DE3931737A1 - Eigenantriebsspindel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Eigenantriebsspindel für Textil­ maschinen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer bekannten Eigenantriebsspindel mit einem Elektro­ motor (DE 29 50 394 A1) ist ein Spindelschaft drehfest mit einer Läuferwelle verbunden. Die den Läufer des Elektromo­ tors tragende Welle ist auf beiden axialen Seiten des Läufers in einem Statorgehäuse gelagert, welches elastisch mit dem an einer Spindelbank befestigten Motorgehäuse ver­ bunden ist.

Treten bei dieser bekannten Spindel Defekte an der Lagerung des Spindelschaftes bzw. der Läuferwelle, am Elektromotor oder an den elastischen Verbindungselementen zwischen Stator­ gehäuse und Motorgehäuse oder anderweitige Defekte auf, so ist es äußerst zeitaufwendig und umständlich, die entspre­ chende Spindel zu reparieren. Um die Stillstandszeiten der entsprechenden Textilmaschine dabei möglichst gering zu hal­ ten, besteht die Möglichkeit, die defekte Spindel als Ganzes gegen eine neue auszutauschen. Dies ist jedoch vom Material­ aufwand her unerwünscht und teuer.

Bei einer Eigenantriebsspindel der eingangs genannten Art (EP 02 76 015 A1) ist der Spindelschaft drehfest mit einem Rotor eines Elektromotors verbunden. Der Stator des Elektro­ motors ist mit seinem Gehäuse an einem unteren Spindelge­ häuse angeordnet, mit dem die bekannte Spindel an einer Spin­ delbank anbringbar ist. In dem unteren Spindelgehäuse ist ein Lagergehäuse zur Lagerung des Spindelschaftes elastisch gedämpft angeordnet.

Bei dieser bekannten Eigenantriebsspindel kann zwar der Spin­ delschaft mit seinem unteren Abschnitt und dem daran ange­ ordneten Läufer aus dem Lagergehäuse bzw. dem Stator heraus­ gezogen werden, um gegen einen neuen Spindelschaft ausge­ tauscht zu werden, treten jedoch Defekte am Stator oder an den Lagern auf, so muß wiederum die gesamte Einheit unteres Spindelgehäuse - Lagergehäuse - Rotor mit Rotorgehäuse aus­ getauscht werden, was mit einem erheblichen Material- und Kostenaufwand verbunden ist.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Eigenantriebsspindel der eingangs genannten Art so weiter zu bilden, daß bei auftretenden Defekten die beschä­ digten Bauteile schnell und mit möglichst geringem Material­ aufwand ausgetauscht werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch den erfindungsgemäß am Lagergehäuse vorgesehenen Zen­ trier- und Befestigungsflansch wird es ermöglicht, die Spin­ del aus drei unabhängig voneinander austauschbaren Baugrup­ pen aufzubauen, die schnell und einfach miteinander verbind­ bar sind. Die erste Baugruppe wird dabei von dem Halteele­ ment gebildet, mit dem die Spindel an einer Spindelbank be­ festigbar ist. Die zweite Baugruppe besteht aus dem Lagerge­ häuse mit dem Spindelschaft und dem Läufer des Elektromo­ tors, während die dritte Baugruppe vom Motorgehäuse mit dem darin befindlichen Stator gebildet wird.

Wesentlich dabei ist, daß insbesondere der Spindelschaft mit dem Rotor und dem Lagergehäuse als eine komplette Baueinheit auswechselbar ist, ohne daß gleichzeitig der Stator des Motors mit ausgetauscht werden muß, da infolge der hohen Be­ lastung der Lager diese am häufigsten verschleißen.

Da jedoch die Einheit Spindelschaft-Rotor-Lager mit Gehäuse als komplette Baueinheit vorliegt, ist es möglich, eine ge­ schlossene Lagerung für den Spindelschaft zu realisieren, so daß in dem Bereich der Lager keine Verunreinigungen wie z. B. Flug eindringen können, wodurch die Lebensdauer der Lager wesentlich erhöht wird.

Um die Austauschbarkeit der einzelnen Baugruppen weiter zu verbessern, sind die Ausführungsformen nach Anspruch 2 und 3 vorgesehen.

Durch das Ausführungsbeispiel nach Anspruch 4 wird es ermög­ licht, die einzelnen Baugruppen gegeneinander auszutauschen, ohne daß es erforderlich ist, diese erneut zu zentrieren. Hierdurch wird der Reparatur- und Wartungsaufwand für eine mit den erfindungsgemäßen Spindeln ausgerüstete Textilma­ schine wesentlich vermindert.

Um ohne Beeinträchtigung der durch die Erfindung bewirkten guten Austauschbarkeit der einzelnen Bauteile eine möglichst geringe Übertragung von Spindelschwingungen auf die Spindel­ bank bzw. die Textilmaschine zu erhalten, sind die Ausfüh­ rungsformen nach den Ansprüchen 5 und 6 vorgesehen.

