Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zwirnstelle entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

GB 816 096, das den Oberbegriff des Anspruchs 1 bildet, offenbart eine Zwirnstelle mit einer Hülse, die eine Spindel aufnimmt, die durch zwei Lager drehbar gelagert ist, die sich unterhalb eines Antriebsmotors befinden, was zu einer Hülse und einer Spindel führt, die relativ lang sind.

Das der Erfindung zugrunde liegende Problem besteht darin, es zu ermöglichen, das Drehmoment des Motors zu erhöhen, ohne die Belastung der Lager zu erhöhen.

Dieses Problem wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch spezielle Änderungen des Durchmessers der Hülse und durch die Anordnung der Lager trägt ein vergrößerter Bereich zwischen dem Rotor und dem Stator dazu bei, ein größeres Drehmoment zu erzeugen. Durch Reduzieren des Außendurchmessers der Lagerhalteabschnitte kann die Schnelldrehhaltbarkeit verbessert werden. Außerdem kann durch Anordnen der Lager oberhalb und unterhalb des Motors die Länge der Hülse und der Spindel verringert werden.

1 ist ein Vertikalschnitt, der eine Zwirnstelle gemäß der Erfindung zeigt.

2 ist ein Vertikalschnitt, der einen Teil der Zwirnstelle in 1 zeigt, in die eine Spindel eingesetzt ist.

3 ist ein Vertikalschnitt, der einen Teil der Zwirnstelle in 1 zeigt, in die die Spindel eingesetzt wird.

4 ist ein Vertikalschnitt, der einen Antriebsmotorabschnitt der Zwirnstelle zeigt.

5 ist ein Vertikalschnitt, der den Fall zeigt, bei dem ein Bolzen in eine Kappe für ein unteres Halteelement eines Motorgehäuses eingesetzt und eingeschraubt wurde.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend anhand der 1 bis 3 beschrieben. Bei dieser Ausführungsform wird eine Zwirnstelle in einer Doppelzwirnmaschine als ein Beispiel einer Zwirnstelle mit einem Motor, der koaxial zu einer Spindel zum Antrieb dieser Spindel angeordnet ist, beschrieben, wobei die Spindel gedreht wird, um einen Faden Y zu zwirnen. Die Doppelzwirnmaschine besteht aus mehreren Spindeln, die parallel angeordnet sind, und ist insbesondere vom Typ mit einem Einzelspindelantrieb mit einem einzelnen Antriebsmotor für jede Spindel in einer Zwirnstelle.

1 ist ein Vertikalschnitt einer Zwirnstelle für eine einzelne Spindel in der Doppelzwirnmaschine. Obwohl nicht gezeigt, hat jede Spindel zwischen der Zwirnstelle und einer Spulvorrichtung, die sich in einer stromabwärtigen Position befindet, einer Zuführrolle zum Zuführen eines gezwirnten Fadens in Fadenlaufrichtung, eine Traversiervorrichtung zum Traversieren des Fadens in der axialen Richtung einer Auflaufspule, und Fadenführungs-Änderungsführung, die sich in einer geeigneten Position befindet.

Jede Zwirnstelle hat eine einzelne Spindel 1 und einen Spulenaufnahmetisch 2, auf den eine Lieferspule P geladen wird und der am oberen Ende der Spindel 1 durch Lager 3, 4 drehbar angeordnet ist. Ein Magnet 5 zum stationären Halten der Lieferspule P während des Zwirnens ist in einem Außenumfangsabschnitt des Spulenaufnahmetischs 2 angeordnet, so dass die Lieferspule P durch die magnetische Anziehung, die zwischen diesem Magneten und einem Magneten (nicht gezeigt), der gegenüber dem Magneten 5 stationär angeordnet ist, bewirkt wird, stationär gehalten wird.

Eine Drehscheibe 6 ist am oberen Ende der Spindel 1 unmittelbar unter dem Spulenaufnahmetisch 2 angeordnet. Die Scheibe 6 besteht aus einem kreisförmigen Becherabschnitt 7, der einen Durchmesser hat, der größer als ein Lieferdurchmesser ist, und einem zylindrischen Spulabschnitt 8, der unter dem Becherabschnitt 7 befestigt ist. Ein Fadenkanal 9 ist im Spulabschnitt 8 in radialer Richtung ausgebildet. Die Änderung der Abgabespannung wird durch automatische Änderung der auf den Spulabschnitt 8 gewickelten Fadenmenge absorbiert.

