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Die
Erfindung betrifft eine Spindel für Spinnmaschinen mit
einem einzelmotorischen Antrieb, der einen drehfest mit einem Spindeloberteil
der Spindel verbundenen Rotor und einen drehfest mit einem Spindellagergehäuse
verbundenen Stator aufweist, wobei das Spindellagergehäuse
eine Welle des Spindeloberteils über ein im Bereich des
Rotors angeordnetes oberes Lager und über ein unterhalb
des Rotors angeordnetes unteres Lagers trägt, dass der
Rotor außenseitig auf einem das obere Lager umgreifenden
Hülsenteil befestigt ist und dass der Stator von einem
Statorgehäuseteil umgeben ist.
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Aus
der
DE 40 40 103 A1 ist
eine Spindel für Spinnmaschinen mit einem einzelmotorischen
Antrieb bekannt, wobei ein Rotor des einzelmotorischen Antriebs
drehfest mit einem Spindeloberteil der Spindel und ein Stator des
Antriebs drehfest mit einem Spindellagergehäuse verbunden
ist. Das Spindellagergehäuse weist ein oberes Lager und
ein unteres Lager auf und ist fest mit einem den Stator umgebenden
Gehäuseteil verbunden. Der Rotor ist außenseitig
auf einem Hülsenteil befestigt, das das obere Lager umgibt.
Nachteilig an der bekannten Spindel ist, dass sie im Bereich des
elektromotorischen Antriebs relativ ausladend ausgebildet ist. Ferner
ist nachteilig an der bekannten Spindel, dass der Wartungsaufwand,
beispielsweise für den Wechsel des Schmierstoffs im unteren
Lager, relativ aufwendig ist.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Spindel für Spinnmaschinen
mit einem einzelmotorischen Antrieb derart weiterzubilden, dass
die Spindel insgesamt einen kompakten und Platz sparenden Aufbau
aufweist, wobei gleichzeitig der Wartungsaufwand reduziert wird.
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Zur
Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass
das Statorgehäuseteil hohlzylinderförmig ausgebildet
ist, wobei ein unterer Randbereich desselben mit einem Spindelunterteil
verbunden ist und ein oberer Randbereich des Statorgehäuseteils über
eine Lamellenringeinheit als Dichtmittel berührungslos
gegenüber dem Spindeloberteil oder einem mit dem Spindeloberteil
verbundenen Ansatzabschnitt abgedichtet ist.
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Vorteilhaft
ermöglicht die Erfindung einen kompakten Aufbau einer Spindel.
Grundgedanke der Erfindung ist es, eine Spindel derart aufzubauen, dass
ein elektromotorischer Antrieb derart in eine Spindel integriert
angeordnet ist, dass die Quererstreckung der Spindel einen vorgegebenen
Durchmesserbetrag nicht überschreitet und darüber
hinaus ein hohes Maß an Dichtigkeit und Wartungsfreundlichkeit gegeben
ist. Dies wird erreicht durch eine hohlzylinderförmige
Ausgestaltung eines den Stator tragenden Statorgehäuseteils,
das zum einen mit einem unteren Randbereich unmittelbar mit dem
Spindelunterteil und mit einem oberen Randbereich unmittelbar mit
dem Spindeloberteil oder einem fest mit demselben verbundenen Ansatzteil
gekoppelt ist. Vorteilhaft weist die Spindel in einem Übergangsbereich
zwischen dem Spindeloberteil und dem Spindelunterteil eine relativ
konstante Dicke auf. Hierdurch kann die Mehrzahl von Spindeln der
Spinnmaschine Platz sparend in einem lichten Abstand von beispielsweise
70 mm angeordnet sein. Dadurch, dass als Dichtmittel eine Lamellenringeinheit
vorgesehen ist, mittels derer ein oberer Randbereich des Statorgehäuseteils
berührungslos gegenüber dem Spindeloberteil bzw.
dem Ansatzabschnitt abgedichtet ist, ermöglicht die Erfindung
eine verbesserte Abdichtung der rotierenden Teile bezüglich
der Umgebung.
