JP2004506145A - ゴデットユニット - Google Patents

Abstract

少なくとも１本の走行する合成糸を搬送し案内するためのゴデットユニットに関する。ポット状のゴデット外套が、少なくとも１つの転がり軸受を備えた駆動軸によって、支持部から突出するように該支持部に支承されている。駆動軸は、電気的な駆動装置と結合されている。駆動軸を介しての転がり軸受の過熱を回避するために、本発明によれば、転がり軸受の、駆動軸に取り付けられた内輪を冷却するための手段が設けられているので、転がり軸受の外輪と内輪との間の運転温度の均等化や温度維持がもたらされる。

Description

【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に記載の形式の、走行する糸を搬送し案内するためのゴデットユニットに関する。
【０００２】
このような形式のゴデットユニットは、個々の糸または一群の糸を案内し搬送するのに公知であり、これによってたとえば糸を紡止口金から引き出すか、またはたとえば糸をドラフトすることができる。ここではゴデットは一般的に個々の駆動装置を備えており、この駆動装置はゴデット外套と結合された駆動軸を駆動する。通常駆動軸はゴデット外套と電気的な駆動装置との間の領域で支承されており、これはたとえばドイツ連邦共和国特許出願公開第３７０１０７７号明細書から公知である。
【０００３】
現在一般的な、１０００ｍ／ｍｉｎを大幅に上回る高い糸走行速度に基づいて、極めて高い駆動回転数が到達されるようになっている。このような高い負荷によって、軸受摩擦によってもたらされる軸受の加熱以外に、電気的な駆動装置に比較的高い熱エネルギが生じるようになる。この場合、電気的な駆動装置の熱エネルギの大部分が駆動軸を介して軸受にもたらされる、という問題が発生する。このような現象によって、転がり軸受に不都合な温度差が生じるので、転がり軸受の、駆動軸と結合された内輪は、転がり軸受の、支持体に支持される外輪よりも高い温度を有している。その結果として支承−プレストレス（Ｖｏｒｓｐａｎｎｕｎｇ）の不都合な変動が生じる。この問題は、ゴデット外套が加熱されているゴデットユニットでさらに強く現れる。なぜならば駆動軸によって伝達される熱エネルギが大幅に高められるからである。
【０００４】
公知のゴデットでは、軸受孔が、直接的に、機械フレームの、ケーシングとして形成された機械壁部に設けられている。このような配置構成は、転がり軸受の加熱を防止するのには適していない。
【０００５】
米国特許第４８２２９７２号明細書から別のゴデットユニットが公知であり、ここでは駆動軸が少なくとも１つの転がり軸受を介して支持体に支承されている。支持体は、複数の冷却通路を備えており、これらの冷却通路は特に転がり軸受の外側領域を冷却する。このような構成によって、主に転がり軸受の外輪から支持体に導出される熱は、冷却媒体によって収容し放出される。しかしこれによって転がり軸受の内輪と外輪との間の温度差の問題が高められる。
【０００６】
したがって本発明の課題は、冒頭で述べたような形式の、走行する少なくとも１本の糸を搬送し案内するためのゴデットユニットを改良して、一方では過熱を防止し、他方では転がり軸受の内側における運転温度の平均化をもたらすような軸受冷却手段の設けられたものを提供することである。
【０００７】
この課題は、請求項１の特徴部に記載した構成手段を有する装置によって解決される。
【０００８】
本発明の別の有利な実施形態は、従属請求項に定義されている。
【０００９】
ゴデットユニットの運転中に、駆動軸の軸受の加熱は、主に一方では転がり軸受の内側における軸受摩擦によって、他方では外部から供給される熱量によってもたらされる。この場合軸受摩擦によって生じる熱は、構造状況に応じて、均等にまたは不均等に転がり軸受の内輪および外輪に到達する。外部から供給される熱は、熱の生じる位置ならびにゴデットユニットの内側における熱伝導経路に応じて転がり軸受に到達する。駆動軸の電気的な駆動装置が直接的に駆動軸の加熱をもたらす、ということが公知である。駆動軸からの放熱は、有利には、接触箇所で行われるので、特に追加的な熱量が転がり軸受の内輪に導かれる。本発明の利点によれば、駆動軸を介してもたらされる熱量が転がり軸受の運転温度に作用し得ない。このためにゴデットユニットは、内輪を直接的に冷却するための手段を備えている。これによって大体において転がり軸受の外輪と内輪との間の均等な運転温度が維持される。外部加熱の不都合な影響は、実質的に転がり軸受から遠ざけられるので、極めて正確な転がり軸受の設計が可能である。
