用于环锭精纺机的锭子的锭子下部以及环锭精纺机的制作方法

本发明涉及一种用于环锭精纺机的锭子的锭子下部以及一种具有带锭子下部的锭子的环锭精纺机。

背景技术：

具有单独锭子驱动替代带驱动的环锭精纺机已经公知很长一段时间了，即便直到如今在实践中出于各种不同的原因相对于传统的带驱动还无法得以实施。相应地，在该领域中存在大量的出版物，它们尤其关注驱动方案、轴承方案或关注于这种锭子组件在机架、即在锭子座（Spindelbank）上的固定。在环锭精纺机中待卷绕的套筒被保持在锭子上部上。在带驱动的情况下多个锭子经由共同的驱动带被置于转动中。在此情况下驱动带大多缠绕锭子下部，其中，锭子上部和锭子下部一件式地实施并且形成锭子。在单独锭子驱动的情况下针对每个单独的锭子通过指配给它的马达来驱动。

例如DE 198 420 C1公开了单独马达式驱动的锭子。在此锭子支承在杆上，该杆同时形成马达轴。马达构造成外转子马达。定子在此抗相对转动地保持在所述杆上并且转动转子，其中，通过转子经由接合器带动锭子上部。在锭子上部上固定待卷绕的套筒。锭子上部在所述杆上设有独立于锭子下部的支承装置。

与此相反，EP 1 156 141 A1公开了一种单独马达式驱动的锭子，其中，转子固定在锭子下部上。定子抗相对转动地锚固在锭子座上。马达轴与其一起转动，该马达轴同时表示锭子下部。锭子上部实施成锭子下部的延长部并且用作用于待卷绕的套筒的接收部。锭子下部的支承在马达下方在轴承套筒中实现。

此外CH 701 482 A2展示了一种带驱动或单独马达式驱动的锭子的可能的磁体支承装置。其中所建议的支承装置包括磁性轴承结合滚动轴承。在CH 701 482 A2中公开的锭子的实施方式也示出了保持在轴承中的锭子下部，其过度到锭子上部中，在此情况下锭子下部和锭子上部形成锭子的两个分区。

然而，环锭精纺机的单独马达式驱动的大量公知的方案具有各种不同的缺点，因而它们经济的应用迄今为止是失败的。公知的实施方式的缺点在于，马达和锭子下部结合锭子上部的耗费的设计且由此引起的转动构件的支承。同样地通过耗费的设计产生了提高的维护费用和针对单独的锭子的更大的位置需求，这对于用户友好性产生了负面影响。

技术实现要素：

本发明的任务在于，提出一种锭子下部，其通过转动构件的紧凑的构造方式和减少的质量以及相应的简单的支承能够实现在运行中相对于传统设计方案的节能以及较高的用户友好性。

为了解决该任务，提出一种锭子下部，其具有在锭子下部的端部处设置的接收部用于抗相对转动地保持锭子上部，并且具有用于马达的第一磁体和用于磁性的轴向轴承的第二磁体和用于磁性的径向轴承的第三磁体。锭子下部构造成由纤维增强的塑料在注射成型方法中制造的具有纵轴线的柱形的空心体。第一磁体、第二磁体和第三磁体布置在空心体中，其中，第一磁体抗相对转动地保持在第一空心柱中并且第三磁体抗相对转动地保持在第二空心柱中。第一空心柱和第二空心柱至少部分地被纤维增强的塑料包围，其中，第一空心柱的面向纤维增强的塑料的表面和第二空心柱的面向纤维增强的塑料的表面与纤维增强的塑料形成不可脱开的连接。通过这种方式使第一空心柱和第二空心柱抗相对转动地保持在空心体中。

锭子下部在环锭精仿机中套装在锭子脚上，该锭子脚抗相对转动地固定在锭子座上。在锭子脚上施加了为了马达和磁性支承装置所需的对应件。由于锭子脚是抗相对转动地保持的，其在马达区域中形成定子并且锭子下部相应地构造成转子。由于用于马达的第一磁体形成了转子并且抗相对转动地经由第一空心柱保持在锭子下部的空心体中，因此整个锭子下部通过马达被置于转动中。马达由此作为所谓的外转子马达来运行，在此情况下马达轴表示定子且因此表示马达的静止部分。

在锭子脚上的各种不同的支承装置的布置是任意的，其中已被证实的是，轴向轴承有利地布置在锭子下部的与用于锭子上部的接收部相对置的端部处。磁性的径向轴承在该情况下设置在马达和轴向轴承之间。锭子下部在锭子脚上利用磁性的轴向轴承和同样磁性的径向轴承的支承可以为了改善运转特性而有利地通过另一径向轴承来补充。该径向轴承有利地不集成到锭子下部中，而是安置在锭子上部和锭子脚之间。有利地将该径向轴承设置在锭子上部中且同样实施成磁性轴承。

