DE2437667A1 - Antrieb und lagerung eines scheibenfoermigen rotors - Google Patents

Antrieb und lagerung eines scheibenfoermigen rotors

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    • F16C2340/00Apparatus for treating textiles
    • F16C2340/18Apparatus for spinning or twisting

Description

MASCHINENFABRIK AUGSBURG-NÜRNBERG
Aktiengesellschaft
München, den 29. Juli 1974
Antrieb und Lagerung eines scheibenförmigen Rotors
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Antrieb und Lagerung eines scheibenförmigen Rotors insbesondere für eine Spinnzentrifuge konisch verlaufender Umfangsfläche.
Man hat bisher scheibenförmige Rotoren, Insbesondere die Rotoren von Spinnzentrifugen, deren Außenfläche konisch verläuft, und die einseitig frei für verfahrenswichtige Zusatzgeräte zugänglich sein müssen, in einer Kugellagerung fliegend gelagert. Diese starre Lagerung weist den Nachteil auf, daß die Rotoren sehr genau ausgewuchtet werden müssen; etwaige Unwuchten führen zu erhöhtem Lagorverschleiß und hiermit zu frühzeitigem Ausfall der Lagerung.
Spinnzentrifugen-Rotoren müssen mehrmals am Tag gereinigt werden, um ein gleichbleibendes Spinnprodukt zu erzielen. Da bei den bisherigen Lagerungen es außerordentlich schwierig ist, einen Rotor zu demontieren, und da der Hauptkostenanteil eines Rotors aus seinen zur Lagerung notwendigen Bestandteilen herrührt, hat man bisher einen verschmutzten und reinigungsbedürfigen Rotor nicht ausgewechselt gegen einen zweiten Rotor, sondern an der Spinnstelle wieder gereinigt und eingesetzt; hierdurch fällt täglich für eine beträchtliche Zeit eine Spinnstelle aus.
7·ΐ;+·'7 €09808/0533 - - 2 ~
BAD ORIGINAL
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lagerung und einen Antrieb für einen Rotor zu finden, der die Verwendung eines außerordentlich einfachen und billigen Rotors gewährleistet.
Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine Lagerung und einen Antrieb für einen Rotor zu finden, die ein schnelles und bequemes Auswechseln des Rotors zuläßt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäße dadurch gelöst, daß längs der konischen Umfangsfläche des Rotors ein Magnetspulensatζ angeordnet ist, dessen Innenfläche mit der konischen Umfangsfläche einen Luftspalt von im wesentlichen gleichmäßiger Weite bildet. Dieser Magnetspulensatζ dient einerseits zur Erzeugung eines schräg zur Rotorachse gerichteten Magnetfelds, dessen Stellwirkung den Rotor berührungsfrei zum Einhalten des vorgeschriebenen Luftspaltes veranlaßt; weiterhin dient der Spulensatz zum Aufbringen eines magnetischen Drehfeldes, das den Rotor antreibt. Hierdurch wird ein Rotor geschaffen, zu dessen Betrieb keinerlei weitere Anforderungen an den Rotor gestellt zu werden brauchen, als daß er in den zur Lagerung und Antrieb dienenden Zonen ferromagnetische s Material aufweist. Insbesondere entfallen bei dem Rotor die aufwendigen und teuren Lagerungseinrichtungen; der Rotor ist im übrigen innerhalb des Spulensatzes nur magnetisch gehalten, so daß er nach Abschalten der die Magnetfelder verursachenden Ströme jederzeit von Hand entnommen werden kann. Außerdem braucht der erfindungsgemäße Rotor nunmehr nicht mehr, wie bei
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•6 G 9 8 0 '8 /053 3
BAD ORiGiNAL
den bisherigen Rotoren, mit äußerster Sorgfalt zentriert zu werden, da er sich mit zunehmender Drehzahl in zunehmender Weise um seine Hauptträgheitsachse einstellt; so wirkt sich beispielsweise die einseitige Beladung eines Rotors während eines Verfahrensprozesses nich in erhöhter Lagerkraft und erhöhtem Lagerverschleiß aus, sondern nur in einer zulässigen Verlagerung der Hauptträgheitsachse,
Derartige Magnetspulen werden, falls nötig, über Meßfühler und eine Regelungseinrichtung betrieben, wobei die Meßfühler die Lage des Rotors aufnehmen und bei Lagefehlern die Magnetspulen veranlassen, durch ihre Stellwirkung auf den Rotor korrigierend einzuwirken.
