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Titel der Erfindung Lagerung der Verseilrotoren an mehrgängigen Schnellverseilmaschinen
Anwendungssebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft die Lagerung der Verseilrotoren
an mehrgängigen Schnellverseilmaschinen, bei denen die einzelnen Verseilrotore in
einem gemeinsamen Gehäuse neben- und/ oder übereinander gelagert sind und einzeln
angetrieben werden0 Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Mit dem Ziel,
die leistungsfähigkeit von Schnellverseilmaschinen ständig zu steigern, sind Rotordrehzahlen
erreicht worden, die unter Berücksichtigung der Herstellungskosten der Maschine,
der Zuverlässigkeit der Maschine und der am Einsatzort vorliegenden Betriebsbedingungen
eine Weiterentwicklung in dieser Richtung als nicht mehr vertretbar erscheinen lassen0
Eine Mölichkeit, diese Grenze in der Entwicklung zu produktiveren Ausrüstungen zu
überschreiten besteht darin, daß man mehrere Rotore in einem gemeinsamen Gehause
neben- oder übereinander anordnet, Dadurch wird zwar nicht die Verseilleistung pro
Rotor erhöht, durch die neuartige Bauweise kann aber auch noch mit vertretbaren
Drehzahlen die auf Investitionskosten und Produktionsfläche bezogene Verseilleistung
erheblich gesteigert werden0 Abweichend von der konventionellen Lagerungsart für
den Rotor auf Tragrollen oder den Rotor umfassenden Spezialwälzlager ist für die
angeführte Bauweise die Lagerung der Rotore im Wälzlager handelsüblicher Abmessungen
vorteilhaft und tywisch,
So ist beispielsweise gemäß der BRD-OS
Nr. 2 323 713 eine mehrgängige Schnellverseilmaschine bekannt geworden, die aus
drei bis vier in einem Gehäuse gelagerten Verseilrotoren bestehtO Die Verseilrotoren
sind dabei teils nebeneinander und teils übereinander angeordnet, Jeder Verseilrotor
ist mittels Wälzlager gelagert und besitzt einen eigenen Antrieb.
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Zu jedem Verseilrotor der Schnellverseilmaschine gehört ein Kaliber-
oder Preßbackenhalter, sowie ein Abzug und ein Aufwickler0 Für die Belüftung der
Verseilrotoren sind einzelne Luftbehälter mit Kompressoren oder ein zentrales Suftversorgungssgstem
vorhandene Die Vorteile dieser Eompaktbauweise liegen, wie schon allgemein erwähnt,
in der hohen Leistung je Flächeneinheit bei vertretbaren Drehzaflen. Außerdem ergeben
sich noch erhebliche DSaterialeinsparungenO Es hat sich jedoch herausgestellt, daß
der Geräuschpegel dieser Maschinen nach Erreichen der Betriebsdrehzahl aller Rotoren
unnormal hoch liegt, Präzise Fertigung und sorgfältige Auswuchtung der Rotoren konnten
den Geräuschpegel nicht ausreichend absenken, Die Erklärung für dieses Verhalten
muß in der sehr intensiven, schwingungsmäßigen Kopplung der Einzelrotoren durch
das gemeinsame Gehäuse gesucht werden0 Dadurch, daß die Rotore geometrisch und damit
in ihrem Schwingungsverhalten nach praktischen Maßstäben vollständig identisch sind,
genügen kleinste Erregerkräfte, um ein gegenseitiges Aufschaukeln des Schwingungszustandes
hervorzuruSenO Die unnormal hohe Geräuschabstrahlung und eine weit vor Erreichung
der rechnerisch zu erwartenden Lebensdauer eintretende Zerstörung der Wälzlager
sind die erkennbaren Folgend Es ist bereits bekannt, durch eine elastische Lagerung
der Tragrollen die Schwingungserscheinungen am Rotor selbst und ihre Weiterleitung
in die angrenzenden Maschinenteile zu bekämpfe, Diese Lösung, die an die Ausführung
der Lagerung mit Tragrollen gebunden ist, kann hierfür nicht übernommen werden,
da die Tragrollenlagerung so breit baut, daß sie in einem gemeinsamen Gehäuse nicht
für mehrere parallel liegende Rotore verwirklicht werden kanne
Es
ist auch ein Lösungsvorschlag (BRD-OS 2 252 100) bekannt, der vorsieht, den in Wälzlagern
gelagerten Rotor einer Schnellverseilmaschine gegenüber dem Fundament elastisch
abzustützen0 Es vurde hier versucht, die bei der Abstützung der Verseilrotoren durch
Tragrollen an sich bewährte Lösung zu übernehmen.
