DE4136794A1 - Stuetzscheibe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stützscheibe nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Eine solche Stützscheibe ist bekannt. Sie dient der Lagerung des Rotors einer Offenendspinnmaschine und besteht aus einem Nabenring aus Aluminium, an den im Bereich des Außenumfanges der aus elastomerem Polyurethan bestehende Stützring unmittel­ bar angeformt ist. Die Stützscheibe läßt sich jedoch nur einmal verwenden und wird üblicherweise nach vorausgegangenem Verschleiß durch eine neue Scheibe ersetzt. Unter wirtschaft­ lichen Gesichtspunkten ist das wenig befriedigend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stützscheibe derart weiterzuentwickeln, daß der Stützring unabhängig von dem Nabenring erneuert werden kann und eine ausgezeichnete Rotationssymmetrie aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestal­ tungen nehmen die Unteransprüche Bezug.

Bei der erfindungsgemäßen Stützscheibe ist es vorgesehen, daß der Stützring an dem Außenumfang eines Hilfsringes festgelegt ist, daß der Hilfsring aus einem polymeren Werkstoff besteht, der einen Elastizitätsmodul von 7000 bis 13000 N/mm² aufweist, eine Wärmeformbeständigkeit von 150 bis 250°C sowie eine Bruch­ dehnung von 1,3 bis 3% und daß der Hilfsring unter radialer Aufweitung seines Innendurchmessers kraftschlüssig auf dem Außenumfang des Nabenringes festgelegte ist.

Der Stützring und der Hilfsring bilden eine untrennbare Einheit, welche sich problemlos und kostengünstig in groß­ technischem Maßstab erzeugen läßt und den vorliegend gefor­ derten Bedingungen in einer ausgezeichneten Weise gerecht wird. In bezug auf den Nabenring zeichnet sich die Einheit durch eine große Formbeständigkeit aus, was es ermöglicht, im langfristigen Gebrauch eine sichere Festlegung auf dem Außen­ umfang des Nabenringes zu erzielen. Die Verwendung sekundärer Hilfsmittel ist entbehrlich, und es genügt ein einfaches, axiales Aufpressen der Einheit auf den Nabenring. Da der Hilfsring aus polymerem Werkstoff besteht, ist auch bei der Verwendung von Aluminium für die Herstellung des Nabenringes eine Beschädigung desselben nicht zu befürchten. Nach einge­ tretenem Verschleiß im Bereich des Stützringes ist die Tren­ nung von dem Nabenring in gleichem Sinne möglich. Sie wird bewirkt durch axiales Abpressen der Einheit von dem Nabenring.

Durch die Verwendung elastomeren Polyurethans für die Herstel­ lung des Stützringes weist dieser eine besonders gute Abrieb­ beständigkeit in Verbindung mit den für den Einsatzfall geeigneten Dämpfungseigenschaften auf, was die Erzielung einer guten Gebrauchsdauer ermöglicht.

Der Hilfsring kann ein I-förmiges Profil und der Stützring im Bereich seiner radial inneren Begrenzung ein U-förmiges Profil aufweisen, wobei das Profil des Stützringes den Hilfsring mit radial nach innen vorstehenden Schenkeln beiderseits umgreift.

Die Kontaktfläche des Hilfsringes in bezug auf den Stützring erfährt hierdurch eine Vergrößerung, was die Haftung beider Ringe aneinander wesentlich erhöht. Fliehkraftbedingten Dimensionsveränderungen läßt sich hierdurch wirksam begegnen.

Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn das I-förmige Profil des Hilfsringes von gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilten Durchbrechungen durchdrungen ist und wenn die Schenkel des Profils des Stützringes durch die Durchbrechungen hindurch einstückig ineinander übergehend ausgebildet sind. Der Hilfs- und der Stützring sind durch diese Ausbildung formschlüssig aneinander festgelegt, was auch unter ungün­ stigen Betriebsbedingungen eine gegenseitige Trennung von­ einander so gut wie völlig ausschließt.

Als günstig in bezug auf die Herstellung des Hilfsringes hat sich die Verwendung von Polyharnstoff erwiesen. Dieser weist nicht nur ein Elastizitätsmodul von 7000 bis 13000 N/mm² auf, eine Wärmeformbeständigkeit von 150 bis 250°C und eine Bruchdehnung von 1,3 bis 3%, sondern darüber hinaus die Eigenschaft hat, dem elastomeren Polyurethan eine gute Haft­ grundlage unter Vermeidung aufwendiger Vorbehandlungsmaßnahmen zu bieten. Für die Wirtschaftlichkeit der Herstellung der erfindungsgemäßen Stützscheibe ist das von großem Vorteil.

