DE19618436A1 - Spinn- und Zwirnspindeloberteil - Google Patents
Spinn- und ZwirnspindeloberteilInfo
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- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01H—SPINNING OR TWISTING
- D01H7/00—Spinning or twisting arrangements
- D01H7/02—Spinning or twisting arrangements for imparting permanent twist
- D01H7/04—Spindles
- D01H7/045—Spindles provided with flexible mounting elements for damping vibration or noise, or for avoiding or reducing out-of-balance forces due to rotation
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Spinning Or Twisting Of Yarns (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Spinn- und Zwirnspindeloberteil mit
einem Aufsatz zur Aufnahme eines Kops und einem Spindelschaft
zum Einsatz in ein Spindellager mit einem Hals- und einem
Fußlager.
Spindeloberteile dieser Ausgestaltung gehören seit langer Zeit
zum Stand der Technik. Ziel bei modernen Spinnmaschinen ist es
dabei, die Spindel mit möglichst hohen Drehzahlen betreiben zu
können. Bei hohen Betriebsdrehzahlen wird jedoch insbesondere
das Halslager der Spindellagerung aufgrund von Vibrationen des
Spindeloberteils stark belastet. Hierdurch entstehen außerdem
höhere Laufgeräusche. Diese Vibrationen werden in der Regel
durch Unwuchten und Eigenschwingungen der rotierenden Bauteile
verursacht. Die Anregung von Eigenschwingungen des Spindel
oberteiles kann über den Wirtel, das Halslager oder über Un
wuchten am Aufsatz erfolgen. Das Auftreten von Unwuchten hat
zur Folge, daß die Rotationsachse des Spindeloberteils und
dessen zentrale Längsachse nicht mehr zusammenfallen. Das
Spindeloberteil rotiert dann entlang einer Kegelmantelfläche.
Im Bereich des Halslagers kommt es durch den radialen Versatz
des Spindelschaftes zu erhöhten Belastungen und erhöhten Lauf
geräuschen. Wenn Eigenschwingungen angeregt werden, die im
Bereich des Halslagers Schwingungsbäuche haben, so kommt es zu
weiteren Belastungen des Halslagers und höheren Laufgeräu
schen. Solche Eigenschwingungen können außer von dem Wirtel
auch durch lagerabhängige Drehfrequenzen, wie Überrollungen,
Käfigdrehzahl oder Welligkeiten, erfolgen. Auch im Bereich der
Kopsaufnahme treten Unwuchten auf, die Eigenschwingungen an
regen können, die im Bereich des Halslagers einen Schwingungs
bauch aufweisen. In der Vergangenheit wurden daher schon Spin
dellager vorgeschlagen, bei denen auch das Halslager elastisch
gelagert und gedämpft ist, um diese durch Vibrationen des
Spindeloberteils entstehenden Radialbelastungen gering zu
halten. Solche doppelelastischen Lagerungen sind jedoch in der
Herstellung sehr aufwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch konstruktive
Änderungen des Spindeloberteils die bislang beobachteten La
gerprobleme zu reduzieren.
Die Aufgabe wird mit einem Spinn- und Zwirnspindeloberteil der
eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der
Spindelschaft an seinem unteren Ende einen Verjüngungsbereich
aufweist und die Länge des Schaftes und des Verjüngungsberei
ches derart gewählt sind, daß der Angriffsbereich des Hals
lagers des Spindellagers und das obere Ende des Verjüngungs
bereiches des Spindelschaftes mit Schwingungsknoten oder Be
reichen geringer Amplitude der hauptsächlich auftretenden
Eigenschwingungen des Spindeloberteils zusammenfallen. Ver
suche haben gezeigt, daß sich die Eigenschwingungsformen der
unterschiedlichen, auf dem Markt befindlichen Spindeln kaum
voneinander unterscheiden. Die Form der Biegelinie des Spin
deloberteils läßt sich durch konstruktive Veränderungen des
Spindelschaftes jedoch beeinflussen. Das bislang aufgetretene
Phänomen, daß sich die Eigenschwingungen der Spindeloberteile
immer ausgebildet haben und zu Lagerbelastungen und Laufgeräu
schen führten, wenn diese Schwingungsbäuche im Lagerbereich
hatten, und daß die Spindeloberteile aufgrund der Lagerstellen
als Randbedingungen stets zusätzliche erzwungene Schwingungs
formen ausführten und zu zusätzlichen Lagerbelastungen und
Laufgeräuschen führten, kann durch die erfindungsgemäße kon
struktive Ausgestaltung des Spindelschaftes reduziert werden.
