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Dokumentenidentifikation DE4234754A1 21.04.1994
Titel Spinn- oder Zwirnspindel
Anmelder Novibra GmbH, 73277 Owen, DE
Erfinder Braxmeier, Hans, 7334 Süßen, DE
Vertreter Wilhelm, H., Dr.-Ing.; Dauster, H., Dipl.-Ing., Pat.-Anwälte, 70174 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 15.10.1992
DE-Aktenzeichen 4234754
Offenlegungstag 21.04.1994
Veröffentlichungstag im Patentblatt 21.04.1994
IPC-Hauptklasse D01H 7/10
Zusammenfassung Bei einer Spinn- oder Zwirnspindel, deren Schaft mittels eines als Rollenlager ausgebildeten Halslagers gelagert ist, laufen die Rollen in einem Lageraußenring um, der unter Zwischenschaltung eines elastischen Dämpfungsringes in einem Lagergehäuse angeordnet ist. Der Dämpfungsring erstreckt sich über die gesamte Breite des Lageraußenringes und ist dünnwandig mit einer Stärke von 0,3 bis 1,5 mm ausgebildet.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Spinn- oder Zwirnspindel mit einem antreibbaren Schaft, der in einem Lagergehäuse mittels eines als Rollenlager ausgebildeten Halslagers gelagert ist, dessen Rollen in einem Lageraußenring umlaufen, der unter Zwischenschaltung eines elastischen Dämpfungsringes, welcher sich über die gesamte Breite des Lageraußenringes erstreckt, in dem Lagergehäuse angeordnet ist.

Bei einer Spinn- oder Zwirnspindel dieser Art (DE-PS 21 13 618) ist der elastische Dämpfungsring verhältnismäßig dickwandig ausgebildet. Er soll dazu beitragen, die Geräuschbildung der Spindel zu verringern. Die Dickwandigkeit des aus Kunststoff bestehenden Dämpfungsringes führt jedoch zu dem Nachteil, daß mit zunehmender Betriebsdauer sich die genaue Lage des Halslagers verändert, da sich der Kunststoff unter der Wirkung radialer Kräfte, beispielsweise eines Antriebsriemens, "setzt". Dies bedeutet, daß eine unter der Wirkung von Kräften hervorgerufene Verformung sich nicht mehr vollständig zurückbildet, wenn die Spindel entlastet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, sich die an sich bekannte geräuschmindernde Maßnahme zunutze zu machen, ohne daß die ursprüngliche Genauigkeit des Halslagers verloren geht.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Dämpfungsring dünnwandig mit einer Stärke von 0,3 bis 1,5 mm ausgebildet ist.

Infolge der sehr geringen Wandstärke des elastischen Dämpfungsringes wirken sich Setzvorgänge des Kunststoffes nicht nennenswert aus. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß entsprechend dem Schwingungsbild des Halslagerbereiches eine dünnwandige Ummantelung den gewünschten Zweck vollkommen erfüllt unter der Voraussetzung, daß sie genügend großflächig ist. Es braucht an dieser Stelle keine großen Ausweichbewegungen zu geben, sondern es geht in erster Linie darum, die hochfrequenten Schwingungen zu dämpfen und sie nicht zum Lagergehäuse durchfließen zu lassen. Die Dünnwandigkeit des Dämpfungsringes führt darüber hinaus zu einem weiteren Vorteil, nämlich daß ein üblicherweise im Bereich des Halslagers angeordneter Antriebswirtel mit kleinerem Durchmesser ausgeführt werden kann, wodurch bei gleicher Riemengeschwindigkeit größere Spindeldrehzahlen möglich werden.

Bei einer ersten Ausführung ist vorgesehen, daß der Dämpfungsring direkt den Lageraußenring umfaßt. Dies führt zu besonders kleinen Durchmessern des Lagergehäuses im Bereich des Halslagers.

Bei einer anderen Ausführung ist vorgesehen, daß der Dämpfungsring eine den Lageraußenring umgebende Lagerhülse umfaßt. Diese Anordnung ist insbesondere dann sinnvoll, wenn zum Erzielen der angesprochenen Großflächigkeit des Dämpfungsringes ein verhältnismäßig schmaler Lageraußenring durch die Lagerhülse verbreitert werden soll oder wenn für das Halslager vor dessen Montage eine Einbaueinheit geschaffen werden soll.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Dämpfungsring von einem Schutzring umgeben ist. Dieser Schutzring ist in gleicher Weise mit dem Dämpfungsring verbunden wie der Lageraußenring oder eine diesen umgebende Lagerhülse und wird insbesondere dann angewendet, wenn eine Einbaueinheit geschaffen werden soll.