Unter Bruchdehnung wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung die auf die ursprüngliche Meßlänge des Probekörpers bezogene Längenänderung eines Prüflings zu jedem beliebigen Zeitpunkt verstanden (DIN 53 455).

Unter dem Elastizitätsmodul wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Zusammenhang zwischen der Spannung und der Dehnung im Falle der Stabdehnung bei ungehinderter Quer­ schnittsverkleinerung verstanden (DIN 53 457).

Unter der Wärmeformbeständigkeit wird im Rahmen der vorliegen­ den Erfindung die Fähigkeit eines Probekörpers verstanden, unter bestimmter, ruhender Beanspruchung seine Form bis zu einer bestimmten Temperatur weitgehend zu bewahren (DIN 53 461).

Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn der Hilfsring im Bereich seines Innenumfanges mit wenigstens einer in radialer Richtung beweglichen Haltekralle versehen und mittels der Haltekralle in einer radial nach außen offenen Nut des Naben­ ringes einschnappbar ist. Die Sicherheit der Festlegung auf dem Nabenring nach dem axialen Aufpressen erfährt hierdurch eine deutliche Verbesserung.

Hinsichtlich der Ausbildung der Haltekralle hat es sich als vorteilhaft bewährt, wenn diese an einem in axialer Richtung vorspringenden Steg des Profils des Hilfsringes vorgesehen ist, der den Nabenring auf seinem ganzen Umfang umschließt. Einem fliehkraftbedingten Ausrasten der Haltekralle aus der Nut läßt sich hierdurch begegnen. Des weiteren werden Stö­ rungen der Rotationssymmetrie des Hilfsringes unterdrückt, was im Hinblick auf die Vermeidung von Unwuchterscheinungen von großem Vorteil ist.

Bei Ausführungen, bei denen der Hilfsring im Bereich seines Innenumfanges ein im wesentlichen rechteckig umschlossenes Profil aufweist, besteht die Möglichkeit, den die Haltekralle tragenden Steg innerhalb der axialen Erstreckung des Profils anzuordnen, derart, daß er lediglich durch eine axial in das Profil eingreifende Nut von den radial außerhalb liegenden Teilen des Profils getrennt ist. Die axiale Baulänge des Hilfsringes kann bei einer solchen Ausführung den bekannten Mustern entsprechen, was den Austausch der bekannten Stütz­ scheiben durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene vereinfacht. Des weiteren besteht die Möglichkeit, die radiale Weite der Nut so gering zu bemessen, daß eine ausreichende Einfederung der Haltekralle beim axialen Aufpressen auf den Nabenring gerade noch gewährleistet ist und daß sich in bezug auf weiterge­ hende Einfederungen eine Anschlagwirkung ergibt. Einer flieh­ kraftbedingten Beschädigung des Steges läßt sich hierdurch wirksam begegnen.

Der Hilfsring kann im Bereich seines Innenumfanges von gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilten Ausnehmungen radial durchbrochen sein, wobei die Ausnehmungen von Vorsprüngen des Stützringes durchgriffen sind, wobei sich die Vorsprünge bis in eine radiale Zwischenzone zwischen dem Hilfsring und dem Nabenring erstrecken, wobei die Vorsprünge herstellungsbedingt die innere Umfangsfläche des Hilfsringes in radialer Richtung nach innen vorstehend überragen, wobei die Vorsprünge den Nabenring mit Stützflächen berühren und wobei ihnen im Bereich der Stützflächen Ausfederungsräume in Umfangsrichtung benachbart sind. Einander übergreifend wird hier durch den Nabenring in gleichmäßigen Umfangsabständen einerseits durch Bestandteile des Hilfsringes und die Stützfläche der Vorsprünge des Stütz­ ringes berührt. Neben einer guten Rotationssymmetrie der gebrauchsfertigen Stützscheibe wird hierdurch eine verdreh­ sichere Festlegung der den Hilfs- und den Stützring umfas­ senden Einheit auf dem Nabenring gewährleistet.

Die Stützfläche soll sich im wesentlichen parallel zu der Rotationsachse erstrecken und möglichst eine Länge haben, die mit derjenigen des Hilfsringes im wesentlichen übereinstimmt. Unerwünschten Deformierungen im langfristigen Gebrauch wird hierdurch begegnet und eine gute Rotationssymmetrie gewähr­ leistet.

