DE4117175A1 - Schaft fuer einen oe-spinnrotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schaft für einen OE-Spinnrotor, dessen freies Ende mit einem Abstützelement versehen ist, das eine im wesentlichen radial verlaufende Abstützfläche für eine vibrierende Kugel eines Spurlagers bildet.

Es ist bekannt (DE 27 16 573 A1), den Schaft eines OE-Spinnro­ tors, dessen freies Ende mit einem im Durchmesser verringerten, als Abstützelement dienenden Ansatz versehen ist, in axialer Richtung an einer Kugel eines Spurlagers zu stützen, die derart gehalten ist, daß sie zu Vibrationen mit kleinen Amplituden und hoher Frequenz angeregt wird. Die kleinen Amplituden führen da­ zu, daß sich die Lage des Schaftes und damit des OE-Spinnrotors nicht merklich ändert. Darüber hinaus führen die Vibrationen dazu, daß sich die Kugel an sich ständig ändernden Abstützpunk­ ten an der Abstützfläche des Schaftes und an einem gegenüber­ liegendem Widerlager abstützt, so daß die Kugel Rotationsbewe­ gungen ausführt. Da die Kugel mit Schmiermittel benetzt ist, ergibt sich eine trotz der hohen Rotordrehzahlen, die heute bei 100 000 min^-1 und mehr liegen, verschleißarme Lagerung.

Der OE-Spinnrotor ist ein Verschleißteil, das nach einer länge­ ren Betriebszeit ausgetauscht wird. Durch Verbesserungen des Rotortellers und insbesondere durch Anbringen von Beschichtun­ gen des Rotortellers ist es gelungen, für den Rotorteller eine relativ hohe Lebensdauer zu erhalten. Die relativ hohe Lebens­ dauer der Rotorteller führt dazu, daß sich heute andere Ver­ schleißerscheinungen an dem OE-Spinnrotor bemerkbar machen und für die Gesamtlebensdauer entscheidend sind. Bei der erhöhten Lebensdauer der Rotorteller und damit verlängerter Laufzeit und bei zusätzlich extrem hohen Rotordrehzahlen zeigt sich, daß die Vibrationen der Kugel des Spurlagers zu einer Deformation des Abstützelementes im Bereich seiner Abstützfläche führen, so daß das Abstützelement im Laufe der Zeit axial verkürzt wird. Diese Verkürzung erfolgt schon, bevor der Rotorteller derartige Verschleißerscheinungen zeigt, daß ein Austausch des OE-Spinn­ rotors erforderlich ist. Diese Verkürzungen des Abstützelemen­ tes führen dazu, daß der Rotorteller seine Lage in der Spinn­ vorrichtung in unzulässigem Maß ändert. An sich wäre es ohne weiteres möglich, durch eine axiale Nachjustierung des Wider­ lagers der Spurlagerkugel diese Lageänderung auszugleichen. Dies ist jedoch bei praktischen Maschinen wenig zweckmäßig, da diese Maschinen 200 und mehr Spinnpositionen aufweisen und da die OE-Spinnrotoren untereinander austauschbar sein sollen.

Um dieses Problem der Verkürzung des Schaftes des OE-Spinnro­ tors zu lösen, ist in einer nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung (P 40 20 411.1) vorgeschlagen, ein austauschba­ res Abstützelement am freien Ende des Schaftes anzuordnen, das dann ein austauschbares Verschleißteil bildet. Dieses austausch­ bare Element wird in einer zentrischen Bohrung des Schaftes an­ geordnet, so daß ein Austausch nicht dazu führt, daß der OE- Spinnrotor neu justiert werden muß. Das als Verschleißteil die­ nende Abstützelement ragt derart aus dem freien Ende des Schaf­ tes heraus, daß ein Werkzeug zum Abziehen dieses Abstützele­ mentes angesetzt werden kann.

Zur Lösung des Problems ist in einer anderen, nicht veröffent­ lichten deutschen Patentanmeldung (P 40 37 833.0) vorgeschlagen worden, an dem freien Ende des Schaftes ein Abstützelement in Form eines Plättchens anzubringen, wobei eine Dämpfungsschicht zwischen dem Abstützelement und dem Schaft vorgesehen werden kann.

