带有一可装支撑锭帽的自由端纺纱杯 【技术领域】
本发明涉及一种自由端纺纱杯，其具有一轴，在该轴的自由端上可装上一支撑锭帽，本发明还涉及一种在此应用的支撑锭帽。背景技术
在一种公知的纺纱杯轴(DE4020411A1)中，在该轴的自由端的一个轴肩或一个支柱上可装上一支撑锭帽。在纺纱杯运转时，支撑锭帽将该自由端压在一球上，支撑锭帽的旋转驱动该球，从而将润滑介质槽中的润滑介质加入球面与支撑锭帽面之间。轴颈的外表面用作对中和对正支撑锭帽的引导面，轴颈坐入支撑锭帽的深度超过整个支撑锭帽深度的一半。同时，轴颈的外圆周面与支撑锭帽的内表面构成一种压配合，因此，支撑锭帽必须压在纺纱杯轴的自由端的轴颈上。由于这种压配合，在轴颈进入时，支撑锭帽中的空气的容积被压缩。为了能够将轴颈插入到理想的压入深度，支撑锭帽中的孔比轴颈的高度要大，因此，已经有了一个用于接收压缩的空气地死容积。支撑锭帽的支撑面由于支撑在球上而受到磨损，因此，支撑锭帽应该可以克服压配合进行更换，所以，只要磨损一变大，就将支撑锭帽与纺纱杯轴分开，并换上一个新的。当采用陶瓷材料作为支撑锭帽的材料时，由于材料的脆性及径向作用的压配合，存在着支撑锭帽的套筒在压入时破裂的危险。而且，由于支撑锭帽与轴颈之间的温度梯度和不同的热膨胀系数，在纺纱杯轴和支撑锭帽运转并受热时，套筒上会出现撕裂，支撑锭帽也会出现劈开。此外，纺纱杯轴上出现的振动(例如由于支撑锭帽与支撑球之间的撞击而引起的)会使所述压配合松动，再加上死容积中的热压缩空气还会导致支撑锭帽脱套。最后，这种径向压配合要求支撑锭帽的壁厚较大，因此，其直径也大。这样，通过球从润滑介质储存处施加到支撑锭帽上的润滑介质就会具有较大的离心力，并因此而具有较大的从支撑锭帽上甩开的速度，所以，润滑介质散布到轴向止推轴承周围很大的范围内。如上所述，在采用这种支撑锭帽时，支撑锭帽与纺纱杯轴的对正是通过轴向延伸的引导或对正面实现的，这在实现了径向上有效的压配合时才能导致一种有效的对正，而这种径向上的有效的压配合是与上述问题相联的。发明内容
因此，本发明的任务是提供一种带有支撑锭帽的自由端纺纱杯，以及一种支撑锭帽，以及制造该支撑锭帽的方法，其中支撑锭帽或自由端纺纱杯的对正即简便又可靠，不会出现上述缺陷。
这一任务通过权利要求1、3、17、19和20的特征部分完成的。
在一种具有权利要求1的前序部分的特征的自由端纺纱杯中，在纺纱杯轴方面规定一个前侧对正面，在支撑锭帽方面规定一个相对的前侧对正面，以便将支撑锭帽的支撑面与纺纱杯轴线对正。两个平面彼此平行，其中的一个是纺纱杯轴的轴线垂直面，另一个是支撑锭帽的轴线的垂直面。由于两平面平行取向，所以两个轴线至少平行取向。这样就保证了在平面的支撑面的情况下无需支撑锭帽也可以使支撑球与纺纱杯轴之间的距离保持稳定。因此而避免了由于周向的失调而引起的轴向振动。
在此，对正面通常为一个与一相应的相对对正面对正的面，这两个面平行。对正面与相对的对正面可以直接接触，或者例如使对正面带有一中间层来达到平行取向，例如借助于一种粘合剂，该粘合剂在两层中间均匀分布。
