CN102414106A - 用于在卷绕头的卡盘中使用的轴系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种使用在用于卷起例如合成丝的卷绕头(120)的卡盘(110)中的轴系统(100)，该轴系统带有：至少一根驱动轴或从动轴(1)和与驱动轴或从动轴(1)共轴地布置的至少一个心轴(3)或其它的轴，该至少一个心轴(3)，其中，这些构件(1，3)中的至少一个被构造成空心轴或空心心轴(3)，并且另外的构件(1)至少部分容纳在该空心轴或空心心轴中以及相对于该空心轴或空心心轴(3)借助至少一个轴承(4，5)支撑。在这里，依据本发明如下地设置，即，将轴承构造成球形滚子轴承(4，5)，球形滚子轴承(4，5)径向向内布置在能转动的轴(1)的外周上并且径向向外布置在静止不动的心轴(3)的内周上。

Description

用于在卷绕头的卡盘中使用的轴系统

技术领域

本发明涉及一种用于在卷绕头的卡盘中使用的轴系统，该轴系统带有至少一根驱动轴或从动轴以及与驱动轴或从动轴共轴地布置的至少一个心轴或其它的轴，其中，这些构件中的至少一个被构造成空心轴或空心心轴，并且另外的构件至少部分容纳在空心轴或空心心轴中以及相对于空心轴或空心心轴借助至少一个轴承支撑。此外，本发明涉及带有这种轴系统的用于纺纱机卷绕头的卡盘以及纺纱机的卷绕头和用于合成纤维的纺纱装置。

背景技术

在此所述的例如在用于合成纤维的纺纱机的卷绕头卡盘中使用的这类轴系统，为了支承驱动轴或从动轴而普遍具有凹槽球轴承、滚子轴承和/或主轴轴承。由DE 30 45 486A1公知了同类型的轴系统，在该轴系统中，借助凹槽球轴承相对于具有壳体功能的心轴支撑绕线轴，其中，将该心轴与绕线轴共轴地布置。该心轴被构造成空心心轴，绕线轴至少部分容纳在该空心心轴中。

由于这样的嵌套轴系统的共轴彼此交错布置的轴，可用于轴承结构的在径向上的结构空间非常受限。因此，若使用凹槽球轴承，那么与该受限的结构空间匹配的轴承尺寸的承载量过小。与此相反，可使用的滚子轴承具有过短的润滑脂使用寿命并且必须在短暂的运行时间之后进行更换。此外，应用主轴轴承来支承驱动轴或从动轴相对昂贵。

发明内容

本发明基于如下的任务，即，提供一种具有本文开头所述特征的轴系统，尽管该轴系统的在径向上的结构空间受限，但它仍具有高的径向承载能力，并且该轴系统的轴承结构相对成本低廉。此外，还提供了一种用于纺纱机的相应的卡盘和一种带有这样的卡盘的卷绕头。

为解决该任务，提供了一种具有权利要求1所述特征的轴系统。有利的改进方案在从属权利要求中述及。

依据本发明的轴系统特别适合使用在纺纱机-卷绕头、尤其是高速卷绕头的卡盘中，如同它们例如在用于化学纤维制造的纺纱设备中所应用的那样。轴系统具有至少一根驱动轴或从动轴和关于驱动轴或从动轴共轴地布置的至少一个心轴或其它的轴。在此，这些构件中的至少一个被构造成空心轴或空心心轴，并且另外的构件至少部分容纳在该空心轴或空心心轴中并且相对于空心轴或空心心轴借助至少一个轴承进行支撑。按照本发明，驱动轴或从动轴相对心轴或其它的轴的这样的布置被表示为嵌套轴布置方式或嵌套轴系统。依据本发明设置至少一个被构造成球形滚子轴承的轴承。

通过该结构，轴系统的轴承结构具有在径向比至今所使用的轴承明显更高的承载能力，从而能实现具有相对高的刚性的轴系统。由于球形滚子轴承的相对于常规球轴承的球更为细长的滚动体，在轴承宽度相同时，提供了更多的润滑脂空间，从而由其在快速转动的嵌套轴系统中显著地延长了这样的轴承结构的润滑脂使用寿命。与传统的借助凹槽球轴承的轴承结构相比，在结构尺寸相同的情况下使用的球形滚子轴承允许实现径向更高负载的轴系统，或倘若负载大小相同，则允许实现存在所谓的缩小化的结构。

按照本发明，轴(Welle)被理解为用于传递转动运动和扭矩以及用于支承旋转部件的机器元件。按照本发明，心轴(Achse)被理解为用于承载和支承能转动的构件的机器元件。与轴不同的是，心轴不传递扭矩。

