DE10024019A1 - Magnetic bearing assembly for a high speed open-end spinning rotor has a damper with an oscillating body and a roller body and permanent magnet rings with an additional damping ring to give axial and radial support with low friction - Google Patents

Magnetic bearing assembly for a high speed open-end spinning rotor has a damper with an oscillating body and a roller body and permanent magnet rings with an additional damping ring to give axial and radial support with low friction

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Stephan Buehren
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Abstract

The magnetic bearing assembly, to give axial and radial support to a high speed open-end spinning rotor, has a damper (9) with a magnetically mounted oscillating body (31), matching the permanent magnet ring (29) at the rotor side. A roller body (32) is between the bearing plate (40) at the stator side and the oscillating body. The magnetic bearing mounting for an open-end spinning rotor has a permanent magnet ring (33) at the oscillating body, with a magnetic bond to the permanent magnet ring at the rotor side. The roller body has a race path (36) at the oscillating body and a race path (37) at the bearing plate, with a roller cage (38) fitted between them with the rollers. The roller race paths are of a material which has a high wear resistance e.g. a ceramic material. The oscillating body is also held in an additional damping medium (35) as a plastics ring with durable elasticity, surrounding the oscillating body. The oscillating body has a limit mounting (34), around the rotor shaft (4) with a small play.

Description

Die Erfindung betrifft eine Magnetlagerung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a magnetic bearing according to the Preamble of claim 1.

Die meisten Spinnrotoren von Offenend-Rotorspinnmaschinen laufen in sogenannten Stützscheibenlagerungen um. Derartige in der Praxis durchaus bewährte Lagereinrichtungen erlauben Rotordrehzahlen < 100.000 min-1. Nachteilig bei solchen Stützscheibenlagerungen ist allerdings der nicht unerhebliche Verschleiß der Laufflächen.Most spinning rotors of open-end rotor spinning machines rotate in so-called support disk bearings. Such bearing devices, which have been tried and tested in practice, allow rotor speeds of <100,000 min -1 . A disadvantage of such support disc bearings, however, is the not inconsiderable wear on the running surfaces.

Es sind deshalb in der Vergangenheit bereits verschiedene Versuche unternommen worden, Offenend-Spinnrotoren berührungslos, das heißt, verschleißfrei zu lagern.That is why they have been different in the past Attempts have been made to open-end spinning rotors Non-contact, that is, wear-free storage.

Bei einem berührungslos, zum Beispiel magnetisch oder aerostatisch gelagerten Rotor mit passiver Radiallagerung besteht allerdings das Problem, daß es, insbesondere während der Hochlaufphase des Spinnrotors, zu unerwünschten radialen Schwingungen kommen kann.With a non-contact, for example magnetic or aerostatically mounted rotor with passive radial bearings however, there is a problem that, especially during the run-up phase of the spinning rotor, to undesirable radial Vibrations can come.

Hierbei besteht die Gefahr, daß die Schwingungen eine Größenordnung annehmen können, bei der die radiale Auslenkung des Spinnrotors so hoch wird, daß es zu Schäden an der Lagerung kommt.There is a risk that the vibrations Can assume magnitude at which the radial deflection of the spinning rotor becomes so high that it damages the Storage is coming.

Um derartige Schäden zu vermeiden, wurden radiale Schwingungsdämpfungssysteme entwickelt. To avoid such damage, radial Vibration damping systems developed.  

Ein berührungslos gelagerter Rotor kann zum Beispiel bezüglich der radialen Schwingungsanregung aktiv gedämpft werden. Hierzu ist allerdings ein relativ hoher Aufwand für die Sensorik, die Aktorik und die Regelung nötig.A non-contact rotor can, for example, relate to radial vibration excitation can be actively damped. However, this is a relatively high effort for the Sensors, actuators and control necessary.

Eine andere Möglichkeit der Schwingungsdämpfung besteht darin, eine passive Schwingungsdämpfung einzusetzen, bei der ebenfalls versucht wird, die radiale Auslenkung herabzusetzen. Eine derartige Einrichtung ist beispielsweise durch die DE 195 43 745 A1 bekannt.Another way to dampen vibrations is to to use passive vibration damping in which an attempt is also made to reduce the radial deflection. Such a device is for example by DE 195 43 745 A1 known.

In dieser Druckschrift ist der Statormagnet eines Magnetlagers elastisch an Federbeinen aufgehängt.In this publication, the stator magnet is a magnetic bearing suspended elastically on struts.

Zusätzlich wird das statorseitige Magnetlager durch eine Reibeinrichtung beaufschlagt, die bei entsprechend großer Schwingungsamplitude des Rotors eine Dämpfung bewirkt. Das durch die DE 195 43 745 A1 bekannte Schwingungssystem weist allerdings verschiedene Nachteile auf.In addition, the stator-side magnetic bearing is replaced by a Friction device applied, the correspondingly large Vibration amplitude of the rotor causes damping. The vibration system known from DE 195 43 745 A1 has several disadvantages, however.