Bei einer anderen Art einer Lagerung eines OS-Spinnrotors ist es bekannt (DE 19 01 453 A1), das freie Ende des Schaftes gegen eine Spurplatte abzustützen, die in einer aus elastischem Werk­ stoff bestehenden Aufnahmeplatte gehalten ist, so daß Schwin­ gungsübertragungen verhindert werden. Bei dieser Bauart ist es bekannt, an dem freien Ende des Schaftes ein besonders hartes Abstützmittel anzuordnen, das beispielsweise aus Hartmetall, Diamant oder keramischem Werkstoff bestehen kann. Dieses Stütz­ mittel soll fest, beispielsweise durch Preßsitz oder Einbör­ deln, oder auch austauschbar an dem Schaft befestigt werden. Das Stützmittel besitzt eine halbkugelige Form, so daß es sich etwa punktförmig an der Spurplatte abstützt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schaft der ein­ gangs genannten Art so auszubilden, daß ein Verformen im Be­ reich der Abstützfläche des Abstützelementes wesentlich ver­ ringert wird, so daß das Abstützelement trotz sehr hoher Rotor­ drehzahlen nicht Ursache für das Unbrauchbarwerden des OE- Spinnrotors ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Abstützelement aus einem Werkstoff besteht, der eine größere Härte als Stahl auf­ weist, und daß das Abstützelement in einer zur Achse des Schaf­ tes konzentrischen Aufnahme derart angeordnet ist, daß die Ab­ stützfläche des Abstützelementes im wesentlichen bündig zu dem Ende des Schaftes verläuft.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ist es möglich, ein Ab­ stützelement aus Werkstoffen mit sehr großer Härte zu verwen­ den, obwohl diese Werkstoffe im Vergleich zu Stahl relativ spröde und damit schlagempfindlich sind. Wahrscheinlich wird eine Zerstörung eines derartigen Abstützelementes im wesentli­ chen dadurch verhindert, daß dieses Abstützelement insbesondere auch im Bereich seiner Abstützfläche von dem Schaft seitlich eingefaßt wird. Dabei bietet das zentrische Anbringen dieses Abstützelementes den Vorteil, daß das Abstützelement nicht zu einer nennenswerten Unwucht führen kann, auch wenn sein spezi­ fisches Gewicht wesentlich von dem spezifischen Gewicht des Schaftes abweicht, der aus einem Stahl hergestellt ist. Das Auswuchten des OE-Spinnrotors wird somit durch ein derartiges Abstützelement nicht erschwert.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß das Abstützelement und die Aufnahme jeweils eine zylindrische Gestalt aufweisen. Damit ist in besonders einfacher Weise eine exakt zentrische Anordnung zu erhalten. Vorteilhaft ist es dabei auch, daß in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die axiale Länge des Abstützelementes etwa dem 2- bis 3fachen sei­ nes Durchmessers entspricht. Dadurch ergibt sich eine sichere zentrische Lage. Ein sicherer Schutz gegen ein Ausbrechen des Materials des Abstützelementes in den Randbereichen ergibt sich dann, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der Außen­ durchmesser des Schaftes im Bereich der Aufnahme etwa dem Dop­ pelten des Durchmessers des Schaftes entspricht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß das Abstützelement an seinem der Abstützfläche abgewandten Ende in axialer Richtung ringförmig in der Aufnahme gehalten ist. Wahrscheinlich unterstützt diese Maßnahme ebenfalls, daß das an sich spröde Abstützelement von der vibrierenden Kugel des Spur­ lagers nicht zerstört wird, da das Abstützelement in axialer Richtung zum größten Teil auf der der Abstützfläche gegenüber­ liegenden Seite frei ist, so daß es in axialer Richtung vibrie­ ren oder schwingen kann.

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß das Abstützelement aus keramischem Werkstoff besteht. Ob­ wohl derartige keramische Werkstoffe, und insbesondere oxidke­ ramische Werkstoffe, sehr spröde sind und nur eine relativ ge­ ringe Schlagfestigkeit haben, haben Abstützelemente aus derar­ tigem Material in Versuchen besonders gute Ergebnisse bezüglich der Verschleißfestigkeit ergeben.

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

Fig. 1 zeigt eine Frontansicht einer Stützscheibenlagerung für einen OE-Spinnrotor in schematischer Darstellung,

Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles II der Fig. 1 mit einem erfindungsgemäß mit einem eingefaßten Abstütz­ element versehenen Schaft,

Fig. 3 eine vergrößerte, teilweise geschnittene Ansicht des Be­ reiches des freien Endes eines erfindungsgemäßen Schaftes ohne Abstützelement und