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Für die Verwirklichung dieses Vorschlages ist eine sehr weiche, einjustierbare
Abfederung erforderlich. Das bedeutet, 95muß für das Einjustieren ein entsprechend
großer zugänglicher Raum vorhanden sein, Hinzu kommt noch, daß die prinzipielle
Lösung selbst schon einen sehr großen Platz beansprucht0 Die notwendige Zugänglichkeit
und der erforderliche Platz ist jedoch bei den mehrgängigen Schnellverseilmaschinen
nicht vorhandeln; die kleine, platzsparende Bauweise ist gerade ein hervorstechendes
Kriterium der mehrgängigen SchnellverseilmaschinenO Ferner führt die weiche Ab federung
zu unterschiedlichen radialen Verlagerungen an den einzelnen Lagerstellen, die zwar
durch elastische Verbindungsglieder zwischen den Rohrschüssen vom Rotor selbst aufgenommen
werden, aber zu großen Problemen bei der Lagerung selbst führen: Durch die radialen
Verlagerungen muß der erforderliche Dichtspalt für die in der Regel vorhandene Ölschmierung
so groß gewählt werden, daß die Dichtung unwirksam wird0 Eine noch größere Schwierigkeit
ergibt sich aus der nicht mehr vorhandenen Koaxialität der einzelnen Lagerungen
eines Verseilrotors. Die an sich schon hoch belasteten Wälzlager werden durch die
Schiefstellung über das zulässige Maß hinweg belastet, Außerdem ist bei der vorgeschlagenen
Lösung das Problem der Abführung der in den hoch belasteten Wälzlagern entstehenden
Wärme nicht gelöst, Durch die Einkapselung der drehenden Teile ist eine Wärmeableitung
nach außen nicht mögliche Auch aus der Kraftfahrzeugindustrie sind solche elastischen
Lagerungen (BRD-AS 2 027 520) bekannt0 Sie dienen zum Tragen des Mittellagers einer
geteilten Antriebswelle am Eraftfahrzeug und bestehen aus zwei ineinandergeschobenen
Büchsen mit mehreren elastischen Schichten zwischen den beiden Büchsen0 Hier gilt
das gleiche wie bereits im vorigen Abschnitt gesaugt0 Hinzu kommt, daß die vorhandene
radiale und axiale Belastung sowie die Drehzahl im Vergleich zum Verseilrotor sehr
klein ist, daß es sich hierbei um völlig andere Einsatzbedingungen
handelt
und es kommt nur darauf an, größere Schwingungsausschläge abzudämpfen.
