WO2007104374A1 - Rotorschaft eines in einer permanentmagnetlageranordnung berührungslos abgestützten spinnrotors - Google Patents

Rotorschaft eines in einer permanentmagnetlageranordnung berührungslos abgestützten spinnrotors Download PDF

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WO2007104374A1
WO2007104374A1 PCT/EP2007/000181 EP2007000181W WO2007104374A1 WO 2007104374 A1 WO2007104374 A1 WO 2007104374A1 EP 2007000181 W EP2007000181 W EP 2007000181W WO 2007104374 A1 WO2007104374 A1 WO 2007104374A1
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rotor shaft
permanent magnet
magnet ring
rotor
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PCT/EP2007/000181
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Norbert Coenen
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Oerlikon Textile Gmbh & Co. Kg
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H4/00—Open-end spinning machines or arrangements for imparting twist to independently moving fibres separated from slivers; Piecing arrangements therefor; Covering endless core threads with fibres by open-end spinning techniques
    • D01H4/04—Open-end spinning machines or arrangements for imparting twist to independently moving fibres separated from slivers; Piecing arrangements therefor; Covering endless core threads with fibres by open-end spinning techniques imparting twist by contact of fibres with a running surface
    • D01H4/08—Rotor spinning, i.e. the running surface being provided by a rotor
    • D01H4/12—Rotor bearings; Arrangements for driving or stopping
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
    • F16C32/0406—Magnetic bearings
    • F16C32/044—Active magnetic bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2340/00—Apparatus for treating textiles
    • F16C2340/18—Apparatus for spinning or twisting

Definitions

  • the invention relates to a rotor shaft of a spinning rotor supported without contact in a permanent magnet bearing arrangement having the features of the preamble of claim 1.
  • EP 0 972 868 A2 describes an open-end spinning device whose single-motor-driven spinning rotor is supported by its rotor shaft in such a permanent magnet bearing arrangement.
  • the permanent magnet bearing arrangement has in this case a front and a rear bearing, which in turn each have a stationary and a rotatably mounted magnetic bearing component, the magnetic bearing components are poled in the axial direction of the type that face each other in opposite directions poles.
  • each of the bearings has a arranged on a stator housing, fixed permanent magnet ring and arranged on the rotor shaft, with this circumferential permanent magnet ring.
  • the rotor-side permanent magnet rings are each set on a bearing shoulder of the rotor shaft and secured by a ring band against the centrifugal forces occurring during spinning operation.
  • This type of permanent magnet bearing arrangement has proven itself in principle, however, the mounting of the permanent magnet rings on the corresponding bearing projections of the rotor shaft is often somewhat problematic.
  • the inner diameter of the permanent magnet rings was chosen slightly larger than the outer diameter of the associated bearing neck, so that the permanent magnet ring could be easily positioned on the bearing lug, where it was then clamped by a securing bandage whose inner diameter is below the outer diameter of the permanent magnet ring.
  • the other method was to secure the permanent magnet ring first by a ring bandage, which was pulled by means of interference fit on the outer diameter of the permanent magnet ring, and then, also by means of a press fit to press the permanent magnet ring on the bearing lug of the rotor shaft.
  • slotted ring magnets instead of closed permanent magnet rings.
  • slotted permanent magnet rings is described, for example, in DE 10 2004 005 846 A1.
  • the outer diameter of the ring magnet in turn is slightly above the inner diameter of an associated securing bandage.
  • the slitting of the permanent magnet rings is indeed a proven method, with which it is possible to drastically reduce the reject rate in the production of magnetically storable rotor shafts and thus significantly reduce costs, but the slots of the permanent magnet rings also has some disadvantages.
  • the present invention seeks to provide a rotor shaft for a non-contact supported in a permanent magnet bearing spinning rotor, which allows a simple and secure setting of rotating with the rotor shaft magnetic bearing components on corresponding bearing lugs of the rotor shaft.
  • the rotor shaft according to the invention has the advantage that by the use of a closed permanent magnet ring on the one hand the formation of eddy currents is largely avoided and on the other hand ensured by the use of elastic means that the permanent magnet rings are not damaged when mounting on the bearing lugs of the rotor shaft. That is, the rotor shaft according to the invention is characterized during the spinning operation, inter alia, by the fact that the heat development caused by the magnetic bearing is relatively low, which has a positive effect on the efficiency of the spinning rotor drive.
  • the rotor shaft according to the invention due to the relatively low rate of rejects when mounting the permanent magnet rings is relatively inexpensive to produce.
  • the bearing lug is provided with an elastic intermediate layer on which the permanent magnet ring can be pushed without the risk of damage.
  • an elastic intermediate layer allows both a material-friendly mounting of the permanent magnet ring on the associated bearing neck of the rotor shaft, as well as a secure fixation of the permanent magnet ring during the spinning operation.
  • the elastic intermediate layer is preferably determined by vulcanization on the bearing lug of the rotor shaft.
  • the vulcanization of an elastic intermediate layer on a metallic surface is a known in mechanical engineering process, which makes it possible to set a resilient liner durable and secure.
