DE2256052B2

DE2256052B2 - Offen-end-spinneinheit

Info

Publication number: DE2256052B2
Application number: DE19722256052
Authority: DE
Inventors: Andrew Alexander Clitheroe Lancashire Chisholm (Grossbritannien)
Original assignee: Platt International Ltd., Oldham, Lancashire (Grossbritannien)
Priority date: 1971-11-16
Filing date: 1972-11-15
Publication date: 1977-05-12
Also published as: US3799630A; IT980991B; DE2256052A1; GB1415300A; JPS4867518A; FR2160536A1; CH558840A; FR2160536B1

Description

Es ist ein Gasdruck-Axiallager für Ultrazentrifugen bekannt (US-PS 29 51 729), das die Merkmale des Gasdruck-Axiallagers der Offen-End-Spinneinheit im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist Bei diesem Gasdruck-Axiallager tritt das zwischen die Druckflächen eingeführte Druckgas durch den Spalt frei nach außen, d. h. es bläst in die Atmosphäre ab. Das bekannte Lager kann wegen seines speziellen Aufbaus lediglich mit einer genau vertikal ausgerichteten Welle arbeiten, weil das Eigengewicht der Welle und der darauf angeordneten Teile und damit die Schwerkraft der in dem Luftspalt durch das dort vorhandene Druckluftpolster ausgeübten Lagerstützkraft entgegenwirken müssen, um das Gleichgewicht einzustellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spinneinheit zu schaffen, deren Welle axial derart gelagert ist, daß sich die Welle unbehindert von dem Axiallager beliebig ausrichten kann.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Beim Hochlaufen der Spinneinheit auf ihre Betriebsdrehzahl durchläuft ihre Welle einen Zustand, in oem sie sich gegen die Vertikale neigt. Diese Wellenbewegung kann sich unbehindert von dem Axiallager ausbilden, ohne daß dazu noch besondere Vorkehrungen getroffen werden müßten.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Bei Ausgestaltung der Spinneinheit nach Anspruch 2 kann das dem Axial-Drucklager laufend zugeführte Druckgas über die Entlüftungsöffnung frei in die Atmosphäre entweichen, was sehr einfache Verhältnisse ergibt Um auch bei betriebsmäßig vorkommenden kleinen Neigungen der Welle gegenüber dem Axiallagergehäuse einen gleichmäßigen Spalt aufrechtzuerhalten, wird die Spinneinheit in einer Ausführungsform nach Anspruch 3 ausgebildet

In den Fig. 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt Es zeigt

F i g. 1 eine Offen-End-Spinneinheit mit einem Drucklager in schematischer Darstellung im Längsschnitt und

F i g. 2 das Drucklager der Offen-End-Spinneinheit im Längsschnitt und

F i g. 3 ein Drucklager einer Offen-End-Spinneinheit gemäß der Erfindung in einer anderen Ausführungsform ebenfalls in einem senkrechten Schnitt

Die Spinneinheit gemäß F i g. 1 enthält einen Induktionsmotor 1, der von einem Gehäuse 2 getragen wird und eine Welle 3 besitzt die in Luftlagern 4 und 4a umläuft.

In einer Spinnkammer 5 an dem einen Ende des Gehäuses 2 läuft ein Spinnrotor 6 um, der auf der Welle 3 sitzt

Auf dem anderen Ende der Antriebswelle 3 sitzt ein Drucklager 7, das in einer Kammer 8 angeordnet ist Diese ist in einem Deckel 9 ausgebildet, der an dem anderen Ende des Gehäuses 2 befestigt ist.

Gemäß F i g. 2 ist das zylindrische Motorgehäuse 2 an seinem einen Ende durch eine ringförmige Wand 14 abgeschlossen. Sie ist an dem Gehäuse 2 mit Schrauben 16 befestigt. An der Wand 14 ist seinerseits ein ringförmiges Hauptlagergehäuse 18 mit Schrauben 20 befestigt.

Das Hauptlagergehäuse 18 nimmt eine mit Ringnuten versehene Buchse 22 auf, in deren Ringnuten zwei O-Ringe 26 aus Gummi sitzen. Es enthält weiterhin die aus Glas bestehende Lagerbuchse 24 eines aerodynamischen Luftlagers 4a, die von den beiden O-Ringen 26 nachgiebig abgestützt wird. Das Luftlager 4 besitzt den gleichen Aufbau. Die Luftlager 4 und 4a nehmen die Welle 3 des Induktionsmotors 1 auf, und das dem Lager 4a zugeordnete Ende der Welle 3 erstreckt sich über das Lager 4a hinaus. An der Stirnseite des Hauptlagergehäuses 18 ist ein Flansch 30 ausgebildet, der die Welle 3 umgibt.

