Spinnrotor für eine Offenend-Rotorspinnvorrichtung
Die Erfindung betrifft einen Spinnrotor für eine Offenend- Rotorspinnvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.
Die meisten der zur Zeit in der Textilindustrie eingesetzten Offenend-RotorSpinnmaschinen weisen Spinnrotoren auf, die mit ihrem Rotorschaft in den Lagerzwiekeln einer sogenannten Stützscheibenlagerung gelagert sind und über einen rαaschinenlangen Tangentialriemen angetrieben werden. Diese Spinnrotoren, bei denen der Rotorschaft und die Rotortasse üblicherweise über einen Preßsitz nahezu unlösbar verbunden sind, können bei Bedarf, zum Beispiel bei Verschleiß, von vorne durch das geöffnete Rotorgehäuse ein- bzw. ausgebaut werden.
Des weiteren sind, beispielsweise durch die EP 0 972 868 A2, einzelmotorisch angetriebene Spinnrotoren bekannt, die mit ihrem Rotorschaft in einer Magnetlageranordnung abgestützt sind.
Die Magnetlageranordnung besteht dabei aus einer vorderen und einer hinteren Lagerstelle, wobei diese Lagerstellen ihrerseits jeweils über sich axial gegenüberstehende
Permanentmagnetringe verfügen .
Einer dieser Permanentmagnetringe ist dabei jeweils am Stator festgelegt, während der andere Permanentmagnetring mit dem
Rotorschaft umläuft.
Eine solche Lageranordnung führt bei einem eventuell erforderlichen Ein- oder Ausbau der Spinnrotoren zu einem nicht unerheblichen Montageaufwand.
Bei derartig gelagerten Spinnrotoren ist es daher üblich, die Rotortasse lösbar mit dem Rotorschaft zu verbinden. Das heißt, die Rotortasse kann bei Bedarf, zum Beispiel bei Verschleiß oder bei Partiewechsel, nach dem Lösen einer Schraubverbindung ausgebaut bzw. ausgewechselt werden, ohne daß dabei auch der Rotorschaft mit ausgebaut werden muß. Die lösbare Kupplung von Rotorschaft und Rotortasse mittels einer Schraubverbindung konnte allerdings aus verschiedenen Gründen nicht restlos befriedigen.
Bei solchen Schraubverbindungen war beispielsweise, insbesondere bei längerer Laufzeit, nicht immer zu gewährleisten, daß Rotortasse und Rotorschaft zu jedem Zeitpunkt ausreichend fest verbunden sind. Außerdem erwies es sich als relativ umständlich und zeitaufwendig, die Rotortasse am Rotorschaft festzuschrauben, während der Rotorschaft frei drehbar in der Magnetlagerung abgestützt ist.
Neben der vorbeschriebenen Schraubverbindung sind aus der Patentliteratur noch zahlreiche weitere Ausführungsformen für Kupplungseinrichtungen bekannt, die ein lösbares Anschließen einer Rotortasse an einen Rotorschaft ermöglichen.
In der DE 38 15 182 Al sind beispielsweise verschiedene kraft- oder formschlüssig arbeitende Kupplungsvarianten beschrieben, die ein einwandfreies und leicht lösbares Festlegen der Rotortasse am Rotorschaft gewährleisten sollen. Die einzelnen Kupplungsvarianten sind dabei allerdings insgesamt recht aufwendig konstruiert und damit relativ kostenintensiv.
Eine vergleichbare, in ihrem konstruktiven Aufbau deutlich einfachere Kupplungseinrichtung ist in der EP 0 808 923 Al beschrieben.
Diese bekannte Kupplungseinrieb.tung ist nach Art einer
Klipsverbindung aufgebaut, wobei ein Teil der KlipsVerbindung an. der Rotortasse und das andere Teil am Rotorschaft angeordnet ist .
Wenigstens ein Teil der KlipsVerbindung wird dabei durch ein elastisches Element beaufschlagt.
Auch bei der Kupplungseinrichtimg gemäß EP 0 808 923 Al gestaltet sich ein Wechsel der Rotortasse, insbesondere wenn der Rotorschaft während dieses Wechsels in der
Lagereinrichtung eingebaut bleibt, zumindest umständlich.
Außerdem erscheinen solche Kupplungseinrichtungen hinsichtlich ihrer Sicherheit problematisch, da nach mehrmaligem An- und
Abbau der Rotortasse nicht immer gewährleistet ist, daß auch bei hohen Drehzahlen des Spinnrotors noch eine sichere
Arretierung der Rotortasse am Rotorschaft gegeben ist.
Weitere vergleichbare Kupplungseinrichtungen sind auch durch die DE 38 35 037 Al oder die DE 196 18 027 Al bekannt.