Bei einer Ausführung der Erfindung ist der Dämpfungsring in den zwischen dem Lagergehäuse einerseits und dem Lageraußenring oder der Lagerhülse andererseits befindlichen Dämpfungsring eingespritzt. Bei dieser Ausführung werden der Lageraußenring sowie ein eventuell vorhandener Schutzring durch eine Montagehilfe im Abstand zueinander gehalten, das heißt bei bereits in das Lagergehäuse eingeschobenem Halslager richtig positioniert. Danach wird eine Elastomer-Masse eingebracht, durch Einspritzen in den Ringspalt. Diese Ausgestaltung wird man zweckmäßig dann vorsehen, wenn ein Spindelhersteller die zugehörigen Lagerungen selbst herstellt.

Bei einer anderen Ausführung ist der Dämpfungsring sowohl mit dem Schutzring als auch mit dem Lageraußenring oder der Lagerhülse vor dem Einsetzen in das Lagergehäuse durch Vulkanisieren verbunden. Bei dieser Ausführung gibt es dann zwischen dem Schutzring und dem Lagergehäuse einen normalen Preßsitz. Durch das Vulkanisieren ist der Schutzring mit dem Lageraußenring oder der Lagerhülse bereits vor der Montage fest verbunden. Diese Maßnahme wird also zweckmäßigerweise dann vorgesehen werden, wenn ein Spindelhersteller die Halslagerung von einem Unterlieferanten bezieht. Vorteilhaft bei dieser Variante ist zusätzlich, daß mehrere dünne Wandungen aufeinanderfolgen, was schwingungstechnisch zur Abkoppelung der Lagergeräusche günstig ist.

Vorteilhaft ist das Lagergehäuse im Bereich des Dämpfungsringes dünnwandiger ausgeführt. Die bereits durch den Dämpfungsring gedämpften Schwingungen, soweit sie dennoch durchkommen, können sich dann nicht so gut weiter fortpflanzen. Man erhält mit der genannten Maßnahme eine Schichtung von dünnen Wandungen.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist das Lagergehäuse eine Ringschulter auf, gegen die sich der Dämpfungsring abstützt.

Im Lagergehäuse entsteht dadurch ein Querschnittssprung, wobei weder der Lageraußenring noch die eventuell vorhandene Lagerhülse direkt an der Ringschulter anliegen. Der den Lageraußenring oder die Lagerhülse ummantelnde Dämpfungsring füllt die Ecke an der Ringschulter mit dem Elastomer aus, wodurch der Vorteil entsteht, daß durch den Querschnittssprung der Durchfluß von Schallschwingungen erschwert wird. Dies führt zu einer zusätzlichen Lärmdämpfung.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele.

Es zeigen

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Spinn- oder Zwirnspindel im Bereich des Halslagers,

Fig. 2 bis 6 Teilansichten ähnlich Fig. 1 im Bereich unterschiedlich ausgebildeter Halslager.

Die erfindungsgemäße Spinn- oder Zwirnspindel nach Fig. 1 ist nur im Bereich eines Halslagers 1 dargestellt, das als Rollenlager ausgebildet ist, mit welchem ein Schaft 2 in einem Lagergehäuse 3 gelagert ist. Das ebenfalls im Lagergehäuse 3 angeordnete Fußlager ist nicht mit dargestellt.

Im Bereich des Halslagers 1 ist das Lagergehäuse 3 von einem napfförmigen Antriebswirtel 4 übergriffen, der oberhalb des Halslagers 1 der vorzugsweise vertikal angeordneten Spindel mit einem hülsenartigen Bereich 5 drehfest auf den Schaft 2 aufgepreßt ist. Am Antriebswirtel 4 liegt bei Betrieb ein Antriebsriemen 6 an, beispielsweise ein Tangentialriemen, der sich in Längsrichtung der Spinn- oder Zwirnmaschine erstreckt und der eine Vielzahl von Spindeln antreibt.

Kurz unterhalb des Antriebswirtels 4 ist das Lagergehäuse 3 an einer Spindelbank 7 befestigt. Hierzu weist die Spindelbank 7 eine Durchgangsbohrung 8 auf, die etwas größer ist als der Durchmesser des Lagergehäuses 3 an dieser Stelle. Lediglich in einem kurzen unteren Bereich 9 weist das Lagergehäuse 3 einen vergrößerten Durchmesser auf, der zum Positionieren des Lagergehäuses 3 dem Durchmesser der Bohrung 8 entspricht.

