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Spinn- oder Zwirnspindel - Dokument DE4419595A1
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE4419595A1 07.12.1995
Titel Spinn- oder Zwirnspindel
Anmelder Spindelfabrik Hartha GmbH, 04746 Hartha, DE
DE-Anmeldedatum 03.06.1994
DE-Aktenzeichen 4419595
Offenlegungstag 07.12.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 07.12.1995
IPC-Hauptklasse D01H 7/10
IPC-Nebenklasse D01H 7/12   D01H 7/08   
Zusammenfassung Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Spinn- oder Zwirnspindel zu schaffen, die eine einfache Justierung während des Laufes in der Betriebsdrehzahl gestattet und auch an vorhandenen Ringspinn- oder -zwirnmaschinen problemlos nachgerüstet werden kann.
Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß das Spindelgehäuse aus drei lösbar miteinander verspannten Elementen (Gehäusekopf, Zwischenstück, Gehäusefuß) besteht, die zylindrische Mantelflächen und Bohrungen aufweisen, welche exzentrisch zueinander angeordnet sind. Durch zielgerichtetes Verdrehen der Exzenter gegeneinander wird die Justierung der Spindel bei Betriebszahl herbeigeführt.
Die Erfindung ist an Spinn- oder Zwirnspindeln anwendbar.

Beschreibung[de]

Die Spindeloberteile von Spinn- oder Zwirnspindeln nehmen während des Betriebes unter äußeren Beeinflussungen (aufgesetzter Kops, Fadenzugkräfte, Kräfte der Antriebselemente) eine andere Lage ein als in der Ruhestellung. Die Justierung in der Betriebslage ist jedoch entscheidend für einen fehlerfreien Spinn- oder Zwirnprozeß. Es ist deshalb erforderlich, die Spindel nach der Montage entsprechend ihrem Betriebsverhalten neu zu justieren. Bisher hierfür gefundene Lösungen haben meist den Nachteil, daß die Verspannung der Spindel mit der Spindelbank hierfür wieder gelöst werden muß. Demzufolge ist keine Justierung während des Laufens der Spindel in der Betriebsdrehzahl möglich. Diesem Nachteil versuchen die Lösungen gemäß der DD-PS 2 36 762 und der DE-OS 33 20 056 zu begegnen; ihre Anwendung ist jedoch mit anderweitigen Nachteilen verbunden.

So wird gemäß der DD-PS 2 36 762 das Justieren des Spindeloberteiles mit Hilfe von drei Schrauben und eines oder mehrerer verformbarer Zwischenstücke realisiert. Dazu muß die Spindelbank zusätzlich mit mindestens drei Bohrungen versehen werden. Ein nachträglicher Einbau von Spindeln mit einer derartigen Justiereinrichtung in vorhandene Ringspinnmaschinen ist somit nicht oder nur mit großem Aufwand möglich.

Bei der einstellbaren Spindellagerung gemäß der DE-OS 33 20 056 ist in die Spindelbank eine Hülse nahezu spielfrei fest eingeschraubt. Diese Hülse ist mit einem schmalen inneren Bund Lagerort für ein Spindelunterteil und gestattet im Rahmen der Elastizität ein gewisses Verschwenken der Lagerhülse. Im Abstand vom Schwerpunkt wird die Lagerhülse von einer Scheibe umfaßt,welche wiederum mit der an der Spindelbank befestigten Hülse durch eine weitere Mutter verschraubt werden kann. Nachteilig ist bei dieser Ausführung, daß an der Spindel selbst keine Einrichtung für das feinfühlige Verstellen der Spindellage vorhanden ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Spinn- oder Zwirnspindel zu schaffen, die eine einfache Justierung während des Laufes in der Betriebsdrehzahl gestattet und auch an vorhandenen Ringspinn- oder -zwirnmaschinen problemlos nachgerüstet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 genannten Merkmale gelöst. Die Patentansprüche 2 bis 6 beinhalten weitere ausgestaltende Merkmale der Erfindung.