Zur weiteren Vereinfachung der Montage dient die Ausführungs­ form nach Anspruch 7.

Durch die Ausführungsform nach Anspruch 8 wird eine dauer­ hafte Entkoppelung der Spindelschwingungen von der Spindel­ bank bzw. der Textilmaschine bewirkt, da keine der Alterung unterworfenen Dämpfungselemente benötigt werden.

Durch die Ausführungsform nach Anspruch 9 läßt sich der Läufer des Elektromotors auf besonders einfache Weise zen­ trisch in den entsprechenden Stator einsetzen.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert; dabei zeigt die einzige Figur der Zeichnung einen schematischen Teilschnitt durch eine Eigenan­ triebsspindel.

Nach der Zeichnung weist die erfindungsgemäße Eigenantriebs­ spindel ein rohrförmiges Lagergehäuse 10 auf, das an seinem oberen Ende einen Zentrier- und Befestigungsflansch 11 mit einem mittleren Befestigungsabschnitt 20 besitzt, an den sich nach oben bzw. unten eine erste bzw. eine zweite Ring­ stufe zum Zentrieren anschließt.

Das Lagergehäuse 10 ist mit der zweiten Ringstufe 17 in eine Zentrierbohrung 21 einer als Halteelement dienenden Biflex­ hülse 13 eingesetzt, wobei der Befestigungsabschnitt 20 des Lagergehäuses 10 auf einem Befestigungsflansch 19 der Biflex­ hülse 13 aufliegt. Die Biflexhülse 13, die eine Vielzahl von umfangsmäßig verteilten axialen Schlitzen 22 sowie eine Vielzahl von axial und umfangsmäßig verteilten umfangsmäßig verlaufenden Schlitzen 23 aufweist, ist mit einem Befesti­ gungsabschnitt 18 an einer Spindelbank 12 befestigt.

Der Befestigungsabschnitt 18 weist dabei einen sich radial nach außen erstreckenden Zentrierflansch 26 mit vorzugsweise drei umfangsmäßig verteilten Gewindebohrungen 28 auf, in die Justierschrauben 29 eingedreht sind, um die Spindel auf der Spindelbank 12 auszurichten. Ferner ist an dem Befestigungs­ abschnitt 18 ein sich radial nach innen erstreckender Halte­ flansch 30 vorgesehen, der mit einem sich radial nach außen erstreckenden Klemmflansch 31 eines Befestigungsbolzens 32 zusammenwirkt.

Der Befestigungsbolzen 32 erstreckt sich dabei mit einem Ge­ windeabschnitt durch eine Öffnung 33 in der Spindelbank 12, wobei auf den sich durch die Spindelbank 12 erstreckenden Ge­ windeabschnitt des Befestigungsbolzens 32 eine Haltemutter 34 mit zugeordneter Zwischenlegscheibe 35 aufgeschraubt ist, um die Biflexhülse 13 an der Spindelbank 12 zu befestigen.

Anstelle der Befestigung der Biflexhülse 13 mittels eines Befestigungsbolzens 32 kann ein entsprechender Bolzenab­ schnitt einstückig mit der Biflexhülse 13 ausgebildet sein.

In dem Befestigungsbolzen 32 ist eine nach oben offene Sack­ bohrung 36 vorgesehen, in die eine Dämpfungsspirale 37 einge­ setzt ist. Die Dämpfungsspirale 37 umgibt dabei einen Dämpfungszapfen 38, der mit einem entsprechenden Topfab­ schnitt 39 von unten in das Lagergehäuse 10 eingeschraubt ist.

Um die Sackbohrung 36 und den Zwischenraum zwischen dem Be­ festigungsbolzen 32 und dem Lagergehäuse 10 abzudichten, so daß dieser Bereich mit einem Dämpfungsöl füllbar ist, ist eine Manschette 40 vorgesehen, die am Außenumfang des Be­ festigungsbolzens 32 sowie am Außenumfang des Lagergehäuses 10 dicht anliegt.

Zur Lagerung des unteren Abschnitts des Spindelschafts 15, der vorzugsweise aus Stahl besteht, ist in das Lagergehäuse 10 ein Fußlager 42 und ein Halslager 41 eingesetzt. Zwischen dem Hals- und dem Fußlager 41 bzw. 42 ist eine Speicherhülse 43 angeordnet, die den Abstand zwischen Hals- und Fußlager 41 bzw. 42 festlegt. Die beiden Lager 41, 42 sind als Kugel­ lager ausgebildet, deren innere Laufrille 44 bzw. 45 am unteren Abschnitt des Spindelschafts 15 ausgebildet sind.

