DE19729191A1 - Offenend-Spinnvorrichtung mit einem Spinnrotor - Google Patents
Offenend-Spinnvorrichtung mit einem SpinnrotorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Offenend-Spinnvorrichtung mit einem
Spinnrotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Im Zusammenhang mit Offenend-Rotorspinnmaschinen sind
Spinnaggregate bekannt, bei denen der mit hoher Drehzahl
umlaufende Spinnrotor mit seinem Rotorschaft im Lagerspalt
einer Stützscheibenlageranordnung abgestützt und über ein
endseitig angeordnetes Axiallager fixiert ist.
Die Achsen der beiden Stützscheibenpaare sind dabei derart
geschränkt, daß auf den Rotorschaft ein Axialschub ausgeübt
wird, der den Rotorschaft in Anlage an dem mechanischen
Axiallager hält.
Diese Art der Lagerung von Offenend-Spinnrotoren, die
beispielsweise in der DE-OS 25 14 734 beschrieben ist, hat
sich in der Praxis bewährt und ermöglicht Rotordrehzahlen von
< 100 000 Umdrehungen pro Minute.
Nachteilig bei dieser Art der Spinnrotorlagerung ist
allerdings, daß aufgrund der Schränkung der Stützscheiben
zwischen den Laufflächen der Stützscheiben und dem Rotorschaft
erhöhte Reibung auftritt, die zu einer Erwärmung der
Laufflächen der Stützscheiben führt. Durch diese Reibungswärme
werden nicht nur die Laufflächen der Stützscheiben erheblich
beansprucht, sondern zur Überwindung dieser Reibung ist auch
zusätzliche Energie notwendig. Die bekannten mechanischen
Axiallager sind des weiteren, auch bei vorschriftsmäßiger
Schmierung, einem nicht unerheblichen Verschleiß unterworfen.
Es sind daher in der Vergangenheit bereits Versuche unternommen
worden, diese mechanischen Axiallager durch verschleißfreie
Axiallager, zum Beispiel Luftlager oder Magnetlager, zu
ersetzen.
Da auch bei Luftlagern ein Axialschub des Rotorschaftes in
Richtung auf das Axiallager erforderlich ist, konnten die
meisten der vorgenannten, grundsätzlichen Probleme mit
Luftlagern nicht beseitigt werden.
In der DE 195 42 079 A1 ist eine axiale Magnetlageranordnung
beschrieben, bei der ein Teil der Magnetlagerelemente stationär
im Gehäuse eines Axiallagers und der andere Teil der
Magnetlagerelemente lösbar am Rotorschaft des Spinnrotors
angeordnet sind. Bezüglich der Anbindung der mit dem Spinnrotor
umlaufenden Magnetlagerelemente am Rotorschaft werden
verschiedene Varianten vorgeschlagen.
Einige dieser Varianten betreffen eine kraftschlüssige, andere
eine formschlüssige Befestigung der mitrotierenden, im
Bedarfsfall leicht lösbaren Magnetlagerelemente.
Mit diesen bekannten Magnetlagereinrichtungen ist zwar eine
korrekte axiale Fixierung des Rotorschaftes auf der
Stützscheibenlageranordnung möglich und es ist außerdem
sichergestellt, daß der Spinnrotor bei Bedarf problemlos ein-
und ausgebaut werden kann, es hat sich allerdings gezeigt, daß
die vom Prinzip her vorteilhafte, im Bedarfsfall leicht
lösbare, kraftschlüssige Befestigung der Magnetlagerkomponente
am Rotorschaft noch verbesserungsfähig ist.
Problematisch bei derartigen Magnetlagereinrichtungen ist
insbesondere die Befestigung der mitrotierenden
Magnetlagerelemente am Rotorschaft, da aufgrund der hohen
Drehzahl des Spinnrotors an die Auswuchtgüte dieser Verbindung
hohe Anforderungen gestellt werden.
Eine Offenend-Rotorspinneinrichtung mit einem
permanentmagnetischen Axiallager ist auch durch die
AT-PS 270 459 bekannt.
