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Spindel zum ballonlosen Spinnen und Zwirnen Die Erfindung betrifft
einen von einem federnd gelagerten, stillstehenden Spindellagergehäuse getragenen
Spindelschaft mit verlängertem freien Spindelende für das ballonlose Spinnen bzw.
Zwirnen auf Ringspinn- und -zwirnmaschinen, wobei das Spindelhalslager starr und
das Spindelfußlager radial bewegbar im Spindellagergehäuse angeordnet sind.
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Derartige Spindeln mit stillstehendem, hülsenförmig ausgebildetem
Spindellagergehäuse, in welchem der eigentliche, an seinem freien Ende verlängerte
und zumeist in einen besonders gestalteten Kopf auslaufende Spindelschaft umläuft,
weisen eine gegenüber den üblichen Spindelanordnungen erheblich größere, bis nahezu
doppelte Länge auf. Sie neigen infolgedessen bei Anwendung bekannter Maßnahmen,
bei denen die Halslager gewöhnlich in der Nähe des Antriebsmittels vorgesehen sind,
um so dessen Anpreßdruck aufnehmen zu können, zu einem besonders unruhigen Lauf
und starkem Lagerverschleiß, da die auftretenden Fliehkräfte an dem vom Schwerpunkt
der rotierenden Masse bis zum Halslager gegebenen großen Hebelarm auf das Lager
wirken und sich weiterhin in erhöhten Auswandeiungen der Spindelspitze bemerkbar
machen.
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Es sind nun zwar Spindeln bekannt, bei welchen das Halslager im Schwerpunkt
der rotierenden Masse angeordnet ist. Hierbei ist aber das Halslager mit Spiel bzw.
unter Abstützung durch ein Dämpfungsmittel eingebaut. Auch diese Anordnung hat den
Nachteil, daß die Spindel ständig schwingende Bewegungen ausführt, die sich vor
allem an der Spindelspitze auswirken. Gleichzeitig schwingt aber auch das Halslager
mit, wodurch dieses selbst und etwa angeordnete Abstützfedern so beansprucht werden,
daß ein schneller Verschleiß eintritt.
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Weiter ist eine Spindellagerung bekannt, bei welcher das im Schwerpunkt
der Spule oder in dessen Nähe angeordnete Halslager sowie das am unteren Ende der
Spindel angeordnete Fußlager starr angeordnet sind. Da hierbei die Spindel besonders
dünn ausgebildet ist, damit sich ihre Achse in die durch die Lagerung bestimmte
Drehachse einstellen kann, besteht zumal bei Spindeln mit verlängertem kopflastigen
Ende die Gefahr, daß sie beim Durchgang durch die kritische Drehzahl bricht.
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Es ist auch bekannt, dem Halslager und oder Fußlager des Spindelschaftes
bzw. dem Träger eines oder beider dieser Spindelschaftlager mittels Dämpfungs- oder
Federungskörper eine gewisse Bewegbarkeit unter dem Einfluß rotierender Unwuchten
zu verleihen. Jedoch sind bei diesen Anordnungen die Schwerpunkte der umlaufenden
Massen bei leerer und bei vollbewickelter Spindel entweder nur unterhalb oder nur
oberhalb des Halslagers gelegen, wobei der Schwerpunktabstand bei hängendem Spindellagergehäuse
eine besonders ungünstige Größe annimmt. Infolge dieser einseitigen Schwerpunktslagen
läßt sich aber das verlängerte Kronenende einer ballonlosen Spindel während des
Spinnens oder Zwirnens nicht in erforderlichem Maße ruhig halten. Weiterhin ist
die nachgiebige Befestigung eines stillstehenden Lagerhalterschaftes an der Spindelbank
mittels eines axial unter dem Lagerhalterschaft angeordneten elastischen Vollzylinders
bekannt.
