JPH11335932A - 無接触支承されたロ―タのための緩衝装置 - Google Patents

無接触支承されたロ―タのための緩衝装置

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JPH11335932A
JPH11335932A JP11126472A JP12647299A JPH11335932A JP H11335932 A JPH11335932 A JP H11335932A JP 11126472 A JP11126472 A JP 11126472A JP 12647299 A JP12647299 A JP 12647299A JP H11335932 A JPH11335932 A JP H11335932A
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bearing
shock absorber
friction
rotor
absorber according
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JP11126472A
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Norbert Coenen
ケーネン ノルベルト
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Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Original Assignee
W Schlafhorst AG and Co
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明はオープンエンド紡績装置(1)の紡
績ロータの緩衝装置において、特に加速期において、固
有周波数範囲を通過する場合に発生する振動を直接的に
摩擦損失に変換すること。 【解決手段】 半径方向に位置の可変な摩擦パートナが
ロータのロータシャフトを取囲む軸受コンポーネント
(56)を有していること。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、請求項1の上位概
念部に記載された、高い回転周波数で回転するロータ、
特にオープンエンド紡績装置の紡績ロータを無接触でパ
ッシーブに半径方向で支承する装置の緩衝装置であっ
て、摩擦パートナが機械的に負荷可能な摩擦面を有して
いる摩擦装置を備え、摩擦パートナの一方が半径方向で
位置固定的に1つの支承部分に配置されており、他方の
摩擦パートナが半径方向で位置可変に保持されている形
式のものに関する。
【0002】
【従来の技術】パッシーブな半径方向の支承で、無接触
で、例えば磁気的に又はエアロスタティックに支承され
たロータの場合には、好ましくない半径方向の振動が発
生するという問題がある。この場合にはロータがキャッ
チ軸受もしくは他の近辺におかれた構成部分に接触し、
固有共振範囲からさらに回転周波数を上昇させることが
きわめて大きな回転加速でしか可能ではないか又は全く
可能ではなくなるほどロータの半径方向の変位が大きく
なる大きさの振動が発生する惧れがある。したがってこ
のような場合には半径方向の振動緩衝装置を有する支承
システムが使用される。
【0003】無接触に支承されたロータは半径方向の励
振に関しアクティブに緩衝されていることができる。こ
のためにはセンサ技術的、駆動技術的及び調整技術的に
比較的に多くの費用がかかる。
【0004】半径方向の振動緩衝の他の可能性はパッシ
ーブな振動緩衝装置の構成であって、この場合にも同様
に半径方向の変位を減少させることが試みられている。
このような装置は例えばDE19543745A1号明
細書によって公知である。
【0005】この文献では磁石軸受のステータ磁石は弾
性的にばね足に懸吊されている。ステータ側の磁石軸受
は付加的に摩擦結合によって保持されている。この摩擦
結合はロータの振動周波が適当な大きさになると摩擦が
作用しはじめ、このようにして緩衝を行なう。
【0006】DE19543745A1号明細書に開示
されている支承装置の場合の欠点は例えば、摩擦が発生
する値に振動の振幅が達してはじめて振動の補償が有効
になることである。摩擦装置が働きはじめるこの値に達
しないと緩衝されない運転が行なわれる。あとではじめ
て有効になる緩衝作用はロータの持続的な振動の少ない
回転を妨げる。
【0007】別の欠点としてはばね足装置の製造がきわ
