CN103806144B - 自由端纺纱转子 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自由端纺纱转子(1a,1b,1c)，其包括:转子轴(4a,4b,4c)、转子杯(2,2c)和连接装置(3a,3b,3c)，连接装置(3a,3b,3c)将转子轴(4a,4b,4c)和转子杯(2,2c)以可释放的方式连接起来，其中，连接装置(3a,3b,3c)具有用于轴向锁定转子杯(2,2c)的锁定装置(5,6)、用于以形状配合的方式将扭矩从转子轴(4a,4b,4c)传递到转子杯(2,2c)的传递装置(9,10,11,12)以及另外的用于将转子轴(4a,4b,4c)和转子杯(2,2c)对中的对中装置，其中，对中装置包括圆柱形孔部(8,8c)和与之对应并且可以被导入圆柱形孔部(8,8c)的导向附属部(7,7c)。根据本发明，圆柱形孔部(8,8c)和导向附属部(7,7c)以间隙配合的方式配合，并且对中装置包括位于圆柱形孔部(8,8c)与导向附属部(7,7c)之间的弹性配件(13,14,15b,15c)。
Description
技术领域
本发明涉及一种自由端纺纱转子，所述自由端纺纱转子包括:转子轴、转子杯和连接装置，所述连接装置将所述转子轴和所述转子杯以可释放的方式连接起来。连接装置具有用于轴向锁定所述转子杯的锁定装置、用于以形状配合的方式将扭矩从所述转子轴传递到所述转子杯的传递装置以及另外的用于将所述转子轴和所述转子杯对中的对中装置。所述对中装置包括圆柱形孔部和与该圆柱形孔对应并且能够被导入所述圆柱形孔部的导向附属部。
背景技术
已插入自由端转子纺纱机的纺纱转子，如果有必要，例如在磨损或为了在该转子纺丝机上制造不同类型的纱的情况下，必须能够被更换。根据所安装的类型，如果转子轴和转子杯以不可释放的方式互相连接，那么可能会使自由端纺纱转子的更换变难或者甚至不能更换。因此，人们已经大量地考虑如何将转子杯和转子轴之间的连接设置成可释放的。除了转子杯的易更换性之外，在纺纱转子运行期间，可靠的连接是至关重要的。这里要注意的是:纺纱转子以150,000转每分钟以及更快的旋转速度运行。已知转子纺纱机可以达到每分钟200,000转。
在公开EP 1 156 142 B1中描述了一种这类可释放的连接的可能性。它通过一种连接装置和机械式抗旋转装置来实现的，所述连接装置由用于轴向地锁定转子轴和转子杯的磁悬浮轴承组成，所述机械式抗旋转装置通过以形状配合的锁定配合方式来防止转子轴与转子杯之间的任何相对旋转运动。借助压配合，将接收套管插入转子轴内。沿轴向方向，所述接收套管依次具有永磁体、内部多边形和圆柱形孔部。转子杯具有轴向的端部或者由具有对应于内部多边形的外部多边形的铁磁材料制成的附属部以及与圆柱形孔部相对应的导向附属部。
圆柱形孔部无缝地包围导向附属部。但这种无缝的类型的连接是不可能的，这是因为制造公差是永远都存在的。为了保证转子杯的可更换性，有必要在圆柱形孔部与导向附属部之间设置间隙。然而，即使设置了百分之几毫米区间内的微小间隙，在纺纱转子以很高转速旋转时，还是可能产生破坏纺纱转子的驱动和/或安装的不平衡力。其中，该不平衡由转子杯和转子轴之间的轴向位移产生。
文献DE 10 2009 048 295 A1同样公开了一种具有转子杯和转子轴的纺纱转子。它们以可释放的方式互相连接。转子轴具有孔部并且转子杯具有可以插入该孔部的轴端。在轴端或者孔部的周向槽内布置有弹簧元件，在将轴端插入至孔部内时，弹簧元件扭转，以将扭矩从转子轴传递到转子杯上。然而，也示出了，这种类型的非形状配合的扭矩传递并不具有所需要的可靠性。该文献没有对不平衡力作出任何说明。
文献EP 0 808 923 A1公开了一种由转子杯和传送部件组成的自由端纺纱转子，该传送部件接纳转子杯，并且通过该传送部件安装和驱动所述转子杯。转子杯和传送部件通过夹连接的方式互相连接。通过弹性元件来接纳所述夹连接的一部分。由此，达到了用于安装的夹连接的必要的可塑性。弹性元件也要抑制由转子杯的不平衡产生的震动。转子杯和传送部件或者转子轴的轴向偏移不能通过所公开的构造来避免。
