DE3719445A1 - Stuetzscheibe fuer eine stuetzscheibenlagerung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stützscheibe für eine Stützschei­ benlagerung für einen Schaft eines OE-Spinnrotors, die einen scheibenförmigen Grundkörper aus Metall aufweist, dessen Umfang mit einem Ring aus Kunststoff versehen ist, dessen Außenfläche als Lauffläche für den Schaft dient und mit einer Ringnut ver­ sehen ist.

Stützscheibenlagerungen werden mit großem Erfolg und in großem Umfang bei OE-Rotorspinnmaschinen benutzt. Mit zunehmender Er­ höhung der Drehzahl zeigen sich Probleme und insbesondere er­ höhter Verschleiß an den Ringen aus Kunststoff. Es hat sich ge­ zeigt, daß die Ringe sich in dem Bereich ihrer Mitte, insbeson­ dere bei hohen Drehzahlen, erwärmen und daß in diesem Bereich ein Wärmestau entsteht. Es konnte vorkommen, daß sich dicht un­ ter der Oberfläche der Ringe Blasen bildeten, die sich in der Folge öffneten, wobei an einzelnen Stellen Kunststoffmaterial ausgebrochen war. Diese kraterartigen Löcher waren Ursache da­ für, daß der Spinnrotor nicht mehr ruhig lief, so daß von dem Schaft harte Schläge auf die Lauffläche ausgeübt wurden. Dies führte zu einer Beschleunigung der Beschädigung der Kunststoff­ ringe. Es wird angenommen, daß die Erwärmung in den Ringen aus Kunststoff dadurch entsteht, daß der Rotorschaft eine zwar ge­ ringe Deformation an den Ringen aus Kunststoff bewirkt, die mit einer Walkarbeit verbunden ist.

Es ist bekannt (DE-OS 34 47 600), in der Mitte der Laufflächen eine umlaufende Ringnut vorzusehen, durch die die Wärmeabfuhr in dem mittleren Bereich verbessert wird. Die Tiefe der Ringnut wird dabei so gewählt, daß sie in radialer Richtung etwa der Hälfte der Dicke des Ringes aus Kunststoff entspricht.

Es ist auch vorgeschlagen worden (nicht vorveröffentlichte Pa­ tentanmeldung P 36 15 777.5), die Ringe aus Kunststoff mit ei­ ner ununterbrochenen, zylindrischen Lauffläche zu versehen und dadurch eine Verminderung der Erwärmung zu erreichen, daß in die Innenfläche des Ringes eine Profilierung des Grundkörpers eingreift, durch welche die Dicke des Ringes in dem mittleren Bereich gegenüber den Randbereichen verringert wird. Durch die Verringerung der Dicke wird das Aufstauen von Wärme in diesem Bereich verringert, während gleichzeitig die Wärmeabfuhr über den Grundkörper verbessert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stützscheibe der eingangs genannten Art im Hinblick auf die mögliche Erwärmung und dadurch hervorgerufene Verschleißerscheinungen weiter zu verbessern.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Tiefe der Ringnut geringfügig größer als die durch den Schaft verursachte elasti­ sche Deformation der Lauffläche in radialer Richtung ist.

Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß der Schaft die Außen­ fläche des Ringes aus Kunststoff in dem Bereich der Ringnut ge­ rade eben nicht berührt. Diese sehr flache Ringnut hat nicht wie die durch den Stand der Technik bekannte Ringnut den Zweck, durch die Ringnut die Kühlluftströmung zu verbessern und die Wärme verbessert abzuführen. Die sehr flache Ringnut gemäß der Erfindung hat vielmehr den Zweck, in diesem Bereich die Bean­ spruchung durch den Schaft des Spinnrotors zu reduzieren, so daß die Laufflächen in dem mittleren Bereich entlastet sind. Der Rotorschaft führt deshalb in diesem Bereich keine Walkar­ beit an dem Ring aus Kunststoff durch. Die sehr geringe Tiefe der Ringnut hat weiter den Vorteil, daß der Ring aus Kunststoff in axialer Richtung praktisch nicht geschwächt ist. Hier ist zu beachten, daß über die Ringe aus Kunststoff der Stützscheiben ein Axialschub auf den Schaft des Spinnrotors ausgeübt wird, gegen den dieser an einem Spurlager abgestützt ist. Eine tiefe Ringnut kann dazu führen, daß der Ring infolge einer Art "Kerb- wirkung" geschwächt ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß zwischen dem Umfang des Grundkörpers und der Innenfläche des Ringes eine Profilierung vorhanden ist. Dadurch wird nicht nur eine gute Verbindung zwischen dem Grundkörper und dem Ring er­ halten, sondern es wird darüber hinaus erreicht, daß die Wärme­ abfuhr über den metallischen Grundkörper verbessert wird, da die Berührungsflächen vergrößert sind. In weiterer Ausgestal­ tung wird dabei vorgesehen, daß die Profilierung als Ringnut und Rippe ausgebildet und im wesentlichen symmetrisch zu der Radialmittelebene des Ringes angeordnet ist. Dadurch wird erreicht, daß der Ring in der Mitte nur eine relativ geringe Materialanhäufung aufweist, so daß die Gefahr eines Wärmestaus in dem mittleren Bereich weiter verringert ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestell­ ten Ausführungsformen.

