DE4103518A1 - Spindle motor drive - is in two-part housing for centering of stator and rotor on assembly and take up mfg. tolerances - Google Patents
Spindle motor drive - is in two-part housing for centering of stator and rotor on assembly and take up mfg. tolerancesInfo
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Abstract
Description
Es ist bekannt, Spinn- oder Zwirnspindel mit einzelmotorischem Antrieb in einer Spindeleinheit, einer sogenannten Motorspindel, zu montieren. Eine dieser bekannten Spindeleinheiten (DE-OS 38 18 194) hat eine gemeinsame elastische Befestigung aller Antriebs- und Spindelelemente an der Spindelbank mittels eines ringförmigen Dämpfungselementes. Das Dämpfungselement muß die schwingungsmäßig gekoppelte gesamte Masse auf der Spindel, der Spindel, der Spindellagerung sowie des Stators und Rotors dämpfen. Das erfordert nicht nur hohe Federsteifigkeit, sondern bringt auch Probleme für das Dämpfungselement und seine Befestigungen. Unklar ist bei dieser Lösung die Einstellung eines gleichmäßigen Luftspaltes zwischen Rotor und Stator, da deren Fertigungstoleranzen in dieser Konstruktion nicht korrigierbar sind.It is known spinning or twisting spindle with a single motor drive to be installed in a spindle unit, a so-called motor spindle. One of these known spindle units (DE-OS 38 18 194) has one common elastic fastening of all drive and spindle elements on the spindle bench by means of an annular damping element. The Damping element must the vibrationally coupled total mass the spindle, the spindle, the spindle bearing as well as the stator and rotor dampen. This not only requires a high degree of spring stiffness, but also brings also problems for the damping element and its attachments. Not clear is with this solution the setting of an even air gap between rotor and stator, since their manufacturing tolerances in this Construction cannot be corrected.
Es ist eine weitere Spinn- oder Zwirnspindel mit elektromotorischem Einzelantrieb und auf einem Spindelschaft befestigten Läufer und bewährter integrierter Spindellagerung bekannt (DE-PS 33 36 577). Bei dieser Lösung ist auch nichts zu den Problemen der Einstellung des Luftspaltes zwischen Läufer und Stator sowie zur Verhinderung des Schleifens vom Läufer am Stator bei extremen Auslenkungen des Spindeloberteils, mit dem der Läufer verbunden ist, geschrieben. Nachteilig ist auch neben dieser fehlenden Zentriermöglichkeit die starre Befestigung vom Lagergehäuse auf der Spindelbank, weil das zu Verschleiß der beanspruchten Spindellager führen kann.It is another spinning or twisting spindle with an electric motor Single drive and rotor fixed on a spindle shaft and more proven Integrated spindle bearing known (DE-PS 33 36 577). With this solution is also nothing to the problems of adjusting the air gap between Rotor and stator and to prevent grinding of the rotor on Stator with extreme deflections of the upper spindle part with which the rotor connected, written. Another disadvantage is the lack of this Centering the rigid attachment of the bearing housing on the Spindle bank, because this leads to wear on the stressed spindle bearings can.
Der im Patentanspruch 1 genannten Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Möglichkeit der Zentrierung von Rotor und Stator bei größeren Fertigungstoleranzen zu schaffen und ein Anlaufen des auf dem Spindeloberteil befestigten Rotors am Stator bei Auslenkungen des Spindeloberteils zu verhindern und die Betriebssicherheit zu erhöhen. The invention mentioned in claim 1 is based on the object an easy way to center the rotor and stator on larger ones To create manufacturing tolerances and a start on the Upper spindle part of the rotor attached to the stator when the Prevent upper spindle part and increase operational safety.
Die Erfindung spart eine Zentrierung vom Motorgehäuse zum Rotor und die dabei möglichen Fehler ein.The invention saves centering from the motor housing to the rotor and the possible errors.
