EP1852530B1 - Stützscheibe für die Lagerung eines Rotors an einer Offenend-Spinnmaschine und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Stützscheibe für die Lagerung eines Rotors an einer Offenend-Spinnmaschine und Verfahren zu ihrer Herstellung Download PDF

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EP1852530B1
EP1852530B1 EP06009401A EP06009401A EP1852530B1 EP 1852530 B1 EP1852530 B1 EP 1852530B1 EP 06009401 A EP06009401 A EP 06009401A EP 06009401 A EP06009401 A EP 06009401A EP 1852530 B1 EP1852530 B1 EP 1852530B1
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EP
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ring
carrier ring
support disc
disc according
carriers
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Roland Fietz
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Carl Freudenberg KG
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H4/00—Open-end spinning machines or arrangements for imparting twist to independently moving fibres separated from slivers; Piecing arrangements therefor; Covering endless core threads with fibres by open-end spinning techniques
    • D01H4/04—Open-end spinning machines or arrangements for imparting twist to independently moving fibres separated from slivers; Piecing arrangements therefor; Covering endless core threads with fibres by open-end spinning techniques imparting twist by contact of fibres with a running surface
    • D01H4/08—Rotor spinning, i.e. the running surface being provided by a rotor
    • D01H4/12—Rotor bearings; Arrangements for driving or stopping

Definitions

  • the invention relates to a support disk of a support ring and a mounted on the outer circumference of the support ring support ring made of an elastic polymeric material for the storage of a rotor on an open-end spinning machine.
  • Support discs for the storage of rotors on open-end spinning machines are subject to high demands, as they are dynamically loaded high and should also have a high temperature resistance. Of importance is also more and more energy needs of the spinning machine, which has a significant impact on the operating costs of the spinning machine. It is therefore desirable, despite increased rotor speeds to keep the wear of the support disks as low as possible, which equally affects the energy requirements.
  • the drive of a rotor of an open-end spinning machine is shown via a support disk pair and the basic design of a support disk.
  • the support discs have support rings on which are mounted on the outer circumference supporting rings made of polymeric material. For improved heat dissipation of the support ring is provided in its central region with a cooling groove.
  • the support disk is formed from at least two axially contacting part discs, which limit cavities by partial axial distance by means of webs, which extend to the outer periphery of the support disk. At least one of these dividing discs has axial computations through which air is sucked into the cavities during rotation of the support disk, which air is blown out radially after passing through the cavities.
  • the thermal load of the support disk and the rotor is reduced.
  • such a support disk has relatively high production costs and there is a risk that accumulate in the cavities dirt and lint, which lead to a troubled run of the support disk and may cause damage to the product or the spinning machine result.
  • the invention has for its object to avoid the disadvantages of the previously known support discs and to provide an improved support plate, which is inexpensive to produce and allows much higher speeds than previously possible.
  • the new support disk is characterized in that the support ring is provided on at least one of the sides of its outer edge with a side ring which is arranged at a distance from the outer edge, connected via carriers to the support ring and which also has a support ring on its outer circumference.
  • a support disc which effectively has a unilaterally hollowed support ring, which is firmly connected via the carrier to the support ring, but in the areas between the individual carriers has slots through which during the rotation of the support disk cooling air is promoted.
  • the carriers can be designed accordingly.
  • the outer edge of the support ring is formed in a ring shape and arranged on this outer edge of the side ring.
  • the side ring with the support ring and the carriers forms a uniform, made of the same material part. This part can be produced for example by die casting, injection molding or extrusion.
  • the carriers themselves are arranged at equal angular intervals. At least three carriers are used. In the simplest form, the carriers consist of the outer edge of the support ring with the side ring connecting webs. It is also possible to form the carrier in the form of stub posts that emanate from the support ring itself or from the bottom of the outer edge of the support ring. However, the preferred embodiment provides that the carriers have the shape of paddles which extend to the hub of the support ring. Regardless of whether the carriers are designed as webs, stub posts or paddles is their Surface designed and provided with bends that air is conveyed in the desired direction through the slots.
