[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Spinnvorrichtung einer Rotorspinnmaschine,
wobei ein Spinnrotor mit einer Rotortasse und einem Rotorschaft durch einen elektrischen
Einzelantrieb, der in einem Antriebsgehäuse angeordnet ist, in Rotation versetzt wird
und der elektrische Einzelantrieb dazu in Wirkverbindung mit dem Rotorschaft steht,
der Rotorschaft mittels einer Magnetlageranordnung, die ebenfalls in dem Antriebsgehäuse
angeordnet ist, abgestützt wird, ein Rotorgehäuse, in dem die Rotortasse angeordnet
ist, während des Spinnbetriebes mit Unterdruck beaufschlagt wird und sich der Rotorschaft
durch eine Verbindungsöffnung zwischen dem Antriebsgehäuse und dem Rotorgehäuse erstreckt.
Die Erfindung betrifft ferner eine Rotorspinnmaschine mit einer Vielzahl von Spinnstellen,
die jeweils eine Spinnvorrichtung aufweisen. Die Erfindung betrifft ebenfalls die
Spinnvorrichtung selbst. Die Spinnvorrichtung weist einen Spinnrotor mit einer Rotortasse
und einem Rotorschaft, einen elektrischen Einzelantrieb, der dazu ausgebildet ist,
den Spinnrotor in Rotation zu versetzen und dazu mit dem Rotorschaft in Wirkverbindung
steht, eine Magnetlageranordnung zur Abstützung des Rotorschaftes, ein Rotorgehäuse,
das mit Unterdruck beaufschlagbar ist und in dem die Rotortasse angeordnet ist, eine
Verbindungsöffnung zwischen dem Antriebsgehäuse und dem Rotorgehäuse, durch die sich
der Rotorschaft erstreckt, ein Antriebsgehäuse, in dem der elektrische Einzelantrieb
und die Magnet-lageranordnung angeordnet ist und das einen Lufteinlass zur Zuführung
von Druckluft in das Antriebsgehäuse besitzt, auf. Die Rotorspinnmaschine weist eine
Druckluftquelle, die mit dem Lufteinlass verbunden ist, und eine Steuereinrichtung
zur Ansteuerung der Druckluftquelle auf.
[0002] Die
EP 0 972 868 A2 offenbart einen elektrischen Einzelantrieb für eine Spinnvorrichtung. Der Spinnrotor
ist mit seinem Rotorschaft in einer Magnetlageranordnung berührungslos abgestützt.
Ein die Rotortasse des Spinnrotors umgebendes Rotorgehäuse steht mit einer Unterdruckquelle
in Verbindung, um den im Rotorgehäuse notwendigen Unterdruck zu erzeugen und aufrecht
zu erhalten.
[0003] Das Rotorgehäuse ist während des Spinnprozesses mittels eines schwenkbar gelagerten
Deckelelementes verschlossen. Die Magnetlageranordnung ist ihrerseits in einem Antriebsgehäuse
untergebracht, das sich an das Rotorgehäuse anschließt. Das Antriebsgehäuse und das
Rotorgehäuse stehen über eine Öffnung miteinander in Verbindung, durch die sich der
Rotorschaft erstreckt. Das Rotorgehäuse und das Antriebsgehäuse sind gemeinsam nach
außen hin abgedichtet. Dadurch wird zum einen die durch den Druckausgleich zwischen
dem Rotorgehäuse und dem Antriebsgehäuse entstehende Verlustleistung der Unterdruckquelle
verringert. Zum anderen soll durch die Abdichtung des Antriebsgehäuses der Einzelantrieb
und die Magnetlageranordnung gegen Verschmutzung aus der Umgebung der Spinnmaschine
geschützt werden. Durch die gemeinsame Abdichtung herrscht während des Spinnprozesses
auch im Antriebsgehäuse ein Unterdruck. Nachdem der Druck ausgeglichen ist, entsteht
hinter der Rotortasse im Bereich des Rotorschaftes keine Luftströmung, so dass sich
an dieser Stelle während des Spinnbetriebes Staub und/oder Fasermaterial ablagert.
