DE10027036C2 - Support disc of an OE rotor spinning device - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft Stützscheiben einer Rotorlagerung für einen Offenend- Spinnrotor nach dem Patentanspruch 1.The invention relates to support disks of a rotor bearing for an open-end Spinning rotor according to claim 1.
Stützscheiben (auch Führungsrollen genannt) sind seit über 30 Jahren Stand der Technik in OE-Rotorspinnmaschinen (DE 19 01 453 A). Sie bestehen aus einem metallischen oder synthetischen Grundkörper, der von einer elastomeren Bandage, dem Laufring, umgeben ist. Die Lagerung des Rotorschafts erfolgt derart, dass mindestens zwei etwa achsparallel angeordnete, leicht verschränkte Stützscheiben einen Lagerzwickel bilden, in dem der metallische Schaft des Rotors aufliegt. Neben der Stütz-, Antriebs- und Zentrierfunktion kommt noch die in der axialen und radialen Richtung wirkende Dämpfung der Rotorschwingungen, die durch die hohen Drehzahlen von bis zu 150.000 U/min im kHz-Bereich auftreten können, hinzu. Die Drehzahl der Scheiben beträgt, aufgrund der wirksamen Übersetzung, das ist das Durchmesserverhältnis von Rotorachse zu Stützwalze, nur etwa ein Zehntel der Rotordrehzahl.Support disks (also called guide rollers) have been in use for over 30 years Technology in OE rotor spinning machines (DE 19 01 453 A). They consist of one metallic or synthetic base body, which is made of an elastomeric bandage, the race is surrounded. The rotor shaft is mounted in such a way that at least two slightly interleaved support disks arranged approximately axially parallel form a bearing gusset in which the metallic shaft of the rotor rests. In addition to the support, drive and centering function, there is also the axial one and radial direction damping of the rotor vibrations caused by the high speeds of up to 150,000 rpm in the kHz range can occur added. Due to the effective translation, the speed of the discs is that is the diameter ratio of the rotor axis to the support roller, only about one Tenth of the rotor speed.
Eine Auflistung relevanter Anmeldungen gibt einen Überblick über den Stand der
Technik wieder:
DE 19 01 453 A stellt wohl eine der ersten Anmeldungen zur Stützscheibenlagerung
des Rotors dar.A list of relevant applications provides an overview of the state of the art:
DE 19 01 453 A is probably one of the first applications for the support of the rotor.
In EP 0146342 A2 wird von mindestens einer thermisch leitfähigen Basisbeschichtung unterhalb einer Polyurethanschicht gesprochen, die die durch Walkarbeit in der elastomeren Bandage entstehende Wärme besser abführen soll und zudem eine stützende Funktion besitzen soll.EP 0146342 A2 describes at least one thermally conductive Base coating spoken below a polyurethane layer that through The flexing work in the elastomeric bandage should dissipate heat better and should also have a supporting function.
In DE 93 14 801 U1 wird ein spezieller Formschluss der Kunststoffbandage zum Grundkörper mittels kreissymmetrisch angeordneter Durchbrüche vorgeschlagen. Damit soll das Ausschnäbeln der Bandage verhindert und die Wärmeabfuhrfläche erhöht werden. Der Grundkörper ist aus Metall oder Kunststoff. Zudem wird hier der Reflektor auf den Scheibenkörper aufgeklebt.DE 93 14 801 U1 describes a special form fit Plastic bandage to the base body by means of a circle-symmetrical arrangement Breakthroughs proposed. This is to prevent the bandage from being unbuckled and the heat dissipation area can be increased. The main body is made of metal or Plastic. In addition, the reflector is glued to the lens body here.
In DE 198 04 868 C2 wird eine Stützscheibe aus Kunststoff oder Aluminium beschrieben, deren Tragring (Bandage) mit dem Stützring auf eine besondere Art formschlüssig und lunkerfrei miteinander verbunden sind.DE 198 04 868 C2 describes a support disk made of plastic or aluminum described, the support ring (bandage) with the support ring in a special way are positively connected and without voids.
US 4,712,932 beschreibt eine Stützscheibe, deren metallischer Grundkörper in der axialen Mitte einen grösseren Durchmesser besitzt, um damit die Kunststoffbandage an dieser Stelle dünner zu machen.US 4,712,932 describes a support disc, the metallic base body in the axial center has a larger diameter so that the Make the plastic bandage thinner at this point.
US 4,916,891 beschreibt einen bestimmten Lagerabstand der Stützscheiben zueinander, so dass der Massenmittelpunkt des Rotors an einem definierten axialen Abstand zu einer Stützscheibe liegt.US 4,916,891 describes a certain bearing distance of the support disks to each other, so that the center of mass of the rotor at a defined axial distance to a support disc.
DE 33 47 910 A1 beschreibt die Stützscheibe mit einer umlaufenden Rille, die die Funktion einer Kühlnut innerhalb der Bandage haben soll.DE 33 47 910 A1 describes the support disc with a circumferential groove which Function of a cooling groove within the drum.
DE 197 19 791 A1 beschreibt eine Stützscheibe deren Lauffläche von zwei Rillen durchbrochen ist. An den Stellen wo sich die Rillen befinden, ist im Grundkörper wiederum eine Ausnehmung.DE 197 19 791 A1 describes a support disk whose tread has two grooves is broken. At the places where the grooves are, is in the basic body again a recess.
DE 196 49 770 A1 beschreibt eine dünne Stützscheibe aus metallischem Grundkörper, deren Breite höchstens ein zehntel von deren Aussendurchmesser beträgt.DE 196 49 770 A1 describes a thin support disk made of metallic Basic body, the width of which is at most one tenth of its outer diameter is.