めて困難でかつ費用がかかることである。そこでの不精
度は半径方向のずれ及び/又は所望の空隙の維持に関す
る誤差及び/又は軸受磁石の平面平行性に関する誤差を
もたらし、この結果、軸受装置の働きに疑問が生じる。
【0008】同様に不都合であるのは磁石軸受の剛性が
ばね足装置の剛性だけ減ずることである。ロータを固定
するステータ磁石が振動可能に取付けられているので、
このステータ磁石は完全には位置固定されていないの
で、ロータの位置はステータ磁石の振動運動と同じく一
定ではない。ステータ磁石の振動を緩衝する振れはロー
タの回転の静けさを付加的に妨げる。両方の振動周波数
の不都合な重畳は回避できない。
【0009】前述の欠点は単独でも、組み合わされても
発生する。この場合、いずれの場合にも緩衝装置の申し
分のない働きは得られない。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
に述べた形式の装置から出発して、当該装置を改良する
ことである。特に前述の欠点が回避されかつ紡績ロータ
の改善された運転の静けさを達成され得るようにした
い。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の課題は請求項1
に記載した装置によって解決された。
【0012】本発明の有利な構成は請求項2以下に記載
してある。
【0013】本発明による構成では特に、ロータシャフ
トを取囲む軸受コンポーネントによって、ロータがステ
ータに当接することのある大きな振幅の発生が確実に回
避される。つまり、簡単な形式で、無接触でパッシーブ
に支承された紡績ロータの高加速に際して、その固有振
動周波数範囲を通過する場合にも、増大する振動によっ
て問題の発生することはなくなる。
【0014】特に緩衝装置の本発明による構成は、緩衝
が最初の問題となる振動に際してただちに行なわれ、し
たがってより大きな振幅が変位に関して作用しなくなる
という利点をもたらす。
【0015】さらに緩衝装置コンポーネントの製作にさ
ほど大きな精度が求められない。何故ならば製作誤差又
は寸法誤差はロータの軸受にほとんど不都合な影響を及
ぼさないからである。
【0016】有利であることは、請求項2に記述したよ
うに、高い回転周波数のための特殊なころがり軸受を使
用することである。何故ならばこの場合には発生した振
動に対し緩衝装置がほぼ遊びなく「反応」するからであ
る。
【0017】請求項3にはエアロスタティック式の軸受
を軸受コンポーネントとして使用することが記載されて
いる。これはころがり軸受を使用した場合のように第1
の振動でただちに緩衝が行なわれるが、付加的に、エア
ロスタティック式の軸受を使用することで軸受摩擦がは
っきりと減少させられる。ロータ自体にエアロスタティ
ック式の軸受装置を使用した場合には、緩衝装置のエア
ロスタティック軸受をロータラジアル軸受装置に統合さ
せることが考えられる。
【0018】請求項4に記載したように滑り軸受ブッシ
ュを軸受コンポーネントとして使用した場合には費用的
に好ましい支承装置をもたらす。請求項6に記載された
ように、滑り軸受ブッシュとある程度の軸受遊びを有す
るロータシャフトの構成形態によって普通の振動のない
紡績運転の場合にロータと軸受コンポーネントが接触せ
ず、普通の運転では摩耗が発生しなくなる。この場合に
は固有振動範囲を通過する場合に半径方向の振動制限が
行なわれているにすぎない。
【0019】請求項2から4までのいずれの構成でも、
それぞれ使用された軸受コンポーネントは、ロータの振
動のない普通の運転では、ロータシャフトの半径方向の
軸受に関与しない。
【0020】請求項5による構成は、請求項2と3と関
連して、第1の振動が発生したあとですぐ生じる摩擦を
もたらす。半径方向の変位と緩衝との遊びのない直接的
な連結はロータの直接的な半径方向の緩衝をもたらす。
【0021】さらに請求項5による構成によっては、ほ
とんど存在しない空隙によって軸受個所の最大の開口が
制限され、汚染が防止されることになる。
【0022】請求項6に記載されているように軸受遊び
を制限軸受遊びよりも小さく構成することによって、両
方の軸受遊びの差が、許容できる緩衝行程をもたらす。
軸受遊びを克服したあとで、振動によって、制限軸受遊
びが橋絡されるまで緩衝が行なわれるか又は位置の可変
な摩擦パートナ、例えば運動する摩擦板がストッパに当
接する。
【0023】請求項7においては緩衝装置のための調節
装置の使用が記載されている。有利には調節装置を使用
した場合には、摩擦作業、ひいては緩衝の調整を可能に
する。「緩衝像」は硬から軟までそれぞれ要求に応じて
