JPH07507104A - シャフトレスオープンエンド紡績ロータのための駆動装置と軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 シャフトレスオーブンエンド紡績 ロータのための駆動装置と軸受 本発明は請求項１の上位概念に記載のシャフトレスオーブンエンド紡績ロータの ための駆動装置及び軸受を備えたオーブンエンド紡績機械のための装置に関する 。シャフトレスオーブンエンド紡績ロータのための駆動装置及び軸受を備えたこ の種の装置はＷＯ第９２１０１０９６号特許明細書により公知である。その場合 、面平行な軸受面を備えた組み合わせマグネット気体軸受は、この軸受に支承さ れて鉛直軸線を中心に超過限界回転数範囲内で回転する紡績ロータの極端に小さ な摩擦損失と、半径方向力のない回転において優れている。この種の装置は極め て高速で回転する紡績ロータの駆動のために特に適している。この装置の構造は コスト的になお不経済である。さらに欠点とするところは、装置の部品点数が多 いために多数の継なぎ誤差が累積し、これにより紡績機械内の引き出しノズルの 軸線に対する紡績ロータ軸線の正確な位置が損なわれることにある。誤差の要求 、製作費及び組み立て費がこの公知装置を高価なものにしている。紡績ロータの 極端な偏位の際の紡績ロータの損傷はこの装置では阻止されない。

本発明の課題は、これらの欠点を排除し、運転確実性及び経済性を改善すること にある。さらに、軸方向のスペース要求が軽減されなければならない。さらに装 置は種々の大きさの紡績ロータの駆動のために適していなければならない。

この課題は請求項１に特徴として記載された装置により解決される。

例えばプラスチックから射出成形された一体型のステータケーシング内に巻線を 備えたステータコアが固定的に座着する。このステータケーシング内にはさらに 、気体軸受のためのケーシングと、気体分配機構と、ステータ及び軸受の冷却の ための領域と、ステータ響架手段のばね及び緩衝部材のための保持体が形成され ている。この一体型のステータケーシングは、複数の部品を継なぐ際に生じる位 置偏位が排除されるという利点を有している。これにより、組み立て時に継なぎ 誤差及び磁気的な誤差による不正確が生じないために磁気的な案内軸線と紡績ロ ータの鉛直軸線とが合致する。

ステータケーシング内にはマグネット軸受のヨーク板と、給電導線のための接続 部とが組み込まれる。ステータケ−ソング内の圧力のための室はその開放側で気 体軸受カバーによりシールされている。複数の部分及び複数の機能を１つの共通 のステータケーシングへ統合したことにより、位置正確な継なぎ、接着及び硬化 の複数の作業工程を省（ことができるため、装置の製作費が低下する。一体に成 形された部分を脩えた一体型の本発明装置による改善は信頼性の高い装置をもた らす。挿入された紡績ロータを環状隙間をおいて取り囲む案内リングは紡績ロー タの可能な偏位を制限し、従って紡績ロータはステータケーシング内の保持兼セ ンタリングマグネットの磁界から逸脱せず、むしろ軸受中心へ再び戻される。

請求項２によれば、ステータケーシング内に埋め込まれたヨーク板は気体軸受カ バーのためのねじ付きビンを備えており、この気体軸受カバーはねじ孔を備えた 気体接続管片を有している。

請求項３によれば、ステータケ−ソングの気体室内の補強リブにより軸受の形状 安定性が改善される。

請求項４による構成によれば、装置ケーシングがケーシング下部分とケーシング 下部分とから成り、その場合、ステータのためのばね兼緩衝手段がケーシング下 部分と一体に成形されている。

請求項５によれば、ステータケーシングは保持体を介して棒ばねに載着されてお り、この棒ばねはケーシング下部分の保持体内で板ばねの自由端に固定されてい る。請求項６によってケーシング下部分とケーシング下部分とを弾性的に結合す ることによりステータの懸架が緩衝的に行われる一体型の構成では、組み立てが さらに簡単となる。ステータのこの構成はコンパクトな構造と弾性的な懸架とを 組み合わせたものとなる請求項７によれば、挿入された紡績ロータと案内リング との間の環状隙間の幅は、紡績ロータが例えば自由回転における限界回転数での 回転時に紡績機械に接触するのを確実に阻止するように選ばれている。

