PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE102006016175A1 11.10.2007
Titel Spindeloberteil einer Spinn- oder Zwirnspindel
Anmelder TEXparts GmbH, 70736 Fellbach, DE
Erfinder Haberkorn, Dieter, 70736 Fellbach, DE;
Spiess, Alexander, 70437 Stuttgart, DE
Vertreter Hamann, A., Dipl.-Ing. Pat.-Ing., Pat.-Ass., 41199 Mönchengladbach
DE-Anmeldedatum 06.04.2006
DE-Aktenzeichen 102006016175
Offenlegungstag 11.10.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 11.10.2007
IPC-Hauptklasse D01H 7/04(2006.01)A, F, I, 20060406, B, H, DE
Zusammenfassung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spindeloberteil (1) einer Spinn- oder Zwirnspindel, umfassend einen Spindelschaft (2) sowie mindestens ein am Spindelschaft (2) angeordnetes Teil, insbesondere einen Wirtel (3) und/oder einen Hülsenträger, welches zur Aufnahme des Spindelschaftes (2) mit einer Durchgangsbohrung versehen ist, wobei der Spindelschaft (2) und das mindestens eine Teil im Bereich ihrer Überdeckung (4) durch einen Schrumpf- oder Presssitz miteinander verbunden sind, wozu im Bereich ihrer Überdeckung (4) einander entsprechende Passflächen (6, 7) vorgesehen sind, wobei ein Teilabschnitt (5) der Passflächen (6, 7) im Randbereich der Überdeckung (4) als eine Übergangspassung ausgebildet ist.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spindeloberteil einer Spinn- oder Zwirnspindel gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der DE 196 38 378 A1 ist eine Spinn- und Zwirnspindel gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 bekannt, bei welcher das aus mindestens zwei Teilen bestehende Spindeloberteil mittels eines Schrumpf- oder Presssitzes gefügt ist, der auf einer Übermaßpassung der beiden Teile, von Spindelschaft und Wirtel beziehungsweise Hülsenträger, beruht. Der Bereich, über den sich die einander entsprechenden Passflächen gemäß ihrer Ausbildung zur Erzielung der Übermaßpassung erstrecken, wird nachfolgend als Überdeckung bezeichnet.

Bei der Verbindung von Spindelschaft und Wirtel oder Hülsenträger wird der Spindelschaft axial zu diesen ausgerichtet, um eine fluchtende Anordnung zu der der Aufnahme des Spindelschaftes dienenden Durchbohrung des Wirtels oder des Hülsenträgers zu erreichen. Auf diese Weise sollen im Betrieb der Spindel möglichst geringe Rundlaufwerte und somit geringe Unwuchten des Spindeloberteiles sichergestellt werden. Jedoch weisen derartige Verbindungen den Nachteil auf, dass sich durch das Einwirken von radial zum Spindelschaft gerichteten Kraftkomponenten auf das Spindeloberteil, wie sie zum Beispiel beim Transport oder beim manuellen Handling auftreten, die Rundlaufwerte des Spindeloberteiles über eine Toleranzgrenze hinaus vergrößern. Die radial gerichteten Kraftkomponenten wirken sich entsprechend der Relation von der Länge des Spindelschaftes zur Länge des Bereiches der Überdeckung bereits bei geringer Belastung stark aus. Die mit einer Erhöhung des Rundlaufwertes einhergehende Zunahme der Unwucht des Spindeloberteiles führt zu einer höheren Lagerbelastung und dem damit verbundenen verstärkten Verschleiß der Lager.

Die Zunahme des Rundlaufwertes ist auf die Spannungsverteilung im Presssitz zurückzuführen. In einem Teilabschnitt der durch die beiden Pressflächen ausgebildeten Überdeckung, der sich ausgehend von der dem Spindeloberteil zugewandten Stirnseite des Wirtels beziehungsweise des Hülsenträgers in Richtung der axialen Ausdehnung der Überdeckung erstreckt, wird durch eine radiale Belastung des oberen Schaftendes gegenüber dem Wirtel ein Biegemoment hervorgerufen. Das Biegemoment bewirkt auf der der Belastungsrichtung zugewandten Seite, das heißt der Seite, an welcher die radiale Kraftkomponente am Spindelschaft angreift, ein geringfügiges Ablösen des Spindelschaftes vom Wirtel. Auf der dem Belastungseintrag abgewandten Seite des Spindelschaftes führt das Biegemoment zu einem Hineinpressen des Spindelschaftes in die Passfläche des Wirtels beziehungsweise des Hülsenträgers. Die Spannungsverteilung reicht bei einer derartigen Belastung in axialer Richtung über mehrere Millimeter in den Schrumpf- oder Presssitz hinein. Beim Fortfallen der radialen Kraftkomponente wird eine vollständige Rückführung des Schaftes in seine Ausgangslage auf Grund der gegenüber der Gleitreibung um ein vielfaches größeren Haftreibung im Bereich des Schrumpf- oder Presssitzes verhindert. Dies führt somit zu einer Zunahme des Rundlaufes und damit zu einer Vergrößerung der Unwucht.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik, den aus dieser Verbindungsart resultierenden Nachteil auf kostengünstige Art weitgehend zu vermeiden.

