DE2206237A1

DE2206237A1 - Shaft bearing - with shell in pole plate to support ball and shaft

Info

Publication number: DE2206237A1
Application number: DE19722206237
Authority: DE
Inventors: Franz Dipl Ing Brichta; Dieter Dipl Ing Pfeifle
Original assignee: SKF Kugellagerfabriken GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1972-02-10
Filing date: 1972-02-10
Publication date: 1973-08-23

Abstract

Designed for high-speed shafts, such as in yarn twisting, the cup-shaped shell with spiral ridges is mounted in the pole plate of a ring magnet to support a ball to hold the shaft drawn against the plate by the magnetic action. The purpose is to provide a suitable bearing, with a long life, but which can be readily replaced on wear.

Description

Lagerung für schnellaufende Wellen oder Achsen Die Erfindung betrifft eine Lagerung für sclinellaufende Wellen oder Achsen, die über ra-lial angeordnete Elemente abgestützt und über eines ccrselben angetrieben unu in einer Achsrichtung mittels Magnetkraft gegen ein Widerlager drückbar sind. Storage for high-speed shafts or axles The invention relates to a bearing for sclining shafts or axes, which are arranged over ra-lial Elements supported and driven in one axial direction via the same can be pressed against an abutment by means of magnetic force.

Bei Lagerungen der verwendeten Art ergibt sich in verschiedenen Bereichen der Technik das Problem, er hohe Drehzahlen bei geringem Verschleiß und möglichst geringer Wartung entsprechender Lagerungs-Aggregate zu erreichen. Aus diesem Grunde sind entsprechende Wälzlager in bezug auf ihre Präzision, Lebensdauer und Nachsohmierung verbessert worden, so daß sie gegebenen Anforderungen bis zu einem gewissen Grad entsprechen. Bei Lagerungen, bei denen eine Welle oder Achse leicht aus dem Lageraggregat herausgenommen werden soll und bei dem die eingangs erwähnten Forderungen einer geringen Wartung bei hohen Drehzahleij und einfacher Bauart verfüllt sein miissen, ergeben sich bestimmte Schwier.igkeiten, die z.T. zu unbefriedigenden und aufwendigen technischen Lösungen geführt haben.Storage of the type used results in different areas the problem of technology is that it has high speeds with little wear and tear, and if possible low maintenance of the corresponding storage units. For this reason are corresponding rolling bearings with regard to their precision, service life and resohmation has been improved so that they meet given requirements to some extent correspond. For bearings in which a shaft or axle is easily removed from the storage unit should be removed and in which the aforementioned requirements a low maintenance at high speeds and simple construction must be filled, certain difficulties arise, some of which are unsatisfactory and time-consuming technical solutions.

Es ist beispielsweise bekannt, für Wellen, Achsen oder Spindeln eine Lagerung vorzusehen, bei welcher der anzutreibende Teil an Stützrollen anliegt, von denen eine oder mehrere angetrieben werden. Durch die Wahl der Durchmesserverhältnisse zwischen den Stützrollen und der anzutreibenden Welle sind auf diese Weise hohe Drehzahlen zu erreichten, wobei die Bauart trotzdem verhältnismäßig einfach ausgebildet sein kann. Derartige Lagerungen können auf verschiedenen Gebieten der Technik, wie z.B. auf dem Textilmaschinensektor, eingesetzt werden. So ist es bekannt, zur Drallgebung textiler Fasern sogennante Drehrönrehen über Stützrollen zu lagern, von denen eine oder mehrere angetrieben sind, wobei die Sicherung der Betriebslage des angetriebenes Drehröhrchens durch Magnete erfolgt.It is known, for example, for shafts, axes or spindles Provide storage in which the part to be driven is in contact with support rollers, one or more of which are driven. By choosing the diameter ratios between the support rollers and the shaft to be driven are high in this way To achieve speeds, the design is still relatively simple can be. Such bearings can in various fields of technology, such as e.g. in the textile machine sector. So it is known to the To mount twisting of textile fibers so-called rotary turning on support rollers, one or more of which are driven, securing the operating position of the driven rotating tube is done by magnets.