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Zur
Lösung der Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2 dadurch gekennzeichnet, dass
der Stator und/oder der Rotor des elektromotorischen Antriebs derart
ausgebildet und/oder angeordnet sind, dass das den Antrieb abdeckende
Statorgehäuseteil einen Außendurchmesser aufweist,
der maximal um die Wandstärke des in axialer Richtung zum
Statorgehäuseteil benachbarten Gehäuseabschnitts
der Spindel größer ist als der Außendurchmesser
des benachbarten Gehäuseabschnitts.
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Der
besondere Vorteil der Erfindung gemäß Patentanspruch
2 besteht darin, dass durch die platzsparende und kompakte Anordnung
eines Antriebs, vorzugsweise eines Synchronmotors, der Gesamtquerschnitt
der Spindel in einem mittleren Bereich zwischen dem Spindeloberteil
und dem Spindelunter teil klein gehalten werden kann. Da ein das
Garn tragender Spulenträger der Spindel üblicherweise
an einer Absauganlage angeschlossen ist zum Absaugen von unerwünschten
Fadenresten oder Schmutzpartikeln, kann infolge des erfindungsgemäß kompakten
Aufbaus der Spindel die Saugleistung der Absauganlage verringert
werden. Ist die Spindel dafür ausgelegt gewesen, von einem
ortsfern angeordneten Antrieb über eine Riemenkopplung
angetrieben zu werden, kann die Spindel einfach auf eine Ausführung
mit einem einzelmotorischen Antrieb umgerüstet werden,
wobei die Saugleistung der zugeordneten Absauganlage konstant gehalten
werden kann.
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Nach
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das
Statorgehäuseteil lösbar mit dem Spindelunterteil
verbunden. Beispielsweise kann das Statorgehäuseteil über
eine Schraubverbindung oder durch Anpressen mit dem Spindelunterteil
verbunden sein. Vorteilhaft kann hierdurch auf einfache Weise nicht
nur das Spindeloberteil zusammen mit der Welle vom Spindelunterteil
entfernt werden, sondern darüber hinaus auch der Stator.
Durch die erfindungsgemäß verbesserte Zugänglichkeit
zu den Lagern der Spindel ergibt sich eine erhöhte Wartungsfreundlichkeit.
Die Spindel kann auf einfache Weise demontiert bzw. Bauteile können
auf vereinfachte Weise ausgetauscht werden.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist das Spindellagergehäuse
durch das Spindelunterteil gebildet. Vorteilhaft ergibt sich hierdurch
eine direkte Lagerung der Welle in dem Spindelunterteil. Vorteilhaft
kann hierdurch die Anzahl der Bauteile der Spindel verringert werden,
so dass die Montage bzw. Demontage der Spindel vereinfacht ist.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist an einem Ende eines hohlzylindrischen
Aufnahmeteils des Spindelunterteils ein Anschlagkragen angeordnet,
der mit einer umlaufenden Ringnase einer Innenseite des Hülsenteils
zugewandt ist. Hierdurch wird sichergestellt, dass nur eine begrenzte
axiale Verschiebung bei Beibehaltung der Taumelfähigkeit des
Spindeloberteils während des Betriebes gegeben ist. Ferner
ergibt sich hierdurch in vorteilhafter Weise eine verbesserte Dichtwirkung.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung weist eine Innenseite des Hülsenteils
eine ringförmige Ringnase auf, die zur Abdichtung des wellennahen
Raums zu der Umgebung dient.
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Weitere
Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
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Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand
der Zeichnungen näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
Seitenansicht einer Spindel,
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2 einen
Vertikalschnitt durch die Spindel in einem Übergangsbereich
zwischen einem Spindeloberteil und einem Spindelunterteil der Spindel
im Montagezustand und
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3 einen
Vertikalschnitt durch die Spindel gemäß 2 in
einem Demontagezustand.
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Eine
Spinnmaschine besteht aus einer Mehrzahl von Spindeln 1,
die in einem vorgegebenen lichten Abstand von beispielsweise 70
mm zueinander angeordnet sein können. Die Spindel 1 besteht
im Wesentlichen aus einem Spindeloberteil 2 und einem Spindelunterteil 3.
Das Spindeloberteil 2 weist einen Spulenträger 4 auf,
auf dem das Garn bzw. die Fasern aufgebracht sind. Das Spindelunterteil 3 ist
mittels Befestigungsschrauben an einer vorzugsweise beweglichen
Plattform 5 befestigt.
