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Die
Erfindung betrifft einen Spinnrotor für eine Offenend-Rotorspinnvorrichtung
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Derartige
Spinnrotoren bestehen im Wesentlichen, wie bekannt und in zahlreichen
Patentschriften ausführlich beschrieben, aus einem Rotorschaft zum
Lagern und Antreiben des Spinnrotors sowie einem am Rotorschaft
angeordneten Rotorteller zum Herstellen eines Fadens.
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Der
Rotorschaft kann dabei entweder auf einer so genannten Stützscheibenlagerung
abgestützt und reibschlüssig durch einen Tangentialriemen
angetrieben sein oder der Rotorschaft ist mit einem Einzelantrieb
ausgestattet und zum Beispiel magnetisch gelagert.
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Bei
einzelmotorisch angetriebenen Spinnrotoren ist der Rotorschaft in
der Regel zweiteilig ausgebildet, das heißt, der Teil des
Rotorschaftes, an dem der Rotorteller festgelegt ist, kann von dem
Teil des Rotorschaftes getrennt werden, der den Antrieb und den
rotorseitigen Teil der Lagerung des Spinnrotors aufweist.
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Da
Spinnrotoren nach jeder Spinnunterbrechung neu auf ihre Betriebsdrehzahl
beschleunigt werden müssen und die Betriebsdrehzahlen moderner
Offenend-Rotorspinnmaschinen bei weit über 100.000 min–1 liegen, ist es vorteilhaft, wenn
die rotierenden Teile einer Offenend-Rotorspinnvorrichtung ein möglichst
geringes Trägheitsmoment aufweisen, das heißt,
wenn die Spinnrotoren möglichst leicht gebaut sind.
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Die
hohen Betriebsdrehzahlen moderner Offenend-Rotorspinnmaschinen stellen
allerdings hohe Anforderungen an die Spinnrotoren, insbesondere was
deren Rundlauf, deren Lagerung sowie deren Festigkeit, beispielsweise
im Bereich des Verbundes Rotorschaft/Rotorteller, betrifft.
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Insbesondere
bezüglich der Befestigung des Rotortellers am Rotorschaft
sind verschiedene Ausführungsformen bekannt und in der
Patentliteratur beschrieben.
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In
der
DE 199 10 277
A1 sind beispielsweise Spinnrotoren beschrieben, bei denen
die Rotorteller jeweils über eine rückseitige
Nabe verfügen, in die eine Bohrung eingelassen ist. Die
Nabe des Rotortellers ist dabei so massiv ausgeführt, dass
der Rotorschaft gefahrlos in die Bohrung der Nabe eingepresst werden
kann.
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Nach
dem Einpressen sind der Rotorschaft und der Rotorteller über
einen Presssitz nahezu unlösbar miteinander verbunden.
Diese seit langem bekannte und an sich bewährte Befestigungsmethode führt
allerdings zu relativ schweren Spinnrotoren, die insbesondere beim
Beschleunigen Nachteile aufweisen.
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Ähnliche
Befestigungsmethoden sind auch in der
DE 43 12 365 A1 beschrieben.
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Bei
diesen bekannten Spinnrotoren weist der Rotorschaft entweder einen
abgesetzten Bund auf oder der Rotorschaft ist mit einer Befestigungsnut ausgestattet.
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Der
Bund bzw. die Befestigungsnut bilden einen Endanschlag für
eine spezielle Lagereinrichtung, die auf den Rotorschaft aufgepresst
wird.
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Auf
der Lagereinrichtung kann anschließend, ebenfalls mittels
eines Presssitzes, der Rotorteller festgelegt werden, der vorzugsweise
außerdem durch eine Spannscheibe gesichert ist.
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Auch
Spinnrotoren, die die in der
DE 43 12 365 A1 beschriebene Ausbildung aufweisen,
weisen ein verhältnismäßig hohes Gewicht
auf und sind beim Beschleunigen nachteilig.
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Außerdem
gestaltet sich die Fertigung solcher Spinnrotoren relativ aufwendig.
