DE2404241A1 - Open-end spinning rotor bearing - has flexible O-rings to give a floating bearing to resist external forces - Google Patents

Open-end spinning rotor bearing - has flexible O-rings to give a floating bearing to resist external forces

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Abstract

The design of the bearing for a high-speed rotor, such as in an open-end spinning unit, uses flexible 0-rings in conjunction with the bearing bush to hold the rotor to the stator to contain the centre of gravity within the floating bearing. The design prevents operating forces affecting the bearing, preventing wear which would lead to imbalance in running, and to increase bearing life.

Description

Vorrichtung mit einem schnelldrehenden Rotor Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einem schnelldrehenden Rotor, insbesondere für Spinnmaschinen. Apparatus with a high speed rotor The invention relates to a device with a rapidly rotating rotor, especially for spinning machines.

Problemstellung Bei schnelldrehenden Rotoren werden erhebliche Anforderungen an die LagerLrig des Rotors gestellt, welche entscheidend fr die Lebensdauer, Funktionssicherheit sowie die erreichbaren Drehzahlen sind. Es ist hinlänglich bekannt, daß bei hohen Drehzahlen selbst kleinste Unwuchten des Rotors erhebliche Kräfte auf die Lagerung bewirken.Problem definition High-speed rotors have to meet considerable requirements placed on the bearings of the rotor, which are decisive for the service life and functional reliability as well as the achievable speeds. It is well known that at high Speeds even the smallest unbalance of the rotor considerable forces on the bearing cause.

Zwar können mit bekannten Mitteln Rotoren recht gut aus gewuchtet werden, doch es ergibt sich dabei ein erheblicher fertigungstechnischer Aufwand und die verbleibende Restunwucht begrenzt die erreichbaren Drehzahlen nach oben. Bei Spinnmaschinen, die nach dem Offen-End-Spinnverfahren arbeiten, ist weiterhin zu beachten, daß infolge des kontinuierlich zugeführten Spinnnaterials in den Rotor die Unwucht des Rotors nach Lage und GröBe sich ständig ändert, welche eine entsprechend stark dimensionierte Lagerung erfordert.It is true that rotors can be balanced quite well with known means be, but it results in a considerable manufacturing effort and the remaining unbalance limits the maximum speeds that can be achieved. For spinning machines that use the open-end spinning process work, it should also be noted that as a result of the continuously fed spinning material in the rotor the imbalance of the rotor according to position and size changes constantly, which one requires a correspondingly large bearing.

Bei schnelldrehenden Rotoren ist ferner zu beachten, daß bei bestimmten Drehzahlen aufgrund von Schwingungen Lagerbelastungen auftreten können, die zur Zerstörung der Lager und somit der gesamten Vorrichtung fuhren können.In the case of high-speed rotors it should also be noted that with certain Rotational speeds due to vibrations bearing loads can occur which lead to Destruction of the bearings and thus the entire device can lead.

Aufgabe und Lösung Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden und eine einfache, funktionssichere Vorrichtung zu schaffen, wobei Kräfte von der Lagerung weitgehend fernzuhalten sind. Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des ersten Patentanspruches gelöst.Task and solution The present invention is based on the task of to avoid the disadvantages mentioned and a simple, functionally reliable device to create, whereby forces are to be largely kept away from the storage. This task is achieved according to the features of the first claim.

Vorteile und Weiterbildungen Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich aus, durch einen einfachen Aufbau und ist ohne besonderen fertigungstechnischen AuSwand herstellbar. Der Rotor rotiert aufgrund der schwimmenden Lagerung in vorteilhafter Weise um die Trägheitsachse des größten Trägheitsmomentes, so daß Kräfte an den Lagern infolge von Unwuchten vermieden werden. Durch Verwendung von Teilen aus elastisch verformbarem Material, gemaß des zweiten Pstentanspruches, wird in vorteilhafter Weise auch eine sehr wirksame Schwingungsdämpfung erreicht.Advantages and developments The device according to the invention is characterized by a simple structure and is without any special manufacturing technology Can be produced from the wall. The rotor rotates more advantageously due to the floating bearing Way around the axis of inertia of the greatest moment of inertia, so that forces on the Storage due to imbalances can be avoided. By using parts made of elastic deformable material, according to the second claim, is advantageous Way, a very effective vibration damping is achieved.

