DE102008060197A1 - Aerostatic axial bearing for shaft of open end-spinning rotor, has bearing element e.g. pin or ball, made of hard material, arranged in bearing plate, and limiting removal of bearing surface - Google Patents

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Abstract

The bearing has an air permeable bearing plate (12) forming a bearing surface (15) assigned to an end of a shaft of an open end-spinning rotor. The bearing plate consists of material that is less wear-resistant than a material of the shaft. A bearing element (17) e.g. pin, made of a hard material is arranged in the bearing plate, and limits a removal of the bearing surface. The bearing element is arranged in a center of the bearing surface. The bearing element is made of hard metal or ceramic.

Description

Die Erfindung betrifft ein aerostatisches Axiallager für einen Schaft eines OE-Spinnrotors mit einer luftdurchlässigen Lagerplatte, die eine dem Ende des Schaftes zugeordnete Lagerfläche besitzt und die aus einem gegenüber dem Material des Schaftes weniger verschleißfesten Material besteht.The The invention relates to an aerostatic thrust bearing for a Shaft of an open-end spinning rotor with an air-permeable Bearing plate, which is a the end of the shaft associated bearing surface owns and the one from the opposite to the material of the shaft less Wear-resistant material.

Axiallager der eingangs genannten Art, wie sie aus der DE 3942612 A1 oder DE 19630477 A1 bekannt sind, haben sich insbesondere bei hohen Rotordrehzahlen bewährt. Aufgrund der Unterschiede in der Verschleißfestigkeit des Materials des Rotorschaftes und des Materials der Lagerplatte wird beim Einlaufen Material der Lagerplatte abgetragen, so dass exakt zueinander ausgerichtete Flächen entstehen, die später den Luftspalt des aerostatischen Lagers bestimmen. In der Praxis treten zwar selten aber immer wieder Betriebszustände auf, bei welchen in axialer Richtung wirkende Kraftspitzen dazu führen, dass der normalerweise vorhandene Luftspalt durchschlagen wird, so dass das Ende des Schaftes an der Lagerfläche der Lagerplatte anläuft. Dieses Anlaufen führt zu einem Verschleiß insbesondere der Lagerplatte, durch den die Lebensdauer des aerostatischen Axiallagers begrenzt wird.Thrust bearing of the type mentioned, as is apparent from the DE 3942612 A1 or DE 19630477 A1 are known, have proven particularly at high rotor speeds. Due to the differences in the wear resistance of the material of the rotor shaft and the material of the bearing plate material of the bearing plate is removed during running, so that exactly aligned surfaces arise, which later determine the air gap of the aerostatic bearing. In practice, although rarely occur again and again operating conditions in which acting in the axial direction of force peaks cause the normally existing air gap is penetrated, so that the end of the shaft starts at the bearing surface of the bearing plate. This startup leads to wear, in particular the bearing plate, by which the life of the aerostatic thrust bearing is limited.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Lebensdauer eines aerostatischen Axiallagers der eingangs genannten Art zu verlängern. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass in der Lagerplatte ein Lagerelement aus einem gegenüber dem Material der Lagerplatte härteren Material angeordnet ist, das ein Abtragen der Lagerfläche begrenzt.Of the Invention is the object of the life of an aerostatic To extend thrust bearing of the type mentioned. This task is achieved in that in the bearing plate, a bearing element from a harder with respect to the material of the bearing plate Material is arranged, which is an ablation of the storage area limited.

Durch diese Ausbildung wird sichergestellt, dass ein Abtragen der Lagerfläche während des Einlaufens erreicht wird, so dass exakt zueinander ausgerichtete Flächen entstehen, die den Luftspalt begrenzen. Wenn aufgrund einer Kraftspitze in axialer Richtung der Luftspalt durchschlagen wird, so stützt sich der Schaft gegen das Lagerelement ab, so dass ein weiteres Abtragen der Lagerfläche der Lagerplatte verhindert oder zumindest eingeschränkt wird. Dadurch lässt sich die Lebensdauer des Axiallagers erhöhen.By This training will ensure that a removal of the storage area achieved during running, so that exactly to each other aligned surfaces arise that limit the air gap. If due to a force peak in the axial direction of the air gap is penetrated, the shaft is supported against the Bearing element, so that further removal of the bearing surface the bearing plate prevents or at least limited becomes. This allows the life of the thrust bearing increase.

In Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, dass das Lagerelement im Zentrum der Lagerfläche der Lagerplatte angeordnet ist. Im Zentrum der Lagerplatte ist die Drehgeschwindigkeit des Schaftes sehr klein und im exakten Zentrum gleich Null, so dass dadurch nur sehr geringe Reibungskräfte auftreten.In Embodiment of the invention is provided that the bearing element is arranged in the center of the bearing surface of the bearing plate. At the center of the bearing plate is the rotational speed of the shaft very small and in the exact center equal to zero, so that only very low frictional forces occur.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, dass das Lagerelement ein Stift ist. Vorteilhaft wird vorgesehen, dass der Stift ein dem Schaft zugewandtes, ballig gestaltetes Ende aufweist. Dadurch lässt sich die Berührung weitgehend auf einen Punkt reduzieren.In Another embodiment of the invention provides that the bearing element a pen is. Advantageously, it is provided that the pin is a shaft having facing, convex shaped end. By doing so leaves the touch is largely reduced to a point.

Bei einer anderen Ausführungsform ist das Lagerelement eine Kugel. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, dass die Lagerfläche der Lagerplatte mit einem Kragen umgeben ist, dessen Innendurchmesser dem Durchmesser des Endes des Schafts angepasst ist. Damit lässt sich der Luftverbrauch beeinflussen.at In another embodiment, the bearing element is a Bullet. In a further embodiment of the invention, it is provided that the bearing surface of the bearing plate surrounded by a collar whose inner diameter is the diameter of the end of the shaft is adjusted. This can influence the air consumption.

Um einen möglichst starken Verschleißschutz zu erhalten, ist bei einer Ausführungsform das Lagerelement aus Hartmetall hergestellt. Bei einer anderen Ausführungsform ist das Lagerelement aus Keramik hergestellt. Zweckmäßigerweise wird vorgesehen, dass der Schaft eines mit dem Axiallager zusammen arbeitenden OE-Spinnrotors bis zu seinem Ende einen konstanten Querschnitt aufweist und dass das Ende mit einem Lagerelement verstärkt ist, das aus einem Material besteht, das verschleißfester als das Material des Schaftes ist. Bei einer abgewandelten Ausführungsform ist das Ende des Schaftes gehärtet, vorzugsweise auf eine Härte größer HRC 85.Around to obtain as strong a wear protection as possible, In one embodiment, the bearing element is made of hard metal produced. In another embodiment, this is Bearing element made of ceramic. Conveniently, It is envisaged that the shaft of one with the thrust bearing together working OE spinning rotor to its end a constant cross-section and that the end reinforced with a bearing element is made of a material that is more wear resistant than the material of the shaft is. In a modified embodiment the end of the shaft is hardened, preferably one Hardness greater HRC 85.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.Further Features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims and the embodiments shown in the drawings.

1 zeigt einen Schnitt durch ein aerostatisches Axiallager und das Ende eines Schaftes eines Spinnrotors im Neuzustand und 1 shows a section through an aerostatic thrust bearing and the end of a shaft of a spinning rotor in the new state and

2 einen axialen Schnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform eines Axiallagers und des Endes eines Schaftes eines OE-Spinnrotors nach dem Einlaufen und bei Durchschlagen des Luftspaltes. 2 an axial section through a modified embodiment of a thrust bearing and the end of a shaft of an open-end spinning rotor after running in and when penetrating the air gap.

Die in 1 und 2 dargestellten aerostatischen Axiallager sind im Prinzip so gestaltet, wie dies aus der DE 3942612 A1 oder der DE 19630477 A1 bekannt ist.In the 1 and 2 shown aerostatic thrust bearings are designed in principle, as is known from the DE 3942612 A1 or the DE 19630477 A1 is known.

Bei dem Ausführungsbeispiel ist in einer in axialer Richtung zu einem Schaft 10 eines OE-Spinnrotors verstellbaren Stellschraube 11 eine Lagerplatte 12 angeordnet, der ein Drosselelement 13 vorgeschaltet ist. Das Drosselelement 13 besteht aus einem Sinterwerkstoff mit feinen Poren. Von dem Drosselelement führen enge Bohrungen 14 zu der La gerfläche 15 der Lagerplatte, die dem Ende des Schaftes 10 gegenüberliegt. An die Stellschraube 11 ist ein Druckluftzuführanschluss angeschlossen, der über eine axiale Bohrung 16 Druckluft an das Drosselelement 13 anlegt.In the embodiment, in an axial direction to a shaft 10 an OE spinning rotor adjustable adjusting screw 11 a bearing plate 12 arranged, which is a throttle element 13 upstream. The throttle element 13 consists of a sintered material with fine pores. From the throttle element lead narrow holes 14 to the La gerfläche 15 the bearing plate, which is the end of the shaft 10 opposite. To the set screw 11 a compressed air supply connection is connected, which has an axial bore 16 Compressed air to the throttle element 13 invests.