DE 195 11 000 C1 beschreibt eine Stützscheibe, bestehend aus einem metallischem Grundkörper und einer Bandage aus polymerem Werkstoff, die an ihren axialen Aussenflächen radial verlaufende Kühlrippen enthält.DE 195 11 000 C1 describes a support disc consisting of a metallic Base body and a bandage made of polymeric material attached to its axial Contains outer surfaces of radially running cooling fins.
DE 44 37 182 C1 beschreibt eine lösbare Verbindung zweier konzentrischer Träger, die einen Elastomerring als Lauffläche (Bandage) als dritten Bestandteil einschliessen. Prinzipbedingt ist hierdurch keine Innenkühlung durch Luftströmung erreichbar und daher diese Verbindung eher für thermisch weniger belastete Texturierscheiben geeignet. Zudem ist jeder Bestandteil für sich nicht funktionsfähig. DE 44 37 182 C1 describes a releasable connection of two concentric supports, which an elastomer ring as a tread (bandage) as a third component lock in. Due to the principle, there is no internal cooling by air flow achievable and therefore this connection is more suitable for less thermally stressed persons Suitable for texturing discs. In addition, each component is not in itself functioning.
DE 43 34 985 A1 beschreibt eine Stützscheibe bei denen Grundkörper und Bandage aus Kunststoff sind. Der Elastizitätsmodul des Kunststoffes der Bandage soll wenigstens das 10-fache des Elastizitätsmoduls des Laufrings betragen.DE 43 34 985 A1 describes a support disc in which the base body and bandage are made of plastic. The modulus of elasticity of the plastic of the bandage should be at least 10 times the modulus of elasticity of the race.
DE 44 42 782 A1 beschreibt, ähnlich der DE 43 34 985 A1, eine konzentrische Kunststoffverbundstützscheibe, diesmal mit integriertem Dämpfungsring (Bandage). Auch hier geht deutlich hervor, dass die Geometrie der Stützscheiben identisch der von Metallverbundscheiben dem Stand der Technik ist.DE 44 42 782 A1 describes, similar to DE 43 34 985 A1, a concentric one Plastic composite support disc, this time with an integrated damping ring (Bandage). Here too it is clear that the geometry of the support washers is identical to that of metal composite discs of the prior art.
In US Patent 4,256,034 wird eine intern gekühlte Kalanderwalze vorgestellt. Dieser Walzentyp hat jedoch mit einer schnelllaufenden Stützscheibe weder funktional noch geometrisch etwas gemeinsames. Zudem findet hier die Kühlung innen am Umfang der Walze statt und besitzt demnach keine Möglichkeit zusätzlich die elastomere Schicht radial nach aussen zu kühlen.An internally cooled calender roll is presented in US Patent 4,256,034. This However, roller type has neither functional with a high-speed support disc something geometrically common. In addition, the cooling takes place on the inside Circumference of the roller instead and therefore has no possibility in addition to cool the elastomeric layer radially outwards.
Allen aufgeführten Anmeldungen ist gemein, dass hierbei die Stützscheibe als Kombination von konzentrischen Aneinanderreihungen unterschiedlicher Werkstoffe innerhalb einer Stützscheibe aufgebaut ist.All the applications listed have in common that the support washer as Combination of concentric series of different Materials is built up within a support disc.
Bisher genannte Erfindungen beziehen sich immer wieder auf die Kühlung der elastomeren Bandage oder ausschliessliche der Lauffläche, die durch Walkarbeit, innere Reibung und Scherspannung einer hohen thermischen Belastung ausgesetzt wird. Polyurethan als typischer Vertreter der Elastomere als Bandage ist ein schlechter Wärmeleiter. In seiner Funktion als Lauffläche der Stützscheibe generiert er zudem Wärme. Dies kann zu lokalen Erhitzungen, partiellen Ausbrennungen und Ablösungen des Elastomers führen. Eine derartige Stützscheibe ist nicht mehr funktionsfähig und muss ausgewechselt werden.Inventions mentioned so far relate repeatedly to cooling the elastomeric bandage or exclusively the tread, which is caused by flexing, internal friction and shear stress are exposed to high thermal loads becomes. Polyurethane as a typical representative of the elastomer as a bandage is one poor heat conductor. Generated in its function as the tread of the support disc he also heat. This can lead to local heating, partial burns and Detach the elastomer. Such a support disc is no longer functional and must be replaced.
Eine die Standzeit der Stützscheiben limitierende Grösse ist demnach die wärmeinduziererende Wirkung der fortwährenden Walkarbeit des Rotorschafts in der Bandage. Die in Reibungswärme umgesetzte Walkarbeit führt zu einem Temperaturanstieg in der Bandage. Je mehr Wärme abgeführt werden kann, desto geringer fällt dieser verschleissfördernde und geschwindigkeitsbegrenzende Temperaturanstieg aus. Dazu bedient man sich im Wesentlichen zweier Mechanismen: Vergrösserung der Oberfläche der Bandage, z. B. durch Einbringung von Nuten (DE 84 33 579 U1), um die Wärme besser abzuführen, oder durch Verringerung der Walkarbeit, indem die Bandage in radialer Richtung dünner ausgeführt wird (US 4,712,932), oder das Verhältnis von Stützscheibendurchmesser zu Bandagenbreite vergrössert wird (DE 196 49 770 A1). A size that limits the service life of the support disks is accordingly heat-inducing effect of the continuous flexing work of the rotor shaft in the bandage. The flexing work converted into frictional heat leads to one Temperature rise in the bandage. The more heat that can be dissipated, the more this is less wear-promoting and speed-limiting Temperature rise. To do this, you essentially use two Mechanisms: enlarging the surface of the bandage, e.g. B. by contribution of grooves (DE 84 33 579 U1) to better dissipate the heat, or by Reduction of flexing work by making the bandage thinner in the radial direction is executed (US 4,712,932), or the ratio of Support disc diameter is increased to bandage width (DE 196 49 770 A1).
