JP6305516B2 - ゴデット - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前段部に記載した、溶融紡糸プロセスにおいて合成糸を案内するゴデットに関する。

溶融紡糸プロセスにおいて合成糸を製造する場合に、糸を引き出し、加熱しかつ延伸するためにゴデットによって案内することが一般的に知られている。ゴデットは、駆動されるローラ周壁を有し、このローラ周壁の周囲において糸は案内される。ローラ周壁を駆動するためにローラ周壁は、駆動軸と結合されており、この駆動軸は、軸受ハウジング内に回転可能に支持されていて、駆動装置、好ましくは電動機と連結されている。

さらに、ゴデット、特にゴデットのローラ周壁は糸環境に直にさらされていることが公知である。使用箇所及び製造方法に関連して、糸の揮発性物質の濃度を高めることがある。このような揮発性物質は、毛屑及び油剤を含んでいることがある。特に駆動軸の軸受環境内にこのような物質が侵入することを回避するために、通常、ローラ周壁と軸受ハウジングとの間にシール手段が配置されている。そのために従来技術では、基本的に種々様々なシール形式が公知である。

例えば中国実用新案第２９０３１０８号明細書には、軸受環境を、ローラ周壁と軸受ハウジングに固定された保持リングとの間に設けられた端面シールを用いて、糸環境に対してシールすることが提案されている。

これに対して独国特許出願公開第２１００５６７号明細書に基づいて公知のゴデット装置では、ローラ周壁にその周囲においてシールリングが対応配置されており、これによって既に、ゴデット周壁の内部への物質の侵入が阻止されるようになっている。

シール手段がローラ周壁における外側のシールによって形成されているか又は内側のシールによって形成されているかとは無関係に、エネルギ的な理由から、シール手段の滑り接触によって生ぜしめられる、ローラ周壁における制動作用を最小にすることが望まれている。また他方において、滑り接触によって生ぜしめられたシール手段の摩耗部分が軸受環境の領域に達しない、ということに留意する必要がある。

ゆえに本発明の課題は、冒頭に述べた形式の、合成糸を案内するゴデットを改良して、ゴデットの内部における軸受環境が、ゴデットにおける糸環境に対してより確実にシールされているゴデットを提供することである。

この課題を解決するために本発明の構成では、シール手段は、ローラ周壁と軸受ハウジングとの間における端面シールと、駆動軸と軸受ハウジングとの間におけるシャフトシールとによって形成されている。

本発明の好適な態様は、それぞれの従属請求項に記載の構成及びこれらの構成の組合せによって得られる。

本発明は、軸受環境が軸受ハウジングの内部において、糸環境からもローラ周壁の内部からも隔てられていることによって傑出している。これによって、一方では、端面シールの生じる得る摩耗物質が軸受環境内に達することが回避される。他方では、回転するローラ周壁が内部において負圧を生ぜしめ、この負圧の吸込み作用が軸受環境に対して不都合な影響を及ぼし得る、ということが確認された。これによって特に、軸受のために必要な潤滑剤が軸受環境から流出することがある。駆動軸と軸受ハウジングとの間におけるシャフトシールによって、軸受環境における吸込み流の形成を好適に回避することができる。

端面シールにおいて遠心力とは無関係に均一なシール作用を得るために、好適な態様によれば、端面シールは、ローラ周壁の端面側のシール面と、軸受ハウジングに設けられた、シール面に軸方向で向かい合って位置している保持溝との間における、滑りリングシールとして形成されている。このように構成されていると、ローラ周壁のシール面が摩擦リングシールに対して運動する滑りリングシールを実現することができる。

滑りリングシールにおける可能な限り僅かな速度差を実現するために、好適な態様によれば、シール面は、ローラ周壁のボスに形成されていて、該ボスによってローラ周壁は駆動軸の周囲に保持されている。

このとき好ましくは、滑りリングシールは、保持隆起部と、該保持隆起部に角度を成して形成されているシールリップとを備えた、滑りリングを有している。このように構成されていると、弾性的なシールリップは、ローラ周壁のシール面に対する恒常的な接触を保証する。