Die DE 38 35 037 Al betrifft dabei eine mechanischhydraulische Spanneinrichtung, mit einer dünnwandigen, aufweitbaren Hülse, die zwischen Rotorschaft und Rotortasse verspannbar ist.
Die DE 196 18 027 Al beschreibt eine Fliehkraftkupplung. Das heißt, ein spezielles Kupplungselement weist federkraftbeaufschlagte Kugeln auf, die während des Betriebes des Spinnrotors infolge der Zentrifugalkraft nach außen gedrückt werden und dabei die Rotortasse am Rotorschaft arretieren.
Auch die vorbeschriebenen Kupplungseinrichtungen sind konstruktiv recht aufwendig und erfordern zudem aufgrund der hohen Rotordrehzahlen eine hohe Auswuchtgenauigkeit, was die Fertigung solcher Einrichtungen recht kostspielig macht.
Schließlich ist durch die DE 100 24 020 Al eine Kupplungsvorrichtung für einzelmotorisch angetriebene, permanentmagnetisch gelagerte Spinnrotoren bekannt, bei denen eine Magneteinrichtung automatisch dafür sorgt, daß die Spinntasse in axialer Richtung stets mit maximaler Haltekraft am Rotorschaft arretiert ist.
Eine zusätzliche mechanische Verdrehsicherung, sorgt über Formschluß außerdem dafür, daß jede rotatorische Relativbewegung zwischen den beiden Bauteilen verhindert wird.
Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannten
Kupplungseinrichtungen zum lösbaren Festlegen einer Rotortasse an einem Rotorschaft weiter zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gelöst, wie sie im 'Anspruch 1 beschrieben ist.-
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche .
Die erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung hat den Vorteil, daß sie einerseits eine zuverlässige Arretierung der Rotortasse am Rotorschaft gewährleistet, andererseits bei Bedarf ein problemloses Lösen der Rotortasse bei eingebautem Rotorschaft ermöglicht, ohne daß während des Ein-. oder Aushaus der Rotortasse ein' Drehmoment auf den in seiner Rotorlagerung frei drehbar gelagerten Rotorschaft gegeben werden muß.
Das heißt, die koaxial angeordneten, radial verschiebbar gelagerten, durch einen Stößel beaufschlagten
Arretierungsmittel, die in eine Ringnut im Rotorschaft fassen, sorgen nicht nur dafür, daß die Rotortasse sofort sicher am Rotorschaft fixiert wird, sondern stellen auch sicher, daß die Rotortasse stets in einer definierten Lage am Rotorschaft festgelegt ist, was im Interesse des Spinnergebnisses von hoher Bedeutung ist.
Die während des Spinnbetriebes wirksame Haltekraft wird fliehkraftbedingt zusätzlich erhöht und vergrößert sich mit zunehmender Drehzahl weiter.
Wie im Anspruch 2 dargelegt, ist in bevorzugter
Ausführungsform vorgesehen, daß der im Hohlstumpf der
Rotortasse gelagerte Stößel durch eine Pederelement in axialer
Richtung beaufschlagt wird.
Auf diese Weise werden die koaxial angeordneten, radial verschiebbaren Arretierungsmittel über einen- konischen Ansatz am Stößel mechanisch in Anlage an der Innenwandung der zentralen Bohrung des Rotorschaftes bzw. einer entsprechenden
Ringnut gehalten und dabei die Rotortasse im Rotorschaft sofort; mit--- einer .Mihdesbhal'tekraft fixiert.
Wie im Anspruch 3 beschrieben, ist in vorteilhafter Ausführungsform vorgesehen, daß der Stößel endseitig einen Betätigungsknopf aufweist, . der im Bodenbereich der Rotortasse an der Innenseite des Spinnrotors positioniert ist. Der Betätigungsknopf ist bei geöffnetem Rotorgehäuse durch die Rotortassenöffnung gut zugängig, so- daß der Stößel gegen die Kraft des Federelementes nach hinten verlagert und dabei die Kupplung zwischen Rotortasse und Rotorschaft gelöst werden kann.
Gemäß Anspruch 4 ist in bevorzugter Ausbildung vorgesehen, daß das Federelement in vorgespanntem Zustand in den Hohlstumpf der Rotortasse eingebaut ist und sich dabei an einem
Widerlager im Hohlstumpf sowie am Stößel abstützt.
Das Federelement ist dabei vorzugsweise als Schraubenfeder ausgebildet (Anspruch 5).
Eine solche Ausbildung stellt eine robuste, kostengünstige
Konstruktion dar, die sich durch eine lange Lebensdauer auszeichnet.
In vorteilhafter Ausführungsform sind die Arretierungsmittel, wie im Anspruch 6 dargelegt, als Stahlkugeln ausgebildet.
