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Spinnrotor-Lsger mit Schmiervorrichtung
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Bei einem bekannten Spinnrotor-Lager, bei dem die den Spinnrotor tragende
Welle in zwei fettgeschmierten Wälzlagern gehalten ist, die in einem mit einer Schmieröffnung
versehenen Lager gehäuse angeordnet sind, wobei zwischen den Wälzlagern ein rohrförmiger,
die Welle umschließender Führungskörper für Schmiermittel fest angeordnet ist, der
aus seinen den Wälzlagern zugekehrten Stirnflächen aus einem ihm radial zugeordneten
Vorrat Schmiermittel an die Wälzlager abgibt (DE-GM 69 38 370), enthält der satt
an der Innenwand des Lagergehäuses anliegende Führungskörper mehrere in seine äußere
Umfangsfläche eingebrachte durchgehende Längsnuten, die eine den Schmiermittelvorrat
bildende Fettfüllung enthalten und die zugleich der Führung des Schmiermittels an
seine beiden Stirnflächen dienen. An die Stirnflächen sind metallische Ringe angesetzt,
die mit den Längsnuten fluchtende Öffnungen enthalten, deren Querschnitt kleiner
als derjenige der Längsnuten ist. Die metallischen Ringe liegen an den Laufringen
der Wälzlager an und erwärmen sich beim Lauf der Lager zugleich mit diesen.
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Durch diese Erwärmung erfolgt ein Schmelzen des in den beidendigen
Bereichen der Längsnuten befindlichen Fettvorrates, durch dessen Ausfließen aus
den Öffnungen der Ringe eine Nachschmierung der beiden Wälzlager erfolgt. Die im
Mittenbereich der Länganuten enthaltene, sich nicht oder nur wenig erwärmende Fettmenge
kann für diese Art der Nachschmierung nicht ausgenutzt werden. Sie gelangt gegebenenfalls,
dann aber gealtert, in die Endbereiche der Längsnuten, wenn durch einen in den Mittenbereich
der Längsnuten mündenden Schmiernippel des Lagergehäuses eine Nachschmierfettmenge
in den Führungskdrper eingepreßt wird, die noch vorhandene Fettreste beiseitedrängt.
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In den Endbereichen der Länganuten befindet sich dann eine Mischung
des gealterten Schmierfettes mit den dort noch als Schmelzreste verbliebenen Feststoffen
des Fettes. Diese Mischung ergibt aber bei ihrer Erwärmung eine gegenüber anfänglich
qualitativ schlechtere Art der Nachachmierung der Lager.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein mit
sehr hoher Tourenzahl (ca. BO 000) laufendes Spinnrotor-Lager eine Schmiermittelversorgung
zu schaffen, die eine optimale Ausnutzung des eingebrachten Schmiermittelvorrates
gewährleistet, wartungsarm ist und bei der sich nach einer nach längerer Laufdauer
erforderlich werdenden Nachfüllung des Schmiermittelvorrates keine Minderung in
der Qualität der Schmiermittelversorgung der beizen Wälzlager ergibt.
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Diese Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches
1 genannten Merkmale gelöst.
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Durch die in der dem Schmiermittelvorrat zugekehrten Umfangsuand des
Führungskörpers enthaltenen Durchbrüche kann nun bei deren entsprechender erteilung
auf der Wandfläche aus dem gesamten Vorrat Schmiermittel in die innerhalb des Führungskörpers
ausgebildete Kapillarkanalanordnung eintreten, in ihr durch Kapillarwirkung an die
Stirnflächen des Führungskörpers gelangen und aus diesen in die dort anliegende,
den Wälzlagern unmittelbar zugeordnete Fettmenge eindringen. Diese Fettmenge wird
durch das von einer Lagererwärmung unabhängige Nachdringen von Schmiermittel aus
dem Vorrat ständig an ihrer Ölanteil-Sättigungsgrenze gehalten, so daß stets gro"ßtmögliche
Schmierqualität ohne die Gefahr einer Überschmierung geärleistet ist. Die erfindungsgemäße
Gestaltung ermöglicht es, als Uorrats-Schmiermittel auch ein Öl verwenden zu können,
das bei einer nach längerer Laufdauer des Lagers erforderlich werdenden Worratsergänzung
ohne weiteres und ohne Beeinträchtigung der Qualität der weiteren Schmiermittelversorgung
nachgefüllt werden kann. Die Kapillarkanalanordnung kann aus voneinander getrennten
oder miteinander in VcrhindUnq stehenden Abschnitten gebildet sein. Es können z.B.
