Vertikalschnitt durch die Spindel in einem Übergangsbereich zwischen einem Spindeloberteil und einem Spindelunterteil der Spindel im Montagezustand und
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3 einem Vertikalschnitt durch die Spindel gemäß 2 in einem Demontagezustand.
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Eine Spinnmaschine besteht aus einer Mehrzahl von Spindeln 1, die in einem vorgegebenen lichten Abstand von beispielsweise 70 mm zueinander angeordnet sein können. Die Spindel 1 besteht im Wesentlichen aus einem Spindeloberteil 2 und einem Spindelunterteil 3. Das Spindeloberteil 2 weist einen Spulenträger 4 auf, auf dem das Garn bzw. die Fasern aufgebracht sind. Das Spindelunterteil 3 ist mittels Befestigungsschrauben an einer vorzugsweise beweglichen Plattform 5 befestigt.
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In einem mittleren Bereich 6 der Spindel 1 ist ein elektromotorischer Antrieb 7 angeordnet zum Antrieb des Spindeloberteils 2. Der elektromotorische Antrieb 7 ist mittels eines Statorgehäuseteils 8 in Umfangsrichtung abgedeckt, wobei das Statorgehäuseteil 8 eine Außenwandung 9 mit einem konstanten Außendurchmesser d aufweist. Beispielsweise kann der Außendurchmesser d 40 mm betragen. Der Außendurchmesser d des Statorgehäuseteils 8 ist unwesentlich größer als der Außendurchmesser u des Spindelunterteils 3. Vorzugsweise ist der Außendurchmesser d des Statorgehäuseteils 8 maximal um die Wandstärke des als benachbarter Gehäuseabschnitt dienenden Spindelunterteils 3 größer als der Außendurchmesser u des Spindelunterteils 3. Die Quererstreckung der Spindel 1 ist im Bereich des Statorgehäuseteils 8 am größten. Erfindungsgemäß wird die Begrenzung der Quererstreckung im Bereich des Antriebs 7 durch den kompakten Aufbau desselben ermöglicht, der vorzugsweise als Synchronmotor ausgebildet ist.
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Der Außendurchmesser d des Statorgehäuseteils 8 ist kleiner als der maximale Außendurchmesser o des Spulenträgers 4. Die Erfindung ermöglicht somit eine kompakte Integration des elektromotorischen Antriebs 7 in die Spindel 1.
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Wie besser aus 2 zu ersehen ist, ist das Statorgehäuseteil 8 hohlzylinderförmig ausgebildet und erstreckt sich zwischen dem Spindelunterteil 3 und dem Spindeloberteil 2. In einem unteren Randbereich 10 des Statorgehäuseteils 8 ist dasselbe mittels Schraubverbindung lösbar mit dem Spindelunterteil 3 verbunden. Zu diesem Zweck weist eine Innenwandung des unteren Randbereichs 10 des Statorgehäuaeteils 8 sowie ein oberer äußerer Randabschnitt des Spindelunterteils 3 jeweils ein Gewinde auf. Der untere Randbereich 10 des Statorgehäuseteils 8 umgreift einen oberen äußeren Randabschnitt des Spindelunterteils 3 entlang einer Strecke a und ermöglicht somit eine sichere Verbindung des als Abdeckung des Antriebs 7 zur Umgebung dienenden Statorgehäuseteils 8 mit dem Spindelunterteil 3.
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Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform der Erfindung kann der untere Randbereich 10 des Statorgehäuseteils 8 mit dem oberen Randabschnitt des Spindelunterteils 3 auch mittels Anpressen lösbar verbunden sein. Der untere Randbereich 10 des Statorgehäuseteils 8 liegt hierbei mit einer Innenwandung flächig an dem oberen Randabschnitt des Spindelunterteils 3 an.
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An einer Innenwandung 11 des Statorgehäuseteils 8 ist in einem mittleren Bereich ein Stator 12 mit Wicklungen 13 und einem Blechpaket 14 befestigt. Der Stator 12 wirkt mit einem über einen Luftspalt getrennten Rotor 15 des elektromotorischen Antriebs 7 zusammen, der drehfest mit dem Spindeloberteil 2 verbunden ist. Der Rotor 15 ist auf einem Hülsenteil 16 befestigt, das koaxial zu einer Welle 17 des Spindeloberteils 2 angeordnet ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel verbreitert sich das Hülsenteil 16 in Höhe eines oberen Randbereichs 18 des Statorgehäuseteils 8, wobei ein Verbreiterungsabschnitt 19 des Hülsenteils 16 oberhalb des Stators 12 und des Rotors 15 angeordnet ist. Der Verbreitungsabschnitt 19 ist über einen in radialer Richtung innen anschließenden Verbindungsabschnitt 20 fest mit der Welle 17 verbunden. Das Hülsenteil 16 besteht aus dem dünnwandigen Abschnitt 16', auf dem der Rotor 15 gelagert ist und dem Verbreiterungsabschnitt 19, der fest mit dem Verbindungsabschnitt 20 und einem Ansatzabschnitt 21 verbunden ist.
