Spindel mit Einzelantrieb

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Eigenantriebsspindel für Textilmaschinen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Bei einer bekannten Eigenantriebsspindel der eingangs genanten Art mit einem Elektromotor (DE 29 50 394 A1) ist ein Spindelschaft drehfest mit einer Läuferwelle verbunden. Die den Läufer des Elektromotors tragende Welle ist auf beiden axialen Seiten des Läufers in einem Statorgehäuse gelagert, welches elastisch mit dem an einer Spindelbank befestigten Motorgehäuse verbunden ist.

[0003] Treten bei dieser bekannten Spindel Defekte an der Lagerung des Spindelschaftes bzw. der Läuferwelle, am Elektromotor oder an den elastischen Verbindungselementen zwischen Statorgehäuse und Motorgehäuse oder anderweitige Defekte auf, so ist es äußerst zeitaufwendig und umständlich, die entsprechende Spindel zu reparieren. Um die Stillstandszeiten der entsprechenden Textilmaschine dabei möglichst gering zu halten, besteht die Möglichkeit, die defekte Spindel als Ganzes gegen eine neue auszutauschen. Dies ist jedoch vom Materialaufwand her unerwünscht und teuer.

[0004] Bei einer weiteren Eigenantriebsspindel (EP 0 276 015 A1) ist der Spindelschaft drehfest mit einem Rotor eines Elektromotors verbunden. Der Stator des Elektromotors ist mit seinem Gehäuse an einem unteren Spindelgehäuse angeordnet, mit dem die bekannte Spindel an einer Spindelbank anbringbar ist. In dem unteren Spindelgehäuse ist ein Lagergehäuse zur Lagerung des Spindelschaftes elastisch gedämpft angeordnet.

[0005] Bei dieser bekannten Eigenantriebsspindel kann zwar der Spindelschaft mit seinem unteren Abschnitt und dem daran angeordneten Läufer aus dem Lagergehäuse bzw. dem Stator herausgezogen werden, um gegen einen neuen Spindelschaft ausgetauscht zu werden, treten jedoch Defekte am Stator oder an den Lagern auf, so muß wiederum die gesamte Einheit unteres Spindelgehäuse - Lagergehäuse - Rotor mit Rotorgehäuse ausgetauscht werden, was mit einem erheblichen Material- und Kostenaufwand verbunden ist.

[0006] Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Eigenantriebsspindel der eingangs genannten Art so weiter zu bilden, daß bei auftretenden Defekten die beschädigten Bauteile schnell und mit möglichst geringem Materialaufwand ausgetauscht werden können.

[0007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

[0008] Durch den erfindungsgemäß am Lagergehäuse vorgesehenen Zentrier- und Befestigungsflansch wird es ermöglicht, die Spindel aus drei unabhängig voneinander austauschbaren Baugruppen aufzubauen, die schnell und einfach miteinander verbindbar sind. Die erste Baugruppe wird dabei von dem Halteelement gebildet, mit dem die Spindel an einer Spindelbank befestigbar ist. Die zweite Baugruppe besteht aus dem Lagergehäuse mit dem Spindelschaft und dem Läufer des Elektromotors, während die dritte Baugruppe vom Motorgehäuse mit dem darin befindlichen Stator gebildet wird.

[0009] 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 Belastung der Lager diese am häufigsten verschleißen.

[0010] Da jedoch die Einheit Spindelschaft-Rotor-Lager mit Gehäuse als komplette Baueinheit vorliegt, ist es möglich, eine geschlossene 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.

[0011] Um die Austauschbarkeit der einzelnen Baugruppen weiter zu verbessern, ist die Ausführungsform nach Anspruch 2 vorgesehen.

[0012] Durch das Ausführungsbeispiel nach Anspruch 3 wird es ermöglicht, 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 Textilmaschine wesentlich vermindert.

