PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE4343394A1 30.06.1994
Titel Spindel für Spinnmaschine
Anmelder Maschinenfabrik Rieter AG, Winterthur, CH
Erfinder Biberstein, Hugo, Stadel, CH;
Burgermeister, Ulrich, Gachnang, CH
Vertreter Canzler, R., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 85055 Ingolstadt
DE-Anmeldedatum 18.12.1993
DE-Aktenzeichen 4343394
Offenlegungstag 30.06.1994
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.06.1994
IPC-Hauptklasse D01H 7/10
IPC-Nebenklasse D01H 7/12   D01H 7/20   
Zusammenfassung Eine Spindel (1) für eine Spinnmaschine besteht aus einem Rotor (3) zur Aufnahme eines Garnkörpers (9) und einem Stator (2) zur Aufnahme des Rotors (3) mit einer zwischen Rotor (3) und Stator (2) angeordneten Lagerung, die bevorzugt aus Rillenkugellagern (31, 32) besteht. Der Stator (2) wird von einem Aufnahmeteil (5) der Spinnmaschine getragen. Mindestens je ein Teil (26, 31) des Stators (2) und der Lagerung (31, 32) liegen im Inneren des Rotors. Dadurch ergibt sich eine geringe Baulänge der Spindel, ein geringes Massenträgheitsmoment des Rotors und gleichzeitig ein hohes Widerstandsmoment der Spindel gegen Biegedeformation. Die Lager (31, 32) sind wie die ganze Spindel (1) in ihrer Umgebung elastisch abgestützt. Schwingungen können sich so nicht von der Spindel auf die Spinnmaschine übertragen.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Spindel für eine Spinnmaschine mit einem Rotor zur Aufnahme eines Garnkörpers und mit einem Stator zur Aufnahme des Rotors mit einer zwischen Rotor und Stator angeordneten Lagerung, wobei der Stator in einem Aufnahmeteil der Spinnmaschine sitzt und mindestens je ein Teil des Stators und der Lagerung im Inneren des Rotors liegen, und eine elastische Einlage bei der Lagerung vorgesehen ist. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Spinnmaschine mit einer Anzahl nebeneinander angeordneter Spindeln.

Spindeln von Spinnmaschinen werden in der Textilindustrie zum Teil als Zubehör als komplette Einheiten bezogen, müssen leicht austauschbar sein und sollen nach Möglichkeit wartungsfrei sein.

Als Beispiel einer Spindel sei die europäische Patentschrift 0 077 886 herausgegriffen, in der eine Spindel im üblichen Grundaufbau, jedoch mit einer Umlaufschmierung für die zwei Wälzlager dargestellt wird. Der Stator der Spindel ist ein topfförmiges im Aufnahmeteil der Spinnmaschine eingelassenes Gebilde, in dem der Rotor der Spinnmaschine steckt. Mindestens ein Lager zwischen Rotor und Stator liegt auf einer Seite des Aufnahmeteils, während der zur Aufnahme eines Garnkörpers ausgebildete Teil des Stators auf der anderen Seite des Aufnahmeteils angeordnet ist. Dadurch ergibt sich eine große Baulänge der ganzen Spindel, wodurch ein großes Massenträgheitsmoment des Rotors resultiert.

Beispiele für Spindeln gemäß Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs sind aus der deutschen Auslegeschrift 17 60 064 und dem US-Patent 2 909 027 zu ersehen.

Mit solchen elastischen Einlagen ist es möglich, die Schwingungen der Spindel aufgrund einer Unwucht oder einer Anregung durch einen Antriebsriemen zu reduzieren. Bei den bekannten Konstruktionen können aber höherfrequente Schwingungen auf das Gestell der Spinnmaschine übertragen werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Spindel gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs so zu verbessern, daß die Schwingungen im gesamten Frequenzbereich der Anregungen wirksam reduziert werden. Zur Lösung dieser Aufgabenstellung führen die Mittel im Kennzeichen des unabhängigen Anspruchs. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. Als elastische Einlage wird bevorzugt einerseits ein gummielastisches Element, oder ein Flüssigkeitspolster verwendet, andererseits ein elastisch deformierbarer Ring, der gemeinsam mit dem gummielastischen Element die Lagerkräfte aufnehmen kann.

