DE19719791A1 - Stützscheibe für eine Stützscheibenlagerung von OE-Spinnrotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stützscheibe für eine Stützscheiben­ lagerung von OE-Spinnrotoren, mit einem dämpfungsfähigen Lauf­ ring, der eine im wesentlichen zylindrische, durch Randkanten begrenzte Lauffläche aufweist, die durch mehrere in Umfangsrich­ tung und parallel zueinander verlaufende endlose Rillen in mehrere unterschiedlich breite Teilflächen unterteilt ist.

Die üblicherweise aus Kunststoff bestehenden Laufringe der Stützscheiben von hochtourig rotierenden OE-Spinnrotoren sind neben der mechanischen Belastung durch den Rotorschaft auch einer hohen thermischen Belastung unterworfen. Beide Belastungsarten sind zueinander konträr, wobei mit zunehmender Breite der Lauf­ fläche die thermische Belastung zunimmt, die mechanische Bela­ stung jedoch abnimmt. Zur Verringerung der thermischen Belastung ist bei praktischen Maschinen die Mitte der Laufflächen der Stützscheiben durch eine in Umfangsrichtung verlaufende Rille unterbrochen.

Zur weiteren Verringerung der thermischen Belastung ist es durch die DE 33 42 768 A1, Fig. 2e, bekannt, neben der mittig ange­ ordneten Rille noch zwei weitere parallel zur Mittelrille verlaufende Rillen vorzusehen, so daß die Lauffläche insgesamt in zwei innere und zwei äußere Teilflächen unterteilt ist. Dabei sind die inneren, zwischen zwei Rillen befindlichen Teilflächen deutlich breiter als die jeweils zwischen einer Rille und einer Randkante befindlichen äußeren Teilflächen. Damit wird nicht nur unberücksichtigt gelassen, daß die äußeren Teilflächen mechanisch bei Betrieb höher beansprucht sind als die inneren Teilflächen, sondern thermische Berechnungen zeigen auch, daß die bekannte Anordnung der Rillen hinsichtlich der Vermeidung von Wärmestau keineswegs optimal ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hinsichtlich der thermischen und mechanischen Belastung von Stützscheiben einen für die Praxis brauchbaren Kompromiß zu finden und dabei insbe­ sondere der für die Praxis gefährlicheren thermischen Belastung durch Optimierung der Anordnung der Rillen Rechnung zu tragen.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Lauffläche durch insge­ samt zwei Rillen unterbrochen und dadurch in eine zwischen den Rillen befindliche innere Teilfläche und in zwei zwischen jeweils einer Rille und einer Randkante befindliche äußere Teilflächen unterteilt ist und daß jede äußere Teilfläche breiter als die innere Teilfläche ist.

Zwei Rillen führen zunächst dazu, daß die Betriebstemperatur der Lauffläche niedriger als bei Vorhandensein nur einer einzigen Rille ist. Die zweite Rille verringert aber auch die Walkarbeit an der Lauffläche, so daß auch unter diesem Gesichtspunkt gegen­ über den bisher eingesetzten praktischen Stützscheiben eine höhere Lebensdauer zu erwarten ist. Durch die gegenüber dem eingangs genannten Stand der Technik andere Aufteilung der Teilflächen entsteht aber auch eine deutliche Reduzierung der thermischen Belastung der Lauffläche. Berechnungen haben gezeigt, daß sich an der Lauffläche nur dann eine einigermaßen gleiche Temperaturverteilung erreichen läßt, wenn die äußeren Teilflächen breiter gemacht werden als die zwischen zwei Rillen befindliche innere Teilfläche. Dies liegt unter anderem daran, daß die Lauffläche an den Randkanten bei Betrieb besser gekühlt wird als im Bereich der Rillen. Da die breiteren äußeren Teilflächen auch hinsichtlich der mechanischen Belastung günstig sind, tritt bei der erfindungsgemäßen Anordnung der insgesamt zwei Rillen der überraschende Umstand ein, daß nun nicht mehr mechanische und thermische Belastung einander konträr sind, sondern daß die erfindungsgemäße Anordnung sowohl die thermische als auch die mechanische Belastung reduziert.