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Diesen bekannten Anordnungen liegt zwar auch die gleiche Aufgabe zugrunde,
einen möglichst ruhigen Spindellauf zu erzielen, aber die für kurz oberhalb der
Spulen endende Spindel gewonnenen Erkenntnisse lassen sich auf Spindeln erheblich
größerer Länge nicht ohne weiteres, insbesondere nicht ohne wesentliche Vergrößerung
des Kraftbedarfs für den Spindelantrieb und vor allem des Durchmessers der Garnhülse
übertragen. Bei Ringzwirnmaschinen mit festliegendern Durchmesser des Laufringes
für den Läufer bewirkt jede Vergrößerung des Garnhülsendurchrnessers eine Verringerung
der Wickelschichtdicke und somit einen Volumenverlust.
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Es ist zwar eine Spindel mit verlängertem fliegenden Ende für einen
reduzierten Fadenballon bekannt, bei welcher die Schwerpunktwanderung der umlaufenden
Massen bei leerer und bei vollbewickelter Spindel in der Nähe des Spindelhalslagers
auftreten kann, jedoch ist diese Spindel mit ihrem Fuß-und Halslager am Maschinengestell
völlig starr gelagert. Eine solche Spindel ist wegen der großen Lager- und Spindelschaftbeanspruchungen,
die eine Folge der unvermeidlichen Unwuchten der umlaufenden Massen sind, für einen
Dauerbetrieb und vor allem bei hohen Drehzahlen ungeeignet, weil sie einem hohen
Lagerverschleiß und unruhigen Lauf
an der Spitze des fliegenden
Spindelendes ausgesetzt ist.
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Bei Spindeln mit verlängertem freien Spindelende kommt es aber für
das ballonlose Spinnen und Zwirnen auf Ringspinn- und -zwirnmaschinen ausschlaggebend
darauf an, daß das den Faden füh-
rende Spindelende während des Betriebes
nicht in Schwingungen gerät, weil diese Fadenspannungsschwankungen und Fadenbrüche
zur Folge haben. Deshalb wird hierbei ein besonders ruhiger Lauf angestrebt. Zum
andern aber läßt gerade das ballonlose Spinnen und Zwirnen theoretisch wesentlich
höhere Drehzahlen zu, die jedoch bei Verwendung der bekannten Lageranordnungen in
der Praxis bisher nicht erreicht und genutzt werden konnten. Der Erfindung liegt
deshalb die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen.
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Um dies zu erreichen, wird bei derartigen Spindeln mit verlängertem
Spindelende erfindungsgemäß vorgeschlagen, das als Rollen- oder Nadellager ausgebildete
Halslager der Spindel zwischen den Schwerpunkten des leeren und des mit dem vollendeten
Wickel angefüllten Spindelschaftes anzuordnen und das Fußlager der Spindel innerhalb
des vorgesehenen Spieles zwischen dem Spindelfußlager und dem dieses tragenden Spindellagergehäuse
mit einem Dämpfungsmittel zu versehen und das Spindellagergehäuse über einen unterhalb
des Spindellagergehäuses angeordneten, koaxial mit diesem verbundenen elastischen
Vollzylinder, dessen obere und untere Stirnfläche von je einer an ihm vorgesehenen
Anschluß-Platte begrenzt ist, an der Spindelbank zu befestigen. Als Dämpfungsmittel
kann eine Flüssigkeit, z. B. öl,
oder ein federndes Element bekannter Art
dienen. Der Anschluß des Spindellagergehäuses erfolgt dann derart, daß es mit der
oberen Anschlußplatte verbunden wird, während die untere Anschlußplatte des elastischen
Vollkörpers über einen Schwenkarm oder unmittelbar an der Spindelbank befestigt
wird.
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Durch diese Anordnung werden die auftretenden Kräfte. welche auf etwaigen
Unbalancen der Garnhülsen oder Garnwickel sowie auf etwaigen Achsfehlern der Spindel
beruhen, an den hierfür günstigsten Stellen aufgenommen. Infolge des Spiels am Spindelfußlager
stellt sich die Spindelachse von selbst in die Drehachse ein, und etwaige während
des Betriebes durch Unwuchten entstehende Unruhe und Lagerbelastung wird hinreichend
von der federnden Lagerung des Spindellagergehäuses aufgenommen und ausgeglichen.
Die Lager werden somit weniger beansprucht und besitzen eine lange Lebensdauer.
Der Spindellauf ist völlig ruhig und sicher und läßt eine wesentliche Drehzahlsteigerung
zu.
