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Schmiereinrichtung für das als Wälzlager ausgebildete Halslager von
Spinn- und Zwirnspindeln Die Erfindung bezieht sich auf eine Schmiereinrichtung
für Spinn- und Z-#virnspindellagerungen, bei denen als Halslager ein Wälzlager verwendet
wird.
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Bei derartigen Spindeln erfolgt die Schmierung des Halslagers im allgemeinen
durch geringste Ülmengen, die bei rotierendem Schaft hochgef'o'rdert werden. Diese
Einrichtung, die erfahrungsgemäß bei normalen Betriebsbedingungen, d. h. bei nicht
zu hohen Drehzahlen und gut rundlaufenden, nicht zu schweren Spulen, für die Praxis
genügt, reicht jedoch unter erschwerten Betriebsverhältnissen häufig nicht aus.
Bei Schmierpausen von 5ooo bis 7000 Stunden, die im normalen Betrieb üblich
sind, treten deshalb bei hodhbeanspruchten Spindeln oft Schäden am Halslager infolge
Sghmiermittelmangels auf. Es sind eine Reihe von Einrichtungen bekannt und angewandt
worden, die bezwecken, eine bessere Förderung des öles und damit auch eine ausreichende
Schmierung des Halslagers zu sichern. Diese Einrichtungen benutzen die Rotation
des Spindelschaftes für die Förderung des Öles sowie in manchen Fällen auch die
an den Spindeln auftretenden Schwingungserscheinungen. Es ist dabei aber sehr schwer,
die Förderung von Schmieröl so abzustimmen, daß sie für das Halslager gerade richtig
ist. Jede zu 'hohe Förderung wirkt sich nämlich ähnlich schädlich aus wie zu geringe
Schmiermittelzufuhr, weil bei übermäßiger Ölzufuhr das Halslager sich erwärmt und
der Kraftbedarf der Spindel ansteigt. Außerdem hat eine zu reic'hlic'he Schmierung
des Halslagers C)1-verluste zur Folge, wodurch die mit einer Öl-
füllung
zu erreichende Betriebszeit verkürzt wird. Zu einer Förderwirkung von Öl infolge
von Schwingungen der Spindel ist noch zu erwähnen, daß eine Spindel mit gut ausgebildeter
Schwingungsdämpfung keine nennenswerten Schwingungen zeigen soll.
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Durch die Schmiereinrichtung gemäß der Erfindung ist es gelungen,
eine ausreichende, jedoch sparsame Schmierung des Halslagers auf neuem Wege zu erreichen,
nämlich dadurch, daß die den Spindelschaft mit Zwischenraum umgebende, flüssiges
Schmiermittel enthaltende Lagerhülse an einer dem Spindelschaft zugekehrten Innenfläche
mit Ablenkflächen versehen ist, die den vom rotierenden Spindelschaft hervorgerufenen
glatten Umlauf der Schmierflüssigkeit derart stören, daß diese ins Schäumen gerät
und einen in das Halslager gelangenden Öldunst abgibt. Im- Gegensatz zu den bekannten
Oldunstschmierungen für Wälzlager wird also hier !kein zusätzliches Mittel, wie
etwa Preßluft, zum Erzeugen des Ölnebels verwendet.
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Bei dieser Art von Schmierung verbraucht die Spindel sehr wenig Öl,
so d'aß man die Zeitabstände, in denen Schmiermittel nachgefüllt werden muß, merklich
verlängern kann. Noch größere Schmierabstände lassen sich erreichen, wenn entsprechend
dem Erfindungsgedanken durch einen den Raum zwischen Spindelschaft und Lagerhülse
oberhalb des Halslagers abschließenden Deckel dafür gesorgt wird, daß der Öldunst
nicht über dem Halslager aus der Spindel entweichen kann. Eine solche Einrichtung
bringt noch den weiteren Vorteil mit sich, daß 01, das sonst nach der ersten
Inbetriebnahme infolge zu hohen Standes im Gehäuse über das Halslager hinausgeworfen
würde, größtenteils gesammelt wird und erhalten bleibt.