Im Bereich der Spindelbank 7 ist das Lagergehäuse 3 mit einem Außengewinde 10 versehen. Auf dieses Außengewinde 10 ist eine Mutter 11 aufgeschoben, die sich oberhalb der Spindelbank 7 befindet und die das Lagergehäuse 3 gegen einen unterhalb der Spindelbank 7 befindlichen Flansch 12 des Lagergehäuses 3 verspannt. Zwischen der Mutter 11 und der Spindelbank 7 ist noch ein Unterlegring 13 zwischengeschaltet, während unterhalb der Spindelbank 7 der Abstand zum Flansch 12 mit einem weiteren Ring 14 überbrückt wird. Einer der Ringe 13, 14 weist einen geringen Planschlag auf, wodurch sich der Schaft 2 der Spinn- oder Zwirnspindel bezüglich eines nicht dargestellten Spinn- oder Zwirnringes einjustieren läßt.

Der Antriebsriemen 6 übt auf das Halslager 1 radiale Kräfte aus, die eine elastische Verformung hervorrufen. Es wird angestrebt, daß diese Verformung definiert ist und im elastischen Bereich bleibt. Aus diesem Grunde ist beispielsweise vorgesehen, daß das Lagergehäuse 3 ohne zwischengeschaltete Kunststoffelemente mit der Spindelbank 7 verbunden ist. Kunststoffelemente haben nämlich die unangenehme Eigenschaft, sich unter der Wirkung von Kräften im Laufe der Zeit zu "setzen", sich also etwas bleibend zu verformen.

Damit dennoch vom Halslager 1 herrührende Lärmgeräusche, die durch den unvermeidlichen Unrundlauf entstehen, sich nicht zu der Spindelbank 7 fortpflanzen, von wo sie lärmverstärkend abgestrahlt werden könnten, ist vorgesehen, das Halslager 1 selbst schwingungstechnisch vom Lagergehäuse 3 abzukoppeln. Zu diesem Zwecke ist der im Querschnitt kastenförmige Lageraußenring 15, an dem die Rollen 16 des Halslagers 1 anlaufen, über die gesamte Breite des Lageraußenringes 15 von einem aus Elastomer bestehenden elastischen Dämpfungsring 17 umgeben.

Es muß darauf geachtet werden, das auch der aus Kunststoff bestehende Dämpfungsring 17 sich nicht unter der Wirkung radialer Kräfte "setzen", das heißt bleibend verformen kann. Aus diesem Grunde ist der Dämpfungsring 17 sehr dünnwandig ausgeführt, mit einer Stärke von 0,3 bis 1,5 mm, vorzugsweise 0,4 bis 0,5 mm. Diese dünne Wandstärke des Dämpfungsringes 17 trägt dazu bei, daß das Lagergehäuse 3 im Bereich des Antriebswirtels 4 im Durchmesser sehr klein gehalten werden kann. Es wurde erkannt, daß ein solch dünnwandiger Dämpfungsring 17 auch ohne große Ausweichbewegungen sehr wohl in der Lage ist, hochfrequente Schwingungen zu dämpfen und diese nicht zum Lagergehäuse 3 durchfließen zu lassen. Die Dünnwandigkeit des Dämpfungsringes 17 ist jedoch nur dann statthaft, wenn der Dämpfungsring 17 genügend großflächig ausgebildet ist.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist der Lageraußenring 15 direkt vom Dämpfungsring 17 umfaßt. Zum Abkoppeln des Lageraußenringes 15 vom Lagergehäuse 3 mittels des Dämpfungsringes 17 wird zunächst der Lageraußenring 15 mittels eines geeigneten Werkzeuges auf dem Schaft 2 innerhalb des Lagergehäuses 3 in Position gebracht. Anschließend wird in den zwischen Lageraußenring 15 und Lagergehäuse 3 befindlichen Ringspalt das den Dämpfungsring 17 erzeugende Elastomer eingespritzt. Der Lageraußenring 15 ist danach mit dem Lagergehäuse 3 fest verbunden. Wegen der Dünnwandigkeit des Dämpfungsringes 17 behält das Halslager 1 seine genaue Position auch nach längerem Betrieb bei.