Ein gravierender Nachteil ist beispielsweise, daß die Steifigkeit des Magnetlagers um die Steifigkeit der Federbeinanordnung vermindert wird.A serious disadvantage is, for example, that the Stiffness of the magnetic bearing around the stiffness of the Strut assembly is reduced.

Das heißt, der den Rotor fixierende Statormagnet ist nicht völlig ortsgebunden, sondern schwingbar angebracht. Bei einer solchen Anordnung wird auch die Lage des Rotors analog zu den Schwingungsbewegungen des Statormagneten inkonstant.That is, the stator magnet fixing the rotor is not completely local, but attached swingable. At a such an arrangement, the position of the rotor is analogous to that Vibration movements of the stator magnet inconsistent.

Das schwingungsdämpfende Oszillieren der Statormagneten kann dabei zu einer zusätzlichen Beeinträchtigung der Rotorlaufruhe führen.The vibration-damping oscillation of the stator magnets can thereby an additional impairment of the rotor smoothness to lead.

Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Einrichtung ist in der relativ aufwendigen Anordnung der Federbeine zu sehen, da Ungenauigkeiten in diesem Bereich sofort zu einem radialen Versatz und/oder zu einem Fehler in bezug auf die Einhaltung des gewünschten Luftspaltes und/oder zu einem Fehler in bezug auf die Planparallelität der Lagermagnete führen, was die Funktion der Magnetlageranordnung insgesamt in Frage stellt.Another disadvantage of this known device is in the relatively complex arrangement of the struts to see because Inaccuracies in this area immediately become radial  Offset and / or failure to comply the desired air gap and / or an error related lead to the plane parallelism of the bearing magnets, which the Functionality of the magnetic bearing assembly in question.

Zur Vermeidung der vorgenannten Nachteile, insbesondere zur Verbesserung der Laufruhe des Spinnrotors, ist deshalb eine Dämpfungseinrichtung entwickelt worden, wie sie in der DE 198 19 767 A1 beschrieben ist.To avoid the aforementioned disadvantages, especially for Improving the smooth running of the spinning rotor is therefore one Damping device has been developed, as in the DE 198 19 767 A1 is described.

Diese bekannte Dämpfungseinrichtung weist ebenfalls eine Reibvorrichtung mit Reibpartnern auf, deren Reibflächen mechanisch beaufschlagt werden.This known damping device also has one Friction device with friction partners, their friction surfaces be subjected to mechanical loads.

Allerdings ist bei dieser Dämpfungseinrichtung einer der Reibpartner, zumindest radial, lagefest an einem stationären Lagerteil angeordnet. Der andere Reibpartner ist radial lageveränderbar gehalten. Der radial lageveränderbare Reibpartner umfaßt dabei mit einer Lagerkomponente den rotierbaren Schaft des Spinnrotors.However, this damping device is one of the Friction partner, at least radially, in a fixed position on a stationary one Bearing part arranged. The other friction partner is radial held changeable. The radially changeable Friction partner includes the with a bearing component rotatable shaft of the spinning rotor.

Wenngleich mit der Dämpfungseinrichtung gemäß DE 198 19 767 A1 auf relativ kostengünstige Weise sichergestellt werden konnte, daß es beim Beschleunigen des berührungslos, passiv gelagerten Spinnrotors auf seine Betriebsdrehzahl, auch beim Durchfahren seiner Eigenschwingungsfrequenzbereiche, nicht zu Problemen durch sich aufschaukelnde Schwingungen kommt und auch die Laufruhe des Spinnrotors verbessert werden konnte, weist auch diese bekannte Einrichtung einen entscheidenden Nachteil auf.Although with the damping device according to DE 198 19 767 A1 could be ensured in a relatively inexpensive way, that when accelerating the non-contact, passive bearing Spinning rotor to its operating speed, even when driving through its natural vibration frequency ranges, not problems comes through vibrations and also that Smooth running of the spinning rotor could also be improved, also shows this known device has a major disadvantage.

Der eingesetzte mechanische Reibungsdämpfer neigt zu Reibwertsprüngen, die in erster Linie auf die unterschiedlichen Reibwerte von Haft- beziehungsweise Gleitreibung zurückzuführen sind.The mechanical friction damper used tends to Frictional jumps, which are primarily due to the different coefficients of friction of adhesion respectively Are due to sliding friction.

Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Dämpfungseinrichtung für eine Magnetlageranordnung eines Offenend-Spinnrotors zu entwickeln, die die Nachteile der bekannten Dämpfungseinrichtungen nicht aufweist.Starting from the aforementioned prior art, the Invention, the object of a damping device for a magnetic bearing arrangement of an open-end spinning rotor develop the disadvantages of the known Damping devices does not have.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Einrichtung gelöst, wie sie im Anspruch 1 beschrieben ist.This object is achieved by a device solved, as described in claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of Subclaims.

Die erfindungsgemäße Dämpfungseinrichtung hat insbesondere den Vorteil, daß bei jeder Drehfrequenz des Spinnrotors eine unmittelbare Dämpfung des Rotorkörpers stattfindet, wobei die Stärke der Dämpfung vorwählbar beziehungsweise definiert einstellbar ist.The damping device according to the invention has in particular the Advantage that at each rotational frequency of the spinning rotor immediate damping of the rotor body takes place, the Damping strength selectable or defined is adjustable.

Das heißt, die zwischen der rotorseitigen Lagerkomponente und dem Schwingungskörper wirksame Dämpfung, die unter anderem von der am Rollenkörper wirksamen Anlagekraft und damit von der am Schwingungskörper wirksamen Magnetkraft abhängig ist, kann über die Breite des Luftspaltes leicht eingestellt werden. Da die Dämpfung durch einen Rollenkörper, das heißt, über Rollreibung stattfindet, werden dabei Reibwertsprünge, wie sie bei der bekannten Einrichtung unvermeidlich sind, zuverlässig vermieden.That is, that between the rotor-side bearing component and the vibration body effective damping, which among other things the effective force on the reel body and thus on the Vibration body effective magnetic force is dependent can be easily adjusted across the width of the air gap. Since the damping by a roller body, that is, over Rolling friction takes place, there are jumps in the coefficient of friction as they do are inevitable in the known device, reliable avoided.

Wie im Anspruch 2 beschrieben, ist eine vorteilhafte Ausführungsform insbesondere dann gegeben, wenn am Schwingungskörper ein Permanentmagnetring festgelegt ist, der mit einem am Rotor befestigten Permanentmagnetring korrespondiert.As described in claim 2, is an advantageous one Embodiment given in particular when Vibration body a permanent magnet ring is set, the  with a permanent magnet ring attached to the rotor corresponds.

Die Polung der beiden Permanetmagnetringe ist dabei so gewählt, daß sich gegensinnige Magnetpole gegenüberstehen. Auf diese Weise wird ein Magnetfeld erzeugt, das den Schwingungskörper mit einem relativ starken, stets gleichmäßigen Anpreßdruck gegen den Rollenkörper zieht, was im Bereich des Rollkörpers zu einer jederzeit reproduzierbaren Rollreibung führt.The polarity of the two permanent magnet rings is like this chosen that opposing magnetic poles face each other. In this way, a magnetic field is generated that the Vibrating body with a relatively strong, always uniform pressure against the roller body pulls what in Area of the rolling body to a reproducible at any time Roll friction leads.

Wie im Anspruch 3 dargelegt, ist der Rollenkörper in etwa nach Art eines Axialrillenkugellagers ausgebildet.As set out in claim 3, the reel body is approximately after Kind of an axial deep groove ball bearing formed.

Das heißt, der Rollenkörper besteht im wesentlichen aus zwei äußeren Rollenbahnen und einem dazwischen liegenden, eine Vielzahl von Lagerrollen fixierenden Rollenkäfig.This means that the reel body essentially consists of two outer roller tracks and an intermediate one Variety of roller cage fixation.

Eine der beiden Rollenbahnen ist dabei am Schwingungskörper, die andere an einer stationären, statorseitigen Lagerplatte festgelegt.One of the two roller tracks is on the vibrating body, the other on a stationary, stator-side bearing plate fixed.

Die Laufflächen der beiden Rollenbahnen weisen allerdings, im Gegensatz zu Axialrillenkugellagern, keine umlaufende Führungsnut für die Lagerrollen auf, sondern sind völlig eben, so daß sich die im Rollenkäfig fixierten Laufrollen auf den Rollenbahnen vor allem in radialer Richtung bewegen können.However, the running surfaces of the two roller conveyors have, in Contrary to axial deep groove ball bearings, no rotating Guide groove for the bearing rollers, but are completely flat, so that the rollers fixed in the roller cage on the Above all, roller conveyors can move in the radial direction.

Wie im Anspruch 4 beschrieben, bestehen die Rollenbahnen vorzugsweise aus einem hochverschleißfesten Werkstoff, beispielsweise einem technischen Keramikwerkstoff.As described in claim 4, there are roller conveyors preferably made of a highly wear-resistant material, for example a technical ceramic material.

