DE19857420C1

DE19857420C1 - Einzelmotorisch angetriebene Spindel

Info

Publication number: DE19857420C1
Application number: DE1998157420
Authority: DE
Inventors: Anton Paweletz
Original assignee: SKF Textilmaschinen Komponenten GmbH
Current assignee: SKF Textilmaschinen Komponenten GmbH
Priority date: 1998-12-12
Filing date: 1998-12-12
Publication date: 2000-05-31
Anticipated expiration: 2018-12-13

Abstract

Einzelmotorisch angetriebene Spindel (10), insbesondere eine Spinn-, Zwirn- oder Umwindespindel, mit einem koaxial zu einem Stator (16) und Rotor (17) des Motors angeordneten Schaft (12), wobei der Schaft (12) nicht rotierend angeordnet ist und auf dem Schaft (12) eine mit dem Rotor (17) des Motors verbundene Mitnahme (13) für den Kops rotierend gelagert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine einzelmotorisch angetriebene Spin del nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Für Ringspinnmaschinen bzw. Ringzwirnmaschinen mit einzelmoto risch angetriebenen Spindeln werden meistens Spindeln mit einem drehenden Schaft verwendet. Diese Spindeln weisen Lage rungen auf, die von riemengetriebenen Spindeln beispielsweise aus der DE 44 27 311 C2 bekannt sind und speziell für die Belastungsverhältnisse des Riemenantriebs ausgelegt sind. Sie eignen sich gut für die Belastungen aufgrund großer Auskra gungen und für Anpresskräfte des Riemens. Im Falle des Riemen antriebs wird das Antriebsdrehmoment der Spindel über die Kraft des Riemens erzeugt. Bei diesen sehr verbreiteten Spin dellagerungen oder so genannten Lagerhülsen für den Spindel schaft ist der Anpresspunkt dieser Kraft im Bereich des Hals lagers platziert. Bei einzelmotorisch angetriebenen Spindeln treten jedoch keine Riemenkräfte mehr auf. Eine Übernahme des Lagerprinzips riemengetriebener Spindeln kann also zu keinen optimalen Ergebnissen führen. Vor allem bei den geforderten immer größeren Drehgeschwindigkeiten treten dann Lagerprobleme auf. Dies hat negative Auswirkungen auf den Verschleiß der Komponenten des Antriebssystems. Die dynamischen Kräfte, die sich aus der Unwucht, resultierend aus dem ungleichmäßig auf gewickelten Spinnfaden, ergeben, übertragen sich auf die Lager mit relativ großem Hebel. Diese undefinierten, stochastischen Beanspruchungen des Halslagers führen zu unregelmäßigen, stoß artigen Belastungen der Lagerkomponenten und beschleunigen damit den Lagerverschleiß. Dieser Nachteil kann mit einer künstlichen Asymmetrie im Luftspalt teilweise behoben werden, wie in der DE 40 08 639 A1 offenbart wurde. Solche Maßnah men führen jedoch zur Verschlechterung des Wirkungsgrades und anderer Motorparameter.

Eine gattungsgemäße Spindel ist aus der DE-PS 819 660 bekannt. Die Lager des um eine mittig zu dieser Spindel angeordneten Achse rotierenden hohlen Spindelschafts befinden sich jedoch im Magnetfeld des Motors, da die Lager und die aktiven Motorkomponenten eng benachbart angeordnet sind. Dabei kann es deshalb bei den bekannten Spindellagerun gen zu Lagerströmen kommen, die das Lager im Laufe der Zeit beschädigen.

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Einrichtung der eingangs genannten Art (Oberbegriff des Anspruchs 1) dahin gehend zu verbessern, dass die Belastung der Lager und deren Verschleiß reduziert wird.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe mit einer einzelmoto risch angetriebenen Spindel mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Der Schaft des vorliegenden Patentes bildet also eine Achse bzw. ist also feststehend und nur eine Kops-Mitnahme ist rotierend gelagert. Hierdurch lassen sich die oben genannten Probleme vermeiden, da die Masse der rotierenden Elemente reduziert ist. Die Mitnahme kann mittels zweier zueinander be abstandeter Wälzlager am Schaft gelagert sein (vergl. Anspruch 3), wodurch die Lager weniger als bisher beansprucht werden. Im Idealfall wirken die dynamischen Kräfte direkt zwischen den Laufbahnen der Lager, wodurch eine Hebelwirkung nahezu entfällt.

Um den Verschleiß der Wälzlager durch Lagerströme zu vermei den, sind das oder die Lager der Mitnahme oberhalb des Motors und außerhalb des Magnetfelds angeordnet.

Der Motor kann (nach Anspruch 2) ein Axialfeldmotor (vergl. DE 43 42 583 A1) oder ein Radialfeldmotor (vergl. DE-PS 819 660) sein. Bei Verwendung eines Axialfeldmotors liegt die Schwin gungsebene der Spindel senkrecht zu der Luftspaltebene des Motors, weshalb der Motor einen wesentlich kleineren Luftspalt als bisher aufweisen kann.

Hinsichtlich einer kompakten Bauweise können Motor, Ansteue rung und Verkabelungselemente in einem Gehäuse untergebracht sein (vergl. Anspruch 4).

Die Abdeckung für den Motor kann rotierend oder feststehend ausgebildet sein. Im Falle der rotierenden Abdeckung können der Rotor und die Abdeckung einteilig ausgeführt sein (siehe Anspruch 5), wodurch die Herstellung einfacher und preiswerter wird. Die festste hend ausgebildete Abdeckung kann einteilig mit dem Gehäuse gefertigt werden.

Die Abdeckung kann nach außen abgedichtet sein (siehe Anspruch 6), um den Motor vor Verunreinigungen aus der Umgebung zu schützen.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten Spindel anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.