【００１０】
特に有利には、内輪の冷却手段は冷却体として形成することができ、この冷却体は転がり軸受の内輪と熱伝達的に接触されている。このために冷却体は、転がり軸受の傍に配置されていて、かつ内輪の少なくとも一部の周囲にわたって半径方向で延びている。これによって均等で連続的な熱伝達および放熱が得られる。
【００１１】
同時に駆動軸に存在する熱の一部を吸収し導出するために、冷却体は、有利には、リング状の冷却リングとして形成されており、この冷却リングは駆動軸の周に沿って、内輪の傍にかつ／または内輪の下側に取り付けられている。
【００１２】
特に有利な別の実施形態では、冷却体は、冷却リングと冷却フィン支持体との２部分から形成されている。冷却リングは駆動軸の周に沿って取り付けられていて、かつ支持体に取り付けられた冷却フィン支持体と結合されていて、それも冷却体が駆動軸と共に冷却フィン支持体に対して相対的に回転運動できるように、結合されている。この実施形態の特別な利点によれば、冷却体の放熱面が大幅に拡張されており、したがって比較的高い放熱が可能である。
【００１３】
回転する冷却リングと定置の冷却フィン支持体との間の熱伝達のために、有利には、突出している複数の冷却ウェブが冷却リングと冷却フィン支持体とに取り付けられていて、それもこれらの冷却フィンが回転運動を妨げることなく互いにオーバーラップするように、取り付けられている。したがって最大伝達面が形成される。
【００１４】
冷却体の周囲における放熱面を拡張するために、有利には、冷却体は冷却フィンを備えている。
【００１５】
特に冷却リングの周囲に冷却フィンが取り付けられると、冷却フィンにおける切欠によって、駆動軸と冷却リングとの回転時に、冷却にとって有利な冷却空気乱流が生じる。
【００１６】
本発明の軸受冷却の実施形態は、１つの軸受を備えたゴデットユニットに制限されるものではない。それどころか特に軸方向でプレストレスを有する２つの転がり軸受が設けられているような形式で支承された駆動軸では、それぞれ転がり軸受に対応配設された冷却手段によって比較的高い一定のプレストレスが得られる。転がり軸受が斜めに設置された状態では、転がり軸受の内輪と外輪との間の温度差が角度位置の変化ひいてはプレストレスの変化をもたらす、という欠点は回避することができる。これに関して転がり軸受の内輪における直接的な放熱は、角度位置の変化を防止するので、軸方向のプレストレスはほとんど不変に維持される。
【００１７】
転がり軸受の冷却の相互的な影響が生じない、ということを回避するために、、有利には、冷却体は内輪の、軸受孔の外側に向いた側で、有利には、転動体と内輪との間の転動接触側で取り付けられている。
【００１８】
有利には、特に駆動装置側に向いた方の冷却体を、冷却流体有利には冷却空気が擦過でき、この冷却流体は、冷却流体発生器によって駆動装置側で発生される。このような冷却流体発生器は、電気的な駆動装置を一次的に冷却するために使用される。さらに、有利には冷却通路を介して、冷却空気または冷却流体を、ゴデットユニットの、突出している側に配置された冷却体に案内することもできる。
【００１９】
本発明のゴデットユニットは、ゴデット外套に沿って案内される糸を加熱するのに特に適している。このためにゴデット外套を加熱するための加熱手段が設けられており、この加熱手段は、ゴデット外套と駆動軸との間に形成されたリング室に配置されている。内向きに駆動軸に導出される熱は、有利には、直接的に転がり軸受の内輪における冷却体を介して吸収し放出される。
【００２０】
別の利点および実施形態は、以下の実施例の説明に詳しく述べられている。
【００２１】
次に図面につき本発明の実施例を詳しく説明する。
【００２２】
図１には、本発明のゴデットユニットが概略的に長手方向断面図で示されている。ゴデットユニットはゴデット外套２から成っている。ゴデット外套２は、ポット状に形成されていて、かつ駆動軸に被せ嵌められている。駆動軸１の、突出している端部は、ゴデット外套２の端壁４と相対回動不能に（つまり一緒に回転するように）結合されている。この場合ゴデット外套２は緊締エレメント５を介して駆動軸１に保持される。駆動軸１の反対側の端部では、駆動軸１は駆動装置３と連結されている。ここでは駆動装置３は、電動モータとして形成されていて、かつ駆動軸１ひいてはゴデット外套２を駆動する。