Dadurch, daß nun im Bereich des Halslagers die hauptsächlich
auftretenden Eigenschwingungen des Spindeloberteils einen
Knoten oder einen Bereich geringer radialer Auslenkung auf
weisen, können diese erzwungenen Schwingungen weitgehend eli
miniert werden. Hierdurch ist eine wesentlich höhere Laufruhe
der Spindel und eine geringere Lagerbelastung sowie geringere
Laufgeräusche gewährleistet. Dabei kann das untere Ende des
Verjüngungsbereiches mit einem Schwingungsbauch der hauptsäch
lich auftretenden Eigenschwingungen des Spindeloberteils zu
sammenfallen. An dieser Stelle greift das Fußlager des Spin
dellagers an, das radial elastisch und gedämpft ist. Hier
stören die größeren Auslenkungen des Spindeloberteils also
weit weniger als im Halslagerbereich und können gedämpft wer
den.
Eine weitere konstruktive Maßnahme zur Reduzierung der auf
tretenden Lagerkräfte kann darin überstehen, am Aufsatz des
Spindeloberteils zwei Aufnahmestellen für einen Kops vorzuse
hen, die mit Schwingungsbäuchen der Eigenschwingungen erster
und zweiter Ordnung und Knotenbereichen der Eigenschwingungen
dritter und vierter Ordnung des Spindeloberteils zusammenfal
len. Bei hohen Drehzahlen treten insbesondere die Eigenschwin
gungen zweiter bis vierter Ordnung auf. Die Eigenschwingung
erster Ordnung tritt bei niedrigen Drehzahlen auf, muß aber
beim Durchfahren gedämpft werden. Wenn beide Aufnahmestellen
für den Kops im Bereich von Schwingungsbäuchen der Eigen
schwingungen erster und zweiter Ordnung liegen, so liegt zwi
schen den beiden Aufnahmestellen ein Schwingungsknoten. Das
bedeutet, daß die Schwingungsbäuche an den Aufnahmestellen um
180° gegeneinander phasenverschoben sind. Wenn nun an diesen
Aufnahmestellen die am Kops wirkenden Unwuchten auf die Spin
del eingeleitet werden, so führt dies zu einer Dämpfung der
Eigenschwingung erster und zweiter Ordnung. Außerdem wird
durch diese Anordnung der Aufnahmestellen des Kops jeweils die
um eine Wellenlänge höhere natürliche Eigenschwingungsform
angeregt. Die um eine Wellenlänge höhere Schwingung weist
jeweils im Bereich eines Schwingungsbauches der niedrigeren
Schwingung, also im Bereich der Kopsaufnahmestellen, sowie im
Halslagerbereich einen Knotenbereich und am unteren Schaftende
eine starke Auslenkung auf, die dort jedoch vom Fußlager auf
genommen wird. Insgesamt werden also durch die beschriebene
Anordnung der Kopsaufnahmestellen die Eigenschwingungen des
Spindeloberteils niedrigerer Ordnung in Eigenschwingungen
höherer Ordnung umgewandelt, wodurch das Spindeloberteil in
Lagerbereichen einen Knotenbereich sowie an ihrem Fußende eine
maximale Auslenkung aufweist. Die Energien der am Kops wirken
den Unwuchten werden also in gezielt dämpfbare Schwingungs
energien umgewandelt. Die Trägheitsachse des Spindeloberteils
wird dabei in ihrer Winkellage nicht verändert. Hierdurch kann
eine Belastung des Halslagers durch Unwuchten stark vermindert
bzw. teilweise ganz vermieden werden. Konstruktiv lassen sich
die Aufnahmestellen für den Kops sowohl durch Vorsprünge am
Aufsatz des Spindeloberteils als auch durch Vorsprünge im
Kopsinneren realisieren.