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Eine solche Kombination, für deren Einzelmerkmale Elementenschutz
nicht begehrt wird, ist für ballonlose Spindeln neu und erbringt wegen des außerordentlich
ruhigen Spindellaufes und wegen der Möglichkeit, nunmehr mit erhöhten Drehzahlen
fahren zu können, auch einen auf dem Gebiet des ballonlosen Spinnens erheblichen
technischen Fortschritt in der Weiterentwicklung dieser Spinn- und Zwirnmethode.
Denn es war nicht vorauszusehen, daß trotz der bei einer in mittlerer Schwerpunktlage
vorgesehenen Anordnung des Spindelhalslagers immerhin möglichen Massenzentrifugalmomente
durch die Kombination der genannten drei, einzeln bekannten Merkmale die Spindel
an ihrer um ein langes Stück aus dem Wickel herausragenden Spindelkrone, der empfindlichsten
Stelle beim ballonlosen Spinnen, einen derart ruhigen Lauf einnehmen wird. wie er
tatsächlich erzielt worden ist.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt. Es zeigt Fig. 1 dieSpindel mitverlängertem freienSpindelende
für das ballonlose Spinnen und ihre Befestigung auf der Spindelbank.
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F i g. 2 die Spindel allein in mehreren Teilabschnitten in
vergrößertem Maßstab und teilweise geschnitten mit den Spindellagern und mit der
Lage der Schwerpunkte S, ohne Garnkörper und S., mit Garnkörper in bezug
auf das Spindelhalslager.
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F i g. 3 die Befestigung auf der Spindelbank im Schnitt.
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Das mit einem Fußteil 1 fest verbundene oder aus einem Stück
hergestellte hülsenartige Spindellagergehäuse 2, um welches der in seinem unteren
Teil als Wirtel 3 ausgebildete Spulenträger 4 umläuft, ist vorschlagsgemäß
am unteren Ende mit dem Fußlager 5 und weiter oben im mittleren Schwerpunkt
der Spindel mit dem beispielsweise als Rollen- oder Nadellager vorgesehenen Halslager
6 für den, mit dem Spulenträger 4 fest verbundenen umlaufenden Spindelschaft
7 ausgestattet. Das mit Spiel in das Spindellagergehäuse 2 eingesetzte Fußlager
5 ist als Spurlager in der Form einer am einen Ende geschlossenen Büchse
ausgebildet und mit einer schraubenartigen Eindrehung 8 am äußeren Umfang
versehen.
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Im Ringspalt9 zwischen dem Spindellagergehäuse 2 und dem Fußlager
5 ist als Dämpfungsmittel beispielsweise öl eingefüllt, welches zur
Schmierung der Spindelspitze durch die Bohrung 10 in das Innere des Fußlagers
5 gelangt. Durch die Spaltwirkung des öles im Ringspalt ist eine hinreichende
Dämpfung etwaiger Schwingungen gewährleistet. Der umlaufende Spindeischaft
7 trägt an seinem verlängerten freien oberen Ende einen Spinnkopf
11 bekannter, gegebenenfalls mit Mitnehmern ausgestatteter Bauart. Auf dem
nach unten offenen hülsenartigen und fest mit dem Spindelschaft 7 verbundenen
Spulenträger 4 ist die Garnhülse 12 mit dem Garnwickel 13 aufgeschoben.
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Das Fußteil 1 des Spindellagergehäuses 2 wird von einem fest
zwischen den beiden Platten 14 und 15
angeordneten elastischen Vollkörper
16 getragen, der mittels Gewindezapfen 17 am Fußteil 1 und
mittels Gewindezapfen 18 und Mutter 19 an der Spindelbank 20 befestigt
ist. Ebenso kann die untere Begrenzungsplatte 15 aber auch an einem nicht
dargestellten, verstellbaren Schwenkarrn befestigt sein, welcher an oder in der
Spindelbank gelagert ist.
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Schließlich kann in gewissen Fällen, so bei Verarbeitung festerer
Garne, der Fußteil 1 des Spindellagergehäuses 2 in an sich bekannter Weise
an der Spindelbank 20 mittels eines nicht dargestellten, durch diese hindurchgeführten
und federnd abgestützten Gewindezapfen befestigt sein.