[0004] Der im Rotorgehäuse und im Antriebsgehäuse während des Spinnprozesses herrschende
Unterdruck wird bei einer Unterbrechung des Spinnprozesses durch das Öffnen des Rotorgehäuses
ausgeglichen. Dies führt jedoch dazu, dass Staub und/oder Fasermaterial, welches sich
während des Spinnbetriebes hinter der Rotortasse im Bereich des Rotorschaftes ablagert,
aufgrund des stattfindenden Druckausgleiches durch den nicht abgedichteten Ringspalt
zwischen Rotortasse und Magnetlagerung in das Antriebsgehäuse eingesogen werden. Diese
Verunreinigungen lagern sich dann in dem Antrieb ab. Solche Verunreinigungen sind
in Verbindung mit Magnetlageranordnungen besonders kritisch, da sie sich in den Lagerluftspalten
ablagern, wodurch sich der Lagerluftspalt stetig verkleinert. Die Verringerung des
Lagerluftspaltes führt letztlich zum Versagen des gesamten Antriebes, da der erforderliche
Ausgleich der Axialbewegung des Rotorschaftes durch eine entsprechende Regelung, wie
beispielsweise eine Nullstromregelung, mit zunehmender Verschmutzung nicht mehr möglich
ist.
[0005] Deshalb wurde bereits in der gattungsbildenden
DE 10 2006 045 589 A1 vorgeschlagen, bei einer Unterbrechung des Spinnprozesses vor dem Öffnen des Rotorgehäuses
im Antriebsgehäuse durch Zuführung von Druckluft einen Druckausgleich zumindest an
den Umgebungsdruck durchzuführen. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass beim Öffnen
des Rotorgehäuses Staub und/oder Fasermaterial nicht in das Antriebsgehäuse eingesogen
werden. Auf diese Weise ist es jedoch nicht möglich, zu verhindern, dass sich während
des Spinnprozesses hinter der Rotortasse im Bereich des Rotorschaftes Staub und/oder
Fasermaterial ablagern. Dies kann nicht erst beim Öffnen des Rotorgehäuses bei einer
Unterbrechung des Spinnbetriebes zu Problemen führen, sondern bereits während des
Spinnprozesses. Bei einem entsprechenden Volumen des Staubs und/oder Fasermaterials
gelangt dieses auch ohne eine entsprechende Luftbewegung aus dem Rotorgehäuse in das
Antriebsgehäuse und führt zu den oben erläuterten Problemen.
[0006] Staub und/oder Fasermaterial kann jedoch nicht nur durch die Verbindungsöffnung zwischen
Antriebsgehäuse und Rotorgehäuse eindringen. Selbst wenn das Antriebsgehäuse entsprechend
abgedichtet ist, können an Übergangsstellen zwischen Gehäuseteilen Staub und Fasern
in das Antriebsgehäuse eindringen. Eine hundertprozentige Abdichtung ist nicht möglich.
Die Belastung mit Staub und Fasermaterial ist beim Betrieb der Spinnvorrichtung besonders
hoch, da beim Betrieb das verarbeitete Faserband und das gesponnene Garn bewegt werden.
[0007] Die
CH 571 582 A5 offenbart eine gattungsfremde Spinnvorrichtung. Der Spinnrotor wird einzeln mittels
einer pneumatischen Turbine angetrieben und wird mittels eines Luftlagers gelagert.
Dabei wird komprimierte Luft von einer äußeren Quelle der Turbine zugeleitet. Die
aus der Turbine austretende Luft wird via einen Kanal in das Luftlager geleitet, in
welchem die Luft mittels einer Mehrzahl von Durchlässen verteilt wird und über eine
Mehrzahl von Luftzuleitungskanälen in den Spalt zwischen Rotorwelle und einem zylindrischen,
die Rotorwelle umhüllenden Tragkörper des Lagers gelangt. Die Luft tritt über Austrittsöffnungen
kontinuierlich aus dem Lager aus. Für die Lagerung ist es erforderlich, dass die Luft
in dem Lager während des gesamten Spinnbetriebes in Bewegung ist. Der dadurch entstehende
dynamische Überdruck sorgt als Nebeneffekt dafür, dass keine staub- und/oder faserhaltige
Luft aus dem Gehäuse mit dem Spinnrotor in das Lagergehäuse eindringt. Ebenfalls um
das Eindringen von staub- und/oder fäserhaltiger Luft in das Lager zu verhindern,
ist in der Wellendurchgangsöffnung zwischen Rotorgehäuse und Lagergehäuse zusätzlich
eine Labyrinth-Dichtung angeordnet. Vorzugsweise soll dazu eine konische Labyrinth-Dichtung
verwendet werden, so dass eine schwache Strömung in das Rotorgehäuse mündet. Da die
Luft in dem Lager ständig in Bewegung sein muss, sind der Druckluftverbrauch und damit
der Energieverbrauch einer solchen Anordnung relativ hoch.