Die Spindel 1 erstreckt sich von der Scheibe 6 nach unten, und ein Antriebsmotor M zum Antrieb der Spindel 1 ist koaxial an der Spindel befestigt. Wenn die Spindel 1 eingesetzt ist, befindet sich der Motor M direkt auf der Spindel 1, und es sind keine Kupplungen zur Übertragung des Drehmoments verwendet.

Der Motor M sitzt auf einer stationären Auflage 10. Der Motor M hat eine zylindrische Hülse 11, die die Spindel 1 umgibt, und erstreckt sich eine bestimmte Länge in axialer Richtung, einen Rotor (einen Permanentmagneten), der an einem Teil der Außenumfangsfläche der Hülse 11 befestigt ist, einen Motorhalteabschnitt 13 gegenüber der Außenseite des Rotors 12, ein unteres Lagerhalteelement 15, das in den Boden des Motorhalteabschnitts 13 eingesetzt ist, ein oberes Lagerhalteelement 16, das in das obere Ende des Motorhalteabschnitts 13eingesetzt ist, ein unteres Kugellager 17, das zwischen der Hülse und dem unteren Lagerhalteelement 15 angeordnet ist, um die Hülse 11 unter dem Rotor 12 drehbar zu lagern, eine untere Kappe 19, die sich durch die Auflage 10 in vertikaler Richtung erstreckt und eine Bodenfläche hat, die am unteren Lager 17 angreift, eine Kappe 20, die auf das obere Lagerhalteelement 16 aufgesetzt ist und eine obere Fläche hat, die an einem oberen Lager 18 angreift, und ein Detektorelement (einen Permanentmagneten) 21, das an der Außenumfangsfläche der Hülse zwischen dem Rotor 12 und dem unteren Lager 17 befestigt ist.

Ein Motorgehäuse besteht aus der oberen Kappe 20, dem unteren Lagerhalteelement 16, dem Motorhalteabschnitt 13, dem unteren Lagerhalteelement 15 und der unteren Kappe 19, die in dieser Reihenfolge von oben aus angeordnet sind. Das Motorgehäuse, die Hülse 11 und das obere und untere Lager 18, 17 bilden eine Halteeinrichtung zum Halten des Rotors 12 gegenüber dem Stator 14 unabhängig vom Einsetzen oder Abnehmen der Spindel 1, d. h., nachdem die Spindel 1 aus der Hülse 11 des Motors M entfernt wurde.

Die Hülse 11 hat einen Abschnitt 11a mit großem Durchmesser, der sich in axialer Richtung in deren Mitte befindet, und einen Abschnitt 11b mit kleinem Durchmesser, der sich am jeweiligen axialen oberen und unteren Ende davon befindet und einen Außendurchmesser hat, der kleiner als der Abschnitt 11a mit großem Durchmesser ist. Der Rotor 12 ist an der Außenumfangsfläche 11a der Hülse 11 befestigt, und das obere und das untere Lager 18, 17 sind zwischen der Außenumfangsfläche der Abschnitte 11b mit kleinem Durchmesser und dem Motorgehäuse (dem oberen und dem unteren Lagerhalteelement 16, 15) angeordnet. Der Abschnitt 11a mit großem Durchmesser der Hülse 11 hat einen Arretierabschnitt, mit dem das obere Ende des Rotors 12 in Eingriff kommt, wenn der Rotor 12 eingesetzt ist.

Außerdem ist ein Arretierungsabschnitt, der am unteren Ende des oberen Lagers 18 angreift, am oberen Ende der Hülse 11 ausgebildet, und ein Arretierungsabschnitt, der am oberen Ende des unteren Lagers 17 angreift, ist am unteren Ende der Hülse 11 ausgebildet. Beide Arretierungsabschnitte legen fest, dass der Abstand zwischen dem oberen und dem unteren Lagerabschnitt 18, 17 größer als die axiale Länge des Rotors ist.

Weiterhin ist eine konische Öffnung 11c, deren Durchmesser von oben nach unten allmählich abnimmt, in der Hülse 11 ausgebildet. Ein konischer Abschnitt 1a mit einer Neigung gleich der der konischen Öffnung 11c der Hülse ist an der Spindel 1 derart ausgebildet, dass ihr Durchmesser zur einen axialen Seite allmählich abnimmt. Wenn die Spindel 1 eingesetzt ist, sind die konische Öffnung 11c und der sich verjüngende Abschnitt 1a durch Kegelsitz verbunden, um ein Drehmoment zu übertragen. Die Neigung der sich verjüngenden Oberfläche zwischen der konischen Öffnung 11c und dem konischen Abschnitt 1a ist derart gewählt, dass ein Drehmoment zuverlässig übertragen werden kann, und dass die Spindel 1 leicht eingesetzt und entfernt werden kann.