Es hat sich herausgestellt, daß die äußeren Teilflächen jeweils 20 bis 40% breiter sein sollen als die innere Teilfläche. Zusammengenommen sollen dabei die äußeren Teilflächen breiter sein als die innere Teilfläche plus die zwei Rillen, wobei aus Fertigungsgründen die äußeren Teilflächen zweckmäßigerweise gleich breit gemacht werden.

Es genügt, wenn die Breite einer Rille sehr klein ist, der Abstand der zwei Randkanten voneinander sollte etwa das 10fache der Breite einer Rille betragen. Die Breite der Rillen wählt man zwischen 0,7 und 1 mm, wobei das Optimum bei etwa 0,8 mm liegt. Die Breite der Lauffläche zwischen den Randkanten liegt vorteil­ hafterweise zwischen 7 und 10 mm.

Auch die Tiefe der Rillen braucht nicht übermäßig groß gewählt zu werden. Zweckmäßig ist die Tiefe der Rillen nur geringfügig größer als deren Breite, so daß ein annähernd quadratischer Querschnitt entsteht, der gegebenenfalls am Rillengrund gerundet sein kann. Insgesamt sollten die Rillen eine Tiefe aufweisen, die etwa einem Viertel der Stärke des Laufringes entspricht. Lauf­ ringe von 4 mm Stärke haben sich als günstig erwiesen. Bei dieser Stärke ist die Dämpfung des Laufringes noch ausreichend, der Materialverbrauch an Kunststoff jedoch gering.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung, insbesondere bei etwas breiteren Laufflächen, kann der Laufring im Bereich der Radial­ ebenen der Rillen an seinem Innenumfang zusätzlich mit Rippen versehen sein, die in entsprechende Verankerungsnuten eines scheibenartigen Grundkörpers der Stützscheibe eingreifen. Der Laufring ist somit - im Querschnitt gesehen - an denjenigen Stellen durch Rippen verstärkt, an denen sich in der Lauffläche die Rillen befinden. Bei relativ schmalen Laufflächen kann der Laufring gegebenenfalls ohne jegliche Verankerungsnut auf einem scheibenartigen metallenen Grundkörper befestigt werden.

Da der durch die Stützscheiben gelagerte Schaft eines OE-Spinnrotors in der Praxis überwiegend an den Randkanten der Stützscheiben aufliegt, können die äußeren Teilflächen im Bereich der Randkanten vorteilhaft durch kleine Fasen begrenzt sein. Dadurch reduziert sich die mechanische Belastung an den besonders kritischen Stellen der Randkanten.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles.

Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Längsansicht auf eine Stütz­ scheibenlagerung mit erfindungsgemäßen Stützscheiben,

Fig. 2 eine Ansicht längs der Schnittfläche II-II der Fig. 1,

Fig. 3 in stark vergrößerter Darstellung eine geschnittene Teilansicht der Fig. 1 auf eine erfindungsgemäße Stützscheibe.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Stützscheibenlagerung für Offenend-Spinnmaschinen enthält vier Stützscheiben 1, 2, 3 und 4, die jeweils paarweise angeordnet sind. Die zwei Paare 5 und 6 bilden Keilspalte 7, in denen der Schaft 8 eines OE-Spinnrotors 9 gelagert ist. Die jeweils auf einer Seite neben dem Schaft 8 befindlichen Stützscheiben 1, 3; 2, 4 sind auf einer gemeinsamen Achse 10 bzw. 11 angeordnet.

Die Stützscheiben 1, 2, 3 und 4 sind im wesentlichen gleich ausgebildet. Sie bestehen jeweils aus einem metallenen scheiben­ artigen Grundkörper 12, dessen äußerer Umfang mit einem dämpfungsfähigen Laufring 13 versehen ist. Die vier Laufringe 13 bilden jeweils eine im wesentlichen zylindrische Lauffläche 14 für den Schaft 8 des OE-Spinnrotors 9. Die Lauffläche 14 ist an beiden Seiten durch Randkanten 15 und 16 begrenzt. Jeder Laufring 13 besteht aus einem gummi-elastischen Kunststoff.