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innerhalb der Wandung eines massiven Führungskörpers verteilt mehrere,
die Kapillarkanalanordnung bildende Abschnitte bestehen, die sich vum Mittenbereich
des Führungskörpers aus zu dessen Stirnflächen erstrecken
und die
spaltartigen oder auch runden Querschnitt haben.
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Die Kapillarkanalanordnung kann aber auch aus mehreren von der einen
zur anderen Stirnfläche des Führungskörpers verlaufenden Kanälen bestehen, die durch
zwischen ihnen verbleibende Wandungsteile voneinander getrennt sind.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüche
beschrieben.
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Durch die im Anspruch 2 genannte Weiterbildung ist gewährleistet,
dzB den an den Stirnseiten des Führungskörpers anliegenden, den Wälzlagern zugeordneten
Fettmengen an deren gesamter Anlagefläche gleich einteilig Schmiermittel aus dem
Vorrat zugeführt wird.
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Die Ansprüche 3 und 5 nennen besonders günstige Maßnahmen für die
Schaffung des Kapillarspaltes, und durch deren Weiterbildung gemäß den Ansprüchen
4 bzw. 6 ergibt sich in einfacher Weise die M5glichkeit, dem Führungskdrper sowohl
an seiner dem Gehäuse als buch seiner der Welle zugekehrten Seite einen Schmiermittelvorrat,
insgesamt also eine große Schmiermittelvorratsmenge zuordnen zu kannen, wobei auBerdem
noch die Möglichkeit gegeben ist, daß der eine Vorrat ein Fett und der andere Vorrat
ein Öl sein kann.
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für die Verwendung von Öl als Schmiermittelvorrat sind die Weiterbildungen
nach den Ansprüchen 9 und 10 besonders vorteilhaft, weil durch sie eine Speicherung
und ein langsames Abwandern des Ols in den Führungskdrper erreicht ist und somit
keine Gefahr einer Überschmierung der Wälzlager besteht.
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Die Weiterbildung nach Anspruch 11 erbringt den Vorteil, daß die dem
Führungskdrper zugeordneten Schmiermittelvorräte entsprechend ihrer jeweiligen Art
optimal für ihr Nachdringen in die sn den Wälzlagern befindliche Fettmenge ausgenutzt
werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Beispiele näher erläutert.
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Es zeigt: Fig. 1 in Seitenansicht im Schnitt ein Spinnrotor-Lager;
Fig. 2 in gegenüber der Fig. 1 uergrößerter Darstellung den Führungskörper im Querschnitt;
Fig. 3 in ebenfalls anderem Maßstab eine Draufsicht auf den abgewickelten Führungskörper;
Fig. 4 in Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einen anders aufgebauten Führungskörper;
Fig. 5 den Führungskörper gemäß Fig. 4 in Vorderansicht.
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Bei dem in Fig. 1 dargestellten Spinnrotor-Lager ist mit 1 ein Lagergehäuse
und mit 2 eine Welle bezeichnet, die in zwei nahe den stirnseitigen Enden des Lagergehäuses
1 angeordneten Wälzlagern 3 bzw. 4 gehalten ist. Anstelle der gezeichneten Halterung
mit direkt in die Welle und in das Lagergehäuse eingebrachten Laufrillen für die
Wälzkörper könnten diese Laufrillen auch in in das Lagergehäuse bzw. auf die Welle
gesetzten Ringen enthalten sein.
