DE102008029482A1 - Bearing, particularly bearing of thread guiding roller of textile machine, for shaft at axle, has magnetic radial bearing and another magnetic radial bearing at axial distance from former magnetic radial bearing - Google Patents

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Abstract

The bearing (1) has a magnetic radial bearing (5) and another magnetic radial bearing (6) at an axial distance from the former magnetic radial bearing. The bearing has a sliding bearing (7) in the axial direction (4). Steel and ceramic are provided as sliding partners in the area of the sliding bearing. A magnet of one of the two radial bearings is formed as a sintered body, particularly as pellet made of neodymium magnet. A magnet of one of the two radial bearings is formed as plastic-molded part.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft eine Lagerung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, insbesondere eine Lagerung einer Fadenführungsrolle einer Textilmaschine.The The invention relates to a storage according to the preamble of claim 1, in particular a storage of a thread guide roller a textile machine.

Bei Fadenführungsrollen für Textilmaschinen ist gewünscht, dass die Lagerung der Fadenführungsrolle, die als hohlzylindrische Welle ausgebildet ist, ein geringes Losbrechmoment aufweist, so dass der Faden auf die Fadenführungsrolle ein geringes Drehmoment übertragen muss, um die anfangs ruhende Fadenführungsrolle in Drehung zu versetzen.at Thread guide rollers for textile machines is desired, that the storage of the thread guide roller, as a hollow cylindrical Shaft is formed, has a low breakaway torque, so that the thread on the thread guide roller transmit a low torque must turn around the initially stationary thread guide roller to move.

Bei der Lagerung von Wellen ist allgemein das Earnshaw-Theorem zu beachten, dem zufolge eine Lagerung in allen drei Raumrichtungen nur mittels passiver Magnetlager nicht möglich ist, sondern eine aktive Ansteuerung der Magnetlager erforderlich macht oder zumindest in einer Raumrichtung ein zusätzliches Lager zu den Magnetlagern erfordert.at the storage of waves is generally the Earnshaw theorem to observe according to a storage in all three directions only by means of passive magnetic bearing is not possible, but an active Activation of the magnetic bearings required or at least in a spatial direction an additional bearing to the magnetic bearings requires.

DE 10 2006 009 306 A1 beschreibt eine Fadenüberlaufrolle mit einer Achse und zwei Magnetlagern, wobei jeweils einer der Magnete der Magnetlager an der Achse befestigt ist und der jeweils andere der Magnete der Magnetlager an der Fadenüberlaufrolle befestigt ist. Die beiden Magnetlager sind konisch ausgebildet, entweder in X- oder in O-Anordnung. Eine radial auf die Achse wirkende Kraft bewirkt dabei auch das Auftreten von in axialer Richtung wirkenden Kräften. DE 10 2006 009 306 A1 describes a yarn overrunning roller having an axis and two magnetic bearings, wherein in each case one of the magnets of the magnetic bearing is fixed to the axle and the other of the magnets of the magnetic bearing is attached to the yarn overrun roller. The two magnetic bearings are conical, either in X or O arrangement. A force acting radially on the axis also causes the occurrence of forces acting in the axial direction.

DE 197 33 239 A1 beschreibt eine Lagerung einer Galette durch in radialer wie auch in axialer Richtung wirkende Magnetlager. Eine derartige Anordnung ist nur dann stabil, wenn für mindestens eine Richtung das Magnetlager als aktives Lager ausgebildet ist, so dass hierzu eine Steuer-Regelungseinrichtung erforderlich wird, die den Ausbau der Lagerung insgesamt aufwendig macht. DE 197 33 239 A1 describes a bearing of a galette by acting in the radial and in the axial direction magnetic bearing. Such an arrangement is only stable if the magnetic bearing is designed as an active bearing for at least one direction, so that for this purpose a control-regulating device is required, which makes the expansion of the total storage consuming.

DE 197 07 790 A1 beschreibt eine Lagerung einer Galette mit einem in radialer Richtung wirkenden Magnetlager, wobei die Achse mittels eines Wälzlagers an dem hohlzylindrischen Korpus der Galette abgestützt ist. Aufgrund der Reibung in dem Wälzlagers ist eine hohe Kraft erforderlich, um die Galette in Drehung zu versetzen, so dass diese Lagerung ein hohes Losbrechmoment erfordert. DE 197 07 790 A1 describes a bearing of a galette with a magnetic bearing acting in the radial direction, wherein the axis is supported by means of a rolling bearing on the hollow cylindrical body of the godet. Due to the friction in the rolling bearing, a high force is required to set the godet in rotation, so that this storage requires a high breakaway torque.

DE 44 23 492 A1 beschreibt eine permanentmagnetische Lagerung einer Welle, die sowohl in axialer als auch in radialer Richtung durch ein Magnetlager gelagert ist. DE 44 23 492 A1 describes a permanent magnetic bearing of a shaft, which is mounted both in the axial and in the radial direction by a magnetic bearing.

DE 23 12 001 C3 beschreibt eine Lagerung einer Welle, die bezogen auf die Ruhelage in radialer Richtung versetzt angeordnet ist. Eine derartige Lagerung kann nur solche radialen Kräfte auffangen, die aus der Richtung einwirken, in die die Welle versetzt ist. DE 23 12 001 C3 describes a bearing of a shaft which is offset relative to the rest position in the radial direction. Such storage can only absorb those radial forces acting from the direction in which the shaft is offset.