Auch die im Rollenkäfig frei drehbar gelagerten Lagerrollen können aus einem solchen Keramikwerkstoff gefertigt sein und ergeben dann ein kostengünstiges, sehr langlebiges Dämpfungsmittel. The bearing rollers are also freely rotatable in the roller cage can be made of such a ceramic material and then result in an inexpensive, very durable Damping agents.  

Selbst wenn die Lagerrollen eines solchen Rollenkörpers nur aus "normalem" Kugellagerstahl gefertigt sind, ist die Standzeit eines solchen Dämpfungsmittels erheblich.Even if the bearing rollers of such a roller body only are made of "normal" ball bearing steel, is the Service life of such a damping agent significantly.

In einer alternativen Ausführungsform kann außerdem vorgesehen sein, daß der Schwingungskörper zusätzlich in einem weiteren Dämpfungsmedium gelagert ist (Anspruch 5).In an alternative embodiment can also be provided be that the vibrating body in addition in another Damping medium is stored (claim 5).

Ein solches Dämpfungsmedium ist dann in bevorzugter Ausführungsform, wie im Anspruch 6 dargelegt, zum Beispiel ein Lagerring aus einem dauerelastischen Kunststoffmaterial, der den Schwingungskörper umschließt.Such a damping medium is then more preferred Embodiment as set out in claim 6, for example a Bearing ring made of a permanently elastic plastic material, the encloses the vibrating body.

Ein solcher elastischer Dämpfungsring unterstützt die Rollreibung des Rollenkörpers wirkungsvoll, ohne daß Reibwertsprünge zu befürchten sind.Such an elastic damping ring supports the Roll friction of the roller body effectively without Frictional jumps are to be feared.

Am Schwingungskörper ist in bevorzugter Ausführungsform außerdem ein Begrenzungslager vorgesehen, das den Schwingungskörper mechanisch mitnimmt, wenn aufgrund einer Überschwingung des Rotorkörpers die magnetische Kopplung der Dämpfungseinrichtung überfordert ist.In a preferred embodiment is on the vibrating body a limit bearing is also provided, which Mechanically entrains vibrating body if due to a Overshoot of the rotor body, the magnetic coupling of the Damping device is overwhelmed.

Das im Anspruch 7 beschriebene Begrenzungslager stellt damit zuverlässig sicher, daß auch außergewöhnliche Schwingungen wirkungsvoll gedämpft werden.The limitation bearing described in claim 7 thus represents reliably sure that even unusual vibrations be effectively dampened.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind einem nachfolgend anhand der Zeichnungen erläuterten Ausführungsbeispiel entnehmbar.Further details of the invention are as follows exemplary embodiment explained with reference to the drawings removable.

Es zeigt: It shows:  

Fig. 1 in Seitenansicht eine schematische Darstellung eines einzelmotorisch angetriebenen, magnetisch gelagerten Spinnrotors, mit einer erfindungsgemäßen Dämpfungseinrichtung im Bereich der Rotortasse, Fig. 1 in side view a schematic representation of a single motor-driven, magnetically supported spinning rotor, with a damping device according to the invention in the area of the rotor cup,

Fig. 2 die erfindungsgemäße Dämpfungseinrichtung in einem größeren Maßstab, Fig. 2 shows the damping device according to the invention in a larger scale,

Fig. 3 die Einzelheit X gemäß Fig. 2. Fig. 3 shows the detail X of FIG. 2.

Die in Fig. 1 dargestellte Offenend-Spinnvorrichtung trägt insgesamt die Bezugszahl 1.The open-end spinning device shown in FIG. 1 bears the overall reference number 1 .

Solche an sich bekannten und beispielsweise in der DE 198 19 767 A1 beschriebenen Spinnaggregate 1 verfügen in der Regel über ein Rotorgehäuse 2, in dem die Rotortasse 26 eines Spinnrotors 3 mit hoher Drehzahl umläuft.Such spinning units 1 known per se and described for example in DE 198 19 767 A1 generally have a rotor housing 2 in which the rotor cup 26 of a spinning rotor 3 rotates at high speed.

Der Spinnrotor 3 wird dabei durch einen elektromotorischen Einzelantrieb 18 angetrieben und liegt mit seinem Rotorschaft 4 in vorderen und hinteren Lagerstellen einer Magnetlageranordnung 5, die den Spinnrotor 3 sowohl radial als auch axial abstützen.The spinning rotor 3 is driven by an electromotive individual drive 18 and lies with its rotor shaft 4 in front and rear bearing positions of a magnetic bearing arrangement 5 , which support the spinning rotor 3 both radially and axially.