Dadurch lassen sich Schwingungen in einem großen Frequenzbereich reduzieren, wodurch mit höheren Spindeldrehzahlen gefahren werden kann. Die Anordnung eines gummielastischen Elementes neben einem weiteren elastischen Element hat den Vorteil, daß sich auch bei längerer Belastung keine bleibenden Deformationen in den Lagerungen ergeben können, sei es in den Lagerungen zwischen Stator und Rotor oder an der Befestigungsstelle der Spindel im Aufnahmeteil, das üblicherweise Spindelbank genannt wird.

Die Lagerung besteht aus mindestens einem Wälzlager, das lebensdauergeschmiert sein kann, und das in einer Bohrung des Rotors sitzt. Die Lagerung kann auch zwei voneinander entfernte Lagerstellen aufweisen, die bevorzugt in einem Abstand von mindestens 1/3 der Rotorlänge voneinander entfernt sind. In einer besonderen Ausführung befindet sich der Rotor mit der Lagerung oberhalb des Aufnahmeteils für die Spindel. Der Stator sitzt dann in einer Bohrung des Aufnahmeteils oder auf dem Aufnahmeteil und erstreckt sich nach oben in das Innere des Rotors. Sofern die Spindel durch ein mechanisches Antriebsmittel, bspw. einen Riemen, angetrieben wird, ist der Angriffspunkt des Antriebsmittels am Rotor so zu legen, daß er zwischen den voneinander entfernt liegenden Lagerstellen der Lagerung liegt, oder der Angriffspunkt des Antriebsmittels ist in der Symmetrieebene einer Lagerstelle der Lagerung. Zwischen Stator und Rotor können sich elastische Einlagen befinden, welche zur Schwingungsdämpfung des Rotors dienen und die Übertragung von Schwingungen des Rotors auf das Aufnahmeteil der Spinnmaschine weitgehend unterbinden. Dabei werden die Lagerkräfte zwischen Stator und Rotor wenigstens teilweise über die elastischen Einlagen übertragen. Der Stator kann so am Aufnahmeteil befestigt sein, daß wenigstens die zur Achse des Rotors quer verlaufenden Aufnahmekräfte über mindestens eine elastische Einlage zwischen Rotor und Aufnahmeteil übertragen werden. In einer bevorzugten Ausführung sind zwei voneinander entfernt liegende lebensdauergeschmierte Rillenkugellager zur Lagerung des Rotors auf dem Stator verwendet, wobei sich diese Lager oberhalb des Aufnahmeteils der Spinnmaschine befinden.

Eine Spindel gemäß diesen Merkmalen ist leicht austauschbar, hat nur geringe Abmessungen und ein geringes Massenträgheitsmoment des Rotors und ist praktisch wartungsfrei. Durch die konzentrische Lage des Rotors mit dem darin liegenden Stator ergibt sich ein hohes Widerstandsmoment der Spindel gegen Biegedeformation.

Im folgenden werden verschiedene Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Spindel nach dem Stand der Technik in schematischer Darstellung,

Fig. 2a eine Ausführungsform der Erfindung mit voneinander entfernt liegenden Wälzlagern,

Fig. 2b ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem mehrreihigen Wälzlager, das nahe beim Antriebsmittel der Spindel angeordnet ist,

Fig. 2c eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels in Fig. 2a,

Fig. 2d eine weitere Abwandlung des Ausführungsbeispiels in Fig. 2a,

Fig. 3 das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2a, im Detail.

Das Aufnahmeteil 5 der Spinnmaschine wird normalerweise als Spindelbank bezeichnet, in der bei einer Spindel nach dem Stand der Technik ein topfförmiger Stator sitzt, in dessen Inneren zwei Lagerstellen 31, 32 den Rotor 3 führen. Das Antriebsmittel 43, in Fig. 1 als Teil eines Riemens dargestellt, übt ein vergleichsweises großes Biegemoment auf den Rotor aus, das zu großen Lagerkräften in den Lagerstellen 31 und 32 führt. Im Unterschied dazu ist der Stator nach der Erfindung in Fig. 2a so ausgebildet, daß er sich von der Spindelbank bzw. dem Aufnahmeteil 5 nach oben erstreckt und zwei Lager trägt, welche ihrerseits über ihre äußeren Begrenzungsflächen den Rotor 3 abstützen. Das Antriebsmittel 43 greift zwischen den Lagern 31 und 32 an, wodurch die Lagerkräfte wesentlich kleiner als im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 nach dem Stand der Technik sind.