請求項８によれば、案内薄板として形成されたセンサ基板上に、モータを制御す るためのホールセンサ並びに軸受温度をコントロールするための温度センサが配 置されて接触させられる。この両種のセンサは自由な巻線隙間内に配置されてお り、その場合、有利には温度センサとホールセンサとがそれぞれ別の巻線隙間内 に配置される。センサ基板及び巻線の接続導線はそれぞれステータケーシングの セグメント状の孔を通して接触箇所へ案内されている。

請求項９によれば、冷却液により貫流される冷却通路によるステータ及び気体軸 受からの特別効果的な熱排出が巻線の領域内で得られる。

請求項１０による特別簡単な構成では、巻線の領域内のステータケーシングの窓 状の開口が周囲空気への熱放出に役立つ。いずれの場合においても、軸受面の冷 却のために巻線の良好な熱伝導性が利用される。

請求項１１によれば、特に大きな紡績ロータのために、軸受面内での有利かつコ スト的に効果的な圧力分布を得るために、流出孔がステータコアの横断面領域内 に位！しており、気体分配が磁力線の均一性を損なうことなく、同軸的な部分コ アにより形成された環状隙間内で行われており、この環状隙間が、互いに結合さ れたリングにより両側で閉鎖されており、このリング内に流出孔が簡単に設けら れている。

請求項１２によれば、特別な運転条件のために、気体軸受がステータコアの内周 及び横断面の領域内に流出孔を備えた２回路機構として形成されており、その場 合、両方の回路は共通して又はそれぞれ別個に、互いに同じ又は互いに異なる気 体圧力で運転される。この実施態様は種々の組み合わせを可能にし、これにより 、運転条件又は運転確実性に関して種々の要求に対処することができる。一方の 回路内の故障時には他方の回路により運転確実性が保証される。

請求項１３によれば圧力センサが設けられており、この圧力センサは気体分配に おける１回路式気体機構及び２回路式機構で環状隙間又は気体供給導管内に配置 されている。これにより、軸受気体圧力の監視及び調整が可能である。

請求項１４による装置の軸受中心のセンタリングのための方法によれば、紡績ロ ータの回転軸線を向けるべき軸受中心の偏位を招く、保持兼センタリングマグネ ットの質量及び磁気の不均一を極めて簡単に補償することができる。装置の組み 込み位置ではこの回転軸線が、挿入されて超過限界的に回転する紡績ロータによ って検出され、装置ケーシングのはめあい部材に対する中央の位置へ位置決めさ れて固定される。このことは効果的には、紡績ロータの回転軸線を検出して、こ れを紡績機械のためのはめあい部材に対する中央位置へもたらす調整装置によっ て行われれる。

請求項１５によれば、位置決めがケーシング上部分に対する、紡績機械内へ挿入 されるケーシング下部分の移動により行われる。

請求項１６及び１７によれば、請求項１４に基づく方法によりステータがセンタ リングされるべきはめあい部材の種々の実施態様が得られる。

装置の多い部品点数を減少させることにより、装置の設置スペースも軽減される 。

本発明の若干の実施例が図面に示されて次に詳しく説明される。

第１図は１回路式気体機構を備えた装置の縦断面図である。

第２図は装置ケーシングを欠截しステータケーシングを２箇所破断してステータ を示す平面図である。

第３図は一体型の共通のケーシングを備えた実施例としてステータケーシングと ケーシング下部分とを縦断面して示す図である。

第４図は２回路式気体機構を備えたステータの縦断面図である。

第５図は第４図に示す実施例の両方のリングの縦断面図である。

第６図は第４図に示す実施例の上方のリングの平面図である。

第１−図は載着された紡績ロータ１を備えた装置の縦断面図を示し、この装置は 回転軸線と引き出しノズル軸線とが合致するように、図示しない紡績機械内に位 置決めされる。多相の巻線３を備えたステータコア２が一体型のステータケーシ ング４内で固定的にかつ気密に注入物質５内に埋め込まれている。

ステータケーシング４内には次の部材が一体に統合され若しくは一体に形成され ている。

気体分配部６を備えた気体軸受ケーシング、ステータ及び軸受面８の冷却のため の冷却通路７、ばね兼緩衝手段１０．１１のための保持体９、センサ基板１３の ための支持体１２゜保持兼センタリングマグネット１５のためのヨーク板１４と 給電導線のための接続部１７とがステータケーシング４内に統合されている。