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Nach einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung können das Hülsenteil 16, der Verbindungsabschnitt 20 und der Absatzabschnitt 21 auch einstückig ausgebildet sein.
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Außenseitig des Hülsenteils 16 schließt sich der Ansatzabschnitt 21 an, der als Dichtmittel eine Lamellenringeinheit 22 trägt. Die Lamelleringeinheit 22 besteht aus drei geschlitzten Metallringen, wobei die Schlitze der Metallrings versetzt zueinander angeordnet sind. Die Lamellenringeinheit 22 weist drei koaxial zu einer Achse 23 der Welle 17 angeordnete Metallringe auf, die mit Spiel zu dem oberen Randbereich 18 des Statorgehäuseteils 8 angeordnet sind. Die Lamellenringeinheit 22 bildet ein Labyrinth, so dass zum einen eine sichere Abdichtung des elektromotorischen Antriebs 7 zur Umgebung gegeben ist und zum anderen keine Reibkräfte auf die Drehbewegung des Spindeloberteils 2 einwirken.
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Die Welle 17 des Spindeloberteils 2 ist in dem als Spindellagergehäuse bildenden Spindelunterteil 3 durch ein in Höhe des Rotors 15 angeordnetes oberes Lager 24 und über ein unterhalb des Rotors 15 angeordnetes unteres Lager 25 gehalten. Zu diesem Zweck weist das Spindelunterteil 3 ein hohlzylinderförmiges Aufnahmeteil 26 auf, wobei in dem oberen Teil des Aufnahmeteils 26 als oberes Lager 24 ein Nadellager/Rollenlager und in dem unteren Teil des Aufnahmeteils 26 als unteres Lager 25 ein Gleitlager angeordnet sind. Das Aufnahmeteil 26 ist in Richtung des Spindeloberteils 2 verjüngend angeordnet. Der untere Bereich des Aufnahmeteils 26 ist fest mit einem hohlzylinderförmigen Sockel 27 des Spindelunterteils 3 verbunden. Der Sockel 27 des Spindelunterteils 3 bildet das Gehäuse des Spindelunterteils 3 und weist im oberen Randbereich 18 das Gewinde auf zur lösbaren Befestigung mit dem Statorgehäuseteil 8.
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Das Aufnahmeteil 26 weist auf einer dem Spindeloberteil 2 zugewandten Stirnseite einen radial nach außen weisenden Anschlagkragen 28 auf, der gummierte Enden aufweist, die einen zu dem Innendurchmesser des Hülsenteils 16 korrespondierenden Außendurchmesser aufweisen. Der Anschlagkragen 28 wirkt mit einer innenseitig von dem Hülsenteil 16 abragenden Ringnase 29 zusammen, so dass ein unerwünschtes Herausbewegen der Welle 17 aus dem Spindelunterteil 3 verhindert wird. Zum anderen wird eine erforderliche Taumelfähigkeit des Spindeloberteils 2 in einem begrenzten Umfang ermöglicht.
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Der Anschlagkragen 28 des Aufnahmeteils 26 erstreckt sich in einem Bereich oberhalb des Rotors 15. Die Ringnase 29 des Hülsenteils 16 erstreckt sich in einem oberen Endbereich des Rotors 15. Der Rotor 15 ist als ein ringförmiger Permanentmagnet ausgebildet, der zusammen mit dem Stator 12 einen in radialer Richtung platzsparenden Synchronmotor bildet. Der elektromotorische Antrieb 7 weist hierdurch einen relativ geringen Querschnitt auf, so dass eine im oberen Bereich der Spindel 1 angeschlossene Absauganlage zur Absaugung von Schmutzpartikeln bzw. Fadenresten von dem Spindeloberteil 2 mit einer relativ geringen Saugleistung betrieben werden kann. Ein nicht dargestelltes oberes Kapselgehäuse, das im Bereich des Spindeloberteils 2 angeordnet ist, ist an die Absauganlage angeschlossen. Vorteilhaft kann durch die schmale Ausgestaltung der Spindel 1 die erforderliche Leistung der Absauganlage minimiert bzw. optimiert werden.