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In
einem mittleren Bereich 6 der Spindel 1 ist ein
elektromotorischer Antrieb 7 angeordnet zum Antrieb des
Spindeloberteils 2. Der elektromotorische Antrieb 7 ist
mittels eines Statorgehäuseteils 8 in Umfangsrichtung
abgedeckt, wobei das Statorgehäuseteil 8 eine
Außenwandung 9 mit einem konstanten Außendurchmesser
d aufweist. Beispielsweise kann der Außendurchmesser d
40 mm betragen. Der Außendurchmesser d des Statorgehäuseteils 8 ist
unwesentlich größer als der Außendurchmesser
u des Spindelunterteils 3. Vorzugsweise ist der Außendurchmesser
d des Statorgehäuseteils 8 maximal um die Wandstärke
des als benachbarter Gehäuseabschnitt dienenden Spindelunterteils 3 größer
als der Außendurchmesser u des Spindelunterteils 3.
Die Quererstreckung der Spindel 1 ist im Bereich des Statorgehäuseteils 8 am
größten. Erfindungsgemäß wird
die Begrenzung der Quererstreckung im Bereich des Antriebs 7 durch
den kompakten Aufbau desselben ermöglicht, der vorzugsweise
als Synchronmotor ausgebildet ist.
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Der
Außendurchmesser d des Statorgehäuseteils 8 ist
kleiner als der maximale Außendurchmesser o des Spulenträgers 4.
Die Erfindung ermöglicht somit eine kompakte Integration
des elektromotorischen Antriebs 7 in die Spindel 1.
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Wie
besser aus 2 zu ersehen ist, ist das Statorgehäuseteil 8 hohlzylinderförmig
ausgebildet und erstreckt sich zwischen dem Spindelunterteil 3 und
dem Spindeloberteil 2. In einem unteren Randbereich 10 des
Statorgehäuseteils 8 ist dasselbe mittels Schraubverbindung
lösbar mit dem Spindelunterteil 3 verbunden. Zu
diesem Zweck weist eine Innenwandung des unteren Randbereichs 10 des
Statorgehäuseteils 8 sowie ein oberer äußerer Randabschnitt
des Spindelunterteils 3 jeweils ein Gewinde auf. Der untere
Randbereich 10 des Statorgehäuseteils 8 umgreift
einen oberen äußeren Randabschnitt des Spindelunterteils 3 entlang
einer Strecke a und ermöglicht somit eine sichere Verbindung
des als Abdeckung des Antriebs 7 zur Umgebung dienenden
Statorgehäuseteils 8 mit dem Spindelunterteil 3.
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Nach
einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform
der Erfindung kann der untere Randbereich 10 des Statorgehäuseteils 8 mit
dem oberen Randabschnitt des Spindelunterteils 3 auch mittels
Anpressen lösbar verbunden sein. Der untere Randbereich 10 des
Statorgehäuseteils 8 liegt hierbei mit einer Innenwandung
flächig an dem oberen Randabschnitt des Spindelunterteils 3 an.
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An
einer Innenwandung 11 des Statorgehäuseteils 8 ist
in einem mittleren Bereich ein Stator 12 mit Wicklungen 13 und
einem Blechpaket 14 befestigt. Der Stator 12 wirkt
mit einem über einen Luftspalt getrennten Rotor 15 des
elektromotorischen Antriebs 7 zusammen, der drehfest mit
dem Spindeloberteil 2 verbunden ist. Der Rotor 15 ist
auf einem Hülsenteil 16 befestigt, das koaxial
zu einer Welle 17 des Spindeloberteils 2 angeordnet
ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel verbreitert sich
das Hülsenteil 16 in Höhe eines oberen
Randbereichs 18 des Statorgehäuseteils 8,
wobei ein Verbreiterungsabschnitt 19 des Hülsenteils 16 oberhalb
des Stators 12 und des Rotors 15 angeordnet ist.
Der Verbreitungsabschnitt 19 ist über einen in
radialer Richtung innen anschließenden Verbindungsabschnitt 20 fest
mit der Welle 17 verbunden. Das Hülsenteil 16 besteht
aus dem dünnwandigen Abschnitt 16', auf dem der
Rotor 15 gelagert ist und dem Verbreiterungsabschnitt 19,
der fest mit dem Verbindungsabschnitt 20 und einem Ansatzabschnitt 21 verbunden
ist.