根据本发明的第一设计方案如下地设置，即，球形滚子轴承具有用于球形滚子的一件式保持架。由此，该轴系统特别适合用于高转速。在此，保持架优选应构造成钢保持架，因为由此特别牢固地构造了保持架，并且就此而言尤其在特别高转速情况下实现了用于改善轴承结构的进一步的措施。

根据本发明的作为第一设计方案的备选的设计方案如下地设置，球形滚子轴承具有用于球形滚子的夹式保持架。由此成本低廉地实现了针对轴系统的低转速至中转速的轴承结构。在此，如果根据本发明的设计方案，夹式保持架由适用的合成材料、例如聚酰胺制成，那么就获得了成本优势。

根据本发明的其它设计方案如下地设置，即，球形滚子轴承径向向内布置在能转动的轴的外周上并且径向向外则布置在静止不动的心轴的内周上。

适合的是，球形滚子轴承具有在约5°和约30°之间的压力角(Druckwinkel)。由此，实现了待支承的驱动轴或从动轴高度的平静运转。球形滚子轴承应优选具有约15°的压力角。因此，能以特别高度的平静运转实现轴系统的运行。

本发明的设计方案也旨在改善平静运转，据此，球形滚子轴承被轴向预紧。

如果轴系统承受最高的径向负载，那么合适的是，将球形滚子轴承构造成多行式、例如两行式。

依据另外的变型方案可以如下地设置，即，将球形滚子轴承不带分开的内圈地构造，并且用于球形滚子的径向内置的各个滚道被构造在径向内置的能转动的轴上。

如果为了将驱动轴或从动轴支撑在至少一个心轴或其它的轴上而设置了至少两个球形滚子轴承，那么根据本发明的设计方案，球形滚子轴承彼此呈X型或O型布置。这种措施也旨在在径向和轴向方向上经受住作用到轴系统上的力，从而使轴系统即使在这种应力下也有足够的使用寿命。

适合的是，球形滚子轴承形成关于驱动轴或从动轴的止推轴承结构(Stützlagerung)。由此，用于确保优化功能的轴承结构的轴向间隙能够调整或者被调整。

作为对此的备选，也可以将球形滚子轴承布置在固定-浮动式轴承结构(Fest-Loslagerung)中。

根据本发明的其它设计方案如下地设置，即，将空心心轴或空心轴借助阻尼元件相对于径向外置的空心圆柱形保持心轴进行支撑。

依据本发明的轴系统优选是卡盘的组成部分。卡盘优选是纺纱机的卷绕头的组成部分，优选用于化学纤维制造的高速卷绕头的组成部分。这样的卷绕头优选使用在用于化学纤维制造的纺纱装置中。

附图说明

在下文中根据多个实施例的附图详细阐释本发明。在此：

图1以示意性纵剖面图示出了带有球形滚子轴承结构的嵌套轴系统的可能的实施形式；

图2a示出了用于在依据图1的轴系统中使用的备选球形滚子轴承；

图2b示出了用于在依据图1的轴系统中使用的其它的备选球形滚子轴承；以及

图3以俯视图示出了带有依据图1的嵌套的轴系统的纺纱机的卷绕头卡盘。

具体实施方式

图1以示意性视图示出了带中央从动轴1的所谓的嵌套轴系统100，所述从动轴在从动轴的一个端部上与从动元件2、例如轴套，抗扭地连接。此外，轴系统100具有承载轴套类型的静止不动的心轴3，该心轴与从动轴1共轴地布置且沿轴向至少部分共轴地容纳从动轴1。

为了支承从动轴1，轴系统100具有至少两个滚动轴承4、5，这两个滚动轴承在轴向上彼此以一定间距地布置，用它们的外周支撑在心轴或者承载轴套3上并且用它们的内周承载从动轴1。承载轴套3径向向外经由弹性的阻尼元件6支撑在其它与从动轴1共轴布置的抗扭的心轴7上。抗扭的心轴7被构造成空心心轴并且共轴地包围承载轴套3。抗扭的心轴7优选与壳体固定地布置并且产生针对承载轴套3的保持功能。优选静止不动地布置抗扭的心轴3或者承载轴套以及心轴7。

依据本发明，将滚动轴承4、5分别构造成球形滚子轴承。球形滚子轴承4、5形成用于从动轴1的止推轴承结构。在依据图1的实施例中，将球形滚子轴承4、5单行式地构造。

如同尤其由图2a和2b显而易见的那样，也可以将球形滚子轴承4、5双行式地构造，其中，可以以相同的压力角(图2a)将一行球形滚子8与另一行球形滚子9进行彼此布置，或者可以以相反的压力角(图2b)将一行球形滚子10与另一行球形滚子11进行彼此布置。因此，轴系统100依据备选的实施方式可以以球形滚子轴承的X型或O型布置方式实现。

