CH639435A5

CH639435A5 - Gaslager fuer schnell rotierende teile an spinn- oder zwirnmaschinen.

Info

Publication number: CH639435A5
Application number: CH497879A
Authority: CH
Inventors: Alfons Spies
Original assignee: Heidenhain Gmbh Dr Johannes
Priority date: 1978-06-24
Filing date: 1979-05-29
Publication date: 1983-11-15
Also published as: CS212321B2; DD144575A5; JPS6261689B2; GB2027133B; JPS556092A; FR2429275B1; GB2027133A; DE2827880B1; FR2429275A1; US4260205A

Description

Die Erfindung betrifft ein Gaslager für schnell rotierende Teile an Spinn- oder Zwirnmaschinen, insbesondere Spinnrotoren, Spinnringe und Spinnspindeln, mit mindestens einer Folie, die dem zu lagernden Teil vorspannungsfrei angepasst ist und einen Kegelstumpfmantel bildet.

Bisher bekannte Gaslager mit dünnen Folien als Lagerelemente benötigen neben mindestens einem radialen Folielager zwei axiale Lager. Das eine axiale Lager dient zur Aufnahme des Gewichts des Spinnrotors während des Stillstandes und in der Anlaufphase.

Während des Spinnens werden vom Faden auf den Rotor Axialkräfte nach oben hin ausgeübt, die das Gewicht des Rotors um ein Vielfaches überschreiten, so dass eine weitere axiale Lagerfläche zur Aufnahme dieser Kräfte notwendig ist. Die Tragfähigkeit dieser letzteren axialen Lagerfläche ist aber durch die Schiefstellung des Rotors begrenzt, d.h. axiale Rotorfläche und axiale Statorfläche stehen nicht parallel zueinander. Diese Schiefstellung des Rotors ist durch die dynamische Unwucht bedingt, die durch den rotierenden Maschinenteil auch bei einem optimal ausgewuchteten Rotor hervorgerufen wird. Bei den bisher bekannten Gaslagern könnte diese axiale Lagerfläche nur dann entfallen, wenn das Gewicht des Rotors grösser als die nach oben wirkenden Axialkräfte des Fadens wäre; es ist aber nicht möglich, den Rotor so schwer zu machen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gaslager für schnell rotierende Teile an Spinn- oder Zwirnmaschinen anzugeben, bei dem wenigstens ein axiales Lager entfallen kann.

Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe besteht in dem im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Gaslager.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass vom kegeligen Folienlager axiale und radiale Lagerkräfte aufgenommen werden, so dass bei einem kegeligen Folienlager ein axiales Lager und bei zwei kegeligen Folienlagern beide axiale Lager entfallen können. Weiter ergibt sich eine axiale Tragkraft auch beim Kippen des Rotors. Die Rotormasse kann klein sein, so dass ein Anlaufen des Rotors ohne Zuführung von Speiseluft möglich ist. Die geringe Rotormasse ermöglicht ferner ein schnelles Hochlaufen und Einsynchronisieren des Gaslagers und das kleine Reibmoment eine geringe Fadenspannung. Durch diese Massnahmen ergibt sich ein besonders einfach aufgebautes und kostengünstiges Gaslager mit langer Lebensdauer.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen nach der Erfindung entnimmt man den abhängigen Ansprüchen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind auf der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert.

Es zeigen:

Figur la einen Querschnitt eines Gaslagers nach der Erfindung,

Figur lb eine Untersicht des Gaslagers ohne Rotor.

Figur 2 einen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform eines Gaslagers nach der Erfindung und

Figur 3 eine Ansicht einer Folie eines Gaslagers nach der Erfindung.

