DE1930847A1

DE1930847A1 - Vorrichtung zum Antrieb einer Spindel

Info

Publication number: DE1930847A1
Application number: DE19691930847
Authority: DE
Inventors: Nobuhisa Kodaira; Norio Motegi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-08-21
Filing date: 1969-06-18
Publication date: 1970-03-12
Also published as: FR2016027A1; US3578751A; FR2016027B1; CH505231A; GB1244127A

Description

Sa 1318

Nobuhisa Kodaira & Norio Motegi, Tokio/Japan

Vorrichtung zum Antrieb einer Spindel

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Antrieb einer Spindel zwecks Erreichung eines falschen Garndralls (false twist), mit einer auf einer Spindel angeordneten Antriebsrolle, einem an den entsprechenden Polen mit Nuten versehenen, fest angeordneten Magneten sowie mit einem zylindrischen Spinnelement, das in seinem inneren Bereich und in seinem äußeren Bereich je einen Pol aufweist.

Eine herkömmliche Vorrichtung dieser Art enthält zwei nebeneinander angeordnete Hufeisen-Magnete, die die Ober- und Unterseiten einer mit großer Geschwindigkeit angetriebenen Antriebsrolle umfassen. Vor ihren gleiche Polarität aufweisenden Enden liegt ein vorn mit einer Kante versehenes Magnetstück an. Die Kantenenden der oben und unten anliegenden Stücke sind leicht innerhalb des an der Antriebsrolle vorgesehenen äußeren Einges angeordnet, wodurch die Kanten der oberen und unteren Magnete, ein Spinnelement aus Metall hoher Permeabilität anziehen, so daß es an die Antriebsrolle angedrückt wird.

Da eine solche Vorrichtung keinen physikalischen Reibungsteil zum Haltern des mit hoher Drehzahl laufenden

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Spinnelementes besitzt, ist sie zur Erreichung einer hohen Drehgeschwindigkeit" des Spinnelementes geeignet. Da das Spinnelement jedoch nur von der Anziehungskraft auf der Seite der Antriebsrolle gehaltert wird, besitzt es eine sehr kleine Kraft, um das hin- und hergehende Spinnelement in seine Ausgangslage zurückzuholen. Das Spinnelement neigt daher bei seiner Rotation zur Hin- und Herbewegung, die sich aus der Belastungsschwankung ergibt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß das Spinnelement durch Magnetkraft zur Erzielung einer abwälzenden Berührung an eine Antriebsrolle angedrückt wird, wobei eine Hin- und Herbewegung des Spinnelementes vermieden wird.

Weiterhin sollen die Reibungsverluste zwischen dem Spinnelement und seinem Halterungsglied möglichst verringert werden.

Schließlich soll der Berührungsdruck zwischen dem Spinnelement und der das Spinnelement antreibenden Antriebsrolle erhöht werden. . " ' ■

Bei der erfindungsgemäßen "Vorrichtung ist das Spinnelement selbst aus einem stark magnetischen Material oder einem Metallrohr hoher Permeabilität hergestellt, an dessen entgegengesetzten Enden zylindrische Magnete angeordnet sind. Der Mittelteil des Spinnelementes befindet sich in Abwälzberührung mit der ümfangsflache der Antriebsrolle. Die entgegengesetzten Enden des Spinnelementes sitzen lose in den Nuten, die an den entgegengesetzten Polen eines fest angeordneten Magneten vorgesehen sind. Im Bereich dieses losen Sitzes ist die Anordnung des Spinnelementes relativ zum fest angeordneten Magneten derart, daß sich dieselben PoIa- :

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ritäten des Spinnelementes und des fest angeordneten Magneten einander gegenüberliegen. Durch eine zwischen diesen Teilen erzeugte AbstoSungskraft wird das Spinnelement gegen die Antriebsrolle gedrängt, wobei Jedoch die Hin- und Herbewegung des Spinnelementes eliminiert ist.

la ist ferner vorteilhaft*, wenn eine Platte hoher Permeabilität Torgesehen ist_s die den Polen des fest angeordneten Magneten mit einem kleinen dazwischen vorhandenen Spalt gegenüberliegt. Hierdurch wird die Magnetkraftflußdichte in dem Bereich verstärkt.

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Biese und weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden Besehreibung einiger in der Zeichnung dargestellter ikusführungsbeispiele hervor. Es zeigen

Fig.1 einen Längsselsttltt durch eise erfindungsgemäfie Torrichtung;

Fig.2 _M feine Perspektivansicht eines fest angeordneten Magneten;

Pig.2a eine Perspektivansicht (Ausschnitt) eines abgeänderten, fest angeordneten Magneten;

Fig.3 eine Aufsicht auf den Teil der Vorrichtung mit dem fest angeordneten Magneten;

Fig.4 Vorderansicht des Teiles der Fig.3;

Fig.5 einen Längsschnitt durch ein Spinnelement;

Fig.6 einen Längsschnitt durch ein anderes Spinnelement ;

Fig.7 einen Längsschnitt durch eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung;

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ORJOINAL INSPECTED

Fig.8 eine Aufsicht auf einen fest angeordneten Magneten einer weiteren Ausführungsform;

Pig.9 einen Schnitt entlang der Linie IX-IX der Fig.8;

Fig.10 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße

Vorrichtung¹ mit einer gegenüberliegenden Platte;

Fig.11 eine Aufsicht auf die Vorrichtung;

Fig.12 eine Perspektivansicht der gegenüberliegenden Platte.

