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Dokumentenidentifikation DE102006006631A1 23.08.2007
Titel Spindeloberteil
Anmelder TEXparts GmbH, 70736 Fellbach, DE
Erfinder Seffert, Klaus, 71106 Magstadt, DE;
Staudenmaier, Gottfried, 74343 Sachsenheim, DE
Vertreter Hamann, A., Dipl.-Ing. Pat.-Ing., Pat.-Ass., 41199 Mönchengladbach
DE-Anmeldedatum 14.02.2006
DE-Aktenzeichen 102006006631
Offenlegungstag 23.08.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 23.08.2007
IPC-Hauptklasse D01H 7/16(2006.01)A, F, I, 20060214, B, H, DE
Zusammenfassung Das Spindeloberteil (9) einer hochtourig rotierenden, angetriebenen Zwirn- oder Spinnspindel weist eine Hülsenkupplung auf, die zur Übertragung der Rotationsbewegung vom Spindeloberteil (9) auf eine auf das Spindeloberteil (9) aufgesteckte Garnhülse (12) dient. Die Hülsenkupplung greift in der oberen Hälfte der Garnhülse (12) an und ist als ein den Umfang des Spindeloberteils (9) umgreifender Federkorb (13) ausgebildet. Der Federkorb besitzt Lamellen, die die aufgesteckte Garnhülse (12) abstützen. Der Federkorb (13) ist so auf den Innendurchmesser der Garnhülse (12) abgestimmt, dass eine durch die Garnhülse (12) bewirkte Verformung sowohl mit dem Spindeloberteil (9) als auch mit der aufgesteckten Garnhülse (12) eine für die Übertragung der Drehbewegung ausreichende kraftschlüssige Verbindung erzeugt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Spindeloberteil einer hochtourig rotierenden, angetriebenen Zwirn- oder Spinnspindel mit einer Hülsenkupplung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Wenn Hülsen mit hoher Drehzahl rotieren, sind zu ihrer Halterung Hülsenkupplungen üblich, mit denen höhere Haltekräfte zur Rotationsübertragung erzeugt werden können.

Spindeloberteile an Zwirn- und Spinnspindeln sind mittels Spindellagerungen rotierbar gelagert und nehmen während des Spinn- oder Zwirnprozesses eine Position ein, bei der ihre Rotationsachse senkrecht steht. Die Spindeloberteile umfassen Hülsenkupplungen, die in erster Linie die Aufgabe haben, die zur Erzeugung der Garndrehung notwendige Rotation der Spindel bei Drehzahlen von derzeit bis zu 30.000 U/min möglichst schlupffrei auf die Garnhülsen zu übertragen. Sie verhindern außerdem axiale Bewegungen der Garnhülsen während des Spinn- bzw. Zwirnprozesses. Die Garnhülsen werden üblicherweise am unteren und am oberen Ende von Konen der Spindeloberteile zentriert und geführt.

Um die Zentrierung und Führung auf dem Spindelschaft zu erreichen, umfasst eine bekannte Ausführungsform von Garnhülsen eine konische Innenkontur, die vom unteren bis zum oberen Ende der Garnhülse die gleiche Steigung aufweist. Die Garnhülsen werden auf Spindeln aufgesteckt, die mit Hülsenkupplungen ausgerüstet sind, wie sie beispielsweise aus der DE 4323068 A1 oder aus der EP 0026340 B1 bekannt sind.

Die EP 0026340 B1 beschreibt eine Hülsenkupplung für hochtourig rotierende Flyerspulen, bei der gebogene streifenförmige Blattfedern einzeln am Spindelschaft festgeschraubt sind und in axial verlaufende Nuten im Innern der aufgesteckten Hülsen der Flyerspulen eingreifen. Die Übertragung der Drehbewegung des Spindelschaftes auf die Hülse durch die Hülsenkupplung erfolgt über Formschluss.

Die in der DE 4323068 A1 gezeigten Hülsenkupplungen umfassen üblicherweise drei oder sechs federbelastete Kupplungsknöpfe, die am Umfang des Spindelschaftes angeordnet sind. Die Kupplungsknöpfe sind formschlüssig in den Spindelschäften arretiert. Eine Spiralfeder drückt jeweils eine Kappe radial nach außen gegen die Innenseite der aufgesteckten Garnhülse. Der Druck der Kappe wird bei Rotation der Spindel durch die auf die Kupplungsknöpfe samt Zusatzmassen einwirkende Fliehkraft verstärkt. Die Hülsenkupplungen haltern die Garnhülse auf dem Spindelschaft und fixieren diese so, dass auch bei Beschleunigungs- und Verzögerungsvorgängen kein Schlupf zwischen Spindeln und Garnhülsen auftritt. Bei derartigen Hülsenkupplungen muss der Spindelschaft aufwändig aus Vollmaterial hergestellt werden. Ein Austausch der Kupplungsknöpfe bzw. eine Reparatur der Hülsenkupplung ist entweder gar nicht oder nur mit Spezialwerkzeugen unter hohem Aufwand möglich.