Die Figuren la und lb zeigen eine Ausführungsform eines Gaslagers nach der Erfindung mit einem kegelförmigen Folienlager und einem Axiallager. Auf einer Grundplatte 1 ist ein Stator 2 befestigt, an dem mittels dreier Befestigungselemente 3 drei Folien 4 symmetrisch angeordnet sind, die einen sich nach unten öffnenden Kegelstumpfmantel 5 bilden. Der Stator 2 weist über dem Kegelmantel 5 eine axiale Lagerfläche 6 mit Düsen 7 zur Lufteinspeisung für die Anfahrphase auf. Auf dieser Lagerfläche 6 des Stators 2 ist eine axiale Lagerfläche 8 eines Rotors 9 gelagert, die zusammen das Axiallager bilden. Die axiale Lagerfläche 8 des Rotors 9 weist nicht dargestellte Spiralrillen zur aerodynamischen Ausbildung eines Gaspolsters während des Betriebes auf. Unterhalb der axialen Lagerfläche 8 besitzt der innen hohle Rotor 9 eine sich nach unten öffnende kegel-stumpfförmige Mantelfläche 10, an der ausser die den Kegelstumpfmantel 5 bildenden drei Folien 4 vorspannungsfrei anliegen. Die Grundplatte 1 ist über ein Dämpfungselement 11 mit einem Gehäuse 12 verbunden.

Zum reibungsfreien Anlaufen des Rotors 9 wird zwischen seiner Lagerfläche 8 und der Lagerfläche 6 des Stators 2 zum Aufbau eines aerostatischen Gaspolsters mittels der Düsen 7 Druckluft eingespeist, die bei einer bestimmten Drehzahl des Rotors 9 abgeschaltet werden kann, da sich dann durch die Spiralrillen in der Lagerfläche 8 des Rotors 9 ein aerodynamisches Gaspolster zwischen der Lagerfläche 6 des Stators 2 und der Lagerfläche 8 des Rotors 9 aufgebaut hat.

Gleichfalls bildet sich bei einer bestimmten Drehzahl des Rotors 9 ein aerodynamisches Gaspolster zwischen dem Kegelstumpfmantel 5 des Stators 2 und der kegelstumpfför-migen Mantelfläche 10 des Rotors 9 aus, das ein reibungsfreies Aufnehmen der auf den Rotor 9 durch den nicht dargestellten Spinnfaden nach oben hin ausgeübten Axialkräfte gestattet. Das durch den Kegelstumpfmantel 5 des Stators 2 und der kegelstumpfformigen Mantelfläche 10 des Rotors 9 gebildete kegelstumpfförmige Folienlager kann gleichfalls

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radiale Kräfte aufnehmen, die durch den Faden und die Unwucht eines nicht gezeigten rotierenden Maschinenteils hervorgerufen werden. Auch bei der Schiefstellung des Rotors 9 nimmt das vorgeschlagene Folienlager nach oben gerichtete axiale Kräfte auf.

Als weitere Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist in Fig. 2 ein Gaslager mit zwei kegelstumpfförmigen Folienlagern im Querschnitt dargestellt. An einer Grundplatte 21 ist ein oberer Stator 22 befestigt, an dem mittels dreier Befestigungselemente 23 drei Folien 24 symmetrisch angeordnet sind, die einen sich nach unten öffnenden Kegelstumpfmantel 25 bilden. An dem oberen Stator 22 ist ein unterer Stator 26 befestigt, an dem mittels dreier Befestigungselemente 27 drei Folien 28 symmetrisch angeordnet sind, die einen sich nach oben öffnenden Kegelstumpfmantel 29 bilden. Die die beiden mit ihren Basisöffnungen einander zugewandten Kegelstumpfmäntel 25,29 bildenden Folien 24, 28 liegen vorspannungsfrei an zwei kegelstumpfförmigen Mantelflächen 30,31 eines innen hohlen Rotors 32 an. Die Grundplatte 21 ist über ein Dämpfungselement 33 mit einem Gehäuse 34 verbunden.

