CZ200716A3

CZ200716A3 - Bezvretenové doprádací zarízení s poháneným doprádacím rotorem

Info

Publication number: CZ200716A3
Application number: CZ20070016A
Authority: CZ
Inventors: Schuller@Edmund; Zott@Werner; Burchert@Mathias; Lauer@Matthias; Kübler@Markus; Haug@Gerhard; Bock@Erich
Original assignee: Rieter Ingolstadt Spinnereimaschinenbau Ag
Priority date: 2006-01-10
Filing date: 2007-01-09
Publication date: 2008-04-23
Also published as: TWI397622B; DE102006001449B4; DE102006001449A1; CN100999842B; AT503064A2; TW200728532A; CH699260B1; AT503064B1; CN100999842A

Abstract

Bezvretenové doprádací zarízení obsahuje pohánenýdoprádací rotor (1), který obsahuje rotor (4) a hrídel (12). Doprádací rotor (1) je uložen letmo nasvém hrídeli (12) v alespon jednom radiálním ložisku a má vyložení (X) merené od predního okraje rotoru (4), až k zacátku radiálního ložiska. Vyložení (X) je menší než 29 mm. Doprádací rotor (1) lze pohánet tangenciálním remenem (3) priléhajícím k hrídeli (12). Pritom muže být soucin vyložení (2) vmilimetrech a prumeru hrídele (12) v oblasti tangenciálního remene (1) v milimetrech menší než 250 mm. Výhodným zpusobem lze stanovit, aby hrídel (12) byl uložen radiálne v klínových mezerách dvou dvojic (5, 6) operných kotoucu (7,8,9,10) usporádaných ve vzdálenosti od sebe v axiálním smeru, pricemž šírka operných kotoucu (7,8) dvojice (5) operných kotoucu privrácených k rotoru (4) je vetší než šírka operných kotoucu (9,10) dvojice (6) operných kotoucu odvrácených od rotoru (4).

Description

Bezvřetenové dopřádací zařízení s poháněným dopřádacím rotorem

Oblast techniky

Vynález se týká bezvřetenového dopřádacího zařízení s poháněným 5 dopřádacím rotorem, přičemž dopřádací rotor obsahuje rotor a hřídel, přičemž dopřádací rotor je uložen na svém hřídeli v alespoň jednom radiálním ložisku letmo a dopřádací rotor má vyložení měřené od předního okraje rotoru až po začátek radiálního ložiska.

Dosavadní stav techniky

V dnešní době je snahou dosáhnout u dopřádacích rotorů v bezvřetenových dopřádacích zařízeních otáček kolem 180 000 min'¹. Z hlediska otáček dosažitelných u dopřádacího rotoru jsou v podstatě rozhodující kritické otáčky, protože z důvodu bezpečnosti je nutné, aby provozní otáčky ležely pod kritickou hodnotou otáček.

Ze spisu DE 197 29 941 A1 jsou známa opatření sloužící ke zvýšení kritických otáček. Například je uvedeno, že délka hřídele má činit zhruba desetinásobek jeho průměru. Uvedená opatření nejsou avšak dostačující k dosažení otáček nad 150 000 min'¹.

Úkolem vynálezu je dále zvýšit kritické otáčky a tím umožnit dosažení provozních otáček 180 000 min'¹.

Podstata vynálezu

Úkol je řešen tím, že vyložení je menší než 29 mm, zejména menší než 25 27 mm.

Ukázalo se, že vyložení dopřádacího rotoru má velmi silný vliv na výši kritických otáček. Již malé zmenšení vyložení způsobí silné zvýšení kritických otáček.

• ·· ·· · ······ ········ ·· · : : PS349BC2 .: : .· ······ ··· ··· · · ·· ··· ·· ·

Vyložení dopřádacího rotoru je definováno jako vzdálenost předního okraje dopřádacího rotoru od začátku radiálního ložiska. Přitom je nepodstatné, jak je radiální ložisko vytvořeno. Může to být například dvojice opěrných kotoučů, vzduchové ložisko, magnetické ložisko nebo rovněž valivé ložisko.

U obvykle používaných dopřádacích rotorů je rotor nalisován na hřídel, takže je velmi velká část tohoto vyložení využita pro vytvoření lisovaného spoje.

V případě zkrácení délky lisovaného spoje musí být zajištěno, aby se lisovaný spoj nemohl uvolnit ani při extrémně vysokých otáčkách dopřádacího rotoru.

Zkouškami prováděnými ve spojení s pevnostními výpočty bylo možné podstatně zkrátit délku lisovaného spoje. Podle druhu spoje je možné dosáhnout vyložení v rozmezí od 15 do 20 mm.