Ein ringförmiger Ansatz um die Öffnung im Oberteil des zweiteiligen Motorgehäuses zur Einführung des Spindeloberteils hat einen Anstreifring. Zu ihrer Abdeckung ist über dem Oberteil auf dem Spindeloberteil eine Glocke, die über den ringförmigen Ansatz greift, befestigt. Das Spindeloberteil mit der Glocke läuft mit Spalt zum Motorgehäuse berührungsfrei. Nur in Ausnahmen, bei extremen Auslenkungen des Spindeloberteiles läuft dieses an dem montierten Anstreifring in einer Ringnut des ringförmigen Ansatzes vom Motorgehäuse an. Das verhindert ein Schleifen des Rotors am Stator, weil deren Luftspalt gleich oder größer als der Spalt zwischen Anstreifring und Spindeloberteil ist.A ring-shaped approach around the opening in the top of the two-part Motor housing for the insertion of the upper spindle part has a rub ring. To cover it, there is one on the upper part of the spindle Bell, which reaches over the ring-shaped approach, attached. The Upper part of the spindle with the bell runs with a gap to the motor housing non-contact. Only in exceptional cases, with extreme deflections of the Upper part of the spindle runs on the mounted contact ring in one Annular groove of the annular approach from the motor housing. That prevents a grinding of the rotor on the stator because their air gap is equal to or is larger than the gap between the contact ring and the upper part of the spindle.
Der im Unterteil des Motorgehäuses befestigbare Stator hat radiales Spiel zum Unterteil und zu Befestigungsschrauben. Im unverschraubten Zustand kann der Stator exakt zum Rotor zentriert und ein gleichmäßiger Luftspalt zwischen beiden eingestellt werden; Fertigungstoleranzen sind dadurch ausgleichbar.The stator, which can be fastened in the lower part of the motor housing, has radial play to the lower part and fastening screws. In unscrewed condition the stator can be centered exactly to the rotor and an even air gap be set between the two; Manufacturing tolerances are thereby compensable.
Die Federsteifigkeit der Spindel mit dem aufgepreßten Rotor ist so, daß bei normalem Betrieb nach dieser Zentrierung des Stators im Motorgehäuse das Spindeloberteil berührungsfrei dreht. Eine gemeinsame schwingungsfähige Masse vom Rotor und seinem Stator ist gemäß Erfindung nicht erforderlich, ebensowenig ein zusätzliches Wellenlager des Antriebes. Das elastisch zum Stator gelagerte Spindeloberteil mit dem Rotor wird bei Auslenkung um einen Drehpunkt gekippt, der axial unterhalb des einzelmotorischen Antriebes liegt. Die Begrenzung der Auslenkung auf einen Spalt zwischen Spindeloberteil und ringförmigen Ansatz am Motorgehäuse, der gleich oder kleiner als der axial unterhalb befindliche Luftspalt zwischen Rotor und Stator ist, verhindert ein Schleifen des Rotors. Der Anstreifring ist aus besonders reibungsarmem und verschleißfestem Material (Anspruch 4).The spring stiffness of the spindle with the pressed rotor is such that in normal operation after centering the stator in the motor housing the upper part of the spindle rotates without contact. A common vibratory Mass from the rotor and its stator is not required according to the invention, just as little an additional shaft bearing of the drive. That elastic Spindle upper part with the rotor mounted on the stator becomes at deflection tilted about a pivot point that is axially below the single motor Drive lies. Limiting the deflection to a gap between Spindle top and ring-shaped attachment on the motor housing, the same or smaller than the air gap between the rotor located axially below and stator prevents grinding of the rotor. The rub ring is made of particularly low-friction and wear-resistant material (claim 4).
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention will now be described with reference to an embodiment explained.
Die Zeichnung zeigt:The drawing shows:
Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, der Spinn- oder Zwirnspindel als Motorspindel; Figure 1 is a side view, partly in section, of the spinning or twisting spindle as a motor spindle.
Fig. 2 eine Draufsicht auf den Stator im Unterteil vom Motorgehäuse. Fig. 2 is a plan view of the stator in the lower part of the motor housing.