Durch das Lösen der Verspannung von Gehäusefuß und Zwischenstück des Spindelgehäuses und Verdrehen des gelösten Bauteiles gegen das andere ist innerhalb einer vorgewählten Grenze eine beliebige Positionierung des Fußlagers gegenüber dem Halslager und damit ein Verschwenken der Rotationsachse des Spindelschaftes möglich. Die Grenze wird bestimmt durch die Exzentrizität e von Bohrung und Mantelfläche des Zwischenstückes und des Gehäusefußes. Der Fußpunkt der Rotationsachse kann demzufolge innerhalb einer Kreisfläche um die geometrische Achse der Spindel mit einem Radius von R = 2 e positioniert werden. Aus dieser Beziehung wird deutlich, daß die Exzentrizität e bei beiden Teilen gleich groß sein muß, denn nur so wird ermöglicht, daß Rotationsachse und geometrische Achse auch zusammenfallen können. Durch Lösen der Verspannung von Zwischenstück und Gehäusekopf und Verdrehen des gelösten Bauteiles (Zwischenstück und mit diesem verspannter Gehäusefuß) kann die Position des Fußlagers zum Halslager, die durch das vorangehende Verdrehen des Gehäusefußes zum Zwischenstück eingestellt wurde, im Bereich von 360° verstellt werden.

Nach dem Justiervorgang werden die genannten Bauteile wieder gegeneinander verspannt, wobei jederzeit ein Nachjustieren auf einfache Weise möglich ist. Die erfindungsgemäße Anordnung bringt jedoch noch einen anderweitigen Vorteil mit sich. Nach entsprechender Kennzeichnung der nach dem Justieren eingenommenen Stellungen an den Bauteilen kann nach Lösen der Verspannung der mit Öl gefüllte Gehäusefuß einfach aus der ansonsten fest mit der Spindelbank verbunden bleibenden Spindel herausgenommen und ein Ölwechsel vollzogen werden. Das Wiedereinsetzen kann problemlos entsprechend der vorher gefundenen Justierung erfolgen.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.

Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Spindel,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der gegenseitigen Anordnung von Gehäusekopf, Zwischenstück und Gehäusefuß,

Fig. 3 bis 7 Schnitte durch das Spindelgehäuse entsprechend Schnittlinie X-X in Fig. 2 in verschiedenen Lagen entsprechend der gegenseitigen Verdrehung von Gehäusekopf, Zwischenstück und Gehäusefuß,

Fig. 8 eine schematische Darstellung der beim Justieren der Spindel auftretenden geometrischen Zuordnungen.

Die Spindel weist in hinreichend bekannter Weise ein Spindelgehäuse 1 auf, welches in eine nicht dargestellte Spindelbank eingeschraubt und mittels einer Scheibe 2 und einer Mutter 3 mit dieser verspannt wird. Im Spindelgehäuse 1 ist ein Lagerrohr 4 angeordnet, in welchem mittels eines Halslagers 5 und eines Fußlagers 6 ein Spindelschaft 7 drehbar gelagert ist. Auf den Spindelschaft 7 ist ein Spindeloberteil 8 mit einem nicht näher bezeichneten Antriebswirtel aufgesetzt.

Das Lagerrohr 4 der dargestellten Spindel weist in bekannter Weise einen biegeelastischen Bereich 9 auf. Im Bereich des Fußlagers 6 ist das Spindelgehäuse 1 mit Öl gefüllt und das Lagerrohr 4 von einem spiralförmig gewickelten Dämpfungselement 10 umgeben, welches sich an der inneren Wandung des Spindelgehäuses 1 abstützt. Das Fußlager 6 kann vorteilhafterweise auch in axialer Richtung beweglich angeordnet und durch eine Feder 11 abgestützt sein.