  • the elastic means in an alternative embodiment may also be formed by a rubber ring which is fixed, for example in a circumferential receiving groove, which is incorporated in the surface of the bearing lug.
  • Such a trained elastic means allows a material-friendly mounting of the permanent magnet ring on the bearing lug and its secure fixing on the bearing lug in a predetermined position.
  • the region of the bearing projection is provided with a structuring, preferably a corrugation, (claim 5).
  • the outer diameter of such structuring is slightly above the inner diameter of the permanent magnet ring. That is, when mounting the permanent magnet ring deforms the material of the structuring of the bearing neck under the influence of the permanent magnet ring both plastically and elastically and covers a relatively large area of the inner diameter of the permanent magnet ring, wherein the deformation of the structuring leads to a secure fixation of the permanent magnet ring on the bearing lug of the rotor shaft.
  • bearing lug is formed slotted like a louver.
  • Rotor shaft are arranged inclined, this is slightly above the inner diameter of the permanent magnet rings.
  • Permanent magnet ring with a high holding power.
  • the elastic means in a U-shaped receiving groove is fixable.
  • the U-shaped receiving groove in this case has lateral clamping webs, which are adjustable in the direction of the elastic means and by means of which the elastic means is securely fixed.
  • the receiving groove is, as set forth in claim 8, formed in two parts. That is, the receiving groove has a first clamping web, which is part of the bearing lug and a second
  • Clamping web which is designed as a separate component.
  • the second clamping web is for fixing the elastic means on a guide surface of the bearing lug fixed by means of press fit.
  • Such a design has the particular advantage that the elastic means, for example, a rubber-like bearing ring with a rectangular cross-section, simply inserted into the receiving groove and then securely fixed to the second clamping bar.
  • the elastic means for example, a rubber-like bearing ring with a rectangular cross-section
  • the second clamping web as stated in claim 9, L-shaped design.
  • the second clamping bar has a clamping leg and a bearing leg.
  • the inner diameter of the bearing leg and the outer diameter of the guide surface on the bearing lug are designed so that there is an interference fit when pushing the second clamping web, which ensures that the clamping webs the rubbery
  • the second clamping web can be fixed on the guide surface of the bearing shoulder such that a radial air gap is provided in the mounting state of the elastic means in the region of the bearing leg. That is, the bearing leg of the second clamping bar is formed so short that in the assembled state secure clamping of the rubber-like bearing ring is ensured.
  • FIG. 1 is a side view of an open-end spinning device with a single motor driven, in a permanent magnet bearing contactless supported spinning rotor,
  • FIG. 2 shows a longitudinal section of a magnetically supported spinning rotor, which can be driven by a single motor, on a somewhat larger scale
  • FIG. 3 shows a first embodiment of a bearing arrangement of a rotor shaft equipped with elastic means, according to section III - III of FIG. 2.
  • Fig. 4 shows a second embodiment of a corresponding
  • FIG. 5 shows a third embodiment of the bearing lug of a rotor shaft
  • FIG. 6 shows a fourth embodiment of the bearing lug of a rotor shaft
  • Fig. 7 shows a further, alternative embodiment of the
  • Such open-end spinning devices 1 have a
  • Rotor housing 2 in which rotates the rotor cup 26 of a spinning rotor 3 at high speed.
  • Pneumatic line 10 connected to a vacuum source 11, which generates the necessary negative pressure in the rotor housing 2 spinning vacuum.
  • lid member 8 is also, as usual, interchangeable
  • Channel plate adapter 12 is arranged, which has the thread withdrawal nozzle 13 and the mouth region of the fiber guide 14.
  • an opening roller housing 17 is fixed to the lid member 8, which is mounted rotatably limited about a pivot axis 16.
  • the lid member 8 further includes backside
  • the opening roller 21 is thereby driven in the region of its host blade 23 by a rotating, machine-long tangential belt 24, while the drive (not shown) of the
  • Sliver feed cylinder 22 preferably via a
  • Worm gear arrangement takes place on a machine-length
  • Opening roller 21 and / or sliver feed cylinder 22 can of course also each be driven by a single drive, for example a stepping motor.
  • the spinning rotor 3 is driven by an electric motor single drive 18 and is supported with its rotor shaft 4 in the front 6 and rear 7 bearings a permanent magnet bearing assembly 5 without contact.
  • FIG. 2 shows such a magnetically supported, single motor driven spinning rotor 3 on an enlarged scale.
  • a spinning rotor 3 which is supported without contact with its rotor shaft 4 in a permanent magnet bearing assembly 5, wherein the rotor shaft 4 is provided in the region between the bearings 6 and 7 of the permanent magnet bearing assembly 5 with a motor magnet 9 of a single motor drive 18.
  • the motor magnet 9 can also be arranged inside the rotor shaft 4 designed as a hollow shaft.
  • the bearings 6 and 7 each have stationary 27 and rotatably mounted 28 magnetic bearing components. That is, the stationary magnetic bearing components 27, which consist essentially of a permanent magnet ring 33 and a magnetic bearing coil 34 can be powered via a defined connection 35, are in each case opposite rotatably mounted magnetic bearing components 28, which in turn have a permanent magnet ring 31 and a securing bandage 32.