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Des
Weiteren sind durch die
DE
103 02 178 A1 Spinnrotoren bekannt, bei denen der Rotorteller mittels
des Laserschweißverfahrens mit dem Rotorschaft verbunden
ist.
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Die
Rotorteller weisen dabei entweder eine relativ massive Nabe auf, über
die der Rotorteller auf dem Rotorschaft zentriert wird; oder auf
dem Rotorschaft ist, ebenfalls durch Laserschweißen, eine
spezielle Zentrier- und Positioniernabe festgelegt, an der sich
der Rotorteller abstützt, wenn er mit dem Rotorschaft durch
Laserschweißen verbunden wird.
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Eine
weitere in der
DE
103 02 178 A1 beschriebene Ausführungsform sieht
vor, in den Rotorschaft eine oder mehrere Positionierungsnuten einzuarbeiten,
in der/denen der Rotorteller vor dem Schweißprozess mit
seiner Nabe verstemmt und damit positioniert werden kann.
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Auch
in der
DE 35 19 536
A1 ist ein Schweißverfahren zum Festlegen eines
Rotortellers an einem Rotorschaft beschrieben. Bei diesem bekannten
Verfahren weist der Rotorteller einen extra dicken Boden auf, an
dem der Rotorschaft im Reibschweißverfahren festgelegt
werden kann.
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Die
vorgenannten Verbindungen zwischen Rotorteller und Rotorschaft weisen
insgesamt den Nachteil auf, dass die Verbindungen entweder relativ schwer
ausfallen, was sich sehr nachteilig auf das Beschleunigungsvermögen
des Spinnrotors auswirkt oder dass es im Zuge der Verbindung der
beiden Rotorteile zu einer Gefügeänderung in den
Bauteilen kommt, was aufgrund der hohen Drehzahlen solcher Spinnrotoren
nicht unproblematisch ist.
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Auch
geschweißte Spinnrotoren sind daher in der Regel im Bereich
der Verbindung meistens etwas stärker dimensioniert.
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Schließlich
ist in der
DE
10 2005 021 920 A1 ein Fügeverfahren zum Anbinden
eines Rotortellers an einen Rotorschaft eines Spinnrotors beschrieben, der
einzelmotorisch angetrieben und magnetisch gelagert ist.
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Der
Rotorschaft ist dabei, wie üblich, zweiteilig ausgebildet,
wobei ein erstes Rotorschaftteil den Antrieb und die Lagerung aufweist
und am vorderen Teil des Rotorschaftes der Rotorteller festgelegt
ist.
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Der
vordere Teil des Rotorschaftes und der Rotorteller weisen dabei
Anschlussmittel auf, die durch ein als Gussteil ausgebildetes Verbindungselement
zumindest teilweise umgossen werden.
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Im
erkalteten Zustand bildet das Gussteil eine formschlüssige
Verbindung des Rotorschaftes mit dem Rotorteller.
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Das
Fügeverfahren gemäß
DE 10 2005 021 920 A1 ist
allerdings etwas aufwendig, was die Herstellung der Spinnrotoren
verteuert.
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Ausgehend
vom vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, Spinnrotoren für Offenend-Rotorspinnvorrichtungen zu
entwickeln, die die Nachteile der vorbeschriebenen Spinnrotoren
nicht aufweisen.
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Das
heißt, es sollen Spinnrotoren geschaffen werden, die sowohl
eine sichere Verbindung zwischen dem Rotorteller und dem Rotorschaft
aufweisen, als auch über ein relativ geringes Massenträgheitsmoment
verfügen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Spinnrotor
gelöst, der die in Anspruch 1 beschriebenen Merkmale aufweist.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die
erfindungsgemäße Ausbildung eines Spinnrotors
mit einem Rotorteller, der über eine Klebeverbindung direkt
oder indirekt drehfest am Rotorschaft festgelegt ist, hat verschiedene
Vorteile.
