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Dokumentenidentifikation DE4009695C2 12.11.1998
Titel Spinn- oder Zwirnspindel
Anmelder Stahlecker, Fritz, 73337 Bad Überkingen, DE;
Stahlecker, Hans, 73079 Süßen, DE
Erfinder Stahlecker, Gerd, 7332 Eislingen, DE;
Braxmeier, Hans, 7334 Süßen, DE
Vertreter Patentanwälte Wilhelm & Dauster, 70174 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 27.03.1990
DE-Aktenzeichen 4009695
Offenlegungstag 02.10.1991
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 12.11.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.11.1998
IPC-Hauptklasse D01H 7/10

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Spinn- oder Zwirnspindel mit einem ein Halslager und ein Fußlager zur Lagerung eines Spindelschaftes enthaltenden Spindellagergehäuse, das mittels eines das Spindellagergehäuse umgebenden, hülsenartigen Gehäuses gehalten ist, das mit seinem oberen Ende an einer Spindelbank befestigt ist.

Bei einer bekannten Spinn- oder Zwirnspindel der eingangs genannten Art (DE 33 20 056 C1) ist das Spindellagergehäuse mit einem Feststellbund versehen, der mittels einer Überwurfmutter an das untere Ende des mit einem Außengewinde versehenen hülsenartigen Gehäuses festgespannt ist. Das hülsenartige Gehäuse besitzt außerdem im Bereich der Befestigungsstelle an einer Spindelbank einen Ringbund, der eine zusätzliche Preßverbindung mit dem Spindellagergehäuse herstellt.

Es ist auch eine Spinn- oder Zwirnspindel bekannt (EP 209 799 A), deren Halterung aus einer ersten Hülse besteht, die im Bereich des Fußlagers an dem Spindellagergehäuse angebracht ist, und aus einer oberhalb dieser ersten Hülse in axialem Abstand dazu angeordneten und das Spindellagergehäuse mit Abstand umgebenden zweiten Hülse. Die obere Hülse ist an der Spindelbank befestigt. Zwischen den beiden Hülsen ist ein Kranz aus axial verlaufenden, in gleichmäßigem Abstand angeordneten Biegestäben vorgesehen.

Als nicht vorveröffentlichter Stand der Technik (DE 40 34 067 A1, DE 40 36 353 A1) ist es bekannt, das Spindellagergehäuse einer Spinn- oder Zwirnspindel mit einem hülsenartigen äußeren Gehäuse zu umgeben, das an einer Spindelbank befestigt ist. Der Boden des Spindellagergehäuses ist mittels eines eine Diskontinuitätsstelle für Körperschallfluß bildenden Verbindungselement mit dem unteren Ende des hülsenartigen Gehäuses verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spinn- oder Zwirnspindel der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine Verringerung der Laufgeräusche erhalten wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das hülsenartige Gehäuse, das das Spindellagergehäuse an seinem dem Halslager abgewandten Ende hält und im darüber befindlichen Bereich mit Abstand umgibt, bezüglich der Achse des Spindelschaftes ein axiales Trägheitsmoment aufweist, das wenigstens das 10-fache des axialen Trägheitsmomentes des Spindellagergehäuses beträgt.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die wesentliche Ursache für Laufgeräusche in dem Halslager liegt, das üblicherweise als ein Wälzlager mit Wälzkörpern ausgebildet ist. Auch wenn das Halslager eine hohe Formgenauigkeit aufweist und wenn nur ein geringes Spiel im Bereich des Halslagers vorhanden ist, lassen sich kleine Abweichungen im Bereich der Lauffläche nicht vermeiden. Diese führen dazu, daß die Wälzkörper und damit auch das Spindellagergehäuse in Schwingungen versetzt werden. Diese Schwingungen werden dann durch sogenannten Körperschallfluß auf andere Maschinenelemente übertragen, die größere schwingfähigere Oberflächen aufweisen und entsprechend die Geräuschbildung erhöhen. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung bezüglich der axialen Trägheitsmomente des Spindellagergehäuses und des dieses umgebenden hülsenartigen Gehäuses wird erreicht, daß der Körperschallfluß, der weitergeleitet wird, wesentlich reduziert wird. Aufgrund des Verhältnisses der axialen Trägheitsmomente werden Schwingungen des Spindellagergehäuses nur im wesentlich verringerten Maß auf das hülsenartige Gehäuse und von diesem auf die Spindelbank übertragen. Das Verhältnis der axialen Trägheitsmomente sorgt dafür, daß das Spindellagergehäuse das wesentlich steifere hülsenartige Gehäuse praktisch nicht zu Schwingungen erregen kann. Die Laufgeräusche werden somit im wesentlichen auf die von dem Spindellagergehäuse erzeugten Laufgeräusche reduziert. Das hülsenartige Gehäuse wirkt zudem aufgrund seiner vorzugsweise relativ dicken Wandstärke als eine Abschirmung. Es werden somit sowohl eine Lärmdämpfung als auch eine Lärmdämmung erreicht.