Wie ersichtlich, ist das Lagergehäuse 3 im Bereich des Halslagers 1 dünnwandiger ausgeführt als in dem Bereich unterhalb des Halslagers 1. Eventuell durch den Dämpfungsring 17 noch durchtretende Schwingungen werden daher zusätzlich durch den Querschnittssprung abgedämpft. Dabei ist es vorteilhaft, daß der Lageraußenring 15 nicht unmittelbar an der Ringschulter 18 des Querschnittssprunges im Lagergehäuse 3 anliegt, sondern daß ein Stück des Dämpfungsringes 17 zwischengeschaltet ist. Der Dämpfungsring 17 stützt sich somit an der Ringschulter 18 ab.

Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 2 bis 6 ist lediglich der Bereich des Halslagers 1 dargestellt. Die Anordnung zu den übrigen Bauteilen der Spinn- oder Zwirnspindel soll jedoch wie bei Fig. 1 sein, so daß auf eine nochmalige Beschreibung dieser Bauteile verzichtet wird. Es wird hierzu auf die Beschreibung der Fig. 1 verwiesen.

Die Ausführung nach Fig. 2 unterscheidet sich von der Ausführung nach Fig. 1 im wesentlichen dadurch, daß die Rollen 216 an einem Lageraußenring 215 anlaufen, der die Rollen 216 lediglich in radialer Richtung festlegt. Die axiale Festlegung wird durch zwei Zusatzringe 219 und 220 vorgenommen.

Auch hier ist nach der Vormontage des Halslagers 1 ein Elastomer in den Ringspalt zwischen dem Lageraußenring 215 und dem Lagergehäuse 203 eingespritzt worden, wodurch der Dämpfungsring 217 entstand. Der Dämpfungsring 217 umfaßt somit den Lageraußenring 215 direkt und verhindert, daß der metallene Zwischenring 220 direkt an der Ringschulter 218 des Lagergehäuses 203 anliegt.

Bei der Ausführung nach Fig. 3 sind die Rollen 216 und der Lageraußenring 215 gleich ausgeführt wie bei Fig. 2. Allerdings ist der Lageraußenring 215 hier von außen mit einer zusätzlichen Lagerhülse 321 umfaßt, die breiter ist als der Lageraußenring 215. Dadurch ergibt sich eine größere Auflagefläche für den elastischen Dämpfungsring 317, der somit großflächiger ausgebildet werden kann, wodurch sich die Flächenpreßung verringert.

Auch bei der Ausführung nach Fig. 3 ist nach der Vormontage des Halslagers 1 ein Elastomer in den Ringspalt zwischen der Lagerhülse 321 und dem Lagergehäuse 303 eingespritzt worden. Nach dem Einspritzen ist die Lagerhülse 321 mit dem Lagergehäuse 303 durch Vulkanisieren fest verbunden.

Bei dieser Ausführung bestehen zwischen den Rollen 216 und dem dünnwandigen Bereich des Lagergehäuses 303 zusätzlich drei weitere dünnwandige Schichten, nämlich der Lageraußenring 215, die Lagerhülse 321 und der Dämpfungsring 317. Dies ist zur Geräuschabkopplung insgesamt günstig. Weiterhin liegt auch hier der Dämpfungsring 317 und nicht etwa ein metallisches Bauteil an der Ringschulter 318 an.

Die Ausführung nach Fig. 4 ähnelt in ihrer äußeren Gestaltung im Bereich des Halslagers 1 weitgehend der Ausführung nach Fig. 1, jedenfalls hinsichtlich der Rollen 16 und des Lageraußenringes 15.

Bei der Ausführung nach Fig. 4 ist jedoch, abweichend von Fig. 1, ein zusätzlicher Schutzring 422 vorgesehen, der den elastischen Dämpfungsring 417 außen einfaßt. Dadurch wird es möglich, bereits vor einer Montage des Halslagers 1 den Lageraußenring 15 mit dem Zusatzring 422 durch Vulkanisieren zu verbinden, indem das den späteren Dämpfungsring 417 bildende Elastomer aufgebracht wird. Es entsteht somit eine Baueinheit, bestehend aus dem Lageraußenring 15, dem Dämpfungsring 417 und dem Zusatzring 422, die anschließend mit Preßsitz in das Lagergehäuse 403 eingeschoben werden kann.

Bei dieser Ausführung stützt sich der Zusatzring 422 auf der Ringschulter 418 des Lagergehäuses 403 ab.

