DE19511000C1 - Stützscheibe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stützscheibe für einen Rotor einer Offenend­ spinnmaschine, umfassend einen Nabenring aus metallischem Werkstoff und einen auf dessen Außenumfang festgelegten Stützring aus polymerem Werkstoff, wobei der Außenumfang des Nabenrings und der Innenumfang des Stützrings formschlüssig miteinander verbunden sind.

Eine solche Stützscheibe ist aus der DE 36 15 777 A1 bekannt. Die Au­ ßenfläche des Stützrings ist als glatte, ununterbrochene, im wesentlichen zylindrische Lauffläche ausgebildet, wobei die Innenfläche des Stützrings eine Profilierung aufweist, durch die die Dicke des Stützrings im mittleren Bereich gegenüber den Randbereichen verringert ist. Dadurch, daß die Walkarbeit verringert wird, soll auch bei hohen Beanspruchungen eine un­ erwünscht hohe Erwärmung in dem mittleren Bereich des Ringes vermieden werden. Dabei ist allerdings zu beachten, daß der Nabenring und der Stützring jeweils axiale Stirnseiten aufweisen, die in jeweils einer Radiale­ bene angeordnet sind. Die Anordnung der jeweiligen Stirnseiten von Na­ benring und Stützring in übereinstimmenden Radialebenen wird dadurch er­ reicht, daß die Stirnseiten der miteinander verbundenen Teile überdreht werden. Ist der Stützring beispielsweise verschlissen, kann dieser zwar chemisch vom Nabenring gelöst werden. Eine erneute Verwendung des Na­ benrings mit einem neuen Stützring ist jedoch nicht möglich, da auch der Nabenring beim Angleichen der axialen Breite des Stützrings stets spanend bearbeitet wird und daher mit zunehmender Zahl der Stützring-Wechsel immer geringere Abmessungen in axialer Richtung aufweisen würde.

Eine weitere Stützscheibe ist aus der DE 38 26 851 A1 bekannt. Auf einem Na­ benring aus einem metallischen Werkstoff ist außenumfangsseitig ein Stützring aus polymerem Werkstoff befestigt, wobei die Stirnseiten von Nabenring und Stützring in übereinstimmenden Radialebenen angeordnet sind und der Naben- und der Stützring daher die gleiche axiale Breite aufweisen. Der Stützring ist mit einer Kühlnut versehen, die axial mittig entlang des Außenumfangs des Stütz­ rings angeordnet ist, eine Tiefe von 2 mm aufweist und eine Breite, die 1 mm beträgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stützscheibe der eingangs ge­ nannten Art derart weiterzuentwickeln, daß der Stützring selbst eine verbesserte Kühlung der einander berührenden Oberflachen bewirkt und längere Standzeiten der Stützscheibe zu erzielen sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.

Zur Lösung der Aufgabe ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung vor­ gesehen, daß der Stützring den Nabenring in axialer Richtung beiderseits mit einem gleichgroßen Abstand überragt, daß zumindest einer der Überstände sich im wesentlichen in radialer Richtung erstreckende Kühlrippen aufweist und daß die Kühlrippen eine maximale axiale Tiefe aufweisen, die der Größe des Über­ stands in gleicher Richtung entspricht. Hierbei ist von Vorteil, daß die Kühlrippen einerseits eine Kühlung des Stützrings selbst bewirken und andererseits eine Kühlung der Oberfläche des abzustützenden Bauteils. Die Kühlrippen können im wesentlichen schaufelradförmig ausgebildet sein, um einen möglichst hohen Luftdurchsatz zu gewährleisten. Insbesondere bei hohen Drehzahlen oberhalb von 100 000 Umdrehungen/min bewirken die bevorzugt gleichmäßig in Um­ fangsrichtung verteilte Kühlrippen eine Verlängerung der Standzeit um zumin­ dest 30% im Vergleich zu Stützringen, deren Stirnseiten glatt ausgebildet sind und in einer Radialebene mit den Stirnseiten des Nabenrings angeordnet sind.