Wie in Fig. 2b dargestellt, können beide Lager 31, 32 unmittelbar nebeneinander angeordnet sein oder in einem einzigen Wälzlager vereinigt sein, das mit Vorteil in Höhe des Angriffspunkts des Antriebsmittels 43 sitzt.

Das Ausführungsbeispiel in Fig. 2c unterscheidet sich von jenem in Fig. 2a prinzipiell dadurch, daß das untere Lager 32 außen am Rotor 3 angeordnet ist, und daß der Stator (zwei) an dieser Stelle das untere Lager 32 von außen umfaßt. Dieses Lager kann, wie in Fig. 2c dargestellt, als Wälzlager oder wie in Fig. 2d dargestellt als Gleitlager ausgebildet sein. Im letzteren Fall bedingt dies eine Ölschmierung im unteren Teil des Rotors 3 bzw. Stators 2. In Fig. 2d ist deshalb schematisch eine Ölfüllung 35 dargestellt. Der Stator in den erläuterten Beispielen besteht jeweils aus einem Oberteil 26 und einem Unterteil 6, das sich auf dem Aufnahmeteil 5 der Spinnmaschine abstützt. Zur Sicherung der Spindeln im Aufnahmeteil dient eine zentrale Mutter 33. Anstatt durch einen Riemen kann die Spindel auch durch einen Elektromotor angetrieben werden, dessen direkt auf dem Rotor 3 befestigter Anker 44 in Fig. 2d angedeutet ist.

In Fig. 3 ist das in Fig. 2 bereits schematisch dargestellte Ausführungsbeispiel im Detail dargestellt. Im Rotor 3 der Spindel 1 sitzt der Stator 2 mit dem oberen Lager 31 und dem unteren Lager 32, die bevorzugt als lebensdauergeschmierte gekapselte Rillenkugellager aufgeführt sind. Ein Wirtel 4 als Teil des Rotors 3 ist mit diesem über einen Preßsitz unterhalb einer Unterwindkrone 41 zusammengefügt. Unten am Wirtel 4 ist an einer Lauffläche 42 der Angriffspunkt des Antriebsmittels 43, das hier als Abschnitt eines Riemens dargestellt ist. Der Wirtel ist im Bereich des unteren Lagers 32 so erweitert, daß er einen Ring 28 umfaßt, in dem das untere Lager 32 sitzt. Der Ring 28 weist Aussparungen auf, die durch elastische Einlagen 24a, 24b gefüllt sein können. Im oberen Teil des Stators 2 geht der Oberteil 26 in einen Einsatz 21 über, der sich über elastische Einlagen 22 oder 23 und 25 radial bzw. axial im Stator 2 abstützt. Der Einsatz 21 wiederum trägt das obere Lager 31, das den Rotor 3 oben radial führt. Auf diese Weise ist eine schlanke Bauart des Rotorkörpers im Bereich des Lagers 31 möglich. Die elastischen Einlagen 22, 23, 24a, 24b, 25 bewirken, daß Schwingungen im System Rotor/Stator weitgehend unterbunden werden. Der Rotor dient dazu, eine Hülse 8 zu tragen, auf die ein Garnkörper 9 aufgewickelt wird. Der Stator steckt in einem Unterteil 6, der in einer Bohrung des Aufnahmeteils 5 sitzt. Der Stator 2 wird im Unterteil 6 mittels einer Mutter 33 gesichert, während der Unterteil 6 mittels einer Mutter 73 im Aufnahmeteil 5 befestigt ist. Der Teil des Stators 2, der im Unterteil 6 sitzt, wird als Befestigungsteil 27 bezeichnet. Um die Übertagung von Schwingungen von der Spindel auf das Aufnahmeteil 5 zu verhindern oder zu reduzieren, kann der Unterteil 6 einen Einsatz 7 aufweisen, in den elastische Einlagen 71 und 72 eingelassen sind.