Die Erfindung sieht nunmehr vor, daß das Spindelgehäuse 1 aus einem Gehäusekopf 1.1, einem Zwischenstück 1.2 und einem Gehäusefuß 1.3 besteht. Im Bereich des Gehäusekopfes 1.1, der aus montagetechnischen Gründen seinerseits wiederum aus einem rohrförmigen Grundkörper 1.11 mit einer dem Spindeloberteil 8 zugewandten kelchförmigen Erweiterung 1. 1 2 und einer in diese Erweiterung eingepreßten Buchse 1. 1 3 besteht, befindet sich der das Halslager 5 tragende Bereich des Lagerrohrs 4. Der Bereich des Lagerrohrs 4, der das Fußlager 6 enthält, wird wiederum vom Gehäusefuß 1.3 umfaßt. Die gegenseitige Zuordnung von Gehäusekopf 1.1, Zwischenstück 1.2 und Gehäusefuß 1.3 ist in den Fig. 2 und 3 deutlicher zu erkennen. Der Gehäusekopf 1.1 ist erfindungsgemäß mit einer zylindrischen Bohrung versehen; desgleichen das Zwischenstück 1.2 und der Gehäusefuß 1.3. Alle Elemente weisen außerdem eine zylindrische Mantelfläche auf. Die Achsen der Bohrungen und der Mantelflächen verlaufen parallel zueinander, sind jedoch beim Zwischenstück 1.2 und beim Gehäusefuß 1.3 um eine Exzentrizität e gegeneinander versetzt. Der Betrag der Exzentrizität e ist bei Zwischenstück 1.2 und Gehäusefuß gleich groß. Außerdem sind die Durchmesser der Bohrungen und der Mantelflächen so aufeinander abgestimmt, daß der Gehäusekopf 1.1 das Zwischenstück 1.2 und das Zwischenstück 1.2 den Gehäusefuß so umfaßt, die drei Bauelemente nahezu spielfrei, aber dreh- und schiebebeweglich ineinander verschachtelt werden können. Hinsichtlich der axialen Ausdehnung überdeckt der Gehäusekopf 1.1 das Zwischenstück 1.2 um einen bestimmten Betrag; desgleichen das Zwischenstück 1.2 den Gehäusefuß 1.3. Die Länge des Gehäusefußes 1.3 ist so bemessen, daß das sich daraus ergebende Volumen die erforderliche Ölmenge aufnehmen kann.

Zum Zwecke der gegenseitigen Verspannung ist der Gehäusekopf 1.1 mit einem Außengewinde 11 versehen (das zur Verspannung mit der Spindelbank ohnehin benötigt wird), in das eine Überwurfmutter 12 eingreift. Diese weist einen konischen Innenbund 13 auf, in den ein Sprengring 14 eingelegt ist. Durch Anziehen der Überwurfmutter 12 auf dem Außengewinde 11 wird der Sprengring 14 durch die konische Fläche des Innenbundes 13 sowohl in axialer Richtung gegen die untere Stirnfläche des Gehäusekopfes 1.1 gedrückt als auch in radialer Richtung eingeengt, so daß Gehäusekopf 1.1 und Zwischenstück 1.2 miteinander verspannt werden. Diese Verbindung ist zum Zwecke der Neujustierung lösbar.

In vergleichbarer Weise besteht zwischen Gehäusefuß 1.3 und Zwischenstück 1.2 eine solche lösbare und feststellbare Verbindung. Der Gehäusefuß 1.3 weist an seinem unteren Ende zwei um 90° versetzte Querbohrungen 15 auf, in die jeweils ein Stift 16 eingesetzt ist. Dieser Stift 16 greift in einen Einstich 17 in der inneren Wandung des Zwischenstückes 1.2 ein. Das andere Ende des Stiftes 16 ist mit einer Kegelfläche versehen, die mit einer ebensolchen Fläche eines Gewindestiftes 18 in Eingriff steht. Dieser ist in eine rechtwinklig zur Querbohrung 15 verlaufende Bohrung 19 eingesetzt. Vorzugsweise weist der Gewindestift 18 einen Innensechskant 20 auf.

Der Gehäusefuß 1.3 ist außerdem mit einem Dichtelement 21 versehen, das im montierten Zustand der Spindel an der inneren Wandung des Zwischenstückes 1.2 anliegt. Es hat die Aufgabe, ein Austreten des im Inneren des Spindelgehäuses 1 befindlichen Öles zu verhindern. Ein ebensolches Dichtelement 22 ist mit gleicher Zwecksetzung zwischen der Buchse 1.13 des Gehäusekopfes 1.1 und Zwischenstück 1.2 vorhanden.

Nicht dargestellt sind am unteren Ende des Gehäusefußes 1.3, außerhalb der Überdeckung durch das Zwischenstück 1.2, befindliche Angriffsflächen für ein Verstellelement. Dies können zum Beispiel Schlüsselflächen sein, die den Eingriff eines Maul- oder Ringschlüssels ermöglichen, oder Rasterflächen sein, die einer angreifenden Zange hinreichend Reibungswiderstand bieten.