由于在偏心支撑(有意调整出的偏心或者由于调整误差而形成的偏心)的情况下，球在支撑锭帽的支撑面上的接触点不是在轴线上，而是偏离轴线，所以，轴向止推轴承的球在支撑锭帽的面上的一个圆上运行。如果在将支撑锭帽固定在纺纱杯轴上后，支撑锭帽的轴线倾斜于纺纱杯轴线，在旋转过程中，球与纺纱杯轴之间的距离发生变化。由于高速的旋转和沿球的方向作用在纺纱杯上的轴向推力，支撑锭帽的支撑面出现一种相对于球的上表面的冲孔式提升和安装。为了避免这种不平衡，必须使支撑锭帽的旋转轴线与纺纱杯轴旋转轴线平行取向。与这种不平衡相比，由于支撑锭帽在纺纱杯轴上的径向失调而引起的径向不平衡不是很大，因为支撑锭帽的直径很小，整个纺纱杯的径向不平衡力矩也成比例地很小。
此外，不需要一个轴向延伸的对正面，该对正面需要有一个轴向作用的压配合。在此，支撑锭帽的套筒可以很薄，这样使润滑材料的泄漏减至最少，并可以不出现支撑锭帽的损坏和爆裂。
在一有利的实施形式中规定，支撑锭帽上的凹入深度可以等于或小于支撑锭帽整个高度的一半。通过前侧的和/或倾斜的对正面的对正，不必为取向而采用径向延伸的支撑锭帽内表面或轴颈外表面。此外，支撑锭帽在轴端上所需的径向支撑非常小，因此，纺纱杯轴只需嵌入支撑锭帽中很少。由于凹入支撑锭帽中的深度很小，所以，支撑锭帽很容易制造。
由于所需的径向作用的压配合很小，所以可以在纺纱杯轴的轴颈的外表面与支撑锭帽的内表面之间留有一个间隙，因此，制造时尺寸精度要求较低。此外，由于轴颈的外表面与支撑锭帽的内表面之间的间隙，通过轴颈从支撑锭帽排出的空气很容易泄漏。空气体积的压缩及空气受热膨胀不会出现。
替代或附加于纺纱杯轴的前侧对正面，规定一个倾斜的对正面，其在将支撑锭帽安装在纺纱杯轴的轴端时与支撑锭帽的中心面相对。通过纺纱杯轴与支撑锭帽的彼此对正的倾斜，也会使支撑锭帽的旋转轴与纺纱杯轴的旋转轴彼此平行，所以也会形成上述支撑锭帽的支撑面与轴向止推轴承的对正。同时，通过倾斜并旋转对称的中心或对正面(例如球或圆锥或平截头圆锥面)，支撑锭帽与纺纱杯轴共轴对正。这样，将径向不平衡减至最小或者消除。
在一特别有利的实施形式中，将例如一轴颈的前表面用作对正面，该轴颈位于作为相对对正面的支撑锭帽的底部之上。在此，用于对正的面非常大，而围绕着轴颈的支撑锭帽的壁可以保持非常薄。
对正面倾斜大约45°，这样，在采用一种粘合剂将支撑锭帽粘合在纺纱杯轴上时，会达到一种非常稳定的粘合效果。在此，支撑锭帽的轴向或径向负荷不仅垂直于粘合面，而且还在一个与此平行的方向上，在剪切方向上的粘合连接特别稳定。在此，采用一种粘合剂来将支撑锭帽固定在纺纱杯轴上是一种特别迅速并且成本合理的固定方式。在此，不必提供粘合的可拆性，因为纺纱杯盘或纺纱杯轴的磨损通常发生在支撑锭帽的磨损区域内，因此，纺纱杯优选整体更换。
如果采用一种硬化后具有弹性特征的粘合剂作为粘合介质，则支撑锭帽与纺纱杯轴之间的粘合剂起到减震件的作用，其有助于支撑的减震。于是，纺纱杯轴的振动不会直接将其全部脉动传递到用于轴向支撑的球上。因此，支撑件的支撑面和球的上表面的损坏较小，这种轴向支撑的寿命得到了提高。