DE 42 08 039 A1 beschreibt eine Lagerung einer Welle, deren Ende durch ein radial wirkendes und durch ein axial wirkendes Magnetlager gelagert wird. DE 42 08 039 A1 describes a bearing of a shaft whose end is supported by a radially acting and by an axially acting magnetic bearing.

DE 44 22 420 A1 beschreibt eine Lagerung einer Achse mit einem ersten, radial aktiven und axial passiven Magnetlager und einem zweiten, radial passiven und axial aktiven Magnetlager. DE 44 22 420 A1 describes a bearing of an axis with a first, radially active and axially passive magnetic bearing and a second, radially passive and axially active magnetic bearing.

WO 02/068834 A1 beschreibt eine Lagerung für eine Achse mit in Umfangsrichtung angeordneten Lagerpolwicklungen, bei der mindestens eine der Lagerpolwicklungen von den übrigen Lagerpolwicklungen abweicht. WO 02/068834 A1 describes a bearing for an axis with circumferentially arranged Lagerpolwicklungen in which at least one of the Lagerpolwicklungen deviates from the rest Lagerpolwicklungen.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Lagerung, speziell eine Lagerung einer Fadenführungsrolle einer Textilmaschine, mit mindestens axial beabstandeten zwei Radial-Magnetlagern anzugeben, die ein geringes Losbrechmoment aufweist.It The object of the invention is a storage, especially a storage a yarn guide roller of a textile machine, with at least axially spaced to specify two radial magnetic bearings, the one has low breakaway torque.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Lagerung nach Anspruch 1 gelöst.These Task is inventively by a storage solved according to claim 1.

Gemäß der Erfindung sind für die Lagerung zwei axial beabstandete Magnetlager vorgesehen, die als Radiallager wirken und so ausgestaltet sind, dass die gelagerte Hohlwelle in axialer Richtung vorgespannt ist und einen Gleitkontakt zwischen der Achse und der Hohlwelle, speziell der Fadenführungsrolle, ermöglichen.According to the Invention are two axially spaced for storage Magnetic bearings provided, which act as a radial bearing and designed are that the mounted hollow shaft biased in the axial direction is and a sliding contact between the axle and the hollow shaft, especially the thread guide roller allow.

Aufgrund des Gleitkontaktes zwischen der Achse und der Welle ist die Möglichkeit der Lagerung der Welle an der Achse nur mit passiven, radial wir kenden Magnetlagern gegeben, da passive Magnetlager ansonsten alleine keine dauerhafte Lagerung ermöglichen (Earnshaw-Theorem).by virtue of the sliding contact between the axle and the shaft is the possibility the bearing of the shaft on the axis only with passive, radial we kenden Magnetic bearings given because passive magnetic bearings otherwise alone permanent storage (Earnshaw theorem).

Insbesondere wird die Welle in der axialen Stellung stabilisiert, was insbesondere bei geringen Drehzahlen vorteilhaft ist, so dass ein Austarieren der Welle bei Anlaufen nicht weiter erforderlich ist. Das Gleitlager kann so ausgebildet sein, dass der Gleitkontakt nur geringe Anpresskräfte erfordert, so dass, speziell für Fadenführungsrollen von Textilmaschinen, nur geringe Kräfte erforderlich sind, um die anfangs stehende Welle bzw. Fadenführungsrolle in Drehung zu versetzen, und ein geringes Losbrechmoment erzielt werden kann.In particular, the shaft is stabilized in the axial position, which is particularly advantageous at low speeds, so that a balancing of the shaft at startup is no longer required. The slide bearing may be formed so that the sliding contact requires only low contact forces, so that, especially for thread guide rollers of textile machines, only small forces are required to put the initially standing wave or thread guide roller in rotation, and a low breakaway moment can be achieved.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Welle als einseitig geschlossene Hohlwelle ausgebildet ist und eine Bodenfläche aufweist, an der der Gleitkontakt des Gleitlagers auftritt Damit kann der Gleitkontakt des Gleitlagers in der axialen Verlängerung der Achse der Lagerung ausgebildet werden, außerdem lassen sich Hohlwellen mit einer Bodenfläche einfach herstellen, beispielsweise durch Tiefziehen.Preferably is provided that the shaft as a closed hollow shaft on one side is formed and has a bottom surface on which the Sliding contact of the sliding bearing occurs Thus, the sliding contact of the plain bearing in the axial extension of the axis of Storage can be formed, also can be hollow shafts easy to produce with a bottom surface, for example by deep drawing.

Weist die Hohlwelle eine Bodenfläche auf, ist vorzugsweise vorgesehen, dass an einem Ende der Achse ein kalottenförmiger Abschnitt angeordnet ist, der den Gleitkontakt des Lagers mit der Bodenfläche der Hohlwelle bildet. Der kalottenförmige Abschnitt bildet mit der Bodenfläche einen im wesentlichen punktförmigen Kontakt mit nur sehr geringer Reibung aus, so dass nur geringe Drehmomente erforderlich sind, um die Hohlwelle gegenüber der Achse in Drehung zu versetzen.has the hollow shaft has a bottom surface, is preferably provided that at one end of the axis a dome-shaped section is arranged, the sliding contact of the bearing with the bottom surface of the Hollow shaft forms. The dome-shaped section forms with the bottom surface a substantially punctiform Contact with only very little friction, leaving only low torques are required to the hollow shaft relative to the axis to turn.