Fig. 1 zeigt eine teilweise geschnittene Ansicht einer Stützscheibenlagerung für einen Schaft eines OE- Spinnrotors,

Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles II der Stütz­ scheibenlagerung nach Fig. 1, wobei einige Teile weggelassen und andere gegenüber der Fig. 1 er­ gänzt sind,

Fig. 3 einen axialen Schnitt durch eine Stützscheibe in vergrößertem Maßstab,

Fig. 4 eine weiter vergrößerte Darstellung einer Einzel­ heit einer Stützscheibe, an welcher der Schaft ei­ nes Spinnrotors anläuft und

Fig. 5 bis 10 Teilschnitte von weiteren Ausführungsformen von Stützscheiben.

Der in der Stützscheibenlagerung nach Fig. 1 und 2 gelagerte OE-Spinnrotor (1) besitzt einen Rotorteller (2) und einen Ro­ torschaft (3). Der Rotorschaft (3) ist in radialer Richtung in den Keilspalten zweier Stützscheibenpaare (4, 5) gelagert. Je­ des Stützscheibenpaar (4, 5) besteht aus zwei Stützscheiben (6, 7), deren Achsen (8) mit einem leichten Schränkungswinkel gegeneinander schräggestellt sind, so daß die Stützscheiben (6, 7) einen Axialschub auf den Rotorschaft (3) ausüben. Die Achsen (8) der Stützscheiben (6, 7) sind in Lagern gelagert, deren Lagergehäuse (9) in einem Lagerbock (10) gehalten sind. Zum Antrieb des Rotorschaftes (3) dient ein Tangentialriemen (11), der in Maschinenlängsrichtung einer eine Vielzahl derartiger Lagerungen aufweisenden Maschine hindurchläuft und dabei alle Spinnrotoren (1) einer Maschinenseite antreibt. Der Tangential­ riemen (11) wird mit einer Andrückrolle (12) in Richtung zu dem Rotorschaft (3) angedrückt. Die Andrückkraft der Andrückrolle (12) beträgt etwa 25 N. Die Andrückrolle (12) ist um eine zu dem Rotorschaft (3) parallele Achse (13) auf einem Schwenkarm (14) gelagert, der seinerseits um eine stationäre, zur Achse (13) parallele Achse (15) verschwenkbar ist. Der Schwenkarm (14) ist mit einer die Andrückkraft aufbringenden Blattfeder (16) belastet, die an einem stationären Halteteil (17) ange­ bracht ist.

In axialer Richtung ist der Rotorschaft (3) gegen den von den Stützscheiben (6, 7) bewirkten Axialschub gegen eine Spurlager­ kugel (18) abgestützt, die auf der dem Rotorschaft (3) gegen­ überliegenden Seite mit einem Bolzen (19) abgestützt ist und die in einer Halterung (20) derart liegt, daß sich die Spurla­ gerkugel (18) aufgrund von Vibrationen bewegen kann.