在一种优选的实施方式中，第一空心柱由导磁的或者铁磁性的材料制成，在该第一空心柱中保持着用于马达的磁体。通过铁磁性材料来捕获磁场线并且限制磁场的扩散。作为导磁性材料考虑具有较高含量的铁、镍或钴的非奥氏体钢合金。磁体被挤入到空心柱中且通过这种方式被抗相对转动地保持住。为了改进也可以考虑沿轴向方向的罗纹，它们在空心柱和磁体之间以相互匹配的实施方式安置在磁体和空心柱上。空心柱和磁体的罗纹相互嵌接且通过这种方式得到了额外的抗相对转动。

在另一种实施方式中，与第二磁体邻接地设置由不导磁的材料制成的环片。该环片为了制造技术上的必要性将第二磁体保持在预先给定的位置中。所采用的不导磁的材料可以例如是铝或塑料。

优选地，在第二空心柱中在第二磁体旁保持有塑料环。该塑料环适合作为紧急轴承并且有利地由PA6、PTFE或POM制成。在磁性的径向轴承失效的情况下通过该紧急轴承避免了锭子下部与锭子脚的接触。在设备静止状态下通过该紧急轴承也将锭子下部保持在其轴向的位置中。塑料环可以夹紧到空心柱中，为此该塑料环的外直径以相对于空心柱的内直径略微的过盈来制造。

在一种优选的实施方式中三个磁体中的至少一个磁体由多个磁体元件形成。为了稳固支承，由至少两个磁体元件形成的磁性的径向轴承被证明是有利的。两个磁性元件在此作为环沿着轴向并排布置并且通过共同的空心柱保持住。在使用多个磁性元件的情况下不必要使用铁磁性的材料用于径向轴承的空心柱。空心柱可以例如由青铜、铝或它们的合金以及由塑料制成。磁性元件通过挤入或粘入来保持在空心柱中。

轴向轴承有利地设置成主动的磁性轴承。由于在运行中将纱线卷绕到套装在锭子上部上的纱筒上，引起了锭子下部的轴向负载不断地改变。为了考虑到这一点，将轴向的磁性轴承实施成主动的元件。利用主动的轴向轴承，锭子下部的轴向位置即使在变换的轴向负载下也得以恒定地保持住。为了能够实现主动的轴向轴承的调节，必须确定锭子下部在纵轴线上的实际位置。为了确定所述位置或者与预先给定的位置的偏差，使用距离传感器，其朝着一设置在锭子下部中的传感器板进行测量。作为传感器可以在此例如使用涡流传感器或感应传感器。在锭子下部中设置由钢制成的传感器板。该传感器板是环形的并且通过不可脱开的连接来保持在锭子下部的纤维增强的塑料中。为此该传感器板在至少三个面上部分地被纤维增强的塑料包围并且如此不可改变地（unverrückbar）保持在锭子下部中。传感器板的面向纤维增强的塑料的表面例如设有一结构，该结构促进钢与塑料的连接。

在另一种有利的实施方式中，空心柱的表面设有一结构用于表面增大。该结构可以通过表面的罗纹、滚花或简单的粗糙化来形成。表面增大用于改善空心柱与纤维增强的塑料的连接并且也用于实现纤维增强的塑料和空心柱之间的抗相对转动。

在一种优选的实施方式中，空心体的壁部沿着纵轴线的方向设有凹陷部，其中，凹陷部与纵轴线同心布置。凹陷部可以在制造锭子下部时成形或在稍后的时间点以钻孔的形式掏入。在此以单独的钻孔为形式的凹陷部均匀地与纵轴线同心地分布。例如具有2至3mm直径的十五个至十八个凹陷部的设置被证明是足够的。凹陷部用于实现在锭子上部不平衡的情况下的重心校正。锭子下部的精确的圆形运转即便在套装好锭子上部的情况下对于纱位（Spinnstelle）的可靠运行而言都是重要的。因此一种可能性在于通过对制造好的构件的校正来校正由制造所产生的不平衡。为此设置的凹陷部可以在平衡过程中在必要时以各种不同的材料来填充，用以实现锭子上部的精确的圆形运转。

替选于确定数量的单独的凹陷部，也可以设置一个以与纵轴线同心布置的环形缝隙为形式的凹陷部。

设置在锭子下部中的用于锭子上部的接收部在一种优选的实施方式中构造成在纵轴线中延伸的柱形开口。该柱形开口优选具有在20至30mm的长度上的17至18mm的直径。这些尺寸能够实现具有如今常见的直径的锭子上部的固定，其中，锭子上部的直径与套装在其上的纱筒的尺寸协调一致。所述接收部的替选的实施方式例如是以四角形的横截面成形的或设有螺纹的接收部。这种形状能够实现锭子上部在锭子下部中的抗相对转动的固定。

锭子上部可以挤入到锭子上部中。抗相对转动可以利用相应的挤压过程实现，然而也可以以其它已知的方式实现，例如粘接、焊接、销固定或类似方式。

锭子下部在注射成型方法中由纤维增强的塑料制成。塑料的增强在一种优选的实施方式中通过玻璃纤维、芳纶纤维或碳纤维形成。通过添加纤维实现了塑料质量体的牢固性和形状稳定性，这有助于将保持在塑料中的构件、例如空心柱、环片、磁体和传感器板不可改变地包入到锭子下部中。作为塑料，热塑性塑料由于其机械和热学特性在注射成型过程中具有良好的加工适应性而被证明是优选的，例如聚丙烯。