[0013] Um ohne Beeinträchtigung der durch die Erfindung bewirkten guten Austauschbarkeit der einzelnen Bauteile eine möglichst geringe Übertragung von Spindelschwingungen auf die Spindelbank bzw. die Textilmaschine zu erhalten, sind die Ausführungsformen nach den Ansprüchen 4 und 5 vorgesehen.

[0014] Zur weiteren Vereinfachung der Montage dient die Ausführungsform nach Anspruch 6.

[0015] Durch die Ausführungsform nach Anspruch 7 wird eine dauerhafte Entkoppelung der Spindelschwingungen von der Spindelbank bzw. der Textilmaschine bewirkt, da keine der Alterung unterworfenen Dämpfungselemente benötigt werden.

[0016] Durch die Ausführungsform nach Anspruch 8 läßt sich der Läufer des Elektromotors auf besonders einfache Weise zentrisch in den entsprechenden Stator einsetzen.

[0017] Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert; dabei zeigt die einzige Figur der Zeichnung einen schematischen Teilschnitt durch eine Eigenantriebsspindel.

[0018] Nach der Zeichnung weist die erfindungsgemäße Eigenantriebsspindel 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 Ringstufe zum Zentrieren anschließt.

[0019] Das Lagergehäuse 10 ist mit der zweiten Ringstufe 17 in eine Zentrierbohrung 21 einer als Halteelement dienenden Biflexhülse 13 eingesetzt, wobei der Befestigungsabschnitt 20 des Lagergehäuses 10 auf einem Befestigungsflansch 19 der Biflexhülse 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 Befestigungsabschnitt 18 an einer Spindelbank 12 befestigt.

[0020] 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 Befestigungsabschnitt 18 ein sich radial nach innen erstreckender Halteflansch 30 vorgesehen, der mit einem sich radial nach außen erstreckenden Klemmflansch 31 eines Befestigungsbolzens 32 zusammenwirkt.

[0021] Der Befestigungsbolzen 32 erstreckt sich dabei mit einem Gewindeabschnitt durch eine Öffnung 33 in der Spindelbank 12, wobei auf den sich durch die Spindelbank 12 erstreckenden Gewindeabschnitt des Befestigungsbolzens 32 eine Haltemutter 34 mit zugeordneter Zwischenlegscheibe 35 aufgeschraubt ist, um die Biflexhülse 13 an der Spindelbank 12 zu befestigen.

[0022] Anstelle der Befestigung der Biflexhülse 13 mittels eines Befestigungsbolzens 32 kann ein entsprechender Bolzenabschnitt einstückig mit der Biflexhülse 13 ausgebildet sein.

[0023] In dem Befestigungsbolzen 32 ist eine nach oben offene Sackbohrung 36 vorgesehen, in die eine Dämpfungsspirale 37 eingesetzt ist. Die Dämpfungsspirale 37 umgibt dabei einen Dämpfungszapfen 38, der mit einem entsprechenden Topfabschnitt 39 von unten in das Lagergehäuse 10 eingeschraubt ist.

[0024] Um die Sackbohrung 36 und den Zwischenraum zwischen dem Befestigungsbolzen 32 und dem Lagergehäuse 10 abzudichten, so daß dieser Bereich mit einem Dämpfungsöl füllbar ist, ist eine Manschette 40 vorgesehen, die am Außenumfang des Befestigungsbolzens 32 sowie am Außenumfang des Lagergehäuses 10 dicht anliegt.

[0025] 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 Kugellager ausgebildet, deren innere Laufrille 44 bzw. 45 am unteren Abschnitt des Spindelschafts 15 ausgebildet sind.

[0026] Das Hals- und das Fußlager 41 bzw. 42 nehmen neben Radialkräften 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 Verspannungen 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 axiale Lagerung der Spindel erreicht, wodurch die Antriebsleistung, die für die Spindel benötigt wird, verringert wird.

[0027] Nach oben ist das Lagergehäuse 10 durch einen auf das Halslager 41 aufgesetzten Teflonring 47 abgedichtet.