  • the permanent magnet rings 31 are each, in the corresponding magnetic orientation, on a bearing lug
  • These elastic means 40 may, as indicated in Figures 3-10, have various embodiments.
  • an elastic intermediate layer 46 is vulcanized.
  • a permanent magnet ring 31 can be mounted, which has previously been provided with a securing bandage 32, for example.
  • the securing bandages 32 are only mounted on the permanent magnet rings 31 after they are positioned on the bearing lugs 30.
  • the elastic means 40 is formed as a rubber ring 44, for example in the manner of an O-ring.
  • the rubber ring 44 is embedded in a receiving groove 43 on the circumference of the bearing shoulder 30 of the rotor shaft 4. About this rubber ring 44, a permanent magnet ring 31 can be pushed, the inner diameter is slightly above the outer diameter of the bearing lug 30. The rubber ring 44 engages in a circumferential groove 45 in the region of the inner diameter of the permanent magnet ring 31 and locks the permanent magnet ring 31 on the bearing lug 30. Also in this embodiment, the permanent magnet ring 31 preferably equipped before or after mounting with a securing bandage 32.
  • FIG. 5 shows a rotor shaft 4, in which the bearing lug 30 is formed slat-like slotted.
  • the lamellae 42 are either arranged slightly inclined in the direction of rotation R or somewhat counter to the direction of rotation. Also in this embodiment, the outer diameter of the lamellae 42 is slightly above the inner diameter of the permanent magnet ring 31, so that it comes when mounting the permanent magnet ring 31 on the bearing lug 30 to an elastic deformation of the fins 42, with the result that the permanent magnet ring 31, the previously is provided with a securing bandage 32, is securely fixed on the bearing lug 30.
  • the bearing projection 30 of the rotor shaft 4 is provided with a structuring 41.
  • the outer diameter of this preferably formed as a corrugation structuring 40 is slightly above the inner diameter of the permanent magnet ring 31.
  • the bearing lug 30 lateral clamping webs 36, 37 which are first bent, for example, slightly outward and thereby have the indicated in Figure 7 receiving position. Between these clamping webs 36, 37, an elastic means 40, for example in the form of a rectangular cross-section Rubber ring or a rubber-like bearing ring positioned and thereby securely fixed, that the clamping webs 36, 37 are bent into an operating position, which is shown in Figure 8.
  • an elastic means 40 for example in the form of a rectangular cross-section Rubber ring or a rubber-like bearing ring positioned and thereby securely fixed, that the clamping webs 36, 37 are bent into an operating position, which is shown in Figure 8.
  • clamping webs 36, 37 are bent in the direction of the elastic means 40 and then fix the formed for example as a bearing ring elastic means 40 in its operating position.
  • the permanent magnet ring 31 can be wound up, which, as already explained above, for example, previously provided with a securing bandage 32.
  • Bearing approaches 30 of the rotor shaft 4 each formed in two parts.
  • the bearing lug 30 has a first in the
  • the second clamping web 37 is L-shaped and has a clamping leg 39 via a bearing leg 29 and a bearing bore 47th
  • Guide surface 38 on the bearing shoulder 30 are coordinated so that they form a press fit during assembly.
  • Bearing ring 40 is pushed onto the bearing seat 30 and through
  • the bearing leg 29 of the clamping bar 37 is long enough to ensure that the bearing ring 40 has sufficient support, and short enough to ensure that the bearing ring 40 is securely positioned. As indicated in FIG. 10, a small radial air gap with a width a is preferably still present in the installed state in front of the bearing leg 29.
  • the permanent magnet ring 31 can be set, which is secured before or after by a securing bandage 32, as shown in Figure 10.

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rotorschaft eines in einer Permanentmagnetlageranordnung berührungslos abgestützten Spinnrotors (3) einer Offenend-Spinnvorrichtung (1) mit am Rotorschaft (4) angeordneten, umlaufenden Magnetlagerkomponenten (28), die jeweils aus einem geschlossenen Permanentmagnetring (31) sowie einer den Permanentmagnetring (31) während des Spinnbetriebes gegen den Einfluss der Zentrifugalkräfte sichernden Ringbandage (32) bestehen und jeweils auf einem Lageransatz (30) festgelegt sind. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Rotorschaft (4) auf dem Lageransatz (30) elastische Mittel (40) aufweist, die ein schonendes Aufziehen und ein sicheres Festlegen des relativ empfindlichen Permanentmagnetringes (31) auf dem Lageransatz (30) des Rotorschaftes (4) ermöglichen.

Description

Beschreibung :
Rotorschaft eines in einer Permanentmagnetlageranordnung berührungslos abgestützten Spinnrotors
Die Erfindung betrifft einen Rotorschaft eines in einer Permanentmagnetlageranordnung berührungslos abgestützten Spinnrotors mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.
Im Zusammenhang mit Offenend-Spinnvorrichtungen sind Spinnrotoren, die mit ihrem Rotorschaft berührungslos in einer Permanentmagnetlageranordnung abgestützt sind, bekannt und in verschiedenen Patentanmeldungen ausführlich beschrieben.
