CN1914361A - 纺纱转子的转子轴 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及纺纱转子的具有环状磁轴承部件的转子轴，该磁轴承部件通过环衬固定以抵抗在纺纱过程中产生的离心力，以用于径向和轴向地支承所述转子轴，其中，可转动的磁轴承部件与静止的磁轴承部件相互作用。根据本发明，与纺纱转子(3)的转子轴(4)连接的磁轴承部件被构造成带槽永磁环(32、42)，从而确保装配环衬(6、7)所需的变形能力。

Description

纺纱转子的转子轴
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的纺纱转子的转子轴。
背景技术
与自由端气流纺纱机一起，在各种实施例中公知并且在专利文献中详细描述了纺纱转子及其轴承。如所公知，在纺纱过程中，这种纺纱转子在转子外壳中高速运转，该转子外壳通过减压而起作用。市场上的大部分自由端纺纱机都具有纺纱转子，这些纺纱转子通过其转子轴而安装在所谓支承盘轴承装置的轴承间隙内。在这种允许转子速度大于100,000rpm的支承盘轴承装置的情况下，传统上设置附加的轴向轴承以用于纺纱转子的轴向固定，该附加的轴向轴承可构造成机械轴承或磁轴承。
尽管这些支承盘轴承装置在实践中是成功的，但它们的缺点在于，这些支承盘受到相当大的机械应力，尤其是在它们的接触表面的区域中。在这些区域中产生的磨削作用不仅导致支承盘的接触罩产生相当大的磨损，也导致能量损失。
以前已作出了各种努力来无磨损地安装以高速运转的纺纱转子。
例如，DE 198 27 606 A1描述了单个电机驱动的纺纱转子，它们无接触地支承在相应的磁轴承装置中。这些磁轴承装置在定子侧和转子侧上都分别具有环状永磁体。在该情况下，这些永磁体被布置成磁轴承在转子磁体和定子磁体之间产生排斥力。
在定子的永磁体区域中还设置有电绕组，可根据电流的流动方向通过这些电绕组增加或减小定子磁体的磁力。在此情况下，根据传感器信号而通过相应的控制装置激活电绕组，该传感器检测例如纺纱转子的转子轴与其期望位置的轴向偏移。
如上所述，在根据DE 198 27 606 A1的磁轴承装置中，环绕纺纱转子的永磁体是环形的，其内嵌有盖件，这些盖件又以旋转接合的方式连接到纺纱转子的转子轴上。这种高速转动的永磁体的固定方式不是令人满意的；现在已经有这样的改变，即将转子的环状永磁体拉动到专用接收器的支承突起上，并通过外部环衬固定被拉到其上的永磁体，以抵抗在纺纱操作期间出现的离心力。这里，该用于永磁体的专用接收器被固定成转动地接合在转子轴上。
关于这种将环状永磁体拉动到接收器的支承突起上并通过环衬将它们固定，迄今为止有两种不同的传统方法。换言之，环状磁体或者通过游隙滑动到接收器的支承突起上，然后被内径小于环状磁体外径的环衬锁定，或者首先通过压配将环衬固定到环状磁体上，并仍通过压配将环绕的环状磁体挤压到相关接受器的支承突起上。
在这两种方法中，连接表面的直径必须具有非常精确的公差，这是因为在其它情况下存在压配操作期间损坏相对敏感的环状磁体的危险。除了由于非常精确的公差之外，还由于不是总能避免在压配期间对环状磁体的损坏，因此已经表明所述方法在总体上并非非常有效。换言之，在公知的生产方法中，废品率相对较高。
发明内容
从上述现有技术出发，本发明的目的基于提供一种具有布置成可转动接合的环状磁轴承部件的纺纱转子的转子轴，它们被构造成使得这些磁轴承部件相对于功能可经济可靠地生产。
根据本发明，该目的通过具有如权利要求1所述的纺纱转子的转子轴实现。
本发明的有利实施例是从属权利要求的主题。
本发明的优点具体在于，由于使用了带槽永磁环，因此实现了这些永磁环的有限变形，这一方面便于这些部件滑动到相关的接收器上，并且还便于它们通过在相应的环衬上拉动而牢固锁定在接受器上。换言之，在这种结构的永磁环中，不仅确保了在永磁环定位在它们的接收器的支承突起期间，而且还确保了在永磁环由环衬锁定期间都不会损坏永磁环。
由于对所涉及部件的测量公差的要求相对较低，因此可经济地生产这些部件。
在本示例中，在一个改进实施例中，如权利要求2所述，带槽永磁环在其安装前具有比接收器的相关支承突起的外径稍大的内径。如此产生的滑动配合有利于永磁环滑动到其支承座上，从而提供了在该动作期间在相当大的程度上消除了对带槽永磁环造成损坏的必要条件。由于带槽永磁环的外径也稍大于确保拉伸强度的环衬(其将被固定在永磁环上)的内径，因此也确保了带槽永磁环在环衬上被拉动后被锁定为转动接合，从而在接收器的支承突起上是非常耐速度(speed-resistant)的。
在有利实施例中，将永磁环中槽的尺寸设置成使得永磁环在环衬上被拉动之后完全闭合(权利要求3)。这样，防止了在纺纱操作期间由于槽而产生失衡(在非常高的速度下完全有必要避免该失衡)。
如权利要求4所述，带槽永磁环有利地固定在专用接收器的支承突出上，该接收器还连接成与转子轴转动接合。这种结构尤其便于永磁环的组装。换言之，首先以单独的组装装置将带槽永磁环滑动到专用接收器的支承突出上，然后通过在环衬上拉动而将带槽永磁环锁定于此。然后，可以将整个接收器相对毫无问题地固定在纺纱转子的转子轴上。
在有利实施例中，如权利要求5所述，环衬由确保高拉伸强度的材料、优选由碳纤维增强塑料材料制成。这种CFRP环衬一方面确保了远比类似的钢衬好的拉伸强度，而且还明显较轻，这例如由于低飞轮效应而对单个电机转子驱动器的加速性能具有积极效果。
附图说明
以下将借助附图示出的实施例更详细地描述本发明，在附图中：
图1表示具有单个电机驱动的纺纱转子的自由端纺纱装置的侧视图，该纺纱转子通过其转子轴而支承在磁轴承装置中；
图2表示纺纱转子的转子轴，且磁轴承部件固定在该转子轴上；
图3表示根据图2的箭头X的视图的转子轴；
图4表示根据图3的IV-IV截面的固定到转子轴上的接收器，其配备有带槽永磁环以及环衬。
具体实施方式
图1示出了自由端气流纺纱机的自由端纺纱装置，该自由端纺纱装置由附图标记1表示。这种本身公知的自由端纺纱装置1均具有转子壳体2，纺纱转子3的纺纱杯26在该转子壳体2内高速运转。在本示例中，纺纱转子3由单个电机驱动器18驱动，并通过其转子轴4而支承在磁轴承装置5中，该磁轴承装置5的永磁轴承部件在径向上和轴向上支承转子轴4。
在所示实施例中，除了磁轴承装置5之外，还设置有后位置传感器51。这种轴承传感器51的结构和功能为现有技术，并例如在DE 100 22 736A1中详细地进行了描述。
如所公知，本身向前开口的转子壳体2在运行期间通过可枢转的盖件8关闭，并通过相应的气动线路10连接到产生转子壳体2中所需的纺纱低压的低压源11上。如传统那样，在盖件8中或在通道板中布置有通道板适配器12以及纤维引导通道14的开口区域，该适配器12具有纱线抽出喷嘴13。在本示例中，纱线抽出管15邻近纱线抽出喷嘴13。
在所示实施例中，盖件8绕枢转销16可有限程度地转动安装，并具有开松辊壳体17。盖件8还具有后支承架19、20，用于安装开松辊21或纤维带喂入缸22。在此示例中，开松辊21在其锭盘23的区域中由沿机器的循环切向带24驱动，而纤维带喂入缸22的驱动(未示出)例如是通过沿机器连接到驱动轴25的蜗轮副装置进行的。
在可选实施例中，开松辊21和/或纤维带喂入缸22明显还可由单个电机驱动器(例如步进电机)驱动。
如上所述，可自由转动地安装在磁轴承装置5中的纺纱转子3也可通过单个电机驱动器18驱动。在本示例中，纺纱转子3的单个驱动器18优选具有永磁转子磁体38以及定子线圈39，可以以预定方式向定子线圈39供应电流。
如图2具体所示，磁轴承装置5大致包括磁轴承部件32、33、34或磁轴承部件42、43、44。
在这种情况下，根据本发明，与纺纱转子3一起运转的磁轴承部件被构造成带槽永磁环32、42，这些永磁环32、42分别在接收器46(其连接成可转动地与转子轴4接合)的支承突起35或36上滑动，并通过环衬6或7而锁定于此。轴承装置5的静止永磁环由33或43表示，其磁力可优选根据来自轴承传感器51的相应信号，通过相应的电磁线圈34或44以预定的方式调节。
固定在转子轴4上的带槽永磁环由32、42在其组装之前优选具有内径RMinternal，该内径稍大于接收器46或47的支承突起35或36的外径Aexternal。换言之，永磁环42可以毫无问题地滑动到接收器46或47的支承突起35或36上，并通过在确保高拉伸强度的环衬6或7拉动而锁定于此。
在本示例中，环衬6或7优选由碳纤维增强塑料材料制成并具有比永磁环的外径RMextrnal稍小的内径RBinternal。这表明，通过在环衬6或7上的滑动，可按压永磁环32或42(由于它们的槽27而具有一定的变形能力)，从而使它们抵靠接收器46或47的支承突起35或36而牢固地锁定。