[0028] 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.

[0029] 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 Abschnitt einen Läuferhaltebereich 50 mit verringertem Durchmesser auf, auf dem ein Läufer 51 eines Elektromotors drehfest befestigt ist. Dem Läufer 51 ist ein Stator 52 eines Elektromotors zugeordnet, der in einem Motorgehäuse 14 befestigt ist. Das Motorgehäuse 14 weist in seinem unteren Bereich eine Zentrierbohrung 24 auf, in deren Bereich ein sich radial nach außen erstreckender Befestigungsflansch 25 vorgesehen ist.

[0030] Auf der der Zentrierbohrung 24 gegenüberliegenden Seite besitzt das Motorgehäuse 14 eine Öffnung, durch die sich der obere Abschnitt des Spindelschafts mit einer darauf angeordneten Spindelhülse 53 aus einem Leichtmetall, zum Beispiel Aluminium, hindurch erstreckt. Auf der Außenseite des Motorgehäuses sind ferner axial verlaufende Kühlrippen 54 angeordnet.

[0031] 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 Zentrier- und Befestigungsflansches 11 Durchgangsbohrungen 55, 56 vorgesehen, die mit einer Gewindebohrung 57 im Befestigungsflansch 19 der Biflexhülse 13 fluchtend ausrichtbar sind. Zum Befestigen der Baugruppen aneinander dienen Schrauben 58.

[0032] Die Montage der beschriebenen Eigenantriebsspindel wird folgendermaßen vorgenommen.

[0033] Zunächst wird die Biflexhülse auf der Spindelbank 12 aufgesetzt und mit dem sich durch die Bohrung 33 in der Spindelbank 12 erstreckenden Befestigungsbolzen 32 an der Spindelbank 12 befestigt. In die Sackbohrung 36 ist die Dämpfungsspirale 37 bereits eingesetzt. Außerdem ist die Manschette 40 außen auf den Befestigungsbolzen 32 aufgesteckt. Schließlich wird die Sackbohrung 36 teilweise mit Dämpfungsöl gefüllt.

[0034] Als nächstes wird das Lagergehäuse 10 mit dem darin angeordneten 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 Dämpfungsspirale, wobei das vom Dämpfungszapfen 38 verdrängte Dämpfungsöl durch die Manschette 40 am Ausfließen gehindert wird.

[0035] Sobald der Befestigungsabschnitt 20 des Zentrier- und Befestigungsflansches 11 des Lagergehäuses 10 auf dem Befestigungsflansch 19 der Biflexhülse 13 aufliegt, wird das Lagergehäuse 10 so gedreht, daß die Durchgangsbohrungen 56 im Befestigungsabschnitt 20 mit den Gewindebohrungen 57 im Befestigungsflansch 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.

[0036] Nachdem das Motorgehäuse 14 so gedreht wurde, daß die Durchgangsbohrungen 55 mit den entsprechenden Bohrungen 56, 57 im Zentrier- und Befestigungsflansch 11 bzw. im Befestigungsflansch 19 der Biflexhülse fluchtend ausgerichtet sind, werden die drei Baugruppen mittels Schrauben 58 miteinander verschraubt.

[0037] Das Ausrichten der Spindel erfolgt mittels der Zentrierschrauben 29, bevor die Befestigungsschraube 34 fest angezogen ist.

[0038] Der elektrische Anschluß des Elektromotors der Eigenantriebsspindel erfolgt in nicht dargestellter bekannter Weise.

[0039] Zum Auswechseln einzelner Baugruppen der Eigenantriebsspindel wird entsprechend in umgekehrter Weise vorgegangen.