Es wurde jedoch festgestellt, dass in der Praxis oftmals andere Lebensdauer- und
Qualitätsbestimmende Faktoren beim Spinnen für den Textil-Fachmann entscheidend sind.
Diese Faktoren werden durch die nachgenannte Erfindung in neuartiger Weise
gezielt erreicht:
Eigene Untersuchungen ergaben überraschenderweise, dass ein Grossteil der
Scheiben nicht durch natürlichen Verschleiss, bedingt durch Dauerlauf,
ausgewechselt werden müssen, sondern dass durch das Zusammenwirken der
energiezehrenden Prozesse, wie Verzögerung bis zum Rotorstillstand, bzw.
Beschleunigung auf die Enddrehzahl sowie Wärme, die an den Lagerstellen der
Lagerzapfen in die Stützscheiben eindringt, der Gesamtwärmehaushalt der
Stützscheibe, inklusive der Lagerung derselben und des Rotors, aber auch
Verschmutzungen des Rotorschafts, durch Aufbau von Faserfragmenten u. ä., einen
erheblichen Einfluss auf die Standzeit der Stützscheiben und die Temperaturen auf
der Bandage und damit auch übergreifend auf die Rotorachse und den Rotorkelch
ausüben.However, it was found that in practice, other factors determining the service life and quality of spinning are often decisive for the textile specialist. These factors are specifically achieved by the following invention in a novel way:
Surveys revealed that a large part of the disks do not have to be replaced due to natural wear and tear due to continuous operation, but that the interaction of the energy-consuming processes, such as deceleration until the rotor comes to a standstill, or acceleration to the final speed, as well as heat generated by the Bearing points of the trunnion penetrates into the support disks, the total heat balance of the support disk, including the storage of the same and the rotor, but also contamination of the rotor shaft, by building up fiber fragments and the like. Ä., have a significant influence on the service life of the support discs and the temperatures on the bandage and thus also overlapping the rotor axis and the rotor cup.
Insbesondere bei der Verarbeitung von Chemiefasern, aber auch Naturfasern, hat sich gezeigt, dass kleinste Faserbestandteile und Präparationen auf den Rotorschaft gelangen, die dann in den Laufflächen der Stützscheiben oder umlaufenden Vertiefungen eingewalkt werden und auf dem Rotorschaft regelrecht vercracken. Diese nur schwer zu reinigenden Ablagerungen führen zum einen zu einem unruhigen, exzentrischen Rotorlauf, der damit eine erhöhte Fadenbruchrate verursacht, zum anderen erhöht sich dadurch auch die Oberflächentemperatur des Rotorschafts, wie auch der Bandage, wodurch deren Verschleiss ansteigt und die Spinnbedingungen für thermosensible Fasern ungünstiger werden.Especially when processing chemical fibers, but also natural fibers showed that the smallest fiber components and preparations on the Get rotor shaft, which then in the treads of the support discs or circumferential depressions are rolled in and literally on the rotor shaft cracking. On the one hand, these deposits, which are difficult to clean, lead to a restless, eccentric rotor run, which results in an increased thread break rate on the other hand, this also increases the surface temperature of the Rotor shaft, as well as the bandage, which increases their wear and tear Spinning conditions for thermosensitive fibers become less favorable.
Je heisser der Rotorkelch, desto schlechter werden die Spinnbedingungen. Insbesondere temperatursensible thermoplastische Fasern wie PES, PP oder PAN müssen auch aus diesem Grund mit reduzierter Drehzahl gesponnen werden. Auch die chemisch weniger temperatursensiblen Fasern wie beispielsweise Viskose oder Baumwolle lassen sich bei sehr hohen Drehzahlen nicht mehr optimal verspinnen, weil die Faserauflagestoffe (Avivage und Wachse) zu Verschmutzungen im Rotorkelch führen.The hotter the goblet, the worse the spinning conditions. In particular, temperature-sensitive thermoplastic fibers such as PES, PP or PAN For this reason, too, they have to be spun at a reduced speed. Also the less chemically temperature-sensitive fibers such as viscose or Cotton can no longer be optimally spun at very high speeds, because the fiber covering materials (finishing and waxes) lead to contamination in the Lead the rotor cup.
Aufgabe der vorliegenden Anmeldung ist es, eine Stützscheibe für die Lagerung eines Rotorschafts in einer Rotorspinnmaschine so auszubilden, dass die Nachteile des Stands der Technik vermieden werden und insbesondere die erfindungsgemäss leichte Stützscheibe, durch die Kühlung, eine Verbesserung der Laufverhältnisse hinsichtlich der Standzeit der Stützscheibe, einen sauberen und kühlen Rotorschaft, eine Erhöhung der Rotordrehzahl und eine bessere Garnqualität erlaubt.The object of the present application is to provide a support disc for storage of a rotor shaft in a rotor spinning machine so that the disadvantages of the prior art, and in particular the according to the invention light support disc, by cooling, an improvement in Running conditions regarding the service life of the support disc, a clean and cool rotor shaft, an increase in rotor speed and better yarn quality allowed.
Die Erfindung betrifft damit Stützscheiben einer Rotorlagerung für einen Offenend- Spinnrotor die selbstkühlend wirken, den Rotorschaft anblasen und zudem den Rotor kühlen.The invention thus relates to support disks of a rotor bearing for an open-end Spinning rotor that is self-cooling, blow on the rotor shaft and also the Cool the rotor.
Die erfindungsgemäße Stützscheibe wird durch ein in der Zeichnung beschriebenes Ausführungsbeispiel näher erläutert.The support plate according to the invention is by a the drawing described embodiment explained in more detail.