  • the support disk itself is cooled from the inside, but also components that are in the area, such as rotor, bearings, brake shoes and the like.
  • the flow effects lead to lower temperatures in the entire aggregate, thus preventing overheating and thus prolonging the runtime of the machine components.
  • the air flow from the space below the side ring of the disc can be directed radially outward or vice versa.
  • corotating or opposing air flows can be generated.
  • Both the support ring and the side ring are provided with support rings, which can be connected in a conventional manner with the support ring or side ring.
  • the composite can be non-positive or positive.
  • the support rings can be formed on their radial treads with profilings, e.g. Grooves, to be equipped.
  • the support ring is made of a plastic and a hub made of metal is inserted into its hub. This results in an improved fit on the journal. Generally, however, it should be noted that the support ring incl. Side ring is also made entirely of plastic or metal.
  • the advantages of the new support disk consist in the good heat dissipation and also a particularly good cleaning ability, since all cavities are easily accessible from the outside and visible.
  • the preparation of the support disk can be done so that a support ring on at least one side of its outer edge with an axial protruding rim is produced, which is connected via support to the support ring, wherein the support ring and the rim is provided on its outer peripheries with a support ring. Subsequently, the ring is separated from the support ring by the transition region between the support ring and the ring is cut so that an open between the carriers to the space below the ring annular groove is made. The wreath then forms the side ring.
  • a corresponding groove is attached on both sides of the support ring. The groove shape is retained in the support sections.
  • the support disks 1 are each shown in section and in the perspective view. They consist of the support ring 2 with the support ring 3 made of a polymeric material and the side ring 7, which also has a support ring 10.
  • Support ring 2 and side ring 7 are a unitary component, which is produced by injection molding. They are connected to each other via the webs 4 designed as carrier 9.
  • polyurethane is selected with a hardness greater than 90 ° Shore A.
  • the two support rings 3 and 10 are spaced apart by the annular groove 20.
  • the annular groove 20 may extend to the webs 4 or even into it.
  • the support disk 1 consists of the support ring 2, which is provided on its outer circumference with the support ring 3 made of an elastic, polymeric material.
  • the support ring 3 is chemically bonded to the support ring 2 and anchored in a head-shaped annular groove 14.
  • On its on the representation of the figure shown right side of the outer edge 6 of the support ring 2 has the side ring 7.
  • This side ring 7 is arranged with the distance 8 to the outer edge 6 of the support ring 2.
  • carrier 9 of the side ring 7 is held on the support ring 2.
  • the support ring 2, side ring 7 and the carrier 9 are made uniformly from the same material.
  • the side ring 7 is also provided on its outer circumference with a support ring 10 which has the same shape as the support ring 3 of the support ring 2.
  • the Carrier 9 are arranged at equal angular intervals 11.
  • the openings 21 are made by attaching the annular groove 20.
  • FIG. 3 an embodiment of the support disk 1 is shown, in which the carrier 9 have the shape of paddles 16.
  • the carrier 9 connect directly to the hub 13 of the support ring 2.
  • the hub 13 is axially elongated.
  • the support rings 3 and 10 are also positively connected to the support ring 2 here.
  • the support ring 2 is made of a plastic and has in its hub 13, the existing metal bushing 17th
  • the most favorable method of manufacturing the support disk is achieved in that the support ring 2 is provided on at least one of its sides with an axially projecting rim, which is connected via the carrier 9 with the support ring 2.
  • Support ring 2 and wreath are provided on its outer circumference with a support ring.
  • an annular groove 20 is mounted between the rim and the support ring 2 from the outside, which separates the ring from the support ring 2 in the lying between the carriers 9 sections.
  • the groove 20 is continued until the free space 22 below the side ring 7, in spoke-like carriers 9, the free spaces 23 between the spokes or vanes 16 is reached. In this way, the slot-like openings 21 are made between the carriers 9, through which the air, depending on the shape of the carrier 9, from the inside out or vice versa, is passed.