Die Lagerplatte 12 besteht aus einem Kunststoff, der weniger verschleißfest als das Material des Schaftes 10 ist. Der Schaft 10, der über seine ganze Länge bis zu seinem Ende einen konstanten Querschnitt aufweist läuft beim Einlaufen gegen die Lagerfläche 15 an, so dass Material von der Lagerfläche 15 der Lagerplatte 12 abgearbeitet wird. Dadurch entstehen zwei exakt parallel zueinander ausgerichtete Flächen zwischen dem Stirnende des Schaftes 10 und der Lagerfläche 15, die einen exakt definierten Luftspalt für das aerostatische Lager bilden.The bearing plate 12 consists of an art fabric, which is less resistant to wear than the material of the shaft 10 is. The shaft 10 , which has a constant cross-section over its entire length to its end, runs against the bearing surface during running in 15 so that material from the storage area 15 the bearing plate 12 is processed. This results in two surfaces aligned exactly parallel to one another between the front end of the shaft 10 and the storage area 15 , which form a precisely defined air gap for the aerostatic bearing.

Innerhalb der Lagerplatte 12 und zentrisch zu der Achse des Schaftes 10 ist ein Lagerelement 17 angeordnet, das bei dem Ausführungsbeispiel ein Stift ist. Dieser Stift ist aus Hartmetall oder Keramik hergestellt. Das ballige Ende 18 des Lagerelementes 17 ist gegenüber der Lagerfläche 15 zurückgesetzt. Beim Einlaufen und beim Anlaufen des Schaftes 10 an die Lagerfläche 15 wird diese soweit abgetragen, bis das ballige Ende 18 des Lagerelements 17 bündig mit der abgearbeiteten Lagerfläche 15 geworden ist. Das Ende des Schaftes 10 stößt dann an das Lagerelement 17 an, so dass verhindert wird, dass der Kunststoff der Lagerplatte 12 weiter abgetragen wird. Dadurch entsteht ein Verschleißschutz, der ein weiteres Verschleißen der Lagerplatte 12 deutlich einschränkt.Inside the bearing plate 12 and centric to the axis of the shaft 10 is a bearing element 17 arranged, which is a pin in the embodiment. This pin is made of tungsten carbide or ceramic. The crowned end 18 of the bearing element 17 is opposite the storage area 15 reset. When running in and when starting the shaft 10 to the storage area 15 this is removed until the crowned end 18 of the bearing element 17 flush with the worn storage area 15 has become. The end of the shaft 10 then hits the bearing element 17 on, so that prevents the plastic of the bearing plate 12 is removed further. This creates a wear protection that further wear the bearing plate 12 clearly restricts.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach 1 ist gegenüberliegend von dem Lagerelement 17 in dem Ende des Schaftes 10 des Spinnrotors ebenfalls ein Lagerelement 19 angeordnet. Das Lagerelement 19, das bei diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls ein Stift ist, liegt mit seinem balligen Ende 20 bündig zu der Stirnfläche des Endes des Schaftes 10.According to the embodiment 1 is opposite of the bearing element 17 in the end of the shaft 10 the spinning rotor also a bearing element 19 arranged. The bearing element 19 , which is also a pin in this embodiment, lies with its crowned end 20 flush with the end face of the end of the shaft 10 ,