回転する部分に対するシール手段の摩擦抵抗を可能な限り小さく保つために、本発明の特に好適な態様では、シャフトシールは無接触式に形成されている。シャフトシールは、好ましくは、無接触状態でシール溝内に進入する位置固定の金属リングによって形成することができる。金属リングとシール溝とによって、複数のシール間隙を備えた一種のラビリンスパッキンが生ぜしめられ、このとき金属リングとシール溝との間における接触は可能な限り回避される。

金属リングは、選択的に、駆動軸の周囲に配置されても又は軸受ハウジングの軸受孔内に配置されてもよい。従ってシール溝は、軸受ハウジングの軸受孔内に又は駆動軸の周囲に形成されている。

シール間隙におけるシール作用は、好ましくは、シール間隙が遮断媒体によって、好ましくはグリスによって満たされていることにより、さらに改善することができる。

特にシャフトシールのシール作用が、ローラ周壁における許容不能なアンバランスによって影響されないようにするために、ローラ周壁を取り付けられた駆動軸は、バランス調整装置を用いてバランス調整される。このとき駆動軸とローラ周壁との固定を保証することが必要である。このような要求を満たすのに好適な本発明の別の態様では、ローラ周壁は両端部において中空円筒形に形成されており、ローラ周壁の突出した端部は、ホッパ形状の挿入カバーによって閉鎖されていて、該挿入カバーは駆動軸の端部に固定されている。このように構成されていると、一方では、糸環境に対する軸受環境のシールが保証され、かつ他方では、駆動軸の端部への接近可能性が維持される。

可能な限りコンパクトな構造ユニットを形成できるようにするために、駆動軸は、軸受ハウジング内に組み込まれた電動機に直接的に接続されている。

駆動軸の軸受及びシール手段を許容可能な温度範囲において運転できるようにするために、本発明の別の態様では、軸受ハウジングは、電動機の領域及び駆動軸の軸受の領域に、冷却液を収容するための循環式の冷却通路を有している。このように構成されていると、軸受ハウジングから吸収された熱を連続的に排出することができる。

駆動軸を支持するために、好ましくは、それぞれ軸受グリスを含有する複数のころがり軸受が、軸受ハウジング内に配置されている。このように構成されていると、さらなる潤滑剤の追加的な供給なしにゴデットの連続運転を保証することができる。

糸環境においては糸の揮発性物質が発生するのみならず、切断した糸の飛び回る糸端部が発生することもあるので、本発明の特に好適な別の態様では、軸受ハウジングは、ローラ周壁の端部に面して保持フランジを有していて、該保持フランジは、ローラ周壁の端部を取り囲むカバーリングを有している。このように構成されていると、回転するローラ周壁と軸受ハウジングとの間に形成された分離継ぎ目を、糸環境に対してカバーすることができる。そしてこれにより、ローラ周壁の内部に糸が落ち込むこと及び巻き込まれることが回避される。

従って、溶融紡糸プロセスにおいて合成糸を案内する本発明に係るゴデットは、極めて大きな負荷を受ける糸環境において使用するのに特に適している。ゴデットの軸受環境への異物の侵入及び軸受環境からの潤滑剤の流出は、不可能である。ゆえに本発明に係るゴデットは、１６，０００ｒｐｍまでの駆動回転数を有する極めて高い周速度のためにも適している。

次に図面を参照しながら、本発明の幾つかの実施の形態について詳説する。

本発明に係るゴデットの第１の実施の形態を概略的に示す断面図である。 図１に示した実施の形態のシール手段を概略的に示す断面図である。 本発明に係るゴデットの別の実施の形態を概略的に示す断面図である。

図１には、本発明に係るゴデットの第１の実施の形態が横断面図で概略的に示されている。本発明に係るゴデットのこの実施の形態は、円筒形のローラ周壁３を有しており、このローラ周壁３は、内部に位置するボス４を介して、駆動軸２の突出する端部の周囲に回動不能に保持されている。駆動軸２は、軸受ハウジング１の内部において複数の軸受５.１，５.２によって回転可能に支持されている。そのために軸受ハウジング１は、多段の軸受孔２０を有している。この軸受孔２０の中央部分においては、軸受５.１，５.２が駆動軸２と軸受ハウジング１との間に保持されている。駆動軸２は、軸受端部において電動機２１と連結されている。電動機２１は、軸受ハウジング１における軸受孔２０の拡大された部分内に組み込まれている。電動機２１は、給電線２５を介して作動させられる。