Da das untere Lager 32 nahe beim Angriffspunkt des Antriebsmittels 43 liegt, wird das untere Lager 32 im wesentlichen nur durch die Kraft FR des Antriebsmittels und die Fliehkraft FW aufgrund der Unwucht des Wirtels 4 in radialer Richtung beansprucht. Im weiteren wirken im oberen Teil der Spindel Kräfte FK und FS, die als Unwuchtkräfte des Garnkörpers und der Spindel zu betrachten sind. Diese Kräfte werden in erster Linie durch das obere Lager 31 aufgenommen und über den Stator 2 in das Aufnahmeteil 5 eingeleitet. Auf Grund dieser Bauart kann der Rotor 3 in einer dünnen Wandstärke ausgeführt werden, wodurch sein Massenträgheitsmoment gering bleibt.

Der Einsatz 7 und der Ring 28 werden bevorzugt wie in Fig. 3 dargestellt als federelastisches Teil ausgeführt, das abwechselnd sich axial und radial erstreckende Partien aufweist. Während beim Ring 28 die elastischen Einlagen 24a, 24b sich zwischen den radialen und axialen Partien befinden, weist der Einsatz 7 eine elastische Einlage 72 zwischen zwei axial und einer radial sich erstreckenden Partie auf, während die zweite elastische Einlage 71 außen an einer axialen Partie liegt. Der Einsatz 7 stützt sich unterhalb der äußeren axialen Partie beim Bezugszeichen 7 radial gegen das Unterteil 6 ab und wird so von diesem zentriert. Die Kräfte zwischen dem Einsatz 7 und dem Unterteil 6 werden also in radialer Richtung sowohl von der elastischen Einlage 71, als auch unten am Einsatz 7 übertragen. Bei einer guten Schwingungsdämpfung bleibt aufgrund dieser Anordnung die Position der Spindel 1 im Aufnahmeteil 5 zuverlässig erhalten. Beim Austausch einer Spindel müssen weder das Unterteil 6 noch der Einsatz 7 demontiert werden, da das Befestigungsteil 27 gegenüber dem Einsatz 7 einen Schiebesitz mit einer engen Toleranz aufweist.


Anspruch[de]
  1. 1. Spindel für Spinnmaschine mit einem Rotor (3) zur Aufnahme eines Garnkörpers (9) und mit einem Stator (2) zur Aufnahme des Rotors (3) mit einer zwischen Rotor und Stator angeordneten Lagrung (31, 32), wobei der Stator (2) in einem Aufnahmeteil (5) der Spinnmaschine sitzt und mindestens je ein Teil (26) des Stators (2) und der Lagerung (31, 32) im inneren des Rotors liegen und eine elastische Einlage (24a, 24b) bei der Lagerung (32) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (2) ebenfalls wenigstens zum Teil über eine elastische Einlage (7, 71, 72) im Aufnahmeteil (5) gelagert ist.
  2. 2. Spindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei mindestens über 1/3 der Rotorlänge voneinander entfernte Lagerstellen (31, 32) vorhanden sind.
  3. 3. Spindel nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Lagerung (31, 32) oberhalb des Aufnahmeteils (5) der Spindel (1) befindet.
  4. 4. Spindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Angriffspunkt eines Antriebsmittels (43) des Rotors (3) zwischen Lagerungen (31, 32) liegt, oder daß der Angriffspunkt des Antriebsmittels (43) in der Symmetrieebene einer Lagerung (31, 32) liegt.
  5. 5. Spindel nach einem der obengenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Stator (2) und Rotor (3) elastische Einlagen (22, 23, 24a, 24b, 25) angeordnet sind, und zwar so, daß die Lager (31, 32) zwischen Stator (2) und Rotor (3) wenigstens teilweise durch die elastischen Einlagen (22, 23, 24a, 24b, 28) gehalten werden.
  6. 6. Spindel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lager (31) auf einem Einsatz (21) sitzt, der über elastische Einlagen (23, 24, 25) am Stator (2) befestigt ist.
  7. 7. Spindel nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lager (32) von einem Ring (28) umfaßt wird, an dem mindestens eine elastische Einlage (24a, 24b) so angebracht ist, daß die Lagerkraft teilweise über die elastische Einlage (24a, 24b) übertragen wird.
  8. 8. Spindel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung (31, 32) mindestens ein lebensdauergeschmiertes Rillenkugellager aufweist.
  9. 9. Spindel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Einlage teilweise aus einem gummielastischen Element (24a, 71) und teilweise aus einem elastisch deformierbaren Ring (28, 7) besteht.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com