Das erfindungsgemäße Spindellager für ein Spinn- und Zwirn
spindeloberteil gemäß der Erfindung weist ein Hals- und ein
Fußlager für den Spindelschaft auf, wobei das Fußlager aufge
teilt ist in ein radiales Führungsgleitlager, das in Höhe des
oberen Endes des Verjüngungsbereiches des Spindelschaftes
angeordnet ist, und in ein radiales und axiales Dämpfungs
glied, das im Bereich des Fußendes des Schaftes angeordnet
ist. Hierbei kann das Dämpfungsglied von einem Radialgleit
lager und einem Axialgleitlager gebildet werden, die in radia
ler Richtung elastisch gelagert sind. Im Bereich des Schwin
gungsknotens bzw. im Bereich geringer radialer Auslenkung der
Spindel am oberen Ende des Verjüngungsbereiches ist hier also
eine radiale Führung vorgesehen, die radial elastisch sein
kann, während das starke Auslenkungen aufweisende untere
Schaftende von einem Dämpfungsglied umfaßt wird. Zur Abstüt
zung der Schaftspitze kann eine axial gerichtete Feder vor
gesehen sein. Diese Feder kann auch radial beweglich sein, um
im Bereich der Dämpfung der radialen Auslenkung des Schaftes
nicht der Laufruhe störend entgegenzuwirken. Das Halslager
hingegen kann in radialer Richtung unelastisch ausgebildet
sein. Da im Halslagerbereich das Spindeloberteil einen
Schwingungsknoten bzw. einen Bereich geringer Auslenkung auf
weist, kann hier das Halslager in radialer Richtung starr
ausgebildet sein, ohne deswegen zu Nachteilen hinsichtlich der
Laufruhe bei hohen Drehzahlen zu führen. Diese Lagereinheit
ist optimal auf das erfindungsgemäße Spindeloberteil abge
stimmt, doch führt das Spindeloberteil nach der Erfindung auch
bei Einsatz in herkömmliche Lagerungen zu erheblichen Entla
stungen der Lager und zu einer Verminderung des Laufgeräuschs.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen eines erfin
dungsgemäßen Spindeloberteils sowie einer Spindellagerung
anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen zentralen Längsschnitt durch ein
erfindungsgemäßes Spindeloberteil sowie
eine schematische Darstellung der Biege
linien der Eigenschwingungen erster bis
vierter Ordnung;
Fig. 2 einen zentralen Längsschnitt durch eine
erfindungsgemäße Spindellagerung mit ein
gesetztem Spindeloberteil;
Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des Fußla
gerbereiches der Spindellagerung nach
Fig. 2;
Fig. 4 einen zentralen Längsschnitt durch ein
erfindungsgemäßes Spindeloberteil mit
aufgesetztem Kops sowie eine schematische
Darstellung der Biegelinien der Eigen
schwingungen erster bis vierter Ordnung
des Spindeloberteils.
Das Spindeloberteil 10 nach Fig. 1 besteht aus einem Auf
satz 11 zur Aufnahme eines nicht darstellten Kops sowie einem
Spindelschaft 12 zum Einsatz in eine Spindellagerung. Der
Spindelschaft 12 weist an seinem unteren Ende einen Verjün
gungsbereich 12.1 auf. Rechts vom Längsschnitt durch das
Spindeloberteil 10 sind in Fig. 1 die Biegelinien des Spindel
oberteils bei Anregung mit Eigenschwingungen erster bis vier
ter Ordnung dargestellt. Bei hohen Drehzahlen stellen sich
insbesondere die Biegelinien 13 und 14 der Eigenschwingungen
zweiter und dritter Ordnung ein. Für die Biegelinie 14 ist
durch ein Kreuz ein Angriffsbereich 15 eines Halslagers 16
(Fig. 2) markiert. Wie man aus Fig. 1 ersieht, weisen die
Biegelinien 14 und 19 in diesem Bereich 15 einen Schwin
gungsknotenbereich auf, und die Biegelinie 13 der Eigenschwin
gung zweiter Ordnung weist an dieser Stelle 15 einen Bereich
mit geringer radialer Auslenkung auf. Weitere Schwingungskno
tenbereiche sowohl der Biegelinie 13 zweiter Ordnung als auch
der Biegelinie 14 dritter Ordnung und der Biegelinie 19 vier