Die Spinn- oder Zwirnspindel besteht aus einem auswechselbaren Spindeloberteil 1 mit in einem Lagergehäuse 2 gelagerten Schaft 3, einem einzelmotorischen Antrieb mit einem Rotor 4, der auf das Spindeloberteil 1 aufgepreßt ist, und mit einem Stator 5, der mit dem Lagergehäuse 2 in einem zweiteiligen Motorgehäuse 6, 7 festgelegt ist, wobei dessen Unterteil 6 mit der Spindelbank 8 mittelbar verschraubt ist. Das Oberteil 7 vom Motorgehäuse 6, 7 ist paßgenau auf den Stator 5 aufgesetzt und dann mit dem Unterteil 6 verschraubt. In beiden Teilen vom Motorgehäuse 6, 7 sind axiale Öffnungen, im Unterteil 6 für das Lagergehäuse 2, im Oberteil 7 für das Spindeloberteil 1, vorgesehen. Im Unterteil 6 ist das elastisch gelagerte Lagergehäuse 2 eingepaßt und mit diesem verschraubt. Das Motorgehäuse 6, 7 hat außer der Umhüllung vom Stator 5 mit Wicklung 9, vom Rotor 4 und vom Lagergehäuse 2 die weitere Aufgabe, die Zentrierung von Stator 5, Rotor 4 und Spindeloberteil 1 zueinander zu vereinfachen und ein Schleifen des Rotors 4 am Stator 5 auszuschließen.The spinning or twisting spindle consists of an interchangeable upper spindle part 1 with a shaft 3 mounted in a bearing housing 2 , a single-motor drive with a rotor 4 which is pressed onto the upper spindle part 1 , and with a stator 5 which is in two parts with the bearing housing 2 Motor housing 6 , 7 is fixed, the lower part 6 of which is indirectly screwed to the spindle bench 8 . The upper part 7 of the motor housing 6 , 7 is fitted onto the stator 5 with a precise fit and then screwed to the lower part 6 . Axial openings are provided in both parts of the motor housing 6 , 7 , in the lower part 6 for the bearing housing 2 and in the upper part 7 for the upper spindle part 1 . In the lower part 6 , the elastically mounted bearing housing 2 is fitted and screwed to it. In addition to the covering of the stator 5 with winding 9 , the rotor 4 and the bearing housing 2, the motor housing 6 , 7 has the further task of simplifying the centering of the stator 5 , rotor 4 and spindle upper part 1 with respect to one another and grinding the rotor 4 on the stator 5 to exclude.
Zusätzlich zu den genannten Bauteilen befindet sich im Unterteil 6 ein Anschlußstecker 10.In addition to the components mentioned, there is a connector 10 in the lower part 6 .
Während das Motorgehäuse 6, 7 und der darin drehfest verschraubte Stator 5 schwingungsfest an der Maschine arretiert sind, ist die Spindel elastisch gelagert und damit auch der auf dem Spindeloberteil 1 befestigte Rotor 4. While the motor housing 6 , 7 and the stator 5 screwed into it in a rotationally fixed manner are locked in a vibration-proof manner on the machine, the spindle is elastically mounted and thus also the rotor 4 fastened on the upper spindle part 1 .