Die in den Stützring eingeformten Kühlrippen haben im Vergleich zu Kühlnuten, die sich zumeist axial mittig entlang des Außenumfangs des Stützrings erstrec­ ken den Vorteil, daß die Belagdicke des Stützrings verringert werden kann, was zu einer thermischen Entlastung des mittleren Laufflächenbereichs beiträgt.

Desweiteren ist von Vorteil, daß der Nabenring mehrfach wiederverwendbar ist, weil auf das stirnseitige Überdrehen von Stützring und Nabenring verzichtet wird. Ferner ist dabei von Vorteil, daß die beanspruchte Stützscheibe in ferti­ gungstechnischer und wirtschaftlicher Hinsicht einfach und kostengünstig her­ stellbar ist.

Der in axialer Richtung beiderseits im wesentlichen gleichgroße Überstand be­ trägt auf jeder Seite maximal 0,5 mm. Als vorteilhaft hat es sich bewährt, wenn in Abhängigkeit von den geometrischen Abmessungen der Stützscheibe das Verhältnis aus der Summe beider axialer Überstände und der axialen Breite des Außenumfangs 0,01 bis 1 beträgt. Hierbei ist von Vorteil, daß durch den nur geringen Überstand die Gefahr von Unwuchten und Taumelbewegungen auf ein Minimum reduziert ist. Insbesondere bei Stützscheiben, deren Stützring den Na­ benring in axialer Richtung beiderseits mit einem gleichgroßen Überstand über­ ragt, ist ein Nabenring aus metallischem Werkstoff von hervorzuhebendem Vor­ teil. Durch den Nabenring aus metallischem Werkstoff, der durch eine mechani­ sche Verkrallung mit dem Stützring verbunden ist, wirkt sich eine eventuell auftretende, herstellungsbedingte Unwucht aufgrund der vergleichsweise größeren Masse weniger gravierend aus, als bei Nabenringen, die aus rela­ tiv leichterem, polymeren Werkstoff bestehen.

Der Nabenring kann in axialer Richtung beiderseits Stirnseiten mit in Um­ fangsrichtung umlaufenden, in sich geschlossenen Ringnuten aufweisen, wobei die Ringnuten mit kongruent gestalteten Vorsprüngen des Stützrings in Eingriff bringbar sind. Der gesamte radial außenseitige Bereich des Na­ benrings ist vom Stützring umschlossen. Dadurch, daß der Nabenring und der Stützring nicht - in axialer Richtung betrachtet - mittig sondern im Be­ reich ihrer Stirnseiten mechanisch miteinander verkrallt sind, ist die Verbin­ dung zwischen den beiden Teilen besonders dauerhaft, selbst wenn bei­ spielsweise aufgrund von Wärmedehnung der abzustützenden Bauteile eine Axialkraft auf den Stützring wirkt.

Der Stützring weist bevorzugt ein radial nach innen offenes, im wesentli­ chen U-förmiges Profil auf, das den Außenumfang des Nabenrings klam­ merartig und vollständig umschließt. Ein Eindringen von Verunreinigungen und/oder Feuchtigkeit in die Trennfuge zwischen dem Nabenring und dem Stützring wird durch eine derartige Ausgestaltung zuverlässig verhindert zudem ein zusätzliches Haftvermittelsystem eingesetzt wird. Eine derartige Ausgestaltung bedingt eine besonders haltbare Verbindung. Die Kontaktfläche des Nabenrings in bezug auf den Stützring erfährt hierdurch eine Vergrößerung, was die Haftung beider Ringe aneinander wesentlich erhöht. Fliehkraftbedingten Deformierungen des Stützrings läßt sich hierdurch wirksam begegnen.

Der Nabenring kann zumindest eine außenseitig umlaufende Nut mit im we­ sentlichen glockenkurvenförmigem Profil aufweisen, das vom polymeren Werkstoff des Stützrings vollständig ausgefüllt ist. Die Nut weist bevorzugt eine radiale Tiefe auf, die zumindest dem radialen Abstand der Ringnuten vom Außenumfang des Nabenrings entspricht. Durch das glockenkurven­ förmige Profil findet eine selbsttätige Zentrierung des Stützrings auf dem Na­ benring während der Formgebung statt. Außerdem ist von Vorteil, daß der Stützring durch den glockenkurvenförmigen Vorsprung besser zur Aufnahme von Axialkräften geeignet ist und diese nicht nur von den Vorsprüngen aufzu­ nehmen sind.

