WO2003038166A1

WO2003038166A1 - Antrieb für die spinnrotoren einer rotorspinnmaschine

Info

Publication number: WO2003038166A1
Application number: PCT/CH2002/000551
Authority: WO
Inventors: Hans Stahlecker; Hans Hermann
Original assignee: Holding für Industriebeteiligungen AG
Priority date: 2001-10-31
Filing date: 2002-10-03
Publication date: 2003-05-08
Also published as: EP1442164A1

Abstract

Es ist ein Antrieb (37) für die Spinnrotoren einer Rotorspinnmaschine, die jeweils einen Rotorteller und einen von einem Stützlager abgestützten Rotorschaft aufweisen, der von einem Andrückelement gegen das Stützlager (21,22) gedrückt ist, beschrieben. Dabei ist für jeden Spinnrotor ein elektrischer Antriebsmotor (37) vorgesehen, mit dem der Spinnrotor indirekt antriebbar ist.

Description

Antrieb für die Spinnrotoren einer Rotorspinnmaschine

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für die Spinnrotoren einer Rotorspinnmaschine ge- mäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Für die Verarbeitung von Natur- und Kunstfasern, wie zum Beispiel Baumwoll- oder Po- lyesterfasem, sind aus dem Stand der Technik verschiedene Verfahren zur Garnbildung aus den Einzelfasern bekannt. Besonders verbreitet sind die sogenannten Offenend- Spinnverfahren (OE-Spinnen), zu denen auch das Rotorspinnverfahren zählt. Das Rotorspinnverfahren hat sich in den letzten Jahren etabliert und nimmt mittlerweile grosse Marktanteile ein. Der Vorteil des Rotorspinnverfahrens besteht in der gegenüber anderen Spinnverfahren, beispielsweise Ringspinnen, hohen Leistungssteigerung, der guten Garnqualität, der Automatisierungsfreundlichkeit und der hohen Spinnsicherheit. Der Anteil von im Rotorspinnverfahren hergestellten Garnen beträgt in Europa und U.S.A. beispielsweise bereits 30% bis 40% am Garngesamtaufkommen. Beim Rotorspinnprozess wird ein Faserband zunächst in Einzelfasern einer Länge von etwa 15 mm bis 40 mm auf- gelöst. Es sind auch bereits Verfahrensvarianten bekannt, bei denen Fasern mit einer Faserlänge von 50 mm bis 60 mm weiterverarbeitet werden. Die Einzelfasern werden in einer Spinnkammer zu dem Garn der gewünschten Stärke gesponnen und anschliessend auf eine Spule aufgewickelt.

Die Spinnkammer ist Bestandteil einer Spinnstelle mit einer Spinnbox, in der auch die Einrichtungen zur Auflösung des Faserbandes in die Einzelfasern untergebracht sind. Im Betrieb herrscht in der Spinnkammer im allgemeinen ein Unterdruck, durch den die vereinzelten Fasern über einen Faserkanal einem Spinnrotor zugeführt werden, mit dessen Hilfe die Einzelfasern zu dem Garn gesponnen werden. Das gesponnene Garn wird über eine Abzugdüse vom Spinnrotor abgezogen und auf eine Spule gewickelt. Der Spinnrotor besteht aus einem Rotorteller und einem axial davon abragenden Rotorschaft. Der Rotorteller befindet sich in der Spinnkammer, während der Rotorschaft durch eine Wand der Spinnkammer geführt ist und in einer Lagerkammer von üblicherweise zwei Paaren von Stützscheiben abgestützt ist. Das dem Rotorteller abgewandte Ende des Rotorschafts ist in einem axialen Spurlager gelagert.

Die bekannten Rotorspinnmaschinen weisen eine Reihe, beispielsweise 24 und mehr Spinnstellen auf, die alle gleich aufgebaut sind. Der Antrieb der parallel nebeneinander angeordneten Spinnrotoren erfolgt meist über einen endlos umlaufenden Antriebsriemen, der tangential verläuft und jeweils mittels einer Andrückrolle gegen den zugehörigen Rotorschaft gedrückt wird. Die Andrückrolle ist in der Regel auf einem Hebelarm gelagert, der mit einer einstellbaren Anpresskraft gegen den Antriebsriemen vorspannbar ist. Bei der Vielzahl der parallel angetriebenen Spinnrotoren und der den Rotoren zugeordneten, meist federbelasteten Andrückrollen ist es unmittelbar einsichtig, dass ein Wechsel des Antriebsriemens ein relativ komplizierter und zeitaufwändiger Vorgang ist.

