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Dokumentenidentifikation DE19855774B4 14.06.2007
Titel Lagerung für Spindeln von Spinn- oder Zwirnmaschinen
Anmelder Stahlecker, Fritz, 73337 Bad Überkingen, DE;
Stahlecker, Hans, 73079 Süßen, DE
Erfinder Stahlecker, Gerd, 73054 Eislingen, DE
Vertreter Patentanwälte Ruff, Wilhelm, Beier, Dauster & Partner, 70174 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 03.12.1998
DE-Aktenzeichen 19855774
Offenlegungstag 08.06.2000
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 14.06.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 14.06.2007
IPC-Hauptklasse D01H 7/04(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Lagerung für Spindeln von Spinn- oder Zwirnmaschinen mit einem drehbar gelagerten Schaft sowie mit einem Lagergehäuse, welches ein Halslager, ein Spurlager und eine radial auslenkbare Fußlagerhülse enthält, die in einem Ölbad angeordnet ist, wobei der Durchmesser des Schaftes an der Fußlagerhülse kleiner ist als am Halslager.

Lagerungen dieser Art sind in der Praxis vielfach bekannt und beispielsweise in der Suessen-Novibra Technical Information SCT.6114 ND beschrieben. Der Schaft der gängigen Spindeln im Kurzstapel-Sektor praktisch sämtlicher Fabrikate weist am Halslager einen Durchmesser von etwa 6,8 mm und am Fußlager einen Durchmesser von etwa 4,5 mm auf, bei einem Abstand von Mitte Halslager bis zum Spurlager von 100 mm. Diese gängigen Abmessungen haben sich im Laufe der Jahrzehnte durch die Praxis als ein vermeintliches Optimum herauskristallisiert. Sie tragen dem Umstand Rechnung, dass der Schaft der Spindeln im Bereich des Fußlagers die Möglichkeit haben muss, bis zu einem gewissen Grad radial auszulenken, und dass insbesondere an der Fußlagerhülse die Flächenpressung beherrschbar sein muss.

Für die Laufruhe der Spindel ist das Gleitlagerspiel in der Fußlagerhülse von großer Bedeutung. An sich wäre es wünschenwert, hier das Lagerspiel zu verkleinern. Bei den heute üblichen Spindeldrehzahlen von 22.000 min–1 und mehr führt ein Verkleinern des Lagerspiels jedoch zu einem Heißlaufen der Fußlagerhülse, wobei es zu Bläschenbildung im Ölbad und dadurch zu einem gelegentlichen Abreißen des Schmierfilmes kommt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die eingangs genannte Lagerung derart zu verbessern, dass ein kleineres Lagerspiel als bisher in der Fußlagerhülse dennoch möglich wird.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Durchmesser des Schaftes an der Fußlagerhülse höchstens das 0,6-fache des Durchmessers am Halslager beträgt.

Durch Verkleinerung des Durchmessers des Schaftes an der Fußlagerhülse wird die Umfangsgeschwindigkeit des Schaftes an dieser Stelle reduziert. Es hat sich überraschend gezeigt, dass mit dieser Maßnahme die Bläschenbildung an der kritischen Stelle vermieden werden kann. Dadurch kann das absolute Lagerspiel in der gewünschten Weise verkleinert werden, was dann zu einem ruhigeren Lauf der Spindel führt. Vorteilhaft beträgt der Durchmesserunterschied zwischen Schaft und Fußlagerhülse jetzt 0,015 bis 0,035 mm, bei einem Durchmesser des Schaftes von ca. 3 bis 3,5 mm an dieser Stelle.

Es hat sich überraschend herausgestellt, dass mit den genannten Maßnahmen obendrein die benötigte Antriebsleistung kleiner wird. Einsparungen von etwa 1 Watt pro Spindel sind möglich.

Bei niedrigeren Spindeldrehzahlen, wenn der hydrodynamische Druck die Lagerlast an der Fußlagerhülse nicht vollständig aufnimmt, das Fußlager also im Mischreibungsbereich arbeitet, lassen sich weitere Verbesserungen des Spindellaufes dann verzeichnen, wenn zwischen dem Schaft und der Fußlagerhülse ein besonders enger Lagerspalt dadurch geschaffen wird, dass der Schaft an der Fußlagerhülse leicht ballig ausgebildet wird. Da der Schaft in diesem Bereich ohnehin mit einer speziellen Schleifscheibe geschliffen werden muss, führt das ballige Schleifen nicht zu einer Kostenerhöhung.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist in der nachfolge den Beschreibung eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die erfindungsgemäße, vertikal angeordnete Spindel 1, beispielsweise für eine Ringspinnmaschine, enthält einen zu Drehungen antreibbaren Schaft 2, der in einem als Rollenlager ausgebildeten Halslager 3 sowie in einem zweiteiligen Fußlager 4 gelagert ist. Das Halslager 3 und das Fußlager 4 befinden sich in einem Lagergehäuse 5, welches einen geschlossenen Boden 6 aufweist.

Das Lagergehäuse 5 besteht im Wesentlichen aus einer den Boden 6 enthaltenden Hülse 7 sowie einem das Halslager 3 aufnehmenden Lagerkopf 9, der mittels eines Presssitzes 8 in die Hülse 7 von oben eingesetzt ist. Im Innern des Lagergehäuses 5 befindet sich im Bereich des Fußlagers 4 ein Ölbad.

