纺纱杯轴、用于主动磁支承的轴承装置和纺纱杯驱动装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及纺纱杯轴(200)、用于主动磁支承的轴承装置(100)和纺纱杯驱动装置。纺纱杯驱动装置包括这种轴承装置(100)和这种纺纱杯轴(200)的。轴承装置(100)包括至少一个可借助电子控制系统(300)被影响的用于纺纱杯轴(200)的径向主动磁轴承(110)。轴承装置的特点是，轴承装置(100)具有可借助这个或另一个电子控制系统(300)被影响的用于纺纱杯轴(200)的轴向主动磁轴承(130)。

Spinning cup shaft, bearing device for active magnetic bearing and spinning cup driving device

The invention relates to a spinning cup shaft (200), a bearing device (100) for an active magnetic bearing and a spinning cup driving device. The spinning cup driving device includes such a bearing device (100) and the spinning cup shaft (200). The bearing device (100) includes at least one radial active magnetic bearing (110) that can be affected by an electronic control system (300) for the spinning cup shaft (200). The bearing device is characterized in that the bearing device (100) has an axial active magnetic bearing (130) for spinning cup shaft (200) which can be affected by this or another electronic control system (300).

【技术实现步骤摘要】
纺纱杯轴、用于主动磁支承的轴承装置和纺纱杯驱动装置
本专利技术涉及用于气流纺纱装置的纺纱杯轴的主动磁支承的轴承装置、用于主动磁性支承在这种轴承装置中的纺纱杯轴以及包括这种轴承装置连带相应纺纱杯轴的纺纱杯驱动装置。
技术介绍
由文献DE102014104531A1公开了一种用于纺纱杯的磁轴承，其涉及径向主动磁轴承与被动磁轴向轴承的组合。在此，可以通过电机实现径向主动磁轴承部件，它除了驱动力矩外还能产生径向力以便径向定中纺纱杯的纺纱杯轴。文献DE102006030187A1和DE102007028935A1分别公开了一种用于纺纱杯磁性支承的轴承装置，包括被动磁径向轴承和轴向主动磁轴承。这种已知的磁轴承尤其对纺纱杯以达到200000转/分钟的高转速近似无磨损运行是有利的。但这种磁轴承因为纺纱杯轴的设计和相应构造遇到转速极限，其阻止与纺纱杯轴相连的纺纱杯以明显高于200000转/分钟的转速运行。另外，当前所用的被动磁径向轴承或轴向轴承决定了在相应支承方向上的低刚性，由此可能不利地影响到位置精度。被动磁轴承的特点一般是采用在永磁体之间存在的吸合力或斥力的无控制的相互作用。
技术实现思路
鉴于上述现有技术，本专利技术基于以下任务，提供一种用于气流纺纱机的纺纱杯轴的磁性支承的轴承装置、一种适用于此的纺纱杯轴以及一种纺纱杯驱动装置，借此提高纺纱杯轴的位置精度，尤其可以实现与纺纱杯轴相连的或可与之相连的纺纱杯以尤其明显高于200000转/分钟、尤其是高于220000转/分钟的很高转速运行。另外，该轴承装置应该以优选方式保证高的径向刚性和轴向刚性。该任务将通过一种具有本专利技术第一方面特征的轴承装置、一种具有根据本专利技术第七方面的纺纱杯轴和一种根据本申请第十三方面的纺纱杯驱动装置来完成。该轴承装置包括至少一个可借助电子控制系统被影响的用于待支承的纺纱杯轴的径向主动磁轴承。