DE10143288A1 - Spurlager zur axialen Lagerung eines Offenend-Spinnrotors - Google Patents

Abstract

Zur Verbesserung der für die Lagerung von Offenend-Spinnrotoren bekannten Spurlager wird vorgeschlagen, den Lagerkörper mit einer maschinenseitigen Abstützung und einer Anlage für den Spinnrotor auszugestalten. Dabei wird gemäß der Erfindung vorgesehen, als Anlage für den Spinnrotor eine ebene Lagerfläche (2) vorzusehen, die das eine Ende des Lagerkörpers (11) bildet. Für die maschinenseitige Abstützung des Lagerkörpers (11) wird eine Abstützfläche (3) vorgesehen. Die ebene Lagerfläche (2) wird bevorzugt als eine mit Druckluft beaufschlagbare Lagerplatte (23) eines aerostatischen Spurlagers (1) ausgestaltet.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spurlager zur axialen Lagerung eines Offenend-Spinnrotors gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Zur Lagerung von Offenend-Spinnrotoren ist es bekannt, zu ihrer radialen Lagerung sie im Keilspalt von Stützscheibenpaaren aufzunehmen, wobei ihnen durch die radiale Lagerung, ein Antriebsmittel oder anderweitig ein axialer Schub aufgezwungen wird, der über ein Axiallager abgestützt werden muß. Offenend-Spinnrotoren sind mit einem Schaft ausgestattet, an dessen einem Ende der Rotortopf angebracht ist, in dessen Innerem Fasern pneumatisch eingebracht und zu einem Faden versponnen werden. Auf dem den Rotortopf gegenüberliegenden Ende ist der Rotorschaft in einem Axiallager axial abgestützt. Im Stand der Technik sind dazu verschiedenartige Ausführungsformen von Axiallagern bekannt.
• Die EP 0 435 016 B1 zeigt ein aerostatisch wirkendes Axiallager, bei dem sich der Rotorschaft an einer mit Druckluft beaufschlagten Lagerplatte abstützt. Aus der DE 195 42 908 A1 ist ein Axiallager für einen Rotorschaft bekannt, bei dem sich der Rotorschaft an einer sich mit dem Rotorschaft mitdrehenden Kugel axial abstützt. Axiallagerungen, bei dem sich der Rotorschaft über eine mitdrehende Kugel abstützt, sind in der Vergangenheit die bevorzugte Art der axialen Lagerung für Spinnrotoren gewesen. Eine solche Lagerung ist beispielsweise in der DE 35 33 717 A1 sowie in der DE 196 52 507 A1 gezeigt. In letzterer ist gezeigt, die Kugel mit austauschbar in einer mit Fett gefüllten Kammer anzuordnen. Bei der in der DE 195 42 908 A1 beschriebenen axialen Lagerung des Rotorschaftes ist eine modifizierte Ausführungsform dargestellt, bei sich die Kugel ihrerseits an weiteren Kugeln abstützt und die Kugeln in einem Gehäuse aufgenommen sind.
• Nachteil der bekannten Axiallagerungen von Spinnrotoren ist, daß teilweise ihre Montage umständlich und zeitaufwendig ist, oder die axiale Abstützung sich lockern kann oder schwer einstellbar ist, weil sie indirekt vom Maschinengestell aufgenommen wird, wobei das Lager quer zur Belastungsrichtung geklemmt ist. Ein weiterer Nachteil von Axiallagerungen mit einer Kugel ist, daß bestehenden Spinnvorrichtungen nicht weiter wirtschaftlich betrieben werden können, da solche Axiallager einen deutlich über die Ebene der Stützscheiben hinausreichendes Schaftende benötigen, wodurch die Rotordrehzahl aufgrund der Länge des Rotorschaftes nicht weiter erhöht werden kann, weil es sonst zu unzulässigen Schwingungen kommt. Diese Schwingungen können bis zu einem Ausfall des Lagers führen.
• Aufgabe der vorliegenden Anmeldung ist es, ein neues Spurlager vorzuschlagen, das einfach im Aufbau, leicht in der Montage, einfach auszutauschen ist und darüber hinaus ermöglicht, Offenend-Spinnvorrichtungen auf einfache Weise zu modernisieren, da sie nunmehr mit Spinnrotoren betrieben werden können, deren Rotordrehzahl wesentlich höher sein kann.
• Die vorliegende Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Spurlager entsprechen dem Patentanspruch 1 gelöst. Durch die Verwendung des Spurlagers der vorliegenden Erfindung wird erreicht, daß das Lager einfach austauschbar ausgestaltet ist, da lediglich der Zuluftschlauch für die Beaufschlagung der Lagerfläche mit Druckluft demontiert werden muß, ansonsten die maschinenseitige Abstützung im wesentlichen unverändert bleiben kann. Als maschinenseitige Abstützung kann mit einem Axiallager nach der vorliegenden Erfindung sogar eine Stellschraube von bekannten Kugelaxiallagern Verwendung finden.