Fig. 2 zeigt vier Befestigungsschrauben 11 in Bohrungen 12 des Stators 5, die ausreichendes Spiel durch einen kleineren Durchmesser ihres Schraubenschaftes gegenüber dem Durchmesser der Bohrungen 12 aufweisen, wodurch bei der Montage des einzelmotorischen Antriebes der Stator 5 infolge seines radialen Spiels im Unterteil 6 radial zum Rotor 4 verschiebbar und auf den vorgegebenen Luftspalt einstellbar ist. Nach der Einstellung und damit Zentrierung des einzelmotorischen Antriebes werden die vier Befestigungsschrauben 11 im Unterteil 6 angezogen. Auf den so zentrierten Stator 5 wird das ohne Spiel zum Blechpaket des Stators 5 gefertigte Oberteil 7 paßgenau aufgesetzt. Im Oberteil 7 ist für die Einführung des Spindeloberteils 1 die Öffnung mit ringförmigem Ansatz 13 vorgesehen, der eine Außenringnut mit eingepreßtem Anstreifring 14 aufweist. Der Mittelpunkt dieser Öffnung des sich auf dem Stator 5 zentrierenden Oberteils 7 liegt somit genau in der Achse des Rotors 4 auf dem Spindeloberteil 1, zu dem der Stator 5 zentriert wurde. Diese genaue Übereinstimmung der Achse des einzelmotorischen Antriebes mit dem Mittelpunkt des ringförmigen Ansatzes 13 auf dem Motorgehäuse 6, 7 ergibt sich bei dieser Konstruktion ohne zusätzlichen Aufwand. Auch bei kleinem Spalt zwischen ringförmigem Ansatz 13 und Spindeloberteil 1 berührt so dieses nicht das Motorgehäuse 6, 7. Bei großen Auslenkungen des Spindeloberteils 1 stützt dieses sich mittels einer Glocke 15 an dem Anstreifring 14 des Motorgehäuses 6, 7 ab. Die Glocke 15 ist als Abdeckung über dem ringförmigen Ansatz 13, den sie normalerweise berührungsfrei umschließt, auf dem Spindeloberteil 1 befestigt. Da der Spalt zwischen Glocke 15 und Anstreifring 14 gleich oder kleiner als der Luftspalt zwischen Rotor 4 und Stator 5 ist, verhindert diese Sicherung ein Schleifen vom Rotor 4 am Stator 5. Fig. 2 shows four fastening screws 11 in bores 12 of the stator 5 , which have sufficient play due to a smaller diameter of their screw shank compared to the diameter of the bores 12 , which means that when the single-motor drive is mounted, the stator 5 is radially due to its radial play in the lower part 6 Rotor 4 is slidable and adjustable to the predetermined air gap. After the adjustment and thus centering of the single-motor drive, the four fastening screws 11 in the lower part 6 are tightened. On the stator 5 centered in this way, the upper part 7 , which is produced without play for the laminated core of the stator 5 , is fitted with a precise fit. In the upper part 7 , the opening with an annular extension 13 is provided for the introduction of the upper spindle part 1 , which has an outer ring groove with a pressed-in contact ring 14 . The center of this opening of the upper part 7 centering on the stator 5 thus lies exactly in the axis of the rotor 4 on the upper spindle part 1 , to which the stator 5 was centered. This exact correspondence of the axis of the single-motor drive with the center of the annular extension 13 on the motor housing 6 , 7 results in this construction without additional effort. Even if there is a small gap between the annular shoulder 13 and the upper spindle part 1 , this does not touch the motor housing 6 , 7 . In the event of large deflections of the upper spindle part 1 , this is supported by means of a bell 15 on the contact ring 14 of the motor housing 6 , 7 . The bell 15 is attached as a cover over the annular extension 13 , which it normally encloses without contact, on the upper spindle part 1 . Since the gap between bell 15 and scraping ring 14 is equal to or smaller than the air gap between rotor 4 and stator 5 , this securing prevents the rotor 4 from grinding on the stator 5 .
