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Antriebsvorrichtung für Spinntöpfe
Bei der Herstellung von Kunstseidenfäden werden bekanntlich sogenannte Spinntöpfe verwendet, die durch einen Elektromotor in Drehung versetzt werden. Dabei treten durch Unwuchten imSpinntopfund im Spinnkuchen Schwingungen auf, die zur Erzielung eines gleichmässigen Fadens und zur Entlastung der
Lager gedämpft werden müssen. Dieses Dämpfungsproblem wird umso schwieriger, je höher die Umdre- hungsgeschwindigkeiten und die Durchmesser der Spinntöpfe werden. Bisher wurden Motoren verwendet, in deren starr gelagerter Läuferwelle eine den Spinntopf tragende elastische Welle mit ihrem unteren Ende fest eingesetzt ist, wobei der Motor in Gummipuffern gelagert ist, welche die auftretenden Schwingungen dämpfen.
Diese Anordnung genügt jedoch den gesteigerten Anforderungen nicht mehr, und es wurde deshalb in derUSA-PatentschriftNr. 2, 571, 267 vorgeschlagen, die Innenwelle nicht fest in die hohle Läufer- welle einzusetzen, sondern über eine elastische Kupplung mit dieser zu verbinden und an ihrem unteren. aus der Hohlwelle herausragenden Ende mit einem Dämpfungselement zu versehen. Damit erreicht man zwar eine Verbesserung der Schwingungsdämpfung, doch ist die Innenwelle über die-wenn auch elastische - Kupplung fest mit der Hohlwelle und damit mit dem Motor verbunden, so dass bei einem notwendig werdenden Auswechseln der Innenwelle oder auch der Kupplung letztere vollkommen ausgebaut werden muss.
Vor allem aber ist die Innenwelle nicht oder nur ganz geringfügig axial-beweglich, und weiterhin befindet sich die Kupplung oberhalb des Motors, was hinsichtlich der Abmessungen des Antriebes sowie der Lagerschmierung keine besonders vorteilhafte Lösung ist.
Die vorliegende Erfindung bezweckt unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile eine weitere Verbesserung einer solchen Antriebsvorrichtung und erreicht dies dadurch, dass die Innenwelle über einen Wulst od. dgl. gegen die Hohlwelle anliegt, so dass sie um den dadurch gebildeten Gelenkpunkt gegen- über der Hohlwelle winkelbeweglich sowie axial frei beweglich ist. Die Kupplung zwischen Innen-und Hohlwelle zur Übertragung bildet man zweckmässig als Klauenkupplung od. ähnl. aus, so dass sie die Beweglichkeit der Innenwelle in keiner Weise stört, wodurch eine weitgehende Schwingungsdämpfung durch das am unteren Ende der Innenwelle angeordnete Dämpfungselement erzielbar ist. Ferner hat die Axialbeweglichkeit der Welle den Vorteil, dass das Ausschwingen des Spinntopfes in einer annähernd waagrech - ten Ebene stattfinden kann.
Um eine federnde Rückstellung der Innenwelle in ihre Mittellage zu erzielen, sieht man ein eine zentrierende Kraft erzeugendes elastisches Element vor, wobei es besonders vorteilhaft ist, dieses zwischen Hohl-und Innenwelle anzuordnen, da beide Teile mit der gleichen Drehzahl umlaufen. Dieses Rückstell - element besteht zweckmässig aus einer Schraubenfeder und diese kann gemäss einem weiteren Erfindungsgedanken gleichzeitig als Kupplung zwischen Hohl- und Innenwelle zur Übertragung des Drehmomentes auf letztere dienen. Auf diese Weise erspart man ein besonderes Übertragungselement.