Vorzugsweise ist außerdem zusätzlich ein axiales Fanglager 6 vorgesehen, an das sich der Rotorschaft 4 anlegen kann, wenn die an sich bekannte (nicht dargestellte) Lagereguliereinrichtung der Magnetlageranordnung 5 ausfällt oder abgeschaltet wird.In addition, an axial catch bearing 6 is preferably additionally provided, against which the rotor shaft 4 can rest when the position regulating device (not shown) of the magnetic bearing arrangement 5 , which is known per se, fails or is switched off.

Wie üblich, ist das an sich nach vorne hin offene Rotorgehäuse 2 während des Betriebes durch ein schwenkbar gelagertes Deckelelement 8, in das eine (nicht näher dargestellte) Kanalplatte eingelassen ist, verschlossen. As usual, the rotor housing 2 , which is open towards the front, is closed during operation by a pivotably mounted cover element 8 , into which a channel plate (not shown) is inserted.

Das Rotorgehäuse 2 ist außerdem über eine entsprechende Pneumatikleitung 10 an eine Unterdruckquelle 11 angeschlossen, die den im Rotorgehäuse 2 notwendigen Spinnunterdruck erzeugt.The rotor housing 2 is also connected via a corresponding pneumatic line 10 to a vacuum source 11 , which generates the spinning vacuum required in the rotor housing 2 .

Im Deckelelement 8 beziehungsweise in der Kanalplatte ist ein Kanalplattenadapter 12 angeordnet, der die Fadenabzugsdüse 13 sowie den Mündungsbereich des Faserleitkanales 14 aufweist. An die Fadenabzugsdüse 13 schließt sich ein Fadenabzugsröhrchen 15 an. Außerdem ist am Deckelelement 8, das um eine Schwenkachse 16 begrenzt drehbar gelagert ist, ein Auflösewalzengehäuse 17 festgelegt.In the cover element 8 or in the channel plate, a channel plate adapter 12 is arranged, which has the thread take-off nozzle 13 and the mouth area of the fiber guide channel 14 . A thread take-off tube 15 connects to the thread take-off nozzle 13 . In addition, an opening roller housing 17 is fixed on the cover element 8 , which is rotatably supported to a limited extent about a pivot axis 16 .

Das Deckelelement 8 weist des weiteren rückseitige Lagerkonsolen 19, 20 zur Lagerung einer Auflösewalze 21 beziehungweise eines Faserbandeinzugszylinders 22 auf. Die Auflösewalze 21 wird im Bereich ihres Wirtels 23 durch einen umlaufenden, maschinenlangen Tangentialriemen 24 angetrieben, während der (nicht dargestellte) Antrieb des Faserbandeinzugszylinders 22 vorzugsweise über eine Schneckengetriebeanordnung erfolgt, die auf eine maschinenlange Antriebswelle 25 geschaltet ist.The cover element 8 also has rear-side bearing brackets 19 , 20 for mounting an opening roller 21 or a sliver feed cylinder 22 . The opening roller 21 is driven in the region of its whorl 23 by a circumferential, machine-long tangential belt 24 , while the (not shown) drive of the sliver feed cylinder 22 is preferably carried out via a worm gear arrangement which is connected to a machine-long drive shaft 25 .

In alternativer Ausführungsform können Auflösewalze 21 und/oder Faserbandeinzugszylinder 22 selbstverständlich auch jeweils über einen Einzelantrieb, beispielsweise einen Schrittmotor, angetrieben werden.In an alternative embodiment, opening roller 21 and / or sliver feed cylinder 22 can of course also be driven in each case via a single drive, for example a stepper motor.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist wenigstens im Bereich der vorderen Lageranordnung 27 der Magnetlageranordnung 5 eine erfindungsgemäße Dämpfungseinrichtung 9 angeordnet.As seen from Fig. 2, at least the magnetic bearing arrangement 5 is arranged a damping device 9 according to the invention in the area of the front bearing assembly 27.

Das heißt die im Bereich der Rotortasse 26 angeordnete Lageranordnung 27 weist einen statorseitigen Permanentmagnetring 28, der von einer bestrombaren Spule 30 umgeben ist, sowie einen rotorseitigen, mit dem Spinnrotor 3 umlaufenden Permanentmagnetring 29 auf.This means that the bearing arrangement 27 arranged in the region of the rotor cup 26 has a stator-side permanent magnet ring 28 , which is surrounded by a current-carrying coil 30 , and a rotor-side permanent magnet ring 29 rotating with the spinning rotor 3 .

Die Dämpfungseinrichtung 9 besteht im wesentlichen aus einem Schwingungskörper 31, der magnetisch mit dem umlaufenden rotorschaft 4 verbunden ist sowie einem Rollenkörper 32.The damping device 9 essentially consists of a vibrating body 31 which is magnetically connected to the rotating rotor shaft 4 and a roller body 32 .