该径向主动磁轴承有利于轴承装置以及要由其支承的纺纱杯轴的更紧凑的结构。另一方面，可以放弃被动径向磁轴承所需要的主动阻尼以支持在运行状态不稳时的低轴承刚性。根据本专利技术的轴承装置的特点是，该轴承装置具有可借助这个或另一个电子控制系统被影响的用于纺纱杯轴的轴向主动磁轴承。该轴向主动磁轴承允许较高的轴向刚性，由此获得该纺纱杯轴或与之相连或可与之相连的纺纱杯的很精确定位。另外，该轴的轴向位移可由外力决定地例如通过纺纱负压或其波动被有目的地抵消。另外，可以与径向主动磁轴承相关地通过影响在各自轴承轴线方向上的位置因更好的穿透而获得更平稳运行，进而达到超过220000转/分钟的很高转速。按照优选方式，已经配设有径向主动磁轴承的控制系统可以被用于影响轴向主动磁轴承，由此可以节约成本、结构空间和电子装置。各自径向主动磁轴承和轴向轴承可以是可在商场获得的主动磁轴承，其被相应设计成且被用作径向轴承或轴向轴承。主动磁轴承在本专利技术意义上是指这样的电磁体作用的轴承，其借助一个或多个电磁体产生的磁力能以控制方式被影响，从而能以可调节的磁性反作用力对外界影响因素或力做出反应以便可以将待支承部件即纺纱杯轴稳定保持在期望位置上。通常，主动磁轴承配属有姿态传感器或位置传感器用于检测待支承部件的姿态或位置。轴承传感器与控制系统相连，其根据所传输的传感器信息调整电磁作用的轴承以根据需要稳定支承待支承部件。根据本专利技术的一个优选实施方式，该轴承装置配属有用于驱动纺纱杯轴的无轴承电机，其中该无轴承电机还设立作为另一个径向主动磁轴承或所述至少一个径向主动磁轴承或唯一的径向主动磁轴承。无轴承电机的特点是，其适用于非接触驱动一个部件以及非接触径向支承待驱动部件。在此，这样的无轴承电机可以具有两个定子绕组，一个用于非接触驱动，另一个用于非接触支承。或者，可以在同一个定子绕组中叠加地馈入“驱动电流”和“支承电流”。由此，该无轴承电机可以除了用于驱动力矩的力外还同时提供使待支承且待驱动的部件的平移自由度稳定化所需要的力。将无轴承电机用于气流纺纱机的轴承装置有利于纺纱杯轴沿其转动轴线的短小设计结构。由此，可以提高该纺纱杯轴的弯曲临界转速。只要纺纱杯轴长度超过此时径向主动磁轴承无法再只通过无轴承电机被可靠保证的一定值，轴承装置就尤其可具有另一个径向主动磁轴承，其例如可通过已知的径向主动磁轴承构成。根据一个优选实施方式，在该轴承装置内，该轴向主动磁轴承设置成与待支承的纺纱杯轴的横截面呈阶梯形的周面部分对置。该磁轴向轴承具有用于横截面呈阶梯形的第一周面部分的对置以产生在待支承的纺纱杯轴内沿其转动轴线取向的第一磁力作用的至少一个第一电磁体和用于横截面呈阶梯形的第二周面部分的对置以产生在待支承的纺纱杯轴内沿转动轴线与第一磁力作用方向反向的第二磁力作用的第二电磁体。与阶梯形周面部分对置的布置形式是产生轴向轴承所需的磁阻力所需要的，磁阻力的大小和方向取决于阶梯形状设计结构以及各电磁体相对于各自对应的阶梯形状的布置。所述阶梯形状的布置和设计结构如此选择，使得两个电磁体产生彼此相反的磁阻力。彼此相反的起电磁体作用的磁阻力因此在纺纱杯轴的轴向支承方向上被可控叠加，由此，沿其转动轴线或轴向支承方向作用于纺纱杯轴的电磁力的大小和方向是可调节的。这样一来，能通过适当方式对外力做出反应，该外力沿其轴向支承方向作用于该纺纱杯轴并能使其离开所述稳定的轴向位置。轴向主动磁轴承的电磁体尤其可以如此构成，各自绕组环绕适于容纳纺纱杯轴的空间。或者，电磁体的各自绕组最好能平行于转动轴线实现。这种轴向主动磁轴承设计的替代可能性有利于根据需要来设计该轴承装置。更优选地，至少所述第一或第二电磁体设置成与待支承的纺纱杯轴的轴端的横截面呈阶梯形的周面部分对置。由此，从轴向主动磁轴承起径向作用的磁力可以被用于尤其在轴端区域内支撑径向轴承。尤其优选彼此相邻地设置两个电磁体以便分别与待支承的纺纱杯轴的轴端的对应的横截面呈阶梯形的周面部分对置。为此，该径向主动磁轴承和轴向轴承可以基本上在维持紧凑布置的情况下相互磁退耦以避免相互磁性干扰。或者，所述第一和第二电磁体优选可以沿装置方向围绕该无轴承电机。而这有利于很简单的轴承装置结构。根据一个替代优选实施方式，该轴向主动磁轴承设置成与待支承的纺纱杯轴的端侧轴端对置。