Im Einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht durch eine erste Aus führungsform einer Spindel und ihres ein zelmotorischen Antriebs;

Fig. 2 eine Schnittansicht durch eine zweite Aus führungsform einer Spindel und ihres ein zelmotorischen Antriebs;

Fig. 3 eine Schnittansicht durch eine dritte Aus führungsform einer Spindel und ihres ein zelmotorischen Antriebs;

Fig. 4 eine Schnittansicht durch eine vierte Aus führungsform einer Spindel und ihres ein zelmotorischen Antriebs.

Fig. 1 zeigt eine Spindel 10, die mittels eines einzelmotori schen Antriebs 11 angetrieben wird. Die Spindel 10 weist einen stehenden Schaft 12, eine Mitnahme 13, an die eine Hülse 14 angebracht ist, und eine Trägerhülse 15 auf. Der einzelmotori sche Antrieb 11 ist als Axialfeldmotor ausgebildet und weist einen Stator 16, einen Rotor 17 und eine Ansteuerung 18 auf. Der Rotor 17 ist mit der Mitnahme 13 verbunden, und überträgt somit die Drehbewegung auf die Hülse 14 und eine mit der Mit nahme 13 beispielsweise kraftschlüssig verbundene Trägerhül se 15, auf die durch die Drehbewegung das gesponnene Garn auf gewickelt wird. Die Mitnahme 13 und die Hülse 14 sind mittels eines Wälzlagers 19 und eines Wälzlagers 20 auf dem stehenden Schaft 12 drehbar gelagert. Ein Gehäuse 21 und eine Ab deckung 22 bzw. alternativ eine Abdeckung 23 dichten den ein zelmotorischen Antrieb 11 nach außen hin ab. Dabei ist die Abdeckung 22 direkt mit dem Rotor 17 verbunden, während die Abdeckung 23 mit dem Gehäuse 21 verbunden ist. Dämpfungsele mente 24 und eine elastische Aufhängung 25 dämpfen Schwingun gen der Spindel 10 ab. Unterhalb einer Spindelbank 26 sind Kabelkanäle 27 zur Kabeldurchführung angeordnet.

Fig. 2 zeigt eine Spindel 30, die über einen Antrieb 40 ange trieben wird. Der Antrieb 40 ist hier als ein Radialfeldmotor ausgeführt. Die Spindel 30 weist eine Mitnahme 31, eine La gerhülse 32 und eine Trägerhülse 33 auf. Die Mitnahme 31, die mit einem Rotor 34 verbunden ist, überträgt die Drehbewegung des Motors auf die Trägerhülse 33, wodurch das gesponnene Garn auf die Trägerhülse 33 aufgewickelt werden kann. Die Lagerhül se 32 dient der Abstützung der Trägerhülse 33.

Fig. 3 zeigt eine Spindel 50 mit einer Mitnahme 54, die im unteren Bereich der Spindel 50 mit einem zweireihigen Wälz lager 51 gelagert ist. Die beiden Lagerreihen 52 und 53 des Wälzlagers 51 weisen einen gewissen Abstand voneinander auf, um das durch eine Unwucht erzeugte dynamische Biegemoment der Mitnahme 54 aufnehmen zu können. Am unteren Ende der Mitnah me 54 schließt sich der sehr trägheitsarme Rotor 55 an. Er weist einen dünnwandigen Metallkörper, vorzugsweise aus Kupfer oder Aluminium, auf und rotiert zwischen dem inneren Stator 56 und dem äußeren Stator 57.

Fig. 4 zeigt eine Spindel 60, die in ihrem unteren Bereich eine über zwei einreihige Wälzlager 61 und 62 drehbar gelager te Mitnahme 63 aufweist. Die zwei einreihigen Wälzlager 61 und 62 weisen ebenfalls einen gewissen Abstand zueinander auf, um das aus einer Unwucht resultierende dynamische Biegemoment auf die Spindel besser aufnehmen zu können. Der Antrieb er folgt wieder über einen Radialfeldmotor, der einen trägheits armen Rotor 65 aufweist. Der Rotor 65 rotiert zwischen dem inneren Stator 66 und dem äußeren Stator 67.

Claims

1. Einzelmotorisch angetriebene Spindel (10, 30, 50, 60), insbesondere eine Spinn-, Zwirn- oder Umwindespindel, mit einem koaxial zum Stator (16) und Rotor (17) des Motors angeordneten Schaft (12), wobei der Schaft (12) nicht rotierend angeordnet ist und auf dem Schaft (12) eine mit dem Rotor (17) des Motors verbundene Mitnahme (13, 31, 54, 63) für den Kops rotierend gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Lager (19, 53, 62) der Spindel (10, 30, 50, 60) oberhalb des Motors und außerhalb des Ma gnetfelds angeordnet ist.

2. Einzelmotorisch angetriebene Spindel (10, 30, 50, 60) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor ein Axialfeldmotor oder ein Radialfeldmotor ist.

3. Einzelmotorisch angetriebene Spindel (10, 30, 50, 60) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnahme (13, 31, 54, 63) mittels zweiter zueinander beabstandeter Wälzlager (19, 20, 51, 61, 62) am Schaft (12) gelagert ist.

4. Einzelmotorisch angetriebene Spindel (10, 30, 50, 60) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Motor, Ansteuerung und Verkabelungselemente in einem Gehäuse (21) untergebracht sind.

5. Einzelmotorisch angetriebene Spindel (10, 30, 50, 60) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (22, 23) für den Motor rotierend oder feststehend ausgebildet ist.

6. Einzelmotorisch angetriebene Spindel (10, 30, 50, 60) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (22, 23) nach außen abgedichtet ist.