图3示出了依据图1的轴系统100的可能的安装举例。轴系统100在那里是纺纱机-卷绕头120的卡盘110的一部分。这种纺纱机例如用于化学纤维制造并且实现了至每分钟8000米的卷绕速度。由此，卷绕头是所谓的高速卷绕头，在该高速卷绕头中，卡盘是一种快速转动的转子系统，该转子系统在绕线期间经受显著的重量增长。在卷绕头120中将多个线圈130沿轴向前后相继地布置并且与从动元件2抗扭地联接，从而使这些线圈130经由从动轴1和从动元件2驱动。从动轴1经由离合器140由未示出的电动机驱动。在此，依据图1的轴系统100的抗扭的心轴7可以经由法兰150与未示出的壳体连接。

由于线圈在卷绕化学纤维时极大的重量增长以及所力求的具有较高绕线速度的较长的卡盘，提出了对轴承结构的承载能力方面的最高要求。因此，在这样的卷绕头中，特别适合使用球形滚子轴承来支承从动轴1。

依据本发明的借助球形滚子轴承的轴承结构一方面适合于带有共轴彼此交错布置的、能以彼此转动的方式被支承的轴的所有轴系统。此外，这类轴承结构设计方案也特别适合于对径向的承载能力以及转动特别快速的从动轴方面有最高要求的系统。

附图标记列表：

1驱动轴、从动轴

2从动元件、轴套

3心轴、承载轴套

4滚动轴承、球形滚子轴承

5滚动轴承、球形滚子轴承

6阻尼元件

7抗扭的心轴

8球形滚子

9球形滚子

10球形滚子

11球形滚子

100轴系统

110卡盘

120卷绕头

130线圈

140离合器

150法兰

Claims (15)

1.一种用于在卷绕头(120)的卡盘(110)中使用的轴系统(100)，所述轴系统带有：至少一个驱动轴或从动轴(1)和与所述驱动轴或从动轴(1)共轴地布置的至少一个心轴(3)或其它的轴，其中，这些构件(1、3)中的至少一个被构造成空心轴或空心心轴(3)，并且另外的构件(1)至少部分容纳在所述空心轴或空心心轴中以及相对于所述空心轴或空心心轴(3)借助至少一个轴承(4；5)支撑，其特征在于，所述轴承被构造成球形滚子轴承(4；5)。

2.根据权利要求1所述的轴系统，其特征在于，所述球形滚子轴承(4；5)具有用于球形滚子的、用钢制成的一件式保持架。

3.根据权利要求1所述的轴系统，其特征在于，所述球形滚子轴承(4；5)具有用于球形滚子的、用聚酰胺制成的夹式保持架。

4.根据前述权利要求中任一项所述的轴系统，其特征在于，所述球形滚子轴承(4；5)径向向内布置在能转动的轴(1)的外周上，并且径向向外布置在静止不动的心轴(3)的内周上。

5.根据前述权利要求中任一项所述的轴系统，其特征在于，所述球形滚子轴承(4；5)具有在5°和30°之间的压力角。

6.根据权利要求5所述的轴系统，其特征在于，所述球形滚子轴承(4；5)具有约15°的压力角。

7.根据前述权利要求中任一项所述的轴系统，其特征在于，轴向预紧地布置所述球形滚子轴承(4；5)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的轴系统，其特征在于，多行式地构造所述球形滚子轴承(4；5)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的轴系统，其特征在于，不带分开的内圈地构造所述球形滚子轴承(4；5)，并且将用于球形滚子的径向内置的滚道构造在径向内置的能转动的轴(1)上。

10.根据前述权利要求中任一项所述的轴系统，其特征在于，为了将驱动轴或从动轴(1)支撑在至少一个心轴(3)或其它的轴上存在有至少两个球形滚子轴承(4，5)，将所述球形滚子轴承以X型布置方式或O型布置方式相互布置。

11.根据权利要求10所述的轴系统，其特征在于，所述球形滚子轴承(4，5)关于驱动轴或从动轴(1)形成止推轴承结构。

12.根据权利要求10或11所述的轴系统，其特征在于，将空心心轴(3)或空心轴借助阻尼元件(6)相对于径向外置的空心圆柱形的心轴(7)支撑。

13.一种用于纺纱机的卷绕头(120)的卡盘(110)，所述卡盘带有根据前述权利要求中任一项所述的轴系统(100)。

14.纺纱机的带有至少一个卡盘(110)的卷绕头(120)，所述卡盘带有根据权利要求1至12中任一项所述的轴系统(100)。

15.一种用于合成纤维的纺纱装置，带有至少一个根据权利要求14所述的卷绕头(120)。

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