ステータのロータに面した側では、巻線隙間を充たしている注入物質５が、ステ ータケーシング４の壁及び保持兼センタリングマグネット１５とあいまって、面 平行な軸受面８を形成している。この軸受面８内には、気体室１８から到来し気 体室の壁に密着して位置する流出孔１９が開口している。

ステータケーシング４内の気体室１８の開放側は気体軸受カバー２０により、射 出形成されねじ孔を備えた接続管片２１を介して密閉されている。気体軸受カバ ー２０は、ステータケーシング４内に射出形成により固定されたヨーク板１４の ねじ付きピン２２と螺合している。ステータケーシング４の気体室１８は内側の リブ２３により補強されている。ステータケーシング４の支持体１２上にはセン サ基板１３が位置しており、このセンサ基板はフレキシブルな案内薄板として形 成されていて軸受面８内で注入物質５により固定されている。巻線接続導線２４ はステータケーシング４に設けたセグメント状の開口を通して導出されていて、 センサ基板１３と一緒に接触箇所２５に接続されている。

ステータの弾性的な懸架はばね兼緩衝手段によって行われており、このばね兼緩 衝手段は装置ケーシング２７のケーシング下部分２６に成形された板ばね１゜と 、その自由端に成形された棒ばね１１として形成されている。棒ばね１１はステ ータケーシング４の保持体９内へ挿入係合している。

紡績機械内へ装置を組み込むためのはめあい部材２８としては、装置ケーシング ２７のセンタリング頚部が役立っている。このセンタリング頚部に対して、保持 兼センタリングマグネット１５により規定された軸受中心が位置決めされる。こ の位置決めは、装置の組み込み位置で超過限界的に回転する紡績ロータ１を介し て軸受中心を検出し、ケーシング上部分２９に対してケーシング下部分２６を半 径方向に移動させることにより軸受中心を中央の位置にもたらして、その位置で 装置ケーシング２７の結合ねじ３０によりケーシング下部分を固定することによ り行われる。

本装置は次ぎのように作動する。気体圧力と保持兼センタリングマグネット１５ の磁力との間に均衡が生じると、紡績ロータ１が無接触式にかつ超過限界的にそ の鉛直軸線を中心として回転することができる。紡績ロータ１を問題なく限界回 転数で回転させることができるように、回転時に発生してステータ上での固い磁 気的な案内を介して伝達される振動が、装置ケーシング２７内での紡績ロータ１ の弾性的な懸架により緩衝される。紡績ロータ１は環状隙間３１をおいて装置ケ ーシング２７の案内リング３２によって囲まれており、この案内リング３２が限 界回転数でのロータ偏位を制限する。

第２図はステータケーシング４を２箇所で破断して見たステータの平面図である 。一方の破断箇所には、ステータケーシング４内に統合して組み込まれた、冷却 通路７への供給のための接続部が図示されている。

他方の破断箇所には、注入物質５の下側に存在する巻線３と、巻線隙間３４内に センサ３３を備えたセンサ基板１３とが図示されている。中央には組み合わせ式 マグネット気体軸受３５がリングとして図示されている。環状の保持兼センタリ ングマグネット１５の周りにはステータケーシング４に設けた気体流出孔１９が 円状に図示されている。ステータケーシング４に設けたセグメント状の開口を通 してセンサ基板１３から接触部所２５へ導線が通じている。

第３図は一体型のステータ・装置ケーシングを備えた実施例を縦断面して示す。

ステータケーシング４及びケーシング下部分２６は共通の１部分から成っており 、その場合、両方の結合部３６はばね兼緩衝手段として形成されている。この一 体型のケーシングの位置決めは上述の実施例と同じ手段により行われる。

第、４図は２回路機構としての気体軸受３５を備えたステータの実施例を示す。

この気体軸受では、一方の回路の流出孔１９がコア２の内周領域内に位置してお り、第２の回路の流出孔３７がコア２の横断面領域内に位置している。両方の回 路には運転条件に応じて個々に又は共通して、互いに同じ又は異なる気体圧力が 供給される。コア２は２つの同軸的な部分コア３８゜３９から成り、これら２つ の部分コア３８．３９は気体分配のための環状隙間４０を形成しており、この環 状隙間は両端でリング４１．４２により密閉されている。これらのリングが第５ 図及び第６図に詳細に示されている。