Die axiale Länge der konischen Öffnung 11c ist größer als die des Rotors 12, so dass sich das obere Ende der konischen Öffnung 11c über dem befestigten Abschnitt des Rotors 12 befindet, während das untere Ende der konischen Öffnung 11c unterhalb des befestigten Abschnitts des Rotors 12 liegt. Der Rotor 12 ist direkt einem Antriebsdrehmoment ausgesetzt, das durch die magnetische Wirkung des Stators 14 ausgeübt wird. Eine axiale Durchgangsöffnung ist in der Hülse 11 gebildet, die wenigstens die konische Öffnung 11c umfasst, die von oberhalb des Rotors 12 bis unter den Rotor 12 führt. Diese Anordnung ermöglicht es, ein Drehmoment, das im Rotor 12 erzeugt wird, über die Kegelsitzfläche zuverlässig auf die Spindel 1 zu übertragen.

Mittels der obigen Anordnung zum Drehantrieb des Antriebsmotors M kann die Spindel 1, die in die Hülse 11 eingesetzt ist, synchron mit dem Rotor 12 gedreht werden. Die Drehmagnetfelder des Detektorelements 21 werden durch eine externe Steuerung (nicht gezeigt) über einen Magnetsensor (nicht gezeigt) aufgenommen, und die ermittelte Drehgeschwindigkeit wird dazu verwendet, den Antriebsmotor M während des Zwirnens auf einer Solldrehgeschwindigkeit zu halten.

Es wird nun für die Zwirnstelle in 1 eine Fadenführung zum Fadeneinfädeln beschrieben.

Eine Fadenkanalöffnung 22 ist oberhalb der Spindel 1 ausgebildet, die zum oberen Ende des Schafts 1 führt. Die Fadenkanalöffnung 22 ist mit dem Fadenkanal 9, der in der Drehscheibe 6 ausgebildet ist, verbunden. Weiterhin ist ein Tensor 23 zum Aufbringen einer bestimmten Spannung auf den Faden Y innerhalb eines zentralen Schaftes der Lieferspule P oberhalb der Spindel 1 angeordnet. Der von der Lieferspule P abgegebene Faden Y gelangt von oben in den zentralen Schaft der Lieferspule P, wo der Tensor 23 die vorbestimmte Spannung auf den Faden Y aufbringt. Danach läuft der Faden Y durch die Fadenkanalöffnung 22 und den Fadenkanal 9 und tritt (in radialer Richtung der Drehscheibe 6) aus und erreicht eine Ballonführung (nicht gezeigt), die sich über der Lieferspule P auf dem zentralen Schaft befindet. Der Faden Y, der den Fadenkanal 9 verlässt, schwingt um die Lieferspule P aufgrund der Drehung der Drehscheibe 6 und bildet einen Ballon zwischen der Spindel und der Ballonführung. Durch die Fadenführung dreht sich die Spindel einmal, und verdrillt den Faden zweimal, während der Faden von der Lieferspule P zur Ballonführung läuft. Der Spulenaufnahmetisch 2 hat eine Spulenabdeckung 24, die einen Teil der oder die gesamte Lieferspule P abdeckt, um zu verhindern, dass der einen Ballon bildende Faden T mit der Außenumfangsfläche der Lieferspule P in Kontakt kommt.

Einen Teil der Spindel 1 verschieden von dem, in dem die Fadenkanalöffnung 22 gebildet ist, hat eine Luftzufuhröffnung 25, die diese derart durchsetzt, dass sie zu deren unterem Ende führt. Auf diese Weise ist die Spindel 1 hohl und die Luftzufuhröffnung 25 steht wie die Fadenkanalöffnung 22 mit dem Kanal 9 in Verbindung. Eine Dichtung 26 ist unter der Spindel 1 angeordnet. Ein Luftzufuhrrohr (nicht gezeigt) ist mit der Dichtung 26 verbunden, um von unten der Luftzufuhröffnung 25 eingeblasene Luft zuzuführen. Durch Zufuhr von Luft in das Innere der Luftzufuhröffnung 25, die sich vom unteren Ende der Spindel nach oben bewegt, kann ein Luftstrom in der Fadenkanalöffnung 22 und dem Fadenkanal 9 in der Fadenvorschubrichtung erzeugt werden. Dieser Luftstrom kann dazu verwendet werden, den Faden einzufädeln und so die obige Fadenführung zu bilden.

