CN104099695A - 自由端纺纱装置和用于自由端转杯纺纱装置的密封件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自由端纺纱装置和用于自由端转杯纺纱装置的密封件。该自由端纺纱装置具有在纺纱作业中以高转速在承受负压的转杯壳体内旋转的纺纱转杯，轴承壳体被连接至该转杯壳体，该轴承壳体具有纺纱转杯支承机构，其中纺纱转杯支承机构具有被润滑的且纺纱转杯转动支承在其中的前滚动轴承机构和后滚动轴承机构，并且滚动轴承机构通过间隙密封机构被对外封闭，间隙密封机构在动态支承状态下密封滚动轴承机构。本发明规定，至少在后滚动轴承机构(5B)的间隙密封机构(41)内设有附加的弹性密封件(42A，42B)，其在静态支承状态下对应于相应的密封面(46，48)并且由此保证滚动轴承机构(5A，5B)在纺纱转杯(4)的静态支承状态下也被相对于周围大气密封。

Description

自由端纺纱装置和用于自由端转杯纺纱装置的密封件

技术领域

本发明涉及自由端纺纱装置和密封件。

背景技术

关于纺纱转杯在自由端转杯纺纱装置的自由端纺纱装置中的安装，公开了大量部分有所不同并且在专利文献中部分明确加以描述的实施方式。

例如在现有技术中不仅公开了纺纱转杯借助磁性轴承机构或气动轴承以非接触的方式安装的自由端纺纱装置，也公开了纺纱转杯被机械支承在轴承机构中的自由端纺纱装置。

关于机械式纺纱转杯轴承机构，例如所谓的支承板支承结构被广泛采用，其中该纺纱转杯以其转杯轴支承在两个可转动支承的支承板对的支承导辊中，这两个支承板对本身被可转动地支承。另外，转杯轴被沿机器长度的环行切向传动带驱动，该传动带在支承导辊之间作用于转杯轴。这样的支承板支承结构在纺纱作业中实现了相对较高的转杯转速并且在实践中在高效纺纱机上已被证明是出色的。但是支承板支承结构在其结构性构造方面略微成本高昂且相应地成本密集。

另外，与纺纱转杯以明显较低的转速转动的低成本自由端纺纱机相关地，很早就已公知的是将该自由端纺纱装置的纺纱转杯以其转杯轴直接安装在滚动轴承机构中。

这种例如DE3809976A1、DE3819607A1、DE4104453A1或者DE102004019530A1所述的滚动轴承机构一般具有套状的坚硬轴承壳体，在该轴承壳体中相互间隔地加工形成有用于对应的滚动轴承件的两个外滚道，其中，轴承壳体至少在滚道区域内被硬化。

对应的滚动轴承件如硬化的钢球在安装状态下还支承在坚硬轴的对置的内滚道中，该坚硬轴形成转杯轴。滚动轴承件本身被可转动地支撑在所谓的保持架中并且通过如润滑脂或油的润滑剂来润滑。

该轴也至少在内滚道区域内被硬化并且在端侧配备有所谓的驱动锭盘，其可承受沿机器长度的驱动带的作用。

在构造为转杯轴的轴的、与驱动锭盘对置的一侧固定有转杯，其在纺纱作业中在转杯壳体内旋转，转杯壳体在纺纱作业中利用可摆动支承的盖子来关闭。转杯壳体与负压源相连，该负压源产生并保持在纺纱作业中在转杯壳体内所需要的负压。就是说，可借助驱动带转动的转杯轴经过相应的进口进入承受负压的转杯壳体中。

另外，这种滚动轴承机构还分别通过例如迷宫式的间隙密封装置被对外封闭，该密封间隙装置用于保持在滚珠轴承滚道区域内的润滑剂以及应阻止脏颗粒进入滚动轴承机构。

但是，在这样构成的自由端纺纱装置中在进口区域内流入承受负压的转杯壳体内的渗入空气不可避免地导致在转杯壳体区域内的不希望有的压力损失。因而为尽量减小不可忽略的对纺织机能耗造成不利影响的不希望有的压力损失，已经有人提出将用于滚动轴承机构的轴承壳体直接连接到可承受负压的转杯壳体并从而抑制错误送风。