该轴向主动磁轴承在此具有永磁北极或永磁南极用于对所述端侧轴端施以磁力，还具有电磁体用于根据需要叠加所述磁力。此外，该轴承装置被设计成在与磁性磁力作用方向相反的方向上被磁性偏置地支承该纺纱杯轴。轴向主动磁轴承与纺纱杯轴的端侧端对置容许用于相应短地构成的纺纱杯轴的最紧凑的轴承装置。这种磁性偏置可以最简单地通过轴向错开布置径向主动磁轴承和/或用于驱动纺纱杯轴的电动机的相互对应的定子部件和转子部件来获得。根据一个替代优选实施方式，可以代替两个对置的永磁极地采用一个永磁极与一个磁通传导材料的组合，在这里，该永磁极或该轴向主动磁轴承或者该端侧轴端和该磁通传导材料相应对应于与永磁极对置的部件。由此能以成本最低的方式实现在所述轴向主动磁轴承与轴端之间的吸合力。根据另一个替代优选实施方式，该轴向主动磁轴承可以具有用于对端侧轴端施以磁力的永磁极或者用于与源于设于端侧轴端中的永磁极的磁力相互作用的磁通传导材料。另外，该轴向主动磁轴承包括用于产生叠加磁力的稳定化轴向电磁力的电磁体。所述永磁极或磁通传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于气流纺纱装置的纺纱杯轴(200)的轴承装置(100)，其中该轴承装置(100)包括能借助电子控制系统(300)被影响的、用于所述纺纱杯轴(200)的至少一个径向主动磁轴承(110)，其特征是，所述轴承装置(100)具有能借助这个电子控制系统(300)或另一个电子控制系统(300)被影响的、用于所述纺纱杯轴的轴向主动磁轴承(130)。

【技术特征摘要】
2016.04.19 DE 102016004714.31.一种用于气流纺纱装置的纺纱杯轴(200)的轴承装置(100)，其中该轴承装置(100)包括能借助电子控制系统(300)被影响的、用于所述纺纱杯轴(200)的至少一个径向主动磁轴承(110)，其特征是，所述轴承装置(100)具有能借助这个电子控制系统(300)或另一个电子控制系统(300)被影响的、用于所述纺纱杯轴的轴向主动磁轴承(130)。2.根据权利要求1所述的轴承装置(100)，其特征是，所述轴承装置(100)包括用于驱动所述纺纱杯轴(200)的无轴承电机(150)，该无轴承电机还设立为另一个径向主动磁轴承或所述至少一个径向主动磁轴承。3.根据权利要求1或2所述的轴承装置(100)，其特征是，所述轴向主动磁轴承(130)设置成与待支承的所述纺纱杯轴(200)的横截面呈阶梯形的周面部分(204,206)对置，其中所述轴向主动磁轴承(130)具有至少一个用于相对布置横截面呈阶梯形的第一周面部分(204)以产生在待支承的所述纺纱杯轴(200)内沿其转动轴线(220)取向的第一磁力作用的第一电磁体(131)和用于相对布置横截面呈阶梯形的第二周面部分(206)以产生在待支承的所述纺纱杯轴(200)内沿该转动轴线(220)与第一磁力作用方向相反取向的第二磁力作用的第二电磁体(132)。4.根据权利要求3所述的轴承装置(100)，其特征是，至少所述第一电磁体(131)或所述第二电磁体(132)设置成与待支承的所述纺纱杯轴(200)的轴端(210)的横截面呈阶梯形的周面部分(204；206)对置。5.根据权利要求1或2所述的轴承装置(100)，其特征是，所述轴向主动磁轴承(130)设置成与待支承的所述纺纱杯轴(200)的端侧轴端(210)对置，其中所述轴向主动磁轴承(130)具有用于对所述端侧轴端(210)施以磁力的永磁极(136)，或者具有用于与源自设于所述端侧轴端(210)内的永磁极(208)的磁力相互作用的磁通传导材料(135)，以及具有用于根据需要叠加磁力的电磁体(133)，其中所述轴承装置(100)被设计成在与所述磁性磁力作用方向相反的方向上磁性偏置地支承所述纺纱杯轴(200)。6.根据权利要求1或2所述的轴承装置(100)，其特征是，所述轴向主动磁轴承(130)或是具有用于对端侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：德克·布拉肯西克，M·布尔歇特，
申请(专利权)人：索若德国两合股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE