DE102007052527B4 - Spindel mit Antrieb - Google Patents
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Abstract
Spindel für Spinnmaschinen mit einem einzelmotorischen Antrieb, der einen drehfest mit einem Spindeloberteil der Spindel verbundenen Rotor und einen drehfest mit einem Spindellagergehäuse verbundenen Stator aufweist, wobei das Spindellagergehäuse eine Welle des Spindeloberteils über ein im Bereich des Rotors angeordnetes oberes Lager und über ein unterhalb des Rotors angeordnetes unteres Lagers trägt, dass der Rotor außenseitig auf einem das obere Lager umgreifenden Hülsenteil befestigt ist und dass der Stator von einem Statorgehäuseteil umgeben ist, dass das Statorgehäuseteil hohlzylinderförmig ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein unterer Randbereich (10) des Statorgehäuseteils (8) unter flächiger Anlage einer Innenwandung an dem Spindelunterteil (3) mit demselben verbunden ist und dass ein oberer Randbereich (18) des Statorgehäuseteils (8) über eine Lamellenringeinheit (22) als Dichtmittel berührungslos gegenüber dem Spindeloberteil (2) oder einem mit dem Spindeloberteil (2) verbundenen Ansatzabschnitt (21) abgedichtet ist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Spindel für Spinnmaschinen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- 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. - Aus der
US 4 833 873 A sowie derUS 5 396 757 A sind Spindeln bekannt, deren Spindelunterteil einen Flansch aufweisen, an dem ein Statorgehäuseteil stirnseitig befestigt ist. - 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. - Zur Lösung dieser Aufgabe weist die Erfindung die Merkmale des Patentanspruchs 1 auf.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist eine Innenseite des Hülsenteils eine ringförmige Ringnase auf, die zur Abdichtung des wellennahen Raums zu der Umgebung dient.
- Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
- Es zeigen:
-
1 eine Seitenansicht einer Spindel, -
2 einen Vertikalschnitt durch die Spindel in einem Übergangsbereich zwischen einem Spindeloberteil und einem Spindelunterteil der Spindel im Montagezustand und -
3 einem Vertikalschnitt durch die Spindel gemäß2 in einem Demontagezustand. - Eine Spinnmaschine besteht aus einer Mehrzahl von Spindeln
1 , die in einem vorgegebenen lichten Abstand von beispielsweise 70 mm zueinander angeordnet sein können. Die Spindel1 besteht im Wesentlichen aus einem Spindeloberteil2 und einem Spindelunterteil3 . Das Spindeloberteil2 weist einen Spulenträger4 auf, auf dem das Garn bzw. die Fasern aufgebracht sind. Das Spindelunterteil3 ist mittels Befestigungsschrauben an einer vorzugsweise beweglichen Plattform5 befestigt. - In einem mittleren Bereich
6 der Spindel1 ist ein elektromotorischer Antrieb7 angeordnet zum Antrieb des Spindeloberteils2 . Der elektromotorische Antrieb7 ist mittels eines Statorgehäuseteils8 in Umfangsrichtung abgedeckt, wobei das Statorgehäuseteil8 eine Außenwandung9 mit einem konstanten Außendurchmesser d aufweist. Beispielsweise kann der Außendurchmesser d 40 mm betragen. Der Außendurchmesser d des Statorgehäuseteils8 ist unwesentlich größer als der Außendurchmesser u des Spindelunterteils3 . Vorzugsweise ist der Außendurchmesser d des Statorgehäuseteils8 maximal um die Wandstärke des als benachbarter Gehäuseabschnitt dienenden Spindelunterteils3 größer als der Außendurchmesser u des Spindelunterteils3 . Die Quererstreckung der Spindel1 ist im Bereich des Statorgehäuseteils8 am größten. Erfindungsgemäß wird die Begrenzung der Quererstreckung im Bereich des Antriebs7 durch den kompakten Aufbau desselben ermöglicht, der vorzugsweise als Synchronmotor ausgebildet ist. - Der Außendurchmesser d des Statorgehäuseteils
8 ist kleiner als der maximale Außendurchmesser o des Spulenträgers4 . Die Erfindung ermöglicht somit eine kompakte Integration des elektromotorischen Antriebs7 in die Spindel1 . - Wie besser aus
2 zu ersehen ist, ist das Statorgehäuseteil8 hohlzylinderförmig ausgebildet und erstreckt sich zwischen dem Spindelunterteil3 und dem Spindeloberteil2 . In einem unteren Randbereich10 des Statorgehäuseteils8 ist dasselbe mittels Schraubverbindung lösbar mit dem Spindelunterteil3 verbunden. Zu diesem Zweck weist eine Innenwandung des unteren Randbereichs10 des Statorgehäuaeteils8 sowie ein oberer äußerer Randabschnitt des Spindelunterteils3 jeweils ein Gewinde auf. Der untere Randbereich10 des Statorgehäuseteils8 umgreift einen oberen äußeren Randabschnitt des Spindelunterteils3 entlang einer Strecke a und ermöglicht somit eine sichere Verbindung des als Abdeckung des Antriebs7 zur Umgebung dienenden Statorgehäuseteils8 mit dem Spindelunterteil3 . - Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform der Erfindung kann der untere Randbereich