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Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Stützscheibe aus einem Tragring und einem auf dem Außenumfang des Tragrings angebrachten Stützring aus einem elastischen polymeren Material für die Lagerung eines Rotors an einer Offenend-Spinnmaschine.
  • Stützscheiben für die Lagerung von Rotoren an Offenend-Spinnmaschinen sind hohen Anforderungen unterworfen, da sie dynamisch hoch belastet werden und auch eine hohe Temperaturbeständigkeit aufweisen sollen. Von Bedeutung ist auch mehr und mehr der Energiebedarf der Spinnmaschine, der erheblichen Einfluss auf die Betriebskosten der Spinnmaschine hat. Es wird folglich angestrebt, trotz erhöhter Rotordrehzahlen den Verschleiß der Stützscheiben so gering wie möglich zu halten, was gleichermaßen auch den Energiebedarf betrifft.
    • Stand der Technik
  • In der DE 37 19 445 A1 ist der Antrieb eines Rotors einer Offenend-Spinnmaschine über ein Stützscheibenpaar sowie die grundsätzliche Ausbildung einer Stützscheibe gezeigt. Die Stützscheiben haben Tragringe, auf denen auf dem Außenumfang Stützringe aus polymerem Material angebracht sind. Zur verbesserten Wäremeabfuhr ist der Stützring in seinem mittleren Bereich mit einer Kühlnut versehen.
  • Eine andere Möglichkeit der Wärmeabfuhr ist in der DE 100 27 036 C2 gezeigt. Dort wird die Stützscheibe aus mindestens zwei sich axial berührenden Teilscheiben gebildet, die durch teilweisen axialen Abstand mittels Stegen Hohlräume begrenzen, die bis zum Außenumfang der Stützscheibe reichen. Mindestens eine dieser Teilscheiben hat axiale Durchrechnungen, durch welche bei Rotation der Stützscheibe Luft in die Hohlräume eingesaugt wird, die nach Durchströmen der Hohlräume radial am Umfang ausgeblasen wird. Durch diese Maßname wird die thermische Belastung der Stützscheibe und des Rotors reduziert. Eine solche Stützscheibe hat jedoch relativ hohe Herstellkosten und es besteht die Gefahr, dass sich in den Hohlräumen Schmutz und Flusen ansammeln, die zu einem unruhigen Lauf der Stützscheibe führen und eine Schädigung am Produkt bzw. der Spinnmaschine zur Folge haben können.
    • Darstellung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bisher bekannten Stützscheiben zu vermeiden und eine verbesserte Stützscheibe zu schaffen, die kostengünstig herstellbar ist und die deutlich höhere Drehzahlen zulässt, als bisher möglich waren.
  • Die Lösung der gestellten Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 16 erreicht. Die Unteransprüche 2 bis 15 stellen vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes dar.
  • Die neue Stützscheibe zeichnet sich dadurch aus, dass der Tragring an wenigstens einer der Seiten seines Außenrandes mit einem Seitenring versehen ist, der im Abstand zum Außenrand angeordnet, über Träger mit dem Tragring verbunden ist und der auf seinem Außenumfang ebenfalls einen Stützring hat. Bei dieser Ausführungsform entsteht eine Stützscheibe, die gewissermaßen einen einseitig ausgehöhlten Tragring hat, der über die Träger mit dem Tragring fest verbunden ist, der jedoch in den Bereichen zwischen den einzelnen Trägern Schlitze hat, durch die bei der Drehbewegung der Stützscheibe Kühlluft gefördert wird. Die Träger können hierfür entsprechend ausgebildet sein.
  • In der einfachsten Form wird der Außenrand des Tragrings kranzförmig ausgebildet und an diesen Außenrand der Seitenring angeordnet. Dabei bildet der Seitenring mit dem Tragring und den Trägern ein einheitliches, aus dem gleichen Material hergestelltes Teil. Dieses Teil kann beispielsweise im Druckgießverfahren, durch Spritzgießen oder Fließpressen hergestellt werden.