Das Hals- und das Fußlager 41 bzw. 42 nehmen neben Radial­ kräften jeweils einseitig wirkende Axialkräfte auf, wobei das Halslager 41 eine axiale Verschiebung des Spindelschafts 15 nach oben und das Fußlager 42 eine axiale Verschiebung des Spindelschafts 15 nach unten verhindert. Um dabei Ver­ spannungen zwischen den beiden Lagern 41, 42 zu vermeiden, ist das Fußlager mittels einer Feder 46 auf das Halslager 41 hin vorgespannt. Die Feder 46, die das Fußlager 42 von unten beaufschlagt, stützt sich mit ihrem anderen Ende an der oberen Stirnfläche des dem Dämpfungszapfen 38 zugeordneten Topfabschnitts 39 ab. Durch die das Halslager 41 mit dem Fußlager 42 verspannende Feder 46 wird eine spielfreie axia­ le Lagerung der Spindel erreicht, wodurch die Antriebslei­ stung, die für die Spindel benötigt wird, verringert wird.

Nach oben ist das Lagergehäuse 10 durch einen auf das Hals­ lager 41 aufgesetzten Teflonring 47 abgedichtet.

Zum Nachschmieren der Lager 41, 42 ist im Lagergehäuse 10 eine Öffnung 48 vorgesehen, die auf der Innenseite von der Speicherhülse 43 für das die Lager schmierende Öl abgedeckt ist, so daß durch die Öffnung 48 kein Schmutz in den Bereich der Lager 41, 42 gelangen kann.

Der in das Lagergehäuse 10 eingesetzte Spindelschaft 15, an dessen unteren Ende ein Auswuchtring 49 angeordnet ist, weist an seinem aus dem Lagergehäuse 10 herausragenden Ab­ schnitt einen Läuferhaltebereich 50 mit verringertem Durch­ messer auf, auf dem ein Läufer 51 eines Elektromotors dreh­ fest befestigt ist. Dem Läufer 51 ist ein Stator 52 eines Elektromotors zugeordnet, der in einem Motorgehäuse 14 be­ festigt ist. Das Motorgehäuse 14 weist in seinem unteren Be­ reich eine Zentrierbohrung 24 auf, in deren Bereich ein sich radial nach außen erstreckender Befestigungsflansch 25 vorge­ sehen ist.

Auf der der Zentrierbohrung 24 gegenüberliegenden Seite besitzt das Motorgehäuse 14 eine Öffnung, durch die sich der obere Abschnitt des Spindelschafts mit einer darauf angeord­ neten Spindelhülse 53 aus einem Leichtmetall, zum Beispiel Aluminium, hindurch erstreckt. Auf der Außenseite des Motor­ gehäuses sind ferner axial verlaufende Kühlrippen 54 ange­ ordnet.

Zur Befestigung des Motorgehäuses 14 und des Lagergehäuses 10 an der Biflexhülse 13 sind im Befestigungsflansch 25 des Motorgehäuses 14 und im Befestigungsabschnitt 20 des Zen­ trier- und Befestigungsflansches 11 Durchgangsbohrungen 55, 56 vorgesehen, die mit einer Gewindebohrung 57 im Befesti­ gungsflansch 19 der Biflexhülse 13 fluchtend ausrichtbar sind. Zum Befestigen der Baugruppen aneinander dienen Schrau­ ben 58.

Die Montage der beschriebenen Eigenantriebsspindel wird fol­ gendermaßen vorgenommen.

Zunächst wird die Biflexhülse auf der Spindelbank 12 aufge­ setzt und mit dem sich durch die Bohrung 33 in der Spindel­ bank 12 erstreckenden Befestigungsbolzen 32 an der Spindel­ bank 12 befestigt. In die Sackbohrung 36 ist die Dämpfungs­ spirale 37 bereits eingesetzt. Außerdem ist die Manschette 40 außen auf den Befestigungsbolzen 32 aufgesteckt. Schließ­ lich wird die Sackbohrung 36 teilweise mit Dämpfungsöl ge­ füllt.

Als nächstes wird das Lagergehäuse 10 mit dem darin angeord­ neten Spindelschaft 15, auf dem der Läufer 51 befestigt ist, in die Biflexhülse 13 eingesetzt. Dabei gelangt die Ringstufe 17 mit der Zentrierbohrung 21 in Eingriff, so daß das Lagergehäuse 10 und damit der Spindelschaft 15 zentriert in die Biflexhülse 13 eingesetzt werden kann. Beim Einsetzen gelangt gleichzeitig der Dämpfungszapfen 38 in die Dämpfungs­ spirale, wobei das vom Dämpfungszapfen 38 verdrängte Dämpfungsöl durch die Manschette 40 am Ausfließen gehindert wird.