Zur Verbindung von Nabenring und einer zur Anwendung gelangenden Antriebswelle können die allgemein bekannten Wellen/Nabenverbindungen, wie beispielsweise Keilverbindungen oder polygonförmige Wellen/Nabenverbindungen vorgesehen sein.

Der Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend anhand der als Anlage beigefügten Zeichnung weiter verdeutlicht. Es zeigen:

Fig. 1 eine Stützscheibe in der Vorderansicht, bei der der Stützring geschnitten dargestellt ist;

Fig. 2 die Stützscheibe gemäß Fig. 1 in quergeschnittener Darstellung;

Fig. 3 einen Ausschnitt aus der Stützscheibe gemäß Fig. 2 in vergrößerter Darstellung;

Fig. 4 einen Segmentausschnitt aus einer alternativen Ausführungsform einer Stützscheibe in einer Ansicht von vorn.

Die in Fig. 1 gezeigte Stützscheibe ist für den Rotor einer Offenend-Spinnmaschine bestimmt, der Drehzahlen im Bereich von 130 000/min erreichen kann.

Die Stützscheibe besteht aus einem Nabenring 1, bevorzugt aus Aluminium, der von rotationssymmetrischer Gestalt und außenseitig durch eine Zylinderfläche umschlossen ist. Die Zylinderfläche ist lediglich durch eine Nut unterbrochen, welche in radialer Richtung eingreift und im Bereich der einen Stirnfläche angeordnet ist.

Auf dem Außenumfang des Nabenring 1 ist ein Hilfsring 2, der in diesem Beispiel aus Polyharnstoff besteht, unter elastischer Aufweitung seines Innenumfanges unverrückbar festgelegt, der einen Elastizitätsmodul von 10000 N/mm² aufweist, eine Wärmeformbeständigkeit von 200°C und eine Bruchdehnung von 2,5%.

Der Hilfsring 2 hat ein im wesentlichen I-förmiges Profil, das der Rotationsachse der Stützscheibe im wesentlichen senkrecht zugeordnet ist. Es ist im mittleren Bereich seiner radialen Erstreckung von gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilten Bohrungen 4 axial durchdrungen (Fig. 1, 3, 4).

Radial innenseitig weist der Hilfsring 2 ein im wesentlichen rechteckig begrenztes Profil auf, in das von der linken Seite eine umlaufende Nut 14 in axialer Richtung eindringt. Radial innerhalb der Nut 14 ist ein in axialer Richtung vorspringen­ der Steg 15 des Hilfsringes 2 vorgesehen, der mit einer umlaufenden Haltekralle 5 versehen ist. Während der bestimmungs­ gemäßen Verwendung ist die Haltekralle 5 in die Nut 6 des Nabenringes 1 eingerastet, was eine taumelsichere Festlegung des Hilfsringes 2 auf dem Außenumfang des Nabenringes 1 gewährleistet.

Für die Festlegung des Hilfsringes 2 auf dem Nabenring 1 ist es vorgesehen, den Steg 15 unter radialer Aufweitung seines Durchmessers in den Bereich der Nut 14 einzufedern und an­ schließend den Hilfsring 2 in axialer Richtung auf den Außen­ umfang des Nabenringes 1 aufzuschieben, bis die Haltekralle 5 in die Nut 6 einzurasten vermag. Der Vorgang läßt sich ebenso wie das anschließende Trennen des Hilfsringes 2 von dem Nabenring 1 mit Hilfe eines einfachen Pressenwerkzeuges problemlos bewirken (Fig. 2 und 3). Die Innenseite 17 des Nabenringes 1 ist derart gestaltet, daß mit einer hier nicht vorgestellten Antriebswelle eine sichere Wellen/Nabenver­ bindung gewährleistet ist.

Der Stützring 3 besteht aus elastomerem Polyurethan, welches unmittelbar an den Hilfsring 2 angeformt ist. Er hat ein im wesentlichen U-förmiges Profil, welches das Profil des Hilfs­ ringes 2 im Bereich seines Außenumfanges mit radial nach innen vorstehenden Schenkeln 9 umschließt. Die Schenkel 9 sind dabei durch die Bohrung 4 des Hilfsringes 2 hindurch ineinander übergehend verbunden, wodurch der Stützring 3 nicht nur in adhäsiver Weise an dem Hilfsring 2 festgelegt ist, sondern zusätzlich aufgrund einer gegenseitigen, formschlüssigen Umschließung bzw. Durchdringung der Profile (Fig. 3). Auch bei höchsten Drehzahlen ist hierdurch eine fliehkraftbedingte Ablösung des Stützringes 3 von dem Hilfsring 2 nicht zu befürchten.