Das Drucklager besteht aus einem ortsfesten Druckglied 38, durch das die Welle 3 hindurchgeht und sich in die Kammer 8 erstreckt. Auf dem Ende der Welle 3 ist ein Druckglied 32 befestigt, das mit ihr umläuft. Das Druckglied 32 besitzt eine Nabe 33, die sich so über das Ende der Welle 3 erstreckt, daß sie gegen eine Schulter 34 der Welle 3 anliegt, während sie mit Hilfe einer Schraube und einer Kappe 36 auf dem Ende der Welle 3 festgeklemmt ist. Die obere Seite des Druckgliedes 38 stellt eine Druckfläche 40 dar und ist gegenüber einer Druckfläche 35 des Druckgliedes 32 angeordnet, während die andere Seite des Druckgliedes 38 mit einer Ausnehmung versehen ist, die einen Sitz 42 für einen elastischen O-Ring 44 bildet, der auf dem Flansch 30 des Hauptlagergehäuses 18 sitzt. Das Druckglied 38 weist eine tiefe ringförmige Nut 39 auf, die von einem Metallring 48 umschlossen ist, der das Druckglied 38 umgibt, so daß eine ringförmige Kammer 46 zustandekommt. Von dieser führen mehrere kleine Bohrungen 50 zu der Druckfläche 40. Die Kammer 46 wird über einen Kopf 52, der auf dem Lagergehäuse 18 befestigt ist, über ein biegsames Rohr 54 mit Druckluft gefüllt.

Beim Betrieb der Spinneinheit hat das Drucklager folgende Wirkungsweise: Dadurch, daß Druckluft in die

Kammer 46 und über die Bohrungen 50 zwischen die Druckflächen 40 und 33 gelangt, wird das Druckglied 32 entgegen der Wirkung des Gewichtes der Welle 3 vom Druckglied 38 so getrennt, daß zwischen den Druckflächen 35 und 40 ein Luftspalt 51 von etwa 0,025 mm zustandekommt und aufrechterhalten wird. Die Luft strömt dauernd in den Luftspalt 51 ein und entweicht aus ihm zwischen den Kanten der DruckgHeder 32 und 38. Sie gelangt über eine Düse 58 auf dem Lagerdeckel 9 in die Atmosphäre. Die Luft in der Kammer 8 wirkt auf die Rückseite des Druckgliedes 32 und die Außenfläche der Kappe 36 ein.

Bei den Drucklagern in F i g. 3 sind die gleichen Teile wie in F i g. 2 mit gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher nicht mehr im einzelnen beschrieben.

Das Drucklager gemäß F i g. 3 enthält ein ortsfestes Druckglied 68, das auf einer Abschlußwand 69 des Gehäuses 2 befestigt ist. Das Ende der Welle 3 erstreckt sich durch das Lager 4a hindurch und über dieses hinaus und geht durch die öffnung 70 des Druckgliedes 68 hindurch und in die Kammer 8 hinein. Die Nabe 33 des Druckgliedes 32 ist an dem Ende der Welle 3 befestigt. Auf der Abschlußwand 69 des Gehäuses 2 ist eine ringförmige Platte 71 befestigt, die einen Flansch 72 aufweist, der sich um die Welle 3 herum erstreckt. Um den Flansch 72 ist ein federnder O-Ring 73 herumgelegt.

Die eine Seite des Druckgliedes 68 weist eine Druckfläche 74 auf und ist gegenüber einer Druckfläche

75 an dem Druckglied 32 angeordnet, während auf der anderen Seite des Druckgliedes 68 eine ringförmige Nut

76 ausgebildet ist, in welcher der O-Ring 73 sitzt, so daß das Druckglied 68 nachgiebig auf der Abschlußwand 69 des Gehäuses 2 befestigt ist. Die Druckfläche 74 weist spiralig ausgebildete Nuten auf.

Unterhalb der Ringplatte 71 ist ein niedriger Kanal 77 ausgebildet, der an seinem einen Ende mit dem Luftspalt zwischen dem Flansch 72 und der Welle 3 und an seinem anderen Ende mit einer Lufteinlaßbohrung 78 in Verbindung steht, die durch die Abschlußwand 69 des Gehäuses 2 hindurchgeht. In den Lagerdeckel 9 ist eine Verschlußschraube 80 eingeschraubt, die eine enge Auslaßbohrung 81 enthält, die axial durch sie hindurchgeht und die Kammer 8 mit der Atmosphäre verbindet.

Der Lagerdeckel 9 weist auch noch einen einstellbaren Endanschlag 82 auf, drrch den die axiale Bewegung der Welle 3 begrenzt wird. Der Endanschlag 82 besteht aus einem Gewindebolzen 83, der gleichzeitig zu der Welle in einer Gewindebohrung des Lagerdeckels 9 sitzt und auf den eine Stellmutter 84 aufgeschraubt ist, durch welche der Schraubbolzen in einer bestimmten Lage gegenüber der Welle 3 festgestellt werden kann. Das Ende des Schraubbolzens 82 gegenüber dem Ende der Welle trägt eine Einsatzkugel 85.