Claims (5)

1、一种纺纱转子的转子轴，该转子轴具有环状磁轴承部件，该环状磁轴承部件通过环衬而相对于在纺纱过程中产生的离心力固定，以用于径向和轴向支承所述转子轴，其中，所述可转动的磁轴承部件与静止布置的磁轴承部件相互作用，该转子轴的特征在于，连接到所述纺纱转子(3)的转子轴(4)上的所述磁轴承部件被构造成带槽永磁环(32、42)，以确保在环衬(6、7)上拉动所需的变形能力。
2、根据权利要求1所述的转子轴，其特征在于，所述带槽永磁环(32、42)在它们安装前具有比接收器(46、47)的支承突起(35、36)的外径(Aexternal)稍大的内径(RMinternal)，并具有比所述环衬(6、7)的内径(RBinternal)大的外径(RMexternal)。
3、根据权利要求1所述的转子轴，其特征在于，槽(27)的尺寸形成为使得永磁环(32、42)在所述环衬(6、7)上拉动之后完全闭合。
4、根据权利要求1所述的转子轴，其特征在于，所述带槽永磁环(32、42)锁定在接收器(46、47)的支承突起(35、36)上，所述接收器(46、47)以转动接合的方式连接到所述转子轴(4)上。
5、根据权利要求1所述的转子轴，其特征在于，所述环衬(6、7)由确保高拉伸强度的材料、优选由碳纤维增强塑料材料(CFRP)制成。
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