• Darüber hinaus hat das erfindungsgemäße Lager den weiteren Vorteil, daß damit Offenend-Spinnvorrichtungen des Standes der Technik auf einfache Weise von einem Kugelaxiallager auf ein aerostatisches Axiallager umgerüstet werden können. Aber nicht nur eine Umrüstung auf ein anderes Axiallager kann dadurch erreicht werden, sondern darüber hinaus ist es durch den Einsatz eines erfindungsgemäßen Spurlagers möglich, die Geometrie des Axiallagers bzw. der Offenend-Spinnvorrichtung dahingehend zu verändern, daß der Schaft des Spinnrotors wesentlich verkürzt werden kann, da die Lagerfläche direkt am Ende des Lagerkörpers angeordnet ist. Dadurch wird ermöglicht, die Rotordrehzahlen signifikant zu erhöhen, da nunmehr Rotorschäfte eingesetzt werden können, die wesentlich kürzer ausgebildet sind. Dabei ist es vorteilhaft sogar möglich, die bisher eingesetzte axiale maschinenseitige Abstützung zu verwenden, da das erfindungsgemäße Lager sich an den bekannten Abstützungen für die Kugel eines Kugelaxiallagers ebenfalls abstützen kann.
• In besonders vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist die ebene Lagerfläche des erfindungsgemäßen Lagers als ein mit Druckluft beaufschlagbare Lagerplatte ausgestaltet, so daß das Spurlager vorteilhaft ein aerostatisches Spurlager darstellt, mit dem Offenend-Spinnrotoren besonders sicher und wartungsarm gelagert werden können. Vorteilhaft besitzt dazu die Lagerplatte des erfindungsgemäßen Spurlagers Bohrungen für den Durchtritt von Druckluft oder eine Lagerplatte, die permeabel ausgestaltet ist, das heißt durch die hindurch von der Rückseite Druckluft hindurch strömt bis in den Lagerspalt, um dort ein Druckluftpolster zu bilden, an dem sich der Rotorschaft abstützt.
• In vorteilhafter Weiterbildung besitzt dazu der Lagerkörper einen Anschluß für Druckluft, wobei der Anschluß im wesentlichen quer zur Achse des Lagerkörpers angeordnet ist, somit auch quer zur Achse des mit dem Spurlager zusammenarbeitenden Rotorschaftes. Dadurch wird ermöglicht, daß das eine Ende des Lagerkörpers in seiner Gänze als Abstützfläche für die maschinenseitige Abstützung verwendet werden kann und kein Platz dafür erforderlich ist, um einen Druckluftanschluß in diesem Bereich zu integrieren. Darüber hinaus hat eine solche Anordnung eines Druckluftanschlusses den Vorteil, vorhandene Bauteile von umzurüstenden Maschinen, insbesondere die axiale maschinenseitige Abstützung verwenden zu können, sowie entweder durch keine oder nur geringe Umbaumaßnahmen Platz zu schaffen für den Druckluftanschluß eines aerostatischen Axiallagers. In besonders vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist die Abstützfläche des Spurlagers für die maschinenseitige Abstützung derart ausgebildet, daß sie mit einer bereits vorhandenen Abstützvorrichtung beispielsweise für eine Kugel verwendet werden kann. Dazu kann besonders vorteilhaft die Abstützfläche am Lagerkörper mit einer Verstärkung versehen sein. Dadurch ist es möglich, auch einen Lagerkörper aus Kunststoff zu verwenden, der dann mit einer maschinenseitigen Abstützung zusammenarbeiten kann, die nicht speziell für ein Spurlager gemäß der Erfindung hergestellt worden ist. Besonders vorteilhaft kann dadurch erreicht werden, daß der Lagerkörper kostengünstig aus einem Kunststoff geformt sein kann und trotzdem ausreichende mechanische Festigkeit besitzt. In besonders vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung steht die Lagerplatte axial über den Lagerkörper über, was besonders vorteilhaft für die Montage der Lagerplatte am Lagerkörper ist und darüber hinaus ermöglicht, den Rotorschaft besonders kurz auszubilden, weil dadurch die Lagerplatte besonders dicht im Bereich des dieser gegenüberliegenden Stützrollenpaares angeordnet werden kann.