Bei dieser Lageranordnung sind am Schaftende des Rotorschaftes
eines Spinnrotors ferromagnetische Ringansätze angeordnet,
denen Polschuhe eines in diesem Bereich schwenkbar gelagerten
Permanentmagnets gegenüberstehen. Die durch eine solche
Anordnung erzielbare Bündelung der magnetischen Kraftlinien des
Permanentmagnets führte zu einer relativ steifen Fixierung des
Rotorschaftes im Lagerzwickel einer Stützscheibenlagerung.
Nachteilig bei einer derartig gestalteten Magnetlageranordnung
ist allerdings, daß die am Rotorschaft angeordneten Ringansätze
einen deutlich größeren Durchmesser aufweisen als der
Rotorschaft selbst. Da die im Durchmesser deutlich größeren
Ringansätze den Ein- und Ausbau des Spinnrotors, insbesondere
dessen frontseitige Montage erheblich erschweren bzw.
verhindert, konnte sich diese bekannte Magnetlageranordnung in
der Praxis nicht durchsetzen.
Des weiteren ist durch die DE 30 47 606 A1 eine Lagerung für
eine mit relativ hoher Drehzahl umlaufende Spindel einer
Textilmaschine bekannt.
Die Spindel ist dabei in radialer Richtung über eine
stützscheibenlagerähnliche Dreipunktlageranordnung abgestützt
und wird in axialer Richtung durch ein Magnetlager gesichert.
Die Spindel weist endseitig einen im Durchmesser abgesetzten
Lagerbereich mit zwei ferromagnetischen Ringansätzen auf.
Am Lagergehäuse ist eine aus einem nichtmagnetischem Material
gefertigte Muffe festgelegt, in die ein ringförmiges
Permanentmagnetelement, das von seitlichen Polscheiben
eingeschlossen wird, angelassen ist. Im eingebauten Zustand der
Spindel stehen die ferromagnetischen Ringansätze des
Spindelschaftes den Polscheiben des im stationären Lagerelement
festgelegten Permanentmagnetelementes gegenüber.
Wenngleich diese bekannte Ausführungsform einen relativ
problemlosen Ein- -und Ausbau der Spindel in axialer Richtung
ermöglicht, fand die Einrichtung aufgrund ihrer mangelnden
axialen Lagersteifigkeit keinen Einzug in die Praxis.
Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik liegt der
Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannten magnetischen
Axiallageranordnungen für Spinnrotoren zu verbessern.
Insbesondere soll durch Optimierung der bekannten Lager, deren
Steifigkeit so weit erhöht werden, daß sie auch bei Drehzahlen
deutlich über 100 000 Umdrehungen pro Minute problemlos
eingesetzt werden können, wobei trotzdem ein problemloser Ein-
und Ausbau des Spinnrotors gewährleistet sein muß.
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 Ausbildung eines magnetischen Axiallagers
mit mindestens drei ferromagnetischen Ringansätzen im
Lagerbereich des Rotorschaftes, die bezüglich ihrer Abmessungen
und Positionierung optimiert sind, führt in Verbindung mit
entsprechenden Polscheiben, die wenigstens zwei stationär
angeordnete Permanentmagnetelemente einschließen, die so
angeordnet sind, daß sich im Einbauzustand gleichsinnige Pole
gegenüberstehen, zu einem auch bei hohen Drehzahlen ausreichend
steifen, verschleiß- und wartungsfreien Axiallager.
Der Spinnrotor, der mit seinem Rotorschaft im Lagerzwickel
einer Stützscheibenlagerung abgestützt ist, bleibt dabei leicht
auswechselbar, das heißt, der Spinnrotor kann im Bedarfsfall,
wie von mechanischen Axiallagern bekannt, nach dem Öffnen des
Rotorgehäuses problemlos nach vorne ausgebaut und auch wieder
problemlos von vorne eingebaut werden.