Es wird nun anhand der 2 und 3 die Montage des Motors M und die Installation eines Rotorkörpers einschließlich der Spindel 1 beschrieben. Zunächst wird die Montage des Motors M erläutert. Mittels eines Klebstoffes wird der Rotor 12 bestimmter Größe am Abschnitt 11a mit großem Durchmesser der Hülse 11 befestigt, damit er sich zusammen mit der Hülse dreht. Der an der Hülse befestigte Rotor 12 wird dann magnetisiert, um den Drehabschnitt des Motors M zu bilden, und der Drehabschnitt wird dann einem bestimmten Auswuchtvorgang unterworfen.

Der Drehabschnitt des Motors M wird so eingesetzt, dass sich das untere Lager 17 zwischen dem unteren Lagerhalteelement 15 und dem Abschnitt 11b mit kleinem Durchmesser der Hülse 11 an ihrem unteren Ende befindet, während sich das obere Lager 18 zwischen dem oberen Lagerhalteelement 16 und dem Abschnitt 11b mit kleinem Durchmesser der Hülse 11 an ihrem oberen Ende befindet. Nachdem der Drehabschnitt auf diese Weise eingesetzt wurde, werden die obere und die untere Kappe 19, 20 aufgesetzt, um den Motor M zu bilden, bei dem sich der Stator 14 außerhalb des Rotors 12 diesem gegenüber befindet, um den Rotor mit einem bestimmten Drehmoment zu beaufschlagen.

Da das Drehmoment des Motors M auf die gegenüberliegende Fläche zwischen dem Rotor 12 und dem Stator 14 wirkt, ist der Rotor 12 am Abschnitt 11a mit großem Durchmesser befestigt, um die Reduzierung der axialen Länge des Rotors 12 zu ermöglichen, die erforderlich ist, um das notwendige Drehmoment zu erhalten. Dies ermöglicht somit die Reduzierung der axialen Länge der Spindel. Außerdem sind die Außendurchmesser der Abschnitte der Spindel, die von dem oberen und dem unteren Lager 18, 17 getragen werden, trotz des erhöhten Außendurchmessers des Abschnitts reduziert, an dem der Rotor 12 befestigt ist. Daher wird die Schnelldrehhaltbarkeit der Lager 18, 17 verbessert.

Durch Befestigen der Drehscheibe 6 an der Spindel 1 gesondert von der Montage des Motors M wird ein Körper gebildet, der in den Motor M (die Hülse 11) eingesetzt wird. Dieser eingesetzte Körper unterliegt ebenfalls einem bestimmten Auswuchtvorgang. Nach diesem Auswuchtvorgang wird dieser Körper einschließlich der Spindel 1 von oben in den Motor M zusammen mit der darin drehbar eingesetzten Hülse 11, wie oben beschrieben (3), eingesetzt, so dass die Spindel 1 so eingesetzt werden kann, dass sie sich mit der Hülse 11 dreht. Während des Einsetzens wird die Spindel 1 derart eingeführt, dass ihr unteres Ende über das untere Ende der Hülse 11 hinaus läuft. Die eingesetzte Spindel 1 wird durch die konische Öffnung 11c so geführt, dass sie auf einer bestimmten mittleren Achse (der Drehachse des Motors M) und in einer bestimmten Höhe genau positioniert wird. Dadurch kann die Spindel 1 stabil mit hoher Geschwindigkeit gedreht werden. Wenn die Spindel 1 eingesetzt ist, wirkt die Reibung, durch die sich die Hülse 11 und die Spindel 1 zusammen während des Zwirnens drehen, auf die Kegelsitzfläche aufgrund des Gewichts des eingesetzten Körpers einschließlich der Spindel 1.

Wie 4 zeigt, ist der Motor 110 zum Drehantrieb der Spindel 104 unter der Drehscheibe 115 angeordnet. Der Motor 110 besteht aus einem Rotormagneten 132, der fest in die Außenumfangsfläche der Spindel 104 eingesetzt ist, einer Statorwicklung 131, die in dem Außenumfangsabschnitt des Rotormagneten 132 gegenüber dem Magneten 131 angeordnet ist, und einem Motorgehäuse 134 für den Motor 110.

Das Motorgehäuse 134 besteht aus einem Motorhalteabschnitt 126, an dessen Innenumfangsfläche die Statorwicklung 131 befestigt ist, einem oberen Halteelement 127, das ein Lagerhalteabschnitt ist, der am oberen Ende des Motorhalteabschnitts 126 befestigt ist, um die Spindel 104 über ein Lager 127a drehbar zu lagern, und einem unteren Halteelement 128, das ein Lagerhalteabschnitt ist, das am unteren Ende des Motorhalteabschnitts 126 befestigt ist, um die Spindel 104 über ein Lager 128a drehbar zu lagern. Die Spindel 104 ist in die Lager 127a, 128a gepresst.

