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"Friktionsfalschdraller"
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Friktionsfalschdraller nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sind bekannt.
Bei steigenden Fadengeschwindigkeiten werden derartige Friktionsfalschdraller mit
Drehzahlen betrieben, die den Friktionsfalschdraller auch bei stabiler Bauweise
schwingungsanfällig machen.
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Es ist deswegen auch schon vorgeschlagen worden, die Wellen, auf welchen
die Friktionsfalschdraller angeordnet sind; beidseitig zu lagern. Das hat jedoch
den Nachteil, daß die Friktionsscheiben, die einem zuweilen erheblichen Verschleiß
bzw.
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einer starken Verschmutzung unterliegen, nur schwierig ausgewechselt
werden können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beheben.
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Es wird vorgeschlagen, daß die Wellen einerseits mit einem Fest lager
in einer Grundplatte und andererseits in einer Lagerplatte gelagert sind, welche
Lagerplatte über das freie Ende der Wellen schiebbar ist. Dazu sind die Lager, die
in der Lagerplatte angeordnet sind, axial frei beweglich und radial schwingungsarm
gelagert.
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Die Lagerplatte muß keine Verbindung zu dem übrigen Haltegestell des
Friktionsfalschdrallers haben. Sie wirkt schon dadurch stabilisierend und schwingungsdämpfend,
daß sie die drei Wellen untereinander verbindet.
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Es kann aber auch vorgesehen werden, daß die Lagerplatte mit dem übrigen
ilaltegestell des triktions£ralschdrallers verbunden wird.
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Eine bevorzugte Ausführung weist in der Grundplatte des Friktionsfalschdrallers
zwei Wälzlager für jede der Wellen auf, in denen die Welle statisch bestimmt gelagert
ist. In diesem Falle ist die Lagerplatte mit dem fialtegestell des Friktionsfalschdrallers
so verbunden, daß in radialer Richtung lediglich Reibschluß besteht und die Lagerplatte
sich radial ausrichten kann. Dabei ist es weiterhin vorteilhaft, wenn von den zwei
Wälzlagern in der Grundplatte das obere mit geringem Spiel mittels Dämpfungselement
- z.B. Cummiring - gegenüber dem Lagerauge der Grundplatte oder eenüber der Welle
abgestützt ist.
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Die Abstützung des Wälzlagers im Lagerauge über ein DämI,fungselement
- z.B. Gummiring - erleichtert weiterhin das Abziehen der Lagerplatte und verhindert
das Mitdrehen des Außenringes des Lagers bei der Rotation der Wellen.
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Eine andere vorteilhafte Ausführung zeichnet sich dadurch aus, daß
jede Welle in der Grundplatte lediglich mit einem einzigen Wälzlager gelagert ist,
daß aber die Lagerplatte mit dem Haltegestell des Friktionsfalschdrallers axial
und radial starr verbindbar ist. Dieser Friktionsfalschdraller weist in diesem Falle
besonders dann günstige Laufeigenschaften und Schwingungsverhalten auf, wenn - wie
weiterhin vorgeschlagen - das Wälzlager gegenüber dem Lagerauge der Lagerplatte
bzw. gegenüber der Welle durch ein Dämpfungselement, wie z.B.
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Gummiring oder ähnliches, mit radialem Spiel abgestützt ist.
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Es hat sich herausgestellt, daß bei dieser Art der Lagerung in weiten
Betriebsdrehzahlbereichen (die in den Extremfällen von 3.000 bis 25.000 U/min reichen
können) keine kritischen Drehzahlen mit Resonanzschwingungen auftreten und ein absolut
ruhiger Lauf gewährleistet ist.
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Bei dem letztgenannten Ausführungsbeispiel besteht beim Abziehen der
Lagerplatte das Problem, daß die einzelnen Wellen eine Kippbewegung ausführen können
und nicht mehr sicher geführt sind. Aus diesem Grunde wird vorgesehen, daß in dem
Lagerauge der Grundplatte über oder unter dem Wälzlager ein Ring entweder an der
Welle oder aber an dem Lagerauge angebracht ist, der den Ringspalt zwischen Lagerauge
und Welle bis auf einen geringen Spalt ausfüllt und die Kippbarkeit der Wellen um
das in der Grundplatte angeordnete Wälzlager beschränkt.