Die EP 0 972 868 A2 beschreibt beispielsweise eine Offenend- Spinnvorrichtung, deren einzelmotorisch angetriebener Spinnrotor mit seinem Rotorschaft in einer solchen Permanentmagnetlageranordnung abgestützt ist.
Die Permanentmagnetlageranordnung verfügt dabei über eine vordere und eine hintere Lagerstelle, die ihrerseits jeweils eine stationäre und eine rotierbar gelagerte Magnetlagerkomponente aufweisen, die Magnetlagerkomponenten sind dabei in axialer Richtung der Art gepolt, dass sich jeweils gegensinnig Pole gegenüberstehen.
Das heißt, jede der Lagerstellen weist einen an einem Statorgehäuse angeordneten, feststehenden Permanentmagnetring sowie einen am Rotorschaft angeordneten, mit diesem umlaufenden Permanentmagnetring auf.
Die rotorseitigen Permanentmagnetringe sind dabei jeweils auf einem Lageransatz des Rotorschaftes festgelegt und durch eine Ringbandage gegen die während des Spinnbetriebes auftretenden Zentrifugalkräfte gesichert. Diese Art der Permanentmagnetlageranordnung hat sich im Prinzip bewährt, allerdings gestaltet sich das Aufziehen der Permanentmagnetringe auf die entsprechenden Lageransätze des Rotorschaftes oft etwas problematisch.
Bezüglich des Aufziehens der ringförmigen Permanentmagnetringe auf die Lageransätze des Rotorschaftes waren beispielsweise zwei Methoden üblich.
Bei der ersten Methode wurde der Innendurchmesser der Permanentmagnetringe etwas größer gewählt als der Außendurchmesser des zugehörigen Lageransatzes, so dass der Permanentmagnetring leicht auf dem Lageransatz positioniert werden konnte, wo er anschließend durch eine Sicherungsbandage, deren Innendurchmesser unter dem Außendurchmesser des Permanentmagnetringes liegt, festgeklemmt wurde. Die andere Methode sah vor, den Permanentmagnetring zunächst durch eine Ringbandage, die mittels Presssitz auf den Außendurchmesser des Permanentmagnetrings gezogen wurde, zu sichern und anschließend, ebenfalls mittels einer Presspassung, den Permanentmagnetring auf den Lageransatz des Rotorschaftes zu drücken.
Bei beiden Methoden mussten nicht nur die Durchmesser der Verbindungsflächen sehr eng toleriert sein, was sich nachteilig auf die Herstellungskosten auswirkte, sondern es war auch nicht immer zu vermeiden, dass die relativ empfindlichen Permanentmagnetringe während des Aufziehvorganges zerplatzten bzw. beschädigt wurden.
Das heißt, bei beiden Methoden war die Ausschussrate bei der Montage der Permanentmagnetringe relativ hoch.
Es ist daher bereits vorgeschlagen worden, anstelle geschlossener Permanentmagnetringe geschlitzte Ringmagnete einzusetzen. Die Verwendung solcher geschlitzter Permanentmagnetringe ist beispielsweise in der DE 10 2004 005 846 Al beschrieben.
Bei diesen bekannten, geschlitzten Permanentmagnetringen liegt der Innendurchmesser des Ringmagneten geringfügig über dem
Außendurchmesser des Lageransatzes des Rotorschaftes.
Der Außendurchmesser des Ringmagneten liegt seinerseits etwas über dem Innendurchmesser einer zugehörigen Sicherungsbandage.
Solche Permanentmagnetringe, die aufgrund ihres Schlitzes eine gewisse Elastizität aufweisen, können relativ problemlos auf die
Lageransätze eines Rotorschaftes geschoben und dort anschließend durch das Aufziehen der Sicherungsbandage festgeklemmt werden.
Das heißt, das Schlitzen der Permanentmagnetringe stellt zwar eine bewährte Methode dar, mit der es gelingt, die Ausschussquote bei der Herstellung magnetisch lagerbarer Rotorschäfte drastisch zu verringern und damit die Kosten deutlich zu senken, das Schlitzen der Permanentmagnetringe weist allerdings auch einige Nachteile auf.
Im Bereich des Schlitzes kommt es beispielsweise zu einer geringfügigen Schwächung des magnetischen Feldes, was für die Lagerfunktion des betreffenden Magnetlagers zwar nahezu ohne Bedeutung ist, diese Feldschwächung führt aber, da sie auf einen kleinen Winkel beschränkt ist, bei der Rotation des Rotorschaftes zur Entstehung von Wirbelströmen in der gegenüberstehenden, stationären Magnetlagerkomponente. Diese Wirbelströme, die insbesondere bei hohen Drehzahlen verstärkt wirksam werden, führen ihrerseits auf die Dauer zu einer weiteren Erwärmung des Spinnrotorantriebes, was eine deutliche Verschlechterung des Wirkungsgrades desselben bewirkt. Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Rotorschaft für einen in einer Permanentmagnetlagerung berührungslos abgestützten Spinnrotor zu schaffen, der ein einfaches und sicheres Festlegen der mit dem Rotorschaft umlaufenden Magnetlagerkomponenten auf entsprechenden Lageransätzen des Rotorschaftes ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Rotorschaft gelöst, wie er im Anspruch 1 beschrieben ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche .
Der erfindungsgemäße Rotorschaft hat den Vorteil, dass durch den Einsatz eines geschlossenen Permanentmagnetringes einerseits die Entstehung von Wirbelströmen weitestgehend vermieden wird und dass anderseits durch den Einsatz elastischer Mittel gewährleistet wird, dass die Permanentmagnetringe beim Aufziehen auf die Lageransätze des Rotorschaftes nicht beschädigt werden. Das heißt, der erfindungsgemäße Rotorschaft zeichnet sich während des Spinnbetriebes unter anderem dadurch aus, dass die durch die Magnetlagerung verursachte Wärmeentwicklung relativ gering ist, was sich positiv auf den Wirkungsgrad des Spinnrotorantriebes auswirkt.
Außerdem ist der erfindungsgemäße Rotorschaft aufgrund der verhältnismäßig geringen Ausschussquote beim Aufziehen der Permanentmagnetringe relativ kostengünstig herstellbar.
Wie im Anspruch 2 dargelegt, ist in vorteilhafter Ausführungsform vorgesehen, dass der Lageransatz mit einer elastischen Zwischenlage versehen wird, auf die der Permanentmagnetring ohne die Gefahr einer Beschädigung aufgeschoben werden kann. Das bedeutet, eine solche elastische Zwischenlage ermöglicht sowohl ein materialschonendes Aufziehen des Permanentmagnetringes auf den zugehörigen Lageransatz des Rotorschaftes, als auch eine sichere Fixierung des Permanentmagnetringes während des Spinnbetriebes.
Wie im Anspruch 3 beschrieben, ist die elastische Zwischenlage vorzugsweise durch Vulkanisieren auf dem Lageransatz des Rotorschaftes festgelegt.
Das Aufvulkanisieren einer elastischen Zwischenlage auf eine metallische Unterlage ist ein im Maschinenbau an sich bekanntes Verfahren, das es ermöglicht, eine elastische Zwischenlage langlebig und sicher festzulegen.
Wie im Anspruch 4 beschrieben, kann das elastische Mittel in alternativer Ausführungsform auch durch einen Gummiring gebildet sein, der beispielsweise in einer umlaufenden Aufnahmerille, die in die Oberfläche des Lageransatzes eingearbeitet ist, festgelegt ist.
Auch ein derartig ausgebildetes elastisches Mittel ermöglicht ein materialschonendes Aufziehen des Permanentmagnetringes auf den Lageransatz und dessen sichere Festlegung auf dem Lageransatz in einer vorgegebenen Position.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform ist der Bereich des Lageransatzes mit einer Strukturierung, vorzugsweise einer Riffeiung, versehen (Anspr. 5) .
Der Außendurchmesser einer solchen Strukturierung liegt dabei etwas über dem Innendurchmesser des Permanentmagnetringes. Das heißt, beim Aufziehen des Permanentmagnetringes verformt sich das Material der Strukturierung des Lageransatzes unter dem Einfluss des Permanentmagnetringes sowohl plastisch als auch elastisch und legt sich relativ großflächig an den Innen- durchmesser des Permanentmagnetringes an, wobei die Verformung der Strukturierung zu einer sicheren Fixierung des Permanentmagnetringes auf dem Lageransatz des Rotorschaftes führt.
Wie im Anspruch 6 beschrieben, kann in einer weiteren
Ausführungsform vorgesehen sein, dass der Lageransatz lamellenartig geschlitzt ausgebildet ist.
Der Außendurchmesser der Lamellen, die entweder etwas in
Rotationsrichtung oder etwas entgegen der Rotationsrichtung des
Rotorschaftes geneigt angeordnet sind, liegt dabei etwas über dem Innendurchmesser der Permanentmagnetringe.
Beim Aufziehen des Permanentmagnetringes federn die Lamellen aufgrund ihrer geneigten Anordnung in radialer Richtung elastisch ein und beaufschlagen den Innendurchmesser des
Permanentmagnetringes mit einer hohen Haltekraft.
Das heißt, bei dieser Ausführungsform kommt es im Bereich der
Lamellen zu einer Materialverformung rein im elastischen
Bereich.
Die elastisch am Innendurchmesser des Permanentmagnetringes anliegenden Lamellen gewährleisten auch bei einer langen
Lebensdauer einen sicheren Sitz des Permanentmagnetringes auf dem Lageransatz des Rotorschaftes.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, die in Anspruch 7 beschrieben ist, ist vorgesehen, dass das elastische Mittel in einer u-förmigen Aufnahmerille festlegbar ist. Die u-förmige Aufnahmerille weist dabei seitliche Klemmstege auf, die in Richtung auf das elastische Mittel verstellbar sind und mittels derer das elastische Mittel sicher fixierbar ist.