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Ziel der Erfindung Durch die Erfindung soll der Geräusch- und Schwingungspegel
an mehrgängigen Schnellverseilmaschinen auf ein zulässiges Maß gesenkt werden0 Darlegungdes
Wesens der Erfindung Die technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst werden
soll, besteht darin, die durch die Anordnung mehrerer Verseilrotore in einem gemeinsamen
Gehäuse vorhandene metallische Kopplung der Rotore und der durch Überlagerungen
entstehenden starken Schwingungszustände abzubauen und dabei gleichzeitig die Ableitung
der an den Wälzlagern entstehenden Wärme und die einwandfreie Funktion der Ölschmierung
zu gewährleisten0 Die ErSindung löst diese technische Aufgabe dadurch, daß zwischen
dem Außenring des auf dem LagerzapMen des an der Lagerstelle eingeschnürten Verseilrotors
angeordneten Wälzlagers und dem Aufnahmesitz des Lagergehäuses eine aus drei koaxial
ineinandergeschobenen Hülsen bestehende Lagerbuchse angeordnet ist, deren mittlere
Hülse relativ dünnwandig ist und aus einem elastischen Material7 z. B. Syspur mit
einer Härte zwischen 40 bis 80 Shore, vorzugsweise von 60 Shore, besteht, um unterschiedliche
axiale Verlagerungen und damit Abweichungen von der Koaxialität der Lagerstellen
eines jeden Verseilrotors zu verhindern, wobei zur Vermeidung eines durch die fehlende
metallische Verbindung zwischen Wälzlager und Lagergehäuse entstehenden Wärmestaues
bezogen auf jede Lagerung der einzelnen Verseilrotore jeweils zwischen Lagergehäuse
und Rotorverkleidung ein Ringspalt zur Bildung einer BuStwirbelzone vorgesehen ist0
Zur Lösung gehört fernerhin, daß die mittlere Hülse der Lager buchse eine stabile
Achslage in bezug auf radiale als auch auf die axiale Belastung aufweist.
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Ein weiteres Merkmal der Lösung besteht darin, daß in dem Ringspalt
zwischen Lagergehäuse und Verkleidung eine mit geringem Abstand zur Stirnwand des
Lagergehäuses und an dessen Lagerscheibe befestigte Dichtscheibe angeordnet ist.
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Weiterhin sieht die Lösung vor, daß die äußere wesentlich breitere,
den Hohlraum des Lagergehäuses in zwei Räume aufteilende Hülse mit radial verlaufenden
Bohrungen versehen ist, die die Verbindung zwischen den beiden Räumen wieder herstellen.
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Die neue Lagerung der mehrgängigen Schnellverseilmaschine bewirkt
eine schwingungsmäßige Entkopplung der einzelnen Verseilrotore bei gleichzeitiger
Einhaltung der erforderlichen Koaxialität der Lagerstellen jedes einzelnen Verseilrotors,
sie garantiert somit einen geräuscharmen Lauf, eine hohe Lebensdauer der Lagerung,
die durch die gute Wärmeableitung noch zusätzlich erhöht wird, wobei durch den im
Ringspalt angeordneten Dichtring ein Absaugen des Schmiermittels aus dem Lagergehäuse
infolge der im Ringspalt zur Kühlung erzeugten einen Unterdruck hervorrufenden Luftwirbel
verhindert wird0 ausführunffsb eispiel Anhand des in der Zeichnung dargestellten
AusSührungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden0 Es bedeuten: Fig.
1: eine stirnseitige Ansicht der mehrgängigen Schnellverseilmaschine, Figo 2: einen
Längsschnitt durch einen Teil eines der Verseilrotore mit der erfindungsgemäßen
Lagerung.