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Zur axialen Festlegung der Lagerplatte kann in einer vorteilhaften
Ausführungsform für bei Ausführungsbeispiele vorgesehen werden, daß die sämtlichen
Friktionsscheiben einer Welle mit den eventuell dazwischenliegenden Abstandsringen
axial auf der einen Seite an einem Bund (oder dergleichen) der Welle anliegen und
auf der Seite der Lagerplatte durch den Innenring des Wälzlagers und eine am Kopf
der Welle angebrachte Klemmvorrichtung axial verspannt werden. Als Klemmvorrichtung
dient im einfachsten Falle eine Schraube. Vorteilhaft ist insbesondere, daß sich
die Klemmvorrichtung, wie z.B. Schraube, federnd gegen den Innenring des Wälzlagers
legt oder daß sich der Innenring federnd gegen den Satz von Friktionsscheiben und
Distanzringen abstützt. Der axiale Druck auf den Innenring des Wälzlagers kann entweder
direkt durch die Klemmeinrichtung - z.B. Schraube-ausgeübt werden. Es ist aber auch
möglich, daß die Lager einer Welle axial verspannt werden, indem auf den Außenring
des Wälzlagers in der Lagerplatte eine Tellerfeder oder ein Tellerfederpaket wirkt,
welche durch einen Sprengring in der Lagerbohrung der Lagerplatte axial gespannt
und gehalten werden.
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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
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Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Friktionsfalschdraller;
Fig. 2 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel längs Linie III in Fig. 1 (teilweise),
bei dem jede Welle in zwei Wälzlagern in der Grundplatte gelagert ist, während die
Lagerplatte radial beweglich bleibt; Fig. 3 weitere Ausführungsbeispiele in Schnitten
und längs der Linie III in Fig. 1; Fig. 4 Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel, das die
axiale Verspannung des Außenringes des Los lagers mit dem Festlager zeigt.
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Der in Fig. 1 in der Draufsicht gezeichnete Friktionsfalschdraller
besteht aus drei Wellen, die in den Eckpunkten eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet
und drehbar gelagert sind.
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In den Fig. 1 bis 4 sind die Wellen mit dem Bezugszeichen 1, 2, 3
versehen. Auf den Wellen sind einzelne Friktionsscheiben aufgespannt. Die auf jeweils
einer Welle aufgespannten Friktionsscheiben 4 auf Welle 1, 5 auf Welle 2 und 6 auf
Welle 3, werden in der nachfolgenden Beschreibung jeweils als Friktionsscheibensatz
bezeichnet. Die Wellen 1, 2, 3 werden durch den in Fig. 2, 3, 4 dargestellten Wirtel
7 auf der Welle 1 bzw. 2 oder 3 sowie durch auf jeder Welle angebrachte Riemenscheiben
8 und einen sämtliche Wellen im Dreieck umschlingenden (nicht dargestellten) Treibriemen
angetrieben.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist jede Welle 1, 2 und 3
im Grundgestell 9 des Friktionsfalschdrallers in zwei Wälzlagern 10 und 11 frei
drehbar gelagert. Auf das andere
Ende einer jeden Welle ist die
Lagerplatte 12 über das Wälzlager 13 geschoben. Das Wälzlager 13 stützt sich mit
seinem Innenring auf dem jeweiligen Friktionsscheibensatz der Welle und die dazwischenliegenden
Distanzringe 15 sowie auf dem Bund 16 der Welle in axialer Richtung ab. Die Verspannung
von Innenring, Distanzring und Friktionsscheibensätzenerfolgt durch Schraube 17,
unter Zwischenschaltung einer Tellerfeder 18. Das Wälzlager 13 ist in der Lagerplatte
12 unter Zwischenschaltung eines Dämpfungselementes 19 gelagert.
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Hierdurch wird gewährleistet, daß die Lagerplatte 12 nach Lösen der
Schraube 17 ohne Werkzeuge von den drei Wellen abgezogen werden kann. Sodann können
die Friktionsscheiben ausgetauscht oder in anderer Reihenfolge eingesetzt werden.
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Die Wälzlager sind vorzugsweise Kugellager.
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Die Wälzlager 10 und 11 sind jeweils in einer Buchse 20 und 21 in
der Grundplatte gelagert. Die Buchse 20 stützt sich mit einem Bund in axialer Richtung
gegen die Grundplatte 9 ab und wird durch eine Klemmeinrichtung 22 mit Schraube
23 in axialer Richtung festgelegt. Es sei bemerkt, daß die Buchse 20 im Lagerauge
der Grundplatte 9 kein Spiel hat.
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Die Buchse 21 zur Aufnahme des Wälzlagers 11 besitzt gegenüber dem
Lagerauge dagegen ein Spiel s, wobei dieses Spiel durch die Dämpfungselemente 24,
25 (es kann sich z.B. um Gummiringe oder dergleichen handeln) überbrückt ist. Durch
dieses Spiel wird gewährleistet, daß sich die Wälzlager 10, 11, 13 fluchtend aufeinander
einstellen können.