用于滚动轴承机构的轴承壳体被直接连接至可承受负压的转杯壳体上或者用于滚动轴承机构的轴承壳体和承受负压的转杯壳体形成一个结构单元的自由端纺纱装置例如在DE102007063264A1、DE2647816A或者DE19901565A1中有描述。

具有这种相对低成本的滚动轴承机构的自由端纺纱装置在转杯转速有限的自由端纺纱机背景下已得到证实，但具有以下缺点：设置在轴承壳体区域内的间隙密封装置只在纺纱转杯的动态支承状态下按规定发挥作用。所采用的通常构造为迷宫式密封形式的间隙密封装置是非接触式轴封，其密封作用基于仅在转动的纺纱转杯轴时出现的流体力学作用。就是说，在工作中，这样的间隙密封装置的缝隙因离心力和空气涡旋而是密闭的。但在纺纱转杯的静态支承状态下，这种间隙密封装置的缝隙是透风的。

因而，在转杯轴尚未转动但转杯壳体已承受负压的某些工作状态下，就像例如在断纱时或在所谓的自由端纺纱机大量接头时所出现的工况下，在这些已知的装置内总存在以下危险：由于转杯壳体内的负压，脏颗粒和/或纤维材料被从外部经过该间隙密封装置吸入滚动轴承机构中，并且这些材料沉积在滚动轴承机构的区域内。

这样的沉积随着时间推移而导致变脏的滚动轴承机构上的功能障碍，甚至相关自由端纺纱装置完全停止运转。

发明内容

鉴于上述前言的自由端纺纱装置，本发明基于以下任务，对分别具有可承受负压的且带有与用于滚动轴承机构的轴承壳体相连接的转杯壳体的自由端纺纱装置加以改进，使得在所有的支承状态下都保证该轴承壳体的滚动轴承机构相对于周围大气充分密封。

根据本发明，该任务将通过第一方面的自由端纺纱装置和第八方面的密封件来完成。

在根据本发明第一方面的结构中，即：设置在后滚动轴承机构的区域内的间隙密封机构具有附加的弹性密封件，该弹性密封件在静态支承状态下对应于相应的密封面且由此保证了该滚动轴承机构在这样的支承状态下也相对于周围大气被可靠密封，得到以下优点：该轴承壳体的滚动轴承机构此时在所有的支承状态下被足够可靠地保护起来以免脏颗粒进入。

其密封间隙如众所周知地在纺纱转杯的静态支承状态下是可穿透的间隙密封机构，实现了在转杯轴在虽然转杯壳体内已有负压但不转动的工作状态下，负压前进至弹性密封件并因此可用于将弹性密封件抽吸至相应的密封面。因此，随即贴靠的密封件起到在纺纱转杯的静态支承状态下的密封作用。

在纺纱转杯的动态支承状态下，间隙密封机构区域内的流体力学作用使负压不会再向前挤所述密封件，该附加的弹性密封件被从其密封面上抬起而不会提前摩擦磨损。就是说，在根据本发明构成自由端纺纱装置时，在承受负压的转杯壳体中在任何支承状态下都不会再有脏颗粒进入滚动轴承机构，这对该滚动轴承机构的可靠性以及使用寿命产生了极为有利的影响。

这样一个附加的弹性密封件可相对顺利且低成本地实现并且是工作可靠且不复杂的构件，本身已知的间隙密封机构的工作方式或者说作用方式可通过该构件被显著扩展并因此得到改善。

如第二方面所述，在有利的实施方式中规定，该附加的弹性密封件被布置在间隙密封机构的外盖板上。

此外，弹性密封件最好或是如第三方面所述的那样被粘接在该间隙密封机构的外盖板上，或是如第四方面所述的那样通过硫化而固定在该间隙密封机构的外盖板上。

这两种做法是很有利的，这里的粘接因现今的粘结剂而成本略低，但仍然足够可靠。

根据第五方面，附加的弹性密封件在有利的实施方式中具有密封唇，该密封唇在静态支承状态下对应于转杯轴上的密封面。因为弹性密封件在动态支承状态下因流体力学作用而被抬离转杯轴上的密封面，故通过这种结构以相对简单的方式实现了良好长久的密封，该密封的特点还在于结构很紧凑。