Weiter kann hinsichtlich der Bodenfläche der Hohlwelle vorzugsweise vorgesehen sein, dass die die Bodenfläche im Bereich des Gleitkontaktes eben ausgebildet ist. Bei radialer Krafteinleitung auf die Hohlwelle treten keine zu der radialen Richtung senkrechten Kräfte auf, die eine Verkippung der Welle bewirken könnten, da der kalottenförmige Abschnitt bzw. der Gleitpartner der Bodenfläche auf dieser in einer Ebene gleiten kann.Further may preferably with respect to the bottom surface of the hollow shaft be provided that the the floor area in the area of Sliding contact is flat. For radial force application on the hollow shaft do not occur perpendicular to the radial direction Forces that could cause the shaft to tilt because the dome-shaped section or the sliding partner the floor surface on this can slide in one plane.

Hinsichtlich der Ausgestaltung des kalottenförmigen Abschnitts an dem Ende der Achse ist vorgesehen, dass der kalottenförmige Abschnitt der Achse einen relativ großen Krümmungsradius (also geringe Krümmung) aufweist, so dass auf die Welle in radialer Richtung einwirkende Kräfte besonders gut durch den Gleitkontakt aufgefangen werden und eine Verkippung der Welle verhindert wird. Bezüglich der Ausgestaltung des kalottenförmigen Abschnittes ist zu beachten, dass sowohl die Reibung als auch der Verschleiß jeweils minimiert werden. Ein sehr spitzer, nadelförmiger kalottenförmiger Abschnitt bietet zwar nur geringe Reibung, verschleißt jedoch sehr stark bzw. bohrt sich in die Bodenfläche ein. Bezogen auf den zur Verfügung stehenden Bauraum ist dann ein solcher kalottenförmiger Abschnitt bevorzugt, dessen Durchmesser sich an dem Durchmesser der Welle orientiert. Es hat sich speziell für Fadenführungsrollen als günstig erwiesen, wenn der Krümmungsradius des kalottenförmigen Abschnittes im wesentlichen etwas geringer als der Radius der Achse ausgelegt ist.Regarding the embodiment of the dome-shaped portion of the End of the axis is provided that the dome-shaped Section of the axis a relatively large radius of curvature (ie low curvature), so that on the shaft in radial forces acting particularly well through the sliding contact be caught and a tilt of the shaft is prevented. With regard to the design of the dome-shaped It should be noted that both the friction and the Wear can be minimized in each case. A very sharp, needle-shaped dome-shaped section provides Although only low friction, but it wears out very strong or drills into the floor area. Based on the available space is then such a dome-shaped Preferred section, the diameter of which is at the diameter oriented to the wave. It has been specially designed for thread guide rollers proved to be favorable when the radius of curvature the dome-shaped portion essentially something less than the radius of the axle is designed.

Hinsichtlich der Ausbildung des kalottenförmigen Abschnitts ist vorzugsweise vorgesehen, dass dieser durch eine Kugel ausgebildet ist, die in den Endabschnitt der Achse eingepresst ist. Als Kugel kann speziell ein Wälzkörper eines Kugellagers vorgesehen sein, der mit hoher Präzision und Reproduzierbarkeit als Massenartikel gefertigt wird. Speziell ist der Durchmesser der Kugel vorzugsweise etwas geringer als der Durchmesser der Welle an deren Ende.Regarding the formation of the dome-shaped portion is preferably provided that this is formed by a ball which in the end portion of the axis is pressed. As a ball can be special a rolling element of a ball bearing be provided the one with high precision and reproducibility as a mass-produced article is manufactured. Specifically, the diameter of the ball is preferably slightly smaller than the diameter of the shaft at the end.

Als Reibpartner für Stahl ist insbesondere Keramik geeignet, speziell kann der kalottenförmige Abschnitt durch einen keramischen, mindestens abschnittweise kugelförmigen Wälzkörper gebildet sein, der in der Welle aufgenommen ist.When Friction partner for steel is particularly suitable ceramics, Specifically, the dome-shaped section by a ceramic, at least partially spherical rolling elements be formed, which is received in the shaft.

Unabhängig von der konkreten Ausgestaltung der Gleitpartner des Gleitlagers im Einzelfall ist vorzugsweise vorgesehen, dass als Gleitpartner im Bereich des Gleitlagers Stahl und Keramik vorgesehen sind, die sowohl eine geringe Reibung als auch einen geringen Verschleiß aufweisen.Independently from the concrete design of the sliding partner of the sliding bearing in individual cases it is preferably provided that as a sliding partner are provided in the region of the sliding bearing steel and ceramic, the Both have low friction and low wear.

Alternativ oder ergänzend zu der genannten Materialauswahl für die Gleitpartner des Gleitlagers ist vorzugsweise vorgesehen, dass mindestens einer der Gleitpartner des Gleitlagers eine reibungsmindernde Beschichtung, beispielsweise aus Teflon, aufweist.alternative or in addition to the material selection for the sliding partner of the sliding bearing is preferably provided that at least one of the sliding partners of the plain bearing a friction-reducing Coating, for example made of Teflon, has.