Bei den heute gebräuchlichen Rotorspinnmaschinen laufen die Spinnrotoren mit einer Umdrehungszahl von beispielsweise bis zu 150O00 Umdrehungen/Minute und mehr. Bei 15OO00 Rotorumdrehungen pro Minute bewegt sich der Antriebsriemen mit einer Um- laufgeschwindigkeit von mehr als 60 m pro Sekunde. Diese hohe Umlaufgeschwindigkeit des Antriebsriemens liegt damit an der äussersten Grenze des heute für den Dauerbetrieb gerade noch Zulässigen. Die hohen Riemengeschwindigkeiten führen zu einer sehr starken Lärmentwicklung.

Durch unvermeidliche fertigungs- und montagebedingten Toleranzen ist die Höhenlage der vom Antriebsriemen beaufschlagten Rotorachsen der Spinnrotoren nicht exakt gleich. Dies führt zu einem sehr unterschiedlichen Riemenandruck auf die Rotorachsen. Um die für einen sicheren Riemenantrieb des Spinnrotors nötige Mindestandrückkraft sicherzustellen, wird daher in der Regel eine zu grosse Andrückkraft eingestellt. Dies führt bei einer grossen Anzahl der Spinnrotoren zu einem unnötig hohen Riemenandruck. Die Hö- he des Riemenandrucks bestimmt jedoch den erforderlichen Kraftbedarf und stellt damit einen sehr wesenüichen Faktor für den Gesamtenergieverbrauch der Rotorspinnnriaschine dar.

Die Breite des Antriebsriemens bestimmt bei den bekannten Stützscheibenlagerungen mit jeweils zwei Paaren von Stützscheiben den Abstand der Stützscheiben eines Paares voneinander. Dadurch ist aber auch die Mindestlänge des Rotorschafts des Spinnrotors vorgegeben. Wegen der Beanspruchung des Antriebsriemens bei den hohen Umlaufgeschwindigkeiten wird der Antriebsriemen relativ breit ausgelegt. Dies bedingt, dass der Rotorschaft des Spinnrotors länger ausgebildet werden muss. Die für einen vibrationsarmen Lauf des Spinnrotors nötige Steifheit des Rotorschafts bestimmt wiederum bei gegebener Länge dessen Durchmesser. Wegen seiner grossen Länge weist der Rotorschaft einen relativ grossen Durchmesser und infolge dessen eine relativ grosse Masse auf, die angetrieben werden muss. Dies führt zu einem erhöhten Energiebedarf für den Antrieb.

Der tangential an den Rotorschäften anliegende Antriebsriemen läuft kontinuierlich. Muss ein Spinnrotor stillgelegt werden, beispielsweise zur Behebimg eines Fadenbruchs, schleift der Antreibsriemen mit sehr hoher Geschwindigkeit über den still stehenden Rotorschaft. Dabei entsteht erhebliche Reibungswärme. Die Wärmeentwicklung wird beim Abbremsen und auch beim Hochfahren des Spinnrotors auf seine Solldrehzahl noch erhöht. Dabei kann sich die Rotorwelle soweit erwärmen, dass sie sich bleibend verformt. Dies führt zu einem unruhigen Lauf des Spinnrotors, der einen vorzeitigen Ausfall der Stützscheiben zur Folge haben kann. Ausserdem führt ein unruhiger Lauf des Spinnrotors auch zu vermehrten Fadenbrüchen. Schliesslich kann die durch die Erhitzung hervorge- rufene Deformation des Rotorschafts sogar zu einem Totalausfall des Spinnrotors führen.

Ein gebrochener Faden kann bei schnelllaufenden Spinnrotoren, d.h. ab etwa 80 000 Umdrehungen/Minute nicht mehr bei der Arbeitsdrehzahl des Spinnrotors behoben werden. Die Anspinndrehzahl liegt in der Regel sehr viel tiefer als die Arbeitsdrehzahl. Der Spinn- rotor wird beim Hochfahren in wenigen Sekunden von Null auf die Arbeitsdrehzahl be- schleunigt. Im Fall eines Fadenbruchs ist es daher erforderlich, mit sehr präzisen Messinstrumenten während des Hochfahrens die Ist-Drehzahl des Spinnrotors zu erfassen, um im exakt richtigen Moment die Anspinnautomatik in Gang zu setzen. Infolge von Fertigungstoleranzen und unterschiedlichem Schlupf verlaufen die Hochlaufkurven der Spinnrotoren nicht identisch. Daher kann der automatische Anspinnvorgang oft keine exakt gleichen Garnverbindungen erzeugen. Dies kann zu Garnverbindungen führen, deren Qualität für die Weiterverarbeitung und/ oder das textile Endprodukt nicht akzeptabel ist. Auch leidet die Sicherheit des Anspinnvorgangs unter den bei den bekannten Rotorspinnmaschinen mit Riemenantrieb unvermeidlichen Schwankungen der Hochlauf- kurven der Spinnrotoren.