Eine insbesondere hinsichtlich des Fertigungsaufwandtes bevorzugte Ausbildung der Etfindung ist gemäß den Merkmalen des vierten Patentanspruches geschaffen. So wird beispielsweise zwischen der Lgerbuchse des Zapfen lagers und dem Stator ein Ring aus elastischem Material, beispielsweise Gummi oder eine konische Spiralfeder angeordnet, ohne daß dabei besondere Fertiangstoleranzen eingehalten werden müssen. Eine sehr vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist gemäß den Merkmalen des vierten Patentanspruches geschaffen. Das Zapfenlager ist dabei mit einem derart geringen Durchmesser ausgebildet, daß auch bei hohen Drehzahlen die Relativ-.A particularly preferred one in terms of manufacturing costs Training of the Etfindung is created according to the features of the fourth claim. For example between the bearing bushing of the journal and the stator a ring made of elastic material, for example rubber or a conical spiral spring arranged without adhering to special manufacturing tolerances Need to become. A very advantageous embodiment of the invention is according to the features of the fourth claim created. The journal bearing is with such a formed small diameter that even at high speeds the relative.

geschwindigkeit zwischen Zapfen und Lagerbuchse vergleichaweise gering ist. Es hat sich weiterhin als sehr vorteilhaft erwiesen, gemäß des achten Patentanspruches einen eisenlosen Elektromotor zu ventenden, da somit von der Lagerung aufzunehmende Querkräfte vermieden werden.speed between journal and bearing bush comparatively low is. It has also proven to be very advantageous according to the eighth patent claim to ventilate an ironless electric motor, as it has to be absorbed by the storage Lateral forces can be avoided.