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist dabei am Schwingungskörper 31 ein Permanentmagnetring 33 festgelegt, der mit dem rotorseitigen Permanentmagnetring 29 der vorderen Lagerstelle 27 der Magnetlageranordnung 5 korrespondiert.In the illustrated embodiment, a permanent magnet ring 33 is fixed on the vibrating body 31 , which corresponds to the rotor-side permanent magnet ring 29 of the front bearing 27 of the magnetic bearing arrangement 5 .

Vom dargestellten Ausführungsbeispiel abweichend, das heißt, in den Zeichnungen nicht dargestellt, sind auch Ausführungsformen vorstellbar, bei denen beispielsweise am Rotorschaft 4 ein zusätzlicher Permanentmagnetring angeordnet ist, der einen entsprechenden Permanentmagnetring 33 des Schwingungskörpers 31 beaufschlagt.Deviating from the illustrated embodiment, that is, not shown in the drawings, embodiments are also conceivable in which, for example, an additional permanent magnet ring is arranged on the rotor shaft 4 , which acts on a corresponding permanent magnet ring 33 of the vibrating body 31 .

Des weiteren ist auch eine Ausführungsform denkbar, die anstelle zweier korrespondierender Permanentmagnetringe nur einen, vorzugsweise am Rotorschaft 4 angeordneten Permanentmagnetring 29 aufweist, der mit dem Schwingungskörper 31, der aus einem ferromagnetischen Material gefertigt ist, magnetisch verbunden ist.Furthermore, an embodiment is also conceivable which, instead of two corresponding permanent magnet rings, has only one permanent magnet ring 29 , which is preferably arranged on the rotor shaft 4 and is magnetically connected to the vibration body 31 , which is made of a ferromagnetic material.

Wie insbesondere aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich, verfügt der Schwingungskörper 31 über ein Begrenzungslager 34, das den Rotorschaft 4 mit Spiel umschließt.As can be seen in particular from FIGS. 2 and 3, the vibrating body 31 has a limiting bearing 34 which surrounds the rotor shaft 4 with play.

In alternativer Ausführungsform kann der Schwingungskörper 31 außerdem, wie in den Zeichnungen angedeutet, in einem zusätzlichen Dämpfungsmedium 35 abgestützt sein, das zwischen Statorgehäuse 7 und Schwingungskörper 31 eingeschaltet ist.In an alternative embodiment, as indicated in the drawings, the vibrating body 31 can also be supported in an additional damping medium 35 which is switched on between the stator housing 7 and the vibrating body 31 .

Der zwischen dem Schwingungskörper 31 und einer stationären Lagerplatte 40 eingeschaltete Rollenkörper 32 besteht aus Rollenbahnen 36, 37 sowie einem Rollenkäfig 38, der eine Vielzahl von Lagerrollen 39 frei drehbar fixiert.The roller body 32, which is connected between the vibration body 31 and a stationary bearing plate 40 , consists of roller tracks 36 , 37 and a roller cage 38 which fixes a plurality of bearing rollers 39 in a freely rotatable manner.

Die Fig. 3 zeigt den Rollenkörper 32 sowie die angrenzenden Bauteile der Dämpfungseinrichtung 9 in einem größeren Maßstab. Fig. 3 shows the roller body 32 and the adjacent components of the damping device 9 in a larger scale.

Funktion der EinrichtungFunction of the facility

Während des Spinnbetriebes läuft der durch einen elektromotorischen Einzelantrieb 18 beaufschlagte Spinnrotor 3 mit hoher Drehzahl um.During the spinning operation, the spinning rotor 3, which is acted upon by an individual electric motor drive 18, rotates at high speed.

Der Spinnrotor 3 ist dabei über seinen Rotorschaft 4 in einer berührungslosen Magnetlageranordnung 5 abgestützt, die während des Betriebes sowohl für eine radiale als auch für eine axiale Lagerung des Spinnrotors 3 sorgt.The spinning rotor 3 is supported via its rotor shaft 4 in a contactless magnetic bearing arrangement 5 , which ensures both radial and axial mounting of the spinning rotor 3 during operation.

Um Schwingungen des Spinnrotors 3, insbesondere während des Hochlaufes des Spinnrotors 3 auf seine Betriebsdrehzahl, wirkungsvoll zu dämpfen, ist im Bereich des Spinnrotors 3 außerdem eine Dämpfungseinrichtung 9 angeordnet.In order to effectively dampen vibrations of the spinning rotor 3 , in particular while the spinning rotor 3 is running up to its operating speed, a damping device 9 is also arranged in the region of the spinning rotor 3 .