Durch die Anordnung des magnetischen Axiallagers dicht hinter
der Stützscheibenlageranordnung kann, trotz eines relativ
langen Axiallagerbereiches, die Rotorschaftlänge insgesamt kurz
gehalten werden, was sich während des Betriebes auf das
Schwingungsverhalten der Offenend-Spinneinrichtung und damit
auf das nutzbare Drehzahlniveau der Einrichtung äußerst positiv
auswirkt. Der Abstand des innenliegenden ferromagnetischen
Ringansatzes von der Stirnseite der hinteren Stützscheibe der
Stützscheibenlageranordnung soll deshalb bei eingebautem
Rotorschaft 15 mm nicht überschreiten. Vorzugsweise sollte
dieser Abstand zwischen 4 und 6 mm betragen.
Eine optimale Ausbildung des erfindungsgemäßen Axiallagers
liegt vor, wenn außerdem das Durchmesserverhältnis zwischen den
ferromagnetischen Ringansätzen und den vor und hinter den
Rindansätzen angeordneten Schaftabschnitten zwischen 1,2/1 und
4,5/1, vorzugsweise 1,5/1 bis 2/1 beträgt. Auch die Breite der
ferromagnetischen Ringansätze soll im Interesse einer maximalen
Bündelung der Kraftlinien der Permanentmagnetelemente 0,5 bis 3
mm nicht überschreiten.
Schmalere oder breitere Ringansätze beziehungsweise Polscheiben
führen zu einer Verminderung der Steifigkeit des Axiallagers.
In vorteilhafter Ausführungsform weist der mittlere der drei
ferromagnetischen Ringansätze, wie im Anspruch 2 dargelegt,
eine größere Breite auf als die beiden außenliegenden
Ringansätze. Durch die größere Breite des mittleren
Ringansatzes können die Magnetkräfte, die im Bereich der
zwischen den beiden Permanentmagnetelementen angeordneten
mittleren Polscheibe am größten sind, optimal gebündelt und zur
axialen Fixierung des Rotorschaftes eingesetzt werden.
In einer alternativen, im Anspruch 3 beschriebenen
Ausführungsform kann vorgesehen sein, daß alle
ferromagnetischen Ringansätze die gleiche Breite aufweisen.
Auch eine solche Ausbildung ergibt ein Axiallager mit einer
relativ hohen Steifigkeit.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung entspricht die Breite
der einzelnen Polscheibe dabei jeweils der Breite des
gegenüberliegenden ferromagnetischen Ringansatzes (Anspruch 4).
Die Breite der Bauteile wird dabei vorzugsweise so weit
minimiert bis aufgrund der Bündelung der magnetischen
Kraftlinien eine magnetische Sättigung des ferromagnetischen
Werkstoffes dieser Bauteile auftritt.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn, wie im Anspruch 5
dargelegt, alle Polscheiben die gleiche Breite aufweisen, da
eine solche Ausbildung beispielsweise die Zahl der
unterschiedlichen Bauteile vermindert, ohne daß wesentliche
negative Auswirkungen auf die Steifigkeit des magnetischen
Axiallagers eintreten. Vorzugsweise entspricht die Breite der
Polscheiben dabei, auch bei einer Ausführungsform mit
unterschiedlich breiten ferromagnetischen Ringansätzen, der
Breite der außenliegenden Ringansätze.
Wie in den Ansprüchen 6 und 7 beschrieben, weist der
Rotorschaft endseitig einen Lagerbereich mit einem Kopfteil
auf, dessen Durchmesser vorzugsweise dem Durchmesser der
ferromagnetischen Ringansätze entspricht. Das Kopfteil ist
dabei zum Rotorschaftende hin verjüngt.
Das heißt, das Kopfteil ist endseitig durch eine relativ große
Fase entschärft. Eine solche Ausbildung erleichtert das
Einfädeln des Rotorschaftes in das stationäre Axiallagergehäuse
erheblich. Außerdem kann durch eine solche Ausbildung
verhindert werden, daß es beim Einschieben des Rotorschaftes in
den Lagerzwickei der Stützscheibenlagerung zu einer
Beschädigung der Laufflächen der Stützscheiben kommt.