Bei Lagerungen, bei denen die angetriebene Welle an einer Stirnseite in nur einer Achsrichtung abgestätzt ist und nach Möglichkeit so aufgenommen sein soll, daß sie in einfacher Weise herausgenommen werden kann, ergeben sich vielfach Scwierigkeiten sowohl hinsichtlich der Lagesicherung der Welle als auch bezüglich der Anordnung der Lager und der Abstützmittel für die Welle. So sind z.B. für die Halterung von Spinnkammern für ringlose Feinspinnmaschinen bereits radial wirkende Permanentmagnete vorgesehen, die jedoch erfahrungsgemäß in ihrer Bauweise sehr groß ausgebildet sein müssen, um die erfordeliche Haitekraft ausüben zu können.For bearings in which the driven shaft is on one end face is cut off in only one axial direction and, if possible, be included should that it can be removed in a simple manner, arise in many cases Difficulties both with regard to securing the shaft and with regard to the arrangement of the bearings and the support means for the shaft. For example, for the Bracket of spinning chambers for ringless fine spinning machines already acting radially Permanent magnets are provided, but experience has shown that their design is very large Must be trained in order to be able to exert the necessary hold power.

Stirnseitig ist der die Spinnkammer tragende Schaft bei diesen Anordungen über ein Spurlager abgestützt, dem ein Magnet zugeordnet ist, der seinerseits zur Sicherung des Schaftes ill Axialrichtung auf einen am Schaftende vorgesehenen tellerförmigen Teil wirkt, wodurch ein leichter Ausbau des Schaftes nicht möglich ist und außerdem durch auftretende Wirbelströme unerwünschte Bremskräfte entstehen können. (DOS 2 012 490) Derartige Anordnungen erfüllen jedoch die an die Betriebssicherheit, Lebensdauer und Baugröße sowie leichte Austauschbarkeit einzelner Elemente gestellten Forderungen nur unzureichend, so daß sich insgesamt gesehen derartige Lagerungen und Halterungen nur bedingt bewähren.The shaft carrying the spinning chamber is at the front in these arrangements supported by a thrust bearing to which a magnet is assigned, which in turn is used for Securing the shaft in the axial direction on a plate-shaped provided at the end of the shaft Part acts, whereby an easy removal of the shaft is not possible and also undesired braking forces can arise from eddy currents. (DOS 2 012 490) Such arrangements, however, meet the requirements for operational safety and service life and size as well as easy interchangeability of individual elements only inadequate, so that, viewed overall, such bearings and brackets only proves to a limited extent.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lagerung für schnellaufende Wellen und Achsen zu schaffen, bei welcher die vorerwähnten Mängel beseitigt sind und eine einfache Bauweise bei leichter Austauschbarkeit einzelner Baugruppen sowie weitestgehenden Wartungsfreiheit und hoher Betriebssicherheit gewährleistet sind.The invention is based on the object of a storage for high-speed To create shafts and axles in which the aforementioned defects are eliminated and a simple design with easy interchangeability of individual assemblies as well The greatest possible freedom from maintenance and a high level of operational safety are guaranteed.

Erreicht ist dieses Ziel gemäß der Erfindung im wesentlichen dadurch, daß das Wellen- oder Acbsende von einem Ringmagneten mit endseitigen Polschuhen umgriffen wird, wobei einer der Polschuhe eine Lagerschale mit spiralenförmig verlaufenden Rillen trägt, über welche die Welle oder Achse über einen stirnseitig angeordneten kalottenförmigen Teil abgestützt ist. Durch diese Maßnahme wird sowohl eine eindeutige Halterung der zweckmäßig über Stützrollen oder dgl. angetriebenen Welle oder Achse in der Betriebslage sichergestellt und gleichzeitig bei geringen Abmessungen der Lager- und Halteteile eine einfache Austauschbarkeit sowohl der Lagerelemente mit seiner Halterung als auch des drehbaren und angetriebenen Teiles erreicht.This aim is achieved according to the invention essentially by that the shaft or Acbsende of a ring magnet with pole pieces at the ends is encompassed, with one of the pole shoes having a bearing shell running in a spiral shape Carries grooves over which the shaft or axle is arranged on the face side dome-shaped part is supported. This measure becomes both a unique Holder of the expediently driven shaft or axle via support rollers or the like ensured in the operating position and at the same time with small dimensions of the Storage and holding parts with easy interchangeability of both the bearing elements achieved its holder and the rotatable and driven part.