Die Aufgabe wird mit einem Spindeloberteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß Anspruch 1 wird vorgeschlagen, dass ein Teilabschnitt der Passflächen im Randbereich der Überdeckung als eine Übergangspassung ausgebildet ist. Durch den als Übergangspassung ausgeführten Teilabschnitt im Randbereich der Überdeckung, der eine gegenüber dem übrigen Bereich der Überdeckung, in der eine Übermaßpassung besteht, reduzierte Haftreibung aufweist, wird beim Fortfall der radial gerichteten Kraftkomponente auf den Spindelschaft eine Ausgleichsbewegung ermöglicht, die weitgehend zu einer Rückführung des Spindelschaftes in seine ursprüngliche, gegenüber dem Wirtel ausgerichtete Position führt. Auf diese Weise lässt sich der Toleranzwert des Rundlaufwertes im Wesentlichen aufrechterhalten. Der gemäß dem Stand der Technik auftretende Effekt, dass auf Grund der gegenüber der Gleitreibung um ein vielfaches höheren Haftreibung ein Zurückgleiten in die Ausgangsposition des Spindelschaftes verhindert wird, wird erfindungsgemäß durch einfachste konstruktive Mittel auf kostengünstige Weise minimiert.

Vorzugsweise sollte der Teilabschnitt benachbart zum Oberteil des Spindelschaftes angeordnet sein. Hierzu kann sich der Teilabschnitt ausgehend von der dem Oberteil des Spindelschaftes zugewandten Stirnseite des mindestens einen Teiles in axialer Richtung des Spindelschaftes erstrecken. Beim manuellen Handling des Spindeloberteiles oder bei dessen Transport, ist insbesondere das Oberteil des Spindelschaftes Belastungen ausgesetzt, deren in radialer Richtung wirkenden Kraftkomponenten zu dem bereits beschriebenen Effekt führen. Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Teilabschnittes im Übergangsbereich werden die Auswirkungen der durch die radiale Kraftkomponente hervorgerufenen Belastung dort entsprechend minimiert, wo sie sich am stärksten negativ auswirken.

Insbesondere kann der Bereich der Überdeckung der Passflächen, in dem eine Übermaßpassung vorliegt, zumindest 80% der axialen Ausdehnung des Teiles in Richtung des Spindelschaftes entsprechen.

In bevorzugter Ausführung kann der Teilabschnitt durch eine geringfügige Abweichung des Außendurchmessers des Spindelschaftes von der Übermaßpassung ausgebildet sein. Alternativ kann der Teilabschnitt durch eine geringfügige Abweichung des Innendurchmessers der Durchgangsbohrung des mindestens einen Teiles von der Übermaßpassung ausgebildet sein. Hierzu kann die Abweichung des zumindest einen Teilabschnittes cirka 0,01 bis 0,1 mm betragen. Die Größenordnung der Abweichung ist im Wesentlichen von den Durchmessern des Spindelschaftes und der Durchbohrung abhängig.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

1 Teilschnittansicht einer ersten Ausführungsform eines Spindelschaft mit aufgesetztem Wirtel;

2 Teilschnittansicht einer zweiten Ausführungsform des Spindelschaft gemäß 1.

In 1 ist ein Spindeloberteil 1 einer Spinn- oder Zwirnspindel dargestellt, die einen Spindelschaft 2 sowie mindestens ein auf dem Spindelschaft 2 angeordnetes Teil, insbesondere einen Wirtel 3 oder einen nicht dargestellten Hülsenträger, umfasst. Der Wirtel 3 dient dabei dem Antrieb des Spindeloberteiles 1, während der Hülsenträger der Aufnahme von Spulen oder Spulenhülsen dient. Der Hülsenträger kann beispielsweise als ein Aluminiumaufsatz ausgebildet sein.

Der Wirtel 3 weist eine Durchgangsbohrung auf, durch die der Spindelschaft 2 geführt wird. Dies gilt entsprechend für eine Anordnung des Hülsenträgers auf dem Spindelschaft 2. Die Befestigung des Wirtels 3 oder des Hülsenträgers wird durch einen Schrumpf- oder Presssitz erreicht. Der Schrumpf- oder Presssitz ist auf eine Übermaßpassung zurückzuführen, durch die sowohl eine axiale als auch eine radiale Fixierung der miteinander zu verbindenden Teile erreicht wird.

