Antrieb und Lager für einen schaftlosen OE-Spinnrotor

Eine derartige Vorrichtung ist aus der EP-Bl 190440 bekannt. Das kombinierte Magnet-Gaslager mit planparallelen Lagerflächen zeichnet sich durch extrem niedrige Reibungsverluste und durch eine radialkräftefreie Rotation des darauf gelagerten Spinnrotors um die Schwerachse im überkritischen Drehzahlbereich aus. Eine solche Vorrichtung eignet sich besonders für den Antrieb sehr schnei] rotierender Spinnrotoren. Die bekannte Vorrichtung hat. jedoch noch hohe elektromagnetische Antriebsverluste und unzulässig starke

Schwingungen in kritischen Betriebszuständen, wodurch der Spinnrotor anstreifen könnte. Außerdem ist der Aufbau der Vorrichtung kostenaufwendig.

Aufgabe der Erfindung ist daher, diese Nachteile zu beseitigen und die Vorrichtung mit dem Magnet-Gaslager so zu verbessern, daß kritische Betriebszustände problemlos durchfahren werden können und der Betriebsdrehzahlbereich oberhalb der kritischen Drehzahl liegt.

Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.

Der nutlose, hohlzylindrische Kern des Stators kann einfach hergestellt und bewickelt, werden. Durch die mehrphasige, zum Spalt zwischen Statorstirnseite und der Lagerfläche des Spinnrotors mit flachem Querschnitt ausgeführte Wicklung entsteht verlustarm ein sehr homogenes, starkes Antriebsfeld. Die Ausb ldung der Lagerfläche direkt in den Stirnflächen der Wicklung und eines Gasverteilers wirkt sich reduzierend auf den magneti chen Spalt und damit auf

die magnet schen Verluste, die zwischen dem Kern und seinem als Läufer dienenden Spinnrotor entstehen, aus. Eine hohe Führungssteifigkeit des Spinnrotors wird durch die Gestaltung der Halte- und Zentriermagnete erreicht. Dadurch werden die Spinnrotorschwingungen auf ^' den vorteilhaft elastisch aufgehängten Stator übertragen und können über ihn gedämpft werden.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles.

Es zeigen:

Fig. 1 Schnitt durch die Vorrichtung;

F . 2 Lagerfläche der Vorrichtung;

Fig. >' Ausschnitt aus dem Zentrum der Lagerfläche.

Die Vorrichtung zum Antrieb und Lagern eines OE-Spinnrotors 1 besteht im wesentlichen aus folgenden Baugruppen: Dem Stator 2 mit dem integrierten kombinierten Magnet-Gaslager 3 und dem Gehäuse 4, das den Stator 2 trägt, und auf nicht dargestellte Weise die Verbindung zur Spinnmaschine herstellt.

Der hohlzylindrische, nutlose Kern 5 des Stators 2 ist an seinem Außenzylinder von einem Kühlring 6 dicht umschlossen; beide sind zusammen bewickelt. In das Innere des bewickelten Kerns 5 ist ein Gasverteilungszylinder 7 so eingesetzt und vorzugsweise verklebt, daß seine Stirnfläche 8 in der Ebene der Wicklungsεtirnflache 9 liegt. Die Fügespalte und die Spalte zwischen den einzelnen Wändungen sind vorzugsweise mit einer wärmeleitenden Vergußmasse zυ einer planen Lagerfläche 10 hoher Oberf ächengüte ausgegossen. Die in die

Lagerfläche 10 mündenden Düsenbohrungen 11 sind dich! am Rand der

Stirnfläche 8 vom Gasverteilungszylinder- 7 symmetrisch angeordnet. Im Zentrum der Stirnfläche 8 sind Scheiben- und ringförmige Permanentmagnete als Hall - und Zentriermagne e 12; 13 konzentrisch zueinander und zur Statorachse mit. wechselnder Polari ät und mit radialer Distanz eingesetzt und auf der der Lagerflache 10 abgewandten Seite mittels Jochscheibe 14 verbunden. Diese Magnete 12; 13 wirken auf deckungsgleiche, jedoch umgekehrt gepolt Magnet^ im Spinnrotor 1.

Dadurch wird der Spinnrotor 1 mi1 hoher Steifigkeit auf seine magnetische Führungsachse zentriert und im Gleichgewicht mit der entgegengerichteten Kraft des Druckgases gehalten. So kann der druckabhängige sehr schmale Lagerspalt 18 des Magnet-Gaslagers eingestellt werden. Durch die planparallelen Lagerflächen 10 auf der Vorrichtung und auf dem Spinnrotor 1 kann der Spinnrotor 1 im Betriebsdrehzahlbereich radialfuhrungskraftefrei um seine Schwerachse rotieren und während des Betriebes in den Spinnrotor 1 eingebrachte Unwuchten vollständig ausgleichen. Gummielemente 17 oder Federstäbe, die den gesamten Stator 2 und den darauf mittels der Magnete 12, 1 führungssteif gelagerten Spinnrotor 1 elastisch im Gehäuse 4 aufhängen, dämpfen auch Spinnrotorschwingungen, beispielsweise bei eigenkritischen Drehzahlen. Die über die magnetische Führung übertragenen Schwingungen werden so weit durch Material- oder Friktionsdämpfung reduziert, daß der kritische Drehzahlbereich problemlos durchfahren werden kann.

D Luftreibungswärme wird aus dem Lagerspalt 18 über den Kern 5 und über die Wicklung 1!-) Bum Kühlring ⁽ ■ abgeleitet, der m ^α Ringnut aufweist , durch die über eine W cklungsteilerrippe 20 zu- und abgeführte Kühlflüssiekei geleitet wird.

Durch die Wicklungsteilerrippen 20 entstehen zwischen den Wicklungsabschnitten auf der Stirnseite des Kerns 5 keilförmige Spalte 21, in die magnetische Sensoren 22 eingesetzt und mit der Lagerfläche 10 vergossen sind. Die Sensoren 22 werden von den Antriebsmagneten 23 des Spinnrotors überdeckt, können so deren Stellung erfassen und dienen der Ansteuerung der mehrphasigen Wicklung.

Durch die Verwendung von amorphem ferromagnet chem Material für den Ringbandkern werden die elektromagnetisehen Verlus e minimierl . J)e. ^~~ magnetische Spalt zwischen Kern 5 und Spinnrotor 1 kann durch ein Flachprägen der Wicklung 19 in der Statorstirnflache reduziert und damit der magnetische Widerstand gesenkt werden.

Statt des beschriebenen kollektorlosen Gleichstrommotors als Axialfeldmotor kann auch ein Reluktanzmotor oder Asynchronmotor benutzt, werden.