Die Einstellbarkeit des Stators 5 im Unterteil 6 des maschinenfesten Motorgehäuses 6, 7 gleicht nicht nur Fertigungstoleranzen aus, sondern ermöglicht seine Zentrierung zum Rotor 4 auf dem Spindeloberteil 1, der mittels Spindellagerung und mittels Elastikelement 16 zum Stator 5 elastisch gelagert ist. Die elastische Lagerung der Spindel beginnt mit der im Lagergehäuse 2 befindlichen bekannten elastischen Spindellagerung, die der Selbsteinstellung der Spindel und der Unterdrückung von Schwingungen dient. Dazu ist deren Halslager 17 flexibel mit deren Fußlager 18 durch eine Zentrierrohrhülse 24 zu einem Element verbunden und dieses mittels Dämpfungsspirale 25 gedämpft. Zur Aufnahme nicht gedämpfter Halslagerkräfte vom Spindeloberteil 1 ist zusätzlich das Lagergehäuse 2 an dem Elastikelement 16, das mittels anvulkanisierter Hülse 19 in der Spindelbank 8 verschraubbar ist, aufgehängt. An das Elastikelement 16 ist axial eine obere Buchse 20 und die untere Hülse 19 anvulkanisiert. Das Elastikelement 16 mit der oberen Buchse 20 wird auf das Lagergehäuse 20 gepreßt, während seine in der Spindelbank 8 festschraubbare untere Hülse 19 das Lagergehäuse 2 mit Abstand umgibt. Auf einem Bund 21 an der unteren Hülse 19 ist das Unterteil 6 des Motorgehäuses 6, 7 festgeschraubt, wodurch der im Unterteil 6 befestigte Stator 5 schwingungsfest über die Hülse 19 auf der Spindelbank 8 arretiert ist. An den Stellen der Verbindung des Unterteils 6 mit der Hülse 19 hat das Unterteil 6 eine zu dem Bund 21 der Hülse 19 komplementäre topfartige Vertiefung, in die der Bund 21 der Hülse 19 teilweise eingreift. Das Motorgehäuse 6, 7 besteht aus Kunststoff.The adjustability of the stator 5 in the lower part 6 of the machine-fixed motor housing 6 , 7 not only compensates for manufacturing tolerances, but also enables it to be centered on the rotor 4 on the upper spindle part 1 , which is elastically mounted to the stator 5 by means of spindle bearings and by means of elastic element 16 . The elastic mounting of the spindle begins with the known elastic spindle bearing located in the bearing housing 2 , which serves the self-adjustment of the spindle and the suppression of vibrations. For this purpose, the neck bearing 17 is flexibly connected to the foot bearing 18 by a centering tube sleeve 24 to form an element and this is damped by means of a damping spiral 25 . To absorb undamped neck bearing forces from the upper spindle part 1 , the bearing housing 2 is additionally suspended from the elastic element 16 , which can be screwed into the spindle bench 8 by means of a vulcanized sleeve 19 . An upper bushing 20 and the lower sleeve 19 are axially vulcanized onto the elastic element 16 . The elastic element 16 with the upper bush 20 is pressed onto the bearing housing 20 , while its lower sleeve 19 which can be screwed into the spindle bank 8 surrounds the bearing housing 2 at a distance. The lower part 6 of the motor housing 6 , 7 is screwed tightly onto a collar 21 on the lower sleeve 19 , as a result of which the stator 5 fastened in the lower part 6 is locked in a vibration-proof manner via the sleeve 19 on the spindle bench 8 . At the points where the lower part 6 is connected to the sleeve 19 , the lower part 6 has a pot-like depression which is complementary to the collar 21 of the sleeve 19 and into which the collar 21 of the sleeve 19 partially engages. The motor housing 6 , 7 is made of plastic.
Der Vorteil der elastischen Befestigung der Spindel gemäß Erfindung besteht auch darin, daß Schwingungen und Halslagerkräfte aufgenommen werden, ohne daß durch den Stator 5 zusätzliche schwingende Massen die Dämpfung beeinträchtigen. Durch die Lehre gemäß Erfindung wird ein gleichmäßiger Luftspalt zwischen Rotor 4 und Stator 5 auch ohne ihre gemeinsame schwingungsmäßige Aufhängung an der Spindelbank 8 erreicht. Bewegungen des Spindeloberteiles 1 werden auf das Lagergehäuse 2, aber nicht auf den starr an der Spindelbank 8 befestigten Stator 5 übertragen.The advantage of the elastic fastening of the spindle according to the invention also consists in the fact that vibrations and neck bearing forces are absorbed without additional oscillating masses impairing the damping by the stator 5 . The teaching according to the invention achieves a uniform air gap between the rotor 4 and the stator 5 even without their common vibration-related suspension on the spindle bench 8 . Movements of the upper spindle part 1 are transmitted to the bearing housing 2 , but not to the stator 5 rigidly attached to the spindle bench 8 .
