DE19836168A1 - Motor-powered spinning spindle has a lower bearing housing at a base plate with the motor and a damper and electronic component group linked to a central control through a communication bus system - Google Patents
Motor-powered spinning spindle has a lower bearing housing at a base plate with the motor and a damper and electronic component group linked to a central control through a communication bus systemInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Spinnmaschine nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruches.The invention relates to a spinning machine according to the preamble of the independent Claim.
In der Deutschen Patentanmeldung DE 41 42 707 wird eine gattungsgemässe Spindel mit einzelmotorischem Antrieb behandelt, bei der eine übliche Anordnung, wie sie im Elektromotorenbau häufig verwendet wird, aus einem Stator, einem innenliegenden Rotor und zwei Lagerschilden auf beiden Seiten des Rotors bzw. des Stators besteht, welche Schilde im Zentrum die Spindelwelle auf Lagern tragen und in der Peripherie mit dem Statorgehäuse verbunden sind.In the German patent application DE 41 42 707 a generic spindle is treated with single motor drive, in which a common arrangement, as in Electric motor construction is often used, from a stator to an internal one Rotor and two end shields on both sides of the rotor or stator, which shields carry the spindle shaft on bearings in the center and in the periphery are connected to the stator housing.
Dieser Aufbau dürfte hinsichtlich der Herstellung der Einzelteile und der Montage auf wendig sein. Ausserdem können die durch den Rotor getrennten Lager nicht durch ein Schmiersystem mit Schmiermitteln versorgt werden, weshalb eine Dauerschmierung der Lager nötig ist, wenn die Lager nicht durch ein zentrales Schmiersystem mit mehre ren Leitungen versorgt werden.This structure should be based on the manufacture of the individual parts and the assembly be agile. In addition, the bearings separated by the rotor cannot be separated by one Lubrication system are supplied with lubricants, which is why permanent lubrication the bearing is necessary if the bearings are not supported by a central lubrication system supply lines.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein preiswertes Konzept eines einzelmoto rischen Antriebes zu finden. Weiter soll die Anordnung so gewählt werden, dass die Lager durch ein einfaches Schmiersystem mit Schmierstoff versorgt werden.It is an object of the present invention to provide an inexpensive concept of a single motor to find a drive. Furthermore, the arrangement should be chosen so that the Bearings can be supplied with lubricant through a simple lubrication system.
Aus der Deutschen Patenanmeldung DE 33 36 577 ist ein einzelmotorischer Spindelan trieb bekannt, bei dem ein Wellenzapfen, auf dem der Rotor des Elektromotors sitzt, in Drehteile eingepresst ist, wobei das Wellenzapfenende in einem massiven konischen Spindeloberteil sitzt, welches zur Aufnahme der Spinnhülsen dient. Mit einer derartigen Anordnung lassen sich Spindeldrehzahlen bis etwa 25'000 Umdrehungen/min errei chen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Spindel so zu gestalten, dass das Massenträgheitsmoment verringert wird. From the German patent application DE 33 36 577 is a single motor spindle drove known, in which a shaft journal on which the rotor of the electric motor sits, in Turned parts is pressed in, the shaft journal end in a solid conical Upper spindle part sits, which serves to receive the spinning sleeves. With such a In this arrangement, spindle speeds of up to around 25,000 revolutions / min can be achieved chen. Another object of the invention is to design the spindle that the moment of inertia is reduced.
Die Zielsetzungen werden durch eine Anordnung mit den Merkmalen der Ansprüche erfüllt.The objectives are achieved through an arrangement with the features of the claims Fulfills.
Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen.The dependent claims relate to advantageous developments.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung im Detail beschrieben, die einen schematischen Teilschnitt durch eine einzelmotorisch angetriebene Spindel ge mäss der Erfindung zeigt.The invention is described below with reference to the drawing, which a schematic partial section through a single motor driven spindle ge shows according to the invention.