Die Stützscheiben (6, 7) besitzen gemäß Fig. 3 einen Grundkörper (21) aus Metall, insbesondere aus Aluminium oder einer Alumini­ umlegierung. Dieser Grundkörper (21) besitzt eine Nabe (23), die mit einer zentrischen Axialbohrung (24) für die Achse (8) versehen ist. Die Nabe (23) ist über einen Steg (25) mit einem Kranz (26) verbunden, der seinerseits auf seinem Außenumfang (27) einen Ring (22) aus Kunststoff trägt. Die Außenfläche (28) des Rings (22) ist durch eine flache Ringnut (29) unterteilt, deren Tiefe maximal 0,3 mm beträgt. Die Breite der mittig ange­ ordneten Ringnut (29) beträgt etwa das 5-fache der Tiefe. Der Ring (22) ist auf den Umfang (27) des Grundkörpers (21) aufvul­ kanisiert oder angegossen. Die flache Ringnut (29) kann durch eine spanabhebende Bearbeitung oder gegebenenfalls auch bereits beim Gießen oder Vulkanisieren eingebracht werden. Im letzteren Fall weist der Boden der Ringnut (29) eine rauhere Oberfläche als die geschliffene Lauffläche (28) des Ringes (22) auf, je­ doch ist dies nicht störend, da der Rotorschaft (3) nicht gegen diese Oberfläche anläuft.

Die Abmessung der Ringnut (32) wird anhand des Ausführungsbei­ spiels nach Fig. 4 deutlicher, in welcher der Laufbereich einer Stützscheibe (6, 7) in stark vergrößertem Maßstab zusammen mit einem Teil eines Rotorschaftes (3) dargestellt ist. Die in dem Ring (22) angebrachte Ringnut (32) läuft mit einer Rundung zu den seitlichen Teillaufflächen (30, 31) der Lauffläche (28) aus. Die Tiefe (a) der Ringnut (32) wird so festgelegt, daß der Rotorschaft (3) frei von dem Ring (22) in dem Bereich der Ring­ nut (32) ist, so daß er dort keine Walkarbeit ausführen kann. Aus diesem Grund wird die Tiefe (a) der Ringnut (32) (ebenso wie die Tiefe der Ringnuten der übrigen Ausführungsbeispiele) so bemessen, daß die durch den Rotorschaft (3) verursachte ela­ stische Deformation der Lauffläche (28) in radialer Richtung geringfügig kleiner als diese Tiefe (a) ist. Der Kunststoff des Ringes (22) besitzt eine Härte von etwa 52 Shore D. Der Durch­ messer des Schaftes (3) beträgt zwischen 7 und 10 mm. Die auf­ grund der gegebenen Kräfte auftretende Deformation ist in der Praxis meist kleiner als 0,1 bis 0,2 mm, so daß eine Tiefe (a) von 0,1 bis 0,2 mm ausreicht. Unter Berücksichtigung eines Si­ cherheitszuschlages und gegebenenfalls von möglichen Abnutzun­ gen ist eine Tiefe (a) von 0,3 mm ausreichend, um zu verhin­ dern, daß in dem Bereich der Ringnut (32) eine Walkarbeit auf­ tritt. Die Erwärmung des Ringes (22) wird nach wie vor in dem mittleren Bereich am stärksten sein. Da jedoch dort der Schaft (3) nicht gegen den Ring anläuft und keine Walkarbeit durch­ führt, wird erreicht, daß trotz der Erwärmung keine Beschädigun­ gen des Ringes (22) in diesem Bereich hervorgerufen werden.

Um in dem besonders gefährdeten mittleren Bereich die Wärmeab­ fuhr zu verbessern, ist bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 eine annähernd halbkreisförmige umlaufende Rippe (33) an dem Außenumfang (27) des Grundkörpers (21) vorgesehen, durch welche in dem mittleren Bereich (34) des Ringes (22) die Dicke des Ringes (22) verringert und annähernd halbiert wird. Damit wird zwar auch die Dämpfungswirkung des Ringes (22) in diesem Be­ reich verringert, was jedoch deshalb nicht schädlich ist, weil dort der Schaft (3) nicht abgestützt wird.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist eine Ringnut (29) ent­ sprechend dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 vorgesehen. Der Außenumfang des Grundkörpers (21) ist mit einer umlaufenden Rippe (33) versehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Ringnut (29) durch eine spanabhebende Bearbeitung geschaffen worden, insbesondere durch ein Einstechen mit einem Drehstahl.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 entspricht in seinem Grund­ aufbau der Ausführungsform nach Fig. 5. Die umlaufende Ringnut (35) des Ringes (22) ist allerdings sehr schmal ausgeführt. Es genügt unter Umständen, wenn die Ringnut (35) die Breite von 1 mm und weniger hat. Auch dadurch wird bereits erreicht, daß die besonders gefährdete Mittelzone entlastet wird. Dies kann genü­ gen, da Ausbrechungen aus dem Material praktisch immer exakt in der Mitte der Lauffläche (28) entstehen.