軸受ハウジング１は、電動機２１の領域及び軸受５.１，５.２の領域に、螺旋状に延びる循環式の冷却通路２２を有している。この冷却通路２２は、図示されていない冷却回路に接続されている。これによって軸受ハウジング１を、冷却通路２２の内部を流れる冷却液によって冷却することができる。

ローラ周壁３の周囲に位置する糸環境と、実質的に軸受孔２０によって確定された軸受環境とを、シール作用をもって互いに隔てるために、本実施の形態は、端面シール（Stirnflaechendichtung）６及びシャフトシール（Wellendichtung）７として形成されたシール手段を有している。端面シール６は、ボス４の端面側のシール面９と、該シール面９に向かい合って位置する、軸受ハウジング１における保持溝１０との間に形成されている。シャフトシール７は、軸受孔２０の、ローラ周壁３に対応配置された部分において、軸受ハウジング１と駆動軸２との間に形成されている。端面シール６及びシャフトシール７について説明するために、追加的に図２を参照する。

図２には、シール手段の領域における軸受ハウジング１の一部が概略的に示されている。従って以下における記載は、両方の図に対するものである。

軸受ハウジング１は突出部２８を有しており、この突出部２８は、保持フランジ２７に対して突出していて、ボス４の端面の直ぐそばまでローラ周壁３内に進入している。突出部２８の端面には、滑りリング８を収容するために保持溝１０が形成されている。滑りリング８は、保持隆起部１１を介して保持溝１０内に保持されている。保持隆起部１１には、角度を成して外方に向かって方向付けられたシールリップ１２が配置されており、このシールリップ１２はその自由端部で、ボス４の端面側のシール面９に接触している。シールリップ１２と保持隆起部１１との間において、滑りリング８は、環状の周溝１３を有している。この周溝１３は、特にローラ周壁３が駆動されていない場合に液体を捕集して排出するために、特に適している。

駆動軸２と軸受ハウジング１との間に形成されたシャフトシール７は、本実施の形態では無接触式であり、駆動軸２の周囲に固定された金属リング１７と、軸受孔２０の第１の部分に形成されたシール溝１８とによって形成されている。シール溝１８は本実施の形態では、軸受孔２０の別の段と軸受孔２０に保持されたブシュ２４とによって形成される。金属リング１７は、僅かな遊びをもってほぼ無接触にシール溝１８において案内される。シール溝１８と金属リング１７との間には、シール間隙１９.１，１９.２，１９.３が生じている。本実施の形態では、シール間隙１９.１，１９.２，１９.３は少なくとも部分的に遮断媒体２３によって満たされている。遮断媒体２３としては、好ましくはグリスが使用される。

図１における図示から分かるように、軸受ハウジング１の保持フランジ２７にはカバーリング２６が固定されており、このカバーリング２６は張り出した端部で、ローラ周壁３と軸受ハウジング１との間に形成された分離継ぎ目２９を覆っている。カバーリング２６は、ローラ周壁３と軸受ハウジング１との間における分離継ぎ目２９に糸が落ち込むこと及び巻き込まれることを阻止する。

ローラ周壁３は、突出した端部において中空円筒形に形成されていて、挿入カバー１４によって閉鎖されている。挿入カバー１４はホッパ形状に形成されていて、固定エレメント１６を介して駆動軸２の端部に固定されている。ローラ周壁３と挿入カバー１４との間には、シールリング１５が緊張状態で設けられており、このシールリング１５は、ローラ周壁３の内室を糸環境に対してシールする。

単数又は複数の糸をローラ周壁３の周囲に少なくとも部分巻き掛けで案内するために、運転時に図１に示したゴデットの実施の形態が使用される。このときローラ周壁３は駆動軸２を介して、電動機２１によって予め設定された周速度で駆動される。ローラ周壁３の周速度は、例えば４，０００〜６，０００ｍ／分の範囲である所望の糸速度に調整される。直径に関連して、１６，０００ｒｐｍの範囲における駆動回転数を得ることができる。