Es ist aber auch denkbar, daß die Umfangsnut des Rotors selbst einen Permanentmagneten bildet, und daß im Magnetspulensatζ neben dem umlaufenden, den Antrieb dienenden Drehfeld ein stationäres Magnetfeld errichtet wird, das entweder von Magnetspulen oder von einem permanentmagnetisehen Ringmagneten herrührt, dessen Polung zu der des Rotors gleichnamig, sein kann. Ein Rotor mit vertikaler Achse, dessen Außenwandung sich nach unten konisch verjüngt, wird in einem derartigen Lager berührungsfrei getragen. Gewiß gibt es Anwendungsbereiche, in denen eine derartige Ausgestaltung von Vorteil ist.
Insbesondere in der Anwendung bei einer Spinnzentrifige ist es aber von Vorteil, daß die Rotorachse im wesentlichen vertikal angeordnet ist, und daß der Rotor an seinem oberen Ende einen
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P. Π 9 B ί'ι R / Γ) ΐ] 1 3
BAD ORIQiNAL
kleineren Durchmesser aufweist als an seinem unteren Ende. Hiermit hängt der Rotor an einer erfindungsgemäßen Baueinheit, die zu seinem Antreib und seiner Lagerung dient; der Rotor wird durch anziehende magnetische Kräfte in seiner Lage gehalten. Hierzu ist eine an sich bekannte Lageregelung notwendig, die aber insbesondere den Vorteil aufweist, daß sie auch die beispielsweise beim Durchlaufen von kritischen Drehzahlen auftretenden RotorSchwingungen dämpft, bzw. unterdrückt. Außerdem entspricht diese Ausgestaltung der üblichen und bisher verwendeten Form von Spinnzentrifugen-Rotoren im verfahrenstechnischen Teil.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Ringspulensatz für Antriebs- und Lagerungsspulen einen gemeinsamen Kern aufweist. Hierdurch wird eine konstruktiv einfache, elegante und ganz allgemein billigere Ausführung der Erfindung bewirkt.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß für Antrieb und Lagerung zumindest abschnittweise die gleichen Spulen verwendet werden. Sind beispielsweise die Antriebsfrequenzen von den notwendigen, aus Störschwingungen des Rotors resultierenden Stellfrequenzen hinlänglich verschieden, dann ist eine einfache Ausführungsform dieser Ausgestaltung, das gleiche Spulensystem beispielsweise über Filtereinrichtungen gleichzeitig mit Antriebs- und Stellströmen anzusteuern. Der
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η 9 8 η 8 / η 5 ? 3
BAD ORIGINAL
Vorteil dieser Ausgestaltung liegt in der ganz besonders einfachen Ausbildung des Spulensatzes. Da bei schnelllaufenden Rotoren selbst bei sorgfältiger Materialprüfung ein Bersten wegen der hohen Zentrifugalkräfte manchmal nicht zu vermeiden ist, wirkt der Magnetspulensatz gewissermaßen als Panzerung gegen die Bruchstücke desRotors; wird der Magnetspulensatζ zerstört, ist die vorgeschlagene Ausgestaltung, nach der ein billigerer Spulensatz mit einer aufwendigeren Steuerung betrieben wird, von Vorteil.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß dem Magnetspulensatz Lage-Meßfühler baulich mit einbezogen sind. Es ist zwar möglich, und in gewissen Fällen bestimmt von Vorteil, Meßfühler zur Lagemessung vorzusehen, die nicht in der Lagerebene messen; durch die Schrägstellung der Lagerkräfte zur Rotorachse ist es aber besonders von Vorteil, die Messung der Lage im wesentlichen in der Lagerebene durchzuführen, wobei es besonders vorteilhaft ist, die Meßfühler dem Magnetspulensatζ baulich mit einzubeziehen.