Wiederum alternativ oder ergänzend hierzu ist vorzugsweise vorgesehen, dass im Bereich des Gleitlagers eine Schmierung vorgesehen ist, speziell eine Schmierung mit einem Feststoff. Alternativ oder ergänzend zu dem Feststoff-Schmiermittel kann ein flüssiges Schmiermittel wie Schmieröl vorgesehen sein. Wiederum alternativ oder ergänzend hierzu kann einer der beiden Gleitpartner des Gleitlagers, beispielsweise der kalottenförmige Abschnitt der Achse, aus einem selbstschmierenden Material bestehen.In turn alternatively or additionally thereto, it is preferably provided that that lubrication is provided in the region of the sliding bearing, especially a lubrication with a solid. Alternative or supplementary to the solid lubricant may be a liquid lubricant be provided as lubricating oil. Again alternatively or In addition to this, one of the two sliding partners of Plain bearing, for example, the dome-shaped section the axis, consist of a self-lubricating material.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass mindestens ein Magnet mindestens eines der beiden Radiallager als Sinterkörper, insbesondere als Pressling aus NdFeB, ausgebildet ist. Derartige Magnete lassen sich schnell in großer Zahl mit hoher Reproduzierbarkeit herstellen und leicht auf der Achse des Lagers festlegen.Preferably is provided that at least one magnet at least one of two radial bearings as a sintered body, in particular as a compact NdFeB, is formed. Such magnets can be quickly in produce large numbers with high reproducibility and set easily on the axis of the bearing.

Alternativ oder ergänzend zu der Ausgestaltung eines Magneten durch einen Sinterkörper ist vorzugsweise vorgesehen, dass mindestens ein Magnet mindestens eines der beiden Radiallager als Kunststoff-Formteil ausgebildet ist, in das magnetische Partikel eingelagert sind. Derartige Magnet lassen sich einfach in beliebigen Formen herstellen und bieten die Möglichkeit, durch Änderung der Dichte der magnetischen Partikel das Magnetfeld des Magneten räumlich variieren zu können.alternative or in addition to the configuration of a magnet a sintered body is preferably provided that at least a magnet of at least one of the two radial bearings as a plastic molding is formed, are embedded in the magnetic particles. such Magnets are easy to produce and offer in any shape the possibility of changing the density of the magnetic particles, the magnetic field of the magnet spatially to be able to vary.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels.Further advantages and features of the invention will become apparent from the dependent claims and from the description of a preferred Ausfüh approximately example.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert.The Invention will be described in the following with reference to the appended Drawing based on a preferred embodiment described and explained in detail.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lagerung einer Fadenführungsrolle für eine Textilmaschine. 1 shows a schematic cross section through an embodiment of an inventive storage of a yarn guide roller for a textile machine.

Detaillierte Beschreibung der ZeichnungDetailed description the drawing

1 zeigt eine Lagerung 1 für eine als Hohlwelle 2 ausgebildeten Welle an einer Achse 3. Die Achse 3 definiert eine axiale Richtung 4. Die Lagerung 1 umfasst ein erstes magnetisches Radiallager 5 und ein zweites, von dem ersten Radiallager 5 axial beabstandetes magnetisches Radiallager 6. Die Lagerung 1 umfasst weiter ein Gleitlager 7 an einem Endabschnitt der Achse 3. Die Achse 3 ist an einer nicht weiter dargestellten Lageraufnahme fest angeordnet. Bezüglich der Achse 3 ist die Hohlwelle 2 um die axiale Richtung 4 drehbar mittels der Lagerung 1 gelagert. Die Lagerung 1 ist insgesamt um die Richtung 4 drehsymmetrisch ausgebildet. 1 shows a storage 1 for one as a hollow shaft 2 trained wave on an axis 3 , The axis 3 defines an axial direction 4 , Warehousing 1 includes a first magnetic radial bearing 5 and a second, from the first radial bearing 5 axially spaced magnetic radial bearing 6 , Warehousing 1 further includes a sliding bearing 7 at an end portion of the axle 3 , The axis 3 is fixedly disposed on a bearing receptacle, not shown. Regarding the axis 3 is the hollow shaft 2 around the axial direction 4 rotatable by means of storage 1 stored. Warehousing 1 is overall about the direction 4 formed rotationally symmetrical.

Die Hohlwelle 2 besteht aus einem Ziehstahl, der mit einer definierten Hartchrom-Schicht beschichtet ist und ist als Tiefziehteil ausgebildet. Die Hohlwelle 2 umfasst eine Bodenfläche 8 und eine Mantelfläche 9. Die nach innen, auf die Achse 3 zu weisende Fläche 10 der Bodenfläche 8 ist einer der beiden Gleitpartner des Gleitlagers 7.The hollow shaft 2 consists of a drawing steel, which is coated with a defined hard chrome layer and is designed as a deep-drawn part. The hollow shaft 2 includes a floor surface 8th and a lateral surface 9 , The inward, on the axis 3 facing surface 10 the floor area 8th is one of the two sliding partners of the sliding bearing 7 ,