In der DE-A-196 42 471 ist auch bereits vorgeschlagen worden, die Spinnrotoren jeweils einzelmotorisch anzutreiben. Der elektromotorische Einzelantrieb der Spinnrotoren besteht aus einem Läufer, der endseitig in den als Hohlwelle ausgebildeten Rotorschaft in- tegriert ist, sowie einem am Spinnboxgehäuse festgelegten Stator. Der Rotorschaft mit dem integrierten Läufer ist im Stator gehalten. Dies bedingt für eine einwandfreie Funktion des direktgetriebenen Spinnrotors eine sehr hohe Fertigungsgenauigkeit des Rotorschafts und der Lagerung des Schafts. Kleine Unwuchten des als Hohlwelle ausgebildeten Rotorschafts oder der Lagerscheiben können zu Fehlfunktionen führen. Durch die vorge- schlagene Lösung soll der Antriebsriemen für die Spinnrotoren eingespart werden können. Allerdings bedingt der elektromotorische Direktantrieb der Spinnrotoren einen sehr grossen regelungstechnischen Aufwand. Ausserdem ist der Läufer in den Rotorschaft integriert. Nachdem der Spinnrotor ein Verschleissartikel ist, muss bei jedem Wechsel des Spinnrotors auch der in den Rotorschaft integrierte Läufer mitersetzt werden. Dies ver- teuert derartige Spinn Vorrichtungen zusätzlich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, den geschilderten Nachteilen der Rotorspinnmaschinen des Stands der Technik abzuhelfen. Es soll ein Antrieb für die Spinnrotoren geschaffen werden, bei dem der Energiebedarf für den Betrieb verringert werden kann. Eine übermässige Erwärmung der Rotorschäfte soll vermieden werden können. Der Antrieb soll einen ruhigen Lauf der Spinnrotoren gewährleisten, und eine übermässige Tendenz zu Fadenbrüchen soll vermieden werden können. Im Fall von Fadenbrüchen soll das Hochlaufen der Spinnrotoren vereinfacht sein und die Qualität der Garnverbindung nicht beeinträchtigt werden. Kostspielige, überhöhte Genauigkeitsanforderungen an den Schaft eines Spinnrotors und an dessen Lagerung sollen vermieden werden. Die Lär- mentwicklung der Rotorspinnmaschine soll reduziert werden.

Die Lösung dieser Aufgaben besteht in einem Antrieb für die Spinnrotoren einer Rotorspinnmaschine, welcher die im kennzeichnenden Abschnitt des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale aufweist. Bevorzugte Ausfuhrungsvarianten und/ oder vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.

Durch die Erfindung wird ein Antrieb für die Spinnrotoren einer Rotorspinnmaschine, die jeweils einen Rotorteller und einen von einem Stützlager abgestützten Rotorschaft auf- weisen, der von einem Andrückelement gegen das Stützlager gedrückt ist, geschaffen. Erfindungsgemäss ist für jeden Spinnrotor ein elektrischer Antriebsmotor vorgesehen, mit dem der Spinnrotor indirekt antreibbar ist.

Jedem Spinnrotor ist ein eigener elektrischer Antriebsmotor zugeordnet. Dabei erfolgt der Antrieb des Spinnrotors nicht direkt, wie beim Stand der Technik, bei dem der Rotorschaft zugleich die Motorachse und den Läufer des Antriebsmotors bildet. Vielmehr wird jeder Spinnrotor von dem ihm zugeordneten Antriebsmotor nur indirekt angetrieben. Durch den indirekten Antrieb des Spinnrotors kann der Rotorschaft praktisch unverändert beibehalten werden. Dadurch ist der erfindungsgemässe Antrieb insbesondere auch für die Umrüstung bestehender Rotorspinnmaschinen geeignet. Der Spinnrotor ist bei Bedarf einfach auswechselbar, ohne dass dadurch teure Bestandteile des elektromotorischen Antriebs verloren gehen oder erst am neuen Rotorschaft montiert werden müssten. Alle Vorteile des elektromotorischen Einzelantriebs für die Spinnrotoren hinsichtlich geräuscharmem Lauf im Betrieb, leichter Regelbarkeit usw. bleiben erhalten. Bei dem gewählten indirekten elektromotorischen Einzelantrieb der Spinnrotoren erweist es sich von Vorteil, wenn das Andrückelement, mit dem der Schaft des Spinnrotors gegen ein Stützlager gepresst wird, eine Andrückrolle ist. Die Andrückrolle ist platzsparend und führt wegen der rotierbaren Rolle nur zu geringen Reibungsverlusten. Die Andrückkraft der Andrückrolle kann sehr einfach an die Erfordernisse angepasst werden. Gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Rotorspinnmaschinen mit riemenangetriebenen Spinnrotoren entfällt bei dem erfindungsgemässen indirekten elektromotorischen Antrieb im wesentlichen nur der tangential über die Rotorschäfte geführte Antriebsriemen. In der Regel ist beim Umrüsten daher keine grundsätzlich andere Halterung erfor- derlich. Wegen des fehlenden Antriebsriemens ist die Andrückkraft von Spinnrotor zu Spinnrotor exakt gleich und muss deshalb nur gerade so hoch eingestellt werden, wie es für einen einwandfreien Betrieb erforderlich ist.