Hierbei werden von den Meßfühlern nicht nur radiale, sondern auch axiale Schwingungen festgestellt, die in gleicher V/eise unterdrückt werden. Es ist hierbei möglich, als Meßfühler auch Teile der Antriebs- und/oder Stellspulen zu verwenden.
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6 Π 9 8 G 8 / 0 5 3 3
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-D-
Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß unterhalb des Magnetspulensatzes dessen größere lichte Weite von einem Deckel lösbar verschlossen ist. Dieser Deckel verhindert beispielsweise bei Ausbleiben des Stellstromes, beispielsweise durch Abschalten oder Stromausfälle, daß der Rotor nach unten aus dem Magnetspulensatζ fällt, solange er sich noch dreht. Durch eine einfache Vorrichtung ist dieser Deckel lösbar, so daß mit wenigen, einfachen Handgriffen jederzeit der Rotor ausgewechselt werden kann.
Eine weitere Ausgestaltung besteht darin, daß der Deckel eine nach unten gerichtete Auswölbung aufweist. Die Seitenwände dieser Auswölbung können hierbei zylindrisch oder sogar konisch verlaufen, wobei gewährleistet ist, daß nach Ausfall des Stellstromes der Rotor in die Auswölbung fällt unddurch die senkrechten bzw. schräggerichteten Seitenwände daran gehindert xvird, wieder nach oben zu gleiten und dort die Spulensätze zu beschädigen; in gleicher Weise dient die erfindungsgemäße Auswölbung als Splitterfang, da durch die schrägstehenden Innenwandungen des Magnetspulensatzes etwa auftretende Bruchstücke des Rotors sofort nach unten in die Auswölbung gelenkt werden.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Deckel eine Beschichtung mit Gleiteigenschaften aufweist. Darartige Beschichtungen sind in der Technik bekannt, beispielsweise eine Beschichtung mit Plastikmaterial wie Teflon, Phosphatierung oder dergleichen. Hierbei wird bei Stromausfall be-
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wirkt, daß der Rotor, ohne Schaden zu nehmen, bis zu seinem Stillstand auf der Gleitschicht rutscht. Es ist zu dieser Ausgestaltung auch möglich, beim Abbremsen eines Rotors etwa zum Zwecke des Auswechselns durch Stromabschalten absichtlich den Rotor nach unten fallen zu lassen, um somit die Bremszeit zu verkürzen.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Innenfläche des Magnetspulensatzes eine Beschichtung mit Gleiteigenschaften aufweist. Hierbei wird bewirkt, daß der Rotor am Magnetspulensatζ anlaufen kann, ohne Schaden zu nehmen; ein derartiges Anlaufen kann beispielsweise dann entstehen, wenn versehentlich der Rotor einseitig überladen wurde.
Die Erfindung wird beispielsweise in der Zeichnung noch näher erläutert.
Ein Spinnzentrifugen-Rotor 1 mit konisch nach innen gewölbten Seitenflächen ist längs dieser Seitenflächen von einem Magnetspulensatz 5 umgeben, dessen Innenseite eine Beschichtung 4 aus einem Material mit günstigen Reibungseigenschaften aufweist, wie es beispielsweise unter dem Handelsnamen "Teflon" bekannt ist. Unterhalb des Magnetspulensatzes ist ein schüsseiförmiger, auf seiner Innenseite ebenfalls mit Teflon beschichteter Deckel 5 angeordnet, der um eine Achse 6 schwenkbar ist. Oberhalb der öffnung des Rotors 1 befindet sich eine hier nicht dargestellte Einrichtung zum Einbringen eines Spinnfadens. Der Magnetspulen-
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24376B7
satz J5 wird durch eine hier nicht dargestellte und an sich bekannte Antriebs- und Regelungseinrichtung angesteuert.