ter Ordnung fallen mit einem Übergangsbereich 17 zur Verjün
gungszone 12.1 des Schaftes 12 zusammen. Das untere Schaften
de 18 führt hingegen bei Anregung mit allen vier Eigenschwin
gungen erster bis vierter Ordnung eine relativ starke radiale
Auslenkung aus. Das in Fig. 1 dargestellte Spindeloberteil 10
führt zu Verbesserungen der Laufruhe der Spindel bei hohen
Drehzahlen unabhängig vom Aufbau der Spindellagerung. Die
Schwingungsknoten der Eigenschwingungen höherer Ordnung fallen
alle in den Bereich des Halslagers der Spindellagerung. Auf
diese Weise sind die dort auftretenden Lagerkräfte nur relativ
gering. Die starke Auslenkung des Spindeloberteils im Bereich
des Spindelfußes 18 wird vom Fußlager gedämpft. Eine optimal
auf die Form des Spindeloberteils 10 abgestellte Spindellage
rung ist in den Fig. 2 und 3 gezeigt. Das Halslager dieser
Spindellagerung 20 ist ein in radialer Richtung unelastisch
angeordnetes Wälzlager. Das Fußlager ist nun jedoch zweige
teilt ausgebildet und besteht aus einem radialen Führungs
glied 21 in Form eines Radialgleitlagers und einem Dämpfungs
glied 22 im Bereich des unteren Schaftendes 18. Wie insbeson
dere aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist das radiale Führungs
glied 21 im Übergangsbereich 17 zwischen Schaft 12 und Verjün
gungsbereich 12.1 des Schafts angeordnet. Dieses kann radial
elastisch sein. Das Dämpfungsglied besteht aus einem Radial
gleitlager 23 und einem Axialgleitlager 24. Beide Gleitla
ger 23 und 24 sind innerhalb einer mit ölnuten versehenen
Büchse 25 angeordnet, die wiederum von einer Dämpfungsspira
le 26 umgeben ist. Zur axialen Abstützung des unteren Schaf
tendes 18 ist eine axial gerichtete Schraubenfeder vorgesehen,
die ebenfalls in radialer Richtung beweglich gelagert ist. Auf
diese Weise ist sichergestellt, daß die Dämpfung der Auslen
kungen des unteren Schaftendes 18 die Laufruhe des Spindel
oberteils nicht beeinträchtigt.
In Fig. 4 ist das Spindeloberteil 10 nach Fig. 1 mit einem
aufgesetzten Kops 30 dargestellt. Dabei sind zwei Aufnahme
stellen 31 und 32 des Kops 30 am Spindeloberteil 10 vorgese
hen. Diese in Höhe der Linien 33 und 34 angeordneten Aufnahme
stellen 31 und 32 sind bezüglich der Biegelinien 35 und 36 der
Eigenschwingungen erster und zweiter Ordnung des Spindelober
teils 10 im Bereich von Schwingungsbäuchen angeordnet, wie das
Diagramm nach Fig. 4 zeigt. Die Schwingungsbäuche im Bereich
der Aufnahmestellen 31 und 32 sind gegeneinander um 180° pha
senverschoben. Bei Einleitung der Unwuchten des Kops 30 an
diesen Stellen 31 und 32 auf das Spindeloberteil 10 führt dies
zu einer Dämpfung der Eigenschwingungen erster und zweiter
Ordnung. Dafür werden die Eigenschwingungen dritter und vier
ter Ordnung, die durch die Biegelinien 37 und 38 dargestellt
sind, angeregt. Hier fallen nun die Aufnahmestellen 31 und 32
des Kops 30 mit Schwingungsknotenbereichen der Biegelinien 37
und 38 zusammen. Die Eigenschwingungen dritter und vierter
Ordnung haben den Vorteil, daß sie im Bereich des Halslagers,
in Fig. 4 durch die horizontale Linie 39 dargestellt, einen
Knotenbereich aufweisen. Ein weiterer Knotenbereich ist im
Übergangsbereich zum verjüngten Schaftende 12.1 lokalisiert.
Wird nun eine Spindellagerung gemäß den Fig. 2 und 3 verwen
det, so fallen also sämtliche Knotenbereiche der höheren Ei
genschwingungen des Spindelschafts 12 mit radialen Führungs
gliedern in Form des Halslagers 16 sowie des radialen Füh
rungsgliedes 21 zusammen. Die auftretenden Lagerkräfte sind
also bei diesen Eigenschwingungen am geringsten. Die starke
Auslenkung des unteren Schaftendes 18 wird vom Dämpfungs
glied 22 aufgefangen und gedämpft.