Das Stützlager für den Rotorschaft ist von zwei um ihre Achse drehbar gelagerten, einen kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Stützelementen gebildet, die einen Keilspalt zur Abstützung des Rotorschafts begrenzen. Durch die gewählte Ausbildung des Stützlagers ergibt sich eine besonders einfache und zuverlässige Abstützung für den Spinnrotor, der einfach mit seinem Schaft in den Keilspalt eingelegt wird. Das freie Ende des Rotorschafts stützt sich an einem axialen Spurlager ab. Die Andrückrolle sorgt dafür, dass der Rotor- schaff im Betrieb in dem Keilspalt verbleibt.

Mit Vorteil sind die Stützelemente drehfest auf rotierbaren Wellen montiert. Dies bietet die Möglichkeit, ein durch den Betrieb abgenutztes Stützelement einfach auszuwechseln. Die beiden benachbarten rotierbaren Wellen sind in einem Lagergehäuse gelagert, wel- ches vorzugsweise auch das axiale Spurlager für das freie Ende des Rotorschafts trägt. Die rotierbaren Wellen sind derart geschränkt zueinander angeordnet, dass der Rotorschaft durch den aus der Rotation des Spinnrotors resultierenden Schub gegen das axiale Spurlager gedrückt wird. Daraus ergibt sich im Betrieb eine besonders stabile und zuverlässige Lagerung für den Spinnrotor. Der indirekte elektromotorische Antrieb des Spinnrotors erfolgt mit Vorteil über die Stützelemente. Dazu ist eine der die S ützelemente tragenden Wellen elektromotorisch antreibbar. Die zweite Welle dient nur zur Abstützung und wird durch die Rotation des aufliegenden Rotorschafts in Drehbewegung versetzt. Der indirekte elektromotorische Antrieb des Spinnrotors über eines der Stützelemente hat eine sehr gleichmässige Übertragung der Drehbewegung an den Rotorschaft zur Folge. Die angetriebene Welle ist stabil gelagert. Der Rotorschaft wird von der Andrückrolle ausreichend fest gegen den Keilspalt gedrückt. Infolge des weit grösseren Durchmessers des elektrisch angetriebenen Stützelementes muss der elektrische Antriebsmotor mit deutlich geringerer Drehzahl ro- tieren als bei den Rotorspinnmaschinen des Stands der Technik, bei denen der Spinnrotor direkt einzelelektromotorisch angetrieben wird. Der Motor kann daher mit einem geringeren Leistungsbedarf betrieben werden, bzw. kann ein Motor mit geringerer Leistung eingesetzt werden. Dies wirkt sich unmittelbar positiv auf den Energieverbrauch aus. Au- sserdem ist ein mit geringeren Drehzahlen drehender Elektromotor im allgemeinen auch geräuschärmer.

Eine besonders kompakte Bauweise ergibt sich, wenn die elektromotorisch angetriebene Welle den Läufer eines elektrischen Antriebsmotors bildet. Dabei ist der Läufer des elektromotorischen Antriebs mit Vorteil auf einen Endbereich der Welle aufgepresst bzw. in einen hohl ausgebildeten Endbereich der Welle eingesetzt. Der derart angeordnete Läufer wirkt mit einem am Gehäuse der Spinnbox angeordneten Stator zusammen. Durch den Direktantrieb der ein Stützelement tragenden Welle enfallen Kraf übertragungsmittel für den Antrieb. Die antreibende Welle ist im Betrieb einem relativ geringen Verschleiss ausgesetzt. Falls es erforderlich ist, kann das drehfest auf der Welle montierte Stützelement ausgetauscht werden. Dabei bleibt die Welle mit Vorteil in ihrer Lage. Dadurch bleibt ein einmal eingelaufener Antriebsmotor über einen längeren Zeitraum praktisch unverändert. Dies hat Vorteile hinsichtlich der Laufruhe und verringert den Energiebedarf und die Geräuschentwicklung im Betrieb.

Damit die mit dem Läufer versehene Welle im Bereich des Stators frei von irgendwelchen Kippmomenten ist, die sich unvorteilhaft auf die Laufeigenschaften auswirken könnten, ist die Welle von einem doppelreihigen Kugellager unterstützt. Der mit dem Stator zu- sammenwirkende Läufer ist dabei an der dem Stützelement abgewandten axialen Verlängerung der Welle angeordnet.

Für eine stabile Lagerung des Rotorschafts und für den Verschleiss der Stützelemente erweist es sich von Vorteil, wenn auf jeder Welle ein Paar von Stützelementen angeordnet ist, die in axialem Abstand voneinander angeordnet sind und in axiale Richtung miteinander fluchtend den Rotorschaft an zwei Abschnitten unterstützen. Infolge der geringeren Auflagefläche ergibt sich ein geringerer Energieverbrauch und auch eine geringere Erwärmung des Rotorschafts durch einen allfällig auftretenden Schlupf.