文献DE 38 15 182A1公开了各种用于以可释放的方式连接转子轴和转子杯的连接装置。尤其推荐由弹性材料组成的对中盘，该对中盘附接在布置于转子杯上的连接轴颈和连接到转子轴的连接壳之间。连接轴颈的直径比连接壳的直径小得多。通过弹性的对中盘唯一地填充轴颈与壳体之间的中间空间。但怀疑能够以这种方式来实现为现代纺纱机提供所需的对中精度。
因此，本发明的目的就是改进EP 1 156 142 B1中的纺纱转子以能够容易地更换转子杯并同时实现将转子杯和转子轴可靠地对中。
发明内容
为了实现上述目的，所述圆柱形孔部和所述导向附属部间以隙配合的方式配合，并且所述对中装置包括位于所述圆柱形孔部与所述导向附属部之间的弹性配件。
如公知的，两个配对的部件之间通过公差来影响的尺寸关系被称作配合，两个部件具有相同的额定尺寸，但是公差区域的位置和大小可以是不同的。如果整个公差区域中的预订公差允许有间隙，那么将称为间隙配合。在ISO标准ISO 286中，间隙配合是容易制造以及标准化的。根据定义，圆柱形孔部和导向附属部因而具有相同的额定尺寸。偏差处在窄的公差区域内。因此，在圆柱形孔部和导向附属部之间布置的弹性配件仅需要将小的间隔连接起来。弹性配件因此可以与间隙配合一起实现可靠的对中。其极大地避免了转子杯的轴线和转子轴的轴线的偏移。并保证了转子杯简单的可更换性。一方面，间隙存在于孔部和导向附属部之间。另一方面，通过弹性配件施加的力较低，这是因为它们仅用于对中而不必去传递扭矩。因此，当更换转子杯时，可以轻易地克服所述的力。
圆柱形孔部和导向附属部之间的间隙优选地小于0.1毫米。在此范围内，能够借助于弹性配件来实现可靠的对中。
很明显，孔部和导向附属部之间的间隙越小，对中就能越得到改进。另一方面，所选定的公差越窄，制造费用就增加的越多。根据优选的实施方式，将公差选择为使得圆柱形孔部和导向附属部之间的间隙小于0.01毫米。现实中可以制造出这样的公差，并且通过弹性配件使对中得以优化。
根据进一步的具有优势的实施方式，弹性配件在圆柱形孔部的轴向方向的尺寸大于圆柱形孔部的直径的0.8倍。与转子杯和转子轴的轴线互相平行位移的偏移一样，转子杯和转子轴的轴线以一角度相交的角偏移也可导致不平衡的问题。如果弹性配件具有所描述的纵向尺寸，则可以避免转子杯和转子轴的轴线之间的角偏移。
弹性配件的制造精度也是受限的。这尤其适用于弹性配件配置为一体的并具有相对大的长度的情况。因此，具有优势的方式是：所述弹性配件在所述圆柱形孔部的轴向方向的尺寸小于所述圆柱形孔部的直径的2.4倍。
根据本发明的实施方式，弹性配件包括第一弹性元件。可能只使用一个单一的弹性元件。换句话说，弹性配件是一体式的。
对于弹性配件，也可能包括与第一弹性元件沿圆柱形孔部的轴向方向间隔地布置的第二弹性元件。通过使用两个弹性元件，可以用比较短的弹性元件实现弹性配件在圆柱形孔部的轴向方向的更大尺寸。两个弹性元件可以是相同的。
弹性元件可以例如配置为公差套。可以将公差套配置为波纹带，并且可以由弹簧钢带制成。
也可以将弹性元件配置为O型环。优选地，使用轴向彼此间隔开的两个O型环。当然，也可能以这种方式使用两个公差套。
如果在圆柱形孔部或导向附属部内设置有将被插入弹性元件的周向槽，则可以更好地改进对中。
附图说明
下面，本发明的更详细的描述将通过实施方式在附图中示出，其中：
图1示出了具有根据现有技术的连接装置的纺纱转子，并且还示出了转子杯和转子轴的轴向偏移；
图2示出了根据图1的具有所述转子杯和所述转子轴之间的角偏移的纺纱转子；
图3示出了根据本发明的具有O形环的纺纱转子；
图4示出了根据本发明的具有公差套的纺纱转子；
图5示出了图4中的公差套的剖视图；
图6示出了根据本发明的具有可选的连接装置的纺纱转子；
图7示出了图6中的连接装置的剖视图。
具体实施方式
