DE4040103A1 - Spinn- oder zwirnspindel mit elektromotorischem einzelantrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spinn- oder Zwirnspindel mit elek­ tromotorischem Einzelantrieb, deren Spindeloberteil mit einem Schaft mittels eines Halslagers und eines Fußlagers in einem Spindellagergehäuse gelagert ist, mit welchem ein Stator eines Elektromotors drehfest verbunden ist, dessen Rotor drehfest mit dem Spindeloberteil verbunden ist.

Bei Spinn- oder Zwirnspindeln, die mit an einen Wirtel des Spindeloberteils angreifenden Riemen angetrieben werden, sind verschiedene Formen für das Halslager bekannt. Beispielsweise ist es bekannt (DE-OS 19 51 669), als Halslager ein Schrägkugel­ lager vorzusehen. In der Regel werden jedoch heute für Halsla­ ger von Spinn- oder Zwirnspindeln Rollenlager vorgesehen.

Es ist auch bekannt, Rollenlager als Halslager vorzusehen, wenn die Spinn- oder Zwirnspindel mit einem elektromotorischen Ein­ zelantrieb versehen ist (DE-OS 21 54 781, DE-PS 33 36 577). Es hat sich überraschend gezeigt, daß derartige Halslager bei ei­ nem elektromotorischen Einzelantrieb einem erhöhten Verschleiß unterliegen. Dies liegt möglicherweise daran, daß anders als bei einem Riemenantrieb bei einem elektromotorischen Einzel­ antrieb keine radiale Kraftkomponente mehr auf das Halslager ausgeübt wird. Ohne diese radiale Belastung treten zwischen dem Spindelschaft, den Rollen und dem Außenring Relativbewegungen auf, die zu einem unruhigen Spindellauf führen und Ursache für einen vorzeitigen Verschleiß sind.

Es ist auch bekannt (DE-OS 38 14 513), den Schaft einer Spinn- oder Zwirnspindel mit einer Wellenlagerung zu versehen, die aus zwei Kugellagern gebildet wird, zwischen denen der Rotor ange­ ordnet ist. Diese Ausbildung entspricht nicht mehr der herkömm­ lichen Spindellagerung, bei welcher die Spindeln nach oben aus dem Spindellagergehäuse einfach herausgezogen werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spinn- oder Zwirnspindel der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich durch einen ruhigen Lauf und verringerten Verschleiß im Bereich der Lagerungen auszeichnet.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Halslager ein Kugel­ lager ist, auf dessen Kugelreihe sich der Schaft von oben mit einer Ringschulter abstützt, und daß die Kugelreihe in einem Lageraußenring gehalten ist, der eine hohlkugelförmige sich zum Spindeloberteil hin erweiternde Lauffläche für die Kugeln auf­ weist.

Bei dieser Ausbildung übernimmt das Halslager die Abstützung des Spindeloberteils in axialer Richtung. Dabei werden die in einer normalen Serienfertigung unvermeidlichen Toleranzen so weit überbrückt, daß die Ringschulter an den Kugeln und die Kugeln an dem Lageraußenring anliegen. Diese ständige Lagerbe­ lastung mit einer radialen Kraftkomponente führt dazu, daß ein ruhiger Lauf erhalten wird und vorzeitiger Verschleiß vermieden wird. Dabei ist es möglich, daß das Spindeloberteil eine Pen­ delbewegung ausführen kann, deren Mittelpunkt dem Mittelpunkt der hohlkugelförmigen Lauffläche des Lageraußenringes ent­ spricht. Des weiteren bleibt die Möglichkeit erhalten, das Spindeloberteil mit dem Schaft nach oben aus dem Spindellager­ gehäuse herauszuziehen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß die Kugeln in einem kegelstumpfförmigen Käfig gehalten sind.

Damit ist sichergestellt, daß die Kugeln auch bei einem Heraus­ ziehen des Schaftes aus dem Spindellagergehäuse in ihrer vorbe­ stimmten Position bleiben. Um sicherzustellen, daß die Kugeln und der Kugelkäfig nicht mit aus dem Spindellagergehäuse her­ ausgezogen werden, wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß der Lageraußenring nach oben mit einem Schutz­ ring abgedeckt ist, der den Käfig und die Kugelscheibe über­ greift.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß der Rotor in axialer Richtung etwa mittig zu dem Halslager an­ geordnet ist, wozu an dem Schaft ein etwa topfförmiges Verbin­ dungsteil angebracht ist, das den Bereich des Halslagers über­ greift und das den Rotor trägt. Damit wird sichergestellt, daß trotz der zugelassenen Pendelbewegung der Luftspalt zwischen Stator und Rotor klein gehalten werden kann.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestell­ ten Ausführungsform.

Die Zeichnung zeigt einen Teil-Axialschnitt durch eine erfin­ dungsgemäße Spinn- oder Zwirnspindel mit elektromotorischem Einzelantrieb.