In Fig. 4 ist Bezug genommen auf eine Ausführung, bei der der Hilfsring 2 von gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilten Ausnehmungen radial durchbrochen ist, wobei die Ausnehmungen von Vorsprüngen des Stützringes 3 durchgriffen sind, wobei sich die Vorsprünge 11 bis in die radiale Zwischenzone zwi­ schen dem Hilfsring 2 und dem Nabenring erstrecken, wobei die Vorsprünge 11 herstellungsbedingt die innere Umfangsfläche des Hilfsringes 2 in radialer Richtung nach innen vorstehend überragen und wobei die Vorsprünge 11 den Nabenring 1 mit Stützfläche 13 berühren und wobei ihnen im Bereich der Stütz­ flächen 13 Ausfederungsräume 12 in Umfangsrichtung benach­ bart sind. Der Nabenring 1 wird hierdurch einander übergrei­ fend in gleichmäßigem Umfangsabständen zum einen berührt durch Bestandteile des Hilfsringes 2 und des Stützringes 3. Neben einer besonders guten, rotationssymmetrischen Festlegung des Hilfs- und des Stützringes 2, 3 auf dem Nabenring 1 wird hierdurch eine verdrehsichere Verankerung beider Einheiten aneinander bewirkt.

Claims (9)

1. Stützscheibe für einen Rotor einer Offenendspinnma­ schine, umfassend einen Nabenring und einen auf dessen Außenumfang festgelegten Stützring aus elastomerem Material, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (3) an dem Außenumfang eines Hilfsringes (2) festgelegt ist, daß der Hilfsring (2) aus einem polymeren Werkstoff besteht, der einen Elastizitätsmodul von 7000 bis 13 000 N/mm² aufweist, eine Wärmeformbeständigkeit von 150 bis 250°C sowie eine Bruchdehnung von 1,3 bis 3% und daß der Hilfsring (2) unter radialer Aufweitung seines Innendruchmessers kraftschlüssig auf dem Außenumfang des Nabenringes (1) festgelegt ist.

2. Stützscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsring (2) ein I-förmiges Profil aufweist, daß der Stützring (3) ein U-förmiges Profil aufweist und daß das Profil des Stützringes (3) das Profil des Hilfsringes (2) mit radial nach innen vor­ stehenden Schenkeln (2) beiderseits umgreift.

3. Stützscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das I-Profil des Hilfsringes (2) von gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilten Durchbrechungen (4) durch­ drungen ist und daß die Schenkel (9) des U-förmigen Profils des Stützringes (3) durch die Durchbrechungen (4) hindurch einstückig ineinander übergehend ausgebil­ det sind.

4. Stützscheibe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Hilfsring (2) aus Polyharnstoff besteht.

5. Stützscheibe nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der Hilfsring (2) im Bereich seines Innenum­ fanges mit wenigstens einer in radialer Richtung beweg­ lichen Haltekralle (5) versehen und mittels der Halte­ kralle in einer radial nach außen offenen Nut (6) des Nabenringes einschnappbar ist.

6. Stützscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltekralle (5) durch einen Steg gebildet ist, der den Nabenring (1) auf seinem ganzen Umfang um­ schließt.

7. Stützring nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsring (2) von gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilten Ausnehmungen radial durchbrochen ist, daß die Ausnehmungen von Vorsprüngen (11) des Stützringes (3) durchgriffen sind, daß sich die Vorsprünge (11) bis in eine radiale Zwischenzone zwischen dem Hilfsring (2) und dem Nabenring (1) erstrecken, daß die Vorsprünge (11) herstellungsbedingt die innere Umfangsfläche des Hilfsringes (2) in radialer Richtung nach innen vor­ stehend überragen und daß den Vorsprüngen beidseitig Eintiefungen (12) der inneren Umfangsfläche des Hilfs­ ringes (2) in Umfangsrichtung unmittelbar benachbart sind.

8. Stützscheibe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (11) durch eine radial nach innen weisende Begrenzungsfläche (13) begrenzt sind, die sich im wesentlichen parallel zu der Rotationsachse er­ streckt.

9. Stützscheibe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (11) im Bereich der inneren Begren­ zungsfläche (13) eine Länge haben, die mit derjenigen des Hilfsringes (2) im wesentlichen übereinstimmt.