Die Dämpfungseinrichtung 9 besteht, wie vorstehend bereits angedeutet, aus einem Schwingungskörper 31, der über einen Permanentmagnetring 33 magnetisch mit dem rotorseitigen Permanentmagnetring 29 der vorzugsweise vorderen Lagerstelle 27 der Magnetlageranordnung 5 verbunden ist. As already indicated above, the damping device 9 consists of a vibrating body 31 which is magnetically connected via a permanent magnet ring 33 to the rotor-side permanent magnet ring 29 of the preferably front bearing point 27 of the magnetic bearing arrangement 5 .

Das bedeutet, jede Schwingung des Spinnrotors 3 bzw. des Rotorschaftes 4 wird über den Permanentmagnetring 29 magnetisch auf den Permanentmagnetring 33 und damit auf den Schwingungskörper 31 übertragen, der entsprechend sofort mitzuschwingen versucht.This means that each vibration of the spinning rotor 3 or the rotor shaft 4 is magnetically transmitted via the permanent magnet ring 29 to the permanent magnet ring 33 and thus to the vibration body 31 , which accordingly immediately tries to resonate.

Die Schwingungen des Schwingungskörpers 31 werden dabei allerdings durch einen Rollenkörper 32 gedämpft, der zwischen dem Schwingungskörper 31 und der stationären Lagerplatte 40 eingeschaltet ist. Der Rollenkörper 32 verfügt dabei über Rollenbahnen 36, 37, die durch das Magnetfeld der vorgenannten Permanentmagnetringe 29, 33 axial beaufschlagt, auf die im Rollenkäfig 38 fixierten Lagerrollen 39 drücken.However, the vibrations of the vibrating body 31 are damped by a roller body 32 which is switched on between the vibrating body 31 and the stationary bearing plate 40 . The roller body 32 has roller tracks 36 , 37 which are axially acted upon by the magnetic field of the aforementioned permanent magnet rings 29 , 33 and press on the bearing rollers 39 fixed in the roller cage 38 .

Die Rollenbahnen 36, 37, die beispielsweise durch eine Klebverbindung am Schwingungskörper 31 beziehungsweise der Lagerplatte 40 festgelegt sind, weisen ebene Laufflächen auf. Das heißt, die Lagerrollen 39 werden beim Auftreten von Rotorschwingungen auf den Laufflächen der Rollenbahnen 36, 37 in radialer Richtung ausgelenkt. Die bei der Verlagerung der Lagerrollen 39 auftretende Rollreibung führt zu einer wirkungsvöllen Dämpfung des Schwingungssystems.The roller tracks 36 , 37 , which are fixed, for example, by an adhesive connection to the vibrating body 31 or the bearing plate 40 , have flat running surfaces. This means that the bearing rollers 39 are deflected in the radial direction when rotor vibrations occur on the running surfaces of the roller tracks 36 , 37 . The rolling friction occurring when the bearing rollers 39 are shifted leads to an effective damping of the vibration system.

Da die wirksame Rollreibung des Rollenkörpers 32 unter anderem vom Anlagedruck der Rollenbahnen 36, 37 an den Lagerrollen 39 und damit proportional vom Abstand der Permanentmagnetringe 29, 33 abhängig ist, kann das Schwingungsverhalten der erfindungsgemäßen Dämpfungseinrichtung 9 relativ leicht eingestellt werden.Since the effective rolling friction of the roller body 32 depends, among other things, on the contact pressure of the roller tracks 36 , 37 on the bearing rollers 39 and thus proportionally on the distance of the permanent magnet rings 29 , 33 , the vibration behavior of the damping device 9 according to the invention can be set relatively easily.

Beim Auftreten von extremen Schwingungen, die die magnetischen Kopplungskräfte der Permanentmagnetlagerringe 29, 33 überschreiten, läuft der Rotorschaft 4 an das mechanische Begrenzungslager 34, das zum Beispiel aus einer Messingbuchse besteht, an und verlagert dabei den Schwingungskörper 31 mechanisch in radialer Richtung.If extreme vibrations occur that exceed the magnetic coupling forces of the permanent magnet bearing rings 29 , 33 , the rotor shaft 4 runs against the mechanical limiting bearing 34 , which consists, for example, of a brass bushing, and mechanically displaces the vibrating body 31 in the radial direction.

In einer alternativen Ausbildung kann der Schwingungskörper 31 zusätzlich von einem weiteren Dämpfungsmedium, zum Beispiel einem Lagerring 35 aus dauerelastischem Kunststoff, umgeben sein.In an alternative embodiment, the vibrating body 31 can additionally be surrounded by a further damping medium, for example a bearing ring 35 made of permanently elastic plastic.

Ein solcher dauerelastischer Kunststofflagerring 35 unterstützt die Rollreibung des Rollenkörpers 32.Such a permanently elastic plastic bearing ring 35 supports the rolling friction of the roller body 32 .