Der weiterer Gleitpartner des Gleitlager 7 wird durch einen kalottenförmigen Abschnitt 11 gebildet, der an dem Ende der Achse 3 angeordnet ist. Der kalottenförmige Abschnitt 11 ist durch eine Keramikkugel, speziell einen keramischen Wälzkörper eines Wälzlagers, gebildet, die in den Endabschnitt des Achse 3 eingepresst ist. Zwischen dem keramischen Material des kalottenförmigen Abschnitts 11 und dem beschichteten Stahl der Fläche 10 der Bodenfläche 8 der Hohlwelle 2 entsteht dann ein verschleiß- und reibungsverminderter Reibkontakt, der, aufgrund der kalottenförmigen Ausbildung des Abschnitts 11, im wesentlichen als Punktkontakt auftritt.The other sliding partner of the plain bearing 7 is through a dome-shaped section 11 formed at the end of the axle 3 is arranged. The dome-shaped section 11 is formed by a ceramic ball, especially a ceramic rolling element of a rolling bearing, in the end portion of the axis 3 is pressed. Between the ceramic material of the dome-shaped section 11 and the coated steel of the surface 10 the floor area 8th the hollow shaft 2 then arises a wear and friction-reduced frictional contact, due to the dome-shaped formation of the section 11 , occurs essentially as a point contact.

Der Durchmesser des kalottenförmigen Abschnitts 11 ist etwas geringer als der Durchmesser der Achse 3 im Bereich von deren Endabschnitt. Die Fläche 10 der Bodenfläche 8 im Bereich des Gleitkontaktes zwischen dem kalottenförmigen Abschnitt 11 und der Bodenfläche 10 ist im wesentlichen eben ausgestaltet, wobei die Ebene annähernd senkrecht auf der axialen Richtung 4 steht.The diameter of the dome-shaped section 11 is slightly smaller than the diameter of the axle 3 in the region of its end portion. The area 10 the floor area 8th in the region of the sliding contact between the dome-shaped section 11 and the floor area 10 is substantially planar, wherein the plane is approximately perpendicular to the axial direction 4 stands.

Das erste magnetische Radiallager 5 umfasst einen ersten Magneten 12 und einen zweiten Magneten 13. Der erste Magnet 12 ist an der Innenseite der Hohlwelle 2 befestigt, während der zweite Magnet 13 an der Achse 3 befestigt ist. Die beiden Magneten 12, 13 schließen untereinander einen Spalt 14 ein, der im wesentlichen senkrecht zu der axialen Richtung 4 der Achse 3 gerichtet ist.The first magnetic radial bearing 5 includes a first magnet 12 and a second magnet 13 , The first magnet 12 is on the inside of the hollow shaft 2 attached while the second magnet 13 on the axis 3 is attached. The two magnets 12 . 13 close a gap with each other 14 a substantially perpendicular to the axial direction 4 the axis 3 is directed.

Das zweite magnetische Radiallager 6 umfasst einen ersten Magneten 15, der an der Innenfläche der Hohlwelle 2 befestigt ist, und einen zweiten Magneten 16, der an der Achse 3 befestigt ist. Die Magneten 15, 16 schließen untereinander einen Spalt 17 ein, der im wesentlichen senkrecht zu der axialen Richtung 4 der Achse 3 gerichtet ist.The second magnetic radial bearing 6 includes a first magnet 15 placed on the inner surface of the hollow shaft 2 is attached, and a second magnet 16 that is on the axis 3 is attached. The magnets 15 . 16 close a gap with each other 17 a substantially perpendicular to the axial direction 4 the axis 3 is directed.

Die Befestigung der Magnete 13, 16 an der Achse 3 erfolgt durch ein an der Achse 3 befestigtes Koppelteil 18. Die Befestigung der Magnete 12, 15 an der Innenseite der Hohlwelle 2 umfasst zwei Koppelteile 19, 20. Die Koppelteile 18, 19 und 20 sind aus einem magnetisierbaren Material ausgebildet; speziell sind die an der Innenseite der Hohlwelle 2 befestigten Koppelteile 19, 20 aus dem gleichen Material wie die Hohlwelle. Das Koppelteil 18, die Magnete 13, 12 des ersten Radiallagers 5, das Koppelteil 19 des Magneten 12, das Material der Hohlwelle 2 zwischen den beiden Koppelteilen 19, 20, das Koppelteil 20 des Magneten 15 des zweiten Radiallagers 6 sowie der Magnet 16 an dem Koppelteil 18 schließen damit einen magnetischen Kreis. Die Koppelteile 18, 19 und 20 dienen damit nicht nur zur Anbindung der Magnete 12, 13, 15, 16 an die Achse 3 bzw. an die Hohlwelle 2, sondern auch zum Schließen des magnetischen Kreises, so dass die Koppelteile 18, 19 und 20 aus einem weichmagnetischen Material gefertigt sind. Insbesondere können die Koppelteile 18, 19 und 20 aus dem gleichen Material wie die Hohlwelle 2 ausgebildet sein. Speziell können die Koppelteile 19 und 20 als Verprägung oder Ausformung der Hohlwelle 2 bei deren Herstellung, beispielsweise durch Tiefziehen, hergestellt werden. Die Achse 3 besteht aus einem nicht-magnetischen Material.The fastening of the magnets 13 . 16 on the axis 3 done by a on the axis 3 attached coupling part 18 , The fastening of the magnets 12 . 15 on the inside of the hollow shaft 2 includes two coupling parts 19 . 20 , The coupling parts 18 . 19 and 20 are made of a magnetizable material; specifically, they are on the inside of the hollow shaft 2 attached coupling parts 19 . 20 made of the same material as the hollow shaft. The coupling part 18 , the magnets 13 . 12 of the first radial bearing 5 , the coupling part 19 of the magnet 12 , the material of the hollow shaft 2 between the two coupling parts 19 . 20 , the coupling part 20 of the magnet 15 of the second radial bearing 6 as well as the magnet 16 on the coupling part 18 close it with a magnetic circle. The coupling parts 18 . 19 and 20 not only serve to connect the magnets 12 . 13 . 15 . 16 to the axis 3 or to the hollow shaft 2 but also to close the magnetic circuit so that the coupling parts 18 . 19 and 20 are made of a soft magnetic material. In particular, the coupling parts 18 . 19 and 20 made of the same material as the hollow shaft 2 be educated. Specifically, the coupling parts 19 and 20 as embossing or shaping of the hollow shaft 2 during their production, for example by deep drawing, are produced. The axis 3 consists of a non-magnetic material.