Der Schraubenfeder gibt man zweckmässig einen unrunden Querschnitt und lagert ihre Enden in Ausnehmungen bzw. Ansätzen in der Hohlwelle, deren Bohrungen den gleichen oder annähernd gleichen Querschnitt besitzen wie die Feder. Auf der Innenwelle sieht man eine oder mehrere Verstärkungen vor, die einen dem Innenquerschnitt der Feder gleichen od. ähnl. Querschnitt besitzen, so dass also die Innenwelle über die Feder von der Hohlwelle mitgenommen wird. Eine solche Anordnung erspart aber weiterhin auch ein besonderes axiales Lager für die Innenwelle, indem auf dieser ein oder mehrere Querstifte vorgesehen
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werden, die in die Schraubenfeder eingreifen, so dass diese gleichzeitig die Innenwelle mit dem Spinn- topf trägt.
Weitere Erfindungsgedanken sind in einem bzw. mehreren an Hand der Zeichnungen im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen enthalten. Dabei zeigen : Fig. 1 einen Schnitt durch den erfindungsgemässen Motor, Fig. 2 die Kupplung zwischen Hohl- und
Innenwelle als Einzelteile, Fig. 3 ebenfalls einen Schnitt durch eine etwas andere Ausführungsart, Fig. 4 wiederum einen Schnitt durch eine weitere Ausführung und Fig. 5 einen Querschnitt durch die Rückstellfe - der nach Fig. 4.
In Fig. 1 ist mit 1 der Läufer eines stehenden Elektromotors bezeichnet, der auf einer Hohlwelle 2 sitzt, die aber Kugellager 3 in dem Lagergehäuse 4 gelagert ist. Gemäss der Erfindung enthält die Hohl- welle 2 eine Innenwelle 5, welche den nicht mit dargestellten Spinntopf trägt. Diese Innenwelle ist so- wohl axial als auch radial bzw. winkelbeweglich in der Hohlwelle 2 durch die aus den Teilen 6,7 und 8 bestehende Kupplung gelagert, Der Teil 6 in Form einer Hülse sitzt fest in der Hohlwelle 2, während der
Teil 8 ebenfalls in Form einer Hülse fest auf der Innenwelle 5 sitzt.
Zwischen diesen beiden Teilen 6 und 8, die mit gegeneinander versetzten Zapfen 9 bzw. 10 versehen sind, sitzt auf der Innenwelle lose ein ebenfalls hülsenförmiger Teil 7, welcher mit Ausnehmungen 11 und 12 versehen ist, die den Zapfen
9 und 10 entsprechen und in welche diese Zapfen eingreifen. Die Innenwelle 5 wird auf diese Weise von der Hohlwelle 2 mitgenommen, ist jedoch dieser gegenüber, wie schon gesagt, axial und winkelbeweg- lich.
In Höhe des oberen Kugellagers 3 sitzt auf der Innenwelle 5 ein Ring 13, welcher die Innenwelle zen- triert und gleichzeitig einen Gelenkpunkt bildet, um den sie eine Winkelbewegung ausführen kann. Statt des Ringes 13 kann auch ein Wulst auf der Innenwelle oder auch eine Einschnürung in der Hohlwelle bzw. dem Teil 6 vorgesehen werden.
Auf dem unteren Ende der Innenwelle 5 sitzt ein Gleitlager 14, an dem eine Reibfläche 15 befestigt ist, die gegen eine feste Reibfläche 16 anliegt, welche ihrerseits unter der Wirkung einer Feder 17 steht.
Dieser Reibungsdämpfer bildet das Dämpfelement, welches die durch den Spinntopf auf die Innenwelle 5 übertragenen Schwingungen dämpft.
In Höhe des Motorläufërs ist auf der Innenwelle 5 eine Feder 18 vorgesehen, welche sich gegen Schul- tern 19 der Hohlwelle 2 so abstützt, dass sie sich zwischen diesen Schultern frei durchbiegen kann. Auf der
Innenwelle befindet sich ein Ring 20, der innen gegen die Feder 19 anliegt und die Innenwelle elastisch zentriert.
Fig. 3 zeigt eine etwas andere Ausführungsform, u. zw. insbesondere in bezug auf das Dampfungsele- ment. Dieses besteht hier aus einem sogenannten Spaltdämpfer, der aus mehreren mit Spiel ineinander- gesteckten Hohlzylindern bestehen kann oder aus einer aufgewickelten Spirale 21. Diese sitzt innerhalb
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einer Dämp-fungsflüssigkeit, also hier in Öl. Das Lager 24 der Dämpfvorrichtung bildet man zweckmässig so aus, dass zwischen den beiden Lagerstellen 25 und 26 ein Raum 27 entsteht, der mit dem Ölvorrat über die genannten Lagerstellen sowie über eine Bohrung 28 in Verbindung steht.