Der axiale Abstand der Stützelemente kann bei einer paarweisen Anordnung optimiert werden. Dabei wird er etwas grösser gewählt als die axiale Breite des Andrückelements bzw. der Andrückrolle. Der Abstand ist aber nicht grösser als das Dreifache der axialen Breite des Andrückelements bzw. der Andrückrolle. Da das Andrückelement nur eine relativ geringe Breite von etwa 10 mm bis etwa 20 mm aufweist, bietet eine derartige Lagerung auch die Möglichkeit, den Rotorschaft sehr kurz und mit kleinem Durchmesser auszuführen. Wegen des kleineren Durchmessers des Rotorschafts kann im Betrieb die Umfangsgeschwindigkeit der antreibenden Stützelemente reduziert werden. Dies wirkt sich vorteilhaft auf deren Lebensdauer aus.

Mit Vorteil sind die Stützelemente von jeweils zwei, in axialem Abstand voneinander auf einer Welle angeordneten Stützscheiben gebildet. Diese Art der Lagerung ist als Twin- disk Lagerung bekannt und weist eine sehr hohe Zuverlässigkeit auf.

In einer montagemässig vorteilhaften Variante sind die Stützelemente auf den beiden Wellen jeweils von einer einzelnen Stützscheibe gebildet, die eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut aufweist. Die Breite der in Umfangsrichtung verlaufenden Nut entspricht dabei dem gewählten axialen Abstand der Stützelemente. Im montierten Zustand nimmt die Nut das Andrückelement bzw. die Andrückrolle auf. Die Montage der einzel- nen Stützscheibe ist gegenüber den Ausführungsvarianten mit zwei Scheiben vereinfacht. Die Umfangsflächen der Stützelemente wenigstens der antreibenden Welle sind mit einem Belag versehen, der gegenüber dem Rotorschaft einen erhöhten Reibwiderstand aufweist. Dieser dient zur Besseren Übertragung der Drehbewegung der Stützelemente der angetriebenen Welle auf den Rotorschaft. In einer vorteilhaften Ausführungsvariante sind die Umfangsflächen aller Stützelement mit einem Belag versehen. Der Verschleiss der Beläge ist, neben anderen Faktoren, vom der Grosse der Umfangsfläche abhängig. Bei sonst gleichen Bedingungen ist dabei der Verschleiss des Belags der Stützelemente der antreibenden Welle grösser als derjenige an den Stützelementen der getriebenen Welle. Um zu erreichen, dass alle Stützelemente, insbesondere Stützscheiben, im gleichen Rhythmus ausgetauscht werden können, ist es zweickmässig die Durchmesser der Scheiben und die Breite der Beläge so aufeinander abzustimmen, dass die treibenden und die getriebenen Stützscheiben etwa die gleiche Lebensdauer aufweisen. In einer alternativen Ausführungsvariante können die Abmessungsverhältnisse derart gewählt sein, dass die weniger beanspruchten getriebenen Stützscheiben eine mehrfache Lebensdauer der treibenden Stützscheiben aufweisen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, die getriebenen Stützscheiben nur bei jedem zweiten Wechsel der treibenden Stützscheiben mit auszutauschen.

Eine Offenend-Rotorspinnmaschine mit indirekt einzelelektromotorisch antreibbaren Spinnrotoren weist mit Vorteil frequenzgesteuerte Antriebsmotoren auf. Frequenzgesteuerte Antriebsmotoren weisen eine sehr exakte Drehzahlregelbarkeit auf. Das Beschleunigen und Abbremsen der indirekt angetriebenen Spinnrotoren ist derart regelbar, dass nur ein unwesentlicher Schlupf zwischen den antreibenden Stützelementen, beispielsweise Stützscheiben, und dem Rotorschaft auftritt. Dadurch werden eine imzulässige Erwärmung und alle damit zusammenhängenden nachteiligen Folgen für den Rotorschaft vermieden. Das Hochfahren der Spinnrotoren von der Anspinndrehzahl auf die Arbeitsdrehzahl ist bei frequenzgesteuerten Antriebsmotoren sehr schonend durchführbar. Dadurch werden übermässig grosse Beschleunigungen vermieden, die zu unzulässigen Fa- denspannungen und Fadenbrüchen führen könnten. Für das Anspinnen gebrochener Fäden kann die optimale Drehzahl exakt realisiert und solange beibehalten werden, bis der Anspinnvorgang abgeschlossen ist. Bei dem erfindungsgemässen indirekten elektromotorischen Antrieb für den Spinnrotor kann die Rotorbremse im allgemeinen entfallen.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Be- Schreibung eines Ausführungsbeispiels. Es zeigen in schematischer Darstellung:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Lagereinrichtung eines Spinnrotors; und