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Die U!ulzkörper sind in Käfigen 5 bzw. 6 gehalten. Die stirnseitigen
Enden des Lagergehäuses n werden durch Dichtungsscheiben 7 bzw. 8 verschlossen,
und das die Dichtungsscheibe 7 durchgreifende Endsttick der Welle 2 ist für das
Aufsetzen eines Spinnrotors S einer Offenend-pinnvorrichtuny bestimmt, während das
entgegengesetzte Endstück der Welle 2 die Angriffsstelle für einen Tangentialantriebsriemen
R bildet.
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Das dargestellte Spinnrotor-Lager ist für den Lauf mit sehr hoher
Rotordrehzahl (bis ca. BO 000 U/min) bestimmt, und das nachfolgend beschriebene
Schmiersystem gewährleistet für einen langen Betriebszeitraum die hierfür erforderliche
Schmiermittelversorgung.
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Für ihre Schmierung ist jedem der beiden Wälzlager 3 und 4 beidseits
eine Fettmenge 9, 10 bzw. 11, 12 zugeordnet, die allein für einen gewissen Betriebszeitraum
ausreichte. Um eine möglichst große Fettmenge unterbringen zu können, enthält das
Lagergehäuse 1 im Bereich zwischen seinen Stirnflächen und den ILJlzlagern Ausnehmungen
3 bzw. 14, durch die sich entsprechend große Fettmengen 9 bzw. 12 ergeben.
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Im Bereich zwischen den beiden'Wälzlagern 3 und 4 enthält das Lagergehäs
1 eine weitere Ausnehmung, durch die ein Schmiermittelvorratsraum 15 geschaffen
ist, und auf die diesen Raum 15 beidseits begrEnzenden abgestuften Wandungen des
Lagergehciuses 1, die Lager stellen 17, 18 bilden, ist ein rohrförmiger, die Welle
2 umschließender Führungskörper 16 mit seinen beidendigen Randbereichen aufgesetzt.
Dieser Führungskörper 16 ist, wie insbesondere die Fig. 2 erkennen läßt, ein aus
einem Bandmaterial. zu engen Windungen gewickeltes Teil. Das Bandmaterial ist vorzugsweise
Metall, es kann aber auch ein Kunststoff sein. Unter Ausnutzung der durch diese
Wicklung bestehenden radialen Elastizität des Führungskörpers 16 kann er zu seiner
Montage radial zusammengedrückt in das Lagergehäuse 1 eingeschoben und mit den beidendigen
Randbereichen seiner äu3eren Windungswand in den Lagerstellen 17 und 18 unter Vorspannung
festgelegt werden. Diese Vorspannung ist so gewählt, daß der durch die stufenfär@ige
Ausbildung der Lagerstellen 17 und 18 in axialer Richtung festg@legte Führungskörper
16 auch in radialer Richtung im Lagerushäuse 1 festgehalten ist, wobei andererseits
aber sichergestellt ist, daß trotz eines gewissen radialen Zusammendrückens der
äußeren Windungswand zwischen dieser und anschließenden Windungswänden Kapillarspalte
erhalten bleiben.
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Der Fürungskörper 16 hat zumindest zwei volle Windungen, und in seine
äußere, dem Schmiermittelvorratsraum 15 zugekehrte Windungsuiend 16a sind Durchbrüche
19 eingebracht, die eine Verbindung zwischen dem Schmiermittelvorratsraum 15 und
dem Kepillarspelt 20 herstellen,
der zwischen der äußeren Windungswand
16a und der anschließenden zeiten, duchbruchslosen Windungswand 16b besteht. In
der in Fig. 3 dargestellten Abwicklung des Führungskörpers 16 markiert die strichpunktierte
linie 21 die Übergangsstelle von der äußeren Windungswand 16a zur anschließenden
zweiten Windungswand 16b.