Die Erfindung betrifft eine Anordnung von mindestens zwei axial miteinander lösbar oder unlösbar verbundener in beliebigem Abstand zueinander gehaltener Aneinanderreihung von Teilscheiben (1, 2), die zusammengesetzt wie eine Stützscheibe (20) wirken.The invention relates to an arrangement of at least two rows of partial disks ( 1 , 2 ), which are axially releasably or non-releasably connected at any spacing from one another, which act as a support disk ( 20 ).
In vorteilhafter Ausführung besteht eine Stützscheibe (20) als Teilscheibenpaarung (Fig. 5, Fig. 6) aus mindestens zwei Teilscheiben (1, 2), die so angeordnet sind, dass günstigerweise ein offener Hohlraum (11) zwischen den Teilscheiben (1, 2) ausgebildet wird. Jede Teilscheibe der Scheibenpaarung besteht zumindest aus einem Grundkörper (3') und gegebenenfalls einer Kunststoffbandage (3) als Dämpfungsring.In an advantageous embodiment, a support disk ( 20 ) as a pair of partial disks ( Fig. 5, Fig. 6) consists of at least two partial disks ( 1 , 2 ), which are arranged in such a way that an open cavity ( 11 ) between the partial disks ( 1 , 2 ) is trained. Each disc of the pair of discs consists of at least one base body ( 3 ') and optionally a plastic bandage ( 3 ) as a damping ring.
In weiterer vorteilhafter Ausführung hat diese Stützscheibe in der Nähe des Rotationszentrums einseitig oder beidseitig Lufteinlassöffnungen (12, Fig. 5, Fig. 6), um die Luft anzusaugen, um diese, nach Durchströmen der Innenflächen (6, 7), radial am Umfang auszublasen. Bevorzugt befinden sich die Lufteinlassöffnungen (12) auf der Seite der Scheibe die den größten axialen Abstand zu einer grösseren begrenzenden Fläche besitzen.In a further advantageous embodiment, this support disk has air inlet openings (12, Fig. 5, Fig. 6) on one or both sides in the vicinity of the center of rotation in order to suck in the air in order to blow it radially around the circumference after flowing through the inner surfaces ( 6 , 7 ) , The air inlet openings ( 12 ) are preferably located on the side of the disk which have the greatest axial distance from a larger delimiting surface.
Durch die erfindungsgemässe Ausgestaltung der Stützscheibe wird die thermische Belastung der Stützscheibe und des Rotors deutlich reduziert, auch wenn der Grundkörper aus einem Werkstoff besteht, dessen Wärmeleitung kleiner als 5 [W/mK] ist. Diese Stützscheibe erzeugt ein lokales Anblasen des Rotorschafts an der Kontaktfläche zur Stützscheibe (21, 22, 23, 24), wodurch sowohl die Walktemperaturen in der Bandage (3) als auch im Rotorschaft (4) reduziert werden und zudem die Kontaktfläche zwischen Rotorschaft und Stützscheibe (21, 22, 23, 24) sauber bleiben.The design of the support disk according to the invention significantly reduces the thermal load on the support disk and the rotor, even if the base body consists of a material whose heat conduction is less than 5 [W / mK]. This support disc generates a local blowing on the rotor shaft at the contact surface to the support disc ( 21 , 22 , 23 , 24 ), which reduces both the rolling temperatures in the drum ( 3 ) and in the rotor shaft ( 4 ) and also the contact surface between the rotor shaft and the support disc ( 21 , 22 , 23 , 24 ) stay clean.
Zudem lässt sich durch die Hohlräume (11) eine Gewichtsersparnis erreichen, das Massenträgheitsmoment und damit die Leistungsaufnahme beim Abbremsen und Beschleunigen des Rotors reduzieren.In addition, weight savings can be achieved through the cavities ( 11 ), the mass moment of inertia and thus the power consumption when braking and accelerating the rotor can be reduced.
Die Polyurethan-Bandage besitzt ein exzellentes Lastaufnahmevermögen, guten Verschleisswiderstand und eine sehr hohe Elastizität im Vergleich zu anderen Elastomeren. Trotzdem sind auch andere Werkstoffe, deren Eigenschaftsprofil das von Polyurethan besitzen, denkbar. Im Weiteren wird deshalb nur von einer Bandage geschrieben.The polyurethane bandage has an excellent load capacity, good Wear resistance and very high elasticity compared to others Elastomers. Nevertheless, there are also other materials whose property profile is own polyurethane, conceivable. Henceforth, only one Bandage written.
Die Bandage kann auch in weiterer vorteilhafter Ausführung aus anderen elastischen Kunststoffen wie Isoprenen, Nitrilen, Chloroprenen, Butadienen und Mischungen daraus bestehen. Wichtig ist allein die elastische Eigenschaft neben der Traktionsfähigkeit zur Rotorachse hin.The bandage can also be made from others in a further advantageous embodiment elastic plastics such as isoprene, nitrile, chloroprene, butadiene and Mixtures consist of it. The only important thing is the elastic property next to traction to the rotor axis.
Grundkörper und Bandage sollen eine untrennbare Einheit bilden. Günstig ist eine Kombination aus Kunststoff-Grundkörper und elastomeren Bandage, in der der Elastizitätsmodulsprung von Grundkörper (3') zu Bandage (3) kleiner als 10 ist. Der Kunststoff-Grundkörper könnte sogar so hergestellt werden, dass ein positiver Gradient des Elastizitätsmoduls radial von aussen nach innen aufgebaut wird.The base body and bandage should form an inseparable unit. A combination of a plastic base body and an elastomeric bandage is favorable, in which the elastic modulus jump from the base body ( 3 ') to the bandage ( 3 ) is less than 10. The plastic base body could even be manufactured in such a way that a positive gradient of the elasticity module is built up radially from the outside inwards.