第５図は両方のリング４１．４２を縦断面して示す。上方のリング４１がウェブ ４３を介して下方のリング４２に結合されており、このウェブの厚さは環状隙間 ４０の幅より小さい。上方のリング４１は軸方向の突起４５を流出孔３７のため に備えている。突起４５は組み立て後ステータの巻線隙間３４内に位置し、埋め 込まれた巻線３の長さを有している。下方のリング４２は接続管片４４に接続可 能な気体流入口４６を備えている。

第６図は上方のリング４１の平面図を示す。３つの破断箇所にはウェブ４３が図 示されている。この上方リング４１上には、ステータの組み込み後に軸受面８内 で終わる軸方向の突起４５と流出孔３７とが図示されている。

比較的大きな直径の紡績ロータのために、第４図に示す実施例は、それから内側 の気体軸受回路を省くことにより簡単化される。これにより、内側の流出孔１９ と接続管片４４を備えた気体軸受カバー２０が不要となる。流出孔３７がステー タの横断面領域内に位置しているので、大きなロータ直径に合った気体圧力分配 が得られる。

フロント・ページの続き （７２）発明者　パヴエレッツ、　アンドンドイツ連邦共和国　Ｄ　−７０１２ フエルバツハーエツフインゲン　ヴエルツハイマーシュトラーセ　１５べ一