Der Montagevorgang der Spinnspindel erfolgt in nachstehender Reihenfolge (Anspruch 8). Auf das Lagergehäuse 2 wird das Elastikelement 16 mit der oberen Buchse 20 aufgepreßt, während seine anvulkanisierte untere Hülse 19 das Lagergehäuse 2 mit Abstand umgibt; dieses wird gemeinsam mit der Hülse 19 in die Spindelbank 8 oder in eine entsprechende Montagevorrichtung gehängt. Auf den Bund 21 an der unteren Hülse 19 wird das Unterteil 6 vom Motorgehäuse 6, 7 eingepaßt und festgeschraubt. Der Stator 5 wird spielbehaftet in das Unterteil 6 gesetzt und mit den Befestigungsschrauben 11 verschiebbar gehalten und zu dem Rotor 4 auf dem in das Lagergehäuse 2 eingesetzten Spindeloberteil 1 so ausgerichtet, daß der Luftspalt zwischen Rotor 4 und Stator 5 gleichmäßig wird. Danach wird der Stator 5 im Unterteil 6 festgeschraubt. Das aufgesetzte paßgenaue Oberteil 7 zentriert sich am Stator 5 und wird mit dem Unterteil 6 verschraubt. Es bleibt zwischen dem ringförmigen Ansatz 13 um die Öffnung im Oberteil 7 und dem darin eingesetzten Spindeloberteil 1 ein Ringspalt, den die auf das Oberteil 7 aufgesetzte Glocke 15 berührungsfrei abdeckt. Die fertig montierte Motorspindel wird aus der Montagevorrichtung genommen und mit der Hülse 19 in die Spindelbank 8 gesetzt. Eine Mutter 22 wird auf das Gewinde 23 der durch die Spindelbank 8 reichenden Hülse 19 geschraubt und damit die Motorspindel in der Spinn- oder Zwirnmaschine montiert.The spinning spindle is assembled in the following order (claim 8). To the bearing housing 2, the elastic member is pressed with the upper bushing 20 16, while its lower vulcanized sleeve 19 surrounds the bearing housing 2 at a distance; this is hung together with the sleeve 19 in the spindle bank 8 or in a corresponding mounting device. The lower part 6 of the motor housing 6 , 7 is fitted onto the collar 21 on the lower sleeve 19 and screwed tight. The stator 5 is set in the lower part 6 with play and held displaceably with the fastening screws 11 and aligned with the rotor 4 on the upper spindle part 1 inserted into the bearing housing 2 such that the air gap between the rotor 4 and the stator 5 becomes uniform. Then the stator 5 is screwed into the lower part 6 . The fitted top part 7 is centered on the stator 5 and is screwed to the bottom part 6 . There remains an annular gap between the annular extension 13 around the opening in the upper part 7 and the upper spindle part 1 inserted therein, which the bell 15 placed on the upper part 7 covers without contact. The fully assembled motor spindle is removed from the assembly device and placed in the spindle bank 8 with the sleeve 19 . A nut 22 is screwed onto the thread 23 of the sleeve 19 extending through the spindle bank 8 and the motor spindle is thus mounted in the spinning or twisting machine.
Claims (8)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19914103518 DE4103518A1 (en) | 1990-03-28 | 1991-02-06 | Spindle motor drive - is in two-part housing for centering of stator and rotor on assembly and take up mfg. tolerances |
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DE4009881 | 1990-03-28 | ||
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DE4103518A1 true DE4103518A1 (en) | 1991-10-02 |
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ID=25891612
Family Applications (1)
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DE19914103518 Withdrawn DE4103518A1 (en) | 1990-03-28 | 1991-02-06 | Spindle motor drive - is in two-part housing for centering of stator and rotor on assembly and take up mfg. tolerances |
Country Status (1)
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- 1991-02-06 DE DE19914103518 patent/DE4103518A1/en not_active Withdrawn
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