Erfindungsgemäss wird durch den Abstand mindestens zweier Teilscheiben ein Spalt (11') gebildet, dessen Funktion weit über den Zweck einer Rille in der Bandage hinausgeht, indem die Innenflächen damit komplett gekühlt werden. Zudem wird dieser Spalt (11') von aussen mit Luft gespeisst.According to the invention, a gap ( 11 ') is formed by the spacing of at least two dividing disks, the function of which goes far beyond the purpose of a groove in the bandage, in that the inner surfaces are thus completely cooled. In addition, this gap ( 11 ') is fed with air from the outside.
Trotzdem ist es denkbar in einer vorteilhaften Ausführung die Bandage zumindest einer Teilscheibe zusätzlich mit einer umlaufenden Nut (26) zu versehen.Nevertheless, in an advantageous embodiment it is conceivable to additionally provide the bandage of at least one indexing disk with a circumferential groove ( 26 ).
In weiterer vorteilhafter Ausführung kann die erzwungene Durchströmung durch verschiedene Einbauten im Zwischenraum der angrenzenden Teilscheiben deren Abstand, Anzahl, Geometrie und Design manipuliert werden (Fig. 5, Fig. 6). Damit kann aus den physikalischen Gesetzmässigkeiten heraus auch die Energieaufnahme der Stützscheiben und damit der gesamten Lagereinheit manipuliert werden.In a further advantageous embodiment, the forced through-flow can be manipulated through various internals in the space between the adjacent partial disks, their spacing, number, geometry and design ( FIG. 5, FIG. 6). In this way, the energy consumption of the support disks and thus the entire bearing unit can be manipulated based on the physical laws.
Die Ausgestaltung des Zwischenraums (13) der im mechanischen Kontakt stehenden Scheiben erfolgt nach physikalisch und technisch sinnvollen Kriterien: vorteilhafterweise werden Stege (30) eingesetzt, die in axialer Ebene linear oder gekrümmt verlaufen und in radialer Richtung nach aussen führen. Diese Stege dienen damit als Luftleitelemente (Fig. 5, Fig. 6).The design of the intermediate space ( 13 ) of the disks in mechanical contact is based on physically and technically sensible criteria: webs ( 30 ) are advantageously used which run linearly or curved in the axial plane and lead outward in the radial direction. These webs thus serve as air guiding elements ( Fig. 5, Fig. 6).
In weiterer vorteilhafter Ausführung können die Teilscheiben als Stützscheibe in Sandwichbauweise zusammengesetzt werden (Fig. 3). Dabei können breite und schmale Teilscheiben mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften der Bandage, verschiedener Rauheit der Lauffläche, gleichmässig oder alternierend angeordnet werden.In a further advantageous embodiment, the dividing disks can be assembled as a support disk in a sandwich construction ( FIG. 3). Wide and narrow dividing discs with different physical properties of the bandage, different roughness of the tread, can be arranged evenly or alternately.
Jede Teilscheibe kann einzeln auswechselbar ausgebildet sein. Each indexing disk can be individually exchangeable.
In weiterer vorteilhafter Anordnung besteht mindestens eine Stützscheibe einer Rotorlagerung aus einer erfindungsgemässen Stützscheibe. Der andere Teil der Scheiben einer Rotorlagerung kann aus bekannten Stützscheiben bestehen. Es sind aber auch zwei, drei oder mehr der erfindungsgemässen Stützscheiben innerhalb einer Rotorlagerung denkbar. Deren Anordnung wird nach physikalisch und technisch sinnvollen Kriterien gewählt, wobei es zweckmässig erscheint, vor allem die dem Rotorkelch näheren Stützscheiben mit den erfindungsgemässen Stützscheiben auszurüsten.In a further advantageous arrangement there is at least one support disk Rotor bearing from a support disk according to the invention. The other part of the Disks of a rotor bearing can consist of known support disks. There are but also two, three or more of the support disks according to the invention within a rotor bearing conceivable. Their arrangement is based on physical and technically reasonable criteria chosen, where it seems appropriate, above all the support disks closer to the rotor cup with the inventive Equip support washers.
Erfindungsgemäss kann diese Stützscheibe so gefertigt werden, dass eine axial einteilige Stützscheibe nachträglich, beispielsweise mit einem Laser, axial getrennt und in erfindungsgemässer Weise wieder zusammengesetzt wird. Die bessere Lösung besteht jedoch in der Aneinanderreihung von auf Abstand gehaltenen Teilscheiben die separat hergestellt worden sind.According to the invention, this support disc can be manufactured so that an axial one-piece support disc subsequently, axially separated, for example with a laser and is reassembled in the manner according to the invention. The better one The solution, however, is to line up those that are kept apart Dividing discs that were manufactured separately.
In weiterer vorteilhafter Ausführung sollen die axialen Durchbrüche, in denen Luft angesaugt wird, so ausgeführt werden, dass Pfeiffgeräusche bei Rotation vermieden werden.In a further advantageous embodiment, the axial openings in which air is sucked in, so that whistling noises when rotating be avoided.
Eine weiterere vorteilhafte Kombination ergibt sich aus der Anordnung von vergleichsweise dünnen Teilscheiben, bestehend aus einem Grundkörper und einer Bandage aus einem elastischen Polymer, zu mindestens einer luftgekühlten Stützscheibe, die einen Bestandteil der Gesamtlagerung des Rotors darstellt, bei welcher mindestens eine Teilscheibe der Stützscheibe besonders leicht ist und eine gemittelte Dichte kleiner 2,5 [g/cm3] besitzt und die Anordnung so ausgewählt ist, dass der Rotorschaft durch aus mindestens einer Stützscheibe austretender Luft gekühlt wird.A further advantageous combination results from the arrangement of comparatively thin partial disks, consisting of a base body and a bandage made of an elastic polymer, to form at least one air-cooled support disk, which is part of the overall bearing arrangement of the rotor, in which at least one partial disk of the support disk is particularly light and has an average density of less than 2.5 [g / cm 3 ] and the arrangement is selected such that the rotor shaft is cooled by air emerging from at least one support disk.