Fig. 2 eine geschnittene Draufsicht einer Lagereinrichtung mit einem indirekten Antrieb für den Spinnrotor.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Seitenansicht einer Lagerung 100 für einen Spinnrotor 7 in einer Rotorspinnmaschine. Die Lagerung 100 ist als sogenannte Twin-disk Lagerung ausgebildet und weist jeweils zwei Paare von Stützscheiben 1 bzw. 2 auf, die drehfest auf, die drehfest auf rotierbaren Wellen 4 bzw. 5 montiert sind. Die Wellen 4, 5 sind in einem Lagergehäuse montiert und leicht geschränkt zueinander angeordnet, damit im Betrieb des Spinnrotors 7 eine Schubkraft entsteht, durch welche der Spinnrotor 7 gegen ein axiales Spurlager gedrückt wird. Die Stützscheiben sind an ihren Umfangsflächen mit einem Belag 3 versehen. Der Spinnrotor 7 weist einen Rotorteller auf, der durch das Bezugszeichen 8 angedeutet ist. Der Rotorteller ist drehfest mit einem Rotorschaft 9 verbunden, der in einem von den Stützscheiben 1, 2 gebildeten Keilspalt 6 gelagert ist. Der Rotorschaft 9 wird durch eine Andrückrolle 10 im Keilspalt 6 gehalten. Dazu ist die Andrückrolle 10 auf einem höhenverschwenkbaren Tragarm 11 drehbar gelagert, der mit einer vorgebbaren Andrückkraft gegen die Stützscheiben 1, 2 vorgespannt ist. In Fig. 1 ist dies durch eine Zugfeder 12 angedeutet, die am freien Ende des Tragarms 11 angreift und im Lagergehause montiert ist. Soweit entspricht die geschilderte Lagerung 100 bis auf einen fehlenden Antriebsriemen den bekannten Lagerungen für Spinnrotoren bei riemengetriebenen Rotorspinnmaschinen. Fig. 2 zeigt eine geschnittene Draufsicht auf eine Variante einer Lagerung 200 für einen Spinnrotor. In der schematischen Zeichnung sind dabei nur die für das Verständnis der Erfindung notwendigen Bestandteile dargestellt. Die Lagerung 200 umfasst zwei Stützscheiben 21, 22, die drehfest auf rotierbar gelagerten Wellen 24, 25 gelagert sind und je- weüs eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut 27 aufweisen. Durch die Umfangsnut 27 werden die Stützscheiben 21, 22 in Stützelemente 28, 29 bzw. 30, 31 geteilt. Die an den Stützscheiben 21, 22 ausgebildeten Stützelemente 28, 29 bzw. 30, 31 entsprechen dabei den paarweise auf den Wellen angeordneten Stützscheiben bei Twin-disk Lagerungen des Stands der Technik. Die Breite der die Stützelemente 28, 29 bzw. 30, 30 trennenden Nuten 27 ist derart gewählt, dass sie die nicht näher dargestellte Andrückrolle aufnehmen. Nachdem die Andrückrolle nur eine relativ geringe Breite aufweisen muss, ergibt sich daraus die Möglichkeit, den im Keilspalt 26 zwischen den Stützscheiben 21, 22 gelagerten Rotorschaft des Spinnrotors deutlich kürzer auszubilden. Dies ist in Fig. 2 durch das Spurlager 37 angedeutet, welches sehr nahe bei den Stützscheiben 21, 22 am nicht darge- stellten Lagergehäuse befestigt ist.