Fig. 4 bis 6 verschiedene Ausführungsformen der Abstützelemente und der zugehörigen Aufnahme des freien Endes des Schaftes.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Stützscheibenlagerung für einen OE-Spinnrotor (1) ist Bestandteil eines OE-Spinnaggregates. Sie enthält insgesamt vier Stützscheiben (5, 6), die als Stützschei­ benpaare (7, 8) jeweils auf einem gemeinsamen Schaft (9) gela­ gert sind. Die Schäfte (9) sind in nicht näher dargestellter Weise mittels Wälzlagern in Lagergehäusen gelagert. Die Stütz­ scheibenpaare (7, 8) sind so angeordnet, daß sie einen Keil­ spalt (4) bilden, in welchem der Schaft (3) eines OE-Spinn­ rotors (1) in radialer Richtung gelagert ist. Der Schaft (3) trägt an seinem einen Ende einen Rotorteller (2), in welchem in bekannter Weise die Garnbildung stattfindet.

Der Schaft (3) wird mittels eines Tangentialriemens (14) ange­ trieben, der gegen den Schaft (3) zwischen den Stützscheiben (5, 6) anläuft und den Schaft (3) in den Keilspalten (4) hält. Der Tangentialriemen (14) ist mittels einer Andrückrolle (10) in der Nähe des Schaftes (3) belastet. Die Andrückrolle (10) ist um eine Achse (11) frei drehbar in einem in nicht näher darge­ stellter Weise mittels einer Andrückfeder belasteten Schwenkarm (12) gelagert, der um eine quer zu dem Tangentialriemen (14) verlaufende Schwenkachse (13) verschwenkbar ist. Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, wird das rücklaufende Trum (15) des in Pfeil­ richtung (A) laufenden Tangentialriemens (14) oberhalb der An­ drückscheibe (10) in Richtung des Pfeiles (B) zurückgeführt.

Die Schäfte (9) der Stützscheibenpaare (7, 8) sind in bekannter Weise um einen geringen Winkel derart windschief zueinander ausgerichtet, daß in Verbindung mit der Laufrichtung (A) des Tangentialriemens (14) durch das Abrollen des Schaftes (3) auf den Stützscheiben (5, 6) ein Axialschub in Richtung des Pfeiles (C) erzeugt wird, der den Schaft (3) mit seinem freien Ende (16) in Richtung zu einem Spurlager (18) belastet. Das Spurla­ ger (18) enthält eine von Maschinenschwingungen ständig zu Vib­ rationen erregte Kugel (19), die auf der dem Schaft (3) gegen­ überliegenden Seite mittels eines Widerlagers (20) gehalten ist, das in einem Gehäuseteil (21) einstellbar angeordnet ist. Das Ende (16) des Schaftes (3) ist mit einem als Einsatz ausge­ bildeten Abstützelement (17) versehen, wie dies noch näher er­ läutert werden wird. Aufgrund von Maschinenschwingungen wird die Kugel (19) in Vibrationen mit geringen Amplituden und hoher Frequenz versetzt, wobei aufgrund variierender Abstützpunkte eine Rotation der Kugel (19) um mehrere Achsen erfolgt. Die Kugel (19) wird in nicht näher dargestellter Weise mit einem Schmiermittel ständig benetzt.

Wie in Fig. 3 dargestellt ist, ist das freie Ende (16) des Schaf­ tes (3), das einen gegenüber dem übrigen Teil reduzierten Durch­ messer aufweist, mit einer zentrisch zur Schaftachse verlaufen­ den Aufnahme (30) versehen, die an dem Stirnende (23) beginnt und die eine zylindrische Innenwandung (22) bildet, die in ei­ ner Spitze ausläuft. Der Außendurchmesser des freien Endes (16) entspricht etwa dem Doppelten des Innendurchmessers der Aufnah­ me (30). Die axiale Länge des zylindrischen Teils der Aufnahme (30) entspricht etwa dem 2,5fachen des Innendurchmessers der Aufnahme (30).

Wie in Fig. 5 und 6 dargestellt ist, wird in die Aufnahme (30) ein Abstützelement (17) gemäß Fig. 5 oder ein Abstützelement (29) gemäß Fig. 6 eingesetzt. Dieses Abstützelement (17 oder 29) besteht aus einem Werkstoff mit im Vergleich zu Stahl sehr ho­ her Härte, insbesondere aus einem oxidkeramischen Werkstoff wie beispielsweise Sinterkorund. Die axiale Länge des bolzenförmi­ gen Abstützelementes (17, 29) entspricht der axialen Länge des zylindrischen Abschnittes der Aufnahme (30), d. h. die axiale Länge des Abstützelementes (17 und 29) entspricht etwa dem 2,5fachen seines Außendurchmessers. Wie aus Fig. 5 zu ersehen ist, besitzt die Kugel (19) einen Radius, der etwa dem Doppelten des Durchmessers des Abstützelementes (17) entspricht.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 besitzt das Abstützelement (17) eine plane, in einer Radialebene verlaufende Abstützfläche (24), an der die Kugel (19) zur Anlage kommt. Die Abstützfläche (24) verläuft bündig zu dem Stirnende (23) des freien Endes (16) des Schaftes (3).

Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 ist vorgesehen, daß die Ab­ stützfläche (28) des Abstützelementes (29) eine leicht ballige Gestalt besitzt, die mit ihrem Rand in dem Stirnende (23) des freien Endes (16) des Schaftes (3) ausläuft. In beiden Fällen ist somit das Abstützelement (17 und 29) über praktisch seine gesamte axiale Länge von dem aus einem Stahl hergestellten freien Ende (16) des Schaftes (3) eingefaßt.

Das Abstützelement (17, 29) ist mit einer Linienberührung ring­ förmig an dem spitz zulaufenden Endbereich der Aufnahme (30) abgestützt.

Das aus keramischem Werkstoff hergestellte Abstützelement (17 oder 29) ist bei einer ersten Ausführungsform in die Aufnahme (30) eingepreßt. Bei einer anderen Ausführungsform wird vorge­ sehen, daß das Abstützelement (17 oder 29) in die Aufnahme (30) eingeklebt ist.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist die Aufnahme mit einer Ringschulter (33) begrenzt, d. h. der zylindrische Abschnitt der Innenwandung (22) des freien Endes (16) endet in einer Ring­ schulter (33), während die Aufnahme mit verringertem Durchmes­ ser noch ein Stück fortgesetzt ist. Das Innere, der Abstützflä­ che (31) gegenüberliegende Stirnende (27) des als zylindrischer Bolzen ausgebildeten Abstützelementes (26), wird somit im Be­ reich seines äußeren Randes von der Ringschulter (33) in axia­ ler Richtung abgestützt. Die Ringschulter (33) besitzt eine ge­ ringe radiale Erstreckung, die im Bereich von weniger als 1 mm liegen kann. Die Abstützfläche (31) des Abstützelementes (26) ragt geringfügig über das Stirnende (23) des freien Endes (16) des Schaftes (3) über. Diese Abstützfläche (31) verläuft im we­ sentlichen in einer Radialebene und besitzt einen abgerundeten Randbereich (32).

Bei einer abgewandelten Ausführungsform wird anstelle einer konvexen Abstützfläche (26) gemäß Fig. 6 eine konkav gewölbte Abstützfläche für das Abstützelement vorgesehen, wobei der Krümmungsradius der konkav gewölbten Abstützfläche dann deut­ lich größer als der Radius der Kugel (19) ist, so daß jeweils nur eine Punktberührung auftritt.

Claims (8)

1. Schaft für einen OE-Spinnrotor, dessen freies Ende mit einem Abstützelement versehen ist, das eine im wesentlichen radial verlaufende Abstützfläche für eine vibrierende Kugel ei­ nes Spurlagers bildet, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstütz­ element (17, 26, 29) aus einem Werkstoff besteht, der eine grö­ ßere Härte als Stahl aufweist, und daß das Abstützelement (17, 26, 29) in einer zur Achse des Schaftes (3) konzentrischen Auf­ nahme (30) derart angeordnet ist, daß die Abstützfläche (24, 28, 31) des Abstützelementes (17, 26, 29) im wesentlichen bündig zu dem Ende (23) des Schaftes (3) verläuft.

2. Schaft nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstützelement (17, 26, 29) und die Aufnahme (30) jeweils eine zylindrische Gestalt aufweisen.

3. Schaft nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge des Abstützelementes (17, 26, 29) etwa dem Zwei- bis Dreifachen seines Durchmessers entspricht.

4. Schaft nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Schaftes (3) im Be­ reich (16) der Aufnahme (30) etwa dem Doppelten des Durchmes­ sers des Abstützelementes (17, 26, 29) entspricht.

5. Schaft nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Abstützelement (17, 26, 29) an seinem der Abstützfläche (24, 31, 28) abgewandten Ende in axialer Richtung ringförmig in der Aufnahme (30) gehalten ist.

6. Schaft nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Abstützelement (17, 26, 29) aus einem ke­ ramischen Werkstoff besteht.

7. Schaft nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Abstützelement (17, 26, 29) mit Preßsitz in die Aufnahme (30) eingesetzt ist.

8. Schaft nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Abstützelement (17, 26, 29) in die Auf­ nahme (30) eingeklebt ist.