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Die Lagerhülse nach der Erfindung ermöglicht zugleich eine einfache
arbeits- und werkstoffsparende Fertigung und bietet die Möglichkeit zu einer neuartigen,
besonders zweckmäßigen Befestigung sowdhl des Fußlagers als auch der Einzelteile,
die für die Schwingungsdämpfung nötig sind.
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Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise dargestellt.
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Fig. i ist einLängsschnitt durch eine erfindungsgemäß gestaltete Schmiereinrichtung
bzw. Lagerhülse mit teilweise in Ansicht gezeichnetem Spindelschaft; Fig. 2, 3 und
4 zeigen Querschnitte durch die Lagerhülse in drei verschiedenen Ausführungsformen
; Fi.g. 5 ist eine Lagerhülse anderer Ausführungsform im Längsschnitt und Fig. 6
ein Querschnitt dazu; Fig. 7 zeigt im Axialschnitt die Abdeckeinrichtung zum Zurückhalten
von zunächst überschüssiger Schmierflüssigkeit; Fig. 8 zeigt in gleicher Darstellungsweise
.eine demselben Zweck dienende Abdeckeinrichtung anderer Ausführungsform, und Fig.
g ist ein Oüerschnitt durch eine gemäß Fig. 5 angewandte Dämpfungshülse.
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In der Lager- bzw. Spindel-hülse i, die mittels des kugeligen Kopfes
2, wie an sich bekannt, pendelnd im Lagerkörper 22 ruht, ist mittels des Rollenlagers
3 und eines in Fig. i nicht, wohl aber in Fig. 5 gezeichneten Fußlagers 7 der Schaft
5 der rasch rotierenden Spindel gelagert. Die Schmierflüssigkeit, z. B. Öl, füllt
den unteren Teil des Raumes zwischen Spindelhülse i und Spindelschaft 5 aus und
wird von dem sich sehr schnell drehenden Spindelschaft mitgenommen. Ihr Umlauf wird
jedoch gestört durch Unregelmäßigkeiten auf der Innenseite der Hülse i. Nach Fig.
i und 2 ist nämlich erfindungsgemäß die Innenfläche der Spindelhülse i mit einer
Längsnut 6 versehen, die der umlaufenden Schmierflüssigkeit eine Stoßkante entgegengestellt
und damit zu einer lokalen Wirbelbildung sowie zum Eindringen von Ölbläschen in
die obere Flüssigkeitsschicht Anlaß gibt. Man beobachtet Schaumbildung, aufsteigende
Ölbläschen und Öldunst, der bis in das Halslager 3 eindringt und dessen sichere
aber sparsame Schmierung besorgt. Wie Versuche gezeigt haben, ist es möglich, auf
diese Weise auch dann die Schmierung des Halslagers noch sicherzustellen, wenn der
Ölstand schon so weit gesunken ist, daß eine Förderung von Öl in das Halslager in
der bisher üblichen Weise durch das Umlaufen des Spindelschaftes nicht mehr möglich
ist.
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Statt der Längsnut 6 kann auch gemäß Fig. 3 ein längs verlaufender
leistenartiger Vorsprung 16 verwendet werden oder gemäß Fig. q. die vorstehende
Kante 26 eines im wesentlichen geschlossenen Längsschlitzes.
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Statt der gezeichneten, in der Längsrichtung durchlaufenden Störungs-
oder Ablenkungsflächen sind auch einzelne auf die Innenfläche der Spindelhülse verteilte
Erhöhungen oder Vertiefungen anwendbar.
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Am geeignetsten hat sich ein offener Längsschlitz 36 (Fig. 5 und 6)
erwiesen, der eine Ölzirkulation aus der Lagerhülse i in den sie umgebenden Hohlraum
des Lagerkörpers 22 erlaubt und den Schmiermittelfassungsraum vergrößert.
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Der offene Schlitz 36 hat den Vorteil, daß er nicht nur sehr einfach
hergestellt werden kann, sondern sich auch gut dem Ölbedarf des Halslagers 3 anpassen
läßt, wenn er, z. B. oben in der Nähe des Halslagers 3 enger gehalten wird als unten,
da ein hoher Ölbestand in der Spindelhülse weniger Osdunstbildung verlangt als ein
niederer. Weiter kann beim Festlegen der Breite des Schlitzes der Einfluß der Drehzahl,
mit der die Spindel umläuft, berücksichtigt werden. Der Schlitz 36 bietet also die
Möglichkeit, die Schmierung auf einfachste Weise dem Bedarf entsprechend zu dosieren.