特に、例えば毛屑及び油剤のような浮遊する揮発性物質によって汚染される糸環境を、軸受ハウジングの内部における軸受環境に対して分離するために、ローラ周壁３のボス４と軸受ハウジング１との間においては、滑りリングシール８が作用する。ローラ周壁３と一緒に回転するシール面９には、滑りリング８のシールリップ１２が接触しており、これによって軸受ハウジング１の内部への揮発性物質の侵入を阻止する。特にローラ周壁３の内部においては高速回転によって負圧が生ぜしめられ、この負圧は軸受ハウジング１の開放構造形式に基づいて電動機２１の領域において非所望の空気流を生ぜしめることがあるので、軸受環境は、シャフトシール７によってローラ周壁３に対して遮蔽されている。このとき金属リング１７は駆動軸２と一緒に回転する。このとき金属リング１７は、ほぼ無接触状態でシール溝１８内において案内される。

接触する滑りリングシール８と無接触のシャフトシール７との組合せによって、特にローラ周壁３の駆動時におけるエネルギ損失が最小になる。さらにスライドシール（Schleifdichtung）から生じ得る摩耗粒子が軸受環境内に達し得ることを阻止することができる。

ローラ周壁３の突出した端部におけるホッパ形状の挿入カバー１４には、運転時においてローラ周壁３を備えた駆動軸２のバランス調整を可能にするために、特別な利点を有している。例えば駆動軸２は、好ましくは突出した端部においてバランス質量を収容するために使用することができる。

ローラ周壁３の自由端部におけるホッパ形状の挿入カバー１４はさらに、非所望のアンバランス現象を惹起する堆積物を形成する可能性がないという利点を有している。回転時に、集まったすべての物質は、挿入カバー１４から遠心力によって放出される。

図３には、本発明に係るゴデットの別の実施の形態が横断面図で概略的に示されている。この実施の形態は、図１に示した実施の形態とほぼ同じであるので、ここでは単に相違点についてだけ説明し、その他の点については上に述べた記載を参照するものとする。

図３に示した実施の形態では、滑りリングシール８は、軸受ハウジング１の保持フランジ２７とローラ周壁３の端面側の端部との間に形成されている。そのために、ローラ周壁３の端面側の端部は、保持溝１０内に保持された滑りリング８と共働するシール面９を備えて構成されている。滑りリング８は、図１に示した実施の形態と同じに構成されている。従ってシールリップは、ローラ周壁３の端面側のシール面９に接触している。

駆動軸２と軸受ハウジング１との間におけるシャフトシール７は、同様に軸受孔２０の孔部分内に形成されている。本実施の形態では、金属リング１７が軸受ハウジング１の軸受孔２０内に保持されていて、その内径部で駆動軸２の環状のシール溝１８内に進入している。駆動軸２の周囲におけるシール溝１８は、駆動軸２の周囲に保持されている軸リング３０によって形成されている。金属リング１７は、無接触状態でシール溝１８内において案内されるので、少なくとも１つのシール間隙が、シール溝１８の溝底部及び側面において生ぜしめられる。

図３に示した実施の形態の機能は、図１に示した実施の形態の機能と同じなので、ここではさらなる説明は行わない。

図１及び図３に示した実施の形態において示したシール手段は、ただの例である。基本的には、端面シール６の形状及び形式並びにシャフトシール７の形状及び形式は変化させることができる。例えば端面シールは、端面の特性の形状付与によって半径方向に作用するシールリップを備えて形成することも可能である。従って本発明は、接触する端面シールがシャフトシールと、特に無接触式に作用するシャフトシールとが共働する、類似のシール構成をも包含する。

図１及び図３に示した実施の形態は、駆動される駆動軸を備えたゴデットを示している。本発明は、基本的にはこのようなゴデットに制限されるものではない。例えば、駆動軸が自由回転可能にローラ保持体に保持されているような態様も可能である。本発明はまた、ローラ周壁が加熱手段によって加熱可能に構成されている、ゴデットをも包含する。従ってゴデットの本発明による構成は、電動機のない変化形態においても加熱されるローラ周壁を備えた変化形態においても、問題なく用いることができる。