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß die Wandstärke des hülsenartigen Gehäuses wenigstens das 4-fache der Wandstärke des Spindellagergehäuses beträgt. Dies führt zu einer besonders guten Abschirmung. Zu dem gleichen Zweck ist es vorteilhaft, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung das hülsenartige Gehäuse sich wenigstens über zwei Drittel der Höhe des Spindellagergehäuses erstreckt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß das Spindellagergehäuse mit einem den oberen Rand des hülsenartigen Gehäuses vorzugsweise mit Spiel übergreifenden Deckel versehen ist. Dadurch wird auch eine Abschirmung im Bereich des oberen Randes des Ringspaltes zwischen dem Spindellagergehäuse und dem hülsenartigen Gehäuse erhalten.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß das Spindellagergehäuse über das Fußlager hinaus rohrförmig verlängert und in diesem Bereich von dem hülsenartigen Gehäuse gehalten ist. Dadurch lassen sich die Möglichkeiten einer Schwingungsübertragung zwischen Spindellagergehäuse und hülsenartigem Gehäuse weiter reduzieren. Außerdem ergibt sich eine einfache Formgebung für das Spindellagergehäuse, das insgesamt aus einem rohrförmigen Körper besteht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß der das Halslager aufnehmende Bereich des Spindellagergehäuses in radialer Richtung nachgiebig gestaltet ist. Dadurch werden Schläge des Spindelschaftes gemildert, die im Bereich des Halslagers auf das Spindellagergehäuse einwirken können. Auch dies wirkt sich vorteilhaft auf den Geräuschpegel aus.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.

Die Erfindung wird durch das nachfolgend beschriebene Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt einen axialen Teilschnitt durch eine erfindungsgemäße Spinn- oder Zwirnspindel.

Die Spinn- oder Zwirnspindel (1) weist einen Spindelschaft (2) auf, der drehfest mit einem nicht dargestellten Spindeloberteil verbunden ist. Der Spindelschaft (2) ist mittels eines Halslagers (4) und eines Fußlagers (5) in einem Spindellagergehäuse (3) gelagert, das einen rohrförmigen Grundkörper mit einer relativ dünnen Wandstärke aufweist. Das Fußlager (5) enthält eine Lagerhülse, die mittels eines Zentrierrohres (8) gehalten ist, das mit seinem oberen, nicht dargestellten Ende in dem Bereich unterhalb des Halslagers (4) an dem Spindellagergehäuse (3) gehalten ist. Zwischen dem Spindellagergehäuse (3) und dem Zentrierrohr (8) ist zusätzlich eine Dämpfungsspirale (9) vorgesehen. Das Ende des Spindelschaftes (2) ist gegen eine Bodenplatte (6) abgestützt, die an einer Ringschulter (10) des Spindellagergehäuses (3) anliegt.

Das nur angedeutete Halslager (4) ist als ein Rollenlager ausgebildet. Die Rollenkörper laufen direkt auf dem Spindelschaft (2). Außen laufen sie gegen einen Lageraußenring, der in dem oberen Teil des Spindellagergehäuses (3) gehalten ist. Dieser obere Teil des Spindellagergehäuses (3), der als ein Einsatz ausgebildet ist, ist in radialer Richtung zum Spindelschaft (2) elastisch nachgiebig gestaltet. Dies wird beispielsweise durch eine Schwachstelle in Form einer umlaufenden Ringnut erhalten.

Das nicht dargestellte Spindeloberteil ist mit einem Antriebswirtel (7) drehfest verbunden, der das Spindellagergehäuse (3) im Bereich des Halslagers (4) umgreift. Der Antrieb des Spindeloberteils und damit des Spindelschaftes (2) erfolgt durch einen gegen den Antriebswirtel (7) anlaufenden Tangentialriemen o. dgl.

Das Spindellagergehäuse (3) ist über den Bereich der Ringschulter (10) hinaus geradlinig verlängert. Dieser rohrförmig verlängerte Bereich ist mit Preßsitz (12) in einen Ringbund (13) eines hülsenartigen Gehäuses (14) eingepreßt, das unter Belassen eines Ringspaltes (20) das Spindellagergehäuse (3) über wenigstens zwei Drittel seiner axialen Höhe und vorzugsweise bis zu dem Bereich dicht unter dem Antriebswirtel (7) umgibt. Anstelle des Ringbundes (13) an dem hülsenartigen Gehäuse (14) könnte ein entsprechender Ringbund auch außen an dem Spindellagergehäuse (3) angebracht werden, das ohnehin als ein Drehteil aus einem hochlegierten Stahl hergestellt wird. Das untere Ende des verlängerten Spindellagergehäuses (3) ist mit einem Stopfen (11) verschlossen, der insbesondere aus Kunststoff besteht.

Das vorzugsweise zylindrische, hülsenartige Gehäuse (14) ist im Bereich seines oberen Endes mit einer Eindrehung und einem Außengewinde (15) versehen. Es nimmt in diesem Bereich zwei Ringe (16, 17) auf, die ihrerseits zwischen sich eine Spindelbank (19) aufnehmen. Die einander gegenüberliegenden Flächen der Ringe (16, 17) weisen einen geringen Planschlag auf, so daß durch ein gegenseitiges Verdrehen der Ringe (16, 17) die Winkellage des hülsenartigen Gehäuses (14) zur Vertikalen und damit auch die Winkellage des Spindelschaftes (2) justierbar ist. Auf das Außengewinde (15) ist ein Gewindering (18) aufgeschraubt, mit welchem das hülsenartige Gehäuse (14) an der Spindelbank (19) festspannbar ist.