【００２３】
ゴデット外套２と駆動装置３との間の領域において、駆動軸は、相互間隔を有して配置された２つの転がり軸受６．１，６．２によって支承されている。このために駆動軸１の貫通する支持体１０には、軸受孔１１が設けられており、各軸受孔１１に転がり軸受６．１，６．２が収容されている。転がり軸受６．１，６．２は、それぞれ内輪８と転動体９と外輪７とを備えている。軸受孔１１に転がり軸受６．１，６．２が嵌め込まれていて、それも外輪７．１，７．２が支持体１０に保持され、内輪８．１，８．２が駆動軸１に載設されるように、嵌め込まれている。これらの軸受孔１１は、軸受孔と実質的に同心的に支持体１０に設けられた軸孔を介して互いに結合されている。軸孔は、支持体１０と駆動軸１との間に空隙が形成されるように、寸法設定されている。
【００２４】
軸受を冷却するために、冷却手段として各転がり軸受６．１，６．２にそれぞれ１つの冷却体１２．１，１２．２が対応配設されている。冷却体１２．１は冷却リング１３．１によって形成されており、この冷却リング１３．１は、転がり軸受６．１の内輪８．１の直ぐ傍で駆動軸１の周に沿って取り付けられている。冷却リング１３．１と内輪８．１とは熱伝導的に接触されている。このために冷却リング１３．１は、転がり軸受６．１の、駆動軸１の突出している端部に向いた側に直接的に配置されている。冷却リング１３．１は、内輪８．１に接触する接触面とは反対側に、放熱性の冷却面を備えている。冷却面を拡張するために、冷却リング１３．１に複数の冷却フィン１４が成形されていて、それも冷却フィン１４が軸方向で延びていて、かつ様々な直径を有するリングとして、同心的に半径方向で相前後して駆動軸１を取り囲むように、成形されている。
【００２５】
駆動装置に向いた側の転がり軸受６．２には、冷却体１２．２が対応配設されている。この場合冷却体１２．２は同様に冷却リング１３．２として形成されており、この冷却リング１３．２は接触面で内輪８．２に接触していて、かつ駆動軸の周に沿って取り付けられている。この場合冷却リング１３．２の周面は、冷却面として複数の冷却フィン１４．２を備えている。冷却フィンは軸方向で相前後して冷却リング１３．２の周に沿ってディスク状に成形されている。冷却フィン１４．２ならびに冷却リング１３．２の一部は、支持体１０の軸受孔１１の外側で、駆動装置３に被せ嵌められたケーシング１５の内室に突入している。ケーシング１５は支持体１０に取り付けられており、このケーシング１５は駆動装置３を包囲している。ケーシング１５は、閉鎖された端面側に開口を備えており、この開口を通って、ライン１６による駆動装置３のエネルギ供給が行われる。
【００２６】
本発明のゴデットユニットの、図１に示した実施例では、駆動軸１は、駆動装置３特に電動モータによって回転駆動される。駆動軸１と共にゴデット外套２が回転し、これによってゴデット外套の周に接触する単数または複数の糸を案内することができる。駆動軸１の軸受領域では、転がり軸受６．１，６．２の内輪８．１，８．２ならびに冷却リング１３．１，１３．２が駆動軸１と共に回転する。この場合駆動装置３から駆動軸１に伝わる熱は、直接的に駆動軸１から冷却リング１３．１，１３．２ならびに内輪８．１，８．２に伝達される。転がり軸受６の内輪８に対して、冷却リングは、特に高い熱伝導性を特徴とする材料たとえばアルミニウムもしくはアルミニウム合金から製作されている。したがって冷却リング８は熱エネルギの伝達に特に良好に適している。一体成形された冷却リングによって、冷却リングにもたらされる熱量は周囲環境に放出される。これによって冷却リングの接触面において内輪８からの熱伝達が生じるので、駆動軸１から軸受リングに伝達される熱量は、直接的に冷却リング１３に放出される。内輪８．１，８．２の冷却によって、転がり軸受６の外輪７と内輪８との間に極端な温度差が生じ得る、ということが回避される。転がり軸受には、主に軸受摩擦と軸受支承力とに基づく運転温度が作用する。
【００２７】
転がり軸受６の内輪８を冷却するための冷却体１２．１，１２．２の実施例は、単に例示したにすぎない。転がり軸受６の内輪８に対する接触を形成するあらゆる別の実施例が実現可能である。本発明のゴデットユニットにとって重要な点は、転がり軸受に生じ得る温度差を解消するために、外部から転がり軸受にもたらされる熱を直接的に放出できることである。
【００２８】