調節可能である。
【0024】請求項7を補足して請求項8には少なくと
も1つのねじピンを用いた緩衝装置の調節が記載されて
いる。これは、装置の「緩衝値」の正確な調整の可能性
をもたらす。摩擦圧力の調節は選択的に、バイアスのか
けられた板ばねによっても行なうことが考えられる。請
求項9に示すように、摩擦板が軸受コンポーネントと共
に振動に際して行なう最大の半径方向の距離を制限する
ことが有利である。ストッパを用いたこの機械的な制限
は、掴み軸受もしくは制限軸受のかわりとして役立つ。
【0025】機械的なストッパの有利な構成は、請求項
10に記載したようにリングによって与えられる。この
場合に有利であることはロータ軸線に対するリングの同
心性であり、摩擦板が、リングの閉じられた輪郭に基づ
き、あらゆる方向で当接することが保証されることであ
る。
【0026】請求項11にはねじピンと摩擦板における
孔とに適当な寸法を与えることで、摩擦板と軸受コンポ
ーネントとの運動を機械的に制限することが記載されて
いる。この場合の利点は特別なストッパが省略されるこ
とである。このようにして半径方向の行程の制限は比較
的に簡単に達成される。
【0027】請求項12の実施例の利点は、摩擦板と定
置の摩擦パートナとの間に中間板を使用することによっ
て当該摩擦面に加えて付加的な摩擦面が形成される。質
量の慣性によって振動に際してまず中間板だけが摩擦板
に対し、振動を緩衝する摩擦接続を行なう。摩擦パート
ナの間の摩擦が緩慢でありすぎ、中間板が一緒に振動し
はじめる強さに振動すると、中間板と定置の摩擦パート
ナとの間には別の摩擦結合が生じる。したがってステー
タとロータとの間には振動に関し、2重の遮断が与えら
れる。
【0028】さらに本発明の詳細を、図面に示されたオ
ープンエンド紡績装置における軸受装置を例とした実施
例に基づき記載する。
【0029】
【発明の実施の形態】図1に示されたオープンエンド紡
績装置は符号1で示されている。
【0030】この場合、公知の紡績装置は、通常のよう
に、ロータケーシング2を有し、該ロータケーシング2
内で紡績ロータ3の紡績カップが高回転数で回転する。
この場合、紡績ロータ3は電気的な単個駆動装置52に
よって駆動されかつロータシャフト4で、紡績ロータ3
を半径方向でも軸方向でも支える磁気的な支承装置5の
軸受装置49;26;44,45,46に固定されてい
る。
【0031】通常のように、それ自体前方に開いたロー
タケーシング2は運転の間、旋回可能に支承されたカバ
ー部材8によって閉じられている。カバー部材8内には
図示されていない通路板がシール部材と共に配置されて
いる。ロータケーシング2はさらに、適当な吸引導管1
0を介して負圧源11に接続されている。この負圧源1
1はロータケーシング2において必要な紡績負圧を生ぜ
しめる。
【0032】カバー部材8もしくは通路板には通路板ア
ダプタ12が配置されている。通路板アダプタ12は糸
引出しノズル13並びに繊維案内通路14の開口範囲を
有している。糸引出しノズル13には糸引出し小管15
が続いている。
【0033】旋回軸16を中心として制限されて支承さ
れているカバー部材8には開繊ローラケーシング17が
固定されている。カバー部材8はさらに、開繊ローラ2
1もしくはスライバ引込みシリンダ22を支承する背面
側の軸受ブラケット19,20を有している。開繊ロー
ラ21はそのワープ23の範囲で、循環する、機械長さ
の接線方向ベルト24によって駆動されるのに対し、図
示されていないスライバ引込みシリンダ22の駆動は有
利にはウォーム伝動装置を介して行なわれる。このウォ
ーム伝動装置は機械長さの駆動軸25に接続されてい
る。
【0034】図2には拡大された寸法で本発明による緩
衝装置42が示されている。
【0035】無接触の、パッシーブな紡績ロータ軸受装
置43の、実施例に示された緩衝装置42は、機械的な
摩擦装置48を有している。この摩擦装置48は主とし
て、軸受シールド28と中間板32と可動な摩擦板36
とから成っている。摩擦板36はねじ34、ばね33及
び押圧小板37を介して軸受シールド28に摩擦接続で
接続されている。可動な摩擦板36の中心孔6にはさら
に、滑り軸受ブッシュ30が固定されている。
【0036】さらに定置の軸受シールド28の適当な切
欠きには永久磁石リング46並びに同心的に配置され
た、電流を流すことのできるリングコイル44,45が
位置せしめられている。これらの磁気軸受コンポーネン
トにはわずかな間隔をおいて永久磁石リング29が向き
合っている。この永久磁石リング29はロータシャフト