Diese letztere Ausführungsform kann bei einem leichten Rotor 32 Verwendung finden. Zum leichteren Anlaufen des Rotors 32 können zusätzlich die den unteren Kegelstumpfmantel 29 bildenden Folien 28 jeweils an mehreren Stellen feine Bohrungen 35 aufweisen, über die mittels beweglicher Kunststoffschläuche 36, die an den Folien 28 angeklebt sind, Druckluft zugeführt wird, die bei einer bestimmten Drehzahl des Rotors 32 abgeschaltet werden kann, da sich dann ein aerodynamisches Gaspolster zwischen dem Kegelstumpfmantel 29 des unteren Stators 26 und der kegelstumpfförmigen Mantelfläche 31 des Rotors 32 ausgebildet hat.

Die Folien 4,24,28, die aus Metall oder Kunststoff s bestehen können, können als gerade Streifen ausgebildet sein oder stellen gemäss Figur 3 die Abwicklung der Kegelstumpfmäntel 5,25,29 dar, die den kegelstumpfförmigen Mantelflächen 10,30,31 des Rotors 9,32 entsprechen. An beiden Enden weisen die Folien 4,24,28 jeweils Gelenke 38 in Form io von seitlichen Einkerbungen 37 in der Folie auf. Durch diese Gelenke 38 können sich die Folien 4,24,28 beim Taumeln des Rotors 9,32 besser den kegelstumpfförmigen Mantelflächen 10,30,31 anpassen, so dass immer ein gleichmässiger Luftspalt und damit ein gleichmässig tragendes Gaspolster is zwischen den Folien 4,24,28 und den kegelstumpfförmigen Mantelflächen 10,30, 31 des Rotors 9,32 entsteht.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass beim vorgeschlagenen Gaslager nur zwei Lagerstellen erforderlich sind, die im Betriebszustand auch 20 beim Taumeln des Rotors 9, 32 eine optimale axiale Tragkraft gewährleisten. Da die Masse des Rotors 9, 32 klein sein kann, ist ein Anlaufen des Rotors 9,32 ohne Zuführung von Speiseluft und weiter ein aerodynamischer Betriebszustand möglich. Die geringe Masse des Rotors 9,32 ermöglicht 25 ferner ein schnelles Hochlaufen und Einsynchronisieren des Rotors 9,32, und das kleine Reibmoment hat eine geringe Fadenspannung zur Folge. Damit ergibt sich ein besonders einfach aufgebautes und kostengünstiges Gaslager mit langer Lebensdauer.

1 Blatt Zeichnungen

Claims

639435 PATENTANSPRÜCHE

1. Gaslager für schnell rotierende Teile an Spinn- oder Zwirnmaschinen, insbesondere Spinnrotoren, Spinnringe und Spinnspindeln, mit mindestens einer Folie, die dem zu lagernden Teil vorspannungsfrei angepasst ist und einen Kegelstumpfmantel bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (4:24,28) an beiden Enden je ein in Form seitlicher Einkerbungen (37) gestaltetes Gelenk (38) mit tangential zum Kegelstumpfmantel (5; 25,29) liegender Drehachse aufweist.

2. Gaslager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Folie (4) einen sich nach unten öffnenden Kegelstumpfmantel (5) bildet.

3. Gaslager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils mindestens eine Folie (24,28) zwei übereinander angeordnete Kegelstumpfmäntel (25,29) bildet.

4. Gaslager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass drei Folien (4) einen sich nach unten öffnenden Kegelstumpfmantel (5) bilden.

5. Gaslager nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils drei Folien (24,28) zwei übereinander angeordnete Kegelstumpfmäntel (25,29) bilden.

6. Gaslager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (4; 24,28) als gerader Streifen ausgebildet ist.

7. Gaslager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (4; 24,28) die Abwicklung des Kegelstumpfmantels (5; 25,29) darstellt.

8. Gaslager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (4; 24,28) aus Metall oder Kunststoff hergestellt ist.

9. Gaslager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Befestigung der Folie (4; 24,28) ein Befestigungselement (3; 23,27) je Folie (4; 24,28) vorgesehen ist.

10. Gaslager nach einem der Ansprüche 1,2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Axiallager ein Spiralrillenlager vorgesehen ist.