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Mit seinen beiden Stirnseiten reicht der Führungskörper IS bis zu
den Fettmengen 10 bzw. t1, und durch seine Auflage auf dEn -erstellen t" 48 trennt
er die Fettmengen 10 und 11 von Schmiermittelvorratsraum 15.
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Die aus den Fettmengen 9, 10, 11 und 12 austretenden Öianteile schmieren
die Wälzkörper und deren Laufbereiche in den Laufrillen und an den Käfigen 5 und
6.
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In den Schmiermittelvorratsraum 15 kann durch die mittels eines Stopfens
22 verschließbare Schmieröffnung des Lagergehäuses 1 eine Fettfüllung eingebracht
sein, zweckmäßigerweise Fett der schon an die Wälzlager gegebenen Art. Der in dieser
Fettfüllung enthaltene molanteil wird dann durch die in der äußeren Windungswand
des Führungskörpers befindlichen Durchbrüche in den zwischen der äußeren und der
anschließenden Windungswand bestehenden Kapillarspalt eintreten und durch die in
diesem bestehende Hapillarwirkung an die stirnseitigen Enden des Führungskörpers
gelangen, und dieser Ülanteil dringt dort in die Fettmengen 10 und 11 ein, und er
ergänzt den aus diesen zu den Wälzlagern entweichenden Ölanteil durch seinen Nachfluß
s@ ange, bis sich die im Haum 15 enthaltene Fettfüllung erschöpft hat. Zur vü3ligen
Ausnutzung dieser Fettfüllung sind in diesem Fall, anders als in Fig. 3, rechts,
dargestellt, die in die äußere dindungswand des Führungskörpers eingebrachten Durchbrüche
über die gesamte axiale Länge des Führungskörpers verteilt angeordnet, wie die Fig.
3, links, zeigt. Diese Fettfüllung im Schmiermittelvorratsraum ermöglicht ohne weitere
wartung eine für einen langen Betriebszeitraum ausreichende und die Schmierenforderungen
erfüllende Versorgung der beiden zälzlager.
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Zur zeitlich noch längeren Versorgung kann, wie in den Figuren dargestellt,
der Führungskörper 16 ein zu drei vollständigen Windungen gewickeltes Teil sein.
In diesem Falle ist auch die innere, der Welle 2 zugekehrte Windungswand 16c mit
Durchbrüchen 19 versehen, die, wie die Fig. 3 zeigt, über die gesamte Fläche verteilt
angeordnet sind. Die strichpunktierte Linie 23 deutet die Obergangsstelle von der
zweiten, mittleren, Windungswand 16b zur inneren Lindungswand 16c an. Diese Anordnungen
ermöglichen es, den zwischen der Zelle 2 und der inneren Windungswand 16c bestehenden
Ringspalt als weiteren Schmiermittelvorratsraum auszunutzen und in ihm einen Fettvorrat
24 unterzubringen, der beidendig an die Fettmengen 10 und 11 anschließt, von gleicher
Art wie diese ist und an der inneren Windungsuand 16c anliegt. Durch die Durchbrüche
19 der Windungswand 16c kann der im Fettvorrat 24 enthaltene Ölanteil in den zwischen
der inneren und der zweiten, mittleren Windungswand bestehenden Kepillarspalt 25
eintreten, in diesem durch Kapillarwirkung an die Stirnenden des Führungskörpers
16 gelangen und aus diesen in die Fettmengen 10 und 11 eintreten, wodurch sich die
schon beschriebene Nachsättigung dieser Fettmengen 10 und 11 ergibt. Durch die Verteilung
der Durchbrüche 19 auf die gesamte Fläche der inneren Windungswand 16c wird erreicht,
daB dem gesamten Fettvorrat 24 in der beschriebenen Weise der Ölanteil entzogen
werden kann.