Vorzugsweise ist die Aufnahmerille dabei, wie in Anspruch 8 dargelegt, zweiteilig ausgebildet ist. Das heißt, die Aufnahmerille weist einen ersten Klemmsteg auf, der Bestandteil des Lageransatzes ist und einen zweiten
Klemmsteg, der als separates Bauteil ausgebildet ist.
Der zweite Klemmsteg ist zum Fixieren des elastischen Mittels auf einer Führungsfläche des Lageransatzes mittels Presssitz festlegbar.
Eine solche Ausbildung hat insbesondere den Vorteil, dass das elastische Mittel, beispielsweise ein gummiartiger Lagerring mit rechteckigem Querschnitt, einfach in die Aufnahmerille eingelegt und anschließend mit dem zweiten Klemmsteg sicher fixiert werden kann.
In vorteilhafter Ausführungsform ist der zweite Klemmsteg, wie in Anspruch 9 ausgeführt, L-förmig ausgebildet.
Das heißt, der zweite Klemmsteg weist einen Klemmschenkel sowie einen Lagerschenkel auf.
Der Innendurchmesser des Lagerschenkels und der Außendurchmesser der Führungsfläche am Lageransatz sind dabei so ausgebildet, das sich beim Aufschieben des zweiten Klemmsteges ein Presssitz ergibt, der gewährleistet, dass die Klemmstege den gummiartigen
Lagerring sicher positionieren.
Wie in Anspruch 10 dargelegt, ist in bevorzugter Ausbildung außerdem vorgesehen, dass der zweite Klemmsteg so auf der Führungsfläche des Lageransatzes festlegbar ist, dass im Montagezustand des elastischen Mittels im Bereich des Lagerschenkels ein radialer Luftspalt gegeben ist. Das heißt, der Lagerschenkel des zweiten Klemmsteges ist so kurz ausgebildet, dass im Montagezustand ein sicheres Klemmen des gummiartigen Lagerringes sichergestellt ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen :
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Offenend-Spinnvorrichtung mit einem einzelmotorisch angetriebenen, in einer Permanentmagnetlagerung berührungslos abgestützten Spinnrotor,
Fig. 2 im Längsschnitt einen einzelmotorisch antreibbaren, magnetisch gelagerten Spinnrotor in einem etwas größeren Maßstab,
Fig. 3 eine erste Ausführungsform eines mit elastischen Mitteln ausgestatteten Lageransatzes eines Rotorschaftes, gemäß Schnitt III - III der Fig. 2.
Fig. 4 eine zweite Ausführungsform eines entsprechenden
Lageransatzes eines Rotorschaftes, in Seitenansicht,
Fig. 5 eine dritte Ausführungsform des Lageransatzes eines Rotorschaftes,
Fig. 6 eine vierte Ausführungsform des Lageransatzes eines Rotorschaftes,
Fig. 7 eine weitere, alternative Ausführungsform des
Lageransatzes eines Rotorschaftes vor dem Festlegen des Permanentmagnetringes,
Fig. 8 die in Fig.7 dargestellte Ausführungsform nach dem Festlegen des Permanentmagnetringes,
Fig. 9 eine weitere zweiteilige Ausführungsform des
Lageransatzes eines Rotorschaftes vor dem Festlegen des Permanentmagnetringes, Fig.10 die in Fig.9 dargestellte Ausführungsform nach dem Festlegen des Permanentmagnetringes.
In Figur 1 ist eine Offenend-Spinnvorrichtung 1 dargestellt, wie sie im Prinzip bekannt und beispielsweise in der EP 0 972 868 A2 relativ ausführlich beschrieben ist.
Solche Offenend-Spinnvorrichtungen 1 verfügen über ein
Rotorgehäuse 2, in dem die Rotortasse 26 eines Spinnrotors 3 mit hoher Drehzahl umläuft.
Wie üblich, ist das nach vorne hin an sich offene Rotorgehäuse 2 während des Betriebes durch ein schwenkbar gelagertes
Deckelelement 8 verschlossen und über eine entsprechende
Pneumatikleitung 10 an eine Unterdruckquelle 11 angeschlossen, die den im Rotorgehäuse 2 notwendigen Spinnunterdruck erzeugt.
Im Deckelelement 8 ist außerdem, wie üblich, auswechselbar ein
Kanalplattenadapter 12 angeordnet, der die Fadenabzugsdüse 13 sowie den Mündungsbereich des Faserleitkanals 14 aufweist.
An die Fadenabzugsdüse 13 schließt sich, wie bekannt, 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 beziehungsweise 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 in Fig.l angedeutet, wird der Spinnrotor 3 durch einen elektromotorischen Einzelantrieb 18 angetrieben und ist mit seinem Rotorschaft 4 in vorderen 6 und hinteren 7 Lagerstellen einer Permanentmagnetlageranordnung 5 berührungslos abgestützt.
Die Figur 2 zeigt einen solchen magnetisch gelagerten, einzelmotorisch angetriebenen Spinnrotor 3 in einem vergrößerten Maßstab.