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Durch
eine solche Klebeverbindung kann beispielsweise auf relativ einfache
Weise eine deutliche Masseneinsparung gegenüber den bislang üblichen
Verbindungsmitteln erzielt werden, mit der Folge, dass solchermaßen
hergestellte Spinnrotoren relativ leicht sind und damit gut beschleunigt
und abgebremst werden können. Die durch den Einsatz einer erfindungsgemäßen
Klebeverbindung erzielbare Reduzierung des Massenträgheitsmoments
des Spinnrotors wirkt sich nicht nur positiv auf das Beschleunigungsverhalten
des Spinnrotors auf, sondern die Reduzierung des Gewichts der Spinnrotoren
führt auch zu einer Minderung des Energieverbrauchs, was
bei einer Textilmaschine mit einer Vielzahl von Arbeitsstellen zu
einer spürbaren Kosteneinsparung pro Maschine führt.
Das heißt, der Einsatz moderner Klebstoffe ermöglicht
auf einfache Weise die Realisierung einer massearmen, drehfesten
Klebeverbindung zwischen dem Rotorteller und dem Rotorschaft, die
den bislang eingesetzten Verbindungsarten nicht nur kostenmäßig überlegen
ist, sondern die, auch bei den heute üblichen sehr hohen
Drehzahlen, jederzeit eine ausreichend hohe Festigkeit der Verbindung
sicher stellt.
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Eine
Klebeverbindung weist, speziell im Vergleich mit entsprechenden
Schweißverbindungen außerdem den Vorteil auf,
dass die Gefahr einer zusätzlichen Unwucht durch die Verbindung
praktisch nicht gegeben ist.
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Wie
in Anspruch 2 dargelegt, ist in vorteilhafter Ausführungsform
des Weiteren vorgesehen, dass eine erste großflächige
Fügefläche der Klebeverbindung im Bereich des
Rotortellers und eine entsprechende zweite Fügefläche
im Bereich des Rotorschaftes angeordnet ist.
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In
einer ersten, in den Ansprüchen 3–6 beschrieben
Ausgestaltung der Klebeverbindung ist vorgesehen, dass die erste
Fügefläche durch eine Ausnehmung gebildet wird,
die in einem einstückig an den Rotorteller angeformten
Ansatzbund angeordnet ist.
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Der
Ansatzbund ist auf der Rückseite des Rotortellers angeordnet
und weist vorzugsweise eine Länge auf, die über
dem Durchmesser des Rotorschaftes liegt.
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Des
Weiteren ist der Ansatzbund rotationssymmetrisch ausgebildet und
weist vorteilhafterweise eine Wandstärke auf, die etwa
der durchschnittlichen Wandstärke des Rotortellers entspricht.
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Eine
solchermaßen angeordnete und ausgebildete erste Fügefläche
ermöglicht in Verbindung mit der durch einen Teil der Oberfläche
des Rotorschaftes gebildeten zweiten Fügefläche
die Herstellung einer großflächigen, sehr haltbaren
und dauerfesten Klebeverbindung.
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Das
heißt, aufgrund der großflächigen Krafteinleitung
ist mit einer erfindungsgemäßen Klebeverbindung
jederzeit eine ausreichende Übertragung der zwischen Rotorteller
und Rotorschaft auftretenden Kräfte gewährleistet.
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In
alternativen Ausführungsformen, die in den Ansprüchen
7–10 beschrieben sind, ist die zweite Fügefläche
Bestandteil eines am Rotorschaft angeordneten, radialen Ansatzringes.
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Der
radiale Ansatzring ist dabei entweder einstückig an den
Rotorschaft angeformt oder wird durch ein separates Bauteil gebildet,
das über eine Klebeverbindung am Rotorschaft festgelegt
ist.
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Im
zusammengefügten Zustand korrespondiert die rückseitig
am Rotorteller angeordnete erste Fügefläche großflächig
mit der am radialen Ansatzring angeordneten zweiten Fügefläche.
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Im
Zusammenspiel mit dem Klebstoff bilden die Fügeflächen
dabei eine sehr stabile, definierte Verbindung.
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Das
heißt, der Rotorteller wird durch den radialen Ansatzring
nicht nur sicher fixiert, sondern auch punktgenau zentriert.
