DE4224757A1

DE4224757A1 - Synchroner Antriebsmotor für Spindeln

Info

Publication number: DE4224757A1
Application number: DE4224757A
Authority: DE
Inventors: Peter-Klaus Prof Dr Sc T Budig
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-07-27
Filing date: 1992-07-27
Publication date: 1994-02-03

Description

Die Erfindung betrifft einen synchronen Antriebsmotor für die Spindel von Ringspinn- oder Zwirnmaschinen, mit einem auf den Schaft der Spindel aufgepreßten Läufer, an dessen ringförmiger Umfangsfläche Permanentmagente direkt befe stigt sind.

Synchrone Antriebsmotoren dieser Art sind u. a. durch das EP 436 934 bekannt geworden.

Bei diesem Patent werden die Permanentmagneten am Umfang des Läufers frei auf dessen Oberfläche geklebt.

Für das Aufkleben dieser Permanentmagnete ist eine Vorrich tung denkbar, in der die Permanentmagnete in ihrer Lage fixiert und gegen die Oberfläche des Läufers gepreßt wer den. Diese Anpressung muß bis zum Abbinden der Klebeverbin dung erhalten bleiben.

Die Praxis hat gezeigt, daß es zweckmäßig ist, daß die Fertigung des Läufers beim Hersteller der Spindeln erfolgt. Dort wird die hohe Präzision der Spindeln, einschließlich der Funktionselemente, die der Läufer erfordert, am besten gesichert.

Bei der dort üblichen Taktfertigung, ist im normalen Takt nicht garantiert, daß die Permanentmagnete bis zum endgül tigen Aushärten der Klebeverbindung ihre Lage beibehalten. Für den sicheren Betrieb dieser sehr hochtourig laufenden Spindeln ist es aber wichtig, daß diese Permanentmagnete exakt in ihrer vorgeschriebenen Position befestigt und gehalten werden.

Die Praxis hat auch gezeigt, daß die Klebeverbindung an der Oberfläche des Läufers nicht ausreicht, die hohen Flieh kräfte sicher zu kompensieren.

Zur Lösung dieses Problems wird eine dünne Hülse vorgese hen, die die Permanentmagneten außen umgreift.

Eine solche Hülse muß, wenn sie im Bedarfsfall wirksam sein soll, eine hohe Festigkeit besitzen. Das erfordert einerseits bestimmte Querschnittesabmessungen und anderer seits nicht magnetisierbare Werkstoffe, die in der Regel geringere Festigkeiten aufweisen.

Beide Bedingungen führen dazu, daß der Luftspalt zwischen den Polen des Stators und den Permanentmagneten doch ein erhebliches Ausmaß annimmt.

Dadurch reduziert sich der Wirkungsgrad des Motors erheb lich.

Das wirkt sich bei der groben Zahl der Antriebe pro Maschi ne und dem Dauerbetrieb derartiger Maschinen bezüglich der Energiekosten sehr nachteilig aus.

Das Ziel der Erfindung ist die Sicherung niedriger Herstel lungskosten bei optimaler Energieausnutzung während des Betriebs der Maschine.

Aufgabe der Erfindung ist es, Mittel zu schaffen, die die Lagefixierung der Permanentmagnete über die Taktzeit der Spindelfertigung hinaus in hoher Präzision sichern und die Permanentmagnete im Betrieb gegen die Wirkung der Flieh kräfte an den Permanentmagneten zusätzlich am Läufer hal ten.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 definierten Elemente gelöst.

Der aus zwei stirnseitigen Ringen und mehreren entlang von Mantellinien verlaufenden Stegen bestehende Käfig aus einem nichtmagnetischen Material wird in einem gesonderten Ar beitsgang auf den Umfang des Läufers lagegenau aufgepreßt.

In die, durch die Ringe und Stege begrenzten Ausnehmungen werden von außen die paßgenauen Permanentmagnete, die innen und an ihren Seitenflächen mit Klebstoff beschichtet sind, eingesetzt.

Die endgültige Lage der Permanentmagneten, insbesondere in radialer Richtung wird durch eine präzise steuerbare Ein drückvorrichtung gesichert. Die so geschaffene Lage der Permanentmagnete bleibt auch dann erhalten, wenn die Ein drückvorrichtung nach Ablauf der Taktzeit entfernt wird.

Die Klebeverbindung kann störungsfrei in praktisch unbe grenzter Zeit aushärten.

Die sich radial erstreckenden Klebeflächen sichern in Verbindung mit den geschlossenen Ringen einen hohen Wider stand gegen die Fliehkräfte, ohne den Luftspalt zwischen den Polen des Motors zu vergrößern.

Die Gestaltung nach Anspruch 2 sichert eine optimale Kombi nation zwischen der kostengünstigen Herstellung der Läufer und dem unbedingt erforderlichen Widerstand gegen die Wirkung der Fliehkräfte.

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch den Antriebs- und Lagerbereich einer Spindel entlang der Längsachse der Spindel,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Käfigs und

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Läufer entlang der Linie III-III in Fig. 1.

Die Ringspinnmaschine besitzt einen, entlang der Maschinen längsachse sich erstreckenden Träger 3.