Solche vorzugsweise gehärteten Stahlkugeln sind im Handel l kostengünstig erhältlich und haben sich im Maschinenbau . beispielsweise im Zusammenhang mit Wälzlagern ausgezeichnet bewährt .
Wie im Anspruch 7 dargelegt, bilden die Rotortasse und der
Hohlstumpf ein robustes, einstückiges Bauteil.
Der Hohlstumpf weist außerdem radiale Bohrungen zur Aufnahme von Arretierungsmitteln auf, die im Betriebszustand die
Innenwandung des Rotorschaftes bzw. eine Ringnut des
Rotorschäftes beaufschlagen.
Gemäß Anspruch 8 sind wenigstens zwei Bohrungen vorgesehen, in denen Arretierungsmittel positioniert werden können, da wenigsten zwei Bohrungen notwendig sind um einen unwuchtfreier Rundlauf zu gewährleisten.
Wie in den Ansprüchen 9 und 10 beschrieben, weist der Hohlstumpf einen nach innen gerichteten Ringansatz sowie einen axial verschiebbar gelagerten Stößel auf.
Am Ringansatz stützt sich im Einbauzustand ein Federelement ab, das außerdem auf den Stößel wirkt.
Das heißt, der Ringansatz bildet ein sicheres Widerlager für das Federelement, das über einen konischen Ansatz am Stößel die radial verschiebbar gelagerten Arretierungsmittel des Hohlstumpfes mit einer Kraftkomponente beaufschlagt. Die Rotortasse ist dadurch sofort, im wesentlichen kraftschlüssig, sicher an den Rotorschaft angeschlossen.
Im Bereich des Bodens der Rotortasse ist außerdem eine elastische Abdeckung für den Stößel vorgesehen (Anspr.ll). Diese elastische Abdeckung verhindert das Eindringen von Staub und Fasern in die Lagerbohrung des Stößels und gewährleistet dadurch die axiale Beweglichkeit des Stößels während der gesamten Lebensdauer des Spinnrotors .
Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Offenend-Rotorspinnvorrichtung mit einem einzelmotorisch angetriebenen, magnetisch • gelagerten Spinnrotor, dessen Rotortasse über eine erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung mit dem Rotorschaft leicht lösbar verbunden ist,
Fig. 2 einen Spinnrotor einer Offenend-Rotorspinnvorrichtung, bei dem die Rotortasse über eine erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung, bei Bedarf leicht lösbar, mit dem Rotorschaft kraftschlüssig verbunden ist, im Detail.
In Figur 1 ist eine Offenend-Rotorspinnvorrichtung 1 dargestellt, wie sie im Prinzip bekannt -und beispielsweise in der EP 0 972 868 A2 relativ ausführlich beschrieben ist.
Solche Offenend-Rotorspinnvorrichtungen 1 verfügen jeweils über ein Rotorgehäuse 2, in dem die Rotortasse 26 eines Spinnrotors 3 mit hoher Drehzahl umläuft .
Der Spinnrotor 3 wird dabei durch einen elektromotorischen Einzelantrieb 18 angetrieben und ist mit seinem Rotorschaft 4 in vorderen 27 und hinteren 28 Lagerstellen einer magnetischen Lageranordnung 5 fixiert, die den Spinnrotor 3 sowohl radial als auch axial abstützen.
Wie üblich, ist das an sich nach vorne hin offene Rotorgehäuse 2 während des Betriebes durch ein schwenkbar gelagertes Deckelelement 8, in das eine (nicht näher dargestellte) Kanalplatte eingelassen ist, verschlossen. Das Rotorgehäuse 2 ist außerdem über eine entsprechende Pneumatikleitung 10 an eine Unterdruckquelle 11 angeschlossen, die den im Rotorgehäuse 2 notwendigen Spinnunterdruck erzeugt . Im Deckelelement 8 beziehungsweise in der Kanalplatte ist außerdem ein Kanalplattenadapter 12 angeordnet, der die Fadenabzugsdüse 13 sowie den Mündungsbereich des Faserleitkanales 14 aufweist. An die Fadenabzugsdüse 13 schließt sich ein Fadenabzugsröhrchen 15 an. Außerdem ist am Deckelelement 8, das um eine Schwenkachse 16 begrenzt drehbar gelagert ist, ein Auflösewalzengehäuse 17 festgelegt.