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Wie
in Anspruch 11 dargelegt, kommen bei der Erstellung der Klebeverbindungen
vorzugsweise Epoxidharz-Klebstoffe zum Einsatz. Das heißt,
es werden Prozesswerkstoffe eingesetzt, die sich dadurch auszeichnen,
dass sie die beiden Fügeteile durch eine hohe Flächenhaftung
und eine große innere Festigkeit sicher verbinden.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 schematisch
und in Seitenansicht eine Offenend-Spinnvorrichtung mit einem erfindungsgemäßen
Spinnrotor,
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2 in
einem größeren Maßstab, eine erste Ausführungsform
eines Spinnrotors, dessen Rotorteller über eine Klebeverbindung
direkt am Rotorschaft festgelegt ist,
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3 eine
zweite Ausführungsform eines Spinnrotors, dessen Rotorteller über
eine Klebeverbindung an einem Ansatzring festgelegt ist, der einstückig
an den Rotorschaft angeformt ist,
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4 eine
weitere Ausführungsform eines Spinnrotors, dessen Rotorteller über
eine Klebeverbindung und einen Ansatzring indirekt am Rotorschaft
festgelegt ist,
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5 eine
perspektivische Ansicht eines Spinnrotors mit einem zweiteiligem
Rotorschaft, wobei am vorderen Teil des Rotorschaftes über
eine Klebeverbindung ein Rotorteller festgelegt ist.
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In 1 ist
schematisch eine Offenend-Spinnvorrichtung 1 dargestellt,
in deren Rotorgehäuse 2 mit hoher Drehzahl der
Spinnteller 9 eines Spinnrotors 3 umläuft.
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Im
Ausführungsbeispiel ist der Spinnrotor 3 mit seinem
Rotorschaft 4 im Lagerzwickel einer Stützscheibenlagerung 5 abgestützt
und wird durch einen maschinenlangen Tangentialriemen 6,
der durch eine Andrückrolle 7 angestellt wird,
reibschlüssig beaufschlagt.
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Die
axiale Fixierung des Rotorschaftes 4 auf der Stützscheibenlagerung 5 erfolgt über
ein vorzugsweise permanentmagnetisches Axiallager 18.
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Das
nach vorne hin an sich offene Rotorgehäuse 2 ist
während des Spinnbetriebes durch eine so genannte Kanalplatte
verschlossen, die in ein schwenkbar gelagertes Deckelelement 8 integriert ist.
Das Rotorgehäuse 2 ist außerdem, wie üblich, über
eine Luftleitung 10 an eine Unterdruckquelle 11 angeschlossen,
die den im Rotorgehäuse 2 notwendigen Spinnunterdruck
erzeugt. Des Weiteren ist in einer Aufnahme der Kanalplatte, auswechselbar,
ein Kanalplattenadapter 12 angeordnet, der den Mündungsbereich
eines Faserleitkanals sowie eine Fadenabzugsdüse aufweist,
an die sich, wie bekannt, ein Fadenabzugsröhrchen anschließt.
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Am
Deckelelement 8, das um eine Schwenkachse 16 begrenzt
drehbar gelagert ist, ist außerdem ein Auflösewalzengehäuse 17 festgelegt.
Das Deckelelement 8 weist außerdem rückseitig
Lagerkonsolen 19, 20 zur Lagerung einer Auflösewalze 21 beziehungsweise
eines Faserbandeinzugszylinders 22 auf.
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Die
Auflösewalze 21 wird im Bereich ihres Wirtels
durch einen umlaufenden, maschinenlangen Tangentialriemen 24 angetrieben,
während der Antrieb des Faserbandeinzugszylinders 22 vorzugsweise über
eine Schneckengetriebeanordnung erfolgt, die auf eine maschinenlange
Antriebswelle 25 geschaltet ist.
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In
einer alternativen, in 5 dargestellten Ausführungsform
ist der Spinnrotor 3 einer Offenend-Spinnvorrichtung durch
einen elektromotorischen Einzelantrieb 13 angetrieben.
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Um
solche Spinnrotoren 3, insbesondere die einem erhöhten
Verschleiß unterworfenen Rotorteller 9 bei Bedarf
ausbauen zu können, ist es bekannt, den Rotorschaft eines
solchen Spinnrotors zweiteilig auszubilden.