Auf diesem Träger 3 sind lagegenau die Statoren 2 der Syn chronmotoren mit senkrechter Achse befestigt. Sie sind dabei mit hoher Präzision auf die Achsen der Spindeln 1 ausgerichtet.

Die oberen Lager 16 der Spindeln 1 befinden sich zweckmäßi gerweise in der Ebene der Pole 21 der Statorwicklung. Das überwiegend axial wirkende Lager des Spindelschaftes 11 befindet sich in relativ grobem Abstand unterhalb dieser Ebene (nicht dargestellt).

Wegen der notwendigen, hohen Präzision der Lagerflächen wird das Unterteil des Spindelschaftes zweiteilig ausge führt.

Das, den Läufer 12 bildende hülsenförmige Teil besitzt an seinem oberen Ende eine hochgenau gefertigte Bohrung, die zur Spitze der Spindel 1 leicht konisch verlaufen kann. Mit dieser Bohrung wird der Läufer lagegenau auf den Spindel schaft 11 aufgepreßt.

Der ringförmige Abschnitt des Läufers 12 übergreift im Abstand das obere Radiallager 16 der Spindeln 1.

Auf die Umfangsfläche des Läufers 12 ist ein Käfig 13 aufgepreßt, der zweckmäßig einstückig hergestellt ist. Dieser Käfig 13 besteht aus zwei Ringen 131, die mit Stegen 132, die entlang von Mantellinien ausgerichtet sind, mit einander verbunden sind.

Der Innendurchmesser der Stege 132 kann geringfügig größer ausgebildet sein, als der Innendurchmesser der Ringe 132. Sind die Käfige 13 aus einem elastischen Plastwerkstoff hergestellt, ist es zweckmäßig, im Lagebereich der Ringe 131 flache ringförmige Nuten an dem Läufer 12 vorzusehen. Die Ausnehmungen zwischen den Stegen 132 und den Ringen 131 nehmen paßgenau die vorgefertigten Permanentmagneten 14 auf.

Die Permanentmagneten 14 werden vor dem Einsetzen derselben an ihren Seitenflächen und an ihrer Innenfläche mit hochfe stem Klebstoff beschichtet.

In einer Vorrichtung, die radial von außen gegen die Per manentmagnete anlegbare, genau positionierbare Druckstücke hat, wird die Dicke der Schicht des Klebers bestimmt. Überschüssiger Klebstoff wird dabei in den Spalt zwischen der Oberfläche des Läufers 12 und den Innendurchmesser der Stege 132 gepreßt.

Die so geschaffene Verbindung ist ausreichend fest, um den extremen Fliehkräften zu widerstehen.

Diese Verbindung kann innerhalb der Taktzeit montiert werden. Das Aushärten der Klebeverbindung ist nicht an die Taktzeiten gebunden. Eine unwillkürliche Lageveränderung während des Aushärtens wird vermieden.

Hilfsweise ist die Verwendung einer faserverstärkten Banda ge 15 möglich.

Die Einhaltung der Taktzeiten für den Montageprozeß gestat tet, daß die Komplettierung der Spindeln 1 mit den Perman entmagneten 14 in den Prozeß der Spindelfertigung einfügbar ist.

Daraus ergeben sich für die Fertigung der Spindeln, ein schließlich ihrer Antriebe deutliche Kostenvorteile.

Der Käfig 13 kann auch aus einem anderen, als einem Plast werkstoff gefertigt sein. Denkbar ist ein solcher Käfig 13 aus Aluminium oder aus Messing. Wichtig ist eine ausrei chende Festigkeit bei Gewährleistung antimagnetischer Eigenschaften.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

  1 Spindel
11 Schaft
12 Läufer
13 Käfig
131 - Ringe
132 - Stege
14 Permanentmagnete
15 Bandage
16 Radiallager
  2 Stator
21 - Pole
  3 Träger

Claims

1. Synchroner Antriebsmotor für die Spindel von Ring spinn- oder Zwirnmaschinen, mit einem auf den Schaft der Spindel aufgepreßten Läufer,

- an dessen ringförmiger Umfangsfläche Permantentmagen te direkt befestigt sind,

dadurch gekennzeichnet,
daß auf dem Umfang des Läufers (12) ein Käfig (13) für die Lagefixierung der Permanentmagneten (14) fest angeordnet ist,
daß der Käfig (13) aus nichtmagnetischem Material be steht und

- mindestens zwei stirnseitige Ringe (131) und
- zwischen den Ringen (131) mehrere, entlang von Man tellinien verlaufende Stege (132) hat,

daß die Ringe (131) und Stege (132) die Permanentmag neten (14) allseitig formschlüssig einschließen; und daß die Permanentmagneten (14) einerseits mit dem Käfig (13) und andererseits mit dem Umfang des Läufers (12) mittels Klebstoff verbunden sind.

2. Synchroner Antriebsmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Käfig (13) aus einem begrenzt elastischen Plastmaterial besteht,
daß der Innendurchmesser der Ringe (131) geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser im Bereich der Stege (132) und
daß der Läufer (12) im Bereich der Ringe (131) flache Ringnuten besitzt.