Gemäß der Erfindung empfiehlt es sich, die Polschuhe als Scheiben auszubilden, die mit dem Ringmagneten und der Lagerschale eine Baueinheit bilden. Es empfiehlt sich weiterhin, diese Baueinheit mit der Tragplatte zu verbinden, die ihrerseits über Stützglieder mit einem die Welle oder Achse und/oder deren Antriebs- und Stützelemente aufnehmenden Gehäuse verbunden ist. Gegebenenfalls kann in Abhängigkeit von der Größe der Lagerung und/oder dem Verwendungszweck die Tragplatte mit den Polschuhen und dem Magneten eine Baueinheit bilden und als solche austauschbar mit dem vorerwähnten Gehäuse verbunden werden.According to the invention, it is advisable to use the pole pieces as disks to form, which form a structural unit with the ring magnet and the bearing shell. It is also advisable to connect this unit to the support plate that in turn via support members with a shaft or axis and / or their drive and supporting elements receiving housing is connected. If necessary, depending on on the size of the storage and / or the intended use, the support plate with the Pole shoes and the magnet form a structural unit and as such are interchangeable with be connected to the aforementioned housing.

Bei Lageran@@nungen, wie sie z.B. für die Lagerung der Spinnkammer Ringloser Feinspinnmaschinen verwendet werden, empflichlt es sich, den angetriebenen, die Spinnkammer tragenden Schaft über die mit der Tragplatte verbundene Lagerung beweglich gegenüber dem Gehäuse aufzunehmen, so daß sich eine selbsttätige Einstellung des Stützlagers zur Umlaufachse des angetrichenen Teils ergibt. Erfindungsgemäß wird dies dadurch möglich, daß die Tragplatte mit oder gegenüber den Stützgliedern beweglich an dem Gehäuse gehalten ist, wobei die Anordnung nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung so getroffen werden kann, daß die Stützglieder selbst aus elastischem Werkstoff bestehen. Gegebenenfalls kann auch die Tragplatte selbst aus elastichem Werkstoff bestehen und mit dem Gehäuse fest verbunden werden, so daß eine selbsttätige Einstellung der Lagerung gleichfalls gewährleistet wird. For storage arrangements, such as those for the storage of the spinning chamber Ringless fine spinning machines are used, it is advisable to use the driven, the shaft carrying the spinning chamber via the bearing connected to the support plate movable relative to the housing, so that there is an automatic adjustment of the support bearing to the axis of rotation of the painted part results. According to the invention this is possible because the support plate with or opposite the support members is movably held on the housing, the arrangement according to a further proposal the invention can be made so that the support members themselves made of elastic Material. If necessary, the support plate itself can also be made of elastic Made of material and firmly connected to the housing, so that an automatic Adjustment of the storage is also guaranteed.

Die Abmessungen des Ringmagneten gegenüber dem in diesem liegenden Teil der Welle oder Achse sind vorteilhaft so gewählt, daß ein von den Polschuhen begrenzter Hohlraum gebildet wird, der als Fettraum dient und damit lange Iaetriebszeiten entsprechender Lagerungen ohne Wartung sicherstellt.The dimensions of the ring magnet compared to the one in it Part of the shaft or axle are advantageously chosen so that one of the pole pieces limited cavity is formed, which serves as a fat space and thus long Iaetriebszeiten ensures appropriate storage without maintenance.

Der an der Stirnseite der Achse oder Welle in der Lagerschalc laufende kalottenförmige Teil kann vorteilhaft aus einer in einer stirnseitigen Ausnehmullg des Schaftes oder der Weile aufgenommenen Kugel bestehen, so daß sich bezüglich der Herstellung und der Montage einfache Verhältnisse ergeben.The one running on the end face of the axle or shaft in the bearing shell Dome-shaped part can advantageously consist of a recess in an end face of the shaft or the while recorded ball exist, so that with respect to the production and assembly result in simple proportions.