Das Deckelelement 8 weist des weiteren rückseitige Lagerkonsolen 19, 20 zur Lagerung einer Auflösewalze 21 beziehungweise eines FaserbandeinzugsZylinders 22 auf. Die Auflösewalze 21 wird dabei im Bereich ihres Wirteis 23 durch einen umlaufenden, maschinenlangen Tangentialriemen 24
angetrieben, während der (nicht dargestellte) Antrieb des Faserbandeinzugszylinders 22 vorzugsweise über eine Schneckengetriebeanordnung erfolgt, die auf eine maschinenlange Antriebswelle 25 geschaltet ist.
In alternativer Ausführungsform können Auflösewalze 21 und/oder Faserbandeinzugszylinder 22 selbstverständlich auch jeweils über einen Einzelantrieb, beispielsweise einen Schrittmotor, angetrieben werden.
Wie aus Figur 2 ersichtlich, ist die Rotortasse 26 des Spinnrotors 3 über eine Kupplungsvorrichtung 29 leicht lösbar mit dem Rotorschaft 4 des Spinnrotors 3 verbunden.
Das heißt, die Rotortasse 26 weist rückseitig einen Hohlstumpf
6 auf, der im Einbauzustand in eine zentrale Bohrung 7 des
Rotorschaftes 4 faßt.
Im Hohlstumpf 6 ist axial verschiebbar und durch ein
Federelement 30 in axialer Richtung beaufschlagt ein Stößel 9 gelagert.
Der Stößel 9 weist endseitig einen konischen Ansatz 33 auf, der mit radial verschiebbar gelagerten Arretierungsmitteln 34 korrespondiert, die im Bereich koaxial angeordneter, radialer
Bohrungen 35 des Hohlstumpfes 6 positioniert sind.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel verfügt der Stößel 9 außerdem über einen Betätigungsknopf 31, der im Bereich des
Bodens 36 der Spinntasse 26 in einer Ausnehmung 40 angeordnet ist und durch die Spinntasse 26 hindurch betätigt werden kann.
Der Betätigungsknopf 31 sowie die Ausnehmung 40 sind durch eine elastische Abdeckung 39 vorzugsweise staubdicht verschlossen.
Der Stößel 9 wird durch ein vorzugsweise als Schraubenfeder ausgebildetes Federelement 30, das sich an einem Widerlager 32 abstützt, in axialer Richtung derart beaufschlagt, daß der konische Ansatz 33 versucht die Arretierungsmittel 34 radial zu verlagern.
Die Arretierungsmittel 34, vorzugsweise gehärtete Stahlkugel, fassen dabei vorzugsweise in eine Ringnut 38 im Bereich der zentralen Bohrung 7 und legen dadurch die Rotortasse 26 am Rotorschaft 4 fest.
Die in die Ringnut 38 des Rotorschaftes 4 einrastenden Stahlkugeln 35 positionieren gleichzeitig die Rotortasse 26 exakt in ihrer axialen Einbaulage, was hinsichtlich des erzielbaren Spinnergebnisses von großer Bedeutung ist.
Anstelle in eine entsprechende Ringnut 34 einzurasten, können sich die im Hohlstumpf gelagerten Stahlkugeln 35 auch direkt an die Innenwandung 37 der zentralen Bohrung 7 des
Rotorschaftes 4 anlegen.
In diesem Fall ist zwischen der Rotortasse 26 und dem
Rotorschaft 4 ein reiner Kraftschluß gegeben, während die in eine Ringnut 34 eingerasteten Stahlkugeln 35 die Rotortasse 26 zumindest in axialer Richtung quasi über Formschluß am
Rotorschaft 4. festlegen...
Während des Spinnbetriebes, das heißt, wenn der Spinnrotor mit einer Drehzahl > 100.000 min"1 rotiert, legen sich die Stahlkugeln 34 unter dem Einfluß der auftretenden Zentrifugalkraft extrem fest an den Grund der Ringnut 34 bzw. die Innenwandung 37 des •Rotorschaftes 4 an, was zu einer zusätzlichen, erheblichen Erhöhung der Haltekraft führt. Das heißt, insbesondere bei hohen Drehzahlen entsteht eine sichere, nahezu unlösbare Verbindung.
Zum Auswechseln der Rotortasse 26 kann bei Stillstand des
Spinnrotors 3 der Stößel 9 durch Beaufschlagen des
Betätigungsknopfes 31 gegen die Kraft des Federelementes 30 nach hinter verlagert werden.
Die Arretierungsmittel 34 kommen dabei außer Kontakt mit der
Ringnut 38 bzw. der Innenwandung 37, so daß die Spinntasse 26 leicht nach vorne aus dem Rotorschaft 4 herausgezogen werden kann.
Der Einbau einer neuen Spinntasse 26 erfolgt entsprechend in umgekehrter Reihenfolge .
Auch beim Einbau der Spinntasse 26. in den Rotorschaft 4 erfolgt bei .gedrücktem Betätigungsknopf 31.