• Die Lagerplatte ist besonders vorteilhaft als eine nicht austauschbar am Lagerkörper angeordnete Lagerplatte ausgebildet, wodurch sicher gewährleistet ist, daß die Lagerplatte fest im Lagerkörper angeordnet werden kann und darüber hinaus ist dadurch eine besonders günstige Ausgestaltung der Lagerplatte möglich, so daß diese besonders sicher mit dem Lagerkörper verbunden werden kann. Dies kann vorteilhaft beispielsweise durch Einkleben in den Grundkörper oder durch Einpressen in den Grundkörper ausgestaltet sein. In günstiger Weiterbildung der Erfindung ist der Lagerkörper wenigstens teilweise zylinderförmig ausgebildet und an seinem Umfang eine Abstützfläche ausgebildet zum Festlegen des Lagerkörpers in Umfangsrichtung. Dadurch ist es möglich, durch einfach Ausgestaltungen einer Aufnahme in der Spinnvorrichtung ein Verdrehen des Lagerkörpers zu verhindern. In weiterer vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung besitzt der Lagerkörper auf seiner dem Spinnrotor zugewandten Seite eine zylinderförmige Ausgestaltung und auf seiner der maschinenseitigen Abstützung zugewandten Seite einen eckigen Querschnitt, wodurch er mit einfachen Mitteln an seiner Position in der Offenend-Spinnvorrichtung gehalten werden kann, da ein eckiger Querschnitt Flächen bietet, an denen Mittel zum Fixieren oder Positionieren angreifen können.
• Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen ersichtlich.
• Im Folgenden wird die Erfindung anhand von zeichnerischen Darstellungen beschrieben. Es zeigen:
• Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Spurlager in einer Seitenansicht,
• Fig. 2 das Spurlager von Fig. 1 von der Seite mit der Lagerplatte,
• Fig. 3 das Spurlager von Fig. 1 von seiten seiner Abstützfläche,
• Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Offenend-Spinnvorrichtung mit einem dazu gehörigen Axiallager, wobei in einer an sich prinzipiell bekannten Offenend-Spinnvorrichtung das erfindungsgemäße Spurlager eingesetzt ist.
• Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Spurlager 1 mit seinem Lagerkörper 11 sowie mit einer Lagerfläche 2 und einer am anderen Ende des Lagerkörpers 11 angeordneten parallel zur Lagerfläche 2 ausgebildeten Abstützfläche 3. Über die Abstützfläche 3 stützt sich die durch den Spinnrotor über seinen Schaft 81 auf den Lagerkörper 11 aufgebrachte Kraft an der Spinnmaschine ab (vergleiche Fig. 4).
• Teilweise ist der Lagerkörper 11 mit einem runden Querschnitt ausgebildet, dies im Bereich der Lagerfläche 2 und teilweise mit einem eckigen Querschnitt im Bereich der Abstützfläche 3, was durch die Kante 32 in Fig. 1 sowie Fig. 2 deutlich wird. Im Bereich des zylinderförmig ausgestalteten Lagerkörpers 11 ist eine Stützfläche 4 ausgebildet, wobei die Stützfläche 4 mittels einer Nut 40 in der Umfangswand des Lagerkörpers 11 ausgebildet ist. Es bilden also die beiden Seiten der Nut 40 je eine Stützfläche 4. Durch die beiden Stützflächen 4 (vgl. Fig. 3) ist es auf einfache Weise möglich, zu verhindern, daß sich der Lagerkörper 11 beispielsweise mit einem an ihm anliegenden Rotorschaft mitdreht.
• Darüber hinaus ist es aber auch möglich, einen axial wirkenden Anschlag auszubilden, der dann durch die beiden senkrecht zu den Stützflächen 4 ausgebildeten Wände 41 realisiert wird. Bei dieser Ausgestaltung mittels einer Nut 40 ist es auf einfache Art möglich, beispielsweise indem ein Dorn in die Nut 40 eingreift, ein Festlegen des Lagerkörpers 11 in der gewünschten Position zu realisieren. Auf seiner der Nut 40 gegenüberliegenden Seite besitzt der Lagerkörper 11 einen Druckluftanschluß 5, an dem ein nicht gezeigter Druckluftschlauch 51 (vergleiche Fig. 4) beim Betrieb des Spurlagers angeschlossen ist. Innerhalb des Lagerkörpers 11 führen eine oder mehrere Leitungen vom Druckluftanschluß 5 bis zur Lagerfläche 2, wo dann die Luft in den Lagerspalt austritt.
• Fig. 2 zeigt die Lagerfläche 2 mit Bohrungen 22 für den Luftaustritt aus der Lagerfläche 2. Die Bohrungen 21 sind im wesentlichen kreisförmig um das Zentrum der Lagerfläche 2 angeordnet. Die Lagerfläche 2 ist in den Lagerkörper 11 bzw. in eine Bohrung des Lagerkörpers 11 eingepresst. In der Darstellung von Fig. 2 ist ebenfalls der Druckluftanschluß 5 erkennbar mit einem daran angeschlossenen Druckluftschlauch 51. Aus Fig. 2 wird ebenfalls deutlich, daß der Lagerkörper 11 auf seiner der Lagerfläche 2 abgewandten Seite einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt besitzt, wodurch er einfach im Bereich einer ebenen Fläche in eine Offenend- Spinnvorrichtung eingesetzt werden kann sowie zwischen zwei gegenüberliegenden Flächen im Bereich des quadratischen Grundrisses gehalten werden kann.