Bei einer axialen Verschiebung der Innenwelle ändert sich das Ölvolumen im Raum 27, und da diese Volumenänderung durch die Lagerstellen 25 und 26 und die feine Bohrung 28 vor sich geht, erfolgt dabei eine Dämpfung der axialen Schwingungen, so dass also die Dämpfvorrichtung eine doppelte Wirkung besitzt bzw. ausübt.
In Fig. 4 bezeichnet 29 den Motorläufer, der auf der Hohlwelle 30 sitzt. Letztere ist mittels Kugellagern 31 in einem Gehäuse 32 aufrechtstehend gelagert und enthält eine Innenwelle, welche aus den Teilen 33 und 34 besteht und den nicht dargestellten Spinntopf trägt. Auf dem unteren Ende der Innenwelle 33 ist wiederum ein Spaltdämpfer 35 vorgesehen, den ein Ölvorrat 36 umgibt. Zentriert ist die Innenwelle 33 in der Hohlwelle 30 mittels eines kugeligen Wulstes 37, welcher eine Winkelbewegung der Innenwelle bei erfolgenden Schwingungen des Spinntopfes ermöglicht. Um dabei die Innenwelle wieder in ihre Mittellage rückzustellen, ist eine Schraubenfeder 38 zwischen Hohl- und Innenwelle vorgesehen, welche sich seitlich durchbiegen kann.
Gemäss dem weiteren Erfindungsgedanken wird diese Schraubenfeder 38 gleichzeitig als drehmoment- übertragende Kupplung verwendet, indem man ihr einen unrunden Querschnitt, beispielsweise wie in Fig. 5. dargestellt, gibt. Die Enden der Feder lagert man in in der Hohlwelle 30 festsitzenden Ringen 39 und 40, deren Bohrungen entsprechend dem Federquerschnitt ebenfalls unrund sind. Ferner ist auf der Innenwelle 33 eine wulstartige Verstärkung 41 vorgesehen, die wiederum dem Federquerschnitt entsprechend unrund ist. Die Feder sitzt also unverdrehbar in der Hohlwelle sowie auf der Innenwelle bzw. deren Verstärkung 41 und dient somit als Kupplung zwischen den beiden Wellen.
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In derVerstärkung41 der Innenwelle ist ein Querstift 42 eingebracht, dessen freies Ende zwischen die
Windungen der Feder 38 greift, wodurch die Feder die Innenwelle trägt und sich ein besonderes axiales
Lager erübrigt. Selbstverständlich können auch mehrere solcher Stifte 42 vorgesehen werden. Um ein
Herausschleudern des Stiftes durch Zentrifugalkraft zu verhindern-sofern der Stift nicht eingeschraubt ist-wählt man seinen in der Innenseite sitzenden Teil in bezug auf den Durchmesser grösser als den zwi- schen die Federwindungen greifenden Teil.
Die Feder 38 kann selbstverständlich auch jeden andern unrunden Querschnitt besitzen und sie kann auch von unrundem Querschnitt sein, wobei dann allerdings geeignete Zwischenelemente, wie beispiels- weise gewindeähnliche Buchsen vorgesehen werden müssen, welche die Feder sowohl mit der Hohlwelle als auch mit der Innenwelle kraftschlüssig verbinden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Antriebsvorrichtung für Spinntöpfe, mit einer den Anker eines Elektromotors tragenden senkrechten
Hohlwelle, in der eine den Spinntopf od. dgl. tragende Innenwelle beweglich und an ihrem unteren, aus der Hohlwelle herausragenden Ende mit einem schwingungsdämpfenden Element versehen sitzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwelle (5) über einen Wulst (13) od. dgl. gegen die Hohlwelle (2) anliegt, so dass sie um den dadurch gebildeten Gelenkpunkt gegenüber der Hohlwelle winkelbeweglich sowie axial frei beweglich ist.