Stav techniky je dán vyložením dopřádacího rotoru s rozměrem 29,5 mm u bezvřetenového dopřádacího stroje s typovým označením R20, který již mnoho let nabízí přihlašovatel. Známý dopřádací stroj však nebyl vhodný pro tak vysoké otáčky, protože dopřádací rotor s velmi velkou celkovou délkou 117 mm vykazoval i přes malé vyložení relativně nízké kritické otáčky.

Na základě rozsáhlých pokusů prováděných u dopřádacího rotoru, který ize pohánět tangenciálním řemenem přiléhajícím k hřídeli, se ukázalo, že za účelem dosažení vysokých kritických otáček je výhodné, aby součin vyložení v milimetrech a průměru hřídele v oblasti tangenciálního řemene v milimetrech činil méně než 250. U dosud známých bezvřetenových dopřádacích zařízení byl součin vyložení a průměru hřídele vždy větší než 250. U již zmíněného stroje R20 činil tento součin například 266. V rámci zkoušek se ukázalo, že empiricky zjištěná veličina jako součin vyložení a průměru může sloužit k popisu daných souvislostí. Veličinou menší než 250 je dán dobrý kompromis vyplývající z rozdílných požadavků. Pro co nejvyšší kritické otáčky by bylo v tomto případě smysluplné stanovit co nejmenší vyložení a současně co největší průměr hřídele. Příliš velký průměr hřídele však vede u tangenciálního řemene pohánějícího hřídel k nedovolenému zvýšení rychlosti běhu řemene.

V případě většího průměru hřídele vznikají dále vyšší ztráty výkonu způsobené například větším třením v radiálních ložiskách dopřádacího rotoru. Prostřednictvím zkoušek bylo potvrzeno, že u výpočtových hodnot vyložení • · násobeného průměrem v rozmezí 200 do 230 leží kritické otáčky tak vysoko, že lze dobře dosáhnout provozních otáček 180 000 min'¹.

Vynález se dále týká dopřádacího rotoru pro takové bezvřetenové dopřádací zařízení s rotorem a s ním spojeným hřídelem s vysokou pevností v krutu. Podle vynálezu je stanoveno, aby součin délky rotoru v milimetrech a průměru hřídele v milimetrech byl menší než 195, s výhodou v rozmezí od 170 do 190. Takový dopřádací rotor lze výhodným způsobem použít v bezvřetenovém dopřádacím zařízení, které lze pohánět provozními otáčkami 180 000 min'¹.

Další optimalizaci bezvřetenového dopřádacího zařízení pro zvláště vysoké otáčky lze dosáhnout tím, že součin vyložení v milimetrech a celkové délky dopřádacího rotoru je menší než 3000. U dopřádacího rotoru je výhodné, když součin délky rotoru v milimetrech a celkové délky dopřádacího rotoru je menší než 2400.

Přehled obrázků na výkrese

Další výhody a znaky vynálezu vyplývají z následujícího popisu příkladu provedení.

Tyto značí:

Obr. 1 boční pohled na oblast uložení dopřádacího rotoru bezvřetenového dopřádacího zařízení s částečným řezem,

Obr. 2 pohled podél plochy řezu ll-ll z obr. 1.

Příklady provedení vynálezu

Bezvřetenové dopřádací zařízení znázorněné pouze částečně na obr. 1 a 2 ukazuje vpodstatě dopřádací rotor 1, který je uložen v uložení 2 prostřednictvím opěrných kotoučů a který lze pohánět tangenciálním řemenem

3. Dopřádací rotor 1 obsahuje rotor 4, ve kterém dochází k vlastnímu procesu tvorby příze. Rotoru 4 jsou za tímto účelem přiřazena neznázorněným avšak

PS3»98C2 známým způsobem zařízení sloužící k přivádění ojednocených vláken a zařízení sloužící k odtahování vypřádané příze z rotoru 4.

Uložení 2 s opěrnými kotouči obsahuje dvě dvojice opěrných kotoučů 5 a 6 vždy se dvěma opěrnými kotouči 7 a 8 resp. 9 a 10. Dvojice opěrných kotoučů 5 a 6 tvoří klínové mezery 11, ve kterých je radiálně uložen hřídel 12 dopřádacího rotoru 1 připevněný k rotoru 4. Opěrné kotouče 7 a 9 resp. 8 a 10 nacházející se vždy na jedné straně vedle hřídele 12 jsou uspořádány na společné ose 13 resp. 14.

Opěrné kotouče 7, 8, 9 a 10 jsou vytvořeny v podstatě stejně. Skládají se z kovového kotoučového základního tělesa 15, jehož vnější obvod je opatřen tlumicím nákružkem 16. Čtyři nákružky 16 tvoří válcovitou oběžnou plochu 17 pro hřídel 12 dopřádacího rotoru 1 Přitom lze v ploše 17 vytvořit neznázorněným avšak známým způsobem jednu nebo více drážek.