Weiterhin ist das untere Halteelement 128 des Motorgehäuses 134, das sich an seinem unteren Ende befindet, am Rahmen 109 befestigt, um die Zwirnstelle 1 am Rahmen 9 zu halten.

Ein Deckel 129, der aus einem etwa zylindrischen Element besteht, ist am unteren Ende des unteren Lagerhalteelements 128 befestigt, und eine Gewindeöffnung 129a, die den Deckel 129 in vertikaler Richtung durchsetzt, ist in Aufsicht in ihrer Mitte ausgebildet. Die Gewindeöffnung 129a verläuft koaxial zur Spindel 104, und eine Luftdichtung 130 ist in die Gewindeöffnung 129a von unten eingeschraubt und eingesetzt. Die Luftdichtung 130 steht mit der Führungsöffnung 104a in der Spindel 104 in Verbindung, um Luft von außerhalb des Motorgehäuses 134 der Führungsöffnung 104a zuzuführen.

Der Rotormagnet 132 des Antriebsmotors 110 besteht aus einem Seltenerdmagneten wie einem Neodym-Magneten, der ein Permanentmagnet ist, der eine sehr hohe Magnetkraft hat, so dass der Antriebsmotor 110 kompakt ausgebildet werden und ein hohes Antriebsvermögen haben kann.

Weiterhin ist die Statorwicklung 131 als eine Kernwicklung mit einem Eisenkern 131a ausgebildet.

Ein Detektormagnet 133 ist an der Spindel 104 unter dem Rotormagneten 132 angeordnet, um die Drehgeschwindigkeit der Spindel 104 zu erfassen, und besteht aus einem Kunststoffmagneten, d. h. einem Permanentmagneten mit einer niedrigen Magnetkraft (geringer als die des Rotormagneten 132). Ein Magnetsensor 133a ist am Motorhalteabschnitt 126 gegenüber dem Detektormagneten 133 angeordnet, um die Magnetfelder des Magnetsensors 133 und die Drehgeschwindigkeit der Spindel 104 zu ermitteln.

Weiterhin sind mehrere Rippen 126a, die nach außen vorstehen, an der Außenumfangsfläche des Motorhalteabschnitts 126, der ein Teil des Motorgehäuses 134 ist, gebildet. Die Rippen 126a verlaufen in vertikaler Richtung, um heiße Luft aufgrund des Antriebs, der vom Antriebsmotor 110 erzeugt wird, wenn ein Luftstrom, der aufgrund der Drehung der Drehscheibe 115 erzeugt wird, durch das Motorgehäuse 134 des Antriebsmotors 110 strömt, wirksam zu kühlen.

Ein Aufnahmeabschnitt 127b, in den der Motorhalteabschnitt 126 eingesetzt ist, ist an der Innenumfangsfläche des unteren Endes des oberen Halteelements 127 gebildet, und am oberen Ende des Motorhalteabschnitts 126 ist ein Aufnahmeabschnitt 126b gebildet, der einen kleineren Durchmesser als der restliche Teil hat. Das obere Halteelement 127 und der Motorhalteabschnitt 126 werden somit dadurch verbunden, dass der Aufnahmeabschnitt 126b in den Aufnahmeabschnitt 127b derart eingesetzt wird, dass sie einander kontaktieren.

Außerdem werden die Aufnahmeabschnitte des Motorhalteabschnitts 126 und des unteren Halteelements 128 derart zusammengesetzt, dass die Innenumfangsfläche des Motorhalteabschnitts 126 mit der Außenumfangsfläche des unteren Halteelements 128 in Kontakt kommt.

Wie oben beschrieben, ist der Motor 110 ein bürstenloser Gleichstrommotor mit einem Rotormagneten 132, der an der Spindel 104 befestigt ist und einen Permanentmagneten, die Statorwicklung 131, die in den Außenumfangsabschnitt des Rotormagneten 132 eingesetzt ist und einen Eisenkern 131a hat, und das Motorgehäuse 134, das die Statorwicklung 131 und den Rotormagneten 132 abdeckt, hat. Der Motor 110 ist zu einem schnellen Drehantrieb in der Lage.

Um die Spindel 104 vom Motorgehäuse 134 während der Wartung der Zwirnstelle zu entfernen, ist ein Bolzen 143 in die Gewindeöffnung 129a in den Deckel 129 von unten eingesetzt und eingeschraubt. Der in die Gewindeöffnung 129a eingesetzte und eingeschraubte Bolzen 143 liegt am unteren Ende der Spindel 104 an. Der Bolzen 143 wird weiter eingeschraubt, um die Spindel 104 nach oben zu schieben, so dass die Spindel 104 einfach entfernt werden kann.