Das Fußlager 4 enthält eine die radialen Kräfte aufnehmende Fußlagerhülse 11 sowie ein Spurlager 10 mit einer die axialen Kräfte aufnehmenden Spurplatte 12. Die Fußlagerhülse 11 ist in einem Zentrierrohr 13 gehalten, welches seinerseits mittels eines Presssitzes 14 im Lagerkopf 9 befestigt ist. Das Zentrierrohr 13 enthält eine wendelförmige Aussparung 15, welche das Zentrierrohr 13 in einem gewünschten Maß biegeweich macht.

Zwischen der zylindrischen Innenkontur der Hülse 7 und der zylindrischen Außenkontur des Zentrierrohres 13 befindet sich ein Ringspalt, welcher in bekannter Weise eine Ölspirale 16 aufnimmt. Die Ölspirale 16 ist insgesamt im Ölbad angeordnet. Durch Querbohrungen 18 im Zentrierrohr 13 steht der die Ölspirale 16 enthaltende Ringraum mit dem Ölbad des Fußlagers 4 in Verbindung. Nach oben ist die Ölspirale 16 über eine Distanzhülse 17 abgestützt.

Die Spindel 1 ist zusammen mit einer Vielzahl weiterer nebeneinander angeordneter Spindeln in einer nur strichpunktiert angedeuteten Spindelbank 19 in bekannter Weise befestigt. Der Spindel 1 ist ferner ein nicht dargestellter Antriebswirtel zugeordnet, wobei sämtliche Antriebswirtel von einem in Maschinenlängsrichtung durchlaufenden Antriebsriemen angetrieben sind.

Mit Ausnahme des Durchmessers des Schaftes 2 im Bereich des Fußlagers 4 entspricht die dargestellte Lagerung der heute üblichen Praxis. So beträgt beispielsweise der Abstand von der Mitte des Halslagers 3 bis zur Spitze des Schaftes 2 an der Spurplatte 12 100 mm, bis zur Mitte der Fußlagerhülse 11 somit etwa 94 mm. Der Durchmesser des Schaftes 2 am Halslager 3 beträgt üblicherweise 6,8 mm, der Durchmesser des Schaftes 2 kurz oberhalb der Fußlagerhülse 11, also vor der Verjüngung des Schaftes 2, etwa 6,3 mm. Lagerungen mit diesen Abmessungen schienen ausgereizt, da sie sich millionenfach bewährt hatten.

Es hat sich nun nach umfangreichen Versuchen herausgestellt, dass das Laufverhalten der Spindel 1 verbessert werden kann, wenn der Durchmesser des Schaftes 2 in der Fußlagerhülse 11 maximal 3 bis 3,5 mm beträgt. Dadurch lässt sich, bei gleichen Drehzahlen der Spindel 1 wie bisher, die Umfangsgeschwindigkeit des Schaftes 2 in der Fußlagerhülse 11 verkleinern. Ein reduziertes absolutes Lagerspiel führt dann nicht mehr zu einem Abreißen des Schmierfilmes in der Fußlagerhülse 11. Gleichzeitig verringert sich überraschend die erforderliche Antriebsleistung.

Insbesondere bei langsamen Drehzahlen der Spindeln 1 ist es günstig, wenn der Spalt zwischen dem Schaft 2 und der Fußlagerhülse 11 besonders klein ist. Aus diesem Grund ist in weiterer Ausgestaltung vorgesehen, dass der Schaft 2 an der Fußlagerhülse 11 leicht ballig ausgebildet ist.

Das Anordnen der Fußlagerhülse 11 in einem in der Nähe des Halslagers 3 eingespannten flexiblen Zentrierrohr 13 ist für die Erfindung nicht zwingend. Vielmehr ist es in nicht dargestellter Weise alternativ möglich, die Fußlagerhülse 11 in anderer Weise radial auslenkbar anzuordnen.


Anspruch[de]
Lagerung für Spindeln von Spinn- oder Zwirnmaschinen, mit einem drehbar gelagerten Schaft sowie mit einem Lagergehäuse, welches ein Halslager, ein Spurlager und eine radial auslenkbare Fußlagerhülse enthält, die in einem Ölbad angeordnet ist, wobei der Durchmesser des Schaftes an der Fußlagerhülse kleiner ist als am Halslager, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Schaftes (2) an der Fußlagerhülse (11) höchstens das 0,6-fache des Durchmessers am Halslager (3) beträgt. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Schaftes (2) an der Fußlagerhülse (11) etwa 3 bis 3,5 mm beträgt. Lagerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Schaftes (2) am Halslager (3) etwa 6,8 mm beträgt. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, das der Durchmesser des Schaftes (2) unmittelbar oberhalb der Fußlagerhülse (11) etwa 6,3 mm beträgt. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesserunterschied zwischen Schaft (2) und Fußlagerhülse (11) 0,015 bis 0,035 mm, vorzugsweise 0,025 bis 0,030 mm beträgt. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittenabstand vom Halslager (3) zur Fußlagerhülse (11) etwa 94 mm beträgt. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (2) an der Fußlagerhülse (11) leicht ballig ausgebildet ist.






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