Figur 1 enthält eine Antriebsrolle 1, die gesichert am oberen Ende einer Spindel 3 angeordnet ist. Am Umfangsbereich der Antriebsrolle 1 sind äußere Ringe 2,2» aus Urethan-ELastomer TOrgesehen. Ein Lager 4 dient zur Lagerung der Spindel 3, deren unterer Teil von einer Buchse 5 umgeben ist, deren Drehantrieb durch einen nicht dargestellten, schnell laufenden Treibriemen erfolgt. Die Spindel 3 wird in einem Ständer 6 geführt. Die Pole eines fest angeordneten Magneten 7 sind so angeordnet, daß sich einer oberhalb lind einer unterhalb der Antriebsrolle 1 befindet, wobei die Magnetenden mit je einer Nute 11 bzw. 11· versehen sind (vgl* Figur 2), die an ihrer Außenseite weit geöffnet sein können (vgl. Figur 2a). Die Innenseite der Nuten ist vorzugsweise mit einem dünnen Belag aus nicht-magnetischem Metall oder nicht-metallisehem Material überzogen, so daß ein Spinnelement 8 das Polende des festen Magneten nicht berühren kann. Der Magnet besteht aus einer Legierung aus Aluminium, Nickel, Kobalt oder Almico 5, die eine ausreichende Koerzitivkraft und Restkraftflußdichte aufweist. Ein solches Spinnelement 8 besitzt eine größere Koerzitivkraft als eines aus Almico 8 oder Bariumferrit oder aus einer· Legierung aus Kupfer, Eisen und Kobalt mit Samarium oder Zerium.

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Während der fest angeordnete Magnet in seiner Querschnittsfläche eine im wesentlichen genau so große Ausbildung aufweist wie in seiner Länge, sollte das Spinnelement in seinem Verhältnis kleiner ausgebildet sein, so daß es eine größere Koerzitivkraft benötigt. Das Spinnelement enthält ferner zwei zylindrische Magnetteile 9 und 9'f die mit losem Sitz in die entsprechenden Nuten 11 und 11' des fest angeordneten Magneten eingesetzt sind; der restliche Teil des Spinnelementes ist aus Metall hoher Permeabilität hergestellt. Die Magnetteile des Spinnelementes sollten bezüglich der Magnetisierungsrichtung so angeordnet sein, daß ein Pol im äußeren Bereich und der andere Pol im inneren Bereich des Spinnelementes vorgesehen ist, entsprechend N und S in den Figuren 5 und 6. Die zylindrischen Magnete können ebenfalls aus Bariumferrit oder einer Legierung aus Kupfer, Eisen und Kobalt mit Samarium oder Zerium hergestellt sein. Ein Ansatz 10 hält das Spinnelement entgegen der Bewegung nach oben und nach unten in seiner Lage.

Das Spindellager sitzt in einer Buchse 12. Mit 13 ist ein Garnführer bezeichnet. Die Figuren 3 und 4- zeigen einen Halterungsarm 14 für den fest angeordneten Magneten, sein Begrenzungsglied 15 sowie eine Befestigungsschraube

16 und einen als Drehpunkt für den Arm H dienenden Bolzen

17 mit seinem fest angeordneten Teil 18. Ferner dient zur Einstellung des Armes 14- in die gewünschte Lage ein .Sperrglied 19 sowie eine Einstellschraube 20.

Bei einer anderen, in Figur 7 im Längsschnitt veranschaulichten Ausführungsform der Vorrichtung wird die Spindel ohne den schnell laufenden Treibriemen direkt durch einen Motor angetrieben. An Stelle der Buchse am unteren Spindelende (siehe Figur 1) ist eine Magnetbuchse mit einer Koerzitivkraft von 80-200 Oersted vorgesehen; ihr äuße-

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rer Stator besitzt eine 2-Phasen- oder 3-Phasen-Wicklung, so daß sich ein schnell laufender Hystereßis-Synchronmotor ergibt. Als schnell laufender Induktions-Motor kann ein Käfigmotor verwendet werden. Es ist jedoch unzweckmässig, einen solchen vorzusehen, da einige Schwierigkeiten beim Ausbalancieren des Rotors auftreten und da ein solcher Motor keine konstante Drehzahl ermöglicht.

Eine Vorrichtung dieser Ausführungsform enthält eine Buchse 21 für einen Drehmagneten 22, einen Statoranker 23 " und eine Statorwicklung 24 sowie eine Haube 25 am unteren Motorende und einen Bolzen 26, mit dem die Haube und der Stator am Ständer 6 gehalten werden.