Alternative Ausführungsformen weisen im Innern der Garnhülsen am oberen und am unteren Garnhülsenende unterschiedliche Durchmessersteigungen und Durchmessersprünge auf. Damit soll eine statisch eindeutig bestimmte Garnhülsenführung erreicht werden. Die Außenkonturen der Spindelschäfte weisen entsprechend den jeweils eingesetzten Garnhülsen eng tolerierte konische Bereiche auf. Eine solche Ausführungsform stellen beispielsweise Spindeln mit Kegelsitzhülsenkupplungen dar, auch bekannt als Nacktschaftspindeln. Wegen der bei Nacktschaftspindeln üblichen kleinen Schaftdurchmesser von ca. 6 mm im Bereich, in dem die Hülsenkupplung angeordnet sein soll, ist für die bekannten federbelasteten Mehrpunkt-Hülsenkupplungen mit Kupplungsknöpfen kein Platz vorhanden. Die Übertragung der Drehbewegung erfolgt über einen kraftschlüssigen Kegelsitz zwischen Spindelschaft und Garnhülse, wobei die Form von Schäften für derartige Kegelsitze auch unter dem Begriff „Morsekegel" bekannt ist. Der Einsatz von Morsekegeln ist insbesondere im Werkzeugmaschinenbau üblich und erlaubt die Übertragung sehr hoher Drehmomente. Die Garnhülse besitzt in ihrem oberen Teil einen Einsatz mit konischer Innenkontur. Durch das Aufstecken der Garnhülse auf den Konus des Spindelschaftes wird eine kraftschlüssige Verbindung mittels Reibschluss geschaffen. Um sicher zu stellen, dass die Innenkontur der Garnhülse und die Außenkontur des Spindelschaftes fest aufeinander liegen, ist das untere Ende der Garnhülse, anders als bei den vorbeschriebenen Hülsenkupplungen mit Kupplungsknöpfen, nicht durch eine Auflage auf dem Antriebswirtel der Spindel abgestützt. Um einen hinreichenden Reibschluss zu erzielen, müssen der Innenkonus der Garnhülse und der Außenkonus des Spindelschaftes sehr genau aufeinander abgestimmt sein. Dazu ist eine hohe Fertigungsgenauigkeit und somit eine aufwändige Fertigung erforderlich. Ein kraftschlüssiger Kegelsitz neigt beim Abziehen der Garnhülse, dem sogenannten Doffen, zum Verklemmen und eignet sich daher nicht für einen automatisierten Garnhülsenwechsel. Das lohnintensive und zeitraubende manuelle Wechseln der Garnhülsen führt außerdem häufig zu Schäden an den Garnlagen der fertig gewickelten Garnkörper sowie an den Spindellagerungen und an den Spindeln.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Spindeloberteil für hochtourig rotierende, angetriebene Spinn- und Zwirnspindeln mit einer Hülsenkupplung zu schaffen, die die vorgenannten Nachteile mindert oder vermeidet.

Diese Aufgabe wird mit einem Spindeloberteil gemäß Anspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Der Herstellungsaufwand und der Materialaufwand für eine als Federkorb ausgebildete Hülsenkupplung ist gering. Auch die Montage und der Austausch des Federkorbes ist einfach und schnell durchführbar. Die Fertigungsgenauigkeit der Spindelschäfte kann dort, wo die Hülsenkupplung angeordnet ist, gesenkt werden. Die Spindelschäfte können anstelle aus sonst üblichem und beispielsweise für die Aufnahme von Kugelknöpfen notwendigem Vollmaterial kostengünstig aus Rohrmaterial gefertigt werden und haben dadurch geringeres Gewicht. Das automatische Doffen wird ermöglicht. Das manuelle Doffen ist leichter durchzuführen.