Muß der Rotor 1 im Betrieb gereinigt werden, dann wird das antreibende Drehfeld im Magnetspulensatζ 3 abgeschaltet, bzw. derart umgestellt, daß es auf den Rotor eine bremsende Wirkung ausübt. Hat der Rotor dann eine vorbestimmte Geschwindigkeit erreicht, die es ihm ermöglicht, schadfrei in der Höhlung des Deckels 5 auszurutschen, wird der Stellstrom für den Magnetspulensatz 3 abgeschaltet, und der Rotor 1 fällt nach unten in die Höhung des Deckels 5j wo er sich längs der teflonbeschichteten Oberfläche abbremst, ohne dabei Schaden zu nehmen. Bereits während dieses Vorganges kann der Deckel ausgeschwenkt werden, aus dem dann der mittlerweile zum Stillstand gekommene Rotor entnommen und durch einen neuen ersetzt wird. Die eingesammelten Rotoren brauchen nicht, wie bisher, von Hand gereinigt zu werden, sondern können zentral mechanisch beispielsweise in einer Waschanlage wirtschaftlich gereinigt werden. Der Deckel wird mit dem neuen Rotor v/ieder zurückgeschwenkt in die ursprüngliche Lage, als nächstes wird das Stellfeld eingeschaltet, das den Rotor nach oben in Betriebslage bringt. Zuletzt wird der Antriebsstrom v/ieder eingeschaltet, der ein Drehfeld erzeugt und der den Rotor wieder in Umlauf bringt. Es ist ersichtlich, daß zum notwendigen Warten einer Spinnstelle jeweils kaum mehr als die Zeit nötig ist, die zum Ab- bzw. Anlaufen der Spinnzentrifuge benötigt wird.
7.1467
29.7.1974
η 9 β η a / 0 5 3 3

Claims (1)

  1. be/sd 3
    MASCHINENFABRIK AUGSBURG-NÜRNBERG
    Aktiengesellschaft
    München, den 29. Juli 1974
    Patentansprüche
    . Antrieb und Lagerung eines scheibenförmigen Rotors, inssondere für eine Spinnzentrifuge mit konisch verlaufender Umfangsflache, dadurch gekennzeichnet, daß längs der konischen Umfaiigsfläche (2) ein Magnet spul ensat ζ (J) zum Antrieb und zur Lagerung angeordnet ist., dessen Innenfläche mit der konischen Umfangsfläche (2) einen Luftspalt von im wesentlichen gleichmäßiger Weite bildet.
    2. Antrieb und Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorachse im wesentlichen vertikal angeordnet ist, und daß der Rotor (1) an seinem oberen Ende einen kleineren Durchmesser aufweist als an seinem unteren Ende.
    3· Antrieb und Lagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetspulensatz (5) für Antriebs- und Lagerungsspulen einen gerneinsamen Kern auf v/eist.
    ■4. Antrieb und Lagerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für Antrieb und Lagerung zumindest abschnittweise die gleichen Spulen verwendet werden.
    6 60980Ö/G533 " 2 "
    2 4 3 7 ft 6 7
    AO
    5. Antrieb und Lagerung nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Magnetspulensatζ (j5) Lage-Meßfühler baulich mit einbezogen sind.
    6. Antrieb und Lagerung nach einem der Anspüche 2 - 5> dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Magnetspulensatzes (3) dessen größere lichte Weite von einem Deckel (5) lösbar verschlossen ist.
    7. Antrieb und Lagerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (5) eine nach unten gerichtete Auswölbung aufweist.
    8. Antrieb und Lagerung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (5) eine Beschichtung mit Gleiteigenschaften aufweist.
    9. Antrieb und Lagerung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die konische Innenseite des Magnetspulensatzes (3) eine Beschichtung mit Gleiteigenschaften aufweist.
    7.1467
    29.7.1974
    6 Π 9 B Q Q / 0 5 3 3
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