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Scsonders vorteilhaft ist es, wenn anstelle der anfangs geschilderen
Füllung des Schmiermittelvorratsraumes 15 mit Fett in diesen Paum 15 ein flüssiges
Schmiermittel gegeben wird, vorzugsweise ein ril, des dem im an die Wälzlager gegebenen
Fett enthaltenen Grundöl entspricht, zumindest auf dieses aber hinsichtlich seines
Schmiergrades abgestimmt ist.
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in diesem Falle ist in den Schmiermittelvorratsrsum 15 ein das flüssige
Schmiermittel in sich speichernder und aus sich heraus an den Führungskörper 16
abgebender Körper eingesetzt, der, wie
in Fig. 1 dargestellt, vorzugsweise
ein aus porösem Material bestehender Hohlzylinder 26 ist, der auf dem Führungskörper
15 sitzt.
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Im Mittenbereich seines äußeren Mantels ist in diesen Hohlzylinder
25 eine Ringnut 27 eingebracht, in die hinein die im Lagergehäuse 1 befindliche,
durch den Stopfen 22 verschließbare Schmieröffnung mundet. Das durch diese Schmieröffnung
einzufüllende Öl tritt in die Ringnut 27 ein und kann sich aus ihr heraus gleichmäßig
in den tishlzylinder 26 verteilen. Ölmengen, die nach dem Erreichen der Speicherungskapazität
ds Hohlzylinders 26 noch in der Ringnut 27 ver'sllben, werden in dem Maße in den
Hohlzylinder 26 aufgenomnen, in dem aus ihm Öl in den Führungskörper 16 abgegeben
wird. Hierfür sind in dessen äu3ere Windungsuand 16a in diesem Fall, wie in Fig.
3 dargestellt, die Durchbrüche 19 nur im Bereich der beiden axialen Enden des Hohlzylinders
26 verlaufend eingebracht, also im Bereich dessen grüter Wandstärke und somit größter
Ölspeicherung. In der schon beschr"cbenen Weise gelangt das aus dem Hohlzylinder
26 durch die im Spalt 20 bestehende Kapillarwirkung abgegebene Öl zu den Fettmengen
10 und 11, und dieses in Kleinstmengen nachströmende Öl hält den Ölsättigungszustand
aufrecht. Trotz voller Ölfüllung im Schmiermittelvorratsraum 15 kann keine Überschmierung
der Wälzlager 3 und 4 eintreten, weil vom im Hohlzylinder 26 gehaltenen Öl nur so
viel durch den Kapillarspalt 20 in die diesen stirnseitig verschließenden Fettmengen
10 und 11 eindringen kann, wie andererseits an die Wälzlager 3 und 4 durch Verbauch
abgegeben wird.
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Anstelle des aus ßandmaterial gewickelten Führungskörpers 15 kann
das Lager gemäB Figv 1 auch mit dem in den Fign. 4 und 5 dargestellten Führungskürper
150 ausgerüstet sein. Dieser Führungskörper 160 ist aus koaxial ineinandersitzenden
Hülsen 160a, 15Db, 160c zus3mmengesetzt, zwischen denen ringartige Kapillarspalte
120 und 125 bestcten.
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Zur radialen Abstandshalterung voneinander können auf der sauberen
und auf der inneren Mantelfläche der Hülse 160h über deren Umfang verteilt vorzugsweise
drei entsprechend hohe Vorsprünge 28 ausgebildet sein.
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Diese in Fig. 4 nur am einen Endbereich erkennbare Anordnung ist in
gleicher
Weise auch am anderen Endbereich des Führungskörpers 150 vorgesehen. Falls nicht
allein schon dadurch auch eine kraftschlüssige Axialhalterung der Hülsen ineinander
gegeben ist, kann in der inneren Mantelfläche der Hülse 160a und in der äußeren
Mantelflache der Hülse 160c noch eine Ringnut 29 bzw. 30 für das Einrasten der Vorsprünge
28 vorgesehen sein. Die Hülsen 160a, 160b, 1rjnc bestehen vorzugsweise aus einem
dünnwandigen metallischen Mat~ril,31, sie können aber auch Kunststoffteile sein,
und sie sind radial so elastisch, daß ihr Einschieben ineinander und ihr Einsetzen
in die sowie ihre Halterung in den Sitzen 17 und 18 des Lacsergehãuses 1 in der
schon beschriebenen Weise möglich ist.