In weiterer vorteilhafter Ausführung ist die Einhüllende der Stützscheibe konvex oder konkav gestaltet.In a further advantageous embodiment, the envelope of the support disk is convex or designed concave.
In weiterer vorteilhafter Ausführung wird die Sandwichbauweise, in Form einer axialer Aneinanderreihung von Teilscheiben eingesetzt in der jede Teilsscheibe am Umfang eine andere Breite der Bandage besitzen kann.In a further advantageous embodiment, the sandwich construction, in the form of a axial alignment of indexing discs used in each indexing disc on Circumference can have a different width of the bandage.
In weiterer vorteilhafter Ausführung hat die Anordnung von Teilscheiben den Kühlluftaustritt sowohl axial mittig als auch axial ausser der Mitte bezogen auf die Gesamtbreite einer Stützscheibe. In a further advantageous embodiment, the arrangement of partial disks has the Cooling air outlet both axially in the center and axially outside the center in relation to the Overall width of a support disc.
In weiterer vorteilhafter Ausführung besteht die Stützscheibe aus nur einem Kunststoff, der gleichzeitig die Lauffläche bildet, der sowohl genügend Elastizität als auch Steifigkeit besitzt.In a further advantageous embodiment, the support disk consists of only one Plastic that forms the tread at the same time, which is both sufficient elasticity as well as stiffness.
In weiterer vorteilhafter Ausführung liegt die radiale Dicke der Bandage bevorzugt unter 2 [mm].In a further advantageous embodiment, the radial thickness of the bandage is preferred less than 2 [mm].
In weiterer vorteilhafter Ausführung ist die Bandage einer einzelnen Scheibe des Scheibenpaars sowohl unterbrechungsfrei als auch mit Nuten in Umfangsrichtung versehen.In a further advantageous embodiment, the bandage of a single disc is Disc pairs both without interruption and with grooves in the circumferential direction Mistake.
Der in Luft rotierende Kunststoff könnte zu elektrostatischen Aufladungen führen. Es ist daher sinnvoll die Seitenflächen der gegebenenfalls aus Kunststoff bestehenden Teilscheiben mit einer elektrisch leitfähigen Schicht zu versehen, deren Oberflächenwiderstand weniger als 10E + 10 [Ohm] beträgt.The plastic rotating in air could lead to electrostatic charges. It is therefore useful to make the side surfaces of plastic, if necessary to provide existing dividing disks with an electrically conductive layer, whose surface resistance is less than 10E + 10 [ohms].
Um elektrostatische Aufladungen abzuleiten wird in erfindungsgemäss vorteilhafter Ausführung vorgeschlagen, entweder elektrisch leitfähige Partikel in den Kunststoff einzubringen, oder aber die Seitenflächen der Teilscheiben mit einer elektrisch leitfähigen Schicht zu versehen, wie es heute Stand der Technik bei dauerhaften Antistatikausrüstungen und beim Veredeln von Kunststoffoberflächen der Fall ist. Diese kann in bekannter Form erfolgen, wie beispielsweise PVD- Metallbeschichtung, besputtern oder neuerdings auch Antistatikbeschichtungen auf Basis von ORMOCERE®. Zweckmässigerweise kann auch der Kunststoff selbst elektrisch leitfähig sein.In order to discharge electrostatic charges, it is more advantageous according to the invention Execution suggested either electrically conductive particles in the plastic bring in, or the side faces of the indexing discs with an electrical to provide a conductive layer, as is the current state of the art for permanent Antistatic equipment and when finishing plastic surfaces is the case. This can be done in a known form, such as PVD Metal coating, sputtering or more recently anti-static coatings based on ORMOCERE®. The plastic itself can expediently also be electrically conductive.
In weiterer vorteilhafter Ausführung lassen sich dieserart auch die Elastomer- Bandagen der Teilscheiben mit unterschiedlichen Farbtönen einfärben, um beispielweise eine Trennung von Traktions und Stützfunktion sichtbar zu machen.In a further advantageous embodiment, the elastomer Color bandages of the indexing discs with different shades to for example to make a separation of traction and support function visible.
In weiterer vorteilhafter Ausführung sind teilweise die Teilscheiben mit axialen Durchbrüchen versehen und so zueinander verdrehsicher positioniert, dass bei Rotation derselben Luft von aussen angesaugt und zwischen ihnen in radialer Richtung austritt.In a further advantageous embodiment, the partial disks are partially axial Provide breakthroughs and positioned against rotation so that at Rotation of the same air sucked in from the outside and between them in a radial Direction emerges.
In weiterer vorteilhafter Anordnung von Spinnaggregaten einer Offenend- Spinnmaschine besteht jedes einzelne Spinnaggregat aus der gleichen Stützscheibenanordnung oder aber in spiegelbildlich zueinander positionierter Anordnung. In a further advantageous arrangement of spinning units of an open-end Spinning machine, each individual spinning unit consists of the same Support disc arrangement or in a mirror image to each other Arrangement.
Bevorzugterweise sind mindestens zwei der erfindungsgemäss kühlenden Scheibenpaare in axial versetzter, aber nicht notwendigerweise axial zueinander laufender Position an einem Spinnaggregat angeordnet.Preferably at least two of the cooling according to the invention Disc pairs in axially offset, but not necessarily axially to each other current position arranged on a spinning unit.