Ansprüche

1. Eigenantriebsspindel mit einem einen Läufer (51) und einen Stator (52) aufweisenden Elektromotor, mit einem Spindelschaft (15), der mit seinem unteren Abschnitt in einem an einer Spindelbank (12) anbringbaren Lagergehäuse (10) drehbar gelagert ist und auf dem Läufer (51) drehfest angeordnet ist, und mit einem mit dem Lagergehäuse (10) verbundenen Motorgehäuse (14), in dem der Stator (52) angeordnet ist, wobei das Lagergehäuse (10) einen Zentrier- und Befestigungsflansch (11) aufweist, an dem das Motorgehäuse (14) lösbar befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass
das Lagergehäuse (10) an einem federelastischen, mit einer Spindelbank (12) verbindbarem Halteelement (13) lösbar verbunden ist, welches als mit axial und umfangsmässig verteilten Schlitzen (22, 23) versehene Biflex-Hülse ausgebildet ist, und dass das Motorgehäuse (14) und das Halteelement (13) auf entgegengesetzten axialen Seiten des Zentrier- und Befestigungsflansches (11) angeordnet sind.

2. Eigenantriebsspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorgehäuse (14) auf der dem freien Spindelschaft (15) zugewandten Seite des Zentrier- und Befestigungsflansches (11) angeordnet ist.

3. Eigenantriebsspindel nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrier- und Befestigungsflansch (11) eine erste und eine zweite Ringstufe (16 bzw. 17) aussen vorstehender Befestigungsabschnitt (20) angeordnet ist.

4. Eigenantriebsspindel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrier- und Befestigungsflansch (11) am oberen Ende des Lagergehäuses (10) vorgesehen ist.

5. Eigenantriebsspindel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrier- und Befestigungsflansch (11) des Lagergehäuses (10) starr mit einem oberen Befestigungsflansch (19) des Halteelements (13) verbunden ist, während das untere Ende des Lagergehäuses (10) im Bereich eines unteren Befestigungsabschnitts (18) des Halteelements (13) zur Befestigung an einer Spindelbank (12) an diesem federnd abgestützt ist.

6. Eigenantriebsspindel nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Halteelement (13) eine der entsprechenden Ringstufe (17) zum Zentrieren zugeordnete Zentrierbohrung (21) vorgesehen ist.

7. Eigenantriebsspindel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die umfangsmässig verlaufenden Schlitze (23) zumindest auf zwei axial beabstandeten Umfangslinien angeordnet und umfangsmässig gegeneinander versetzt sind.

8. Eigenantriebsspindel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Motorgehäuse (14) eine mit der Drehachse des Elektromotors 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.

Claims

1. An automotive spindle with a traveller (51) and an electromotor (52) comprising a stator, with a spindle shaft (15) which is rotatably held in a bearing casing (10) attachable with its lower section to a spindle bearing plate (12) and which is arranged on the traveller (51) rotationally rigidly, and with a motor casing (14) connected to the bearing casing (10) in which the stator is arranged, whereby the bearing casing (10) comprises a centering and attachment flange (11) on which the motor casing (14) is detachably attached, characterized in that the bearing casing (10) is detachably connected to a spring-loaded fixing element (13) which is connectable to a spindle bearing plate (12), which fixing element is arranged as a biflex sleeve provided with slots (22, 23) distributed on its circumference, and that the motor casing (14) and the fixing element (13) are arranged on opposite axial sides of the centering and attachment flange (11).

2. An automotive spindle as claimed in claim 1, characterized in that the motor casing (14) is arranged on the side of the centering and attachment flange (11) showing towards the free spindle shaft (15).

3. An automotive spindle as claimed in claim 1 to 2, characterized in that the centering and attachment flange (11) comprises a first and second ring stage (16 or 17) for centering, between which an attachment segment (20) is provided which projects radially outwardly.

4. An automotive spindle as claimed in one of the previous claims, characterized in that the centering and attachment flange (11) is provided at the upper end of the bearing casing (10).

5. An automotive spindle as claimed in claim 4, characterized in that the centering and attachment flange (11) of the bearing casing (10) is rigidly connected to the upper attachment flange (19) of the fixing element (13), whereas the lower end of the bearing casing (10) is resiliently supported on a spindle bank (12) for attachment thereon in the zone of a lower attachment segment (18 ) of the fixing element (13).