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Die Hülsen 160a und 160c enthalten Durchbrüche 19, die in die Kapillarspalte
120 bzw. 125 münden, so daß sowohl aus einem der Hülse 150a radial außerhalb zugeordneten
als auch aus einem an der Innenwand der Hülse 160c anliegenden Vorrat Schmiermittel
in die Spalte 120 bzw. 125 eintreten, durch die in ihnen bestehende Kapillarwirkung
an die Stirnseiten des Führungskörpers 160 gelangen und dort in der schon beschriebenen
Weise in die den Wälzlagern 3 und 4 zugeordneten Fettmengen 10 und 11 eindringen
kann. Die Hülse 16Db enthält keine Durchbrüche.
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In analoger Weise zu einem nur zwei Windungen aufweisenden gewickelter1
Führungskörper kann für den entsprechenden Anwendungsfall der Führungskörper 160
auch nur aus den beiden Hülsen 160a und 160b zusammengesetzt sein. Die Anordnungsart
der Durchbrüche 19 in den Hülsen 160a und 160c ist so getroffen, wie sie für die
Anordnung der Durchbrüche 19 in den Windungswänden 16a und 16c (Fig. 3) schon geschildert
ist. Sei einer Zuordnung zum flüssiges Schmiermittel speichernden Hohlzylinder 26
enthält die Hülse 160a also, wie dargestellt, nur im Bereich ihrer beiden axialen
Enden Durchorüche 19, wahrend die einem Schmierfett enthaltenden Vorratsraum zugeordnete
Hülse 160c über ihre gesamte axiale Länge verteilt mit Durchbrüchen 19 versehen
ist.
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Für das beschriebene Lager ergibt sich somit eine für einen langen
Betriebszeitraum ausreichende Schmiermittelversorgung. Bei der Sevorratung mit einem
flüssigen Schmiermittel besteht die Möglichkeit, nach diesem langen Setriebszeitraum
in einfacher Weise durch blnachfüllung eine Neubevorratung vornehmen zu können.
Hierfür kann das Lager qeebenenfalls in seiner Halterung in der Spinnvorrichtung
verbieiben. Die Gefahr einer dabei erfolgenden Verschmutzung br Wälzlager 3, 4 und
Kapillarspalte der Führungskirper 16 und lr resteht nicht, denn der Hohlzylinder
26 bildet für durch die Schmieröffnung des Lagergehäuses 1 etwa in dessen Inneres
gelangende Schmutzteile einen Filter gegenüber dem Führungskörper und den Wälzlagern,
Diese Ülnachfüllung allein gewährleistet eine ständige Nachsättigung der Fettmengen
10 und 11 sowie der unmittelbar an diesen anliegenden Randbereiche des Fettvorrates
24, auch wenn sich dieser Fettvorrat 24 nach dem langen Oetriebszeitraum in seinem
anderen Bereich durch vollständige Abgabe seines Ölanteiles schon erschöpft haben
sollte. Für die Erst- und für die Nachfüllung des Schmiermittelvorratsraumes 15
mit Öl kann ein ausreichend dosierte engen abgebendes Schmiergerät verwendet werden.
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Der durch die Kapillarwirkung der Spalte 20, 25 bzw. 120, 125 bestehende
Scnmiermittelfluß zu den Stirnseiten der Führungskorper 16 bzw. 160 wird gegebenenfalls
noch durch eine Pumpwirkung unterstützt, die sich dann ergibt, wenn der Führungskörper
beim Wellenlauf in Vibration gerät.