Die Flächen der Magnete 12, 13 und 15, 16 der beiden Radiallager 5, 6 stehen einander im wesentlichen parallel gegenüber. Die Spalte 14, 17 weisen für beide Radiallager 5, 6 im wesentlichen die gleiche Spaltbreite in Richtung der Achse 3 auf.The surfaces of the magnets 12 . 13 and 15 . 16 the two radial bearings 5 . 6 are essentially parallel to each other. The gap 14 . 17 point for both radial bearings 5 . 6 essentially the same gap width in the direction of the axis 3 on.

Beide Radiallager 5, 6 sind als anziehende Radiallager ausgebildet. Damit wirkt auf die Hohlwelle 2 eine im wesentlichen entlang der axialen Richtung 4 in der Darstellung von 1 nach rechts wirkenden Kraft, die die Fläche 10 der Bodenfläche 8 der Hohlwelle 2 gegen den kalottenförmigen Abschnitt 11 der Achse 3 drückt und derart den Gleitkontakt des Gleitlagers 7 herstellt und auch bei Betrieb der Lagerung 1 aufrecht erhält. Damit ist eine axial definierte Lagerung der Hohlwelle 2 an der Achse 3 sichergestellt. Treten radiale Kräfte auf die Lagerung 1 auf, werden diese radialen Kräfte von den Radiallagern 5, 6 aufgefangen und ausgeglichen; hierbei gleitet der kalottenförmige Abschnitt 11 auf der ebenen Fläche 10 der Bodenfläche 8, ohne dass eine wesentliche Verkippung der Hohlwelle 2 relativ zu der axialen Richtung 4 möglich ist.Both radial bearings 5 . 6 are designed as attractive radial bearings. This acts on the hollow shaft 2 a substantially along the axial direction 4 in the presentation of 1 right-acting force affecting the area 10 the floor area 8th the hollow shaft 2 against the dome-shaped section 11 the axis 3 presses and so the sliding contact of the sliding bearing 7 produces and also during operation of the storage 1 maintains. This is one axially defined bearing of the hollow shaft 2 on the axis 3 ensured. If radial forces occur on the bearing 1 These radial forces are absorbed by the radial bearings 5 . 6 intercepted and balanced; In this case slides the dome-shaped section 11 on the flat surface 10 the floor area 8th without causing a significant tilting of the hollow shaft 2 relative to the axial direction 4 is possible.

Die Hohlwelle 2 ist als Fadenführungsrolle einer Textilmaschine ausgebildet, d. h. im Betrieb laufen Textilfäden auf der Mantelfläche 9 der Hohlwelle 2 ab. Diese Textilfäden setzen die Hohlwelle 2 relativ zu der Achse 3 in Drehung um die axiale Richtung 4, wobei nur der geringe Widerstand aufgrund des Gleitkontaktes zwischen der Fläche 10 und dem kalottenförmigen Abschnitt 11 zu überwinden ist. Insbesondere ist nur eine geringe Kraft erforderlich, um die Hohlwelle 2 in Drehung zu versetzen, so dass das Losbrechmoment deutlich reduziert ist. Insbesondere wird der Faden, der die Hohlwelle 2 nur ca. drei- bis viermal umläuft, mechanisch nur gering belastet, so dass ein Ausfall (Reißen des Fadens) vermieden werden kann. Die Erfindung ist jedoch nicht auf Fadenführungsrollen beschränkt, sondern kann auch für Galetten und andere Möglichkeiten zur Führung des Fadens in Textilmaschinen, speziell in Texturier-, Spinn- oder Zwirnmaschinen, vorgesehen sein.The hollow shaft 2 is designed as a thread guide roller of a textile machine, ie running in operation textile threads on the lateral surface 9 the hollow shaft 2 from. These textile threads set the hollow shaft 2 relative to the axis 3 in rotation about the axial direction 4 , wherein only the low resistance due to the sliding contact between the surface 10 and the dome-shaped portion 11 to overcome. In particular, only a small force is required to the hollow shaft 2 in rotation, so that the breakaway torque is significantly reduced. In particular, the thread that is the hollow shaft 2 circulates only about three to four times, mechanically only slightly loaded, so that a failure (tearing of the thread) can be avoided. However, the invention is not limited to thread guide rollers, but can also be provided for godets and other ways to guide the thread in textile machines, especially in texturing, spinning or twisting machines.

