| 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
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| 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.
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| Beschreibung[de] |
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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.
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| Anspruch[de] |
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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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