4の回転対称的なつば18に統合されている。この場
合、ロータ側の軸受磁石リング29はマグネットバンド
エージ39によって取囲まれている。
【0037】定置の軸受シールド28内にはさらに、符
号31で示された制限軸受が配置されている。
【0038】図2から判るように、ロータシャフト4は
端部側に面取り部41を有している。この面取り部41
は回転対称的な段部26を、内径のあまり大きくない滑
り軸受30に導入することを容易にする。
【0039】図3には先に図2と関連して記述した緩衝
装置42が正面図で示されている。さらに図3は摩擦板
36と、緩衝装置42の半径方向の摩擦距離を制限する
ストッパリング38との間の円形のギャップ7が示され
ている。
【0040】第4図には側面図で、前方の、紡績コップ
側の軸受装置49も後方の、緩衝装置側の軸受コンポー
ネント26,44,45,46も示されている。
【0041】図5には請求項2の実施例が示されてい
る。摩擦板36とロータシャフト4の周囲に数μmでし
かないわずかな軸受遊びをおいて位置しているころがり
軸受がこの図の対象である。付加的に電気的なコイル給
電導管55が記入されている。
【0042】図6には請求項3の実施例が示されてい
る。摩擦板36とエアロスタティック式の軸受54とが
この図の対象である。さらに磁気軸受コンポーネント2
8,29,39,44,45,46が示されている。符
号55ではコイル44と45とのための電気的な接続部
が示されている。符号57で示された圧縮空気接続部は
エアロスタティック式の軸受54を圧縮空気で負荷し
て、必要な軸受圧力を形成するために役立つ。
【0043】
【作用についての説明】特に図2と図4とに示されたロ
ータシャフト4の段部26は紡績ロータの運転位置で、
有利には例えば軸受遊び40をおいて、緩衝装置42の
軸受コンポーネント56内に位置決めされている。これ
は、紡績ロータ3の回転数が運転回転数に上昇すると
き、特にその臨界の固有周波数範囲を通過するときに又
は紡績プロセスの間、紡績材料に基づく、たいていわず
かであるアンバランスによって半径方向に紡績ロータが
移動すると、ロータシャフト4における段部26が軸受
コンポーネント56の範囲における軸受遊び40を克服
したあとで軸受コンポーネント56の位置も側方へずれ
ることを意味する。
【0044】軸受コンポーネント56の位置の半径方向
のずれは、軸受コンポーネント56が固定されている可
動な摩擦板36の位置をも側方へずらす。
【0045】それ自体ねじピン34、ばね33及び押圧
小板37並びに中間板32を介して定置の軸受シールド
28に摩擦接続で接続されている可動な摩擦板36の位
置が側方へずれると、摩擦損失が生じる。この摩擦損失
は高い回転数で回転する紡績ロータの半径方向の振動振
幅を、特に固有周波数範囲を通過する場合に緩衝する。
この場合、摩擦板36の位置がずれた場合に中間板32
の範囲にてその摩擦面27,27′において発生する摩
擦損失は例えば少なくとも1つのねじピンを有する調節
装置34を介して、規定されて調節可能である。
【0046】さらに付加的な制限軸受31によって、単
個モータ式駆動装置のロータが緩衝装置の作業能力を少
なくとも短時的に上回る運転条件のもとでも、ステータ
に当接しないことが保証される。
【0047】紡績運転中には、振動周波数の経過が収斂
する、半径方向に振動する紡績ロータは常に、螺旋形に
中央に移動しようとしかつ回転軸線50に安定しようと
する。これは、紡績ロータ3の振動が緩衝装置42によ
って鎮静させられたあとで、例えば滑り軸受ブッシュ3
0も回転軸線50に対し同心的に位置し、したがって紡
績ロータシャフト4の回転対称的な段部26は再び例え
ば約0.2mmの軸受遊び40で同心的に滑り軸受ブッ
シュ30内で回転することを意味する。
【図面の簡単な説明】
【図1】無接触の、パッシーブな紡績ロータ軸受装置を
有するオープンエンド紡績装置を部分的に断面して概略
的に示した図。
【図2】緩衝装置を有する磁気的な紡績ロータ軸受装置
の端部範囲を、同様に部分的に断面して側面図で拡大し
て示した図。
【図3】図2による本発明による緩衝装置の正面図。
【図4】半径方向で緩衝する、磁気的な紡績ロータ軸受
装置の両方の軸受を同様に断面して示した側面図。
【図5】ころがり軸受を軸受コンポーネントとして有し
ている磁気的な紡績ロータ軸受装置の端部範囲を同様に
部分的に断面し、拡大し、側面図で示した図。
【図6】エアロスタティック式の軸受を軸受コンポーネ
ントとして有している磁気的な紡績ロータ軸受装置の端
部範囲を同様に部分的に断面し、拡大しかつ側面図で示