Ein Welle 18 ist an ihrem unteren Ende durch ein unteres Lager 52 und ein oberes La ger 50 gehalten, welche bevorzugt als Wälzlager, insbesondere Kugellager, ausgeführt sind. Sie sitzen in einem Lagergehäuse 48, welches von einer Grundplatte 54 getragen wird. Auf der Welle 18 befindet sich oberhalb des oberen Lagers 50 ein Rotor 34 eines Motors 40, umgeben von einem Stator 36 in einem Motorgehäuse 42. Zwischen dem Motorgehäuse 42 und dem Lagergehäuse 48 ist eine Zentrierhülse 44 angeordnet. Das Motorgehäuse 42 wiederum ist zentrisch mit der Grundplatte 54 verbunden, welch es als Gehäuse für einen Ölsumpf 58 dient. Oberhalb des Rotors 34 und von diesem be abstandet befindet sich ein Fussteil 14, weiter am oberen Ende der Welle 18 ein Kopf teil 12, wobei Fussteil 14 und Kopfteil 12 über ein mit der Welle 18 koaxiales Spindel rohr 16 verbunden sind. Das Spindelrohr dient zur Aufnahme einer Spinnhülse, welche im Laufe des Spinnprozesses mit Garn bewickelt wird. Im Kopfteil 12 ist ein Klemmteil 20 für die nicht dargestellte Spinnhülse, beispielsweise als O-Ring ausgeführt. Die Spindel 10 kann auch ohne ein Spindelrohr ausgeführt werden; in diesem Fall wird eine Spinnhülse 13 direkt vom Kopfteil bzw. Fussteil zentriert und getragen.A shaft 18 is held at its lower end by a lower bearing 52 and an upper bearing 50 , which are preferably designed as roller bearings, in particular ball bearings. They sit in a bearing housing 48 which is supported by a base plate 54 . A rotor 34 of a motor 40 is located on the shaft 18 above the upper bearing 50 , surrounded by a stator 36 in a motor housing 42 . A centering sleeve 44 is arranged between the motor housing 42 and the bearing housing 48 . The motor housing 42 is in turn connected centrally to the base plate 54 , which serves as a housing for an oil sump 58 . Above the rotor is 34, and by this be abstandet a foot part 14, further on the upper end of the shaft 18 a head part 12, wherein the foot part 14 and head part 12 of pipe via a coaxial with the spindle shaft 18 are connected to the sixteenth The spindle tube is used to hold a spinning tube, which is wound with yarn during the spinning process. In the head part 12 there is a clamping part 20 for the spinning sleeve, not shown, for example as an O-ring. The spindle 10 can also be carried out without a spindle tube; in this case, a spinning sleeve 13 is centered and carried directly by the head part or foot part.
Am Fussteil 14 sitzt eine Zahnscheibe 32, bei Ringspinnmaschinen auch als Unter windkrone bezeichnet. Diese Zahnscheibe 32 arbeitet mit einem oberen Flansch 30 einer Klemmhülse 24 zusammen, um einen im Bereich einer Unterwindepartie 15 an das Fussteil 14 angelegtes Garn festzuklemmen. Für Betätigung der Klemmhülse 24 dient vorzugsweise ein Ringrahmen 84 einer Ringspinnmaschine, auf welchem ein Ring 86 befestigt ist, wenn sich der Ringrahmen 84 in der untersten Stellung derart be findet, dass er auf einen unteren Flansch 28 der Klemmhülse 24 drückt, wodurch die Klemmhülse 24 gegen die Wirkung einer Feder 26 in axialer Richtung von der Zahn scheibe 32 wegbewegt wird. Die Klemmhülse 24 ist auf einer Spindelhülse 22 geführt, welche an ihrem oberen Ende mit dem Fussteil 14 verbunden ist. Die Lagerung 46 der Spindel 10 wird durch eine Ölsumpf-Docht-Schmierung 55 mit Schmierstoff aus dem Ölsumpf 58 versorgt, aus welchem Schmiermittel durch einen Docht 60 in den Raum zwischen dem oberen Lager 50 und dem unteren Lager 52 befördert wird. Ein Ölspei cher 62 aus saugfähigem Material, beispielsweise Schaumstoff, erstreckt sich dort zwi schen dem oberen Lager 50 und dem unteren Lager 52. Jeweils zu den Lagern hin befindet sich am oberen Ende des Ölspeichers 62 ein oberer Spender 64 bzw. ein un terer Spender 66, welche Spender übermässigen Austritt von Schmierstoff aus dem Ölspeicher verhindern. Die Spender 64, 66 können als Fettfüllung zwischen den Lagern 50, 52 und dem Ölspender 62 ausgeführt werden. Der Ölspiegel 56 muss unterhalb der rotierenden Teile des unteren Lagers 52 liegen. Aus der Fig. 1 geht hervor, dass die Wälzkörper des unteren Lagers 52 bzw. oberen Lagers 50 direkt auf der Oberfläche der Welle 18 laufen, und dass sich die Welle 18 durchgehend vom unteren Lager 52 bis zum Kopfteil 12 erstreckt.On the foot part 14 is a toothed pulley 32 , also referred to as a wind crown in ring spinning machines. This toothed lock washer 32 works together with an upper flange 30 of a clamping sleeve 24 in order to clamp a yarn applied to the foot part 14 in the region of an underwind section 15 . For actuation of the clamping sleeve 24 is preferably a ring frame 84 of a ring spinning machine, on which a ring 86 is attached when the ring frame 84 is in the lowest position such that it presses on a lower flange 28 of the clamping sleeve 24 , whereby the clamping sleeve 24th against the