Bei dieser Ausführungsform liegt somit nicht mehr das Ende des Schaftes an dem Lagerelement 17 an, sondern das Lagerelement 19, wenn der Luftspalt aufgehoben ist und die Lagerfläche 15 abgetragen ist. Das Material des Schaftes 10 ist verschleißfester als das Material der Lagerplatte 12, die vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt ist. Das Lagerelement 17 ist aus einem Material hergestellt, das wesentlich verschleißfester als das Material der Lagerplatte 12 ist und auch vorzugsweise verschleißfester als das Material des Schaftes 10. Wenn in das Ende des Schaftes 10 ein Lagerelement 19 eingesetzt ist, so wird zweckmäßigerweise vorgesehen, dass das Material des Lagerelementes 19 etwas weniger verschleißfest als das Material des Lagerelementes 17 der Lagerplatte 12 ist. Dadurch wird erreicht, dass das ballige Ende 20 des Lagerelementes 19 bei einem Anstoßen an das Lagerelement 17 etwas abgearbeitet wird, so dass eine Abstützung bei dem Anstoßen weitestgehend exakt in der Drehachse des Schaftes 10 erfolgt.In this embodiment, therefore, the end of the shaft is no longer located on the bearing element 17 but the bearing element 19 when the air gap is lifted and the storage area 15 is worn away. The material of the shaft 10 is more wear resistant than the material of the bearing plate 12 , which is preferably made of plastic. The bearing element 17 is made of a material that is much more resistant to wear than the material of the bearing plate 12 is and also preferably more wear-resistant than the material of the shank 10 , When in the end of the shaft 10 a bearing element 19 is used, it is expediently provided that the material of the bearing element 19 slightly less wear resistant than the material of the bearing element 17 the bearing plate 12 is. This will ensure that the crowned end 20 of the bearing element 19 when abutting the bearing element 17 something is processed, so that a support in the abutment largely exactly in the axis of rotation of the shaft 10 he follows.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform wird vorgesehen, dass das Lagerelement 17 und/oder das Lagerelement 19 als Kugel ausgebildet ist.In a modified embodiment it is provided that the bearing element 17 and / or the bearing element 19 is designed as a ball.

Die Ausführungsform nach 2 entspricht im Prinzip der Ausführungsform nach 1. Das Lagerelement 22 ist mit einem Kragen 23 versehen, der die Lagerfläche 25 umgibt. In 2 ist die Situation dargestellt, die nach dem Einlaufen gegeben ist, d. h. wenn der Schaft 10 des OE-Spinnrotors Material von der Lagerfläche 25 abgetragen hat, und außerdem aufgrund einer Kraftspitze in axialer Richtung der normalerweise zwischen der Lagerfläche 25 und dem Ende des Schaftes 10 bestehende Luftspalt durchschlagen wurde. Es liegen dann die beiden Lagerelemente 17 und 19 aneinander an, wodurch der Verschleiß der Lagerplatte 22 wesentlich verringert ist.The embodiment according to 2 corresponds in principle to the embodiment according to 1 , The bearing element 22 is with a collar 23 provided the storage area 25 surrounds. In 2 is shown the situation that is given after running in, ie when the shaft 10 of the OE spinning rotor material from the storage area 25 has eroded, and also due to a force peak in the axial direction of the normally between the bearing surface 25 and the end of the shaft 10 existing air gap was penetrated. There are then the two bearing elements 17 and 19 to each other, causing the wear of the bearing plate 22 is significantly reduced.

Bei den Ausführungsformen nach 1 und 2 ist vorgesehen, dass die Lagerplatte 12, 22 zusätzlich zu einem Drosselelement 13 vorgesehen ist. Bei einer abgewandelten Ausführungsform wird vorgesehen, dass die Lagerplatte 12 oder 22 als Drosselelement gestaltet ist, ähnlich wie das aus der DE 19630477 A1 bekannt ist. Das Lagerelement 17 in Form eines Stiftes oder einer Kugel o. dgl. wird dann direkt in das als Lagerplatte dienende Drosselelement eingesetzt.According to the embodiments 1 and 2 is provided that the bearing plate 12 . 22 in addition to a throttle element 13 is provided. In a modified embodiment it is provided that the bearing plate 12 or 22 designed as a throttle element, similar to that from the DE 19630477 A1 is known. The bearing element 17 in the form of a pin or ball o. The like. Is then used directly in serving as a bearing plate throttle element.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 3942612 A1 [0002, 0012] - DE 3942612 A1 [0002, 0012]
  • - DE 19630477 A1 [0002, 0012, 0020] - DE 19630477 A1 [0002, 0012, 0020]

Claims (13)