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．シャフトレス紡績ロータのための駆動装置及び軸受を備えたオープンエンド 紡績機械のための装置であって、紡績ロータがアキシャルフィールドモータの回 転子として形成されており、この装置が、−スロット無しの中空円筒形のコアと 多相の巻線とを備えたステータと、 −紡績ロータの位置の検出のために巻線の隙間内に配置されたセンサと、 −軸方向の面平行な軸受面内の気体流出孔、軸対称的な気体分配部及び軸受面の 中央に配置された保持兼センタリングマグネットを備えた組み合わせマグネット 気体軸受と、 −ステータ及びマグネット気体軸受を冷却する手段と、 −装置ケーシングにステータを弾性的に懸架する手段とを備えている形式のもの において、−ステータ及び気体軸受のケーシングが−体型の１つのステータケー シングとして統合されており、このステータケーシング内に冷却のための手段（ ７）、気体分配部（６）、ステータケーシング（４）を懸架するはね兼緩衝部材 （１０；１１）のための保持体（９）、センサ基板（１３）の支持体（１２）が 成形されており、かつ、マグネット軸受（３５）のヨーク板と給電導線（１７） のための接続部（１６）とが統合されており、かつ、気体室（１８）が開いた側 で気体軸受力パ−（２０）により密封されており、かつ、 −装置ケーシング（２７）が、紡績機械へ合わせられたはめあい部材（２８）を 備えており、かつ、紡績ロータ（１）が環状隙間（３１）をおいて案内リング（ ３２）により囲われており、この案内リングが軸受中心からの紡績ロータの偏位 を制限している ことを特徴とするシャフトレス紡績ロータの駆動装置及び軸受を備えた紡績機械 のための装置。 ２．ステータケーシング（４）内に有利にはねじ付きピン（２２）を備えたヨー ク板（１４）が設けられており、気体軸受カバー（２０）内にはねじ孔を備えた 気体接続管片（２１）が射出成形により設けられており、かつ、ステータケーシ ング（４）と気体軸受カバー（２０）とが密に互いに螺合していることを特徴と する請求項１記載の装置。 ３．ステータケーシング（４）の気体室（１８）が内側のリブ（２３）により補 強されていることを特徴とする請求項１又は２記載の装置。 ４．装置ケーシング（２７）がケーシング上部分（２９）と、ケーシング下部分 （２６）と、これら両方のケーシング部分を結合せさるばね兼緩衡部材（１０， １１）とから成り、このばね兼緩衝部材（１０１１）がケーシング下部分（２６ ）に一体成形されていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項記 載の装置。 ５．ばね兼緩衝部材（１０．１１）がケーシング下部分（２６）に設けた板はね （１０）と、ステータケーシング（４）に設けた保持体（９）と板ばね（１０） との間に位置する棒はね（１１）とから形成されていることを特徴とする請求項 ４記載の装置。 ６．ステータケーシング（４）及びケーシング下部分（２６）が一体に形成され ており、この両者の結合部（３６）がばね兼緩衝部材として形成されていること を特徴とする請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。 ７．案内リング（３２）と挿入された紡績ロータ（１）との間の環状隙間（３１ ）が紡績ロータと紡績機械との間隔に比して狭いことを特徴とする請求項１から ６までのいずれか１項記載の装置。 ８．センサ基板（１３）がフレキシブルな案内薄板として形成されており、この 案内薄板上には、モータ制御のためのホールセンサ（３３）及び温度センサがマ グネット気体軸受（３５）の近くに位置していて接触しており、かつ、ステータ ケーシング（４）がセグメント状の開口を備えており、この開口を通して巻線の 接続導線が接触箇所（２５）まで導出されていることを特徴とする請求項１から ７までのいずれか１項記載の装置。 ９．ステータ及び気体軸受の冷却のための手段として、冷却液によって貫流され る冷却通路（７）が巻線（３）の領域内に形成されていることを特徴とする請求 項１から８までのいずれか１項記載の装置。 １０．ステータケーシング（４）が巻線（３）の領域内に開口を備えており、こ の開口を通して周囲空気への所期の熱排出が行われることを特徴とする請求項１ から９までのいずれか１項記載の装置。 １１．流出孔（３７）がステータのコア（２）の横断面領域内に位置しており、 コア（２）が２つの同軸的な部分コア（３８．３９）から成っており、両方の部 分コアが気体分配のための環状隙間（４０）を形成しており、この環状隙間（４ ０）が両端でリング（４１．４２）によって閉鎖されており、これらのリングが 、環状隙間（４０）の幅に比して小さな厚さを有するウエブ（４３）により互い に結合されており、かつ、上方のリング（４１）が、流出孔（３７）のための突 起（４５）を備えており、この突起が巻線隙間内に位置しかつ埋め込まれた巻線 の高さを有しており、かつ、上方のリング（４１）が流出孔（３７）の領域内に 孔の長さを短縮するための切欠を備えており、かつ、下方のリング（４２）が接 続管片（４４）に連通した気体流入孔（４６）を有していることを特徴とする請 求項１から１０までのいずれか１項記載の装置。 １２．気体軸受（３５）が２回路機構として形成されており、一方の回路の流出 孔（１９）がコア（２）の内属の領域内に位置しており、他方の回路の流出孔（ ３７）がコア（２）の横断面の領域内に位置しており、かつ、両方の回路には運 転条件に依存して個々に又は共通して、互いに同じ又は異なる気体圧力が供給さ れることを特徴とする請求項１から１１までのいずれか１項記載の装置。 １３．１回路機構及び２回路機構で気体軸受（３５）のための気体圧力の監視の ために気体供給導管又は気体分配部（６）及び環状隙間（４０）内に圧力センサ が配置されていることを特徴とする請求項１から１２までのいずれか１項記載の 装置。 １４．ステータの保持兼センタリングマグネット（１５）により規定された軸受 中心を、装置の組み込み位置で載着され超過限界的に回転する紡績ロータ（１） を介して検出して、装置ケーシング（２７）のはめあい部材（２８）に対する中 央の位置で固定することを特徴とする請求項１から１３までのいずれか１項記載 の装置の軸受中心を紡績機械内の装置の座着部上で位置決めする方法。 １５．装置ケーシング（２７）がケーシング上部分（２９）とケーシング下部分 （２６）とから成り、これら両方のケーシング部分が軸受中心のセンタリングの ために互いに移動可能かつ固定可能であり、ケーシング下部分（２６）がステー タとの結合部材を備えており、ケーシング上部分（２９）が紡績機械に対するは めあい部材（２８）を備えていることを特徴とする請求項１４記載の方法を実施 する装置。 １６．紡績機械に合わせるための、装置ケーシング（２７）のはめあい部材（２ ８）が選択的に、ケーシング上部分（２９）に設けたセンタリング頚部として、 又はピン孔又はピボットとして形成されていることを特徴とする請求項１５記載 の装置。 １７．装置ケーシングを遊びなく継ぎ合わせる場合に、そのケーシング上部分（ ２９）に、軸受中心に対して位置決めされた、切削加工されたはめあい面が配置 されていることを特徴とする請求項１５記載の装置。