Sowohl der Spindelschaft 2 als auch die Durchgangsbohrung des Wirtels 3 sind hierzu mit einander entsprechenden Passflächen 6, 7 versehen. Hierbei besteht im Bereich des Schrumpf- oder Presssitzes in axialer Richtung eine Überdeckung 4 der Passflächen 6, 7 zwischen dem Spindelschaft 2 und dem Wirtel 3 oder dem Hülsenträger. Auf Grund der zwischen den beiden durch Schrumpf- oder Presssitz miteinander verbundenen Teilen auftretenden Haftreibung wird, wie bereits erwähnt, das Auftreten einer axialen oder radialen Relativbewegung mit den damit verbundenen Nachteilen verhindert.

Die Überdeckung 4 der Passflächen 6, 7 mit Schrumpf- oder Presssitz erstreckt sich, wie in 1 dargestellt, nur teilweise über die axiale Ausdehnung des Wirtels 3. Zwischen dem Spindelschaft 2 und dem Wirtel 3 ist in axialer Richtung ein Teilabschnitt 5 ausgebildet, in welchem die Durchmesser des Spindelschaftes 2 und des Wirtels 3 derart gewählt sind, dass die Passflächen 6, 7 des Teilabschnittes 5 als eine Übergangspassung ausgeführt sind. Der Teilabschnitt 5 wird gemäß 1 durch eine partielle Verjüngung des Außendurchmessers des Spindelschaftes 2 ausgebildet. Die Übergangspassung im Teilabschnitt 5 bewirkt, dass bei einer auftretenden Belastung durch eine radial gerichtete Kraftkomponente eine reversible Gleitbewegung von Spindelschaft 2 und Wirtel 3 in dem Teilabschnitt 5 erreicht wird.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform, wie in 2 dargestellt, wird der Teilabschnitt 5 durch eine partielle Vergrößerung des Bohrungsdurchmessers im Wirtel 3 auf das Außenmaß des Spindelschaftes 2 ausgebildet. Die partielle Vergrößerung des Bohrungsdurchmessers liegt dabei entsprechend der Ausgestaltung der ersten Ausführungsform innerhalb eines für eine Übergangspassung zulässigen Toleranzbereiches.

Allen Ausführungsformen ist gemeinsam, dass sich auf Grund der Übergangspassung im Teilabschnitt 5, der den Bereich darstellt, in dem der Biegegradient am größten ist, der Anteil der Haftreibung im Teilabschnitt 5 gegenüber dem übrigen Bereich der Überdeckung 4 derart reduziert wird, dass beim Auftreten einer Belastung im Teilabschnitt 5 eine Relativbewegung zwischen dem Wirtel 3 und dem Spindelschaft 2 ermöglicht wird. Dies bewirkt eine Minimierung des nachteiligen Effektes, der bei einer Verbindung gemäß dem Stand der Technik auftritt, da der Spindelschaft 2 sich innerhalb dieses Teilabschnittes 5 bei Fortfall einer radial gerichteten Kraftkomponente durch Gleiten in seine Ausgangslage zurückbewegen kann.

Die geringfügigen Abweichungen des Außendurchmessers des Spindelschaftes und/oder des Innendurchmessers der Durchgangsbohrung betragen cirka 0,01 mm bis 0,1 mm. Der Bereich der Übermaßpassung erstreckt sich dabei zumindest über 80% der Ausdehnung des Wirtels 3 oder des Hülsenträgers in axialer Richtung des Spindelschaftes 2.


Anspruch[de]
Spindeloberteil (1) einer Spinn- oder Zwirnspindel, umfassend einen Spindelschaft (2) sowie mindestens ein am Spindelschaft (2) angeordnetes Teil, insbesondere einen Wirtel (3) und/oder einen Hülsenträger, welches zur Aufnahme des Spindelschaftes (2) mit einer Durchgangsbohrung versehen ist, wobei der Spindelschaft (2) und das mindestens eine Teil im Bereich ihrer Überdeckung (4) durch einen Schrumpf- oder Presssitz miteinander verbunden sind, wozu im Bereich ihrer Überdeckung (4) einander entsprechende Passflächen (6, 7) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilabschnitt (5) der Passflächen (6, 7) im Randbereich der Überdeckung (4) als eine Übergangspassung ausgebildet ist. Spindeloberteil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilabschnitt (5) benachbart zum Oberteil des Spindelschaftes (2) angeordnet ist, der der Aufnahme einer Hülse oder des Hülsenträgers dient. Spindeloberteil (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich der Überdeckung (4), in dem eine Übermaßpassung vorliegt, zumindest 80% der axialen Ausdehnung des Teiles in Richtung des Spindelschaftes (2) entspricht. Spindeloberteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilabschnitt (5) durch eine geringfügige Abweichung des Außendurchmessers des Spindelschaftes (2) von der Übermaßpassung ausgebildet ist. Spindeloberteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilabschnitt (5) durch eine geringfügige Abweichung des Innendurchmessers der Durchgangsbohrung des mindestens einen Teiles von der Übermaßpassung ausgebildet ist. Spindeloberteil (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abweichung des Teilabschnittes (5) cirka 0,01 mm bis 0,1 mm beträgt.






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