10 des Statorgehäuseteils8 mit dem oberen Randabschnitt des Spindelunterteils3 auch mittels Anpressen lösbar verbunden sein. Der untere Randbereich10 des Statorgehäuseteils8 liegt hierbei mit einer Innenwandung flächig an dem oberen Randabschnitt des Spindelunterteils3 an. - An einer Innenwandung
11 des Statorgehäuseteils8 ist in einem mittleren Bereich ein Stator12 mit Wicklungen13 und einem Blechpaket14 befestigt. Der Stator12 wirkt mit einem über einen Luftspalt getrennten Rotor15 des elektromotorischen Antriebs7 zusammen, der drehfest mit dem Spindeloberteil2 verbunden ist. Der Rotor15 ist auf einem Hülsenteil16 befestigt, das koaxial zu einer Welle17 des Spindeloberteils2 angeordnet ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel verbreitert sich das Hülsenteil16 in Höhe eines oberen Randbereichs18 des Statorgehäuseteils8 , wobei ein Verbreiterungsabschnitt19 des Hülsenteils16 oberhalb des Stators12 und des Rotors15 angeordnet ist. Der Verbreitungsabschnitt19 ist über einen in radialer Richtung innen anschließenden Verbindungsabschnitt20 fest mit der Welle17 verbunden. Das Hülsenteil16 besteht aus dem dünnwandigen Abschnitt16' , auf dem der Rotor15 gelagert ist und dem Verbreiterungsabschnitt19 , der fest mit dem Verbindungsabschnitt20 und einem Ansatzabschnitt21 verbunden ist. - Nach einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung können das Hülsenteil
16 , der Verbindungsabschnitt20 und der Absatzabschnitt21 auch einstückig ausgebildet sein. - Außenseitig des Hülsenteils
16 schließt sich der Ansatzabschnitt21 an, der als Dichtmittel eine Lamellenringeinheit22 trägt. Die Lamelleringeinheit22 besteht aus drei geschlitzten Metallringen, wobei die Schlitze der Metallrings versetzt zueinander angeordnet sind. Die Lamellenringeinheit22 weist drei koaxial zu einer Achse23 der Welle17 angeordnete Metallringe auf, die mit Spiel zu dem oberen Randbereich18 des Statorgehäuseteils8 angeordnet sind. Die Lamellenringeinheit22 bildet ein Labyrinth, so dass zum einen eine sichere Abdichtung des elektromotorischen Antriebs7 zur Umgebung gegeben ist und zum anderen keine Reibkräfte auf die Drehbewegung des Spindeloberteils2 einwirken. - Die Welle
17 des Spindeloberteils2 ist in dem als Spindellagergehäuse bildenden Spindelunterteil3 durch ein in Höhe des Rotors15 angeordnetes oberes Lager24 und über ein unterhalb des Rotors15 angeordnetes unteres Lager25 gehalten. Zu diesem Zweck weist das Spindelunterteil3 ein hohlzylinderförmiges Aufnahmeteil26 auf, wobei in dem oberen Teil des Aufnahmeteils26 als oberes Lager24 ein Nadellager/Rollenlager und in dem unteren Teil des Aufnahmeteils26 als unteres Lager25 ein Gleitlager angeordnet sind. Das Aufnahmeteil26 ist in Richtung des Spindeloberteils2 verjüngend angeordnet. Der untere Bereich des Aufnahmeteils26 ist fest mit einem hohlzylinderförmigen Sockel27 des Spindelunterteils3 verbunden. Der Sockel27 des Spindelunterteils3 bildet das Gehäuse des Spindelunterteils3 und weist im oberen Randbereich18 das Gewinde auf zur lösbaren Befestigung mit dem Statorgehäuseteil8 . - Das Aufnahmeteil
26 weist auf einer dem Spindeloberteil2 zugewandten Stirnseite einen radial nach außen weisenden Anschlagkragen28 auf, der gummierte Enden aufweist, die einen zu dem Innendurchmesser des Hülsenteils16 korrespondierenden Außendurchmesser aufweisen. Der Anschlagkragen28 wirkt mit einer innenseitig von dem Hülsenteil16 abragenden Ringnase29 zusammen, so dass ein unerwünschtes Herausbewegen der Welle17 aus dem Spindelunterteil3 verhindert wird. Zum anderen wird eine erforderliche Taumelfähigkeit des Spindeloberteils2 in einem begrenzten Umfang ermöglicht. - Der Anschlagkragen
28 des Aufnahmeteils26 erstreckt sich in einem Bereich oberhalb des Rotors15 . Die Ringnase29 des Hülsenteils16 erstreckt sich in einem oberen Endbereich des Rotors15 . Der Rotor15 ist als ein ringförmiger Permanentmagnet ausgebildet, der zusammen mit dem Stator12 einen in radialer Richtung platzsparenden Synchronmotor bildet. Der elektromotorische Antrieb7 weist hierdurch einen relativ geringen Querschnitt auf, so dass eine im oberen Bereich der Spindel1 angeschlossene Absauganlage zur Absaugung von Schmutzpartikeln bzw. Fadenresten von dem Spindeloberteil2 mit einer relativ geringen Saugleistung betrieben werden kann. Ein nicht dargestelltes oberes Kapselgehäuse, das im Bereich des Spindeloberteils2 angeordnet ist, ist an die Absauganlage angeschlossen. Vorteilhaft kann durch die schmale Ausgestaltung der Spindel1 die erforderliche Leistung der Absauganlage minimiert bzw. optimiert werden.