如果支撑锭帽的对正面是平的，支撑锭帽的对正面就足以单独与纺纱杯轴的端部对正。在此，无需共轴对正，在支撑锭帽容易轴向失调的情况下，纺纱杯轴总是在一个平面内沿着支撑球运动。对径向尺寸的尺寸精度的要求和将支撑锭帽安装在纺纱杯轴上时的径向失调都是很小的。
通过在纺纱杯轴上设置一个排气通路并/或在支撑锭帽上设置一个排气通道，在将支撑锭帽安装在纺纱杯轴上时很容易使被轴颈或纺纱杯的一螺栓端压缩到锭帽中的空气逸出。这样就防止了空气封闭在支撑锭帽中。在此，绝不能有死容积，通过螺栓排出的支撑锭帽内的空气会压入到此死容积中，也不能有振动时会导致支撑锭帽裂开的压缩空气。当采用粘合剂作为将支撑锭帽固定在纺纱杯轴的固定介质时，可以使过剩的粘合剂从排气通路和/或排气通道中逸出。因此，在两对正面之间只要很薄的一层粘合剂层，所以，两面的对正可以很精确。
一种替换是，可以在轴颈的外表面与支撑锭帽的内表面之间设置一个间隙，通过该间隙排气，因为固定支撑锭帽无需压配合。
按照权利要求17规定了一个用于安装在自由端纺纱机的一纺纱杯轴上的支撑锭帽。该支撑锭帽具有一个用于将该支撑锭帽关于纺纱杯轴和/或一倾斜的对中面对正的相对对正面，通过该对正面，支撑锭帽可以与纺纱杯轴上的一倾斜的对正面对正。这样，可以在安装到纺纱杯轴上时将支撑锭帽迅速而又简单地对正。这样，这种支撑锭帽就实现了上述优点。
按照权利要求19的用于制造一自由端纺纱杯的方法，在将支撑锭帽固定在纺纱杯轴上前，先在该轴上形成一硬材料层。这样，纺纱杯轴的加工和制造对支撑锭帽本身和将其在纺纱杯轴上安装都不会造成太大的影响。当在纺纱杯轴上形成硬材料层后(例如)，对该轴进行退火处理，这样，在后面进行的支撑锭帽的固定步骤上不会产生付作用。
与此相反，在权利要求20的方法中，先将支撑锭帽固定在纺纱杯轴上，然后才在轴上形成一硬材料层。在此，支撑锭帽安装在未处理过的轴上，因此，在制造坯料时所达到的尺寸精度在将支撑锭帽固定并对正在纺纱杯轴上时仍然不变。由于纺纱杯轴的涂层的不均匀而引起的精度的变化对于支撑锭帽不起作用，因为支撑锭帽在涂层时已经安装在纺纱杯轴上。在涂层工艺中或其后进行退火处理，这样，通过退火工艺还可以同时使所施加的粘合剂硬化，从而减少制造时间和成本。
如果支撑锭帽借助于粘合介质固定在纺纱杯轴上，则粘合介质涂敷在支撑锭帽的底部和/或纺纱杯轴的前侧。如果将纺纱杯轴的轴肩引入支撑锭帽中，则在通过该轴肩排出粘合介质之前首先将空气完全排出。这样，就避免了将空气封闭在纺纱杯轴与支撑锭帽之间，因此，粘合介质均匀地润湿了粘合层，并避免了在纺纱杯运行时在一空腔中的热空气建立压力。
下面结合附图描述发明。附图说明
图1是与一纺纱杯盘相对的纺纱杯轴的自由端。
图2是一个带有球状支撑面的磨损锭帽的第一实施例。
图3是带有一支撑面的一磨损锭帽的第二实施例。
图4A和4B是磨损锭帽及磨损锭帽装在其上的纺纱杯轴的端部的第三实施例。
图5A和5B磨损锭帽及磨损锭帽装在其上的纺纱杯轴的端部的第四实施例。具体实施方式