Die Erfindung kann auch in anderen industriellen Gebieten, außerhalb des Bereichs der Textilmaschinen, angewendet werden und betrifft allgemein die Lagerung einer Welle 2, z. B. einer hohlzylindrischen Welle, mittels mindestens zweier magnetischer Radiallager 5, 6, die in der durch die Achse 3 definierten Richtung beabstandet angeordnet sind.The invention can also be applied in other industrial fields, outside the field of textile machines, and generally relates to the mounting of a shaft 2 , z. B. a hollow cylindrical shaft, by means of at least two magnetic radial bearings 5 . 6 that in through the axis 3 are arranged spaced apart defined direction.

Speziell kann, abweichend von dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel, die Welle 2 als Vollwelle ausgebildet sein, die an einer als Hohlachse ausgebildeten Achse gelagert ist.Specifically, unlike the embodiment described above, the shaft 2 be formed as a solid shaft, which is mounted on an axis designed as a hollow axle.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel weisen die beiden Radiallager 5, 6 eine annähernd identische radial wirkenden Rückstellkraft auf. Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass eines der beiden Radiallager, beispielsweise das erste Radiallager 5, eine etwas stärkere Rückstellkraft aufweist, um insbesondere die an dem Gleitlager 7 in der Nähe des zweiten Radiallagers 6 auftretende zusätzliche Reibung derart zu kompensieren, dass eine Verkippung der Hohlwelle 2 relativ zu der Achse 3 verhindert wird.In the embodiment described above, the two radial bearings 5 . 6 an approximately identical radially acting restoring force. Alternatively, it may be provided that one of the two radial bearings, for example, the first radial bearing 5 , Has a slightly stronger restoring force, in particular those on the sliding bearing 7 near the second radial bearing 6 occurring additional friction to compensate such that a tilting of the hollow shaft 2 relative to the axis 3 is prevented.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel war der Gleitkontakt durch eine Keramik-Stahl-Materialpaarung ausgebildet. Es versteht sich, dass auch andere Materialpaarungen, speziell ein Stahl-Stahl-Kontakt zwischen dem kalottenförmigen Abschnitt 11 und der Fläche 10 der Bodenfläche 8, vorgesehen sein können. Es versteht sich ferner, dass eine ein Gleiten fördernde Beschichtung auf mindestens einem der Gleitpartner oder eine Schmierung zusätzlich oder ergänzend hierzu vorgesehen sein kann.In the embodiment described above, the sliding contact was formed by a ceramic-steel material pairing. It is understood that other material pairings, especially a steel-steel contact between the dome-shaped section 11 and the area 10 the floor area 8th , can be provided. It is further understood that a slip-promoting coating on at least one of the sliding partners or a lubrication can be additionally or additionally provided for this purpose.

Beide magnetischen Radiallager 5, 6 des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels weisen je zwei Magnete 12, 13 bzw. 15, 16 mit einander gegenüberliegenden ebenen Flächen auf. Alternativ zu dem dargestellten Ausführungsbeispiel können die beiden gegenüberliegenden Magnete mindestens eines der beiden Magnetlager 5, 6 auch Nuten aufweisen, so dass sich der magnetische Fluss zwischen den an die Nuten angrenzende Bereiche konzentriert und insgesamt eine hohe Rückstellkraft in radialer Richtung zu erreichen ist. Auch kann vorgesehen sein, dass bei einem oder beiden der mindestens zwei magnetischen Radiallager 5, 6 die magnetische Flussdichte in radialer Richtung veränderlich ist.Both magnetic radial bearings 5 . 6 of the embodiment described above each have two magnets 12 . 13 respectively. 15 . 16 with opposite flat surfaces. As an alternative to the illustrated embodiment, the two opposing magnets of at least one of the two magnetic bearings 5 . 6 also have grooves, so that the magnetic flux concentrated between the adjacent to the grooves areas and a total of a high restoring force in the radial direction can be achieved. It can also be provided that in one or both of the at least two magnetic radial bearings 5 . 6 the magnetic flux density is variable in the radial direction.

Die Erfindung wurde vorstehend anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, bei dem der kalottenförmige Abschnitt 11 im Bereich des Gleitkontaktes einen im wesentlichen sphärische Geometrie aufweist. Es versteht sich, dass der Gleitpartner der Fläche 10 der Bodenfläche 8 auch eine hiervon abweichende geometrische Ausgestaltung aufweisen kann, speziell kann eine abgeflachte Ausgestaltung des Endabschnittes der Achse 3 vorgesehen sein.The invention has been described above with reference to an embodiment in which the dome-shaped portion 11 has a substantially spherical geometry in the region of the sliding contact. It is understood that the sliding partner of the area 10 the floor area 8th may also have a deviating geometric design, especially a flattened configuration of the end portion of the axis 3 be provided.