した図。
【符号の説明】
1 オープンエンド紡績装置、 2 ロータケーシン
グ、 3 紡績ロータ、4 ロータシャフト、 5 軸
受装置、 7 ギャップ、 8 カバー部材、9 シー
ル部材、 10 吸引導管、 11 負圧源、 12
通路アダプタ、 13 糸引出しノズル、 14 繊維
案内通路、 15 糸引出し小管、16 旋回軸、 1
7 開繊ローラケーシング、 18 つば、 19 軸
受ブラケット、 20 軸受ブラケット、 21 開繊
ローラ、 22 スライバ引込みシリンダ、 23 ワ
ープ、 24 接線方向ベルト、 25 駆動軸、26
段部、 28 軸受シールド、 29 永久磁石リン
グ、 30 滑り軸受ブッシュ、 31 制限軸受、
33 ばね、 34 ねじ、 36 摩擦板、 37
押圧小板、 38 ストッパリング、 39 マグネッ
トバンドエージ、 41 面取り部、 42 緩衝装
置、 43 紡績ロータ軸受装置、 44 リングコイ
ル、 45 リングコイル、 48 摩擦装置、 49
軸受装置、 52 単個駆動装置、 53 ころがり
軸受、 54 エアロスタティック式軸受、 55 コ
イル給電導線、 57 圧縮空気接続部

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高い回転周波数で回転するロータ、特に
    オープンエンド紡績装置の紡績ロータを無接触でパッシ
    ーブに半径方向で支承する装置の緩衝装置であって、摩
    擦パートナが機械的に負荷可能な摩擦面を有している摩
    擦装置を備え、摩擦パートナの一方が半径方向で位置固
    定的に1つの支承部分に配置されており、他方の摩擦パ
    ートナが半径方向で位置可変に保持されている形式のも
    のにおいて、 半径方向で位置可変な摩擦パートナ(36)がロータ
    (3)のロータシャフト(4)を取囲んでいる支承コン
    ポーネント(56)を有していることを特徴とする、無
    接触支承されたロータのための緩衝装置。
  2. 【請求項2】 前記支承コンポーネント(56)がころ
    がり軸受(53)の1部として構成されている、請求項
    1記載の緩衝装置。
  3. 【請求項3】 前記支承コンポーネント(56)がエア
    ロスタティック式軸受(54)の1部として構成されて
    いる、請求項1記載の緩衝装置。
  4. 【請求項4】 支承コンポーネント(56)が滑り軸受
    ブッシュ(30)として構成されている、請求項1記載
    の緩衝装置。
  5. 【請求項5】 前記支承コンポーネント(56)がロー
    タシャフト(4)を軸受遊び(40)で取囲んでおり、
    この軸受遊び(40)が特にころがり軸受又はエアロス
    タティック式軸受を使用した場合には数μmでしかな
    い、請求項1から4までのいずれか1項記載の緩衝装
    置。
  6. 【請求項6】 定置の摩擦パートナ(28)が制限軸受
    (31)を含んでおり、滑り軸受ブッシュ(56)の範
    囲における軸受遊びが前記制限軸受の軸受遊び(7)よ
    りも小さい、請求項4記載の緩衝装置。
  7. 【請求項7】 前記摩擦装置(48)の摩擦面の接触圧
    が調節装置(34)により規定されて調整可能である、
    請求項1から6までのいずれか1項記載の緩衝装置。
  8. 【請求項8】 前記調節装置が少なくとも1つのねじピ
    ン(34)により形成されている、請求項7記載の緩衝
    装置。
  9. 【請求項9】 位置可変に支承された前記摩擦パートナ
    (36)の最大の半径方向の変位が機械的なストッパ
    (35,38)により制限されている、請求項1から8
    までのいずれか1項記載の緩衝装置。
  10. 【請求項10】 前記機械的なストッパが定置の摩擦パ
    ートナ(28)に配置されたリング(38)により形成
    されている、請求項9記載の緩衝装置。
  11. 【請求項11】 ロータ(3)の半径方向の変位を制限
    するための前記機械的なストッパが定置の摩擦パートナ
    (28)に固定されたねじピン(34)に対し摩擦板
    (36)に設けられた孔(35)によって形成されてい
    る、請求項9記載の緩衝装置。
  12. 【請求項12】 前記摩擦パートナ(28,36)の間
    に中間板(32)が配置されている、請求項1から11
    までのいずれか1項記載の緩衝装置。
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