图1示出一自由端纺纱机的纺纱杯的轴1的自由端部。纺纱杯轴1的自由端位于与纺纱杯相对一侧，其具有一轴径逐渐减小的圆锥形部分2、一圆柱形部分3和一轴径状部分4。圆柱形部分3具有一前侧滚边5，其用作一磨损锭帽7a，b，c，d的止挡或对正面。此外，轴径状部分4具有一平面的前侧6，其也用作磨损锭帽的对正或止挡面。
磨损锭帽7a的第一实施例在图2中示出。磨损锭帽7a的外经相当于圆柱部分3的外径，轴1的轴径状部分4可以完全插入磨损锭帽7a的基本上圆柱状的凹入部分8。其背侧，即，磨损锭帽7a的环形前侧9用作滚边5的止挡或对正面的相对面。圆柱状凹入部分8的底部10构成轴径状部分4的前侧6的相对面。
在此，磨损锭帽7a与纺纱杯轴1的轴平行对止通过面5相对于面9的止挡或对正及面10相对于面6的对正或止挡实现的。一种替换是，磨损锭帽7a的对正只通过面10与6相互对正或面9与5的相对对正实现的。
磨损锭帽7a的前侧为一个球形的支撑面11a，其顶在轴向止推轴承的一可自由旋转的球上。在DE4020411A1的图1中示出了一个这样的球的例子，该文献的图1和2中还示出了一个相应的纺纱杯轴的轴承。
如果不另有说明，在下面的描述中，磨损锭帽7b、7c、7d对应于第二、第三、第四实施例中的纺纱杯轴，而磨损锭帽7a对应于第一实施例中的纺纱杯轴1。相同的或相同作用的部件用相同的标号表示。
图3示出第二实施例的磨损锭帽7b，其前侧支承面11b是平的。轴向止推轴承的球的与纺纱杯轴1的接触点之间的距离保持不变，与纺纱杯轴的转速无关，与可能出现的磨损锭帽7b相对于轴1的径向失调(即，磨损锭帽的轴与纺纱杯轴1虽然平行，但并非共轴的调整)也无关。
磨损锭帽7a、7b和下面将要描述的磨损锭帽7c、7d借助于粘合剂安装在纺纱杯轴1的自由端上。为此，将粘合剂涂覆在磨损锭帽的底部10并/或涂覆在轴径状部分4的前侧。在将轴径状部分4插入凹入部分8时，首先，由于在圆柱状凹入状部分的内壁与轴径状部分4的外圆周面之间留有间隙，空气从圆柱状凹入部分8排出，然后，粘合剂排出。这样，就保证了在磨损锭帽7a、7b、7c、7d加压时在面10与6、5与9之间以及轴径状部分4的外圆周面与圆柱状凹入部分8的内壁之间的空气不会滞后。
在图3中，磨损锭帽的连接和对正只是或主要在面6、10和9、5发生，轴径状部分4只要少量地插入磨损锭帽7b就足够了。如图所示，插入深度仅为磨损锭帽7b的整个高度H的三分之一。在没有进一步示出的实施形式中，T≤H/2，优选T≤H/3。
图4A、B示出磨损锭帽7c和装有磨损锭帽7c的纺纱杯轴1的自由端的第三实施例。凹入部分8b设计成磨损锭帽7c内的一六角形，因此，在将磨损锭帽7c装在轴径状部分4上后，凹入部分8b的内表面上的各点直线状地邻接在轴径状部分4的外圆周上。在八角形凹入部分8b的外棱12与轴径状部分4的外周边面之间有在轴向上延伸的空腔13，在安装磨损锭帽7c时空气可以从该空腔中排出。
图5A、B示出磨损锭帽7d的第四实施例。在该实施例中，在磨损锭帽7d中形成一个与圆柱状凹入部分8a相邻的排气通道14。在将磨损锭帽7d安装到纺纱杯轴1时，空气可以从该排气通道14中排出。