  • Die Träger selbst werden in gleichen Winkelabständen angeordnet. Dabei werden mindestens drei Träger eingesetzt. In der einfachsten Form bestehen die Träger aus den Außenrand des Tragrings mit dem Seitenring verbindenden Stegen. Möglich ist es auch, die Träger in Gestalt von Stummelstützen auszubilden, die vom Tragring selbst oder auch von der Unterseite des Außenrandes des Tragrings ausgehen. Die bevorzugte Ausführungsform sieht jedoch vor, dass die Träger die Gestalt von Radschaufeln haben, die bis an die Nabe des Tragrings reichen. Unabhängig jedoch davon ob die Träger als Stege, Stummelstützen oder Radschaufeln ausgebildet sind wird ihre Oberfläche so gestaltet und mit Krümmungen versehen, dass Luft in der gewünschten Richtung durch die Schlitze gefördert wird. Dabei wird nicht nur die Stützscheibe selbst von innen gekühlt, sondern auch Bauteile, die in der Umgebung liegen, wie Rotor, Wälzlager, Bremsbacken und dergleichen. Die Strömungseffekte führen zu niedrigeren Temperaturen im Gesamtaggregat und beugen so einer Überhitzung vor und verlängern damit die Laufzeit der Maschinenkomponenten. Je nach der gewählten Ausbildungsform der Träger, kann der Luftstrom aus dem Raum unterhalb des Seitenrings der Scheibe radial nach außen gelenkt werden oder auch umgekehrt. Darüber hinaus können bei einer paarweisen Anordnung der Stützscheiben gleichläufige bzw. gegenläufige Luftströmungen erzeugt werden.
  • Sowohl der Tragring als auch der Seitenring werden mit Stützringen versehen, die in an sich bekannter Weise mit dem Tragring bzw. Seitenring verbunden werden können. Der Verbund kann kraftschlüssig oder auch formschlüssig sein. Darüber hinaus können die Stützringe auf ihren radialen Laufflächen mit Profilierungen, z.B. Nuten, ausgestattet werden.
  • Es ist günstig, wenn der Tragring aus einem Kunststoff hergestellt wird und in seine Nabe eine aus Metall bestehende Buchse eingesetzt ist. Dieses hat einen verbesserten Sitz auf dem Lagerzapfen zur Folge. Allgemein wird jedoch angemerkt, dass der Tragring incl. Seitenring auch komplett aus Kunststoff oder Metall herstellbar ist.
  • Die Vorteile der neuen Stützscheibe bestehen in der guten Wärmeabfuhr und auch einer besonders guten Reinigungsmöglichkeit, da alle Hohlräume von außen gut zugänglich und sichtbar sind.
  • Die Herstellung der Stützscheibe kann so erfolgen, dass ein Tragring an wenigstens einer seiner Seiten seines Außenrandes mit einem axial vorstehenden Kranz hergestellt wird, der über Träger mit dem Tragring verbunden ist, wobei der Tragring und der Kranz auf ihren Außenumfängen mit einem Stützring versehen wird. Hieran anschließend wird der Kranz vom Tragring getrennt, indem der Übergangsbereich zwischen dem Tragring und dem Kranz durchschnitten wird, so dass eine zwischen den Trägern zu dem Raum unterhalb des Kranzes offene Ringnut hergestellt wird. Der Kranz bildet dann den Seitenring. Bei einer Stützscheibe, die mit zwei Seitenringen zu versehen ist, wird auf beiden Seiten des Tragrings eine entsprechende Nut angebracht. Die Nutform bleibt in den Trägerabschnitten erhalten.
    • Kurzbeschreibung der Zeichnung
  • Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung nachstehend erläutert.
  • Es zeigt:
    • Fig. 1
    Eine Stützscheibe im Schnitt aus einem Tragring mit einem über Stege angebundenen Seitenring in der perspektivischen Ansicht;
    Fig. 2
    eine Stützscheibe im Schnitt mit Stummelstützen;
    und
    Fig. 3
    eine Stützscheibe im Schnitt, bei der der Seitenring am Tragring über Radschaufeln befestigt ist.