[0008] Ausgehend von der
DE 10 2006 045 589 A1 ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Eindringen von Staub- und/oder
Fasermaterial in das Antriebsgehäuse eines magnetisch gelagerten Rotors nicht nur
bei einer Spinnunterbrechung, sondern auch während des Spinnbetriebes energiesparend
zu verhindern.
[0009] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Verfahrensanspruches
1, der Rotorspinnmaschine gemäß Anspruch 2 sowie der Spinnvorrichtung gemäß Anspruch
3 gelöst.
[0010] Zur Lösung der Aufgabe wird das Antriebsgehäuse sowohl während des Spinnprozesses
als auch bei einer Unterbrechung des Spinnprozesses derart mit Druckluft beaufschlagt,
dass zumindest während des Spinnprozesses in dem Antriebsgehäuse ein statischer Überdruck
gegenüber dem Umgebungsdruck herrscht, wobei die Verbindungsöffnung mittels einer
Labyrinth-Dichtung abgedichtet ist.
[0011] Erfindungsgemäß wird das Antriebsgehäuse nicht nur bei einer Spinnunterbrechung,
sondern auch während des Spinnprozesses mit Druckluft beaufschlagt. Der dadurch entstehende
Überdruck im Antriebsgehäuse verhindert sicher ein Eindringen von Schmutz und Fasermaterial
in das Antriebsgehäuse. Um zu verhindern, dass durch die Verbindungsöffnung zwischen
dem Antriebsgehäuse und dem Rotorgehäuse übermäßig Luft entweicht, ist die Verbindungsöffnung
mittels einer Labyrinth-Dichtung abgedichtet. Labyrinth-Dichtungen sind im Stand der
Technik im Prinzip bekannt. Es handelt sich um eine berührungsfreie Wellendichtung,
so dass auch bei hohen Drehzahlen kein Verschleiß durch Reibung entsteht. Die Dichtwirkung
beruht auf strömungstechnischen Effekten durch die Verlängerung des abzudichtenden
Spaltes. Die Dichtwirkung hängt dabei von der Drehzahl der Welle ab. Eine weitestgehende
Abdichtung wird bei rotierender Welle erreicht. Bei einer stehenden Welle ist die
Dichtwirkung gering. Im Spinnbetrieb mit rotierendem Spinnrotor wird das Antriebsgehäuse
gegenüber dem Rotorgehäuse also zuverlässig abgedichtet. Somit entweicht im Wesentlichen
keine Luft aus dem Antriebsgehäuse. Im Antriebsgehäuse herrscht somit ein statischer
Überdruck. Der Energieverbrauch für die Druckluftbeaufschlagung ist deshalb gering.
Bei einer Spinnunterbrechung und damit stehendem Rotor lässt die Dichtwirkung der
Labyrinth-Dichtung nach. Damit strömt Luft durch die Verbindungsöffnung von dem Antriebsgehäuse
in das Rotorgehäuse. Faserreste, die sich möglicherweise in dem Rotorgehäuse im Bereich
hinter der Rotortasse angesammelt haben, werden ausgeblasen und können von der Unterdruckversorgung
des Rotorgehäuses abgesaugt werden.