Hřídel 12 dopřádacího rotoru 1 je zatěžován tangenciálním řemenem 3, který obíhá ve směru A v podélném směru bezvřetenového dopřádacího stroje a přitom pohání dopřádací rotory 1 alespoň jedné strany stroje. Tlakem tangenciálního řemene 3 jsou dopřádací rotory 1_ udržovány v klínových mezerách 11 uložení 2 opěrných kotoučů. Konec 18 hřídele 12 odvrácený od rotoru 4 je podepřen v axiálním směru o opěrné ložisko 19. Toto opěrné ložisko

19 může ve znázorněném způsobu obsahovat kuličku 20 opěrného ložiska, o kterou se opírá konec 18 hřídele 12. Opěrné ložisko 19 může být jako alternativa stejně dobře vytvořeno jako vzduchové ložisko nebo magnetické ložisko.

Opěrné kotouče 7, 8, 9 a 10 jsou vždy opatřeny otvorem, kterým jsou nasunuty na koncové úseky os 13 a 14 vytvořené jako čepy 21., 22, 23 a 24. Vnější průměr čepů 21, 22, 23 a 24 koresponduje přitom s průměrem vrtání příslušného opěrného kotouče 7, 8, 9 a 10. Osa 13 resp. 14 je přitom částí jednotky 25 resp. 26 valivého ložiska. Jednotka 25 resp. 26 valivého ložiska obsahuje těleso 27 resp. 28 ložiska, ve kterém je uložena osa 13 resp. 14.

Dopřádací rotor 1 je uložen letmo v uložení 2 opěrných kotoučů, přičemž dopřádací rotor 1 má příslušné vyložení X. Vyložení X je měřeno od předního okraje 29 rotoru 4 až k začátku radiálního ložiska, které je zde tvořeno dvojicí 5

PS3496C2 opěrných kotoučů. Vyložení X je menší než 29 mm, výhodným způsobem menší, než 27 mm. Součin vyložení X v milimetrech a průměru D hřídele 12 v milimetrech je menší než 250, s výhodou se pohybuje v rozmezí od 200 do 230. Pokud má hřídel 12 v neznázorněném provedení rozdílné průměry, je pak rozhodující průměr D v oblasti tangenciálního řemene 3. Je účelné, pokud je průměr D v rozmezí od 7,8 do 8,3 mm.

Je výhodné, aby součin vyložení X v milimetrech a celkové délky L dopřádacího rotoru 1 v milimetrech byl menší než 3000, s výhodou v rozmezí od 2500 do 2900. Přitom se má měřit délka dopřádacího rotoru 1 od jeho předního okraje 29 až ke konci 18 hřídele 12. Výhodným způsobem se délka L pohybuje v rozmezí od 90 do 105 mm.

Za účelem upevnění rotoru 4 k hřídeli 12 je důležitá délka Y rotoru 4. Součin délky Y rotoru 4 v milimetrech a průměru D hřídele 12 v milimetrech je menší než 195 a s výhodou se pohybuje v rozmezí od 170 do 190. Součin délky

Y rotoru 4 v milimetrech a celkové délky L dopřádacího rotoru 1. v milimetrech je menší než 2400 a výhodným způsobem se pohybuje v rozmezí od 2000 do 2300. Těmito uvedenými kombinacemi vyložení X, délky L, průměru D a délky Y lze u dopřádacího rotoru 1 dosáhnout velmi vysokých provozních otáček v rozmezí 180 000 min'¹.

V dalším provedení vynálezu lze výhodným způsobem stanovit optimalizaci uložení 2 opěrných kotoučů pro uvedené vysoké provozní otáčky a minimalizaci vyskytnuvších se ztrát vyplývajících z tření. Čím vyšší jsou otáčky dopřádacího rotoru 1., tím vyšší je rovněž ztrátový výkon v uložení 2 opěrných kotoučů. Za účelem snížení ztrát způsobených třením v nákružcích 16 opěrných kotoučů 7, 8, 9 a 10 může být výhodné, když je šířka B5 opěrných kotoučů 7, 8 dvojice 5 opěrných kotoučů 7, 8 přivrácených k rotoru 4 větší, než šířka B6 opěrných kotoučů 9, 10 dvojice 6 opěrných kotoučů 9, 10 odvrácených od rotoru 4. Toto provedení je založeno na poznatku, že na základě letmého uložení dopřádacího rotoru 1 je zatížení radiálního ložiska přivráceného k rotoru

4 a tím také dvojice 5 opěrných kotoučů podstatně větší než zatížení dvojice 6 opěrných kotoučů. Menší šířkou B6 opěrných kotoučů 9 a 10 dochází k minimalizaci ztrát v nákružku 16 dvojice 6 opěrných kotoučů. Šířka B5 • «

9999

9 9 9 9 ·· · * · : : PS3W96CZ .: :

A · A AAA AAA

AAA AA AA AAA AA A opěrných kotoučů 7, 8 dvojice opěrných kotoučů činí asi 10 mm, zatímco šířka B6 opěrných kotoučů 9,10 dvojice opěrných kotoučů činí asi 7 mm.

Aby bylo možné dále minimalizovat ztrátový výkon, kterého je zapotřebí pro pohon uložení 2 opěrných kotoučů, může být stanoveno, aby valivé ložisko jednotky 25 a 26 valivého ložiska přivrácené k rotoru 4 mělo větší průměr než valivé ložisko odvrácené od rotoru 4. Čím menší je průměr valivého ložiska, tím menší jsou ztráty vzniklé třením.

Je výhodné, aby oba čepy 21 a 23 osy 13 jednotky 25 valivého ložiska měly různé průměry. Otvory v opěrných kotoučích 7 a 9 jsou samozřejmě uzpůsobeny různým průměrům čepů 21 a 23 tak, aby bylo zabráněno chybné montáži opěrných kotoučů 7 a 9 na osu 13. Čepy 22 a 24 druhé jednotky 26 valivého ložiska lze samozřejmě uspořádat analogicky. Průměry čepů 21, 22, a 24 jsou výhodným způsobem menší než 10 mm a pohybují se v rozmezí od asi 8 do 9 mm. Rozdíl mezi průměrem čepu 21 a 23 resp. 22 a 24 činí asi

0,5 až 1 mm. Tímto je zcela bezpečně vyloučena záměna opěrných kotoučů 7

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Bezvřetenové dopřádací zařízení s poháněným dopřádacím rotorem (1), přičemž dopřádací rotor (1) obsahuje rotor (4) a hřídel (12), přičemž

5 dopřádací rotor (1) je uložen letmo na svém hřídeli (12) v alespoň jednom radiálním ložisku, a přičemž dopřádací rotor (1) má vyložení (X) měřené od předního okraje (29) rotoru (4) až k začátku radiálního ložiska, vyznačující se tím, že vyložení (X) je menší než 29 mm, zejména menší než 27 mm.

10
2. Bezvřetenové dopřádací zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že dopřádací rotor (1) lze pohánět tangenciálním řemenem (
3) přiléhajícím k hřídeli (12) a že součin vyložení (X) v milimetrech a průměru (D) hřídele (12) v oblasti tangenciálního řemene (3) v milimetrech je menší než 250.

15 3. Bezvřetenové dopřádací zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že součin vyložení (X) v milimetrech a průměru (D) v milimetrech se pohybuje v rozmezí od 200 do 230.
4. Bezvřetenové dopřádací zařízení podle jednoho z nároků 1 až 3,

20 vyznačující se tím, že součin vyložení (X) v milimetrech a celkové délky (L) dopřádacího rotoru (1) je menší než 3000.
5. Bezvřetenové dopřádací zařízení podle jednoho z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že součin přesahu (X) a délky (L) se pohybuje v rozmezí od

25 2500 do 2900.
6. Bezvřetenové dopřádací zařízení podle jednoho z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že hřídel (12) je uložen radiálně v klínových mezerách (11) dvojic (5,6) opěrných kotoučů uspořádaných v axiálním směru ve vzdálenosti

30 od sebe, přičemž šířka (B5) opěrných kotoučů (7, 8) dvojice (5) opěrných • · · · · ·

PS3496CZ kotoučů přivrácených k rotoru (4) je větší než šířka (B6) opěrných kotoučů (9, 10) dvojice (6) opěrných kotoučů odvrácených od rotoru (4).
7. Dopřádací rotor pro bezvřetenové dopřádací zařízení s rotorem a 5 s ním pevně spojeným hřídelem , vyznačující se tím, že součin délky (Y) rotoru (4) v milimetrech a průměru (D) hřídele (12) v milimetrech je menší než 195.
8. Dopřádací rotor podle nároku 7, vyznačující se tím, že součin délky (L) a průměru (D) se pohybuje v rozmezí mezi 170 a 190.
9. Dopřádací rotor podle nároku 7 nebo 8, vyznačující se tím, že součin délky (Y) rotoru (4) v milimetrech a celkové délky (L) dopřádacího rotoru (1) v milimetrech je menší než 2400.

15
10. Dopřádací rotor podle jednoho z nároků 7 až 9, vyznačující se tím, že součin délky (Y) a délky (L) se pohybuje v rozmezí mezi 2000 a 2300.
11. Jednotka valivého ložiska k uložení dvou opěrných kotoučů na společné ose v jednom tělese ložiska, vyznačující se tím, že oba čepy (21, 23;

20 22, 24) jedné osy (13; 14) mají různé průměry.