图1和图2示出了如在现有技术中已知的（例如，从之前所引用的文献EP 1156 142B1中已知的）具有连接装置3的纺纱转子1。将借助这两个示图来解释由本发明改进的问题。图1和图2都示出了相同的纺纱转子1，所以，纺纱转子1将在下文中只描述一次。纺纱转子1包括由连接装置3互相连接的转子杯2和转子轴4。转子轴4被安装到适合的装置（没有示出），并且连接到驱动器（没有示出）。该驱动器使转子轴4旋转，并因此使纺纱转子1旋转。转子杯2具有附属部。该附属部被分为圆柱形导向附属部7和形状配合的锁定元件9。在当前视图中，形状配合的锁定元件9被配置为外部多边形。转子轴4具有与圆柱形导向附属部7对应的圆柱形孔部8。紧接着圆柱形孔部8，转子轴4具有形状配合的锁定元件10，该形状配合的锁定元件10被配置为内部多边形并且与形状配合的锁定元件9相对应。该形状配合的锁定元件9和10提供了转子杯2和转子轴4之间的形状配合的方式的连接，因此可以传递扭矩。对于轴向锁定转子杯2的情况，转子轴4具有邻近内部多边形的磁体5。磁体5在转子杯2的铁磁附属部上施加吸引力。该磁性吸引力已经足以实现轴向锁定。
在图1中还描述了轴线16和轴线17。轴线16是转子杯2的对称轴线。轴线17示出了转子轴4的对称轴线。由于圆柱形孔部8和导向附属部7之间的间隙，这两个轴线具有偏移e。这个偏移e导致了纺纱转子的不平衡。这种不平衡可能导致高达200,000min-1的旋转速度以造成对轴承或驱动器的损害。在图1中，两个轴线互相平行偏移。图2示出了和图1中相同的纺纱转子1。然而，轴线16和轴线17没有互相平行偏移，而是转子轴4和转子杯2相互倾斜。换句话说，转子杯2和转子轴4的线轴16和轴线17具有角偏移。该角偏移也由转子轴4和转子杯2之间的间隙造成，并且导致具有上述缺陷的系统的不平衡。
图3示出了根据本发明的纺纱转子1a。在实施方式中示出了与图1和图2中的转子杯2相同的转子杯2。相对应转子轴4，转子轴4a具有圆柱形孔部8、内部多边形10和用于轴向锁定转子杯2的磁体5。该纺纱转子1a的连接装置3a不同于纺纱转子1的连接装置3。两个O型环13和14附加地布置在转子轴4a的圆柱形孔部8的区域内。沿着圆柱形孔部8的周向设置有两个凹槽18和19，O型环13和14被放置在这两个凹槽内。两个O型环13和14连同圆柱形孔部8和对应的导向附属部7之间的间隙配合确保了转子杯2和转子轴4a的可靠对中。两个O型环形成弹性配件。在图3中，将弹性配件在圆柱形孔部的轴向方向的尺寸指定为la。将圆柱形孔部8的直径指定为d。如果尺寸la相对于直径d足够大，还可以防止转子杯2和转子轴4a的轴线之间的角偏移。根据本发明，用于这个目的的尺寸la必须为直径d的至少80%。
图4和图5示出了本发明的另一个实施方案。这里，纺纱转子1b区别于纺纱转子1a的地方在于：连接装置3b具有不同的弹性配件。转子轴4b在圆柱形孔部8的周向具有凹槽20b。公差套15b被置于凹槽20b上。为了说明公差套15b的构造，图5示出了沿剖面切线A-A通过公差套的剖视图。图5示出了将公差套15b配置为波纹带。该波纹带可以由弹簧钢带制成。在图4的实施方式中，弹性配件由弹性元件（即：公差套15b）组成。这里，公差套15b的长度lb与弹性配件在圆柱形孔部的轴向方向的尺寸相对应。长度lb相对于圆柱形孔部8的直径d地选择为使得能够避免角偏移。另选地，也可以取代一个公差套15b而使用两个对应的更短的公差套，将该两个公差套彼此分开地布置。
对于本发明来说，实际上，怎样将转子杯沿轴向方向锁定以及如何实现用于传递扭矩的形状配合的方式的连接并不重要。为了说明，图6示出了本发明的另选的结构。纺纱转子1c包括转子杯2c、连接装置3c和转子轴4c。不同于上述的实施方式，不是转子轴4具有圆柱形孔部8，而是转子杯2c具有圆柱形孔部8c。转子轴4c具有与圆柱形孔部8c对应的导向附属部7c。该导向附属部7c中形成有周向槽20c。因此，能够将公差套15c布置在导向附属部7c与圆柱形孔部8c之间以将转子杯2c和转子轴4c对中。紧接着导向附属部7c，转子轴4c具有形状配合的锁定元件11。转子杯2c包括与形状配合的锁定元件11对应的形状配合的锁定元件12。图7示出了具有两个形状配合的锁定元件11和12的剖面B-B。该形状配合的锁定元件11和12具有在外围上带有两个水平面的圆柱体形的形状。可以是其它形状。