Aerostatisches Axiallager für einen Schaft eines OE-Spinnrotors mit einer luftdurchlässigen Lagerplatte, die eine dem Ende des Schaftes zugeordnete Lagerfläche bildet und die aus einem gegenüber dem Material des Schaftes weniger verschleißfesten Material besteht, dadurch gekennzeichnet, dass in der Lagerplatte (12, 22) ein Lagerelement (17) aus einem gegenüber dem Material der Lagerplatte härteren Material angeordnet ist, das ein Abtragen der Lagerfläche (15, 25) begrenzt.Aerostatic thrust bearing for a shaft of an open-end spinning rotor with an air-permeable bearing plate which forms a bearing surface assigned to the end of the shaft and which consists of a material which is less wear-resistant than the material of the shaft, characterized in that in the bearing plate ( 12 . 22 ) a bearing element ( 17 ) is arranged from a relative to the material of the bearing plate harder material, the removal of the bearing surface ( 15 . 25 ) limited. Axiallager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerelement (17) im Zentrum der Lagerfläche (15, 25) der Lagerplatte (12, 22) angeordnet ist.Thrust bearing according to claim 1, characterized in that the bearing element ( 17 ) in the center of the storage area ( 15 . 25 ) of the bearing plate ( 12 . 22 ) is arranged. Axiallager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerelement (17) ein Stift ist.Thrust bearing according to claim 1 or 2, characterized in that the bearing element ( 17 ) is a pen. Axiallager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift ein dem Schaft (10) des OE-Spinnrotors zugewandtes, ballig gestaltetes Ende aufweist.Thrust bearing according to claim 3, characterized in that the pin is a the shaft ( 10 ), the OE spinning rotor facing, has a spherically shaped end. Axiallager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerelement (17) eine Kugel ist.Thrust bearing according to claim 1 or 2, characterized in that the bearing element ( 17 ) is a ball. Axiallager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerfläche (25) der Lagerplatte (22) mit einem Kragen (23) umgeben ist, dessen Innendurchmesser dem Durchmesser des Endes des Schaftes (10) angepasst ist.Thrust bearing according to one of claims 1 to 5, characterized in that the bearing surface ( 25 ) of the bearing plate ( 22 ) with a collar ( 23 ) whose inner diameter corresponds to the diameter of the end of the shaft ( 10 ) is adjusted. Axiallager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerelement (17) aus Hartmetall hergestellt ist.Thrust bearing according to one of claims 1 to 6, characterized in that the bearing element ( 17 ) is made of hard metal. Axiallager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerelement (17) aus Keramik hergestellt ist.Thrust bearing according to one of claims 1 to 6, characterized in that the bearing element ( 17 ) is made of ceramic. Axiallager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (10) eines mit dem Axiallager zusammen arbeitenden OE-Spinnrotors bis zu seinem Ende einen konstanten Querschnitt aufweist und dass das Ende gehärtet oder mit einem Lagerelement (19) verstärkt ist, das aus einem Material besteht, das verschleißfester als das Material des Schaftes (10) ist.Thrust bearing according to one of claims 1 to 8, characterized in that the shaft ( 10 ) of a co-operating with the thrust bearing OE spinning rotor has up to its end a constant cross section and that the end hardened or with a bearing element ( 19 ), which is made of a material that is more resistant to wear than the material of the shaft ( 10 ). Axiallager nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in das Ende des Schaftes (10) ein Stift als Lagerelement (19) eingesetzt ist, der vorzugsweise eine ballige Stirnfläche aufweist.Thrust bearing according to claim 9, characterized in that in the end of the shaft ( 10 ) a pin as a bearing element ( 19 ) is used, which preferably has a spherical end face. Axiallager nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in das Ende des Schaftes (10) eine Kugel als Lagerelement (19) eingesetzt ist.Thrust bearing according to claim 9, characterized in that in the end of the shaft ( 10 ) a ball as a bearing element ( 19 ) is used. Axiallager nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerelement (19) des Schaftes (10) aus Hartmetall besteht.Thrust bearing according to one of claims 9 to 11, characterized in that the bearing element ( 19 ) of the shaft ( 10 ) consists of hard metal. Axiallager nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerelement (19) des Schaftes (10) aus Keramik besteht.Thrust bearing according to one of claims 9 to 11, characterized in that the bearing element ( 19 ) of the shaft ( 10 ) consists of ceramic.
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DE3942612A1 (en) 1989-12-25 1991-06-27 Schubert & Salzer Maschinen OPEN-END SPIDER
DE19630477A1 (en) 1996-07-27 1998-01-29 Rieter Ingolstadt Spinnerei Open-end spinning device

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