• Fig. 3 zeigt den Lagerkörper 11 von der Seite der Abstützfläche 3 aus betrachtet. Die Abstützfläche 3 besitzt eine quadratische Grundfläche, die im Zentrum mit einer druckfesten Verstärkung 42 (doppelt schraffiert dargestellt) derart verstärkt ist, daß eine Ausbildung des Lagerkörpers aus Kunststoff nicht dazu führt, daß seitens einer auf die Abstützfläche 3 einwirkenden maschinenseitigen Abstützung die Abstützfläche 3 beschädigt wird. In unterbrochenen Linien ist in Fig. 3 der Rand der Lagerfläche 2 dargestellt sowie die Ränder der Nut 40.
• Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch eine Offenend-Spinnvorrichtung 6, die mit einem erfindungsgemäßen Spurlager 1 ausgestattet ist. Die Offenend- Spinnvorrichtung 6 besteht im wesentlichen aus der Lagerung 7 für den Spinnrotor 8. Die Lagerung 7 besteht aus zwei Paaren von Stützscheiben 72, die jeweils Keilspalte 73 bilden, in denen der Schaft 81 des Spinnrotors 8 drehbar gelagert ist. Der Spinnrotor 8 wird über seinen Schaft 81 mittels eines Tangentialriemens 82 angetrieben. Zum Stillsetzen des Spinnrotors 8 kann der Schaft des Spinnrotors 81 von Bremsmitteln 83 beaufschlagt werden, so daß der Rotorschaft 81 mit seinem Spinnrotor 8 im Bedarfsfall zum Stillstand kommt. Der Tangentialriemen 82 wird mittels einer Andrückrolle 84 auf den Schaft 81 aufgedrückt, wobei er zum Bremsen des Rotorschaftes 81 über Betätigungsmittel 85 wieder abgehoben werden kann. Zur Lagerung 7des Spinnrotors 8 wird neben der radialen Lagerung, die mittels Stützscheiben 72 erfolgt noch ein Axiallager, welches auch als Spurlager 1 bezeichnet wird; benötigt. Durch die Stützscheiben 72 nämlich wird aufgrund einer Schrägstellung von deren Achsen ein Axialschub auf den Spinnrotor 8 ausgeübt, der sich am Spurlager 1 abstützt. Das Spurlager 1 ist in einem Axiallagergehäuse 75 angeordnet, das im wesentlichen aus einem Trägerelement 76 besteht, das seinerseits an der Spinnmaschine (nicht gezeigt) befestigt ist.
• Das Axiallagergehäuse 75 trägt neben dem Lagerkörper 11 des Spurlagers 1 noch die als Stellschraube 77 ausgebildete maschinenseitige Abstützung. Die Stellschraube 77 ist mit einem Außengewinde ausgestattet, das in einem entsprechenden Gegengewinde des Trägerelementes 76 läuft. Durch Drehen des Schraubenkopfes 78 wird die Stellschraube 77 je nach Drehrichtung, in Richtung auf den Spinnrotor 8 bewegt oder in der entgegensetzten Richtung. Zur Fixierung einer bestimmten Position der Stellschraube 77 läuft auf deren Gewinde auch eine Feststellmutter 79, mit der in bekannter Weise ein Kontern der Stellschraube 77 möglich ist, so daß deren Position festgelegt ist.
• Die in Fig. 4 gezeigte Stellschraube 77 ist an ihrem dem Spinnrotor 8 zugewandten Ende mit einer kalottenförmigen Aufnahme 770 ausgebildet, die ebenfalls geeignet ist, eine Kugel eines Kugelaxiallagers maschinenseitig abzustützen. Die kalottenförmige Aufnahme 770 bildet keine ebene Fläche, so daß es für die Abstützfläche 3 günstig ist, eine druckfeste Verstärkung 42 (vgl. Fig. 3) am Lagerkörper 11 vorzusehen. Das Axiallagergehäuse 75 besitzt einen Deckel 750, der sowohl dazu geeignet ist, wie im Ausführungsbeispiel von Fig. 4, den Lagerkörper 11 mittels des Ansatzes 751 am Axiallagergehäuse 75 festzuhalten, als auch dazu, wenn ein Kugelaxiallager in das Axiallagergehäuse 75 eingebaut ist, ein Austreten von Schmiermittel zu verhindern. Im unteren Bereich des Axiallagergehäuses 75 ist ein becherförmiger Fortsatz 752 angeordnet, der es durch eine Durchbrechung 753ermöglicht, daß das Spurlager 1 über einen Druckluftschlauch 51 mit Druckluft versorgt werden kann. Der Druckluftschlauch 51 ist am Druckluftschlauch 5 (vgl. Fig. 1) angeschlossen.
• Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Spurlagers 1 ermöglicht es, die Spinnvorrichtung 6 mit einem besonders kurzen Rotorschaft 81 auszubilden. Bei ansonsten gleichen Abmessungen des Rotorlagers 7 kann der Rotorschaft 81 verkürzt ausgebildet werden, da die Lagerfläche 2 bis unmittelbar an die dem Axiallagergehäuse 75 zugewandten Stützscheiben 72 herangeführt werden kann. Dies erfolgt durch eine entsprechende Einstellung der Stellschraube 77. Durch diese Maßnahme ist es möglich, den Spinnrotor 8 mit höherer Drehzahl zu betreiben, ohne ansonsten irgendwelche weiteren Maßnahmen an den Abmessungen des Lagers vorgenommen zu haben.