[0012] Zur Lösung der Aufgabe wird ferner eine Rotorspinnmaschine mit einer Spinnvorrichtung
vorgeschlagen, bei der zwischen der Verbindungsöffnung und dem Rotorschaft eine Labyrinth-Dichtung
angeordnet ist und bei der die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, die Druckluftquelle
so anzusteuern, dass das Antriebsgehäuse sowohl während des Spinnprozesses als auch
bei einer Unterbrechung des Spinnprozesses derart mit Druckluft beaufschlagt wird,
dass zumindest während des Spinnprozesses in dem Antriebsgehäuse ein statischer Überdruck
gegenüber dem Umgebungsdruck herrscht.
[0013] Die Erfindung betrifft ferner die Spinnvorrichtung, bei der zwischen der Verbindungsöffnung
und dem Rotorschaft eine Labyrinth-Dichtung angeordnet ist.
[0014] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
[0015] Es zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Ansicht einer Spinnstelle einer Rotorspinnmaschine
- Fig. 2
- eine Schnittansicht des vorderen Teiles eines einen Spinnrotor und dessen Antrieb
umgebenden Gehäuses.
[0016] In Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer Spinnstelle 1 einer Rotorspinnmaschine
dargestellt. Die Steuereinrichtung 4 dient der Steuerung des Spinnprozesses an der
Spinnstelle 1.
[0017] Die an der Spinnstelle 1 angeordnete Spinnvorrichtung 3 umfasst, wie in Figur 2 dargestellt,
einen Spinnrotor 16, dessen Spinntasse 10 mit hoher Drehzahl in einem Rotorgehäuse
9 umläuft. Der Antrieb des Spinnrotors 16 erfolgt durch einen elektrischen Einzelantrieb
20. Der Spinnrotor 16 ist mit seinem als Läufer 11 des Einzelantriebes 20 ausgeführten
Rotorschaftes sowohl radial als auch axial in einer magnetischen Lagerung 21 berührungslos
gelagert. Das Rotorgehäuse 9 ist während des Spinnvorgangs durch ein schwenkbar gelagertes
Deckelelement 14 verschlossen. Das Deckelelement 14 und das Rotorgehäuse 9 weisen
zum Öffnen und Schließen eine Verriegelungsvorrichtung auf, die sowohl durch ein Serviceaggregat
als auch das Bedienpersonal betätigbar ist.
[0018] Die Darstellung in Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht des Rotorgehäuses 9, das Bestandteil
der Spinneinrichtung 3 ist.
[0019] Der einzelmotorisch angetriebene Spinnrotor 16 umfasst eine Rotortasse 10, die an
einem als Läufer 11 des einzelmotorischen Antriebs 20 ausgebildeten Rotorschaft angeordnet
ist. Der Läufer 11 ist radial und axial berührungslos in einer Magnetlageranordnung
21 gelagert. In der Fig. 2 ist die Magnetlagerung 21 nur angedeutet. Es sind ein am
Stator des Einzelantriebes befestigter Magnetring 22 mit einer Dämpfungswicklung 23
und ein mit dem Rotorschaft 11 rotierender Magnetring 24 dargestellt. Die Magnetlagerung
21 weist außerdem am hinteren Ende des Rotorschafts eine vergleichbare, hier nicht
dargestellte Anordnung auf. Weitere Einzelheiten einer berührungslosen Spinnrotorlagerung
und auch des elektrischen Einzelantriebes sind zum Beispiel der
DE 198 19 767 A1 oder der eingangs genannten
EP 0 972 868 A2 entnehmbar.
[0020] An das Rotorgehäuse 9 schließt sich ein Antriebsgehäuse 15 an, das mit dem Rotorgehäuse
9 verbunden ist. Das Antriebsgehäuse 15 umgibt die Magnetlageranordnung sowie den
Läufer 11, der sich durch eine Verbindungsöffnung 17 zwischen dem Antriebs- und dem
Rotorgehäuse in das Innere des Rotorgehäuses 9 erstreckt, um die Rotortasse 10 aufzunehmen.
Eine Labyrinth-Dichtung 18 dichtet die Verbindungsöffnung 17 ab. Die Labyrinth-Dichtung
18 ist dazu im Bereich des Ringspaltes zwischen dem Rotorschaft 11 und der Verbindungsöffnung
17 angeordnet.