Der Einbau der Spindel in die Spindelbank erfolgt in einer "Nullstellung", in der die Exzentrizitäten e von Gehäusefuß 1.3 und Zwischenstück 1.2 einander aufheben (Fig. 3). In dieser "Nullstellung" überdecken sich also die geometrische Achse A des Spindelgehäuses 1, die auch durch die Mitte des Halslagers 5 verläuft, und die Achse P der Bohrung des Gehäusefußes 1.3, die hier die Stellung P&sub1; einnimmt. Fig. 8 veranschaulicht dies durch eine schematische Darstellung des Verlaufes der Achsen A und P. Diese Nullstellung wird zweckmäßigerweise auch durch übereinstimmende Markierungen B und C auf den Mantelflächen von Zwischenstück 1.2 und Gehäusefuß 1.3 festgehalten.

Wird die Spindel nunmehr auf ihre Betriebsdrehzahl gefahren, stellt sich unter dem Einfluß äußerer Kräfte wie z. B. die Bandzugkraft des Spindelantriebes die Rotationsachse des Spindelschaftes in eine Lage, die sich von der geometrischen Achse der Spindel unterscheidet. Dies bewirkt gleichzeitig, daß die Rotationsachse auch nicht mehr mit der Hubbewegungsbahn des Mittelpunktes des Spinn- oder Zwirnringes übereinstimmt.

Um dies sowie eventuelle Einbautoleranzen auszugleichen, muß die Spindel in ihrer Betriebslage bezüglich des Spinnringes justiert werden. Dazu wird die Ringbank, nachdem die Spindel auf ihre Betriebsdrehzahl gebracht wurde, im unteren Bereich der auf die Spindel aufgesteckten Hülse positioniert und der Spinnring, sofern er einstellbar ist, mittels bekannter mechanischer oder elektronischer Hilfselemente zum Spindeloberteil 8 zentriert. Bei nicht einstellbaren Ringen entfällt dieser Arbeitsgang bzw. wird, wenn das Spindelgehäuse 1 mit Spiel in Spindelbank eingebaut wurde, die Spindel zum Spinnring hin ausgerichtet. Danach wird die Ringbank in den oberen Bereich der Hülse gefahren und meßtechnisch die Lageabweichung der Mittelachse des Spinnringes von der sich einstellenden Rotationsachse der Spindel ermittelt. Diese Größe der Lageabweichung ist Ausgangswert für die nachfolgend zu beschreibende Justierung. Beispielsweise anhand einer bestehenden Maßtabelle, die sich an feststehenden Größen der Spindel wie z. B. Exzentrizität e und Länge der Spindel orientiert, ergibt sich aus der Lageabweichung ein Winkel α&sub2;, um den nach Feststellen der Verspannung zwischen Gehäusekopf 1.1 und Zwischenstück 1.2 (Überwurfmutter 12) und Lösen der Verspannung zwischen Gehäusefuß 1.3 und Zwischenstück 1.2 (Gewindestift 18 und Stifte 16) der Gehäusefuß 1.3 gegenüber dem Zwischenstück 1.2 verdreht werden muß. Ohne Bedeutung ist hierbei die gewählte Richtung der Verdrehung. Die Achse P der Bohrung des Gehäusefußes 1.3, mit der gemeinsam sich auch das Fußlager 6 verschiebt, nimmt danach die Stellung P&sub2; ein (s. Fig. 4 und 8). Mit diesem ersten Schritt wird erreicht, daß die Rotationsachse der Spindel um den "Kipp- Punkt" Halslager 5 so verschwenkt wird, daß nach einem weiteren Justierschritt die oben ermittelte Lageabweichung der Rotationsachse vom Spinnring kompensiert werden kann.

Dieser zweite Justierschritt wird vollzogen, indem nach dem Feststellen der Verspannung zwischen Gehäusefuß 1.3 und Zwischenstück 1.2 und erneutem Lösen der Verspannung zwischen Gehäusekopf 1.1 und Zwischenstück 1.2 letzteres gemeinsam mit dem Gehäusefuß 1.3 um einen Winkel β&sub2; verdreht wird. Der Winkel β&sub2; wird dabei meßtechnisch ermittelt. Nach diesem Schritt nimmt die Achse P der Bohrung des Gehäusefußes 1.3 die Stellung P&sub2;* ein (s. Fig. 5 und 8). Damit ist die Justierung der Spindel unter Beibehaltung der Betriebszahl abgeschlossen und die Verspannung von Gehäusekopf 1. 1 und Zwischenstück 1.2 wird wieder hergestellt.