In der Zeichnung ist die Erfindung in Ausführungsbeispielen dargestellt. Dabei zeigen: Fig. 1 die erfindungsgemäße Lagerung innerhalb eines schematisch dargestellten Antriebsaggregates und Fig. 2 einen Querschnitt durc das Stützlager gemäß Fig. 1 An einer Grundplatte 1 ist ein Gehäuse 2 befestigt, innerhalb welchem drehbar gelagerte Stäuzrollen 3, 4 vorgeschen sind, zwischen desen ein @azutreibender Schaft 5 aufgenommen ist, der an seinem freien Ende einem Arbeltsraum 6, wie zum Beispiel eine Spinnkammer oder dergleichen aufweist. Der Antrieb des Schaftes 5 erfolgt über eine der Rollen 3 oder 4, Von denen im vorliegenden Ausführengsbeispiel drei Rollen im Wirkel von je 120° zueinander angeordnet sind, zwischen denen der Schaft 5 gehalten ist. Die Stützrolle 4 wird mittels eines tangential geführten Antriebsriemens 7 @etrieben und treibt ihrerseits den Schaft 5, der an Stätzringen 8 der Rollen 3, 4 abgestützt ist.In the drawing, the invention is shown in exemplary embodiments. 1 shows the storage according to the invention within a schematically illustrated Drive unit and FIG. 2 shows a cross section through the support bearing according to FIG. 1 At a base plate 1, a housing 2 is attached, within which rotatably mounted Jamming rollers 3, 4 are provided, between which a shaft 5 to be driven is received is, which at its free end a work space 6, such as a spinning chamber or the like. The shaft 5 is driven by one of the rollers 3 or 4, of which in the present exemplary embodiment three roles in the effect of each 120 ° to each other are arranged, between which the shaft 5 is held. the Support roller 4 is driven by means of a tangentially guided drive belt 7 and in turn drives the shaft 5, which is supported on support rings 8 of the rollers 3, 4 is.

Die Stützringe 8 sind mit den Stützrollen 3, 4 fest verbunden und mit einer Lauffläche aus nichtmstallischem Werkstoff versehen, die vorteilhaft in der Mitte eine oder mehrere Rillen aufweisen.The support rings 8 are firmly connected to the support rollers 3, 4 and provided with a running surface made of non-stable material, which is advantageous in have one or more grooves in the middle.

Wie aus Fig. 2 der Zeichnung zu ersehen ist, erfolgt die Lagerung des Schaftes 5 über eine Lagerschale 10, die innenseitig spiralförmig verlaufende Rillen aufweist und in welcher eine mit dem Schaft 5 drehfest verbundene Kugel 11 lagert. Diese ist in einer Ausnehmung 12 des Schaftes 5 aufgenommen, während die Lagerschale 10 in einer als Polschuh 13 ausgebildeten Scheibe drehsicher aufgenomren ist. Zwischen dem Polschuh 13 und einem weiteren als Scheibe ausgebildeten Polsehuh 14 liegt ein ringförmiger Dauermagnet 15, dessen Kraft auf den Schaft 5 wirkt und diesen gegen die Lagerschale 10 zieht. Die Gräße der Kraft kann sowohl durch die Gestaltung und den Werstoff des Magneten als auch die Abmessung des Schaftes 5 bestimmt werden, so daß eine Anpassung an gegebene Betriebsverhältnisse in einfacher Weise möglich ist.As can be seen from Fig. 2 of the drawing, the storage takes place of the shaft 5 via a bearing shell 10, which extends in a spiral shape on the inside Has grooves and in which a ball 11 connected non-rotatably to the shaft 5 stores. This is received in a recess 12 of the shaft 5, while the Bearing shell 10 rotatably received in a designed as a pole shoe 13 disc is. Between the pole shoe 13 and another pole shoe designed as a disc 14 is an annular permanent magnet 15, the force of which acts on the shaft 5 and this pulls against the bearing shell 10. The size of the force can be achieved both by the Design and the material of the magnet as well as the dimensions of the shaft 5 are determined so that an adaptation to given operating conditions in a simple manner is possible.