    Ausführung der Erfindung
  • In den nachfolgenden Beispielen sind die Stützscheiben 1 jeweils im Schnitt und in der perspektivischen Ansicht gezeigt. Sie bestehen aus dem Tragring 2 mit dem Stützring 3 aus einem polymeren Material und dem Seitenring 7, der ebenfalls einen Stützring 10 hat. Tragring 2 und Seitenring 7 sind ein einheitliches Bauteil, das im Spritzgießverfahren hergestellt ist. Sie sind über die als Stege 4 ausgebildeten Träger 9 miteinander verbunden. Für die Stützringe 3 und 10 wird Polyurethan gewählt mit einer Härte größer als 90° Shore A. Die beiden Stützringe 3 und 10 sind durch die Ringnut 20 voneinander beabstandet. Die Ringnut 20 kann bis an die Stege 4 reichen oder auch bis in sie hinein. Zwischen dem Außenrand 6 des Tragrings 2 und dem Seitenring 7 sowie den einzelnen Stegen 4 sind schlitzartige Öffnungen 21 vorhanden, die den radial unterhalb des Seitenrings 7 liegenden Raum 22 radial nach außen öffnen. Hierdurch wird bei der Drehbewegung der Stützscheibe 1 Luft aus dem Raum 22 nach außen gefördert. Der Luftstrom kann durch eine entsprechende Formgebung der Stege 4 in seiner Menge und Richtung vorbestimmt werden. Die Stege 4 selbst werden in gleichen Winkelabständen 11 angeordnet.
  • In der Fig. 2 besteht die Stützscheibe 1 aus dem Tragring 2, der auf seinem Außenumfang mit dem Stützring 3 aus einem elastischen, polymeren Material versehen ist. Der Stützring 3 ist auf dem Tragring 2 chemisch angebunden und in einer kopfförmigen Ringnut 14 verankert. Auf seiner auf der Darstellung der Figur gezeigten rechten Seite des Außenrandes 6 hat der Tragring 2 den Seitenring 7. Dieser Seitenring 7 ist mit dem Abstand 8 zum Außenrand 6 des Tragrings 2 angeordnet. Über die als Stummelstützen 15 ausgebildeten Träger 9 wird der Seitenring 7 am Tragring 2 gehalten. Der Tragring 2, Seitenring 7 und die Träger 9 sind einheitlich aus dem gleichen Material hergestellt. Der Seitenring 7 ist auf seinem Außenumfang ebenfalls mit einem Stützring 10 versehen, welcher die gleiche Form wie der Stützring 3 des Tragrings 2 hat. Die Träger 9 sind in gleichen Winkelabständen 11 angeordnet. Die Öffnungen 21 werden durch das Anbringen der Ringnut 20 hergestellt.
  • In der Fig. 3 ist eine Ausführungsform der Stützscheibe 1 gezeigt, bei der die Träger 9 die Gestalt von Radschaufeln 16 haben. Hier schließen die Träger 9 an die Nabe 13 des Tragrings 2 direkt an. Die Nabe 13 ist axial verlängert. Im Übrigen entspricht die Ausführungsform nach der Figur 3 der Ausführungsform nach der Figur 2. Die Stützringe 3 und 10 sind auch hier mit dem Tragring 2 formschlüssig verbunden. Der Tragring 2 ist aus einem Kunststoff hergestellt und hat in seiner Nabe 13 die aus Metall bestehende Buchse 17.