Das Festfressen von Hülsen ist beseitigt. Beschädigungen von Garnlagen, Spindellagerung und Spindeloberteilen werden minimiert oder ganz vermieden. Der Federkorb kann als standardisiertes Bauteil gefertigt und sowohl Hülsenkupplungen mit Kugelknöpfen ersetzen als auch an Nacktschaftspindeln eingesetzt werden. Ein Federkorb ist im Vergleich zu Ausführungen von Hülsenkupplungen mit Kugelknöpfen leichter zu reinigen und leichter auszutauschen. Durch das Aufliegen der Garnhülsen auf dem Wirtel des jeweiligen Spindeloberteils sind alle Garnhülsen mit ihrer Unterkante auf gleicher Höhe positioniert.

Die Montage und die Demontage eines Federkorbes am Spindeloberteil ist besonders leicht und schnell durchzuführen, wenn der Federkorb über seine gesamte Höhe geschlitzt ist.

Mit einem Federkorb, dessen Lamellen in Umfangsrichtung gesehen abwechselnd nach innen und nach außen gewölbt sind, lässt sich der Sitz der Garnhülse auf dem Spindelschaft verbessern.

Lamellen, die als Federzunge mit einem freien Ende ausgebildet sind, sind fertigungstechnisch einfach herzustellen.

Ist der Federkorb von einem käfigartigen Gehäuse gehaltert, kann die Hülsenkupplung leicht an einem vorhandenen Spindelschaft nachgerüstet werden.

Bevorzugt ist der Federkorb so am Spindeloberteil angeordnet, dass er im oberen Drittel der Garnhülse angreift. Dies führt zu einer besseren Halterung der Garnhülse.

Sowohl die Verwendung von Federstahl für den Federkorb als auch eine Entgratung sowie eine verschleißmindernde Oberflächenbehandlung wie Vernickeln oder Verchromen des Federkorbes erhöhen die Lebensdauer des Federkorbes beziehungsweise die Anzahl von Steckzyklen, die mit dem Federkorb durchgeführt werden können.

Die Erfindung wird anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungen weiter erläutert.

Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht einer Nacktschaftspindel gemäß dem Stand der Technik, teilweise im Schnitt,

2 ein Spindeloberteil einer Nacktschaftspindel mit erfindungsgemäßem Federkorb,

2A die Einzelheit X der 2 in vergrößerter Darstellung,

3 eine perspektivische Ansicht eines Federkorbes mit abwechselnd nach innen und nach außen gewölbten Lamellen,

4 eine perspektivische Ansicht eines Federkorbes mit Federzungen,

5 eine perspektivische Ansicht eines Federkorbes mit abwechselnd nach innen und nach außen gewölbten Federzungen,

6 eine perspektivische Ansicht eines Spindeloberteils einer Nacktschaftspindel mit einem Federkorb und einem Gehäuse vor dem Zusammenbau,

7 das Spindeloberteil der 6 mit aufgesetztem Federkorb und Gehäuse,

8 das Spindeloberteil der 7 mit aufgesteckter Garnhülse, teilweise im Schnitt,

9 das Spindeloberteil der 8 mit Schnittdarstellung des Federkorbes und des Gehäuses,

9A die Einzelheit Y der 9 in vergrößerter Darstellung,

10 eine perspektivische Ansicht eines rohrförmigen Spindeloberteils mit Federkorb,

11 das Spindeloberteil der 10 mit aufgesteckter Garnhülse im Schnitt.

1 zeigt eine Nacktschaftspindel 1 zum Einsatz für Spinn- oder Zwirnprozesse an einer Textilmaschine.

Die Nacktschaftspindel 1 umfasst ein Spindeloberteil 2 und ein Spindelunterteil 3. Das Spindelunterteil 3 dient der drehbaren Lagerung und der Schwingungsdämpfung des Spindeloberteils 2 sowie der Befestigung der Nacktschaftspindel 1 an einer nicht dargestellten Spindelbank der Textilmaschine.

Das Spindeloberteil 2 weist einen Spindelschaft 4 aus Stahl auf, der sich in dieser zum Stand der Technik gehörenden Ausführungsform über die gesamte Länge des Spindeloberteiles 2 erstreckt. Am Spindeloberteil 2 ist ein Antriebswirtel 5 angeordnet, über den das Spindeloberteil 2 während des Betriebs der Textil-maschine antreibbar ist. Auf die Nacktschaftspindel 1 ist eine Garnhülse 6 aufgesteckt, auf der Garn zu einer Spule aufgewickelt wird. Nach Beendigung des Aufwickelvorganges wird die fertig gewickelte Spule vom Spindeloberteil 2 abgezogen und durch eine Leerhülse ersetzt.