Ausführmngsbeispiel Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten und bevorzugten Ausführur.gsbeispieles näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1: Eine prinzipielle Darstellung der Vorrichtung, enthaltend einen topfförmigen Rotor, welcher mittels eines Zapfenlagers gelagert ist. Gemäß Fig. 1 ist ein topfföniger Rotor 1 vorgesehen, welcher im Zentrum des Bodenteiles 2 eine Bohrung 3 aufweist. In der genannten Bohrung 3 ist ein Zapfen 5 ar.geordnet, dessen freies Ende 6 in eine Lagerbuchse 7 hineinragt. Der Schwerpunkt des Rotors befindet sic zumindest näherungsweise auf der Symmetrieachse 8 und zwa im Bereich des Zapfenlagers, welches die Lagerbuchse 7, sowie den Zapfen 5 enthält. In den topfförmigen Rotor 1 ragt der Stator lo hinein, welcher eine Bohrung 12 zur Aufnahme der Lagerbuchse 7 aufweist. Die genannte Lagerbuchse 7 ist mittels Teilen aus elastischem Material b der Bohrung 12 angeordnet, welche Teile als O-Ringe 13 ausgebildet sind. Diese O-Ringe liegen in Nuten 15 der Bohrung 12, sowie in Nuten 17 der L-gerbuchse 7. Anstelle der genannten O-Ringe kann bevorzugt eine Spiralfeder (nicht dargestellt) vorgesehen werden, wobei ein Ende an der Bohrung 12 und das andere Ende an der Lagerbuchse 7 anliegt. Zum Antrieb des Rotors 1 ist ein Elektromotor vorgesehen, enthaltend auf der Innenfläche des Rotors 1 angeordnete Permanentmagnete 20. Die im wesentlichen radial nagnetisierten Permanentmagnete 20 besitzen in Unfangrichtung abwechselnde Polarität und sind als einzelne Magnete @ Rotor befestigt oder beispielsweise aus in Kunstharz eingebettetes Metalloxydpulver gebildet. Den genannte Permanentagneten sind gegenüberliegend auf dem Stator 1o Wicklungen 22 zugeordnet, welche von Strom durchflos-'en sind, sodaß der Rotor beispiels-eise nach Art eines bürsterlosen Gleichstronmotors angetrieben wird. Die Wicklungen 22 sind eisenlos ausgebildet, sodaß auch von dem derart gebildeten Elektromotor keine zusätzlichen Kräfte oder Momente auf die Lagerung hervorgerufen werden. Am vorderen Ende des Rotors ist ein Trichter 24 vorgesehen, in welchen bei Verwendung der angegebenen Vorrichtung in Splrrnmaschinen nach dem Offen-End-Verfahren das zu splnnende Material in bekannter Weise hineingelegt und abgezogen wird Befindet; sich der Schwerpunkt des Rotors beispielweise infolge von Fertigungstoleranzen oder infolge des in den Trichter 24 befindlichen Materials nicht exakt auf der Symmetrieachse 8, so kann sich der Rotor aufgrund der erfindungsgemäßen, schwimmenden Lagerung dennoch um seine Hauptträgheitsachse drehen. Zusätzliche Lagerkräfte erden vorteilhaft vermieden. Aufgrund der sehr wesentlichen Ausbildung des Antrieb als eisenloser Elektromotor wird weiterhin erreicht; daß auch von Antrieb keine susatzllchen radialen Kräfte oder Momente auf die Lgarung ausgeubt werden.Exemplary embodiment The invention is described below with reference to the in the Drawing illustrated and preferred Ausführungsur.gsbeispieles explained in more detail. It shows: FIG. 1: A basic illustration of the device, containing one cup-shaped rotor, which is mounted by means of a journal bearing. According to Fig. 1 a pot-shaped rotor 1 is provided, which in the center of the bottom part 2 a Has bore 3. In the above-mentioned bore 3, a pin 5 is arranged, whose free end 6 protrudes into a bearing bush 7. The center of gravity of the rotor is located sic at least approximately on the axis of symmetry 8 and zwa in the area of the journal bearing, which contains the bearing bush 7 and the pin 5. In the cup-shaped rotor 1, the stator lo protrudes into it, which has a bore 12 for receiving the bearing bush 7 has. Said bearing bush 7 is made of elastic material by means of parts b arranged in the bore 12, which parts are designed as O-rings 13 are. These O-rings are located in grooves 15 of the bore 12, as well as in grooves 17 of the L-gerbuchse 7. Instead of the O-rings mentioned, a spiral spring (not shown) can be used. be provided, one end to the bore 12 and the other end to the bearing bush 7 is present. To drive the rotor 1, an electric motor is provided, containing permanent magnets 20 arranged on the inner surface of the rotor 1. The essentially radially magnetized permanent magnets 20 have alternating in the circumferential direction Polarity and are attached as individual magnets @ rotor or, for example, from Metal oxide powder embedded in synthetic resin is formed. The named permanent magnet are opposite on the stator 1o windings 22 assigned, which of current flow through, so that the rotor, for example, in the manner of a brushless DC motor is driven. The windings 22 are ironless, so that also of the Electric motor formed in this way does not have any additional forces or moments on the bearing be evoked. A funnel 24 is provided at the front end of the rotor, in which when using the specified device in washing machines according to the Open-end method, the material to be split is placed in the known manner and is deducted; the center of gravity of the rotor, for example, as a result of Manufacturing tolerances or as a result of the material in the funnel 24 not exactly on the axis of symmetry 8, so the rotor can be due to the inventive, floating bearing still rotate around its main axis of inertia. Additional bearing forces ground advantageously avoided. Because of the very essential design of the drive as an ironless electric motor is still achieved; that no drive either susatzllchen radial forces or moments are exerted on the Lgarung.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung auch für Vorrichtungen mit sich in axialer oder radialer Richtung erstreckenden Rotoren ohne weiteres anwendbar ist. Genannt seien hier als Beispiel die Gaszentrifugen. Wesenlich ist in allen Fällen die schlfimmende Lagerung des Rotors mittels wenigstens eines nachgiebigen Lagers derart, daß dieser um eine Trägheitsachse des kleinsten oder größten Trägheitsmomentes drehbar ist.It should be noted that the invention also applies to devices easily applicable with rotors extending in the axial or radial direction is. The gas centrifuges are mentioned here as an example. Is essential in all Cases the bad bearing of the rotor by means of at least one flexible Bearing in such a way that it is about an axis of inertia of the smallest or largest moment of inertia is rotatable.

