DE10050694A1 - Lagerung für eine Offenend-Spinnvorrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lagerung für einen Spinnrotor (3) einer Offend-Spinnvorrichtung (1). DOLLAR A Der Spinnrotor (3) ist dabei mit seinem Rotorschaft (4) im Lagerzwickel einer Stützscheibenlagerung (5) abgestützt und mittels eines magnetischen Axiallagers (18) fixiert ist. Das Axiallager (18) weist eine statische und eine dynamische Magnetlagerkomponente (27, 44) auf. Im Bereich des Axiallagers (18) ist außerdem eine Abstützeinrichtung (39, 40, 42) angeordnet, die ein Anlaufen der dynamischen Magnetlagerkomponente (44) an die statische Magnetlagerkomponente (27) verhindert. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Abstützeinrichtung (39, 40, 42) ein rotierbar gelagertes Stützelement (43, 49, 52) aufweist, das beabstandet zum "normal" umlaufenden Rotorschaft (4) so angeordnet ist, daß auch bei Einleitung eines Kippmomentes auf den Rotorschaft (4) ein mechanischer Kontakt der Magnetlagerkomponenten (27, 44) des Axiallagers (18) ausgeschlossen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lagerung für einen Spinnrotor einer Offenend-Spinnvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.

Im Zusammenhang mit Rotorspinnmaschinen sind verschiedene Lageranordnungen für die Offenend-Spinnvorrichtungen bekannt. In der Praxis sind beispielsweise Offenend-Spinnvorrichtungen weit verbreitet, bei denen der mit hoher Drehzahl umlaufende Spinnrotor mit seinem Rotorschaft im Lagerspalt einer Stützscheibenlagerung abgestützt und über ein endseitig angeordnetes Axiallager fixiert ist.

Neben mechanischen Axiallagern sind dabei sowohl axiale Luftlager als auch magnetische Axiallager im Einsatz.

Die DE 197 29 191 A1 oder die nachveröffentlichte DE 199 10 279.1 beschreiben Offenend-Spinnvorrichtungen, bei denen der Spinnrotor jeweils radial im Lagerzwickel einer Stützscheibenlagerung abgestützt und axial durch ein magnetisches Axiallager positioniert ist.

Das magnetische Axiallager verfügt dabei über eine statische Lagerkomponente mit wenigstens zwei beidseits durch Polscheiben begrenzten Permanentmagnetringen sowie eine dynamische Lagerkomponente.

Die Permanentmagnetringe sind dabei in einem Lagerkörper so angeordnet, daß sich im Einbauzustand gleichsinnige Pole (N/N oder S/S) gegenüberstehen.

Die am Rotorschaft angeordnete, dynamische Lagerkomponente weist mindestens drei im Abstand der Polscheiben angeordnete, ferromagnetische Stege auf.

In der DE 199 10 279.1 ist außerdem beschrieben, daß es, z. B. während des Reinigens des Rotors, zu einer erhöhten Kippneigung des Rotorschaftes aus dem Lagerzwickel der Stützscheiben heraus kommen kann, was ohne Gegenmaßnahmen dazu führt, daß die Magnetlagerkomponenten des Axiallagers in mechanischen Kontakt kommen.

Wenn dieser mechanische Kontakt auch noch beim Wiederanlaufen des Spinnrotors besteht, sind größere Schäden am Axiallager unvermeidlich.

Um zu verhindern, daß die ferromagnetischen Stege des Rotorschaftes mechanischen Kontakt mit den zwischen den Magneten angeordneten Polscheiben bekommen, ist deshalb auf der dem Lagerzwickel abgewandten Seite des Axiallagers in entsprechend geringem Abstand zum Rotorschaft eine Stützfläche mit reibwertreduzierender und verschleißgeschützter Oberflächenschicht und eine das Schaftende umschließende Hülse, die vorzugsweise aus einem Graphitwerkstoff gefertigt ist, vorhanden.