Das obere Ende des Spindelschaftes 4 ist als Konus 7 ausgebildet. Die Garnhülse 6 weist in ihrem oberen Teil einen Innenkonus 8 auf, der beim Aufstecken der Garnhülse 6 auf den Spindelschaft 4 zusammen mit dem Konus 7 des Spindelschaftes 4 einen Kegelsitz bildet. Das untere Ende der Garnhülse 6 ist mittels einer eng tolerierten Spielpassung 39 vom Spindeloberteil geführt und stützt sich, um einen sicheren Kegelsitz zu gewährleisten, nicht auf der radialen Fläche 40 des Antriebswirtels 5 ab. Über den kraftschlüssigen Kegelsitz erfolgt durch Reibschluss die Übertragung der Drehbewegung. Die in 1 dargestellte Nacktschaftspindel 1 ist eine derzeit gebräuchliche Ausführung. Beim Abziehen beziehungsweise Doffen besteht die Gefahr, dass sich die Garnhülsen 6 bei dieser Ausführungsform verklemmen oder sogar festfressen. Ein automatisches Doffen ist nicht möglich.

Die 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Spindeloberteil 9 einer Nacktschaftspindel mit einem Spindelschaft 10, der mittels eines Antriebswirtels 11 in Rotation versetzbar ist. Die auf den Spindelschaft 10 aufgesteckte Garnhülse 12 stützt sich in axialer Richtung mit ihrem unteren Ende auf dem Antriebswirtel 11 ab und wird vom Spindelschaft 10 durch eine eng tolerierte Spielpassung geführt und zentriert. Der Spindelschaft 10 trägt am oberen Teil eine als Federkorb 13 ausgebildete Hülsenkupplung, wie sie auch in 2A gezeigt ist. Der Federkorb 13 ist in eine Ausnehmung 25 eingesetzt. Die Ausnehmung 25 wird durch einen im Durchmesser reduzierten Bereich des Spindelschaftes 10 gebildet und dient dazu, ein vertikales Verschieben des unverformten Federkorbes 13 zu verhindern. Die Lamellen 14 des Federkorbs 13 sind nach außen gewölbt. Der Federkorb 13 wird beim Aufstecken der Garnhülse 12 verformt und erzeugt eine für die Übertragung der hochtourigen Drehbewegung ausreichende kraftschlüssige Verbindung zwischen Spindelschaft 10 und Garnhülse 12. Die kraftschlüssige Verbindung hält gleichzeitig die Garnhülse 12 in der axialen Position. Zur Zentrierung der Garnhülse 12 in Verbindung mit dem Federkorb 13 reicht eine von der Garnhülse 12 und dem Spindelschaft 10 gebildete Spielpassung aus.

Der in 3 dargestellte Federkorb 15 weist Lamellen 16 auf, die in Umfangsrichtung des Federkorbes 15 gesehen abwechselnd nach innen und nach außen gewölbt sind. Mit dieser Ausbildung lässt sich der Sitz der Garnhülse auf dem Spindelschaft verbessern.

4 zeigt einen Federkorb 17, dessen Lamellen als Federzungen 18 mit einem freien Ende 19 ausgebildet sind. Der Federkorb 17 ist geschlitzt. Der Schlitz 20 verläuft über die gesamte Höhe des Federkorbs 17. Aufgrund des Schlitzes 20 kann sich der Federkorb 17 beim Aufstecken auf den Spindelschaft öffnen und in eine Ausnehmung 25 des Spindelschaftes eingesetzt werden. Eine derartige Ausnehmung 25 am Spindelschaft 10 ist zum Beispiel in der 2A dargestellt.

5 zeigt einen Federkorb 21, dessen ebenfalls als Federzungen 22 ausgebildete Lamellen in Umlaufrichtung des Federkorbes 21 gesehen abwechselnd nach innen und nach außen gewölbt sind. Der Federkorb 21 weist einen über seine gesamte Länge verlaufenden Schlitz 23 auf.

6 zeigt eine Teilansicht eines Spindeloberteils 29 einer Nacktschaftspindel mit einem Spindelschaft 24 sowie einen mit Federzungen 28 ausgeführten Federkorb 26 und ein käfigartiges Gehäuse 27 vor dem Zusammenbau. Die Federzungen 28 des Federkorbes 26 sind nach außen gewölbt. In 7 sind Federkorb 26 und Gehäuse 27 gemeinsam auf dem Spindelschaft 24 positioniert, wobei das Gehäuse 27 den Federkorb 26 derart umschließt, dass nur noch die Federzungen 28 teilweise über den Umfang des Gehäuses 27 hinaus ragen.