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Gemäß Fig, 1 sind die Verseilrotoren 1, 2 achsparallel im Maschinengehäuse
3 gelagert0 Jeder Verseilrotor 1, 2 ist von einer zu öffnenden Verkleidung 4 umgeben0
Das Maschinengehäuse 3 ist geteilt ausgeführt. Die Teilfuge liegt in der durch die
Achsmitten der Verseilrotore 1, 2 gehenden Horizontalebene0
Die
Lagerung gemäß Fig. 2 besteht aus dem auf dem Lagerzapfen 5 angeordneten Wälzlager
6, das seinerseits von einer Lagerbuchse 7 umgeben ist0 Diese Lagerbuchse 7 besteht
aus drei ineinandergeschobenen Hülsen, deren innere auf dem Außenring des Wälzlagers
6 sitzt, während die äußere Hülse vom Maschinengehäuse 3 und vom Lagerdeckel 15
umschlossen ist. Die äußere Hülse der Lagerbuchse 7 ist wesentlich breiter als das
Wälzlager 6 und die innere Hülse. Gegen die beiden Stirnseiten der äußeren Hülse
sind innenseitig mit rotationssymmetrischen Ausdrehungen versehene Lagerscheiben
8, 9 verschraubt. Da die innere und mittlere Hülse der Lagerbuchse 7 nur so breit
wie das Wälzlager 6 sind, ergeben sich rechts und links vom Wälzlager 6 zwei ungleich
große Hohlräume 10, 11o Durch axiale Bohrungen 21 in der inneren Hülse der Lagerbuchse
7 sind die beiden Hohlräume 10, 11 miteinander verbunden. Damit wird ein Druckausgleich
zwischen den Räumen erreicht und die Ölrückführung gewährleistet0 Der Ölnebel wird
durch eine im Hohlraum 11 auf dem Lagerzapfen 5 befestigte Schleuderscheibe 12 erzeugt
Die mittlere, relativ dünnwandige Hülse der Lager buchse 7 besteht aus einem elastischen
Material mit einer Härte von 40 bis 80 Shore, vorzugsweise von 60 Shore0 Sie ist
fest mit der inneren und äußeren Hülse verbunden und gegen axiale sowie radiale
Belastungen unempfindlich. Die äußere Hülse ist weiterhin durch Raststifte 13 gegen
Verdrehen gesicherte Weiterhin weist die äußere Hülse am Umfang verteilt radial
verlaufende Bohrungen 14 auf, die den Hohlraum 11 mit einem äußeren, von der äußeren
Hülse in Verbindung mit dem Maschinengehäuse 3 und Lagerdeckel 15 gebildeten Hohlraum
16 verbindet.
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Dieser Hohlraum dient als Druckausgleich bzwO Expansionsraum zur AuSnahme
und Kondensierung des überschüssigen Ölnebels.
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Die Lagerscheiben 8, 9 sind in üblicher Weise mit Dichtringen 22 versehen,
Das Maschinengehäuse 3 ist so ausgeführt, daß zwischen der Verkleidung 4 und der
Aufnahme für die Verseilrotorlagerung ein nach oben offener Ringspalt 17 entsteht0
Dadurch wird ein Teil des Lagerzapfens 5 frei von der Außenluft umspült Infolge
der hohen Drehzahlen entstehen im Ringspalt 17 Buftwirbel, die auf den Lagerzapfen
5 kühlend wirkend Da das Wälzlager 6 durch die elastische Hülse in der Lagerbuchse
7 in Richtung auf das Lagergehäuse wärmeisoliert ist, wird die im Wälzlager 6 entstehende
Wärme über den Lagerzapfen 5
und den Ringspalt 17 abgeführt. Damit
wird gleichzeitig die zentrale Kühlung des Verseilrotors ergänzt und unterstützt0
Im Ringspalt 17 ist nahe der Lagerscheiben 8, 9 jeweils.eine Dichtscheibe 18 angeordnet,
die über Distanzbüchsen 19 und Schrauben 20 mit der Lagerscheibe 8 verbunden isto
Diese Dichtscheibe 18 hat die Aufgabe, den durch die BuStverwirbelung am Lagerzapfen
5 auftretenden Unterdruck von der Lagerdichtung abzulenken und den Druckausgleich
über den Raum zwischen Lagerscheibe 8 und Dichtscheibe 18 herbeizuführen0 Die aufgeführten
Merkmale beziehen sich sowohl auf die Lagerungen an den Verseilrotorenden als auch
an den VerseilrotorzwischenlagerungenO Dabei können die Verseilrotore aus Rohrschüssen
bestehen oder sogenannte rohrlose Rotoren seine
Aufstellung der
Bezugszeichen 1; 2 Verseilrotoren 3 Maschinengehäuse 4 Verkleidung 5 Lagerzapfen
6 Wälzlager 7 Lagerbuchse 8; 9 Lagerscheiben 10; 11 Hohlräume 12 Schleuderscheibe
13 Raststifte 14 Bohrungen 15 Lagerdeckel 16 Hohlraum 17 Ringspalt 18 Dichtscheibe
19 Distanzbüchsen 20 Schrauben 21 axiale Bohrungen 22 Dichtringe
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