Der Schaft 8 des OE-Spinnrotors 9 trägt an einem Ende einen Rotorteller 17. Sein anderes Ende 18 ist in axialer Richtung gegen ein Spurlager 19 abgestützt.

Der Schaft 8 ist mit einem Tangentialriemen 20 belastet, der in Laufrichtung A in Längsrichtung der OE-Spinnmaschine durchläuft und dabei die OE-Spinnrotoren 9 wenigstens einer Maschinenseite antreibt.

Die Stützscheibenlagerung ist so ausgelegt, daß sie für Drehzah­ len des OE-Spinnrotors 9 in der Größenordnung von 150.000 min^-1 geeignet ist. Der Durchmesser des Schaftes 8 liegt dabei in der Größenordnung von 8 mm. Die Stützscheiben 1, 2, 3 und 4 haben an ihrer Lauffläche 14 einen Außendurchmesser von vorzugsweise 78 mm. An diesen Außendurchmesser ist die Stärke des Laufringes 13 angepaßt, die bei 4 mm liegt. Die Breite der Lauffläche 14 liegt in der Größenordnung von 7 bis 10 mm.

Die Stützscheiben 1, 2, 3 und 4 sind jeweils mit einer nicht dargestellten zentrischen Bohrung versehen, mit der sie auf die zugehörigen Achsen 10 und 11 aufgesteckt sind. Die Achsen 10 und 11 wiederum sind jeweils in einem Lagergehäuse 21 aufgenommen, dem ein nur strichpunktiert angedeuteter gemeinsamer Lagerbock 22 zugeordnet ist, der am Maschinenrahmen befestigt ist.

Die Laufflächen 14 der Stützscheiben 1, 2, 3 und 4 sind in Umfangsrichtung durch zwei parallel zueinander verlaufende und gleich dimensionierte endlose Rillen 23, 24 unterbrochen, welche die Lauffläche 14 in drei Teilflächen 25, 26 und 27 unterteilen. Zwischen den Rillen 23 und 24 befindet sich dadurch eine innere Teilfläche 26, zwischen jeweils einer Rille 23, 24 und einer Randkante 15, 16 hingegen jeweils eine äußere Teilfläche 25, 27.

Die zwei Rillen 23 und 24 verringern spürbar die Wärmebelastung des Laufringes 13.

Die Fig. 3 zeigt eine geschnittene Teilansicht im Bereich des Laufringes 13 einer stark vergrößert dargestellten Stützscheibe 1, wobei es sich natürlich auch um die anderen Stützscheiben 2, 3 oder 4 handeln könnte.

Man erkennt aus der Fig. 3, daß die Breite B der Lauffläche 14 durch die zwei Rillen 23 und 24 in die drei Teilflächen 25, 26 und 27 unterteilt ist. Die Anordnung ist dabei so gewählt, daß die zwischen den Rillen 23 und 24 befindliche innere Teilfläche 26 schmaler ist als die zwei äußeren Teilflächen 25 und 27. Um welchen Betrag die Breiten b1 und b3 der äußeren Teilflächen 25 und 27 größer sein soll als die Breite b2 der inneren Teilfläche 26, hängt u. a. von der Breite B der Lauffläche 14 sowie der Stärke s des Laufringes 13 ab. Bei geeigneter Dimensionierung läßt sich erreichen, daß die Wärmebelastung in den Bereichen der drei Teilflächen 25, 26 und 27 wenigstens annähernd gleich ist. Da die äußeren Teilflächen 25 und 27 breiter sind als die innere Teilfläche 26, ist auch der zusätzlichen mechanischen Belastung Rechnung getragen, da ja die mechanische Belastung im Bereich der Randkanten 15 und 16 größer ist als im Bereich der inneren Teilfläche 26.

Die Rillen 23 und 24 liegen mit ihren Breiten c1 bzw. c2, die untereinander gleich sind, in der Größenordnung von 0,7 bis 1 mm und bevorzugt bei 0,8 mm. Die Tiefe t der Rillen 23 und 24 übersteigt die jeweilige Breite c1, c2 nur unwesentlich und liegt im Bereich von 1 mm. Dabei kann der Grund der Rillen 23 und 24, wie dargestellt, gerundet sein. Im wesentlichen ist aber der Querschnitt der Rillen 23 und 24 etwa quadratisch. Bei einer bevorzugten Stärke s des Laufringes 13 von 4 mm ist die Tiefe t der Rillen 23 und 24 somit etwa ein Viertel der Stärke s.