Das Spindellagerhäuse (3) ist mit einem topfartigen Deckel (21) versehen, der den oberen Rand des hülsenartigen Gehäuses (14) mit Abstand umgreift.

Das hülsenartige Gehäuse (14) weist ein axiales Trägheitsmoment bezüglich der Achse des Spindelschaftes (2) auf, das wenigstens das 10-fache des axialen Trägheitsmomentes des Spindellagergehäuses (3) beträgt. Die axialen Trägheitsmomente werden durch eine entsprechende Werkstoffwahl und entsprechende Abmessungen für das hülsenartige Gehäuse (14) und das Spindellagergehäuse (3) festgelegt. Bevorzugt werden das hülsenartige Gehäuse (14) und das Spindellagergehäuse (3) aus Stahl hergestellt. Sie werden aus Stangenmaterial mit spanender Bearbeitung hergestellt. Grundsätzlich ist auch die Verwendung von anderen metallischen Werkstoffen möglich, insbesondere Aluminium oder Messing. Dabei beträgt die Wandstärke des hülsenartigen Gehäuses (14) wenigstens das 4-fache der Wandstärke des Spindellagergehäuses (3). Das hülsenartige Gehäuse (14) ist somit wesentlich steifer als das Spindellagergehäuse (3). Dadurch wird erreicht, daß das Spindellagergehäuse (3) das hülsenartige Gehäuse (14) bei praktischen Betriebsbedingungen, d. h. auch bei Drehzahlen von 20 000 min-1, kaum zu Schwingungen anregen kann. Damit wird ein Körperschallfluß zwischen Spindellagergehäuse (3) und hülsenartigem Gehäuse (14) weitgehend unterbunden. Da das hülsenartige Gehäuse (14) außerdem eine relativ große Wandstärke aufweist und das Spindellagergehäuse (3) weitgehend über seine axiale Höhe abdeckt, wird zusätzlich auch eine Lärmabschirmung der von dem Spindellagergehäuse (3) erzeugten Geräusche nach außen erhalten. Diese Abschirmung wird durch den Deckel (21) vervollständigt.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ist es möglich, die Laufgeräusche der Spinn- oder Zwirnspindel in vertretbaren Grenzen zu halten, ohne daß gummielastische Dämpfungsmittel zwischen der Spinn- oder Zwirnspindel (1) und der Spindelbank (19) angeordnet werden müssen. Derartige gummielastische Dämpfungsmittel führen zwar zu einer Geräuschminderung, jedoch sind sie mit dem Nachteil verbunden, daß damit die Position der Spinn- oder Zwirnspindel (1) nicht mehr exakt festgelegt ist.


Anspruch[de]
  1. 1. Spinn- oder Zwirnspindel mit einem ein Halslager und ein Fußlager zur Lagerung eines Spindelschaftes enthaltenden Spindellagergehäuse, das mittels eines das Spindellagergehäuse umgebenden, hülsenartigen Gehäuses gehalten ist, das mit seinem oberen Ende an einer Spindelbank befestigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das hülsenartige Gehäuse (14), das das Spindellagergehäuse (3) an seinem dem Halslager (4) abgewandten Ende hält und im darüber befindlichen Bereich mit Abstand umgibt, bezüglich der Achse des Spindelschaftes (2) ein axiales Trägheitsmoment aufweist, das wenigstens das 10- fache des axialen Trägheitsmomentes des Spindellagergehäuses (3) beträgt.
  2. 2. Spinn- oder Zwirnspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke des hülsenartigen Gehäuses (14) wenigstens das 4-fache der Wandstärke des Spindellagergehäuses (3) beträgt.
  3. 3. Spinn- oder Zwirnspindel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das hülsenartige Gehäuse (14) sich wenigstens über zwei Drittel der Höhe des Spindellagergehäuses (3) erstreckt.
  4. 4. Spinn- oder Zwirnspindel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Spindellagergehäuse (3) mit einem den oberen Rand des hülsenartigen Gehäuses (14) vorzugsweise mit Spiel übergreifenden Deckel (21) versehen ist.
  5. 5. Spinn- oder Zwirnspindel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Spindellagergehäuse (3) über das Fußlager (5) hinaus rohrförmig verlängert und in diesem Bereich von dem hülsenartigen Gehäuse (14) gehalten ist.
  6. 6. Spinn- oder Zwirnspindel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des verlängerten Spindellagergehäuses (3) mit einem vorzugsweise aus Kunststoff hergestellten Stopfen (11) verschlossen ist.
  7. 7. Spinn- oder Zwirnspindel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der das Halslager (4) aufnehmende Bereich des Spindellagergehäuses (3) in radialer Richtung elastisch nachgiebig gestaltet ist.






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