Die die Stützscheiben 21, 22 tragenden Wellen 24, 25 sind in Lagern 32, 33 drehbar gelagert. Vorzugsweise handelt es sich bei den Lagern 32, 33 um doppelreihige Kugellager, die ein allfälliges Kippmoment der Wellen 24, 25 aufnehmen. Die Welle 24 weist einen über das doppelreihige Kugellager 32 hinaus verlängerten Achsstummel 34 auf, der einen Läufer 35 eines elektromotorischen Antriebs 37 trägt. Der Läufer 35 wirkt mit einem Stator 36 zusammen, der am Lagergehäuse montiert ist. Die Welle 24 mit dem Achsstummel 34 bildet somit das Kernstück eines indirekten Antriebs für einen im Keilspalt zwischen den Stützscheiben 21, 22 gelagerten Spinnrotor. Der mit dem Achsstummel 34 verbunde- ne Läufer 35 rotiert im Feld des Stators 36. Die mit dem Achsstummel verbundene Welle 24 treibt über die Stützscheibe 21 den im Keilspalt 26 liegenden Rotorschaft. Dieser wiederum treibt seinerseits über die zweite Stützscheibe 22 die Welle 25. Zur besseren Übertragung der Drehbewegung sind die Stützscheiben 21, 22 an ihren Umfangsflächen mit einem Belag 23 versehen, der gegenüber dem Rotorschaft einen erhöhten Reibwiderstand aufweist, um einen allfälligen Schlupf zu vermindern. Der Verschleiss der Beläge 23 der Umfangsflächen der Stützscheiben 21, 22 ist, neben anderen Faktoren, vom der Grosse der Umfangsfläche abhängig. Bei sonst gleichen Bedingungen ist dabei der Verschleiss des Belags 23 der Stützelemente 28, 29 der antreibenden Welle 24 grösser als derjenige an den Stützelementen 30, 31 der getriebenen Welle 25. Um zu erreichen, dass alle Stützelemente, insbesondere Stützscheiben 21, 22, im gleichen Rhythmus ausgetauscht werden können, ist es zweckmässig die Durchmesser der Scheiben 21, 22 und die Breite der Beläge 23 so aufeinander abzustimmen, dass die treibenden und die getriebenen Stützscheiben 21, 22 etwa die gleiche Lebensdauer aufweisen. In einer alternativen Ausführungsvariante können die Abmessungsverhältnisse derart ge- wählt sein, dass die weniger beanspruchten getriebenen Stützscheiben 22 eine mehrfache Lebensdauer der treibenden Stützscheiben 21 aufweisen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, die getriebenen Stützscheiben 22 nur bei jedem zweiten Wechsel der treibenden Stützscheiben 21 mit auszutauschen. Die drehfest Verbindung der Stützscheiben 21, 22 mit den Wellen 24, 25 ist dabei derart ausgebildet, dass die Stützscheiben 21, 22 abnehm- bar sind, ohne die Wellen 24, 25 ausbauen zu müssen. Beispielsweise ist dazu an den Wellen 24 bzw. 25 an Ringbund angeformt und wird nach dem Montieren der Stützscheiben 21 bzw. 22 stirnseitig eine Bundscheibe aufgeschraubt oder auf ähnliche Weise befestigt. Derartige Befestigungen sind dem Fachmann hinreichend geläufig, so dass auf eine nähere Erläuterung derselben verzichtet werden kann.

Der erfindungsgemässe indirekte Antrieb für die Spinnrotoren einer Rotorspinnmaschine ist am Beispiel von Twin-disk Lagerungen für die Spinnrotoren erläutert worden. Anstelle einer Twin-disk Lagerung könnten auf den Wellen auch walzenartige Stützelemente vorgesehen sein. Auch muss die Andrückrolle nicht notwendigerweise durch eine Zugfeder gegen die Stützelemente der Lagerung vorgespannt sein. Beispielsweise kann die Andrückkraft auch während des Betriebs automatisch an die jeweilgen Erfordernisse anpassbar sein. Dies kann beispielsweise durch eine automatisch axial verstellbare Lagerung der Andrückrolle erfolgen. Der indirekte elektromotorische Antrieb des Spinnrotors erfolgt durch einen Antrieb einer der Wellen, welche Stützelemente für den Spinnrotor trägt. Prinzipiell könnte der indirekte elektromotorische Antrieb auch über die Andrückrolle erfolgen. Da jedem Spinnrotor eine Andrückrolle zugeordnet ist, könnte auch auf diese Weise ein indirekter elektromotorischer Einzelantrieb für die Spinnrotoren realisiert werden. Da der Andrückrolle zusätzlich zum Aufbringen der Andrückkraft auch eine gewisse Dämpfung von Vibrationen des Spinnrotors zukommt, wird der indirekte Antrieb über die Stützelemente, die auf einer vorzugsweise die Motorachse bildenden Welle sitzen, bevorzugt. Der elektromotorische Antrieb bietet den Vorteil der einfachen Regelbarkeit. Insbesondere sind die indirekten elektromotorischen Einzelantriebe für die Spinnrotoren einer Rotorspinnmaschine frequenzgesteuert. Dies erlaubt eine sehr zuverlässige und genaue Drehzahlregulierung. Die Beschleunigungswerte sind dabei sehr genau einstellbar, so dass unzulässige Zugkräfte auf die gesponnenen Garne vermieden werden können. Auf eine separate Bremse für die Spinnrotoren kann in der Regel verzichtet werden.

Die erfindungsgemässe Ausbildung des Antriebs für die Spinnrotoren erlaubt eine sehr einfache Nachrüstung und Umrüstung auch bereits bestehender Rotorspinnmaschinen mit Riemenantrieb. Die kompakte Bauweise bietet die Möglichkeit, die Länge der Rotorschäfte der Spinnrotoren zu verringern. Damit einher geht auch eine Reduzierung der aus Festigkeitsanforderungen erforderlichen Mindestdurchmesser der Rotorschäfte. Daraus resultiert eine Verringerung der zu bewegenden Masse sowie für eine bestimmte Rotorumfangsgeschwindigkeit erforderlichen Umfangsgeschwindigkeit der treibenden Stützscheiben. Dies wirkt sich unmittelbar vorteilhaft auf den Energiebedarf der Rotorspinnmaschine aus. Durch den Entfall des tangential an den Rotorschäften anliegenden umlau- fenden Riemens wird der Geräuschpegel deutlich verringert.