Einer solchen eventuellen Beschädigung der Laufflächen des
Stützscheibenlagers beim Einschieben des Rotorschaftes wird
auch durch die im Anspruch 8 beschriebene Ausführungsform
entgegengewirkt. Durch zum Beispiel Vergießen der zwischen den
ferromagnetischen Ringansätzen beziehungsweise der vor und
hinter den Ringansätzen angeordneten, im Durchmesser
abgesetzten Schaftabschnitte mit einem nichtmagnetischen
Werkstoff, beispielsweise Kunststoff oder Aluminium wird ein
durchgängig glattes Rotorschaftende geschaffen. Der betreffende
Rotorschaftbereich wird in diesem Fall selbstverständlich im
Anschluß an das Vergießen einer entsprechenden Nachbehandlung
unterzogen.
Vorteilhafterweise ist die stationäre Lagerkomponente des
magnetischen Axiallagers, die durch die beiden ringförmigen
Permanentmagnetelemente sowie die sie umschließenden
Polscheiben gebildet wird, wie im Anspruch 9 angedeutet, in
einem muffenartigen Lagergehäuse angeordnet, das durch ein
schraubenartiges Verschlußelement komplettiert wird.
Sowohl das Lagergehäuse als auch das Verschlußelement, das
aufgrund einer Schraubverbindung bezüglich des
Lagergehäusesaxial einstellbar ist, sind dabei aus einem
nichtmagnetischen Werkstoff, beispielsweise Messing oder
Aluminium, gefertigt. Eine solche Ausführungsform ermöglicht
nicht nur ein sicheres und genaues Festlegen der stationären
Lagerkomponente, durch die entsprechende Werkstoffwahl ist auch
sichergestellt, daß es zu keiner Störung des magnetischen
Kraftflusses kommt.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann
vergesehen sein, daß die Mittelachse des Lagergehäuses
gegenüber der Mittelachse des Rotorschaftes etwas nach unten
versetzt angeordnet ist. Auf diese Weise ist sichergestellt,
daß das magnetische Axiallager dem Rotorschaft stets auch eine
Kraftkomponente in Richtung der Stützscheibenlageranordnung
erteilt, so daß auf einfache Weise erreicht wird, daß der
Rotorschaft stets zuverlässig im Lagerzwickel des mechanischen.
Stützscheibenlagers gehalten ist.
Die in den Ansprüchen 11 bis 14 beschriebene Ausführungsform
ergibt einerseits einen axialen Anschlag für den Rotorschaft,
andererseits ergibt sich durch eine solche Ausführungsform auch
ein radialer Anlaufschutz für die ferromagnetischen Ringansätze
beziehungsweise die ihnen gegenüberliegend angeordneten
Polscheiben.
Da der lichte Durchmesser der Ausnehmung im Verschlußelement
deutlich kleiner ist als der lichte Durchmesser der
Polscheiben, ist sichergestellt, daß der Rotorschaft, selbst
beim Auftreten einer Unwucht, nicht an die Polscheiben anlaufen
kann.
Der durch die Bodenfläche der Ausnehmung des Verschlußelementes
und das Kopfteil des Rotorschaftes gebildete axiale Anschlag
ermöglicht es, daß beim Einbau des Spinnrotors nicht auf eine
exakte axiale Positionierung des Rotorschaftes innerhalb des
Axiallagers geachtet werden muß. Es genügt vielmehr, wenn der
Spinnrotor mit seinem Rotorschaft soweit in das Axiallager
eingeschoben wird bis das endseitige Kopfteil an der
Bodenfläche der Ausnehmung anstößt. Die Magnetkräfte des
Axiallagers sorgen dann automatisch für eine funktionsgerechte
Positionierung des Rotorschaftendes im Axiallager und damit für
eine exakte Ausrichtung des Spinnrotorschaftes auf der
Stützscheibenlagerung.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind einem nachfolgend
anhand der Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel
entnehmbar.
Es zeigt:
Fig. 1 eine Offenend-Spinnvorrichtung mit einem Spinnrotor,
der mit seinem Rotorschaft im Lagerzwickel einer
Stützscheibenlagerung abgestützt und über ein
endseitiges, magnetisches Axiallager positioniert ist,
Fig. 2 die radiale Lagerung des Rotorschaftes, mit einem im
Schnitt dargestellten permanentmagnetischen Axiallager,
Fig. 3 im vergrößerten Maßstab eine Ausführungsvariante des
erfindungsgemäßen Axiallagers,
Fig. 4 im vergrößerten Maßstab eine weitere
Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Axiallagers.
Das in Fig. 1 dargestellte Offenend-Spinnaggregat trägt
insgesamt die Bezugszahl 1.
Das Spinnaggregat verfügt dabei, wie bekannt, über ein
Rotorgehäuse 2, in dem die Spinntasse eines Spinnrotors 3 mit
hoher Drehzahl umläuft. Der Spinnrotor 3 ist dabei mit seinem
Rotorschaft 4 im Lagerzwickel einer Stützscheibenlagerung 5
abgestützt und wird durch einen maschinenlangen
Tangentialriemen 6, der durch eine Andrückrolle 7 angestellt
wird, beaufschlagt. Die axiale Fixierung des Rotorschaftes 4
erfolgt über ein permanentmagnetisches Axiallager 18, das in
den Fig. 2 und 3 im Detail dargestellt ist.
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 mit einer Dichtung 9 eingelassen ist,
verschlossen.
Das Rotorgehäuse 2 ist außerdem über eine entsprechende
Absaugleitung 10 an eine Unterdruckquelle 11 angeschlossen, die
den im Rotorgehäuse 2 notwendigen Spinnunterdruck erzeugt.
Im Deckelelement 8 ist 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 rückseitig
Lagerkonsolen 19, 20 zur Lagerung einer Auflösewalze 21
beziehungsweise eines Laserbandeinzugszylinders 22 auf.
Die Auflösewalze 21 wird im Bereich ihres Wirtels 23 durch
einen umlaufenden, maschinenlangen Tangentialriemen 24
angetrieben, während der (nicht dargestellte) Antrieb des
Laserbandeinzugszylinders 22 vorzugsweise über eine
Schneckengetriebeanordnung erfolgt, die auf eine maschinenlange
Antriebswelle 25 geschaltet ist.
Die Fig. 2 zeigt die Lagerung des Offenend-Spinnrotors 3 im
Detail, wobei das Axiallager 18 im Schnitt dargestellt ist. Wie
angedeutet, ist der aus einer Spinntasse 26 und einem
Rotorschaft 4 bestehende Spinnrotor 3 mit seinem Rotorschaft 4
im Spinnzwickel einer insgesamt mit 5 bezeichneten
Stützscheibenlagerung abgestützt.
Derartige Stützscheibenlagerungen 5 verfügen, wie bekannt,
jeweils über zwei Stützscheibenpaare, deren Achsen 31
zueinander parallel verlaufen. Der Übersichtlichkeit halber ist
in Fig. 2 nur das hintenliegende Stützscheibenpaar 29 mit
seinen Stützscheiben 27, 28 dargestellt. Die Stützscheiben 27,
28 sind dabei auf einer gemeinsamen Welle 36 festgelegt, die in
einer Wälzlageranordnung 30 umläuft.
Wie aus den Fig. 2, 3 und 4 ersichtlich, weist der
Rotorschaft 4 endseitig einen im Durchmesser D gegenüber dem
normalen Rotorschaftdurchmesser DS etwas abgesetzten
Lagerbereich 35 auf. Der Rotorschaft 4 besitzt in diesem
Lagerbereich 35 drei ferromagnetische Ringansätze 32, 33, 34,
deren Durchmesser D, wie vorstehend bereits angedeutet, jeweils
etwas unter dem Durchmesser DS des Rotorschaftes 4 liegt.
Die Breite der ferromagnetischen Ringansätze 32, 33, 34 ist
dabei vorzugsweise so gewählt, daß, wie in den Fig. 3 und 4
dargestellt, der mittlere Ringansatz 33 eine größere Breite B
aufweist als die benachbarten Ringansätze 32, 33, deren Breite
b beträgt. Die optimale Breite B bzw. b der Ringansätze beträgt
dabei zwischen 0,5 und 3 mm.
In einer alternativen, in der Fig. 2 angedeuteten
Ausführungsform können die drei Ringansätze 32-34 allerdings
auch die gleiche Breite b aufweisen.
Der Rotorschaft 4 endet in einem Kopfteil 37, das in Verbindung
mit einer Bodenfläche 38 der Ausnehmung 39 im
Verschlußelement 49 sowohl einen axialen als auch einen
radialen Anschlag bilden kann.
Der Lagerbereich 35 des Rotorschaftes 4 ist im Bereich der
Schaftabschnitte 53, die zwischen den Ringansätzen 32, 33, 34
beziehungsweise vor und hinter diesen Ringansätzen liegen,
vorzugsweise mit einem nichtmagnetischen Werkstoff 40
ummantelt. Das heißt, die Schaftabschnitte 53 zwischen
beziehungsweise vor und hinter den ferromagnetischen
Ringansätzen 32, 33, 34 werden mit Kunststoff oder Aluminium
ausgegossen. Nach dem Vergießen wird der Lagerbereich 35 so
nachgearbeitet, daß ein glattes Rotorschaftende mit einem
Durchmesser D vorliegt.
Die stationäre Lagerkomponente 41 des Axiallagers 18 besteht im
wesentlichen aus Permanentmagnetringen 42, 43 sowie
Polscheiben 44, 45, 46. Die von den Polscheiben 44, 45, 46
eingefaßten Permanentmagnetringe 42, 43 sind dabei in einer
Axialbohrung 47 eines muffenartigen Lagergehäuses 48
eingelagert und werden durch ein Verschlußelement 49, das
beispielsweise auf eine nichtmagnetische Zwischenscheibe 50
drückt, fixiert. Die Anordnung der Permanentmagnetringe 42, 43
ist dabei so gewählt, daß sich im Einbauzustand der Magnetringe
42, 43 gleichsinnige Pole N/N oder S/S gegenüberstehen.
Das angefaste Kopfteil 37 des Rotorschaftes 4 bildet in
Verbindung mit der Bodenfläche 38 der Ausnehmung 39 im
Verschlußelement 49 nicht nur einen axialen Anschlag für den
Rotorschaft 4, so daß die exakte axiale Positionierung des
Rotorschaftes 4 auf der Stützscheibenlageranordnung 5 erleicht
wird. Durch eine entsprechende Durchmessergestaltung der
Ausnehmung 39 kann auch gleichzeitig ein radialer Anlaufschutz
für die Polscheiben 44-46 verwirklicht werden.
Das heißt, durch einen lichten Durchmesser der Ausnehmung 39,
der etwas unter dem lichten Durchmesser der Polscheiben 44-46
liegt wird zuverlässig verhindert, daß die ferromagnetischen
Ringansätze 32-34 mit den Polscheiben 44-46 in einen
mechanischen Kontakt treten können.
Das Anlaufen der ferromagnetischen Ringansätze 32, 33, 34 an
die Polscheiben 44, 45, 46, kann auch durch einen im Bereich
der Durchgangsbohrung 51 des Lagergehäuses 48 angeordneten
Anlaufschutz vermieden werden.
In diesem Fall liegt der lichte Durchmesser der
Durchgangsbohrung 51 geringfügig über dem Durchmesser DS des
Rotorschaftes 4, aber deutlich unter dem lichten Durchmesser
der Polscheiben 44, 45, 46.
Wie in den Fig. 2 bis 4 dargestellt, liegt das magnetische
Axiallager 18 relativ dicht hinter der
Stützscheibenlageranordnung 5. Der durch die gegenüberliegende
Polscheibe 46 der stationären Axiallagerkomponente 41
vorgegebene Abstand A des inneren ferromagnetischen
Ringansatzes 34 sollte 15 mm nicht überschreiten und
vorzugsweise zwischen 4 und 6 mm betragen.