Claims (6)
1. Spinn- und Zwirnspindeloberteil mit einem Aufsatz zur Auf
nahme eines Kops und einem Spindelschaft zum Einsatz in
ein Spindellager mit einem Hals- und einem Fußlager, da
durch gekennzeichnet, daß der Spindelschaft (12) an seinem
unteren Ende einen Verjüngungsbereich (12.1) aufweist und
die Länge des Schaftes (12) und des Verjüngungsberei
ches (12.1) derart gewählt sind, daß der Angriffsbereich
des Halslagers (16) des Spindellagers (20) und das obere
Ende (17) des Verjüngungsbereiches (12.1) des Spindel
schaftes (12) mit Schwingungsknoten oder Bereichen gerin
ger Amplitude der hauptsächlich auftretenden Eigen
schwingungen (13, 14, 19) des Spindeloberteils (10) zu
sammenfallen.
2. Spinn- und Zwirnspindeloberteil nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das untere Ende (18) des Verjüngungs
bereiches (12.1) mit einem Schwingungsbauch der hauptsäch
lich auftretenden Eigenschwingungen (13, 14, 19) des Spin
deloberteils zusammenfällt.
3. Spinn- und Zwirnspindeloberteil nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß am Aufsatz (11) zwei Aufnahme
stellen (31, 32) für einen Kops (30) vorgesehen sind, die
mit Schwingungsbäuchen der Eigenschwingungen erster und
zweiter Ordnung (35, 36) des Spindeloberteils (10) zusam
menfallen.
4. Spindellager für ein Spinn- und Zwirnspindeloberteil nach
einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einem Hals- und einem Fuß
lager für den Spindelschaft, dadurch gekennzeichnet, daß
das Fußlager (21, 22) aufgeteilt ist in ein radiales Füh
rungsgleitlager (21), das in Höhe des oberen Endes (17)
des Verjüngungsbereiches (12.1) des Spindelschaftes (12)
angeordnet ist, und in ein radiales und axiales Dämpfungs
glied (22), das im Bereich des Fußendes (18) des Schaf
tes (12) angeordnet ist.
5. Spindellager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
das Dämpfungsglied (22) von einem Radialgleitlager (23)
und einem Axialgleitlager (24) gebildet wird, die in
radialer Richtung elastisch gelagert sind.
6. Spindellager nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich
net, daß zur Abstützung der Schaftspitze (18) eine axial
gerichtete Feder (27) vorgesehen ist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19618436A DE19618436A1 (de) | 1996-05-08 | 1996-05-08 | Spinn- und Zwirnspindeloberteil |
CZ971273A CZ127397A3 (en) | 1996-05-08 | 1997-04-28 | Upper part of spinning and twisting spindle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19618436A DE19618436A1 (de) | 1996-05-08 | 1996-05-08 | Spinn- und Zwirnspindeloberteil |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19618436A1 true DE19618436A1 (de) | 1997-11-13 |
Family
ID=7793669
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19618436A Ceased DE19618436A1 (de) | 1996-05-08 | 1996-05-08 | Spinn- und Zwirnspindeloberteil |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ127397A3 (de) |
DE (1) | DE19618436A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1134311A1 (de) * | 2000-03-01 | 2001-09-19 | Spindelfabrik Neudorf GmbH | Umwindespindel für Textilmaschinen |
WO2022218814A1 (de) * | 2021-04-15 | 2022-10-20 | Saurer Spinning Solutions Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur bereitstellung von bauteilinformationen an einem textilmaschinenbauteil sowie textilmaschinenbauteil |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2704946A (en) * | 1952-03-29 | 1955-03-29 | Universal Winding Co | Textile spindle |
-
1996
- 1996-05-08 DE DE19618436A patent/DE19618436A1/de not_active Ceased
-
1997
- 1997-04-28 CZ CZ971273A patent/CZ127397A3/cs unknown
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2704946A (en) * | 1952-03-29 | 1955-03-29 | Universal Winding Co | Textile spindle |
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EP1134311A1 (de) * | 2000-03-01 | 2001-09-19 | Spindelfabrik Neudorf GmbH | Umwindespindel für Textilmaschinen |
WO2022218814A1 (de) * | 2021-04-15 | 2022-10-20 | Saurer Spinning Solutions Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur bereitstellung von bauteilinformationen an einem textilmaschinenbauteil sowie textilmaschinenbauteil |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CZ127397A3 (en) | 1997-11-12 |
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Legal Events
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---|---|---|---|
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8131 | Rejection |