Claims (9)
- Spindel für Spinnmaschinen mit einem einzelmotorischen Antrieb, der einen drehfest mit einem Spindeloberteil der Spindel verbundenen Rotor und einen drehfest mit einem Spindellagergehäuse verbundenen Stator aufweist, wobei das Spindellagergehäuse eine Welle des Spindeloberteils über ein im Bereich des Rotors angeordnetes oberes Lager und über ein unterhalb des Rotors angeordnetes unteres Lagers trägt, dass der Rotor außenseitig auf einem das obere Lager umgreifenden Hülsenteil befestigt ist und dass der Stator von einem Statorgehäuseteil umgeben ist, dass das Statorgehäuseteil hohlzylinderförmig ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein unterer Randbereich (
10 ) des Statorgehäuseteils (8 ) unter flächiger Anlage einer Innenwandung an dem Spindelunterteil (3 ) mit demselben verbunden ist und dass ein oberer Randbereich (18 ) des Statorgehäuseteils (8 ) über eine Lamellenringeinheit (22 ) als Dichtmittel berührungslos gegenüber dem Spindeloberteil (2 ) oder einem mit dem Spindeloberteil (2 ) verbundenen Ansatzabschnitt (21 ) abgedichtet ist. - Spindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Randbereich (
10 ) des Statorgehäuseteils (8 ) lösbar mit dem Spindelunterteil (3 ) verbunden ist. - Spindel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwandung des unteren Randbereichs (
10 ) des Statorgehäuseteils (8 ) und ein oberer Randabschnitt des Spindelunterteils (3 ) ein Gewinde aufweisen, derart, dass das Statorgehäuseteil (8 ) über eine Schraubverbindung mit dem Spindelunterteil (3 ) verbunden ist. - Spindel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Randbereich (
10 ) des Statorgehäuseteils (8 ) und ein oberer Randabschnitt des Spindelunterteils (3 ) derart ausgebildet sind, dass das Statorgehäuseteil (8 ) unter Anpressen mit dem Spindelunterteil (3 ) verbunden ist. - Spindel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Hülsenteil (
16 ) einstückig mit dem Spindeloberteil (2 ) verbunden ist, wobei der Rotor (15 ) ausschließlich auf einem dünnwandigen Abschnitt (16' ) des Hülsenteils (16 ) gelagert ist. - Spindel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Spindellagergehäuse durch das Spindelunterteil (
3 ) gebildet ist, das zum einen einen hohlzylinderförmigen Sockel (27 ) aufweist, an dessen oberen Randabschnitt das Statorgehäuse (8 ) befestigt ist, und dass zum anderen ein sich verjüngend von dem Sockel (27 ) in Richtung des Spindeloberteils (2 ) verlaufenden hohlzylinderförmigen Aufnahmeteil (26 ) zur Bereitstellung des oberen Lagers (24 ) für die Welle (17 ) aufweist. - Spindel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das hohlzylinderförmige Aufnahmeteil (
26 ) an einer dem Spindeloberteil (2 ) zugewandten Stirnseite einen Anschlagkragen (28 ) aufweist, der ringförmig ausgebildet ist und in Richtung einer Innenseite des Hülsenteils (16 ) abragt. - Spindel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich von der Innenseite des Hülsenteils (
16 ) eine ringförmige Ringnase (29 ) erhebt, die mit dem Anschlagkragen (28 ) zusammenwirkt, derart, dass das Spindeloberteil (2 ) im Betriebszustand nicht von dem Spindelunterteil (3 ) entfernt werden kann. - Spindel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (
15 ) als ein ringförmiger Permanentmagnet ausgebildet ist.
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