Des weiteren hat sich gezeigt, daß eine maximale Steifigkeit
des Axiallagers 18 dann gegeben ist, wenn das
Durchmesserverhältnis zwischen den ferromagnetischen
Ringansätzen 32.-.34 und den benachbarten Schaftabschnitten 53
zwischen 1,2/1 und 4,5/1 liegt, wobei die höchste Steifigkeit
des Axiallagers bei Durchmesserverhältnissen D/d zwischen 1,5/1
und 2/1 erzielt wird.
In Fig. 4 ist angedeutet, daß die Mittelachse 55 gegenüber der
Mittelachse 56 des Rotorschaftes 4 um das Maß e nach unten
versetzt angeordnet sein kann. Eine solche versetzte Anordnung
des Axiallagergehäuses 48 führt dazu, daß sich im Bereich des
Axiallagers 18 ein magnetisches Kraftfeld aufbaut, dessen nach
unten gerichtete Kraftkomponente etwas überwiegt. Das
Rotorschaftende wird folglich unter dem Einfluß dieser
Kraftkomponente zusätzlich in Richtung Lagerzwickel der
Stützscheibenlagerung beaufschlagt.
Das erfindungsgemäße, magnetische Axiallager stellt insgesamt
eine verschleißfreie, leicht demontierbare Lagereinrichtung
dar, die auch bei Rotordrehzahlen weit über 100 000 U/min eine
ausreichend hohe axiale Steifigkeit aufweist.
Da das erfindungsgemäße Axiallager schmiermittelfrei arbeitet,
können außerdem Ölverschmutzungen, wie sie im Zusammenhang mit
mechanischen Axiallagern gelegentlich auftreten, zuverlässig
ausgeschlossen werden.
Claims (14)
1. Offenend-Spinnvorrichtung mit einem Spinnrotor, dessen
Rotorschaft im Lagerzwickel einer Stützscheibenlagerung
abgestützt und durch ein magnetisches Axiallager
positioniert ist, wobei das Axiallager über eine stationäre
Lagerkomponente, mit einem zwischen Polscheiben gelagerten
Permanentmagnetelement und einer gemeinsam mit dem
Rotorschaft auswechselbar angeordneten, umlaufenden
Lagerkomponente in Form von am Rotorschaft angeordneten
ferromagnetischen Ringansätzen verfügt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die stationäre Lagerkomponente (41) über wenigstens zwei beidseits durch Polscheiben (44, 45, 46) begrenzte Permanentmagnetringe (42, 43) verrügt, die so angeordnet sind, daß sich im Einbauzustand gleichsinnige Pole (N/N oder S/S) gegenüberstehen,
daß der Rotorschaft (4) endseitig einen Lagerbereich (35) aufweist, dessen Durchmesser (D) unter dem Durchmesser (DS) des Rotorschaftes (4) liegt und mindestens drei im Abstand der Polscheiben (44, 45, 46) angeordnete, ferromagnetische Ringansätze (32, 33, 34) aufweist,
daß der innenliegende Ringansatz (34) im Einbauzustand des Rotorschaftes (4) von der Stirnseite (57) der hinteren Stützscheibe (27) der Stützscheibenlagerung (5) einen Abstand (A) aufweist, der 1 bis 15 mm, vorzugsweise 4 bis 6 mm beträgt,
daß das Durchmesserverhältnis (D/d) der ferromagnetischen Ringansätze (32, 33, 34) zu benachbarten Schaftabschnitten (53) zwischen 1,2/1 und 4,5/1 vorzugsweise zwischen 1,5/1 und 2/1 beträgt und
daß die ferromagnetischen Ringansätze (32, 33, 34) eine Breite (B, b) zwischen 0,5 und 3 mm aufweisen.
dadurch gekennzeichnet,
daß die stationäre Lagerkomponente (41) über wenigstens zwei beidseits durch Polscheiben (44, 45, 46) begrenzte Permanentmagnetringe (42, 43) verrügt, die so angeordnet sind, daß sich im Einbauzustand gleichsinnige Pole (N/N oder S/S) gegenüberstehen,
daß der Rotorschaft (4) endseitig einen Lagerbereich (35) aufweist, dessen Durchmesser (D) unter dem Durchmesser (DS) des Rotorschaftes (4) liegt und mindestens drei im Abstand der Polscheiben (44, 45, 46) angeordnete, ferromagnetische Ringansätze (32, 33, 34) aufweist,
daß der innenliegende Ringansatz (34) im Einbauzustand des Rotorschaftes (4) von der Stirnseite (57) der hinteren Stützscheibe (27) der Stützscheibenlagerung (5) einen Abstand (A) aufweist, der 1 bis 15 mm, vorzugsweise 4 bis 6 mm beträgt,
daß das Durchmesserverhältnis (D/d) der ferromagnetischen Ringansätze (32, 33, 34) zu benachbarten Schaftabschnitten (53) zwischen 1,2/1 und 4,5/1 vorzugsweise zwischen 1,5/1 und 2/1 beträgt und
daß die ferromagnetischen Ringansätze (32, 33, 34) eine Breite (B, b) zwischen 0,5 und 3 mm aufweisen.
2. Offenend-Spinnvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Breite (B) des mittleren
ferromagnetischen Ringansatzes (33) größer ist als die
Breite (b) der äußeren ferromagnetischen Ringansätze (32,
34).
3. Offenend-Spinnvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß alle Ringansätze (32, 33, 34) die
gleiche Breite (b) aufweisen.
4. Offenend-Spinnvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Breite der Polscheiben (44, 45, 46)
jeweils der Breite (B, b) der ferromagnetischen Ringansätze
(32, 33, 34) entspricht.
5. Offenend-Spinnvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß alle Polscheiben (44, 45, 46) die
gleiche Breite aufweisen.
6. Offenend-Spinnvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß im Lagerbereich ein Kopfteil (37)
angeordnet ist.
7. Offenend-Spinnvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß das Kopfteil (37) eine das Einfädeln
des Rotorschaftes (4) in das Lagergehäuse (48)
erleichternde Form aufweist.
8. Offenend-Spinnvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß wenigstens die zwischen den
ferromagnetischen Ringansätzen (32, 33, 34) liegenden, im
Durchmesser (d) gegenüber den Ringansätzen (32, 33, 34)
abgesetzten Schaftabschnitte (53) des Lagerbereiches (35)
mit einem nichtmagnetischen Werkstoff (40) ummantelt sind.
9. Offenend-Spinnvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die stationäre Lagerkomponente (41) des
Axiallagers (18) in einem durch ein Verschlußelement (49)
verschließbaren Lagergehäuse (48) angeordnet ist, wobei
sowohl das Lagergehäuse (48) als auch das
Verschlußelement (49) aus einem nichtmagnetischen Werkstoff
gefertigt sind.
10. Offenend-Spinnvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mittelachse (55) des Lagergehäuses
(48) gegenüber der Mittelachse (56) des Rotorschaftes (4)
um ein Maß (e) versetzt angeordnet ist.
11. Offenend-Spinnvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß in das Verschlußelement (49) eine das
Kopfteil (37) des Rotorschaftes (4) umschließende
Ausnehmung (39) eingearbeitet ist.
12. Offenend-Spinnvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Bodenfläche (38) der
Ausnehmung (39) einen axialen Anschlag für das
Kopfteil (37) des Rotorschaftes (4) bildet.
13. Offenend-Spinnvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Innenwandung der Ausnehmung (39)
einen radialen Anschlag für das Kopfteil (37) bildet.
14. Offenend-Spinnvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Axiallagergehäuse (48) im
Bereich (52) eine axiale Durchgangsbohrung (51) aufweist,
die einen radialen Anlaufschutz für den Rotorschaft (4)
bildet.
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