Bezüglich der Ausgestaltung des kalottenförmigen Abschnittes 11 des obigen Ausführungsbeispiels bzw. allgemeiner des Gleitpartners der Fläche 10 ist zu beachten, dass sowohl die Reibung als auch der Verschleiß jeweils minimiert werden. Ein sehr spitzer, nadelförmiger Endabschnitt der Achse 3 bietet zwar nur geringe Reibung, verschleisst jedoch sehr stark bzw. bohrt sich in die Bodenfläche 8 ein. Bezogen auf den zur Verfügung stehenden Bauraum ist ein solcher kalottenförmiger Abschnitt bzw. Endabschnitt der Achse 3 bevorzugt, dessen Durchmesser sich an dem Durchmesser der Achse 3 orientiert, also nicht deutlich größer oder kleiner als der Durchmesser der Achse 3 an deren Endabschnitt ist.With regard to the design of the dome-shaped section 11 the above embodiment or more generally the sliding partner of the surface 10 It should be noted that both friction and wear are minimized. A very pointed, needle-shaped end section of the axle 3 Although it offers only little friction, it wears very hard or drills into the floor area 8th one. Based on the available space is such a dome-shaped portion or end portion of the axis 3 preferably, whose diameter is at the diameter of the axis 3 oriented, ie not significantly larger or smaller than the diameter of the axis 3 is at the end portion.

11
Lagerungstorage
22
Hohlwellehollow shaft
33
Achseaxis
44
axiale Richtungaxial direction
55
erstes Radiallagerfirst radial bearings
66
zweites Radiallagersecond radial bearings
77
Gleitlagerbearings
88th
Bodenfläche der Hohlwelle 2 Bottom surface of the hollow shaft 2
99
Mantelfläche der Hohlwelle 2 Lateral surface of the hollow shaft 2
1010
Fläche der Bodenfläche 8 Area of the floor area 8th
1111
kalottenförmiger Abschnittdome-shaped section
1212
erster Magnet des ersten Radiallagersfirst Magnet of the first radial bearing
1313
zweiter Magnet des ersten Radiallagerssecond Magnet of the first radial bearing
1414
Spaltgap
1515
erster Magnet des zweiten Radiallagersfirst Magnet of the second radial bearing
1616
zweiter Magnet des zweiten Radiallagerssecond Magnet of the second radial bearing
1717
Spaltgap
1818
Koppelteilcoupling part
1919
Koppelteilcoupling part
2020
Koppelteilcoupling part

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Claims (11)

Lagerung einer Welle (2) an einer Achse (3), umfassend ein erstes magnetisches Radiallager (5), und ein zweites, von dem ersten axial beabstandetes magnetisches Radiallager (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung in axialer Richtung ein Gleitlager (7) umfasst.Bearing a shaft ( 2 ) on an axis ( 3 ) comprising a first magnetic radial bearing ( 5 ), and a second, axially spaced from the first magnetic radial bearing ( 6 ), characterized in that the bearing in the axial direction of a plain bearing ( 7 ). Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (2) als einseitig geschlossene Hohlwelle ausgebildet ist und eine Bodenfläche (8) aufweist, an der der Gleitkontakt des Gleitlagers (7) auftritt.Bearing according to claim 1, characterized in that the shaft ( 2 ) is formed as a closed hollow shaft on one side and a bottom surface ( 8th ), at which the sliding contact of the plain bearing ( 7 ) occurs. Lagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Ende der Achse ein kalottenförmiger Abschnitt (11) angeordnet ist, der den Gleitkontakt des Gleitlagers (7) mit der Bodenfläche (8) der Hohlwelle (2) bildet.Bearing according to claim 2, characterized in that at one end of the axis a dome-shaped portion ( 11 ) is arranged, the sliding contact of the sliding bearing ( 7 ) with the bottom surface ( 8th ) of the hollow shaft ( 2 ). Lagerung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die die Bodenfläche (8) im Bereich des Gleitkontaktes eben ausgebildet ist.Bearing according to claim 2 or 3, characterized in that the floor surface ( 8th ) is flat in the region of the sliding contact. Lagerung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der kalottenförmige Abschnitt (11) durch eine Kugel ausgebildet ist, die in den Endabschnitt der Achse (3) eingepresst ist.Bearing according to claim 3 or 4, characterized in that the dome-shaped portion ( 11 ) is formed by a ball which in the end portion of the axis ( 3 ) is pressed. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Gleitpartner im Bereich des Gleitlagers (7) Stahl und Keramik vorgesehen sind.Bearing according to one of claims 1 to 5, characterized in that as a sliding partner in the region of the sliding bearing ( 7 ) Steel and ceramic are provided. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Gleitpartner des Gleitlagers (7) eine reibungsmindernde Beschichtung aufweist.Bearing according to one of claims 1 to 6, characterized in that at least one of the sliding partners of the sliding bearing ( 7 ) has a friction-reducing coating. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Gleitlagers (7) eine Schmierung vorgesehen ist.Bearing according to one of claims 1 to 7, characterized in that in the region of the plain bearing ( 7 ) lubrication is provided. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Magnet mindestens eines der beiden Radiallager (5, 6) als Sinterkörper, insbesondere als Pressling aus NdFeB, ausgebildet ist.Bearing according to one of claims 1 to 8, characterized in that at least one magnet of at least one of the two radial bearings ( 5 . 6 ) is formed as a sintered body, in particular as a compact of NdFeB. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Magnet mindestens eines der beiden Radiallager (5, 6) als Kunststoff-Formteil ausgebildet ist, in das magnetische Partikel eingelagert sind.Bearing according to one of claims 1 to 9, characterized in that at least one magnet of at least one of the two radial bearings ( 5 . 6 ) is formed as a plastic molding, are embedded in the magnetic particles. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlwelle (2) als Fadenführungsrolle einer Textilmaschine ausgebildet ist.Bearing according to one of claims 1 to 10, characterized in that the hollow shaft ( 2 ) is designed as a thread guide roller of a textile machine.
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