Der Polschuh 13 ist seine@@eits in einer Tragsplatte 16 aus nichtmagnetisierbarem Werkstoff aufgenommen und kann mit dieser eine feste Einbeit bilden. Auf jeden Fall bildet der Magnet 15 mit seinen holschuhen 13 und 14 sowie der Lagerschale 10 eine Baueinheit, die über die Tragplatte 16 derart mit dem Gehäuse 2 verbunden ist, daß sie zwischen Ringen 17 aus reioungsarmem Werkstoff aufgeno@men sind und eine Bewegung quer zur Schaftlängsache ermöglichen. Eine Selbsteinstellung des Lagers in die Laufachse ist dadurch in einfacher Weise erreicht.The pole piece 13 is its @@ eits in a support plate 16 made of non-magnetizable Material added and can form a solid unit with this. Definitely forms the magnet 15 with its wooden shoes 13 and 14 and the bearing shell 10 a Structural unit which is connected to the housing 2 via the support plate 16 in such a way that they are received between rings 17 made of low-friction material and a movement enable transversely to the length of the shaft. A self-adjustment of the bearing in the running axis is thereby achieved in a simple manner.

Die Lagesicherung der Lagerung selbst erfolgt, wie bereits erwähnt, über die Tragplatte 16 und die Scheiben 17, die über Befestigungsmittel 18 unter der Wirkung eines als Feder ausgebildeten Kraftspeichers 19 mit einer vorgegebenen Kraft befestigt sein können.As already mentioned, the position of the bearing itself is secured on the support plate 16 and the disks 17, which via fasteners 18 below the effect of a force accumulator 19 designed as a spring with a predetermined Force can be attached.

Zwischen dem Dauermagneten 15 und dem Schaft 5 bzw. dem abgesetzten Teil des Polschuhes 13 ist ein ringförmiger Raum 20 vorhanden, der als Fettraum dient und ausreichende Fettreserven für die laufende Schmierung des Lagers gewährleistet.Between the permanent magnet 15 and the shaft 5 or the remote Part of the pole piece 13 is an annular space 20, which is used as a grease space and ensures sufficient grease reserves for the ongoing lubrication of the bearing.

Bei den dargstellten Ausführungen handelt es sich nur um beispielsweise Verwirklichungen der Erfindung, die, wie bereits erwähnt, hinsichtlich der Gestaltung der Polschuhe, des Magneten sowie der zur Baueinbeit gehörenden Tragplatten oder dergleichen mannigfache Abwandlungen ermöglicht, ohne die erfindungsgemäße Wirkung zu beeinträchtigen. In gleicher Weise sind in Abhängigkeit von dem jeweiligen Verwendungszweck entsprechender Lagerungen, die Größenverhältnisse des Dauermagneten in bezug auf die erforderliche Magnetkraft variabel und können den jeweils gegebenen Bedingungen in einfacher Weise angepaßt werden.The embodiments shown are only examples Realizations of the invention, which, as already mentioned, in terms of design the pole shoes, the magnet as well as the supporting plates belonging to the building unit or such manifold modifications are made possible without the effect according to the invention to affect. In the same way, depending on the intended use corresponding bearings, the proportions of the permanent magnet in relation to the required magnetic force is variable and can be adapted to the given conditions can be easily adapted.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1.) Bearing for shafts or axles that run over radial arranged elements supported and driven via one of the same and in a Axial direction can be pressed against a winder bearing by means of magnetic force, characterized in that that the shaft or axle end of a ring magnet (15) with pole discs at the end (13, 14) is encompassed, one of the pole disks (13) having a bearing shell (10) carries spiral grooves, in which the shaft or axle over a frontally arranged dome-shaped part (11) is supported.

2. Storage according to claim 1, characterized in that the ring magnet (15) form a structural unit with the pole disks (13, 14) and the bearing shell (10).

5. Storage according to claims l and 2, characterized in that the structural unit can be connected to a support plate (16) which, via support members (17) with one of the shaft or axle (5) and / or its drive and support elements (3, 4) receiving housing (2) is connected.

4 storage according to claim 3, characterized in that the support plate (17) held movably on the housing (2) with or with respect to the support members (17) is.

5. Storage according to claims 1 to 3, characterized in that the support plate (16) itself is formed from an elastic material.

6. Storage according to claims 3 and 4, characterized in that the support members (17) consist of low-friction material.

7. Storage according to claims l and 2, characterized in that between the part of the shaft located inside the ring magnet (15) and this part or axis (5) is a cavity (20) delimited at the end by the pole disks is.

8. Storage according to claims 1 and 2, characterized in that the dome-shaped part of the shaft or axle (5) from one in an end face Recess (12) received ball (11) is formed.