Üblicherweise ist der Grundkörper aus einem Metall - meist einer Aluminiumlegierung - gefertigt. Aluminium besitzt unter den Metallen ein geringes spezifisches Gewicht und eine hohe Wärmeleitfähigkeit. Zudem lässt sich die Laufscheibe damit in den verschiedensten Fertigungsverfahren herstellen: Beispielhaft sind hier Spritzguss, Druckguss, Umformverfahren und Drehen genannt.The base body is usually made of a metal - usually one Aluminum alloy - made. Aluminum has a low level among metals specific weight and high thermal conductivity. In addition, the Use it to manufacture the disc in a wide variety of manufacturing processes: Examples include injection molding, die casting, forming processes and turning called.
Für die Verarbeitung von Kunststoffen gilt prinzipiell das gleiche, nur dass hier vor allem die Wärmeleitfähigkeit um den Faktor 100 schlechter ist, was bei nicht erfindungsgemässem Einsatz als Stützscheiben ein entscheidender Nachteil ist.The same applies in principle to the processing of plastics, only that here all the thermal conductivity is worse by a factor of 100, which is not the case with Use according to the invention as support disks is a decisive disadvantage.
Durch eine Vollkunststoffausführung einer erfindungsgemässen Stützscheibe kann eine kostengünstige Produktionsvariante funktionstüchtig realisiert werden.Through a fully plastic design of a support disk according to the invention a cost-effective production variant can be implemented in a functional manner.
Um die Walkarbeit in der Bandage besser dissipieren zu können, ist es denkbar einen Grundkörper zu verwenden, der einen im Vergleich zu Aluminium geringeren Elastizitätsmodul aufweisst. Der Elastizitätsmodul muss dann nur so hoch gewählt werden, dass die Steifigkeit der Stützscheibe gewährleistet ist. Der E-Modul könnte dann auch anisotrop sein, in radialer Richtung geringer wie in axialer Richtung.In order to better dissipate the flexing work in the bandage, it is conceivable to use a base body that is smaller compared to aluminum Exhibits modulus of elasticity. The modulus of elasticity then only has to be chosen as high be that the rigidity of the support disc is guaranteed. The modulus of elasticity could then also be anisotropic, less in the radial direction than in the axial direction.
Die Stützung gegenüber auftretenden axialen Kräften der dünnen Scheiben erfolgt sinnvollerweise durch Stege die gleichzeitig als luftbegrenzende und luftleitende Elemente ausgeführt sind.The support against the occurring axial forces of the thin disks takes place it makes sense to use webs that are both air-limiting and air-guiding Elements are executed.
Die Energieaufnahme zur Kühlung der Teilscheiben und der Rotorachse, kann erfindungsgemäss durch Variation der Einlassöffnungen, beispielsweise auch durch Blenden genau eingestellt werden. Je höher die Kühl- und Blaswirkung, desto höher die Energieaufnahme. Gleichzeitig reduziert die geringe Masse dieser Stützscheiben das Massenträgheitsmoment und damit die aufzuwendende Rotationsarbeit. Eine Zielgrösse ist daher beispielsweise, die bestehende Leistungsaufnahme konstant zu halten, indem die Energieabnahme durch eine Massenreduktion der Stützscheibe mit der Energieaufnahme durch den Pumpeffekt kompensiert wird.The energy consumption for cooling the indexing discs and the rotor axis can according to the invention by varying the inlet openings, for example also can be precisely adjusted by means of diaphragms. The higher the cooling and blowing effect, the higher the energy consumption. At the same time, the small mass reduces this Support disks the moment of inertia and thus the one to be used Rotational work. One target is, for example, the existing one To keep power consumption constant by reducing energy consumption through a Mass reduction of the support disc with the energy consumption through the pump effect is compensated.
Eine weitere Zielgrösse könnte sein, die Rotorkühlung abhängig von der zu verspinnenden Faser einzustellen. So sind thermisch empfindliche Fasern wie PES oder PP mit einer höheren Kühlleistung zu spinnen, wie Fasern aus Baumwolle oder Viskose.Another target could be that the rotor cooling depends on the adjust spinning fiber. So are thermally sensitive fibers like PES or to spin PP with a higher cooling capacity, like cotton fibers or viscose.
Wird der Grundkörper aus Kunststoff gewählt, so kann sowohl aus verbindungstechnischen Gründen der beiden Stützscheibenteile, als auch aus Stabilitätsgründen eine Metallbuchse als Aufnahme der Achse dienen.If the base body is made of plastic, it can be made of connection-related reasons of the two support disc parts, as well For reasons of stability, a metal bushing can be used to hold the axle.
Für die Aufnahme einer dünnen Reflexionsfolie wird eine Hinterschneidung gewählt, die einem Bilderrahmen gleich, ein einfaches Einklipsen der Folie erlaubt. Vorteilhafterweise ist die Folie dabei von einer Form die einen in radialer wie in Umfangsrichtung begrenztem Kreisabschnitt gleicht.An undercut is used to hold a thin reflective tape chosen, which, like a picture frame, allows the film to be simply clipped on. Advantageously, the film is of a shape that is radial as in FIG Circumferential direction limited circular section is the same.
In weiterer vorteilhafter Ausführung können die axialen Durchbrüche (12) zur Drehzahlmessung verwendet werden.In a further advantageous embodiment, the axial openings ( 12 ) can be used for speed measurement.