Das heißt, einen Spinnrotor 3, der mit seinem Rotorschaft 4 in einer Permanentmagnetlageranordnung 5 berührungslos abgestützt ist, wobei der Rotorschaft 4 im Bereich zwischen den Lagerstellen 6 und 7 der Permanentmagnetlageranordnung 5 mit einem Motormagneten 9 eines einzelmotorischen Antriebes 18 ausgestattet ist. Der Motormagnet 9 kann dabei selbstverständlich auch innerhalb des als Hohlwelle ausgebildeten Rotorschaftes 4 angeordnet sein.
Die Lagerstellen 6 und 7 weisen jeweils stationäre 27 sowie rotierbar 28 gelagerte Magnetlagerkomponenten auf. Das heißt, den stationären Magnetlagerkomponenten 27, die im Wesentlichen aus einem Permanentmagnetring 33 sowie aus einer über einen Anschluss 35 definiert bestrombaren Magnetlagerspule 34 bestehen, stehen in geringem Abstand jeweils rotierbar gelagerte Magnetlagerkomponenten 28 gegenüber, die ihrerseits einen Permanentmagnetring 31 und eine Sicherungsbandage 32 aufweisen. Die Permanentmagnetringe 31 sind dabei jeweils, in der entsprechenden magnetischen Ausrichtung, auf einem Lageransatz
30 des Rotorschaftes 4 festgelegt, der auf seinem Außenumfang mit einem elastischen Mittel 40 ausgestattet ist.
Diese elastische Mittel 40 können, wie in den Figuren 3 - 10 angedeutet, verschiedene Ausführungsformen aufweisen.
Bei der in Fig.3 dargestellten Ausführungsform ist beispielsweise auf die Lageransätze 30 des Rotorschaftes 4 eine elastische Zwischenlage 46 aufvulkanisiert .
Auf diese elastische Zwischenlage 46, deren Außendurchmesser etwas größer als der Innendurchmesser der Permanentmagnetringe
31 ist, kann ein Permanentmagnetring 31 aufgezogen werden, der beispielsweise vorher mit einer Sicherungsbandage 32 versehen wurde .
Es ist selbstverständlich auch denkbar, dass die Sicherungsbandagen 32 erst auf die Permanentmagnetringe 31 aufgezogen werden, nachdem diese auf den Lageransätzen 30 positioniert sind.
Gemäß Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ist das elastische Mittel 40 als Gummiring 44, beispielsweise nach Art eines O-Ringes ausgebildet .
Der Gummiring 44 ist dabei in eine Aufnahmerille 43 auf dem Umfang des Lageransatzes 30 des Rotorschaftes 4 eingelassen. Über diesen Gummiring 44 kann ein Permanentmagnetring 31 geschoben werden, dessen Innendurchmesser geringfügig über dem Außendurchmesser des Lageransatzes 30 liegt. Der Gummiring 44 rastet dabei in eine umlaufende Nut 45 im Bereich des Innendurchmessers des Permanentmagnetringes 31 ein und arretiert den Permanentmagnetring 31 auf dem Lageransatz 30. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Permanentmagnetring 31 vorzugsweise vor oder nach dem Aufziehen mit einer Sicherungsbandage 32 ausgestattet.
Die Fig. 5 zeigt einen Rotorschaft 4, bei dem der Lageransatz 30 lamellenartig geschlitzt ausgebildet ist.
Die Lamellen 42 sind dabei entweder etwas in Rotationsrichtung R oder etwas entgegen der Rotationsrichtung geneigt angeordnet. Auch bei dieser Ausführungsform liegt der Außendurchmesser der Lamellen 42 geringfügig über dem Innendurchmesser des Permanentmagnetringes 31, so dass es bei Aufziehen des Permanentmagnetringes 31 auf den Lageransatz 30 zu einer elastischen Verformung der Lamellen 42 kommt, mit der Folge, dass der Permanentmagnetring 31, der vorher mit einer Sicherungsbandage 32 versehen wird, sicher auf dem Lageransatz 30 festgelegt ist.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 ist der Lageransatz 30 des Rotorschaftes 4 mit einer Strukturierung 41 versehen. Der Außendurchmesser dieser vorzugsweise als Riffelung ausgebildeten Strukturierung 40 liegt dabei etwas über dem Innendurchmesser des Permanentmagnetringes 31. Beim Aufziehen des durch eine Bandage 32 gesicherten Permanentmagnetringes 31 auf den Lageransatz 30 werden die Spitzen der Strukturierung 40 sowohl plastisch als auch elastisch verformt, was zu einer sehr sicheren Verbindung zwischen den Bauteilen führt.
Bei dem in den Figuren 7 und 8 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Lageransatz 30 seitliche Klemmstege 36, 37 auf, die zunächst beispielsweise etwas nach außen aufgebogen sind und dabei die in Fig.7 angedeutete Aufnahmestellung aufweisen. Zwischen diesen Klemmstegen 36, 37 kann ein elastisches Mittel 40, beispielsweise in Form eines im Querschnitt rechteckigen Gummiringes oder eines gummiartigen Lagerringes positioniert und dadurch sicher fixiert werden, dass die Klemmstege 36, 37 in eine Betriebsstellung gebogen werden, die in Fig.8 dargestellt ist .