Im Betrieb wird das Drucklager gemäß F i g. 3 unter Druck gesetzt, indem die Bohrung 78 mit einer Druckluftquelle verbunden wird. Die Druckluft gelangt durch die Bohrung 78 den Kanal 77 und den Spalt zwischen dem Flansch 72 und der Welle 3 zwischen die Druckflächen 74 und 75, und trennt diese entgegen der Wirkung des Gesamtgewichtes der Welle 3 und der an dieser sitzenden Teile und bildet zwischen ihnen den Luftspalt 51. Der Motor wird sodann angelassen, und die Welle 3 und das Druckglied 32 beginnen umzulaufen, so daß die spiralförmigen Nuten auf der Fläche 74 eine Pumpwirkung zwischen den Druckflächen 74 und 75 ausüben.

Wenn die Welle 3 ihre Betriebsdrehzahl erreicht hat, kann die Druckluftquelle abgeschaltet werden. Die Pumpwirkung der spiralförmigen Nuten bewirkt, daß Luft aus der Umgebung in die Bohrung 78 eingesaugt wird und sich eine Luftschicht zwischen die Druckflächen 74 und 75 legt, so daß diese voneinander getrennt bleiben. Die Luft gelangt aus dem Spalt zwischen den Druckflächen 74 und 75 in die Kammer 8, aus der sie über die Auslaßbohrung 81 in die Atmosphäre entweicht Die Luft in der Kammer 8 wirkt auf die Rückseite 53 des Druckgliedes 32 und auf die Kappe 36 ein.

Wenn während des Betriebes die axiale Belastung der Welle 3 in der durch den Pfeil A (Fig.2) angegebenen Richtung zunimmt, bewegt sich die Welle 3 in dieser Richtung, so daß die Größe des Luftspaltes 51 zunimmt und mehr Luft in die Kammer 8 entweicht. Jedoch kann wegen der in ihrer Größe unveränderlichen Auslaßbohrung 58 in Fig.2 die Luft nicht schneller aus der Kammer 8 ausströmen, so daß sich der Druck in der Kammer 8, der auf die Rückseite 53 und die Kappe 36 wirkt, vergrößert. Die von dem Luftdruck erzeugte Kraft, die auf die Rückseite 53 und die Kappe 36 zusammen mit der Kraft wirkt, die von dem Gesamtgewicht der Welle 3 und der an ihr sitzenden Teile herrührt, bewirkt, daß sich das Druckglied 32 in Richtung auf die Gleichgewichtslage bewegt und die Größe des Luftspalts 51 verringert wird. Wenn umgekehrt die Belastung der Welle 3 in axialer Richtung zunimmt, d. h. in Richtung des Pfeiles B, verkleinert sich der Luftspalt 51, und es entweicht weniger Luft in die Kammer 8. Demzufolge sinkt der in der Kammer 8 herrschende, auf die Rückseite 53 und die Kappe 36 einwirkende Druck, während der Luftdruck in dem Spalt 51 zunimmt, so daß sich das Druckglied 32 in die Gleichgewichtslage bewegt und die Größe des Luftspalt*. 51 zunimmt.

Unter bestimmten Betriebsverhältnissen kann es vorkommen, daß die Welle 3 sich um einen kleinen Betrag neigt und sich das Druckglied 32 entsprechend neigt. Die Nachgiebigkeit des elastischen Ringes 44 in F i g. 2, auf dem das Druckglied 38 aufliegt, ermöglicht es dem Druckglied 38, sich zusammen mit dem Druckglied 32 zu neigen, während der Luftspalt 51 zwischp* ·:οί Druckflächen aufrechterhalten bleibt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Offen-End-Spinneinheit mit einer endseitig den Spinnrotor tragenden, in einem die Axialbewegung der Welle begrenzenden Gasdruck-Axiallager gelagerten Welle, bei der die Welle ein an ihr befestigtes und mit ihr umlaufendes erstes Druckglied mit einer ersten Druckfläche trägt, mit welcher eine gegenüberliegend angeordnete zweite Druckfläche eines elastisch gelagerten zweiten Druckgliedes unter Ausbildung eines durch zwischen die Druckflächen eingeführtes Druckgas eingestellten Spaltes zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß beide Druckglieder (32,38; 32,68) in einer Kanimer ι s (8) angeordnet sind, in die bei Betrieb der Offen-End-Spir.neinheit zwischen den beiden Druckflächen (35, 40; 74, 75) austretendes Gas eintritt, und daß durch dieses Gas in der Kammer (8) eine der ersten Druckfläche (35; 74) gegenüberliegende Fläche (53; 75) des ersten Druckgliedes (32) beaufschlagt ist.

2. Offen-End-Spinneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (8) über eine Entlüftungsöffnung (58; 81) mit der Atmosphäre in Verbindung steht

3. Offen-End-Spinneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Druckglied (38; 68) auf einer der zweiten Druckfläche (40; 75) abgewandten Fläche einen ringförmigen Sitz (42; 76) ja aufweist und daß zwischen dem ringförmigen Sitz (42; 76) und einem gehäusefesten Situ: ein elastischer Ring (44; 73) angeordnet ist, durch ilen das zweite Druckglied (38; 68) konzentrisch zur Welle (3) gehalten ist.