In den Fig. 4 und 5 ist ein allgemeiner Fall des Justiervorganges dargestellt. Die Grenzen der Verstellbarkeit verdeutlichen die Fig. 6 und 7. Hier wird im ersten Schritt mit einem Verdrehwinkel (α&sub3; = 180° erreicht, daß die Stellung P&sub3; der Achse P um das Maß 2e von der Achse A abweicht. Im zweiten Schritt wird die maximale Verdrehung mit β&sub3; = 180° und der Stellung P&sub3;* erreicht. Hieraus wird deutlich, daß die Achse P der Bohrung des Gehäusefußes 1.3 und mit ihr das Fußlager 6 in einem Kreis mit einem Radius R = 2 e beliebig verstellt werden kann.

Nach Lösen der Verspannung zwischen Gehäusefuß 1.3 und Zwischenstück 1.2 mittels des Gewindestiftes 18 ist es möglich, nachdem die gegenseitige Stellung der beiden Bauteile hinreichend markiert wurde, den Gehäusefuß 1.3 nach unten aus dem Zwischenstück 1.2 herauszuziehen und so einen Ölwechsel an der Spindel vorzunehmen, ohne das Oberteil demontieren oder aus der Spindelbank entfernen zu müssen. Die gefundene Justierung bleibt somit erhalten. Der Ölsumpf kann dabei vollständig entfernt werden.

Bezugszeichenliste

1 Spindelgehäuse

1.1 Gehäusekopf

1.11 Grundkörper

1.12 Erweiterung

1.13 Buchse

1.2 Zwischenstück

1.3 Gehäusefuß

2 Scheibe

3 Mutter

4 Lagerrohr

5 Halslager

6 Fußlager

7 Spindelschaft

8 Spindeloberteil

9 elastischer Bereich

10 Dichtelement

11 Außengewinde

12 Überwurfmutter

13 Innenbund

14 Sprengring

15 Querbohrung

16 Stift

17 Einstich

18 Gewindestift

19 Bohrung

20 Innensechskant

21 Dichtelement

22 Dichtelement

e Exzentrizität

A Achse des Spindelgehäuses

P Achse der Bohrung des Gehäusefußes

R Radius

α Verdrehwinkel

β Verdrehwinkel


Anspruch[de]
  1. 1. Spinn- oder Zwirnspindel mit einem fest in einer Spindelbank verankerbaren Spindelgehäuse, in welchem ein mit einem Hals- und einem Fußlager für einen Spindelschaft versehen es Lagerrohr angeordnet ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
    1. - das Spindelgehäuse (1) besteht aus einem Gehäusekopf (1.1) mit zylindrischer Bohrung, einem Zwischenstück (1.2) sowie einem Gehäusefuß (1.3) mit jeweils zylindrischer Bohrung und zylindrischer Mantelfläche,
    2. - der Gehäusefuß (1.3) wird auf einer Teillänge vom Zwischenstück (1.2) und dieses wiederum auf einer Teillänge vom Gehäusekopf (1.1) umschlossen,
    3. - der Gehäusekopf (1.1) umfaßt den Halslagerbereich des Lagerrohres (4), während sich im Bereich des Gehäusefußes (1.3) der Fußlagerbereich des Lagerrohres (4) befindet,
    4. - sowohl in Gehäusefuß (1.3) als auch Zwischenstück (1.2) verlaufen zylindrische Bohrung und Mantelfläche achsparallel, aber exzentrisch zueinander,
    5. - die Exzentrizitäten (e) von Gehäusefuß (1.3) und Zwischenstück (1.2) sind gleich groß.
  2. 2. Spinn- oder Zwirnspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusefuß (1.3) im Zwischenstück (1.2) und das Zwischenstück (1.2) im Gehäusekopf (1.3) drehbar angeordnet sind.
  3. 3. Spinn- oder Zwirnspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Gehäusekopf (1.1) und Zwischenstück (1.2) sowie Zwischenstück (1.2) und Gehäusefuß (1.3) lösbar miteinander verspannbar sind.
  4. 4. Spinn- oder Zwirnspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusefuß (1.3) Angriffsflächen für ein Verstellelement aufweist.
  5. 5. Spinn- oder Zwirnspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Gehäusefuß (1.3) und Zwischenstück (1.2) sowie zwischen Gehäusekopf (1.1) und Zwischenstück (1.2) jeweils ein Dichtelement (21; 22) angeordnet ist.
  6. 6. Spinn- oder Zwirnspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusefuß (1.3) aus dem Zwischenstück (1.2) herausnehmbar ist.






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