Der Rotorschaft stützt sich beim Reinigen des Spinnrotors an dieser Oberflächenschicht sowie an der Hülse ab, bevor es zu einem Kontakt zwischen den rotierenden Stegen des Rotorschaftes und den stationären Polscheiben kommen kann.

Die vorbeschriebene, bekannte Abstützeinrichtung für Rotorschäfte verhindert zwar, daß der Rotorschaft auf der Stützscheibenlagerung gekippt werden kann und dabei die Magnetlagerkomponenten aneinander schleifen; die bekannte Einrichtung weist allerdings den Nachteil auf, daß die Lebensdauer solcher Einrichtungen aufgrund der eingesetzten Materialien nur sehr begrenzt ist.

Es ist daher bereits vorgeschlagen worden (DE 299 20 395.6), innerhalb eines magnetischen Axiallagers eine Abstützeinrichtung für den Rotorschaft anzuordnen, die aus einem am Rotorschaft festgelegten, mit diesem umlaufenden Stützelement sowie einem im Lagergehäuse stationär angeordneten Korrespondenzelement besteht. Das Stützelement und das Korrespondenzelement sind dabei so ausgebildet und angeordnet, daß während des regulären Spinnbetriebes keine Berührung zwischen diesen beiden Teilen gegeben ist.

Bei Belastung des Rotorschaftes durch ein Kippmoment wird durch mechanische Anlage des Stützelementes, zum Beispiel eines Keramikstiftes, am Korrespondenzelement, zum Beispiel einer Keramikbuchse, eine Berührung der relativ empfindlichen Magnetlagerkomponenten des Axiallagers verhindert.

Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Lageranordnungen für Spinnrotoren von Offenend-Spinnvorrichtungen zu optimieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße Ausbildung einer Abstützeinrichtung, mit einem rotierbar gelagerten Stützelement, das den Rotorschaft bei "normalem" Spinnbetrieb mit Spiel umfaßt, hat nicht nur den Vorteil, daß eine solche Einrichtung im Bedarfsfall zuverlässig verhindert, daß sich die empfindlichen Magnetlagerkomponenten des Axiallagers berühren können, während sie im Normalbetrieb völlig verschleißfrei läuft, das heißt, keinerlei zusätzliche Reibungsverluste erzeugt, sondern zeichnet sich auch durch eine nahezu unbegrenzte Lebensdauer und durch eine hohe Zuverlässigkeit aus.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist, wie im Anspruch 2 beschrieben, vorgesehen, daß als Stützelement der Innenring eines Wälzlagers Verwendung findet.

Das Wälzlager ist dabei mit seinem Außenring im Bereich einer Eintrittsbohrung im Lagergehäuse festgelegt, das auch die statische Magnetlagerkomponente des Axiallagers aufnimmt.

Wie im Anspruch 3 beschrieben, ist der Innendurchmesser des Wälzlager-Innenringes geringfügig größer als der Außendurchmesser des Rotorschaftes in diesem Bereich.

Das bedeutet, der Rotorschaft kann während des "normalen" Spinnbetriebes innerhalb des Innenringes frei rotieren, ohne diesen zu berühren.

Wenn der Rotorschaft mit einem Kippmoment beaufschlagt wird, dessen Richtung beliebig ist, legt sich der Rotorschaft sofort gegen den Innenring an und nimmt diesen mit.

Da Wälzlager bekanntermaßen gute Leichtlaufeigenschaften besitzen, hält sich die zwischen Rotorschaft und Innenring auftretende Reibung und damit der Verschleiß an diesen Bauteilen in Grenzen.

In einer alternativen, in den Ansprüchen 4 bis 6 beschriebenen Ausführungsform ist vorgesehen, daß ein rotierbar gelagertes Zentriermittel im Bereich des Rotorschaftendes angeordnet ist.

Wie im Anspruch 4 beschrieben, ist das Zentriermittel dabei vorteilhafterweise trichterartig ausgebildet.

Das heißt, ein rotierbar gelagerter Zentriertrichter umgibt das Rotorschaftende mit Spiel und verhindert, daß das Rotorschaftende so weit gekippt werden kann, daß die am Rotorschaft angeordnete, dynamische Lagerkomponente des Axiallagers in mechanischen Kontakt mit der statischen Lagerkomponente des Axiallagers treten kann.

Anstelle eines Zentriertrichters ist, wie im Anspruch 5 dargelegt, auch der Einsatz eines Zentrierdornes möglich. Der rotierbar gelagerte Zentrierdorn faßt dabei mit Spiel in eine korrespondierende Zentrierbohrung am Rotorschaftende und verhindert dadurch zuverlässig, daß die dynamische Magnetlagerkomponente an die statische Magnetlagerkomponente anlaufen kann.

Wie im Anspruch 6 dargelegt, sind in vorteilhafter Ausbildung der Zentriertrichter beziehungsweise der Zentrierdorn in leicht laufenden Wälzlagern rotierbar gelagert.

Die den Zentriertrichter beziehungweise den Zentrierdorn aufnehmenden, im Handel kostengünstig erwerbbaren Wälzlager sind dabei in das Lagergehäuse des Axiallagers integriert.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind einem nachfolgend anhand der Zeichnungen erläuterten Ausführungsbeispiel entnehmbar.

Es zeigt:

Fig. 1 schematisch eine Offenend-Spinnvorrichtung mit einem Spinnrotor, der mit seinem Rotorschaft im Lagerzwickel einer Stützscheibenlagerung abgestützt und über ein magnetisches Axiallager, das eine erfindungsgemäße Abstützeinrichtung aufweist, positioniert ist,

Fig. 2 im Detail eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Abstützeinrichtung,

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Abstützeinrichtung,

Fig. 4 eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Abstützeinrichtung.

Das in Fig. 1 dargestellte Offenend-Spinnaggregat trägt insgesamt die Bezugszahl 1.

Das Spinnaggregat verfügt, wie üblich, über ein Rotorgehäuse 2, in dem die Spinntasse eines Spinnrotors 3 mit hoher Drehzahl umläuft. Der Spinnrotor 3 ist dabei mit seinem Rotorschaft 4 in den Lagerzwickeln einer Stützscheibenlagerung 5 abgestützt und wird durch einen maschinenlangen Tangentialriemen 6, der durch eine Andrückrolle 7 angestellt wird, beaufschlagt.

Das an sich nach vorne hin offene Rotorgehäuse 2 ist während des Betriebes durch ein schwenkbar gelagertes Deckelelement 8, in das eine Kanalplatte mit einer Dichtung 9 eingelassen ist, verschlossen.

Das Rotorgehäuse 2 ist außerdem über eine entsprechende Absaugleitung 10 an eine Unterdruckquelle 11 angeschlossen, die den im Rotorgehäuse 2 notwendigen Spinnunterdruck erzeugt.

Im Deckelelement 8 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. Das Deckelelement 8 weist des weiteren rückseitig Lagerkonsolen 19, 20 zur Lagerung einer Auflösewalze 21 beziehungsweise 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.

Die axiale Fixierung des Rotors 3 erfolgt über ein permanentmagnetisches Axiallager 18, das am Ende des Rotorschaftes 4 angreift.

Diese Axiallager 18 ist in den Fig. 2 bis 4 näher dargestellt.

Fig. 2 zeigt dabei im Detail eine erste Ausführungsform einer innerhalb des Lagergehäuses 26 des magnetischen Axiallagers 18 angeordneten Abstützeinrichtung 39.

Sowohl das Lagergehäuse 26 als auch das Axiallager 18 sind dabei im Schnitt dargestellt.

Vom Radiallager 5 ist in Fig. 2 lediglich eine Stützscheibe 54 mit ihrer Welle 55 angedeutet. Ein entsprechendes Stützscheibenpaar ist beabstandet in der Nähe der Spinntasse des Spinnrotors 3 angeordnet, wie dies der Fig. 1 zu entnehmen ist.

Das magnetische Axiallager 18 besteht aus einer statischen Lagerkomponente 27, die in einem Lagergehäuse 26 axial justierbar gehalten ist.

Die statische Lagerkomponente 27, die über Permanentmagnetringe 41 mit jeweils beidseitig angeordneten Polringen 45 verfügt, ist innerhalb einer zweiteiligen Lagerbuchse 28, bestehend aus einer Innenbuchse 28' und einer Außenbuchse 28", angeordnet. Die Lagerbuchsenteile 28' und 28" sind dabei über ein Gewinde 30 verschraubt.

Das heißt, die aktiven Lagerbestandteile 41 und 45, die innerhalb der Innenbuchse 28' geführt sind, werden gegen einen an der Außenbuchse 28" angeordneten Ringansatz 29 gepreßt.

In der dargestellten Ausführungsform ist die Lagerbuchse 28 innerhalb einer Bohrung 26' des Lagergehäuses 26 axial verschiebbar gelagert. Dadurch kann die statische Lagerkomponente 27 axial exakt so justiert werden, daß sich die spinntechnologisch optimale Lage der Rotortasse ergibt.

Um ein Verdrehen der Lagerbuchse 28 innerhalb des Lagergehäuses 26 zu vermeiden, ist ein in eine Bohrung 34 eingesetzter Bolzen 33 vorgesehen, der mit einem Stift 32 in eine Längsnut 31 der Lagerbuchse 28 eingreift.

Mittels eines in eine Nut 59 der Lagerbuchse 28 eingreifenden Zapfens 35 einer exzentrisch ausgebildeten, in einer Bohrung 38 des Lagergehäuses 26 angeordneten Einstellehre 36 kann außerdem auf einfache Weise eine axiale Justage der statischen Lagerkomponente 27 erfolgen.

Die axiale Position der Lagerkomponente 27 kann dabei durch eine Feststellschraube 53, die die Lagerbuchse 28 gegen das Lagergehäuse 26 verspannt, zuverlässig fixiert werden.

Der Rotorschaft 4 kann durch eine Bohrung 37 im Lagergehäuse 26 mit seinem die dynamische Lagerkomponente bildenden Axiallagerteil 44 in die statische Lagerkomponente 27 eingeführt werden, während der übrige, hauptsächlich der Radiallagerung des Spinnrotors 3 dienende Schaftteil 4 außerhalb des Axiallagers 18 verbleibt.

Im Axiallagerteil 44 des ferromagnetischen Rotorschaftes 4 sind Einstiche 47 vorhanden, die zwischen sich Stege 46 bilden, die bei vollständig in das Axiallager 18 eingeführtem Rotorschaft 4 mit den beidseits der Permanentmagnetringe 41 angeordneten Polscheiben 45 fluchten.

Die Permanentmagnetringe 41 sind vorzugsweise durch axial polarisierte Seltenerdmagneten gebildet, bei denen sich gleiche Pole N/N beziehungsweise S/S gegenüberstehen.

Des weiteren ist innerhalb des Lagergehäuses 26 des Axiallagers 18 eine erfindungsgemäße Abstützeinrichtung 39 angeordnet.

In einer ersten, in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform wird diese Abstützeinrichtung 39 durch ein Wälzlager 48 ausgebildet.

Das heißt, der Innenring 43 eines im Bereich der Eintrittsbohrung 37 des Lagergehäuses 26 festgelegten Wälzlagers 48 umfaßt den Rotorschaft 4 des Spinnrotors 3 mit geringem Spiel.

Der Innendurchmesser d_i des Innenringes 43 ist dabei so auf den Außendurchmesser D_a des Rotorschaftes 4 abgestimmt, daß der Rotorschaft 4 während des "normalen" Spinnbetriebes innerhalb des Innenringes 43 rotiert, ohne diesen zu berühren.

Sobald ein Kippmoment auf den Rotorschaft 4 kommt, legt sich der Rotorschaft 4 allerdings an den rotierbar gelagerten Innenring 43 an.

Auf diese Weise wird erreicht, daß die Abstützeinrichtung 39 einerseits, wenn sie nicht benötigt wird, berührungslos und damit verschleißfrei läuft, andererseits jedoch sichergestellt ist, daß die Stege 46 der dynamischen Lagerkomponente 44 nicht in mechanischen Kontakt mit den Polscheiben 45 der statischen Lagerkomponente 27 gelangen können.

Eine mit der vorbeschriebenen Abstützeinrichtung 39 zumindest in der Funktion vergleichbare Abstützeinrichtung 40 ist in Fig. 3 dargestellt.

Innerhalb des Lagergehäuses 26 ist dabei, in Wälzlagern 51 frei drehbar, ein Zentriertrichter 49 gelagert, der das Rotorschaftende 50 des Spinnrotorschaftes 4 mit geringem Spiel umfaßt.

Das heißt, der Zentriertrichter 49 verhindert, daß das Rotorschaftende 50 infolge des Einleitens eines Kippmomentes seitlich so weit ausgelenkt werden kann, daß es zu einem mechanischen Kontakt zwischen den Stegen 46 der dynamischen Magnetlagerkomponente 44 und den Polscheiben 45 der statischen Magnetlagerkomponente 27 kommen kann.

Die Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer derartigen Abstützeinrichtung.

Die Abstützeinrichtung 42 besteht aus einem in Wälzlagern 51 rotierbar gelagerten Zentrierdorn 52, der mit geringem Spiel in eine korrespondierende Zentrierbohrung 56 am Rotorschaftende 50 faßt.

Auch bei der Abstützeinrichtung 42 verhindert das Zusammenspiel der korrespondierenden Bauteile 52, 56 im Falle des Auftretens eines Kippmomentes am Rotorschaft 4 einen mechanischen Kontakt zwischen dynamischen und statischen Magnetlagerkomponenten 44 und 27.

Claims (6)

1. Lagerung für einen Spinnrotor einer Offenend- Spinnvorrichtung, der mit seinem Rotorschaft im Lagerzwickel einer Stützscheibenlagerung abgestützt und mittels eines magnetischen Axiallagers fixiert ist, das eine statische und eine dynamische Magnetlagerkomponente aufweist, sowie einer im Bereich des Axiallagers angeordneten Abstützeinrichtung, die ein Anlaufen der dynamischen Magnetlagerkomponente an die statische Magnetlagerkomponente verhindert, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützeinrichtung (39, 40, 42) ein rotierbar gelagertes Stützelement (43, 49, 52) aufweist.

2. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Stützelement der Innenring (43) eines Wälzlagers (48) vorgesehen ist, das in einer Lagerbuchse (26) angeordnet ist, die auch die statische Magnetlagerkomponente (27) des Axiallagers (18) aufnimmt.

3. Lagerung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser (d_i) des Innenringes (43) etwa 0,1 bis 0,3 mm über dem Außendurchmesser (D_a) des Rotorschaftes (4) in diesem Bereich liegt.

4. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Stützelement ein das Rotorschaftende (50) mit Spiel umfassender Zentriertrichter (49) Verwendung findet, der im Lagergehäuse (26) rotierbar gelagert ist.

5. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Stützelement ein Zentrierdorn (52) Verwendung findet, der mit Spiel in eine korrespondierende, rotorschaftendseitig angeordnete Zentrierbohrung (56) des Rotorschaftes (4) faßt.

6. Lagerung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentriertrichter (49) oder der Zentrierdorn (52) jeweils in Wälzlagern (51) rotierbar gelagert sind, die im Lagergehäuse (26) des Axiallagers (18) festgelegt sind.