为了制造锭子下部采用注射成型方法。在此将空心柱与保持在其中的磁体施加到芯体上并且利用纤维增强的塑料质量体包覆注射。在随后的定型的情况下将锭子下部从芯体中抽出并且在没有其它后续加工的情况下就可使用。这种成本低廉的制造方式能够实现锭子下部与同时包入的磁体和其它构件的规模化生产。不需要借助于紧固器件随后进行必要的各个构件的复杂组装。

附图说明

下面借助于示例性的实施方式来解释本发明并且通过附图详细阐述。

图1 示出了环锭精纺机的锭子的示意图；

图2 在纵截面中示出了根据本发明的锭子下部的示意图。

具体实施方式

图1在示意图中示出了环锭精纺机的锭子25。当今结构形式的环锭精纺机配备有几百个纱位，其中，每个单独的纱位设有一锭子25。锭子25由锭子上部20和锭子下部1组装而成。锭子上部20抗相对转动地在锭子下部1中保持在为其设置的接收部28中。锭子下部1与锭子上部20围绕共同的纵轴线5旋转，锭子下部又与锭子上部20一起可转动地支承在锭子脚22上，该锭子脚位置固定地安装在锭子座21上。锭子25的支承经由一磁性的轴向轴承27和两个间隔开的径向轴承26、29实现。在此，至少面向锭子座21的径向轴承29实施成磁性的径向轴承29并且布置在锭子下部中。背离锭子座21的径向轴承26同样可以实施成磁性轴承并且布置在锭子上部20中。在轴承部位26、27、29之间设置锭子25的驱动装置，其具有在锭子脚22上抗相对转动地锚固的定子23和在锭子下部1中装入的转子24。在运行中以高转速旋转的锭子下部1的必需的包裹在这里未示出。

在图2中在纵截面中示意性示出了锭子下部1的一种实施方式。该锭子下部1制造成由纤维增强的塑料制成的柱形的空心体6。为了所述支承和所述驱动而需要的元件包入到空心体6中。包入理解为，所述元件部分地由纤维增强的塑料围绕且通过这种方式被保持在它们的位置中。所述元件在制造过程中被施加到与锭子下部1的内轮廓相应的芯体上且接下来在注射成型方法中利用纤维增强的塑料包覆注射。

在锭子下部1的端部处设置了以柱形开口16为形式的用于锭子上部的接收部。该柱形开口16具有在29mm至30mm的长度L上的17mm至18mm的直径D。从柱形开口16出发，沿着纵轴线5的方向跟随一包入的传感器板13。该传感器板13是由钢制成的环形构造的片，其不可改变地包入到锭子下部1的空心体6中。传感器板13用于相对于锭子脚或者锭子座来确定锭子下部1在纵轴线5上的位置。借助于该位置确定能够实现主动的磁性的轴向轴承的调节。此外，在空心体6中包入由铁磁性材料制成的第一空心柱7，其将用于马达的磁体2保持住。空心柱7与磁体2在此情况下形成马达的用于驱动锭子下部1的转子。空心柱7的背离纵轴线5的表面9设有一结构用于表面增大。这有助于更好的连接且因此有助于空心柱7在空心体6中的抗相对转动的锚固。

同样地，与纵轴线5同心地在空心体6中设置以环为形式的用于轴向轴承的第二磁体3。与磁体3邻接地在面向磁体2的一侧安装由不导磁的材料制成的环片11。该环片11用于在制造过程中保持磁体3。

此外，在空心体6中包入第二空心柱8。类似于第一空心柱7，第二空心柱8的背离纵轴线5的表面9也设有一结构用于表面增大。第二空心柱8承载两个环形的磁体元件4a、4b，它们共同形成用于径向轴承的磁体4。空心柱8不是必须由铁磁性材料制成并且仅用于保持环形的磁体元件4a、4b。同样地在空心柱8中保持有塑料环12。该塑料环用作紧急轴承，从而在磁性的径向轴承失灵的情况下锭子下部1不或仅很小地从纵轴线5偏离开。

在空心体6的壁部中沿着纵轴线5的方向设置凹陷部15。所述凹陷部15在与纵轴线5同心布置的直径上构造成圆形的穿孔。围绕纵轴线均匀分布地布置十八个这种类型的凹陷部15。所述凹陷部15在平衡过程中使用。通过单独的凹陷部15的不同的填充，可以平衡由锭子下部1的制造所产生的不平衡。

附图标记列表

1 锭子下部

2 第一磁体

3 第二磁体

4 第三磁体

4a、4b 磁体元件

5 纵轴线

6 空心体

7 第一空心柱

8 第二空心柱

9 第一空心柱的表面

10 第二空心柱的表面

11 环片

12 塑料环

13 传感器板

15 凹陷部

16 柱形开口

17 轴承座

20 锭子上部

21 锭子座

22 锭子脚

23 定子

24 转子

25 锭子

26 径向轴承

27 磁性的轴向轴承

28 接收部

29 磁性的径向轴承

D 柱形开口的直径

L 柱形开口的长度。