図２には、加熱式のゴデットユニットの１実施例が示されている。ここでは図１と同等の機能を有する構成部材には同じ符号を付した。ゴデット外套２、駆動軸１、駆動装置３、支持体１０およびケーシング１５の配置構成は、実質的に図１に示した実施例に相当する。繰り返しの説明は省略するので、図１の説明を参照されたい。
【００２９】
図２に示した実施例では、中空円筒状の加熱支持体１７が、ゴデット外套２の内側領域において駆動軸１を取り囲んでいて、片方の端面で支持体１０に取り付けられている。加熱支持体１７の周には、ほぼゴデット外套２の長さにわたって延びる加熱手段１８が配置されている。この場合有利には、加熱手段１８は、誘導によってゴデット外套２の加熱を実現するような電気コイルによって形成される。
【００３０】
駆動軸１は、転がり軸受６．１，６．２によって支持体１０に支承されている。各転がり軸受６．１，６．２にはそれぞれ冷却手段として冷却体が対応配設されている。この場合転がり軸受６．１の内輪８．１は、冷却リング１３．１によって冷却され、この冷却リング１３．１は前述の図１の実施例に相当する形式で形成されている。
【００３１】
これに対して転がり軸受６．２には、冷却リング２０と冷却フィン支持体２２とから成る冷却体が対応配設されている。冷却リング２０は、転がり軸受６．２の、駆動装置に向いた側で駆動軸１の周に沿って取り付けられていて、それも冷却リング２０の端面が転がり軸受６．２の内輪８．２に接触するように、取り付けられている。冷却リング２０の、転がり軸受とは反対側の端面には、軸方向に向いて形成された複数の冷却ウェブ２１が、リング状の切り込みによって冷却リング２０の端面に形成されている。冷却フィン支持体２２は、支持体１０に取り付けられている。ここでは冷却フィン支持体は、冷却リング２０の切り込みの高さで、これらの切り込みに合致する冷却ウェブ２３を備えており、冷却ウェブ２３は冷却リングの切り込みに突入しているので、冷却リング２０の冷却ウェブ２１と、冷却フィン支持体２２の冷却ウェブ２３とは非接触式に互いにオーバーラップしている。したがって冷却リング２０と冷却フィン支持体２２との間に熱ブリッジ（Ｗａｅｒｍｅｂｒｕｅｃｋｅ）が形成され、この熱ブリッジは駆動軸１の回転運動を妨害しない。冷却フィン支持体２２は、支持体１０とは反対側の端面に、軸方向に向けられた複数の冷却フィン１４を備えている。冷却フィンはリング状またはセグメント状に形成されており、これによってできるだけ大きな冷却面を冷却リブ支持体２２に実現することができる。
【００３２】
ケーシング１５の内側において、冷却流体発生器１９が電動モータ３と連結されているので、駆動装置３も冷却体１２．２も流過する冷却空気流を発生させることができる。
【００３３】
支持体１０の、駆動装置とは反対側における冷却リング１３の冷却作用を改善するために、ケーシング１５および／または支持体１０に適当な空気通路を設けることによって、ゴデット外套の領域に冷却流を案内することができ、これによって冷却リング１３と協働して転がり軸受６．１の冷却の強化が得られる。図１の実施例と同様に、図２の実施例の冷却体の構成は単に例示したにすぎない。
【００３４】
本発明は、転がり軸受の内側リングが、内側リングと接触している冷却体によって冷却されることに制限されない。冷却媒体たとえば熱伝達流体が転がり軸受の内輪の直ぐ傍に案内されるか、または内輪を通って案内されるような、図示していない実施例も含まれる。この場合冷却体は熱伝導系によって代用される。
【００３５】
冷却体を使用する場合、原則として、転がり軸受と冷却体との間の接触面が転がり軸受の内輪だけに制限されずに維持されるようにすることもできる。転がり軸受の外輪の少なくとも部分領域に接触面を拡張することが大きな問題なしに実現可能である。これによって一方では内輪と外輪との間に比較的大きな温度差が得られるが、他方では全体として転がり軸受の運転運度の低下が達成される。外部から転がり軸受にもたらされる熱エネルギが、主に支持体１０から伝達され、駆動軸１からは伝達されないような場合のために、冷却体が実質的に転がり軸受の外輪としか熱伝導的に接触しないように、変化させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のゴデットユニットの１実施例を概略的に示す長手方向断面図である。
【図２】加熱式のゴデットユニットの１実施例を概略的に示す長手方向断面図である。