Die Ausführungsformen nach Fig. 7 bis 10 besitzen alle eine Ringnut (29, 32 oder 35) entsprechend der vorausgegangenen Aus­ führungsformen. Sie unterscheiden sich jedoch bezüglich der Verankerung zwischen dem Grundkörper (21) und dem Ring (22).

Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 ist die Rippe (36) relativ scharfkantig ausgebildet, was eine besonders gute Verankerung bewirkt. Eine derartige Formgebung kann insbesondere dann sinn­ voll sein, wenn der Grundkörper (21) als Fließpreßteil herge­ stellt ist, was die Regel sein wird.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 ist vorgesehen, daß der Au­ ßenumfang des Grundkörpers (21) mit zwei parallelen Rippen (38) versehen ist, die über den Umfang vorspringen. Zwischen diesen beiden Rippen (38) ist eine Ringnut (37) vorgesehen, die gegen­ über dem Außenumfang vertieft ist. Bei dieser Ausführungsform ist somit die Dicke des Ringes (22) seitlich neben der Ringnut (37) jeweils reduziert, während sie im Bereich der Ringnut (29) eine erhöhte Abmessung aufweist.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 9 ist vorgesehen, daß der ge­ samte Außenumfang des Grundkörpers (21) asymmetrisch zur Mitte gerundet ist, so daß sich eine Art Sinusbogen (39) einstellt, deren Scheitelpunkt etwas seitlich versetzt zur Ringnut (29) liegt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 10 ist vorgesehen, daß der Außenumfang mit mehreren Rippen (40) versehen ist, die gegeben­ enfalls auch noch in Umfangsrichtung unterteilt sein können, so daß sich zahnartige Vorsprünge ergeben.

Bei allen Ausführungsformen nach Fig. 4 bis 10 wird erreicht, daß die Fläche vergrößert ist, an welchem sich der Außenumfang des Grundkörpers (21) und der Ring (22) berühren, so daß die Wärmeabfuhr verbessert ist.

Als eine kinematische Umkehr der dargestellten Ausführungsbei­ spiele kann vorgesehen werden, daß der Rotorschaft (3) in dem Bereich, in welchem er gegen die Ringe (22) anläuft, mit einer (flachen) Ringnut versehen wird. Auch auf diese Weise ist dann der mittlere Bereich der Ringe (22) von Walkarbeit entlastet.

Claims (6)

1. Stützscheibe für eine Stützscheibenlagerung für einen Schaft eines OE-Spinnrotors, die einen scheibenförmigen Grund­ körper aus Metall aufweist, dessen Umfang mit einem Ring aus Kunststoff versehen ist, dessen Außenfläche als Lauffläche für den Schaft dient und mit einer Ringnut versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe (a) der Ringnut (29, 32, 35) ge­ ringfügig größer als die durch den Schaft (3) verursachte ela­ stische Deformation der Lauffläche (28) in radialer Richtung ist.

2. Stützscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe (a) der Ringnut (29, 32, 35) maximal 0,3 mm be­ trägt.

3. Stützscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (b) der Ringnut (29, 32, 35) etwa das 5-fache ihrer Tiefe (a) beträgt.

4. Stützscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Umfang des Grundkörpers (21) und der Innenfläche des Rings (22) eine Profilierung (33, 36, 37, 38, 39, 40) vorhanden ist.

5. Stützscheibe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilierung aus wenigstens einer von dem Umfang des Grundkörpers (21) nach außen abragenden Rippe (33, 36, 38, 39, 40) besteht.

6. Stützscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut (29, 32, 35) und die Rippe (33, 36) im wesent­ lichen symmetrisch zu der Radialmittelebene des Ringes (22) an­ geordnet sind.