Der Rotor wird heute üblicherweise von vier Stützscheiben gelagert. Erfindungsgemäss handelt es sich um eine Anordnung von mindestens fünf Teilscheiben, vorteilhaft jedoch acht, zehn, zwölf oder ein Vielfaches von zwei bis vier Teilscheiben derart, dass wenigstens eine Stützscheibe als Aneinanderreihung von wenigstens zwei auf Abstand gehaltenen Teilscheiben besteht.Today the rotor is usually supported by four support disks. According to the invention, there is an arrangement of at least five Dividing discs, but advantageously eight, ten, twelve or a multiple of two to four dividing discs in such a way that at least one supporting disc as a series consists of at least two spaced disks.
Die Vorteile dieser neuen Stützscheibe sind die vergrösserte Oberfläche zur Wärmeabfuhr durch die zusätzlichen Innenflächen (6, 7) und die bei Rotation entstehende Luftströmung innerhalb der Stützscheibe, welche durch die damit verbundene bessere Kühlung eine reduzierte Betriebstemperatur im Innern, wie am konzentrischen Umfang der Stützscheiben erwirkt sowie die dabei entstehende Anblasluft auf den Rotorschaft, die diesen kühlt und sauber hält.The advantages of this new support disc are the increased surface area for heat dissipation through the additional inner surfaces ( 6 , 7 ) and the air flow within the support disc during rotation, which results in a reduced operating temperature inside, as on the concentric circumference of the support discs, due to the better cooling and the resulting blowing air on the rotor shaft, which cools it and keeps it clean.
Die bei der Rotation entstehende Luftströmung erzeugt eine vorteilhafte Zwangskonvektion an den Innenflächen (6, 7) der Stützscheibe.The air flow created during the rotation creates an advantageous forced convection on the inner surfaces ( 6 , 7 ) of the support disk.
Aufgrund der technisch vorgegebenen Wärmeleitfähigkeit zwischen Rotorschaft und Rotorkelch reduziert sich demnach auch die Temperatur des Rotorkelchs, wodurch thermisch sensible Fasern mit einer höherwertige Garnqualität erspinnbar werden. Die Liefergeschwindigkeiten und Rotordrehzahlen lassen sich somit weiter erhöhen. Due to the technically specified thermal conductivity between the rotor shaft and the rotor cup also reduces the temperature of the rotor cup, whereby thermally sensitive fibers can be spun with a higher quality yarn become. The delivery speeds and rotor speeds can thus continue increase.
Die erfindungsgemäße Stützscheibe wird durch ein in der Zeichnung beschriebenes Ausführungsbeispiel näher erläutert.The support plate according to the invention is by a the drawing described embodiment explained in more detail.
Es zeigenShow it
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Stützscheibenlagerung für einen OE- Spinnrotor mit einem im Lagerzwickel der Stützscheibenpaare umlaufenden Rotor in Queransicht. Fig. 1 is a schematic representation of a support disk bearing for an OE spinning rotor with a rotor rotating in the bearing gusset of the pairs of support disks in a transverse view.
Fig. 2 die wesentlichen Komponenten einer Stützscheibenlagerung in Längsansicht. Fig. 2 shows the essential components of a support disc bearing in a longitudinal view.
Fig. 3 einige Anordnungsvarianten von Teilscheiben. Fig. 3 shows some arrangement variants of part disks.
Fig. 4 in konstruktiven Ansichten eine denkbare Lösung einer erfindungsgemässen Stützscheibe. Fig. 4 in constructive views a conceivable solution of a support disc according to the invention.
Fig. 5 und Fig. 6 stellen einige erfindungsgemäss denkbare Varianten der Innen- und Aussenflächen der Teilscheiben dar. Fig. 5 and Fig. 6 show some variants of the present invention conceivable inner and outer surfaces constitute part of the discs.
11
Teilscheibe 1
Partial disc 1
22
Teilscheibe 2
Graduation disc 2
33
Bandage
bandage
33
' Grundkörper
'Basic body
44
Rotorschaft
rotor shaft
55
, .
66
, .
77
, .
88th
, .
99
, .
99
', '
1010
Oberflächen
surfaces
1111
Hohlraum
cavity
1111
' Spalt
'Gap
1212
Durchbrechungen
perforations
1313
Teilsegment
subsegment
1515
, .
1616
, .
1717
Anordnung von Teilscheiben
Arrangement of dividing disks
1818
, .
1919
Anordnung von Teilscheiben
Arrangement of dividing disks
2020
Stützscheibe
support disc
2121
, .
2222
, .
2323
, .
2424
Laufflächen
treads
2525
Rotorkelch
rotor cup
2626
Nut
groove
2727
Reflektor
reflector
2828
, .
2929
Fase
chamfer
3030
Steg
web
3131
Verdrehsicherung
twist
3232
Achsaufnahme
axle mount
3333
Antriebsband
drive belt
Claims (11)
dass in an sich bekannter Weise, zwei oder mehr sich axial berührende Teilscheiben (1, 2) vorgesehen sind, wobei mindestens eine der Teilscheiben (1, 2) in ebenfalls an sich bekannter Weise, aus einem Grundkörper (3') und einer konzentrisch zum Grundkörper angeordneten, elastischen Bandage (3) aus einem Polymerwerkstoff besteht,
wobei die Teilscheiben (1, 2) durch teilweisen axialen Abstand mittels Stegen (30) Hohlräume (11) begrenzen, die bis zum Aussenumfang der Stützscheibe reichen.1. Support disk of a rotor bearing for an open-end spinning rotor ( 4 , 25 ), characterized in that
that in a manner known per se, two or more axially contacting partial disks ( 1 , 2 ) are provided, at least one of the partial disks ( 1 , 2 ) also being known per se, consisting of a base body ( 3 ') and one concentric to the The basic body arranged elastic bandage ( 3 ) consists of a polymer material,
the partial disks ( 1 , 2 ) delimiting cavities ( 11 ) by partial axial spacing by means of webs ( 30 ) which extend to the outer circumference of the support disk.
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE10027036A1 (en) | 2001-12-20 |
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