为了轴向锁定，转子轴4c具有两个锁定主体6，借助于弹性元件21，在纺纱转子旋转时，通过离心力将锁定主体6压进转子杯4c的周向v形的凹槽22中。在没有预公开的文献DE 10 2012 008 693.8中详细描述了该轴向锁定。
Claims (13)
1.一种自由端纺纱转子(1a,1b,1c)，所述自由端纺纱转子(1a,1b,1c)包括:转子轴(4a,4b,4c)、转子杯(2,2c)和连接装置(3a,3b,3c)，所述连接装置(3a,3b,3c)将所述转子轴(4a,4b,4c)和所述转子杯(2,2c)以可释放的方式连接起来，其中，所述连接装置(3a,3b,3c)具有用于轴向锁定所述转子杯(2,2c)的锁定装置(5,6)、用于以形状配合的方式将扭矩从所述转子轴(4a,4b,4c)传递到所述转子杯(2,2c)的传递装置(9,10,11,12)以及另外的用于将所述转子轴(4a,4b,4c)和所述转子杯(2,2c)对中的对中装置，其中，所述对中装置包括圆柱形孔部(8,8c)以及与该圆柱形孔部对应并且能够被导入所述圆柱形孔部(8,8c)的导向附属部(7,7c)，其特征在于：所述圆柱形孔部(8,8c)和所述导向附属部(7,7c)以间隙配合的方式配合，并且所述对中装置包括位于所述圆柱形孔部(8,8c)与所述导向附属部(7,7c)之间的弹性配件(13,14,15b,15c)。
2.根据权利要求1所述的自由端纺纱转子，其特征在于：所述圆柱形孔部(8,8c)和所述导向附属部(7,7c)之间的间隙小于0.1毫米。
3.根据权利要求2所述的自由端纺纱转子，其特征在于：所述圆柱形孔部(8,8c)和所述导向附属部(7,7c)之间的间隙小于0.01毫米。
4.根据以上权利要求中的任一项所述的自由端纺纱转子，其特征在于：所述弹性配件(13,14,15b,15c)在所述圆柱形孔部(8,8c)的轴向方向的尺寸(la,lb)大于所述圆柱形孔部(8,8c)的直径的0.8倍。
5.根据权利要求4所述的自由端纺纱转子，其特征在于：所述弹性配件在所述圆柱形孔部(8,8c)的轴向方向的尺寸(la,lb)小于所述圆柱形孔部(8,8c)的直径的2.4倍。
6.根据权利要求1所述的自由端纺纱转子，其特征在于：所述弹性配件包括第一弹性元件(13,15b,15c)。
7.根据权利要求6所述的自由端纺纱转子，其特征在于：所述第一弹性元件被配置为公差套(15b,15c)。
8.根据权利要求7所述的自由端纺纱转子，其特征在于：所述公差套(15b,15c)被配置为波纹带。
9.根据权利要求8所述的自由端纺纱转子，其特征在于：所述波纹带由弹簧钢带制成。
10.根据权利要求6所述的自由端纺纱转子，其特征在于：所述第一弹性元件被配置为O型环(13,14)。
11.根据从权利要求6到10中的任一项所述的自由端纺纱转子，其特征在于：在所述圆柱形孔部(8,8c)和/或所述导向附属部(7,7c)内存在有周向槽(18,19,20)，所述第一弹性元件(13,14,15b,15c)被插入到所述周向槽中。
12.根据从权利要求6到10中的任一项所述的自由端纺纱转子，其特征在于：所述弹性配件包括第二弹性元件，该第二弹性元件与所述第一弹性元件(13)沿所述圆柱形孔部的轴向方向间隔开地布置。
13.根据权利要求12所述的自由端纺纱转子，其特征在于：所述第一弹性元件(13)和所述第二弹性元件是相同的。
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Patent Citations (7)
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