Das nur teilweise dargestellte Spindeloberteil (1) ist mit einem Schaft (2) versehen, der in einem Spindellagergehäuse (6) mittels eines Halslagers und eines Fußlagers gelagert ist. Das Fußlager wird dadurch gebildet, daß das in seinem Durchmesser verringerte Ende (8) des Schaftes (2) in einer Gleitlagerhülse (9) radial gelagert ist. Die Gleitlagerhülse (9) ist mittels einer Führungshülse (10) gehalten, die in bekannter Weise mit nicht dargestellten spiralförmigen Schlitzen versehen ist, so daß die Lagerhülse (9) Radialbewegungen ausführen kann. Im Bereich der Gleitlagerhülse (9) ist die Führungshülse (10) mit einer bekannten Dämpfungsspirale (11) umgeben, die zwischen der Führungshülse (10) und der Innenwandung des Spindellagergehäu­ ses (6) angeordnet ist. Der Bereich der Dämpfungsspirale (10) befindet sich in einem Ölbad.

Das Halslager ist als ein Kugellager ausgebildet, das mit einer Reihe von Kugeln (13) versehen ist. Die Kugeln (13) sind mit einem nur gestrichelt angedeuteten Käfig (14) gehalten, der eine kegelstumpfförmige, sich nach unten verjüngende Gestalt aufweist. Der Spindelschaft (2) ist mit einer Ringschulter (15) versehen, die sich von oben auf den Kugeln (13) abstützt. Die Lauffläche der Ringschulter (15) ist an den Durchmesser der Kugeln (13) angepaßt. Die axiale Höhe der Ringschulter (15) ist etwas geringer als der Kugelradius. Die Kugeln (13) laufen außen auf einem Lageraußenring (17), der in einen Einsatz (18) eingesetzt ist, der seinerseits in das obere Ende des Spindel­ lagergehäuses (6) eingepreßt ist. Der Lagerring (17) besitzt eine hohlkugelförmige Lauffläche (19), die sich nach oben er­ weitert. Der Radius der hohlkugelförmigen Lauffläche (19) ist so gewählt, daß der Mittelpunkt in geringem Abstand oberhalb der Ringschulter (15) liegt, d. h. in einem Abstand in der Grö­ ßenordnung von 0 mm bis 3 mm oberhalb des oberen Randes der Ringschulter (15). Dadurch wird erreicht, daß die Axialkräfte mit einer relativ großen Radialkomponenten an dem Lageraußen­ ring (17) aufgenommen werden. Das Spindeloberteil (1) kann so­ mit Pendelbewegungen um den Mittelpunkt der hohlkugelförmigen Lauffläche (19) des Lageraußenringes (17) ausführen.

Die Ringschulter (15) ist so gestaltet, daß das Spindeloberteil (1) mit dem Schaft (2) nach oben herausgezogen werden kann. Der Lageraußenring (17) ist mit einem Schutzring (20) abgedeckt, der die Kugeln (13) und den Käfig (14) umgreift, so daß ein Mitherausziehen der Kugeln (13) und des Käfigs (14) bei dem Herausziehen des Schaftes (2) aus dem Lagergehäuse (6) vermie­ den wird.

An dem Spindeloberteil (1) ist ein topfförmiges Verbindungsteil (16) angebracht, das einen relativ starkwandigen Boden aufweist, mit dem es drehfest mit dem Spindeloberteil (1) verbunden ist. Dieses Verbindungsteil (16) übergreift das Halslager mit einem relativ dünnen Wandteil. An der zylindrischen Außenfläche des Verbindungsteils (16) ist ein nur schematisch dargestellter Rotor (4) eines Elektromotors angebracht. Das Halslager befin­ det sich etwa in axialer Mitte des Rotors (4). Unter Belassen eines Luftspaltes ist der Rotor (4) mit einem Stator (5) umgeben, der an einem Gehäuse (7) angebracht ist, das seiner­ seits mit dem Spindellagergehäuse (6) fest verbunden ist.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform wird vorgesehen, daß der Stator (5) eines Elektromotors unmittelbar außen an dem Spindellagergehäuse (6) angebracht wird. Der diesen Stator (5) dann als Außenläufer umgebende Rotor (4) ist dann wieder mit dem Spindeloberteil (1) verbunden, wobei er dann innen inner­ halb eines topfartigen Verbindungsteils angeordnet ist.

Claims (4)

1. Spinn- oder Zwirnspindel mit elektromotorischem Einzel­ antrieb, deren Spindeloberteil mit einem Schaft mittels eines Halslagers und eines Fußlagers in einem Spindellagergehäuse ge­ lagert ist, mit welchem ein Stator eines Elektromotors drehfest verbunden ist, dessen Rotor drehfest mit dem Spindeloberteil verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Halslager ein Kugellager ist, auf dessen Kugelreihe sich der Schaft (2) von oben mit einer Ringschulter (15) abstützt, und daß die Kugel­ reihe in einem Lageraußenring (17) gehalten ist, der eine hohl­ kugelförmige, sich zum Spindeloberteil (1) hin erweiternde Lauffläche (19) für die Kugeln (13) aufweist.

2. Spinn- oder Zwirnspindel nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kugeln (13) in einem kegelstumpfförmigen Käfig (14) gehalten sind.

3. Spinn- oder Zwirnspindel nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der Lageraußenring (17) nach oben mit einem Schutzring (20) abgedeckt ist, der den Käfig (14) und die Kugelreihe übergreift.

4. Spinn- oder Zwirnspindel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (4) in axialer Rich­ tung etwa mittig zu dem Halslager (13, 15, 17) angeordnet ist, wozu an dem Spindeloberteil (1) ein etwa topfförmiges Verbin­ dungsteil (16) angebracht ist, das den Bereich des Halslagers übergreift und das den Rotor (4) trägt.