１ 軸受ハウジング
２ 駆動軸
３ ローラ周壁
４ ボス
５.１，５.２ 軸受
６ 端面シール
７ シャフトシール
８ 滑りリング
９ シール面
１０ 保持溝
１１ 保持隆起部
１２ シールリップ
１３ 周溝
１４ 挿入カバー
１５ シールリング
１６ 固定エレメント
１７ 金属リング
１８ シール溝
１９.１，１９.２，１９.３ シール間隙
２０ 軸受孔
２１ 電動機
２２ 冷却通路
２３ 遮断媒体
２４ ブシュ
２５ 給電線
２６ カバーリング
２７ 保持フランジ
２８ 突出部
２９ 分離継ぎ目
３０ 軸リング

Claims (12)

1. 駆動軸（２）の突出した端部に堅固に結合された円筒形のローラ周壁（３）と、内部に前記駆動軸（２）が回転可能に支持されている軸受ハウジング（１）とを備えており、該軸受ハウジング（１）と回転可能な前記ローラ周壁（３）との間に、軸受環境をシールするためのシール手段（６，７）が設けられている、溶融紡糸プロセスにおいて合成糸を案内するゴデットであって、
   前記シール手段は、前記ローラ周壁（３）と前記軸受ハウジング（１）との間における端面シール（６）と、前記駆動軸（２）と前記軸受ハウジング（１）との間におけるシャフトシール（７）とによって形成されており、前記端面シール（６）は、前記ローラ周壁（３）の端面側のシール面（９）と、前記軸受ハウジング（１）に設けられた、前記シール面（９）に軸方向で向かい合って位置している保持溝（１０）との間における、滑りリングシール（８）として形成されていることを特徴とする、ゴデット。
2. 前記シール面（９）は、前記ローラ周壁（３）のボス（４）に形成されていて、該ボス（４）によって前記ローラ周壁（３）は前記駆動軸（２）の周囲に保持されている、請求項１記載のゴデット。
3. 前記滑りリングシールは、保持隆起部（１１）と、該保持隆起部（１１）に角度を成して形成されているシールリップ（１２）とを備えた、滑りリング（８）を有している、請求項１又は２記載のゴデット。
4. 前記滑りリング（８）は、前記保持隆起部（１１）と前記シールリップ（１２）との間に形成された周溝（１３）を有している、請求項３記載のゴデット。
5. 前記シャフトシール（７）は、接触により有効であり、かつ好ましくは位置固定の金属リング（１７）によって形成されており、該金属リング（１７）は、少なくとも１つのシール間隙（１９.１）を形成するためにシール溝（１８）内に無接触状態で進入している、請求項１から４までのいずれか１項記載のゴデット。
6. 前記金属リング（１７）は、前記駆動軸（２）の周囲に又は前記軸受ハウジング（１）の軸受孔（２０）内に保持されており、前記シール溝（１８）は、前記軸受ハウジング（１）の軸受孔（２０）内に又は前記駆動軸（２）の周囲に形成されている、請求項５記載のゴデット。
7. 前記シール間隙（１９.２）は、遮断媒体（２３）によって、好ましくはグリスによって満たされている、請求項５又は６記載のゴデット。
8. 前記ローラ周壁（３）は両端部において中空円筒形に形成されており、前記ローラ周壁（３）の前記突出した端部は、ホッパ形状の挿入カバー（１４）によって閉鎖されていて、該挿入カバー（１４）は前記駆動軸（２）の端部に固定されている、請求項１から７までのいずれか１項記載のゴデット。
9. 前記駆動軸（２）は、前記軸受ハウジング（１）内に組み込まれた電動機（２１）に接続されている、請求項１から８までのいずれか１項記載のゴデット。
10. 前記軸受ハウジング（１）は、前記電動機（２１）の領域及び前記駆動軸（２）の軸受（５.１，５.２）の領域に、冷却液を収容するための循環式の冷却通路（２２）を有している、請求項１から９までのいずれか１項記載のゴデット。
11. 前記駆動軸（２）は、複数のころがり軸受（５.１，５.２）によって前記軸受ハウジング（１）内に支持されており、前記ころがり軸受（５.１，５.２）はそれぞれ軸受グリスを有している、請求項１から１０までのいずれか１項記載のゴデット。
12. 前記軸受ハウジング（１）は、前記ローラ周壁（３）の端部に面して保持フランジ（２７）を有していて、該保持フランジ（２７）は、前記ローラ周壁（３）の端部を取り囲むカバーリング（２６）を有している、請求項１から１１までのいずれか１項記載のゴデット。

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