Das heißt, die Klemmstege 36, 37 werden in Richtung des elastischen Mittels 40 gebogen und fixieren dann das zum Beispiel als Lagerring ausgebildete elastische Mittel 40 in seiner Betriebstellung.
Auf diesen Lagerring, dessen Außendurchmesser etwas größer als der Innendurchmesser der Permanentmagnetringe 31 ist, kann der Permanentmagnetring 31 aufgezogen werden, der, wie vorstehend bereits erläutert, beispielsweise vorher mit einer Sicherungsbandage 32 versehen wurde.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß der Figuren 9 und 10 sind die
Lageransätze 30 des Rotorschaftes 4 jeweils zweiteilig ausgebildet.
Das heißt, der Lageransatz 30 weist einen ersten in den
Lageransatz integrierten Klemmsteg 36 sowie eine Führungsfläche
38 zur Aufnahme eines separaten zweiten Klemmstegs 37 auf.
Der zweite Klemmsteg 37 ist L-förmig ausgebildet und verfügt über einem Klemmschenkel 39 über einen Lagerschenkel 29 sowie eine Lagerbohrung 47.
Die Lagerbohrung 47 des zweiten Klemmstegs 37 und die
Führungsfläche 38 am Lageransatz 30 sind dabei so aufeinander abgestimmt, dass sie beim Zusammenfügen einen Presssitz bilden.
Zur Montage des Permanentmagnetrings 31 wird zunächst der
Lagerring 40 auf die Lageraufnahme 30 geschoben und durch
Aufschieben des Klemmstegs 37 fixiert.
Der Lagerschenkel 29 des Klemmstegs 37 ist dabei lang genug, um sicherzustellen, dass der Lagerring 40 ausreichend Auflage hat, und kurz genug, um zu gewährleisten, dass der Lagerring 40 sicher positioniert ist. Wie in Fig. 10 angedeutet, ist im Einbauzustand vor dem Lagerschenkel 29 vorzugsweise noch ein kleiner radialer Luftspalt mit einer Breite a gegeben.
Auf dem Lagerring 40 kann anschließend der Permanentmagnetring 31 festgelegt werden, der vorher oder nachher durch eine Sicherungsbandage 32 gesichert wird, wie dies in Figur 10 dargestellt ist.

Claims

Patentansprüche :
1. Rotorschaft eines in einer Permanentmagnetlageranordnung berührungslos abgestützten Spinnrotors (3) einer Offenend- Spinnvorrichtung (1) mit am Rotorschaft (4) angeordneten, umlaufenden Magnetlagerkomponenten (28), die jeweils aus einem geschlossenen Permanentmagnetring (31) sowie einer den Permanentmagnetring (31) während des Spinnbetriebes gegen den Einfluss der Zentrifugalkräfte sichernden Ringbandage (32) bestehen und jeweils auf einem Lageransatz (30) festgelegt sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Rotorschaft (4) auf dem Lageransatz (30) elastische Mittel (40) aufweist, die ein schonendes Aufziehen und ein sicheres Festlegen des relativ empfindlichen Permanentmagnetringes (31) auf dem Lageransatz (30) des Rotorschaftes (4) ermöglichen.
2. Rotorschaft nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageransatz (30) mit einer elastischen Zwischenlage (46) versehen ist, auf die der Permanentmagnetring (31) aufschiebbar ist.
3. Rotorschaft nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Zwischenlage (46) durch Vulkanisierung auf dem Lageransatz (30) festgelegt ist.
4. Rotorschaft nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Mittel (40) als Gummiring (44) ausgebildet ist, der im Bereich des Lageransatz (30) in einer entsprechenden Aufnahmerille (43) festlegbar ist.
5. Rotorschaft nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageransatz (30) mit einer Strukturierung (41) , vorzugsweise einer Riffeiung, versehen ist.
6. Rotorschaft nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageransatz (30) lamellenartig geschlitzt ausgebildet ist, wobei die Lamellen (42) etwas in Rotationsrichtung oder gegen die Rotationsrichtung des Rotorschaftes (4) geneigt angeordnet sind.
7. Rotorschaft nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Mittel (40) in einer u-förmigen Aufnahmerille (43) festlegbar ist, deren seitliche Klemmstege (36, 37) in Richtung auf das elastische Mittel (40) verstellbar sind.
8. Rotorschaft nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmerille (43) zweiteilig ausgebildet ist, wobei ein erster Klemmsteg (36) Bestandteil des Lageransatzes (30) ist und ein zweiter Klemmsteg (37) auf einer Führungsfläche (38) des Lageransatzes (30) mittels Presssitz festlegbar ist.
9. Rotorschaft nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Klemmsteg (37) L-förmig ausgebildet ist und einen Klemmschenkel (39) sowie einen Lagerschenkel (29) aufweist.
10. Rotorschaft nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Klemmsteg (37) so auf der Führungsfläche (38) des Lageransatzes (30) festlegbar ist, dass im Montagezustand des elastischen Mittels (40) im Bereich des Lagerschenkels (29) ein radialer Luftspalt (a) gegeben ist.
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