不过，代替在上述方面中所述的实施方式，也可以采用这样的实施方式，其如第六方面所述具有附加的弹性密封件，该弹性密封件以可固定在转杯轴上的构件的形式构成。可安装在转杯轴上的该构件在静态支承状态下对应于在间隙密封机构的外盖板上的密封面。

这样的可安装在转杯轴上的附加的弹性密封件在动态支承状态下也被抬离其对应的密封面，该弹性密封件的优点是，它可在需要的情况下容易地改装。就是说，已经出货的自由端纺纱装置也能根据需要比较顺利地改装上根据本发明的很有利的机构。

根据第七方面，在有利的实施方式中规定，在轴承壳体内的该间隙密封机构呈迷宫式密封形式。

这种呈迷宫式密封形式的间隙密封机构是成本低廉的构件，其不仅在纺织机结构中已被证明是最佳的，在通用机器结构中也被证明是最佳的。

如第八方面所述，该密封件由固定部段和弹性密封部段组成，弹性密封部段借助转杯壳体内的负压在纺纱转杯的静态支承状态下可贴靠对应的密封面。即：如此构成该密封件，使在纺纱转杯的静态支承状态下保证该滚动轴承机构相对于周围大气被可靠密封。

如以上结合第一方面已描述的，这种弹性密封件的使用尤其有以下优点，滚动轴承机构在所有工作条件下、就是说在纺纱转杯的静态支承状态下也相对于周围大气被可靠密封。

当采用本发明的弹性密封件时，在转杯轴竖立且同时转杯壳体承受负压的情况下也能不会再使脏颗粒进入轴承壳体的滚动轴承机构中。

如第九或第十方面所述，该弹性密封件安装在例如呈迷宫式密封形式的间隙密封机构的外盖板上并且具有密封唇，该密封唇在静态支承状态下与转杯轴上的密封面相对应。

这种具有密封唇的弹性密封件可相对顺利且低成本地实现并且是工作可靠且不复杂的构件，滚动轴承机构的已知密封机构的工作方式可通过所述构件可被显著扩展并因此可被改善。在有利的实施方式种，密封唇只在纺纱转杯的静态支承状态下对应于转杯轴上的密封面，因而是磨损少的附加密封。该弹性密封件的特点还在于结构很紧凑。

在如第十一方面所述的替代实施方式中，该密封件呈固定在转杯轴上的弹性构件形式，该弹性构件在纺纱转杯的静态支承状态下与间隙密封机构的外盖板上的密封面相对应。

可固定在转杯轴上的这种弹性密封件尤其有以下优点，即它能简单改装。就是说，如果需要，可以将已经出货的自由端纺纱装置事后比较顺利地改装上根据本发明的很有利的弹性密封件。

附图说明

以下将结合附图所示的实施方式来详述本发明，其中：

图1以侧视图示出了自由端纺纱机的工位，其自由端纺纱装置配备有根据本发明的附加的密封件；

图2以剖视图示出了与自由端纺纱装置相关的已知的现有技术，其纺纱转杯安装在滚动轴承机构内，其中该滚动轴承机构的轴承壳体被连接至可承受负压的转杯壳体；

图2A放大示出了图2的细节；

图3示出了具有根据本发明弹性密封件的第一实施方式的、滚动轴承机构的间隙密封机构；

图4示出了具有根据本发明弹性密封件的第二实施方式的、滚动轴承机构的间隙密封机构。

具体实施方式

图1示出了自由端纺纱机1的一个工位的示意侧视图。这种自由端纺纱机1如众所周知地具有多个这样相同的工位2，每个工位配备有一个自由端纺纱装置3以及一个卷绕装置33。

在自由端纺纱装置3中，在纺纱条筒28内预喂入的纤维条子34被纺成纱线30，纱线随后在卷绕装置33上被卷绕成交叉卷绕筒子22。

其中，卷绕装置33如常见的那样分别具有用于可转动保持交叉卷绕筒子22的筒管的筒子架21、筒子驱动辊23以及纱线横动装置26。

在所示的实施方式中，卷绕装置33还具有用于使交叉卷绕筒子22抬离筒子驱动辊23的升降机构7。升降机构7例如呈推力活塞传动机构的形式，其通过接设有电磁阀17的气压管路24被连接至(未示出)超压源。

在本实施方式中，筒子驱动辊23的驱动以联合驱动形式来实现。就是说，设有一个沿机器长度的驱动轴，其上安装有多个单独的筒子驱动辊23。

每个纺纱装置3还具有在纺纱作业中以高转速在承受负压的转杯壳体6内转动的纺纱转杯4以及包括纤维条子开松辊12和纤维条子喂给罗拉14的纤维条子开松机构10。

在此，纺纱转杯4被安装在滚动轴承机构5内，滚动轴承机构5的轴承壳体8直接连接至转杯壳体6或者与转杯壳体一起构成一个结构单元。

如图1所示，纺纱转杯4由沿机器长度的切向传动带39来驱动，切向传动带对驱动锭盘40(图1未示出)施力。随后将结合图2至图4来详细描述滚动轴承机构5及其按照本发明补充的间隙密封机构41。

纤维条子开松辊12优选承受沿机器长度的切向传动带13的作用，而纤维条子喂给罗拉14例如通过驱动器15由单个马达驱动。

纤维条子喂给罗拉14的驱动器15如步进马达此时通过控制线路16被连接至工位自身的控制装置9即所谓的工位计算机，控制装置9本身通过总线系统50与自由端纺纱机1的中央控制单元45相连。

另外，每个工位2具有纱线退绕机构18，其驱动装置19通过控制线路20也与控制装置9相连。

还如图1所示，控制装置9尤其控制用于升降交叉卷绕筒子的升降机构7的驱动装置、纱线退绕机构18的驱动装置16以及纤维条子喂给罗拉14的驱动器15，该控制装置还通过信号线29与开关元件27相连。

就是说，控制装置9可通过开关元件27被手动启动。

在纱线走向上在纱线退绕机构18的下游设有蓄纱嘴37，其通过气压管路38被连接至自由端纺纱机1的负压系统的负压通道32，负压系统还具有主负压通道31。

此外，在气压管路38中接入可按规定来控制的闭塞机构35，其可由控制装置9通过信号线36来操纵。

各个工位2还具有吸嘴25，吸嘴也被连接至负压通道32，但在正常纺纱作业中被关闭。如果需要，吸嘴25可以尤其被有目的地打开以便排出纱线材料。就是说，在手动更换交叉卷绕筒子/空筒管时，可以通过相关工位2的打开的吸嘴25可靠地排出在交叉卷绕筒子/空筒管更换时仍然由纺纱装置3分别进一步连续制造的纱线30，直到又将纱线30置于保持在筒子架21上的空筒管上。

图2以剖视图示出了与其纺纱转杯安装在滚动轴承机构内的自由端纺纱装置相关而已知的现有技术。

如图所示，纺纱转杯4的转杯在纺纱作业中以相对较高的转速在可承受负压的转杯壳体6内旋转，该纺纱转杯的转杯轴47被支承在滚动轴承机构5A、5B中，滚动轴承机构又安置在被连接至转杯壳体6的轴承壳体8内。

如图2所示，转杯壳体6通过气压管路49与负压源51相连，负压源提供在纺纱作业中在转杯壳体6内所需要的纺纱负压。转杯壳体6在纺纱作业中例如通过枢转盖板52来封闭，其如常见的那样具有所谓的包括纱线抽出嘴54的通道板接头53。

用于滚动轴承机构5的，优选用于前滚动轴承机构5A和后滚动轴承机构5B的轴承壳体8被连接至转杯壳体6，或者与转杯壳体6一起构成一个结构单元。

坚硬的套状轴承壳体8具有两个间隔布置的用于滚动轴承件55的外滚道61并且至少在外滚道61区域内被硬化。另外，对应的滚动轴承件55如被氧化的钢球在安装状态下支承在一个坚硬轴的对置的内滚道56内，该轴构成转杯轴47。滚动轴承件55此时可转动地安置在所谓的保持架57中并且通过润滑剂、润滑脂或油被润滑。

转杯轴47也至少在其内滚道56区域内被硬化并且还在端侧配备有驱动锭盘40，该驱动锭盘承受沿机器长度的驱动带39的作用。

在与驱动锭盘40相对的一侧，在转杯轴47上安装有纺纱转杯4的转杯，该转杯在纺纱作业中以高转速在可承受负压的转杯壳体6中旋转。

就是说，在纺纱作业中通过驱动带39而转动的转杯轴47通过相应的进口伸入承受负压的转杯壳体6中。

还如图2和图2A所示，所述滚动轴承机构5A和5B还被分别通过例如迷宫式的间隙密封机构41对外封闭，该间隙密封机构用于将润滑剂保持在滚动轴承件55的区域内以及阻止脏颗粒进入滚动轴承机构5A、5B。

间隙密封机构41被构造成例如迷宫式密封形式并且分别例如如图2所示优选地由多个不同构件组成。这样的间隙密封机构41的内侧最远的构件是至少一个冲压的密封片58，其优选构成用于润滑剂的存放腔。通常，光滑的环形活动密封片59贴在冲压的密封片58上。在密封片58、59之间安置有O形圈60。在光滑的环形密封片59上接有另一个冲压的密封片，其通常也被称为外盖板43。这种间隙密封机构41的各个不同构件总体上通过卡紧环62来固定，卡紧环被收紧装入轴承壳体8的相应的凹空部中。

这种本身已知的、其密封作用基于流动动力学作用的间隙密封机构41在纺纱转杯的动态支承状态下通常能足够好地运转，即：在纺纱转杯的动态支承状态下，得到了滚动轴承机构5A、5B相对于周围大气的足够有效的密封。

但是，在例如就像在断纱或尤其是所谓的自由端纺纱装置的大量接头时出现的某些工作状态下，就是说，在转杯轴还未转动但转杯壳体已经承受负压且因此存在纺纱转杯的静态支承状态的工作状态下，在间隙密封机构41内存在以下危险，即：脏颗粒和/或纤维材料经过间隙密封机构41被从外面吸入滚动轴承机构5A、5B中且这些物质沉积在滚动轴承机构5A、5B区域内。

因此，根据本发明，如图3和图4所示来改变已知的间隙密封机构41。即：已知的间隙密封机构41分别补充有弹性密封件42A或42B，这保证了在纺纱转杯的静态支承状态下在间隙密封机构41区域内也获得可靠的密封作用。

如图3所示，在第一实施方式中规定，例如在后间隙密封机构41的外盖板43上设有一弹性密封件42A，此时它如此构成，即：弹性密封件在其通过转杯壳体6内的负压承受所谓抽吸作用的纺纱转杯4的静态支承状态下，以密封唇44贴在转杯轴47的密封面46上并同时几乎不透压力地相对于周围大气封闭轴承壳体8。

但一旦一个工位2的纺纱转杯4被启动，即：一旦转杯轴47开始转动，则在间隙密封机构41内出现的流体力学作用就自动用于将密封件42A的密封唇44抬离该密封面46并借此近似无磨损地保持。

因为间隙密封机构41在纺纱转杯4的动态支承状态下像非接触式轴封那样运转，故此时，这样按照本发明补充有弹性密封件42A的间隙密封机构构成近似无磨损运转的密封机构，该密封机构在纺纱转杯的所有工作状态下，即：在动态和静态支承状态下都能最佳地运转。

图4示出了弹性密封件的一个替代实施方式，其保证了轴承壳体8在静态支承状态下被可靠密封。

在此，弹性密封件42B被直接安置在转杯轴47上并且在纺纱作业中随转杯轴转动。

因此，弹性密封件42B也如此构成和布置，它在纺纱转杯的静态支承状态下承受负压地以密封唇44贴靠在密封面48上，该密封面在此情况下由间隙密封机构41的外盖板43构成。

如在根据图3的实施方式中那样，一旦纺纱工位2的纺纱转杯4被启动且转杯轴47开始转动，则间隙密封机构41区域内的流体力学作用会自动将密封件42B的密封唇44抬离该密封面48。

但是，本发明明显不局限于弹性密封件的上述两个实施方式。完全可以想到其它相似的实施方式。

对于本发明重要的是，该弹性密封件补足了本身已知的间隙密封机构，即：在这样的间隙密封机构中，除了在纺纱转杯的动态支承状态下迄今常见的密封作用外，现在得到了在纺纱转杯的静态支承状态下的密封作用。

Claims (11)

1.一种自由端纺纱装置，该自由端纺纱装置具有在纺纱作业中以高转速在承受负压的转杯壳体内旋转的纺纱转杯，轴承壳体被连接至该转杯壳体，该轴承壳体具有纺纱转杯支承机构，其中该纺纱转杯支承机构具有前滚动轴承机构和后滚动轴承机构，这些滚动轴承机构被润滑且该纺纱转杯转动支承在其中，并且这些滚动轴承机构通过间隙密封机构被对外封闭，所述间隙密封机构在动态支承状态下密封这些滚动轴承机构，其特征在于，至少在该后滚动轴承机构(5B)的间隙密封机构(41)内设有附加的弹性密封件(42A,42B)，该弹性密封件在静态支承状态下对应于相应的密封面(46,48)并且由此保证这些滚动轴承机构(5A,5B)在该纺纱转杯(4)的静态支承状态下也相对于周围大气被密封。

2.根据权利要求1所述的自由端纺纱装置，其特征在于，所述附加的弹性密封件(42A)被布置在该间隙密封机构(41)的外盖板(43)上。

3.根据权利要求2所述的自由端纺纱装置，其特征在于，所述附加的弹性密封件(42A)被粘接在该间隙密封机构(41)的外盖板(43)上。

4.根据权利要求2所述的自由端纺纱装置，其特征在于，所述附加的弹性密封件(42A)通过硫化被固定在该间隙密封机构(41)的外盖板(43)上。

5.根据权利要求2所述的自由端纺纱装置，其特征在于，所述附加的弹性密封件(42A)具有密封唇(44)，该密封唇在静态支承状态下对应于该纺纱转杯(4)的转杯轴(47)上的密封面(46)。

6.根据权利要求1所述的自由端纺纱装置，其特征在于，所述附加的弹性密封件(42B)以可固定在转杯轴(47)上的独立的构件形式构成，该构件在静态支承状态下对应于该间隙密封机构(41)的外盖板(43)上的密封面(48)。

7.根据权利要求1所述的自由端纺纱装置，其特征在于，所述间隙密封机构(41)构成为迷宫式密封形式。

8.一种纺纱转杯支承机构的密封件，该纺纱转杯支承机构具有被润滑的前滚动轴承机构和后滚动轴承机构，这些滚动轴承机构通过间隙密封机构被对外封闭，该间隙密封机构在动态支承状态下密封这些滚动轴承机构，其特征在于，所述密封件(42A,42B)由固定部段和弹性密封部段组成，所述弹性密封部段能在纺纱转杯(4)的静态支承状态下借助该转杯壳体(6)内的负压贴靠于对应的密封面(46,48)。

9.根据权利要求8所述的密封件，其特征在于，所述弹性密封件(42A)被布置在呈迷宫式密封形式的间隙密封机构(41)的外盖板(43)上。

10.根据权利要求9所述的密封件，其特征在于，所述弹性密封件(42A)具有密封唇(44)，该密封唇在纺纱转杯(4)的静态支承状态下对应于该纺纱转杯(4)的转杯轴(47)上的密封面(46)。

11.根据权利要求8所述的密封件，其特征在于，所述密封件(42B)以独立固定在转杯轴(47)上的弹性构件形式构成，所述构件在纺纱转杯(4)的静态支承状态下对应于该间隙密封机构(41)的外盖板(43)上的密封面(48)。