[0021] Das Antriebsgehäuse 15 ist mit den Lufteinlass 12 versehen, der in ein im Wesentlichen
ringförmiges Stauvolumen 13 mündet. Der Lufteinlass 12 ist über eine Zuleitung 7 mit
einer Druckluftquelle 6 verbunden. Die Druckluftquelle 6 steht ihrerseits über eine
Steuerleitung 8 mit der Steuereinrichtung 4 in Verbindung und ist über diese ansteuerbar.
In dem darstellten Ausführungsbeispiel wird die Druckluftquelle 6 von der gleichen
Steuereinrichtung 4 angesteuert wie der Spinnprozess an der Spinnstelle 1. Alternativ
kann die Druckluftquelle 6 aber auch von einer eigenen oder von einer zentralen Steuereinrichtung
angesteuert werden. Zur Einstellung der Druckluft der Druckluftquelle 6 kann sich
die Steuereinrichtung 4 beispielsweise eines nicht dargestellten Ventils bedienen.
[0022] Während des Spinnprozesses ist das Deckelelement 14 geschlossen und das Rotorgehäuse
9 wird mittels einer nicht dargestellten Unterdruckquelle mit Unterdruck beaufschlagt.
Gleichzeitig wird die Druckluftquelle 6 von der Steuereinrichtung 4 so angesteuert,
dass das Antriebsgehäuse 15 mit Druckluft beaufschlagt wird. Die Druckluft ist dabei
so eingestellt, dass in dem Antriebsgehäuse 15 nicht nur ein Überdruck gegenüber dem
Luftdruck im Rotorgehäuse 9 herrscht, sondern es wird in dem Antriebsgehäuse 15 ein
Überdruck gegenüber dem Umgebungsdruck erzeugt. Die Luft in der Umgebung von Textilmaschinen
ist normalerweise stark mit Staub und Faserflug belastet. Durch den Überdruck wird
verhindert, dass Staub und/oder Faserflug in das Antriebsgehäuse 15 eindringen kann.
Die Labyrinth-Dichtung 18 verhindert, solange sich der Spinnrotor dreht, dass ein
Druckausgleich zwischen dem Rotorgehäuse 9 in dem Antriebsgehäuse 15 stattfindet.
In dem Antriebsgehäuse 15 findet somit keine nennenswerte Luftbewegung statt. Somit
herrscht im Antriebsgehäuse ein im Wesentlichen statischer Überdruck. Der Energieverbrauch
für die Druckluftbereitstellung ist damit gering. Erst bei einer Spinnunterbrechung,
wenn der Spinnrotor 16 zum Stillstand kommt, lässt die Dichtwirkung der Labyrinth-Dichtung
18 nach. Es kommt damit durch die Verbindungsöffnung 17 zu einem Druckausgleich zwischen
dem Antriebsgehäuse 15 und dem Rotorgehäuse 9. Der Luftstrom von dem Antriebsgehäuse
15 zum Rotorgehäuse 9 verhindert, dass Staub oder Faserreste aus dem Rotorgehäuse
9 in das Antriebsgehäuse 15 eindringen. Die zugeführte Druckluft braucht in diesem
Stadium nicht unbedingt erhöht zu werden. Wenn man die Druckluftzufuhr konstant hält,
nimmt der statische Druck in dem Antriebsgehäuse 15 zugunsten des dynamischen Druckes
ab. Alternativ kann die Druckluftzufuhr erhöht und der statische Druck in dem Antriebsgehäuse
konstant gehalten werden. Spinnunterbrechungen sind in der Regel kurz, so dass der
Energieverbrauch nicht wesentlich erhöht wird.
