DE10050694A1 - Lagerung für eine Offenend-Spinnvorrichtung - Google Patents
Lagerung für eine Offenend-SpinnvorrichtungInfo
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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 di des Innenringes 43 ist dabei so auf den
Außendurchmesser Da 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 (di) des Innenringes (43) etwa 0,1 bis
0,3 mm über dem Außendurchmesser (Da) 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.
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Publications (1)
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