Das heißt, falls notwendig können durch den Einsatz eines solchen dauerelastischen Kunststofflagerringes 35 Rotorschwingungen noch wirkungsvoller gedämpft werden.This means that if necessary 35 rotor vibrations can be damped even more effectively by using such a permanently elastic plastic bearing ring.

Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiel begrenzt.The invention is not limited to that described above in US Pat Drawings illustrated embodiment limited.

Im Rahmen der Erfindung sind durchaus weitere Ausführungsvarianten vorstellbar, ohne daß dadurch der allgemeine Erfindungsgedanke verlassen wird.Within the scope of the invention, there are definitely others Design variants conceivable without the general inventive idea is left.

Es ist beispielsweise denkbar, die erfindungsgemäße Dämpfungseinrichtung 9 sowohl, wie vorstehend beschrieben, im Bereich der vorderen Lagerstelle 27 zu installieren als auch zusätzlich eine entsprechende Dämpfungseinrichtung 9 im Bereich der hinteren Lagerstelle der Magnetlageranordnung 5 vorzusehen.It is conceivable, for example, 9 both, as described above, to install in the area of the front bearing 27 and additionally provide the damping device according to the invention a corresponding damping means 9 in the region of the rear bearing of the magnetic bearing assembly. 5

Claims (7)

1. Magnetlageranordnung zur axialen und radialen Abstützung eines mit hoher Drehzahl umlaufenden Spinnrotors, mit jeweils rotor- und statorseitigen Permanentmagnetringen sowie einer Dämpfungseinrichtung zur Beeinflussung radialer Rotorschwingungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (9) einen magnetisch gelagerten Schwingungskörper (31) aufweist, der mit einer rotorseitigen Lagerkomponente (29) korrespondiert, wobei zwischen dem Schwingungskörper (31) und einer statorseitigen Lagerplatte (40) ein Rollenkörper (32) eingeschaltet ist.1. Magnetic bearing arrangement for the axial and radial support of a spinning rotor rotating at high speed, each with permanent magnet rings on the rotor and stator side and a damping device for influencing radial rotor vibrations, characterized in that the damping device ( 9 ) has a magnetically mounted vibrating body ( 31 ) with corresponds to a rotor-side bearing component ( 29 ), a roller body ( 32 ) being switched on between the vibration body ( 31 ) and a stator-side bearing plate ( 40 ). 2. Magnetlageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Schwingungskörper (31) ein Permanentmagnetring (33) festgelegt ist, der magnetisch mit einem rotorseitig installierten Permanentmagnetring (29) verbunden ist.2. Magnetic bearing arrangement according to claim 1, characterized in that a permanent magnet ring ( 33 ) is fixed to the vibrating body ( 31 ) and is magnetically connected to a permanent magnet ring ( 29 ) installed on the rotor side. 3. Magnetlageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollenkörper (32) aus einer am Schwingungskörper (31) angeordneten Rollenbahn (36), einer an der Lagerplatte (40) festgelegten Rollenbahn (37) sowie einem dazwischen liegenden Rollenkäfig (38) mit Lagerrollen (39) besteht. 3. Magnetic bearing arrangement according to claim 1, characterized in that the roller body ( 32 ) from a vibrating body ( 31 ) arranged roller conveyor ( 36 ), a on the bearing plate ( 40 ) fixed roller conveyor ( 37 ) and an intermediate roller cage ( 38 ) with Bearing rollers ( 39 ). 4. Magnetlageranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollenbahnen (36, 37) aus einem hochverschleißfesten Material, vorzugsweise einem Keramikwerkstoff, bestehen.4. Magnetic bearing arrangement according to claim 3, characterized in that the roller tracks ( 36 , 37 ) consist of a highly wear-resistant material, preferably a ceramic material. 5. Magnetlageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungskörper (31) zusätzlich in einem weiteren Dämpfungsmedium (35) gelagert ist.5. Magnetic bearing arrangement according to claim 1, characterized in that the vibration body ( 31 ) is additionally mounted in a further damping medium ( 35 ). 6. Magnetlageranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als zusätzliches Dämpfungsmedium ein dauerelastischer Kunststofflagerring (35) vorgesehen ist, der den Schwingungskörper (31) umfaßt.6. Magnetic bearing arrangement according to claim 5, characterized in that a permanently elastic plastic bearing ring ( 35 ) is provided as an additional damping medium, which comprises the vibration body ( 31 ). 7. Magnetlageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungskörper (31) ein Begrenzungslager (34) aufweist, das einen Rotorschaft (4) des Spinnrotors (3) mit geringem Spiel umfaßt.7. Magnetic bearing arrangement according to claim 1, characterized in that the vibration body ( 31 ) has a limit bearing ( 34 ) which comprises a rotor shaft ( 4 ) of the spinning rotor ( 3 ) with little play.
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