action of a spring 26 in the axial direction of the toothed disk 32 is moved away. The clamping sleeve 24 is guided on a spindle sleeve 22 which is connected to the foot part 14 at its upper end. The bearing 46 of the spindle 10 is supplied with lubricant from the oil sump 58 by an oil sump wick lubrication 55 , from which lubricant is conveyed through a wick 60 into the space between the upper bearing 50 and the lower bearing 52 . An oil reservoir 62 made of an absorbent material, for example foam, extends there between the upper bearing 50 and the lower bearing 52 . In each case towards the bearings there is an upper dispenser 64 or a lower dispenser 66 at the upper end of the oil reservoir 62 , which dispensers prevent excessive leakage of lubricant from the oil reservoir. The dispensers 64 , 66 can be designed as a grease filling between the bearings 50 , 52 and the oil dispenser 62 . The oil level 56 must lie below the rotating parts of the lower bearing 52 . From Fig. 1 it is apparent that the rolling bodies of the lower bearing 52 and upper bearing 50 run directly on the surface of the shaft 18 and the shaft 18 that continuously from the lower bearing 52 to the head portion 12 extends.
Die Lager 50, 52 werden mit Vorteil so weit wie möglich vom Rotor 34 des Motors 40 entfernt angeordnet, damit sie keine negativen Einflüsse von magnetisierten Teilen er fahren. Die Lager 50, 52 sind nach der Magnetisierung des Rotors 34 auf die Welle 18 aufzubringen.The bearings 50 , 52 are advantageously arranged as far as possible from the rotor 34 of the motor 40 so that they do not experience any negative influences from magnetized parts. The bearings 50 , 52 are to be applied to the shaft 18 after the magnetization of the rotor 34 .
Unterhalb des Motorgehäuses 42 bzw. der Grundplatte 54 kann eine Dämpfung 70 an geordnet sein, welche die Distanz zu einer Elektronikbaugruppe 68 überbrückt. Alter nativ oder zusätzlich zu der Dämpfung 70 kann es auch zweckmässig sein, eine untere Dämpfung 72 unter der Elektronikbaugruppe 68 anzuordnen. Als Dämpfungsmateriali en für die Dämpfung 70 bzw. die untere Dämpfung 72 wird ein gummielastisches Ele ment verwendet (z. B. Vulkolan). Die ganze Anordnung sitzt auf einer Spindelbank 74, welche neben einem Schenkel 76, der quer zur Achse der Welle 18 liegt, bevorzugt einen weiteren Schenkel 78 im rechten Winkel zum ersten Schenkel 76 aufweist. Der zweite Schenkel 78 mit einem abgewinkelten Ende kann eine Abdeckung 80 aufwei sen, welche in einem Abstand zum Schenkel 78 und parallel zu diesem verlaufen kann. Im Zwischenraum 82 zwischen dem zweiten Schenkel 78 und der Abdeckung 80 kön nen Kabel oder elektrische Bauelemente untergebracht sein. Der Zwischenraum wird als Kabelkanal 82 bezeichnet. Vom Kabelkanal 82 können Verbindungen zur Elektro nikbaugruppe 68 hergestellt werden, beispielsweise zu einem Frequenzumrichter oder Schaltern in der Baugruppe. Zum Ein- und Ausschalten des Motors 40 kann ein berüh rungslos wirkender Schalter in der Elektronikbaugruppe 68 vorgesehen sein, der durch eine Fernbedienung in der Hand einer Bedienungsperson beaufschlagt wird. Zur Ver sorgung der Elektronikbaugruppe 68 kann eine Gleichstromschiene im Kabelkanal 82 dienen. Die Elektronikbaugruppe 68 ist auf gleicher Höhe mit dem Schenkel 78 der Spindelbank 74 angeordnet. Verbindungsleitungen führen vom Kabelkanal 82 zur Elektronikbaugruppe 68.Below the motor housing 42 or the base plate 54 , a damping 70 can be arranged, which bridges the distance to an electronics module 68 . Alternatively or in addition to the damping 70 , it can also be expedient to arrange a lower damping 72 under the electronics module 68 . A rubber-elastic element is used as the damping material for the damping 70 or the lower damping 72 (e.g. Vulkolan). The entire arrangement is seated on a spindle bench 74 which, in addition to a leg 76 which lies transverse to the axis of the shaft 18 , preferably has a further leg 78 at right angles to the first leg 76 . The second leg 78 with an angled end can have a cover 80 which can run at a distance from and parallel to the leg 78 . In the space 82 between the second leg 78 and the cover 80 NEN cables or electrical components can be accommodated. The space is referred to as cable duct 82 . From the cable duct 82 connections to the electronics module 68 can be made, for example to a frequency converter or switches in the module. To switch the motor 40 on and off, a contactlessly acting switch can be provided in the electronic assembly 68 , which is acted upon by a remote control in the hand of an operator. To supply the electronics module 68 , a DC rail can be used in the cable duct 82 . The electronics module 68 is arranged at the same height as the leg 78 of the spindle bench 74 . Connection lines lead from the cable duct 82 to the electronics module 68 .