Sobald der Befestigungsabschnitt 20 des Zentrier- und Be­ festigungsflansches 11 des Lagergehäuses 10 auf dem Befesti­ gungsflansch 19 der Biflexhülse 13 aufliegt, wird das Lager­ gehäuse 10 so gedreht, daß die Durchgangsbohrungen 56 im Be­ festigungsabschnitt 20 mit den Gewindebohrungen 57 im Be­ festigungsflansch 19 der Biflexhülse fluchtend ausgerichtet sind. Anschließend wird das Motorgehäuse 14 mit dem darin angeordneten Stator 52 über den Spindelschaft 15 auf den Zentrier- und Befestigungsflansch 11 aufgesetzt, wobei die Zentrierbohrung 24 mit der Ringstufe 16 in Eingriff gelangt, so daß der Stator 52 zentriert zum Läufer 51 angeordnet ist.

Nachdem das Motorgehäuse 14 so gedreht wurde, daß die Durch­ gangsbohrungen 55 mit den entsprechenden Bohrungen 56, 57 im Zentrier- und Befestigungsflansch 11 bzw. im Befestigungs­ flansch 19 der Biflexhülse fluchtend ausgerichtet sind, wer­ den die drei Baugruppen mittels Schrauben 58 miteinander ver­ schraubt.

Das Ausrichten der Spindel erfolgt mittels der Zentrier­ schrauben 29, bevor die Befestigungsschraube 34 fest angezogen ist.

Der elektrische Anschluß des Elektromotors der Eigenantriebs­ spindel erfolgt in nicht dargestellter bekannter Weise.

Zum Auswechseln einzelner Baugruppen der Eigenantriebsspin­ del wird entsprechend in umgekehrter Weise vorgegangen.

Claims (9)

1. Eigenantriebsspindel
mit einem einen Läufer und einen Stator aufweisenden Elektromotor,
mit einem Spindelschaft, der mit seinem unteren Abschnitt in einem an einer Spin­ delbank anbringbaren Lagergehäuse drehbar gelagert ist und
auf dem der Läufer drehfest angeordnet ist, und
mit einem mit dem Lagergehäuse verbundenen Motorgehäuse, in dem der Stator angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß das Lagergehäuse (10) einen Zentrier- und Befesti­ gungsflansch (11) aufweist,
mit dem das Lagergehäuse (10) an einem federelastischen, mit einer Spindelbank (12) verbindbaren Halteelement (13) lösbar verbunden ist und
an dem das Motorgehäuse (14) lösbar befestigt ist.

2. Eigenantriebsspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Motorgehäuse (14) und das Halteelement (13) auf entgegengesetzten axialen Seiten des Zentrier- und Be­ festigungsflansches (11) angeordnet sind.

3. Eigenantriebsspindel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Motorgehäuse (14) auf der dem freien Spindel­ schaft (15) zugewandten Seite des Zentrier- und Befesti­ gungsflansches (11) angeordnet ist.

4. Eigenantriebsspindel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrier- und Befestigungsflansch (11) eine erste und eine zweite Ringstufe (16 bzw. 17) zum Zentrie­ ren aufweist, zwischen denen ein radial nach außen vor­ stehender Befestigungsabschnitt (18) angeordnet ist.

5. Eigenantriebsspindel nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrier- und Befestigungsflansch (11) am oberen Ende des Lagergehäuses (10) vorgesehen ist.

6. Eigenantriebsspindel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrier- und Befestigungsflansch (11) des Lager­ gehäuses (10) starr mit einem oberen Befestigungsflansch (19) des Halteelements (13) verbunden ist, während das untere Ende des Lagergehäuses (10) im Bereich eines unteren Befestigungsabschnitts (20) des Halteelements (13) zur Befestigung an einer Spindelbank (12) an diesem federnd abgestützt ist.

7. Eigenantriebsspindel nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Halteelement (13) eine der entsprechenden Ring­ stufe (17) zum Zentrieren zugeordnete Zentrierbohrung (21) vorgesehen ist.

8. Eigenantriebsspindel nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement als Biflexhülse (13) mit einer Viel­ zahl von axial und umfangsmäßig verlaufenden Schlitzen (22 bzw. 23) ausgebildet ist, wobei die umfangsmäßig ver­ laufenden Schlitze (23) zumindest auf zwei axial beab­ standeten Umfangslinien angeordnet und umfangsmäßig gegeneinander versetzt sind.

9. Eigenantriebsspindel nach einem der vorhergehenen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Motorgehäuse (14) eine mit der Drehachse des Elektromotors (24) bzw. der Längsachse (A) der Spindel ausgerichtete Zentrierbohrung (24) vorgesehen ist, die mit der entsprechenden Ringstufe (16) zum Zentrieren am Zentrier- und Befestigungsflansch (11) zusammenwirkt und die von einem Befestigungsflansch (25) umgeben ist.