1. Verfahren zum Betreiben einer Spinnvorrichtung (3) einer Rotorspinnmaschine, wobei
ein Spinnrotor (16) mit einer Rotortasse (10) und einem Rotorschaft (11) durch einen
elektrischen Einzelantrieb (20), der in einem Antriebsgehäuse (15) angeordnet ist,
in Rotation versetzt wird und der elektrische Einzelantrieb (20) dazu in Wirkverbindung
mit dem Rotorschaft (11) steht, wobei der Rotorschaft (11) mittels einer Magnetlageranordnung
(21), die ebenfalls in dem Antriebsgehäuse (15) angeordnet ist, abgestützt wird, ein
Rotorgehäuse (9), in dem die Rotortasse (10) angeordnet ist, während des Spinnbetriebes
mit Unterdruck beaufschlagt wird und sich der Rotorschaft durch eine Verbindungsöffnung
(17) zwischen dem Antriebsgehäuse (15) und dem Rotorgehäuse (9) erstreckt,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Antriebsgehäuse (15) sowohl während des Spinnprozesses als auch bei einer Unterbrechung
des Spinnprozesses derart mit Druckluft beaufschlagt wird, dass zumindest während
des Spinnprozesses in dem Antriebsgehäuse (15) ein statischer Überdruck gegenüber
dem Umgebungsdruck herrscht, wobei die Verbindungsöffnung (17) mittels einer Labyrinth-Dichtung
(18) abgedichtet ist.
2. Rotorspinnmaschine mit einer Vielzahl von Spinnstellen (1), die jeweils eine Spinnvorrichtung
(3) aufweisen, die Spinnvorrichtung (3) aufweisend
- einen Spinnrotor (16) mit einer Rotortasse (10) und einem Rotorschaft (11),
- einen elektrischen Einzelantrieb (20), der dazu ausgebildet ist, den Spinnrotor
(16) in Rotation zu versetzen und dazu mit dem Rotorschaft (11) in Wirkverbindung
steht,
- eine Magnetlageranordnung (21) zur Abstützung des Rotorschaftes (11),
- ein Rotorgehäuse (15), das mit Unterdruck beaufschlagbar ist und in dem die Rotortasse
(10) angeordnet ist,
- ein Antriebsgehäuse (15), in dem der elektrische Einzelantrieb (20) und die Magnetlageranordnung
(21) angeordnet ist und das einen Lufteinlass (12) zur Zuführung von Druckluft in
das Antriebsgehäuse (15) aufweist,
- eine Verbindungsöffnung (17) zwischen dem Antriebsgehäuse (15) und dem Rotorgehäuse
(9), durch die sich der Rotorschaft (11) erstreckt, wobei die Rotorspinnmaschine eine
Druckluftquelle (6), die mit dem Lufteinlass (12) verbunden ist,
und eine Steuereinrichtung (4) zur Ansteuerung der Druckluftquelle (6) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen der Verbindungsöffnung (17) und dem Rotorschaft (11) eine Labyrinth-Dichtung
(18) angeordnet ist und
dass die Steuereinrichtung (4) dazu ausgebildet ist, die Druckluftquelle (6) so anzusteuem,
dass das Antriebsgehäuse (15) sowohl während des Spinnprozesses als auch bei einer
Unterbrechung des Spinnprozesses derart mit Druckluft beaufschlagt wird, dass zumindest
während des Spinnprozesses in dem Antriebsgehäuse (15) ein statischer Überdruck gegenüber
dem Umgebungsdruck herrscht.
3. Spinnvorrichtung (3) für eine Rotorspinnmaschine aufweisend
- einen Spinnrotor (16) mit einer Rotortasse (10) und einem Rotorschaft (11),
- einen elektrischen Einzelantrieb (20), der dazu ausgebildet ist, den Spinnrotor
(16) in Rotation zu versetzen und dazu mit dem Rotorschaft (11) in Wirkverbindung
steht,
- eine Magnetlageranordnung (21) zur Abstützung des Rotorschaftes (11),
- ein Rotorgehäuse (9), das mit Unterdruck beaufschlagbar ist und in dem die Rotortasse
(10) angeordnet ist,
- ein Antriebsgehäuse (15), in dem der elektrische Einzelantrieb (20) und die Magnetlageranordnung
(21) angeordnet ist und das einen Lufteinlass (12) zur Zuführung von Druckluft in
das Antriebsgehäuse (15) aufweist,
- eine Verbindungsöffnung (17) zwischen dem Antriebsgehäuse (15) und dem Rotorgehäuse
(9), durch die sich der Rotorschaft (11) erstreckt,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen der Verbindungsöffnung (17) und dem Rotorschaft (11) eine Labyrinth-Dichtung
(18) angeordnet ist.