Es kann eine Elektronikbaugruppe 68 mit einem einzigen Frequenzsteller zur Umwand lung von Gleichstrom in Wechselstrom variabler Frequenz mehrerer Motoren 40 inner halb einer Spinnmaschine zugeordnet werden, wodurch die Herstellkosten der Spinn maschine wesentlich günstiger werden.It can be assigned to an electronic assembly 68 with a single frequency controller for converting direct current to alternating current variable frequency of several motors 40 within a spinning machine, whereby the manufacturing costs of the spinning machine are significantly cheaper.
Das aus dem oberen Teil der Welle 18, dem Fussteil 14, dem Kopfteil 12 und dem Spindelrohr 16 gebildete Spindeloberteil zeichnet sich durch ein geringes Massenträg heitsmoment aus. Die koaxial zur Welle 18 angeordneten Bauteile der Spindel 10 kön nen grossenteils als Tiefzieh-Blechteile gestaltet werden, beispielsweise das Spindel rohr 16, die Klemmhülse 24, die Spindelhülse 22, das Motorgehäuse 42, die Zentrier hülse 44 und das Lagergehäuse 48, weiterhin die Grundplatte 54, das Fussteil 14 und das Kopfteil 12. Für das Motorgehäuse 42, das Lagergehäuse 48 oder das Fussteil 14 kommen als Materialien auch Gusswerkstoffe in Betracht. Die Spindelbank 74 wird be vorzugt aus Stahlblech hergestellt. The upper part of the shaft 18 , the foot part 14 , the head part 12 and the spindle tube 16 is characterized by a low moment of inertia. The coaxial to the shaft 18 components of the spindle 10 NEN can largely be designed as deep-drawn sheet metal parts, such as the spindle tube 16 , the clamping sleeve 24 , the spindle sleeve 22 , the motor housing 42 , the centering sleeve 44 and the bearing housing 48 , continue the base plate 54 , the foot part 14 and the head part 12 . For the motor housing 42 , the bearing housing 48 or the foot part 14 , cast materials can also be considered as materials. The spindle bench 74 is preferably made of sheet steel.
Unterhalb des Ringrahmens 84 kann mit Vorteil ein Rohr 88 angeordnet werden, mit einem Innendurchmesser, der grösser ist als der Aussendurchmesser des Motorge häuses 42. Bevorzugt erstreckt sich das Rohr 88 über die ganze Länge des Spinde loberteils 11 bis zur Klemmhülse 24, wenn sich der Ringrahmen 84 in der obersten Stellung auf Höhe des Kopfteils 12 befindet.Below the ring frame 84 , a tube 88 can advantageously be arranged, with an inner diameter that is larger than the outer diameter of the motor housing 42nd The tube 88 preferably extends over the entire length of the locker upper part 11 to the clamping sleeve 24 when the ring frame 84 is in the uppermost position at the level of the head part 12 .
Das Rohr 88 dient in erster Linie dazu, die einzelnen nebeneinanderliegenden Spinn stellen voneinander abzuschirmen und die Menge der durch die Spindeln 10 herum gewirbelten Luft auf den Raum innerhalb des Rohres 88 zu reduzieren, wodurch die Leistungsaufnahme des Motors 40 bzw. der Motoren 40 gering bleibt.The tube 88 serves primarily to shield the individual adjacent spinning positions from one another and to reduce the amount of air whirled around by the spindles 10 to the space within the tube 88 , as a result of which the power consumption of the motor 40 or the motors 40 remains low .