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Nach
einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung
können das Hülsenteil 16, der Verbindungsabschnitt 20 und
der Absatzabschnitt 21 auch einstückig ausgebildet
sein.
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Außenseitig
des Hülsenteils 16 schließt sich der
Ansatzabschnitt 21 an, der als Dichtmittel eine Lamellenringeinheit 22 trägt.
Die Lamelleringeinheit 22 besteht aus drei geschlitzten
Metallringen, wobei die Schlitze der Metallringe versetzt zueinander
angeordnet sind. Die Lamellenringeinheit 22 weist drei koaxial
zu einer Achse 23 der Welle 17 angeordnete Metallringe
auf, die mit Spiel zu dem oberen Randbereich 18 des Statorgehäuseteils 8 angeordnet
sind. Die Lamellenringeinheit 22 bildet ein Labyrinth,
so dass zum einen eine sichere Abdichtung des elektromotorischen
Antriebs 7 zur Umgebung gegeben ist und zum anderen keine
Reibkräfte auf die Drehbewegung des Spindeloberteils 2 einwirken.
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Die
Welle 17 des Spindeloberteils 2 ist in dem als
Spindellagergehäuse bildenden Spindelunterteil 3 durch
ein in Höhe des Rotors 15 angeordnetes oberes
Lager 24 und über ein unterhalb des Rotors 15 angeordnetes
unteres Lager 25 gehalten. Zu diesem Zweck weist das Spindelunterteil 3 ein
hohlzylinderförmiges Aufnahmeteil 26 auf, wobei
in dem oberen Teil des Aufnahmeteils 26 als oberes Lager 24 ein
Nadellager/Rollenlager und in dem unteren Teil des Aufnahmeteils 26 als
unteres Lager 25 ein Gleitlager angeordnet sind. Das Aufnahmeteil 26 ist in
Richtung des Spindeloberteils 2 verjüngend angeordnet.
Der untere Bereich des Aufnahmeteils 26 ist fest mit einem
hohlzylinderförmigen Sockel 27 des Spindelunterteils 3 verbunden.
Der Sockel 27 des Spindelunterteils 3 bildet das
Gehäuse des Spindelunterteils 3 und weist im oberen
Randbereich 18 das Gewinde auf zur lösbaren Befestigung
mit dem Statorgehäuseteil 8.
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Das
Aufnahmeteil 26 weist auf einer dem Spindeloberteil 2 zugewandten
Stirnseite einen radial nach außen weisenden Anschlagkragen 28 auf,
der gummierte Enden aufweist, die einen zu dem Innendurchmesser
des Hülsenteils 16 korrespondierenden Außendurchmesser
aufweisen. Der Anschlagkragen 28 wirkt mit einer innenseitig
von dem Hülsenteil 16 abragenden Ringnase 29 zusammen,
so dass ein unerwünschtes Herausbewegen der Welle 17 aus
dem Spindelunterteil 3 verhindert wird. Zum anderen wird eine
erforderliche Taumelfähigkeit des Spindeloberteils 2 in
einem begrenzten Umfang ermöglicht.
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Der
Anschlagkragen 28 des Aufnahmeteils 26 erstreckt
sich in einem Bereich oberhalb des Rotors 15. Die Ringnase 29 des
Hülsenteils 16 erstreckt sich in einem oberen
Endbereich des Rotors 15. Der Rotor 15 ist als
ein ringförmiger Permanentmagnet ausgebildet, der zusammen
mit dem Stator 12 einen in radialer Richtung platzsparenden
Synchronmotor bildet. Der elektromotorische Antrieb 7 weist
hierdurch einen relativ geringen Querschnitt auf, so dass eine im
oberen Bereich der Spindel 1 angeschlossene Absauganlage
zur Absaugung von Schmutzpartikeln bzw. Fadenresten von dem Spindeloberteil 2 mit einer
relativ geringen Saugleistung betrieben werden kann. Ein nicht dargestelltes
oberes Kapselgehäuse, das im Bereich des Spindeloberteils 2 angeordnet
ist, ist an die Absauganlage angeschlossen. Vorteilhaft kann durch
die schmale Ausgestaltung der Spindel 1 die erforderliche
Leistung der Absauganlage minimiert bzw. optimiert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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