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Drive device for spinning pots
In the production of rayon threads, so-called spinning pots are known to be used, which are set in rotation by an electric motor. In doing so, vibrations occur due to imbalances in the spinning pot and in the spinning cake, which are necessary to achieve an even thread and to relieve the
Bearings need to be dampened. This damping problem becomes more difficult, the higher the rotational speeds and the diameter of the spinning pots. Up to now, motors have been used in whose rigidly mounted rotor shaft an elastic shaft carrying the spinning pot is firmly inserted at its lower end, the motor being mounted in rubber buffers which dampen the vibrations that occur.
However, this arrangement no longer meets the increased requirements, and it has therefore been disclosed in U.S. Patent No. 2, 571, 267 proposed not to insert the inner shaft firmly into the hollow rotor shaft, but to connect it to it via an elastic coupling and to its lower. to provide the end protruding from the hollow shaft with a damping element. This improves the vibration damping, but the inner shaft is firmly connected to the hollow shaft and thus to the motor via the coupling, albeit an elastic one, so that if the inner shaft or the coupling has to be replaced, the latter must be completely removed .
Above all, however, the inner shaft is not or only slightly axially movable, and the coupling is also located above the motor, which is not a particularly advantageous solution with regard to the dimensions of the drive and the bearing lubrication.
The present invention aims to further improve such a drive device while avoiding the aforementioned disadvantages and achieves this in that the inner shaft rests against the hollow shaft via a bead or the like, so that it is angularly movable with respect to the hollow shaft about the hinge point formed thereby is free to move axially. The coupling between the inner and the hollow shaft for transmission is expediently formed as a claw coupling or similar. so that it does not interfere with the mobility of the inner shaft in any way, as a result of which extensive vibration damping can be achieved by the damping element arranged at the lower end of the inner shaft. Furthermore, the axial mobility of the shaft has the advantage that the spin pot can swing out in an approximately horizontal plane.
In order to achieve a resilient return of the inner shaft to its central position, an elastic element is provided which generates a centering force, it being particularly advantageous to arrange this between the hollow and inner shaft, since both parts rotate at the same speed. This restoring element expediently consists of a helical spring and, according to a further concept of the invention, this can simultaneously serve as a coupling between the hollow and inner shaft to transmit the torque to the latter. This saves a special transmission element.
The helical spring is expediently given a non-circular cross-section and its ends are stored in recesses or projections in the hollow shaft, the bores of which have the same or approximately the same cross-section as the spring. On the inner shaft one or more reinforcements are provided, which are the same or similar to the inner cross section of the spring. Have cross-section, so that the inner shaft is carried along by the hollow shaft via the spring. Such an arrangement also saves a special axial bearing for the inner shaft by providing one or more transverse pins on it
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which engage in the helical spring so that it simultaneously carries the inner shaft with the spinning pot.
Further inventive ideas are contained in one or more exemplary embodiments described below with reference to the drawings. The figures show: FIG. 1 a section through the motor according to the invention, FIG. 2 the coupling between the hollow and
Inner shaft as individual parts, FIG. 3 likewise a section through a somewhat different embodiment, FIG. 4 in turn a section through a further embodiment and FIG. 5 a cross section through the restoring spring according to FIG. 4.
In FIG. 1, 1 designates the rotor of a stationary electric motor, which is seated on a hollow shaft 2, which, however, is supported by ball bearings 3 in the bearing housing 4. According to the invention, the hollow shaft 2 contains an inner shaft 5 which carries the spinning pot, not shown. This inner shaft is both axially and radially or angularly movably supported in the hollow shaft 2 by the coupling consisting of parts 6, 7 and 8. Part 6 in the form of a sleeve sits firmly in hollow shaft 2, during the
Part 8 also sits firmly on the inner shaft 5 in the form of a sleeve.