Bei einem günstigen Herstellpreis ist die nach der Erfindung hergestellte Spindel 10 für Drehzahlen bis über 60'000 U/min geeignet.At a low manufacturing price, the spindle 10 manufactured according to the invention is suitable for speeds of up to over 60,000 rpm.
Der Motor 40 wird bevorzugt als ein Elektronik-Motor ausgeführt, d. h. als Gleichstrom motor mit elektronischer Kommutierung. Am Motor 40 befinden sich Mittel zur Erken nung eines Lastabwurfs bzw. einer zu geringen Belastung, beispielsweise nach einem Fadenbruch oder bei fehlender Spinnhülse 13, und ein Mittel zur automatischen Ab schaltung des Motors und zur Meldung des Lastabwurfs an eine zentrale Steuerung. Die zentrale Steuerung ist über ein Bus-System an die Spindelmotoren 40 angeschlos sen, wobei jeder Spindelmotor eine eigene Adresse besitzt und der Betriebszustand des Motors über den Bus an die zentrale Steuerung übertragbar ist.The motor 40 is preferably designed as an electronic motor, ie as a direct current motor with electronic commutation. On the motor 40 there are means for detecting a load shedding or a load that is too low, for example after a thread break or in the absence of a spinning sleeve 13 , and a means for automatically switching off the motor and for reporting the load shedding to a central control. The central controller is connected to the spindle motors 40 via a bus system, each spindle motor having its own address and the operating state of the motor being transferable to the central controller via the bus.
Die Abmessungen der Welle 18 und der darauf sitzenden Teile sind so gewählt, dass die Spindel 10 im Normal betrieb mit einer Drehzahl oberhalb der ersten biegekritischen Drehzahl läuft.The dimensions of the shaft 18 and the parts seated thereon are selected such that the spindle 10 runs in normal operation at a speed above the first bending-critical speed.
Aufgrund der Anordnung der Lager 50, 52 am unteren Ende der Welle 18 in einem La gergehäuse 48 verhält sich die Spindel 10 wie ein Kreisel, der aufgrund der unver meidlichen Unwucht eine Präzession ausführt. Diese wird durch die Dämpfung 70 bzw. 72 ermöglicht. Das Lagerspiel in den Lagern 50, 52 muss so klein wie möglich gewählt werden. Due to the arrangement of the bearings 50 , 52 at the lower end of the shaft 18 in a La gergehäuse 48 , the spindle 10 behaves like a gyroscope, which performs a precession due to the inevitable imbalance. This is made possible by damping 70 or 72 . The bearing play in the bearings 50 , 52 must be chosen as small as possible.
1010th
Spindel
spindle
1111
Spindeloberteil
Upper spindle part
1212th
Kopfteil
Headboard
1313
Spinnhülse
Spinning tube
1414
Fussteil
Foot part
1515
Unterwindepartie
Underwind game
1616
Spindelrohr
Spindle tube
1818th
Welle
wave
2020th
Klemmteil
Clamping part
2222
Spindelhülse
Spindle sleeve
2424th
Klemmhülse
Clamping sleeve
2626
Feder
feather
2828
unterer Flansch
lower flange
3030th
oberer Flansch
upper flange
3232
Zahnscheibe
Tooth lock washer
3434
Rotor
rotor
3636
Stator
stator
4040
Motor
engine
4242
Motorgehäuse
Motor housing
4444
Zentrierhülse
Centering sleeve
4646
Lagerung
storage
4848
Lagergehäuse
Bearing housing
5050
oberes lager
upper camp
5252
unteres Lager
lower bearing
5454
Grundplatte
Base plate
5555
Ölsumpf-Docht
Oil sump wick
5656
Ölspiegel
Oil level
5858
Ölsumpf
Oil sump
6060
Docht
wick
6262
Ölspeicher
Oil storage
6464
oberer Spender
top donor
6666
unterer Spender
lower dispenser
6868
Elektronikbaugruppe
Electronics assembly
7070
2. Dämpfung
2. Damping
7272
Dämpfung
damping
7474
Spindelbank
Spindle bench
7676
zweiter Schenkel
second leg
7878
erster Schenkel
first leg
8080
Abdeckung
cover
8282
Kabelkanal
Cabel Canal
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Ring
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ITMI991676A0 (en) | 1999-07-28 |
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JP2000064127A (en) | 2000-02-29 |
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