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Fertigungsgemäß gestattet der Schlitz, die Lagerhülse aus einem aus
Blech gerollten offenen Rohr anzufertigen, das ohne weitere Nacharbeit an den Hülsenkopf
2 angeschweißt wird. Auch die Montage des Fußlagers 7 vereinfacht sich bei einer
solchen
Ausführungsform der Lagerhülse, weil es nicht mehr eingepreßt werden mini und demzufolge
auch ein genaues Bearbeiten der Fußlagersitzfläche in der Lagerhülse nicht mehr
nötig ist. Es wird lediglich ein Schrumpfring 9 aufgesetzt, der neben der Aufgabe,
die Dämpfungsorgane 13 und q. zu halten, die geschlitzte Lagerhülse von außen fest
an das Fußlager anlegt.
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Bei knapper Ölfüllung der Spindel ist eine besonders gute Verbindung
des äußeren Ölraumes zwischen Gehäuse und Lagerhülse mit dem inneren Ölraum zwischen
Schaft und Lagerhülse erwünscht, um auch unter solchen Verhältnissen noch einen
Ölumlauf zu erhalten, der die Bildung von Öldunst zum Schmieren des Halslagers sichert.
Es ist deshalb zweckmäßig, auch bei der außerhalb der eigentlichen Lagerhülse i
liegenden Dämpfungsbüchse 13 Aussparungen anzubringen oder sie entsprechend Fig.
5 und 9 als offenes Rohr mit einem durchgehenden Längsschlitz 46 herzustellen.
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Bei jeder neuen Füllung des Schmiermittel-Vorratsraumes wird normalerweise
etwas mehr öl in die Spindel eingefüllt, als nötig ist. Dieses 01
wird im
allgemeinen in den ersten Betriebsstunden über das Halslager aus der Spindel herausgeschleudert,
bis der Ölstand so weit abgesunken ist, daß die Förderung nachläßt. Um es nach Möglichkeit
zum Schmieren des Halslagers nutzbar zu machen und die Zeit, über die eine Schmierfüllung
reicht, noch weiter zu verlängern, empfiehlt es sich, über dem Halslager 3 Abdec'keinriohtungen
anzubringen, die einerseits das über das Halslager herausgeworfene öl speichern
und im Lauf der Zeit langsam wieder abgeben sowie andererseits einen besseren Abschluß
des Halslagers gegen ein Austreten des Öldunstes bilden.
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Nach Fig. 5 ist ein nicht abnehmbarer Deckel 8 mit verhältnismäßig
großem Hohlraum i2 vorgesehen, in dem das 01 gefangen wird und aus dem es
bei Maschinenstillständen wieder in die Spindel zurückfließt.
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Fig. 7 zeigt eine ähnliche Abdeckeinrichtung mit dem Unterschied,
daß der Deckel 8 abnehmbar ist und mit Fett gefüllt werden kann, das in der Anfangszeit,
solange noch 01 über das Halslager hinausgefördert wird, als Ölspeicher dient
und seinen Schmiermittelvorrat dann im Laufe der Zeit wieder abgibt. Außerdem wirkt
eine solche Fettfüllung als gute Abdichtung gegen den Austritt von Öldunst.
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In Fig. 8 befindet sich im Deckel 8 der labyrinthartige Abschluß und
eine Speichereinrichtung, bestehend aus kammartig aufeinandergesetzten scheibenförmigen
Körpern 23 und 2q..
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Die Mannigfaltigkeit der dargestellten Ausführungsbeispiele läßt erkennen,
daß die Verwirklichung der Erfindungsgedanken darüber hinaus auch unter weiteren
Abwandlungen möglich ist. So können beispielsweise die den Schmierflüssigkeitsumlauf
störenden Flächen statt an der Lagerhülse an beliebigen, mit der Lagerhülse in Verbindung
stehenden und .die Drehbewegung nicht mitmachenden Teilen angeordnet sein.