  • Die günstigste Herstellungsweise der Stützscheibe wird dadurch erreicht, dass der Tragring 2 auf wenigstens einer seiner Seiten mit einem axial vorstehenden Kranz versehen wird, der über die Träger 9 mit dem Tragring 2 verbunden ist. Tragring 2 und Kranz werden auf ihrem Außenumfang mit einem Stützring versehen. Daran anschließend wird eine Ringnut 20 zwischen dem Kranz und dem Tragring 2 von außen her angebracht, welche den Kranz vom Tragring 2 in den zwischen den Trägern 9 liegenden Abschnitten trennt. Die Nut 20 wird soweit fortgeführt, bis der freie Raum 22 unterhalb des Seitenrings 7, bei speichenartigen Trägern 9, die freien Räume 23 zwischen den Speichen bzw. Radschaufeln 16 erreicht ist. Auf diese Weise werden die schlitzartige Öffnungen 21 zwischen den Trägern 9 hergestellt, durch die die Luft, je nach Gestalt der Träger 9, von innen nach außen bzw. umgekehrt, geleitet wird.

Claims (16)

  1. Stützscheibe (1) für die Lagerung eines Rotors an einer Offenend-Spinnmaschine aus einem Tragring (2) und einem auf dem Außenumfang des Tragrings (2) angebrachten Stützring (3) aus einem elastischen polymeren Material, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragring (2) an wenigstens einer der Seiten (5) seines Außenrandes (6) einen Seitenring (7) hat, der im Abstand (8) zum Außenrand (6) angeordnet, über Träger (9) mit dem Tragring (2) verbunden ist, und auf seinem Außenumfang ebenfalls einen Stützring (10) hat.
  2. Stützscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragring (2) und der Seitenring (7) mit den Trägern (9) ein einheitliches, aus dem gleichen Material gebildetes Teil sind.
  3. Stützscheibe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Träger (9) in gleichen Winkelabständen (11) angeordnet sind.
  4. Stützscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, das die Träger (9) durch den Außenrand (6) des Tragrings (2) mit dem Seitenring (7) verbindenden Stegen (4) bestehen.
  5. Stützscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Träger (9) die Gestalt von Stummelstützen (15) haben.
  6. Stützscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Träger (9) speichenartig ausgebildet sind und an die Nabe (13) des Tragrings (2) anschließen.
  7. Stützscheibe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Träger (9) die Gestalt von Radschaufeln (16) haben.
  8. Stützscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützringe (3, 10) jeweils kraftschlüssig mit dem Tragring (2) und dem Seitenring (7) verbunden sind.
  9. Stützscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützringe (3, 10) jeweils formschlüssig mit dem Tragring (2) und dem Seitenring (7) verbunden sind.
  10. Stützscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützringe (3, 10) auf ihrer radialen Lauffläche mit Profilierungen versehen sind.
  11. Stützscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragring (2) aus Kunststoff oder Metall, bevorzugt aus Aluminium besteht.
  12. Stützscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragring (2) aus einem Kunststoff besteht und in seine Nabe (13) eine aus Metall bestehende Buchse (17) eingesetzt ist.
  13. Stützscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenrand (6) des Tragrings (2) kranzförmig ausgebildet ist.
  14. Stützscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützringe (3, 10) aus einem elastischen polymeren Material mit einer Härte größer 90° Shore A bestehen
  15. Stützscheibe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem elastischen polymeren Material um Polyurethan handelt.
  16. Verfahren zur Herstellung einer Stützscheibe aus einem Tragring und einem auf dem Außenumfang des Tragrings angebrachtem Stützring aus einem elastischen, polymeren Material, für die Lagerung eines Rotors an einer Offenend-Spinnmaschine dadurch gekennzeichnet, dass der Tragring (2) an wenigstens einer der Seiten seines Außenrandes (6) mit einem axial vorstehenden Kranz hergestellt wird, der über Träger (9) mit dem Tragring (2) verbunden ist, wobei der Tragring (2) und der Kranz auf ihrem Außenumfang, jeweils mit einem Stützring (3, 10) versehen werden, und dass daran anschließend eine den Übergangsbereich zwischen dem Tragring (2) und dem Kranz durchschneidende, den Tragring (2) und Kranz trennende und zu den zwischen den Trägern (9) vorhandenen Hohlräume (22, 23) offene Ringnut (20) hergestellt wird.
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