Während die Ausführungen nach Fig. 1 bis 3 von einem Spindelhersteller zweckmäßigerweise bevorzugt werden, welcher die Halslager 1 selbst herstellt, wird die Ausführung nach Fig. 4 - wie auch die Ausführungen nach Fig. 5 und 6 - von einem Hersteller bevorzugt werden, der die Halslager 1 von einen Unterlieferanten zukauft.

Die Ausführung nach Fig. 5 entspricht im Prinzip der Ausführung nach Fig. 4, das heißt der elastische Dämpfungsring 517 ist auch hier von einem Zusatzring 522 eingefaßt. Die Rollen 216 sowie der Lageraußenring 215 entsprechen der Ausführung nach Fig. 2, das heißt es sind auch hier zur axialen Festlegung der Rollen 216 Zwischenringe 219 und 220 vorgesehen.

Bei Fig. 5 ist, ähnlich wie bei Fig. 3, eine Lagerhülse 521 vorgesehen, die den Lageraußenring 215 umgibt und die ihrerseits von dem Dämpfungsring 517 umfaßt wird.

Das den Dämpfungsring 517 bildende Elastomer wird bereits vor der Montage des Halslagers 1 sowohl auf die Lagerhülse 521 als auch auf den Zusatzring 522 aufvulkanisiert, so daß ein Verbund-Bauteil gebildet wird, welches dann mittels Preßsitz in das Lagergehäuse 503 eingefügt wird. Der Zusatzring 522 stützt sich dann gegen die Ringschulter 518 ab.

Die Ausführung nach Fig. 6 entspricht im Prinzip der Ausführung nach Fig. 5, zumindest hinsichtlich der Rollen 216, des Lageraußenringes 215 und der Zwischenringe 219 und 220.

Auch hier ist der Lageraußenring 215 zunächst von einer Lagerhülse 621 umgeben, die allerdings länger ausgebildet ist als bei der Ausführung nach Fig. 5, und zwar ähnlich der Ausführung nach Fig. 3. Dadurch wird es möglich, den Dämpfungsring 617 großflächiger auszubilden.

Auch bei der Ausführung nach Fig. 6 wird das Elastomer sowohl auf einen äußeren Zusatzring 622 als auch auf die Lagerhülse 621 durch Vulkanisieren aufgebracht, wodurch das den Dämpfungsring 617 enthaltende Verbundteil entsteht, das in das Lagergehäuse 603 eingefügt wird. Der Zusatzring 622 stützt sich dabei gegen die Ringschulter 618 ab.


Anspruch[de]
  1. 1. Spinn- oder Zwirnspindel mit einem antreibbaren Schaft, der in einem Lagergehäuse mittels eines als Rollenlager ausgebildeten Halslagers gelagert ist, dessen Rollen in einem Lageraußenring umlaufen, der unter Zwischenschaltung eines elastischen Dämpfungsringes, welcher sich über die gesamte Breite des Lageraußenringes erstreckt, in dem Lagergehäuse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungsring (17; 217; 317; 417; 517; 617) dünnwandig mit einer Stärke von 0,3 bis 1,5 mm ausgebildet ist.
  2. 2. Spindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungsring (17; 217; 417) direkt den Lageraußenring (15; 215) umfaßt.
  3. 3. Spindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungsring (317; 517; 617) eine den Lageraußenring (215) umgebende Lagerhülse (321; 521; 621) umfaßt.
  4. 4. Spindel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungsring (417; 517; 617) von einem Schutzring (422; 522; 622) umgeben ist.
  5. 5. Spindel nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungsring (17; 217; 317) in den zwischen dem Lagergehäuse (3; 203; 303) einerseits und dem Lageraußenring (15; 215) oder der Lagerhülse (321) andererseits befindlichen Ringspalt eingespritzt ist.
  6. 6. Spindel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungsring (417; 517; 617) sowohl mit dem Schutzring (422; 522; 622) als auch mit dem Lageraußenring (15; 215) oder der Lagerhülse (521; 621) vor dem Einsetzen in das Lagergehäuse (403; 503; 603) durch Vulkanisieren verbunden ist.
  7. 7. Spindel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagergehäuse (3; 203; 303; 403; 503; 603) im Bereich des Dämpfungsringes (17; 217; 317; 417; 517; 617) dünnwandiger ausgeführt ist.
  8. 8. Spindel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagergehäuse (3; 203; 303) eine Ringschulter (18; 218; 318) aufweist, gegen die sich der Dämpfungsring (17; 217; 317) abstützt.






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