Claims (12)

1. Spurlager zur axialen Lagerung eines Offenend-Spinnrotors in einer Spinnvorrichtung einer Offenend-Spinnmaschine, mit einem Lagerkörper, der eine Anlage für den Spinnrotor und eine maschinenseitige Abstützung besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage als ebene Lagerfläche (2) ausgebildet ist, die das eine Ende des Lagerkörpers (11) bildet, während das andere Ende des Lagerkörpers (11) als Abstützfläche (3) für die maschinenseitige Abstützung ausgebildet ist.

2. Spurlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ebene Lagerfläche (2) als eine mit Druckluft beaufschlagbare Lagerplatte (23) eines aerostatischen Spurlagers (1) ausgebildet ist.

3. Spurlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerplatte (23) mit Bohrungen (21) für den Durchtritt von Druckluft versehen ist oder permeabel ausgebildet ist.

4. Spurlager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerkörper (11) einen Anschluß (5) für Druckluft besitzt und der Druckluftanschluß (5) im wesentlichen quer zur Achse eines mit der Lagerplatte (23) zusammenarbeitenden Spinnrotors (8) ausgebildet ist.

5. Spurlager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützfläche (3) für die maschinenseitige Abstützung (77) mit einem an der Spinnvorrichtung (6) angeordneten Stützelement (77) zusammenarbeitet, das innerhalb der Spinnvorrichtung (6) zur axialen Positionierung des Spinnrotors (8) verstellbar ist.

6. Spurlager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerfläche (2, 23) axial über den Lagerkörper (11) übersteht.

7. Spurlager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerfläche (2, 23) nicht austauschbar mit dem Lagerkörper (11) verbunden ist.

8. Spurlager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerfläche (2, 23) in den Lagerkörper (11) eingepresst ist.

9. Spurlager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerkörper (11) wenigstens teilweise zylinderförmig ausgebildet ist und an seinem Umfang eine Stützfläche (4) ausgebildet ist, zum Festlegen des Lagerkörpers (11) in Umfangsrichtung.

10. Spurlager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerkörper (11) auf seiner dem Spinnrotor (8) zugewandten Seite zylinderförmig ausgebildet ist und an seiner maschinenseitigen Abstützung (77) einen eckigen Querschnitt besitzt.

11. Spurlager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerkörper (11) aus einem Kunststoff ausgebildet ist.

12. Spurlager nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerkörper im Bereich des Angriffs der maschinenseitigen Abstützung (77) eine druckfeste Verstärkung (42) besitzt.