Der fest angeordnete Magnet wird zweckmäßig aus einer Legierung wie Bariumferrit, Kupfer, Eisen und Kobalt mit Samarium oder Zerium hergestellt, damit er eine grössere Koerzitivkraft, besitzt. Wie in den Figuren 8 und 9 dargestellt, sind obere und untere Magnete vorgesehen, von denen je ein Ende an einem Glied aus nicht-magnetischem Material, wie Kupfer, Messing und Aluminium, derart befestigt ist, daß sieh in der Seitenansicht eine U-Form ergibt. An jedem anderen Magnetende ist eine vertikale Nute vorgesehen, in der ein Spinnelement-Magnet lose angeordnet ist.

Jeder der oberen und unteren Teile ist in vertikaler Richtung magnetisiert (vgl. N und S in den Figuren). In diesem Beispiel ist das Spinnelement ebenfalls aus demselben Material hergestellt wie der fest angeordnete Magnet und ist ebenfalls im vertikaler Richtung magnetisiert. Da der fest angeordnete Magnet sowohl im Querschnitt als auch in seiner Länge eine ausreichende Ausdehnung besitzen kann, liefert er eine starke Magnetkraft, so daß seine Kraftflußdichte groß genug ist. Der Spinnelement-Magnet soll dagegen für eine hohe Drehgeschwindigkeit klein ausgeführt

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sein, so daß es selbst !sei Verwendung von starkem Magnetaeterial sehr schwierig ist, eine große Kraftflußdichte zu erhalten. Ba die* AbstoBkraft zwischen den zwei Magneten proportional zum Quadrat der Magnetkraftflußdichte im Spalt zwischen den Magneten ist, sollte die magnetische IraftfluSdichte größer sein, damit die Abstoßkraft erhöht wird* Bei der vorliegenden Erfindung ist eine gegenüberliegende Platte aus Netall hoher Permeabilität vorgesehen» die Mit kleinen Spalt den Polen des fest angeordneten Magneten gegenüberliegt, damit die Magnetkraftflußdichte erhöht wird, wodurch das Spinneleaent zu einem besseren Reibungseingriff alt der Antriebsrolle gezwungen wird. Die gegenüberliegende Platte ist in den Figuren 10 und 11 mit 29 bezeichnet. Eine Lagerbuchse 27 für die Spindel ist einstückig ait dem Spindelständer ausgebildet und sitzt auf einer Achse 28.

Bei jeder der beiden oben genannten Ausführungsformen wird das Spinneleaent weitgehend durch die magnetischen Feldlinien im Spalt getragen; es ist nur eine ganz geringe Lagerreibung vorhanden. Um die Drehbewegung zu beschleunigen, ist nur eine rollende Reibung in-dem Teil vorhanden, der den äußeren Hing der Antriebsrolle berührt. Dadurch ist die Reibung sehr klein (weniger als 2 cmg); die Drehbewegung des Spinnelementes erfordert selbst bei einer Drehzahl von 400.000 U/min weniger als 6 Watt. Dieses Spinnelement ist so dauerhaft, daß es mit Drehzahlen ▼on Über 600,000 U/sin betrieben werden kann.

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Claims

Patentansprüche

.)) Vorrichtung zum Antrieb einer Spindel zwecks Erreichung eines falschen Garndralls, mit einer auf einer Spindel angeordneten Antriebsrolle, einem an den entsprechenden Polen mit Nuten versehenen, fest angeordneten Magneten sowie mit einem zylindrischen Spinnelement, das in seinem inneren Bereich und in seinem äußeren Bereich je einen Pol aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß der Mittelteil des Spinnelementes durch Abwälzberührung mit der äußeren Umfangsfläche der Antriebsrolle eine Wälz- bzw. Drehbewegung ausführt, daß ferner auch die entgegengesetzten Enden des Spinnelementes mit losem Sitz in die Nuten der entsprechenden Pole des fest angeordneten Magneten eingesetzt sind, wobei die entsprechenden lose in den Nuten des fest angeordneten Magneten sitzenden Teile des Spinnelementes so angeordnet sind, daß sie dieselbe Polarität wie die dazugehörigen Nuten des fest angeordneten Magneten aufweisen.
2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Spinnelement an den entgegengesetzten Enden zylindrische Magnete vorgesehen sind, deren einer Pol sich an der äußeren Spinnelementseite und deren anderer Pol sich an der inneren Spinnelementseite befindet, wobei die Pole einander entgegengesetzte Polarität aufweisen.
3.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Nute an den entgegengesetzten Enden des fest angeordneten Magneten einen dünnen Belag aus nichtmagnetischem Metall oder nicht-metallischem Material aufweist, der die entsprechende Nute abdeckt,

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4.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine gegenüberliegende Platte aus Metall hoher
Permeabilität vorgesehen ist, die den Polen des fest angeordneten Magneten mit einem dazwischen vorhandenen Spalt gegenüberliegt.

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