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Zur Verminderung des Lagerspiels sind die Buchsen 20, 21 bzw. Außenringe
der Wälzlager 10, 11 durch Tellerfedern 46 gegeneinander verspannt.
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Zur Halterung der Lagerplatte 12 ist die Grundplatte 9 mit einer Seitenstütze
26 versehen. Die Lagerplatte 12 wird auf der oberen Stirnfläche dieser Seitenstütze
durch Magnete 47 festgehalten. Dadurch wird gewährleistet, daß die Lagerplatte sich
radial zu den Wellen 1, 2, 3 ausrichten kann.
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Trotzdem werden Auslenkungen der Wellen und insbesondere Schwingungen
vermieden und gedämpft.
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Hinsichtlich Lagerung gilt für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3
die Besonderheit, daß jede Welle in der Grundplatte 9 in lediglich einem einzigen
Lager 29 gelagert ist, und zwar starr und ohne Spiel. Das obere Lager 30 dagegen
ist gegenüber der Lagerplatte 12 durch ein Dämpfungselement 19 abgestützt. Es kann
sich hierbei um einen Gummiring, z.B.
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O-Ring oder ähnliches - handeln.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist die axiale Abstützung
dadurch bewerkstelligt, daß durch die im Kopf der Welle angebrachte Schraube 17
ein Deckel 28 gehalten wird, gegen welchen ein Tellerfederpaket 31, Ring 40 und
der Innenring des Wälzlagers 30 sowie die Friktionsscheibensätze 4 bzw. 5 oder 6
und die Distanzringe 15 am Bund der Welle abgestützt sind.
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Die Lagerplatte 12 ist im Ausführungsbeispiel mit der Seitenstütze
26 der Grundplatte 9 durch Paßstift 32 zentriert und durch Schraube 27 verspannt.
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Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 weist hinsichtlich der Lagerung
der Grundplatte 9 die Besonderheit auf, daß das eine Wälzlager 43 in einer Buchse
44 gelagert ist, welche sich nach oben hin im Ring 45 derart einschnürt, daß ledig-
-lich ein enger Spalt zwischen dem Innenumfang des Rings 45 und dem Außenumfang
der Welle überbleibt. Hierdurch wird
verhindert, daß beim Abziehen
der Lagerplatte 12 die Welle unzulässig weit kippt. Der Befestigung der Buchse 44
dient wiederum Schraube 23 und Klemmplatte 22.
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In Fig. 4 liegt die in den Kopf einer Welle eingesetzte Schraube 17
direkt auf dem Innenring des dort befindlichen Wälzlagers 30. Eine Tellerfeder 42
zwischen Innenring und Friktionsscheibensätzen dient zur federnden Abstützung.
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Im übrigen entspricht die Lagerung der des Ausführungsbeispiels nach
Fig. 3.
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Fig. 5 zeigt die Möglichkeit der axialen Verspannung der beiden Lager
zur Verringerung des Lagerspiels. Während das untere Lager (nicht dargestellt) ein
Festlager ist, ist der Innenring des Loslagers entsprechend Fig. 3 durch Schraube
17, Deckel 28, Tellerfeder 31 und Ring 40 gegen den Bund der Welle 1 verspannt.
Der schwingungsarm gelagerte Außenring des Loslagers ist zusätzlich durch die Tellerfeder
48 verspannt, die von Sprengring 49 in der Lagerbohrung der Lagerplatte 12 gehalten
wird.
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Die genannten Ausführungsbeispiele bieten sämtlichst den Vorteil,
daß eine sehr stabile Lagerung mit sehr günstigem Schwingungsverhalten für den Friktionsfalschdraller
gewährleistet wird. Trotz der radialen Belastung, denen der Wirtel 7 infolge des
anliegenden (nicht dargestellten) Tangentialriemens ausgesetzt ist, beträgt die
Auslenkung auch dieser Welle im Bereich der obersten Friktionsscheibe lediglich
wenige Hundertstel mm.
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Es hat sich herausgestellt, daß durch diese Art der Lagerung kritische
Drehzahlen, d.h. Resonanzschwingungen praktisch
nicht mehr zu beobachten
sind, und zwar unabhängig vom Gewicht der aufgesteckten Friktionsscheibensätze 4,
5, 6.
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Auch bei Vergrößerung der Unwucht der Scheiben bleibt das günstige
Schwingungsverhalten erhalten.