Between these two parts 6 and 8, which are provided with mutually offset pins 9 and 10, a likewise sleeve-shaped part 7, which is provided with recesses 11 and 12, is loosely seated on the inner shaft
9 and 10 correspond and in which these pins engage. The inner shaft 5 is carried along by the hollow shaft 2 in this way, but, as already mentioned, is axially and angularly movable with respect to it.
At the level of the upper ball bearing 3, a ring 13 sits on the inner shaft 5 which centers the inner shaft and at the same time forms an articulation point around which it can execute an angular movement. Instead of the ring 13, a bead on the inner shaft or a constriction in the hollow shaft or the part 6 can also be provided.
On the lower end of the inner shaft 5 there is a slide bearing 14, to which a friction surface 15 is attached, which rests against a fixed friction surface 16 which in turn is under the action of a spring 17.
This friction damper forms the damping element which dampens the vibrations transmitted to the inner shaft 5 by the spin pot.
At the level of the motor rotor, a spring 18 is provided on the inner shaft 5, which is supported against shoulders 19 of the hollow shaft 2 in such a way that it can bend freely between these shoulders. On the
Inside shaft there is a ring 20 which rests against the spring 19 on the inside and elastically centers the inside shaft.
Fig. 3 shows a somewhat different embodiment, u. between in particular with regard to the damping element. This consists here of a so-called gap damper, which can consist of several hollow cylinders plugged into one another with play or of a wound spiral 21. This sits inside
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a damping fluid, here in oil. The bearing 24 of the damping device is expediently designed in such a way that a space 27 is created between the two bearing points 25 and 26, which is connected to the oil supply via the bearing points mentioned and via a bore 28.
With an axial displacement of the inner shaft, the oil volume in space 27 changes, and since this change in volume occurs through the bearings 25 and 26 and the fine bore 28, the axial vibrations are damped, so that the damping device has a double effect or exercises.
In FIG. 4, 29 denotes the motor rotor, which is seated on the hollow shaft 30. The latter is mounted upright in a housing 32 by means of ball bearings 31 and contains an inner shaft which consists of parts 33 and 34 and carries the spin pot, not shown. On the lower end of the inner shaft 33, a gap damper 35 is again provided, which is surrounded by an oil supply 36. The inner shaft 33 is centered in the hollow shaft 30 by means of a spherical bead 37, which enables an angular movement of the inner shaft when the spin pot vibrates. In order to return the inner shaft to its central position, a helical spring 38 is provided between the hollow and inner shaft, which can bend laterally.
According to the further concept of the invention, this helical spring 38 is used at the same time as a torque-transmitting clutch by giving it a non-circular cross-section, for example as shown in FIG. The ends of the spring are stored in rings 39 and 40 which are firmly seated in the hollow shaft 30 and whose bores are likewise out of round in accordance with the spring cross-section. Furthermore, a bead-like reinforcement 41 is provided on the inner shaft 33, which in turn is out of round in accordance with the spring cross section. The spring is seated non-rotatably in the hollow shaft and on the inner shaft or its reinforcement 41 and thus serves as a coupling between the two shafts.
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In the reinforcement 41 of the inner shaft a transverse pin 42 is inserted, the free end of which between the
Coils of the spring 38 engages, whereby the spring carries the inner shaft and has a special axial
Storage unnecessary. Several such pins 42 can of course also be provided. To a
To prevent the pin from being thrown out by centrifugal force - provided the pin is not screwed in - the diameter of the part that sits on the inside is larger than the part that engages between the spring coils.
The spring 38 can of course also have any other non-circular cross-section and it can also have a non-circular cross-section, in which case, however, suitable intermediate elements, such as thread-like bushings, must be provided which positively connect the spring to both the hollow shaft and the inner shaft .
PATENT CLAIMS:
1. Drive device for spinning pots, with a vertical bearing the armature of an electric motor
Hollow shaft in which an inner shaft carrying the spinning pot or the like is movably seated and provided with a vibration-damping element at its lower end protruding from the hollow shaft, characterized in that the inner shaft (5) or the like via a bead (13). against the hollow shaft (2) so that it is angularly movable and axially freely movable relative to the hollow shaft about the hinge point formed thereby.