Wenn die Breite B der Lauffläche 14 im üblichen Bereich von 7 bis 10 mm liegt, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn jede äußere Teilfläche 25, 27 etwa 20 bis 40% breiter ist als die innere Teilfläche 26. Generell ist es günstig, die zwei äußeren Teilflächen 25 und 27 gleich breit zu wählen, wobei die Breiten b1 und b3, zusammengenommen, breiter als die Breite b2 der inneren Teilfläche 26 plus die Breiten c1 und c2 der Rillen 23 und 24 sind. Der Abstand der zwei Randkanten 15 und 16 vonein­ ander beträgt etwa das 10fache der Breite c1, c2 einer Rille 23, 24. Dieses Ungefährmaß ist so zu verstehen, daß toleranzbedingte Abweichungen zulässig sein sollen.

Im Bereich der strichpunktiert angedeuteten Radialebenen 28 der Rillen 23 und 24 ist der Laufring 13 an seinem Innenumfang 30 mit zwei Rippen 31 und 32 versehen, die eine Höhe von etwa 1 mm haben. Die Breite der Rippen 31 und 32 ist untereinander gleich und etwas kleiner als die innere Teilfläche 26.

Die Rippen 31 und 32 dienen nicht nur der Verstärkung des Quer­ schnittes des Laufringes 13 an denjenigen Stellen, an denen sich die Rillen 23 und 24 befinden, sondern zugleich der Verankerung des aus Kunststoff hergestellten Laufringes 13 an dem metallenen Grundkörper 12, der vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung besteht. Diese Verankerung ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn die Breite B relativ groß ist. Die Rippen 31 und 32 greifen dann in entsprechende Verankerungsnuten 33 und 34 des Grundkörpers 12 der Stützscheibe 1 ein. Beim Spritzen des Laufringes 13 auf den Grundkörper 12 ergibt sich somit eine verbesserte Haftung.

Claims (7)

1. Stützscheibe für eine Stützscheibenlagerung von OE-Spinnrotoren, mit einem dämpfungsfähigen Laufring, der eine im wesentlichen zylindrische, durch Randkanten begrenzte Lauffläche aufweist, die durch mehrere in Umfangsrichtung und parallel zueinander verlaufende endlose Rillen in mehrere unterschiedlich breite Teilflächen unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lauffläche (14) durch insgesamt zwei Rillen (23, 24) unter­ brochen und dadurch in eine zwischen den Rillen (23, 24) befind­ lichen innere Teilfläche (26) und in zwei zwischen jeweils einer Rille (23, 24) und einer Randkante (15, 16) befindliche äußere Teilflächen (25, 27) unterteilt ist und daß jede äußere Teilflä­ che (25, 27) breiter als die innere Teilfläche (26) ist.

2. Stützscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede äußere Teilfläche (25, 27) 20% bis 40% breiter als die innere Teilfläche (26) ist.

3. Stützscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Teilflächen (25, 27) gleich breit und, zusammen­ genommen, breiter als die innere Teilfläche (26) plus die zwei Rillen (23, 24) ist.

4. Stützscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Abstand der zwei Randkanten (15, 16) voneinander etwa das 10fache der Breite (c1, c2) einer Rille (23, 24) beträgt.

5. Stützscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Rillen (23, 24) einen annähernd quadra­ tischen Querschnitt haben.

6. Stützscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Rillen (23, 24) eine Tiefe (t) aufweisen, die etwa einem Viertel der Stärke (s) des Laufringes (13) ent­ spricht.

7. Stützscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der der Laufring (13) im Bereich der Radial­ ebenen (28) der Rillen (23, 24) an seinem Innenumfang (30) mit Rippen (31, 32) versehen ist, die in entsprechende Verankerungs­ nuten (33, 34) eines scheibenartigen Grundkörpers (12) der Stützscheibe (1) eingreifen.