8 zeigt das Spindeloberteil 29 mit auf den Spindelschaft 24 aufgesteckter Garnhülse 30. Das Gehäuse 27 umschließt den Federkorb 26. Die Garnhülse 30 stützt sich mit ihrem unteren Ende auf dem Antriebswirtel 31 des Spindeloberteils 29 der Nacktschaftspindel ab. Die Federzungen 28 greifen an der Innenwandung der aufgesteckten Garnhülse 30 an und halten diese durch Kraftschluss. Bei aufgesteckter Garnhülse 30 verformen sich die Federzungen 28 des Federkorbes 26, wie in den 9 und 9A dargestellt. Am oberen Ende des Spindelschaftes 24 bilden die Garnhülse 30 und der Spindelschaft 24 eine Spielpassung zur Führung und Zentrierung der Garnhülse 30.

Die 10 und 11 zeigen ein Spindeloberteil 32 mit einem Antriebswirtel 33, einem Spindelaufsatz 34 sowie einer als Federkorb 35 ausgebildeten Hülsenkupplung. In der Darstellung der 11 trägt das Spindeloberteil 32 eine aufgesteckte Garnhülse 36, die sich auf dem Antriebswirtel 33 in axialer Richtung abstützt. Der hohle Spindelaufsatz 34 ist aus rohrförmigem Ausgangsmaterial gefertigt. An seinem oberen Ende ist der Spindelaufsatz 34 durch eine Verschlusskappe 37 abgedeckt und auf diese Weise vor Verschmutzung seines Innenraumes geschützt. Die Lamellen 38 des Federkorbes 35 sind bei aufgesteckter Garnhülse 36 verformt. Dadurch wird die Garnhülse 36 kraftschlüssig auf der Spindel 32 gehaltert.

Eine als Federkorb ausgebildete Hülsenkupplung ist kostengünstig herstellbar, einfach und schnell zu montieren und funktionssicher bei der Halterung von Garnhülsen am Spindeloberteil einer hochtourig rotierenden, angetriebenen Zwirn- oder Spinnspindel.


Anspruch[de]
Spindeloberteil (9, 29, 32) einer hochtourig rotierenden, angetriebenen Zwirn- oder Spinnspindel mit einer Hülsenkupplung, die zur Übertragung der Rotationsbewegung vom Spindeloberteil (9, 29, 32) auf eine auf das Spindeloberteil (9, 29, 32) aufgesteckte Garnhülse (12, 30, 36) dient, wobei die Hülsenkupplung in der oberen Hälfte der Garnhülse (12, 30, 36) angreift, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülsenkupplung als ein den Umfang des Spindeloberteiles (9, 29, 32) umgreifender Federkorb (13, 15, 17, 21, 26, 35) ausgebildet ist, der Lamellen (14, 16, 18, 22, 28, 38) besitzt, die die aufgesteckte Garnhülse (12, 30, 36) abstützen und dass der Federkorb (13, 15, 17, 21, 26, 35) so auf den Innendurchmesser der Garnhülse (12, 30, 36) abgestimmt ist, dass seine durch die Garnhülse (12, 30, 36) bewirkte Verformung sowohl mit dem Spindeloberteil (9, 29, 32) als auch mit der aufgesteckten Garnhülse (12, 30, 36) eine für die Übertragung der Drehbewegung ausreichende kraftschlüssige Verbindung erzeugt. Spindeloberteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Federkorb (13, 15, 17, 21, 26, 35) über seine gesamte Höhe geschlitzt ist. Spindeloberteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (16, 22) in Umfangsrichtung gesehen abwechselnd nach innen und nach außen gewölbt sind. Spindeloberteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen als Federzungen (18, 22, 28) ausgebildet sind. Spindeloberteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Federkorb (26) von einem käfigartigen Gehäuse (27) gehaltert ist. Spindeloberteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Federkorb (13, 15, 17, 21, 26, 35) im oberen Drittel der Garnhülse angreift. Spindeloberteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Federkorb (13, 15, 17, 21, 26, 35) aus Federstahl besteht. Spindeloberteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Federkorb (13, 15, 17, 21, 26, 35) entgratet ist. Spindeloberteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Federkorb (13, 15, 17, 21, 26, 35) oberflächenbehandelt ist. Spindeloberteil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Federkorb (13, 15, 17, 21, 26, 35) vernickelt oder verchromt ist.






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