- Patentansprüche -- patent claims -

Claims (8)

Patentansprüche Öl. Vorrichtung mit schnelldrehendem Rotor insbesondere für Spinnmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotcr gegenüber dem Stator um eine Drehachse mittels wenigstens eines nachgiebigen Lagers schwimmend gelagert ist und der Schwerpunkt des Rotors zumindest näherungsweise im Bereich des Lagers sich befindet. Patent claims oil. Device with a rapidly rotating rotor in particular for spinning machines, characterized in that the Rotcr opposite the stator around an axis of rotation floatingly mounted by means of at least one flexible bearing and the center of gravity of the rotor is at least approximately in the area of the bearing located. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager Teile aus elastischem Material aufweist, welche vorzugsweise koaxial zur Lagerachse angeordnet sind und welche sowohl bei radial gerichteten Kräften als auch bei Momenten un die zur Lagerachse senkrechten Achsen nachgiebig sind.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the bearing Has parts made of elastic material, which are preferably coaxial with the bearing axis are arranged and which both for radially directed forces and moments and the axes perpendicular to the bearing axis are flexible. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager wenigstens ein Federelement aufweist, welches vorzugsweise als eine konische Spials ender ausgebildet ist.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the bearing has at least one spring element, which is preferably as a conical Spials ender is formed. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager als ein Zapfenlager ausgebildet ist, wobei die Lagerbuchse und / oder der Zapfen mittels wenigstens eines Ringes aus elastischen Material oder einer konischen Spiralfeder im Stator angeordnet ist.4. Apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized in that that the bearing is designed as a journal bearing, the bearing bushing and / or the pin by means of at least one ring made of elastic material or a conical one Spiral spring is arranged in the stator. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbuchse vorzugsweise an den Enden Nuten und gegenüberliegend der Stator Nuten aufweist, in welchen Nuten O-Pange angeordnet sind.5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the bearing bush preferably has slots at the ends and opposite the stator slots, in which grooves O-brackets are arranged. 6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der im wesentlichen topfförmig ausgebildete Rotor im Boden eine Bohrung aufweist und daß in der genannten Bohrung ein Zapfen angeordnet ist, dessen freies Ende in das genannte Lager hineinragt.6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that that the essentially cup-shaped rotor has a bore in the bottom and that in said bore a pin is arranged, the free end of which in the said camp protrudes. 7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der im wesentlichen topfförmig ausgebildete Rotor auf einer Innen- und / oder Außenfläche Permanentmagnete mit in Umfangsrichtung aswechselnder Polarität aufweist und zum Antrieb des Rotors den genannten Permanentmagneten gegenüberliegend auf dem Stator Wicklungen vorgesehen sind.7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that that the essentially cup-shaped rotor on an inner and / or Outer surface having permanent magnets with polarity alternating in the circumferential direction and to drive the rotor on said permanent magnets opposite one another the stator windings are provided. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen eisenlos ausgebildet sind.8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the windings are formed ironless. L e e r s e i t eL e r s e i t e
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