【符号の説明】
１　駆動軸、　２　ゴデット外套、　３　駆動装置、　４　端面、　５　緊締エレメント、　６，６．１，６．２　転がり軸受、　７，７．１，７．２　外輪、　８，８．１，８．２　内輪、　９　転動体、　１０　支持体、　１１　軸受孔、　１２，１２．１，１２．２　冷却体、　１３，１３．１，１３．２　冷却リング、　１４，１４．１，１４．２　冷却フィン、　１５　ケーシング、　１６　ライン、　１７　加熱支持体、　１８　加熱手段、　１９　冷却流体発生器、　２０　冷却リング、　２１　冷却ウェブ、　２２　冷却フィン支持体、　２３　冷却ウェブ

Claims (12)

1. 走行する糸を案内し搬送するためのゴデットユニットであって、回転駆動する駆動軸（１）が設けられており、該駆動軸（１）が、ポット状のゴデット外套（２）と相対回動不能に結合されていて、かつ電気式の駆動装置（３）と結合されており、該駆動軸（１）が、少なくとも１つの転がり軸受（６）によって、支持体（１０）から突出するように該支持体（１０）に支承されており、転がり軸受（６）が、外輪（７）で支持体（１０）に支持されていて、かつ内輪（８）で駆動軸（１）に支持されている形式のものにおいて、
   内輪（８）を冷却するための手段（１２）が設けられており、該冷却手段（１２）が、転がり軸受における外輪（７）と内輪（８）との運転温度の均等化や温度維持をもたらすようになっていることを特徴とするゴデットユニット。
2. 前記冷却手段が、冷却体（１２）として形成されており、該冷却体が、転がり軸受（６）の内輪（８）と熱伝導的に接触されていて、かつ内輪（８）の少なくとも一部の周囲にわたって延びている、請求項１記載のゴデットユニット。
3. 冷却体（１２）が、リング状の冷却リング（１３）として形成されていて、かつ内輪（８）の傍で駆動軸（１）の周に沿って取り付けられている、請求項２記載のゴデットユニット。
4. 冷却体（１２）が、駆動軸（１）に取り付けられた冷却リング（２０）と、支持体（１０）に結合された冷却フィン支持体（２２）とを備えており、冷却リング（２０）が、駆動軸（１）と共に冷却フィン支持体（２２）に対して相対的に回転運動するように、該冷却リング（２０）と、該冷却フィン支持体（２２）とが熱伝導的に互いに結合されている、請求項２または３記載のゴデットユニット。
5. 冷却リング（２０）と、冷却フィン支持体（２２）とが、それぞれ突出する複数の冷却ウェブ（２１，２３）を備えており、これらの冷却リングの冷却ウェブと冷却フィン支持体の冷却ウェブとが、非接触式に熱伝達するために互いにオーバーラップしている、請求項４記載のゴデットユニット。
6. 冷却体（１２）が、支持体（１０）に設けられた軸受孔（１１）の外側領域において、複数の冷却フィン（１４）を備えている、請求項２から５までのいずれか１項記載のゴデットユニット。
7. 冷却フィン（１４）が、冷却体（１２）の周に沿って軸方向および／または半径方向に向けて形成されている、請求項６記載のゴデットユニット。
8. 冷却フィン（１４）が、冷却リング（１３）の周に沿って、冷却空気流に影響を及ぼすための複数の切欠を備えている、請求項６または７記載のゴデットユニット。
9. 駆動軸（１）を支承するために第２の転がり軸受（６．２）が設けられており、該第２の転がり軸受（６．２）が、第１の転がり軸受（６．１）に対して間隔を有して配置されており、各転がり軸受（６．１，６．２）に、内輪（８．１，８．２）を冷却するための手段（１２．１，１２．２）がそれぞれ対応配設されている、請求項１から８までのいずれか１項記載のゴデットユニット。
10. 各内輪（８．１，８．２）が、軸受孔（１１）の外側に向いた側で、冷却体（１２．１，１２．２）と熱伝導的に接触されている、請求項９記載のゴデットユニット。
11. 駆動装置側に、冷却流体を発生させるための冷却流体発生器（１９）が設けられており、該冷却流体発生器（１９）が、少なくとも１つの冷却体（１２）と、該冷却体に対応配設された内輪（８）を冷却するために協働するようになっている、請求項２から１０までのいずれか１項記載のゴデットユニット。
12. ゴデット外套（２）を加熱するための加熱手段（１８）が設けられており、該加熱手段（１８）が、ゴデット外套（２）と駆動軸（１）との間に形成されたリング室に配置されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載のゴデットユニット。