Claims

Patentansprüche

1. Antrieb für die Spinnrotoren (7) einer Rotorspinnmaschine, die jeweils einen Rotorteller (8) und einen von einem Stützlager (100, 200) abgestützten Rotorschaft (9) aufweisen, der von einem Andrückelement (10) gegen das Stützlager (100, 200) gedrückt ist, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Spinnrotor (7) ein elektrischer Antriebsmotor (37) vorgesehen ist, mit dem der Spinnrotor (7) indirekt antreibbar ist.

2. Antrieb gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Andrückelement (10) eine Andrückrolle ist.

3. Antrieb gemäss Anspuch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützlager (100, 200) für den Rotorschaft (9) von zwei um ihre Achse drehbar gelagerten, einen kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Stützelementen (1, 2; 21, 22) gebildet ist, die einen Keilspalt (6, 26) zur Abstützung des Rotorschafts (9) begrenzen.

4. Antrieb gemäss Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dass die Stützelemente (1, 2; 21, 22) drehfest auf rotierbaren Wellen (4,

5; 24, 25) montiert sind, die in einem Lagergehäuse gelagert und geschränkt zueinander angeordnet sind.

Antrieb gemäss Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Wellen (4; 24) elektromotorisch antreibbar ist.

6. Antrieb gemäss Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromotorisch angetriebene Welle (4; 24) den Läufer (35) eines elektrischen Antriebsmotors (37) bildet.

7. Antrieb gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer (35) des elektromotorischen Antriebs (37) auf einen Endbereich der Welle (24) aufgepresst bzw. in einen hohl ausgebildeten Endbereich der Welle eingesetzt ist und mit ei- nem am Lagergehäuse angeordneten Stator (36) zusammenwirkt.

8. Antrieb gemäss Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die treibende Welle (4; 24) von einem doppelreihigen Kugellager (32) unterstützt ist und der Läufer (35) an einer dem Stützelement (21) abgewandten axialen Verlängerung (34) der Welle (24) angeordnet ist.

9. Antrieb gemäss einem der Ansprüche 3 - 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf jeder Welle (24, 25) ein Paar von Stützelementen (28, 29, 30, 31) angeordnet ist, die in axialem Abstand voneinander angeordnet sind und in axialer Richtung itein- ander fluchtend den Rotorschaft (9) an zwei Abschnitten unterstützen.

10. Antrieb gemäss Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Abstand der Stützelemente (28, 29, 30, 31) grösser ist als die axiale Breite des Andrückelements bzw. der Andrückrolle (10) und das Dreifache der axialen Breite des Andrückele- ments bzw. der Andrückrolle (10) nicht überschreitet.

11. Antrieb gemäss Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente auf den beiden Wellen (4, 5; 24, 25) von jeweils zwei, in axialem Abstand voneinander auf einer Welle angeordneten Stützscheiben (1, 2) gebildet sind.

12. Antrieb gemäss Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (28, 29, 30, 31) jeweils von einer einzigen Stützscheibe (21, 22) gebildet sind, die eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut (27) aufweist.

13. Antrieb gemäss Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsflächen wenigstens der Stützelemente (1; 28, 29) der treibenden Welle (4; 24) mit einer Beschichung (3; 23) versehen sind, die gegenüber dem Rotorschaft (9) einen erhöhten Reibwiderstand aufweist.

14. Antrieb gemäss Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsflächen aller Stützelemente (1, 2; 28, 29, 30, 31) mit Belägen (3; 23) versehen sind, wobei die Flächen der Beläge der Stützelemente der treibenden Welle (4; 24) und der getriebenen Welle (5, 25) derart aufeinander abgestimmt sind, dass ein gleichmässiger Verschleiss aller Beläge (3; 23) erzielt wird.

15. Antrieb gemäss Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsflächen aller Stützelemente (1, 2; 28, 29, 30, 31) mit Belägen (3; 23) versehen sind, wobei die Flächen der Beläge der Stützelemente der treibenden Welle (4; 24) und der getrie- benen Welle (5; 25) derart aufeinander abgestimmt sind, dass die Verschleissperi- ode der Beläge der Stützelemente der getriebenen Welle (5; 25) ein ganzzahliges Vielfaches, vorzugsweise das Doppelte bis Dreifache, der Verschleissperiode der Beläge der Stützelemente der treibenden Welle (4; 24) beträgt.

16. Offenend-Rotorspinnmaschine mit gemäss einem der vorangehenden Ansprüche indirekt einzelelektromotorisch antreibbaren Spinnrotoren (7), dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmotoren (37) frequenzgesteuert sind.