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Das
heißt, der Rotorschaft weist, wie im Ausführungsbeispiel
dargestellt, einen mit den Lageransätzen 14A und 14B sowie
den Magnetlagerkomponenten 15A und 15B versehenen
hinteren Rotorschaftteil 4A auf, der in der Magnetlagerung
verbleibt, und einen vorderen Rotorschaftteil 4B, an dem der
Rotorteller 9 mittels einer Klebeverbindung 30 festgelegt
ist und der im Bedarfsfall mit dem Rotorteller 9 ausgebaut
werden kann.
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Dieser
mit dem Rotorteller 9 verbundene Rotorschaftteil 4B ist
in der vorliegenden Anmeldung der Einfachheit halber ebenfalls als
Rotorschaft bezeichnet.
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Wie
beispielsweise in der
DE
100 24 020 A1 ausführlich erläutert,
ist im Rotorschaftteil
4A über eine drehfeste
Steckverbindung
33 das Rotorschaftteil
4B festlegbar,
an dem über eine erfindungsgemäße Klebeverbindung
30 der
Rotorteller
9 des Spinnrotors
3 befestigt ist.
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Wie
aus 5 ersichtlich, weist der Rotorteller 9 des
Spinnrotors 3 auf seiner Rückseite einen Ansatzbund 29 mit
einer Ausnehmung 28 auf, deren Wandung eine erste, großflächige
Fügefläche 23 für die Klebeverbindung 30 bildet.
Die zugehörige zweite Fügefläche 27 befindet
sich auf dem zylindrischen Wellenstumpf des Rotorschaftteils 4B.
Im Fügezustand bilden die Fügeflächen 23, 27 zusammen
mit dem Prozessklebstoff, vorzugsweise einem Epoxidharz-Klebstoff,
eine sichere, nahezu unlösbare Klebeverbindung 30.
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Die 2, 3 und 4 zeigen
weitere Ausführungsformen eines Spinnrotors 3,
dessen Rotorteller 9 mittels einer Klebeverbindung 30 am Rotorschaft 4 festgelegt
ist.
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Die 2 zeigt
dabei einen Spinnrotor 3, dessen Rotorteller 9 einen
rückwärtigen Ansatzbund 29 mit einer
Ausnehmung 28, vorzugsweise einer Bohrung, aufweist, wobei
die Wandung der Ausnehmung eine erste Fügefläche 23 für
eine Klebeverbindung 30 bildet.
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Die
zugehörige zweite Fügefläche 27,
die in 2 durch eine Straffur angedeutet ist, befindet sich
im endseitigen Bereich des Rotorschaftes 4, der beispielsweise
durchgängig einen Durchmesser D aufweist.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 weist
der Rotorschaft 4 endseitig einen einstückig angeformten
Ansatzring 31 mit einer Fügefläche 27 sowie
einen kurzen Zentrieransatz 35 auf.
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Die
Fügefläche 27 des Ansatzringes 31 korrespondiert
im Fügezustand mit einer rückseitig am Rotorteller 9 angeordneten
Fügefläche 23.
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Das
heißt, die Fügeflächen 23, 27 bilden
in Verbindung mit einem geeigneten Klebstoff eine nahezu unlösbare
Klebeverbindung, durch die der Rotorteller 9 sicher auf
dem Rotorschaft 4 fixiert ist.
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Die
in 4 dargestellte Ausführungsform unterscheidet
sich von der Ausführungsform gemäß 3 lediglich
dadurch, dass der Ansatzring 31 nicht einstückig
an den Rotorschaft 4 angeformt ist, sondern ein separates
Bauteil darstellt, das über eine Klebeverbindung 40 am
Rotorschaft 4 festgelegt ist.
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Auch
hier weist der Ansetzring 31 eine Fügefläche 27 auf,
die im Fügezustand mit einer rückseitig am Rotorteller 9 angeordneten
Fügefläche 23 korrespondiert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19910277
A1 [0008]
- - DE 4312365 A1 [0010, 0014]
- - DE 10302178 A1 [0016, 0018]
- - DE 3519536 A1 [0019]
- - DE 102005021920 A1 [0022, 0026]
- - DE 10024020 A1 [0063]