6. An automotive spindle as claimed in one of the claims 3 to 5, characterized in that a centering bore (21) is provided on the fixing element (13) for centering according to the respective ring stage (17).

7. An automotive spindle as claimed in one of the previous claims, characterized in that the slots (23) extending circumferentially are arranged at least on two axially distanced circumferential lines and are displaced circumferentially with respect to one another.

8. An automotive spindle as claimed in one of the previous claims, characterized in that a centering bore (24) in alignment with the axis of rotation of the electromotor is provided on the motor casing (14), which bore cooperates with the respective ring stage (16) for centering on the centering and attachment flange (11) and which is encompassed by an attachment flange (25).

Revendications

1. Broche à commande individuelle avec un moteur électrique possédant un rotor (51) et un stator (52), avec un corps de broche (15) qui, par sa partie inférieure, est maintenu d'une manière rotative dans un carter de palier (10) pouvant être installé sur un banc porte-broches (12) et qui est disposé d'une manière fixe, résistant à la rotation, sur le rotor (51), et avec un carter de moteur (14) relié avec le carter de palier (10), carter de moteur dans lequel est disposé le stator (52), et où le carter de palier (10) possède une flasque de centrage et de fixation (11) sur laquelle le carter de moteur (14) est fixé d'une manière amovible,
caractérisée par le fait que
le carter de palier (10) est relié d'une manière amovible par un élément de maintien élastique (13) pouvant être relié avec un banc porte-broches (12), élément de maintien qui est formé comme un fuseau Biflex pourvu de fentes (22, 23) réparties axiaiement sur la circonférence, et que le carter de moteur (14) et l'élément de maintien (13) sont disposés sur des côtés axiaux opposés de la flasque de centrage et de fixation (11).

2. Broche à commande individuelle selon revendication 1,
caractérisée par le fait que
le carter de moteur (14) est disposé sur le côté de la flasque de centrage et de fixation (11) faisant face au corps libre de broche (15).

3. Broche à commande individuelle selon revendications 1 à 2,
caractérisée par le fait que
la flasque de centrage et de fixation (11) possède un premier et un deuxième épaulement annulaire (16 respectivement 17) pour le centrage, entre lesquels est disposé un talon de fixation (20) ressortant radialement vers l'extérieur.

4. Broche à commande individuelle selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée par le fait que
la flasque de centrage et de fixation (11) est prévue sur l'extrémité supérieure du carter de palier (10).

5. Broche à commande individuelle selon revendication 4,
caractérisée par le fait que
la flasque de centrage et de fixation (11) du carter de palier (10) est reliée d'une manière rigide avec une flasque supérieure de fixation (19) de l'élément de maintien (13), aiors que, dans la zone d'un talon inférieur de fixation (18) de l'élément de maintien (13), l'extrémité inférieure du carter de palier (10) s'appuie d'une manière élastique sur un banc porte-broches (12) pour y être fixée.

6. Broche à commande individuelle selon l'une des revendications 3 à 5,
caractérisée par le fait que,
pour le centrage, un alésage de centrage (21) est prévu sur l'élément de maintien (13), et qui est attribué à l'épaulement annulaire (17) correspondant.

7. Broche à commande individuelle selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée par le fait que
les fentes (23) s'étendant sur la circonférence sont disposées au moins sur deux lignes circonférentielles séparées axialement, et décalées les unes par rapport aux autres sur la circonférence.

8. Broche à commande individuelle selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée par le fait
qu'un alésage de centrage (24), aligné avec l'axe de rotation du moteur électrique, est prévu dans le carter de moteur (14) et agit conjointement avec le talon annulaire (16) correspondant, pour le centrage sur la flasque de centrage et de fixation (11), et qui est entouré par une flasque de fixation (25).

Zeichnung