Der Nabenring kann auf zumindest einer seiner Stirnseiten mit einem Signalgeber verbunden sein, wobei der Signalgeber durch eine Licht reflektierende, mit den Nabenring adhäsiv verbundene Folie gebildet ist. Durch diese Ausgestaltung kann in besonders einfacher Weise eine Drehzahlüberwachung/-regelung der erfindungsgemäßen Stützscheibe erfolgen. Der Signalaufnehmer kann beispiels­ weise signalleitend über eine Steuereinrichtung mit dem Antrieb der Stützschei­ be verbunden sein. Eine Beeinflussung der Rotationsgeschwindigkeit der Stütz­ scheibe wird hierdurch wesentlichen vereinfacht. Die Folie kann einfach auf die Stirnseite des Nabenrings aufgeklebt werden. Bei der Verwendung einer Folie ist von Vorteil, daß die Stoffkosten zur Herstellung der Stützscheibe - im Vergleich zur Verwendung eines Reflektors aus Kunststoff weiter reduziert sind. Außer­ dem besteht nicht die Gefahr, daß die aufgeklebte Reflektor-Folie zusätzliche Unwuchten bewirkt.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß die Folie ober­ flächenbündig mit der Stirnseite des Nabenrings abschließt. Durch den oberflä­ chenbündigen Abschluß der Folie mit der Stirnseite des Nabenrings ist sicherge­ stellt, daß die Folie auch dann sicher in ihrer Position gehalten wird, wenn die Stützscheibe mit hohen Drehzahlen rotiert und entsprechend großen Fliehkräften ausgesetzt ist. Die exakte Übertragung der Impulse zur Erfassung der Drehzahl der Stützscheibe ist dadurch während der gesamten Gebrauchsdauer sicherge­ stellt.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Stützscheibe wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Stützscheibe,

Fig. 2 eine Ansicht der Stützscheibe aus Fig. 1.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Stütz­ scheibe für einen Rotor einer Offenendspinnmaschine gezeigt, die im we­ sentlichen aus einem Nabenring 1 aus metallischem Werkstoff und einem Stützring 3 aus polymerem Werkstoff besteht. Der Innenumfang 4 des Stützrings 3 und der Außenumfang 2 des Nabenrings 1 sind formschlüssig miteinander verpreßt. Der Stützring 3 überragt den Nabenring 1 in axialer Richtung beiderseits mit jeweils einem Überstand 5, wobei der Überstand 5 in diesem Beispiel axial beiderseits jeweils 0,1 mm beträgt.

Der Stützring 3 umgreift den Nabenring 1 in seinem radial äußeren Bereich, wobei die Stirnseiten 6, 7 des Nabenring 1 jeweils eine Ringnut 8, 9 auf­ weisen, in die jeweils ein wulstförmiger Vorsprung 10, 11 des Stützrings 3 formschlüssig eingreift.

Der Nabenring 1 weist entlang seiner axialen Erstreckung eine mittig ange­ ordnete Nut 12 mit glockenkurvenförmigem Profil auf, die von polymerem Werkstoff des Stützrings 3 vollständig ausgefüllt ist. Die radiale Tiefe 13 der Nut 12 entspricht dem radialen Abstand 14 der Ringnuten 8, 9 vom Außenumfang 2 des Nabenrings 1.

Die Stützscheibe ist auf einer ihrer Stirnseiten 6 mit einem Signalgeber 15 versehen, der durch eine Licht reflektierende Folie zur Erfassung der Dreh­ zahl der Stützscheibe gebildet ist. Die Folie ist oberflächenbündig in die Stirnseite 6 des Nabenring 1 eingeklebt.

Die die Bohrung des Nabenrings 1 begrenzende Wandung ist durch ein Bearbeitungsverfahren, beispielsweise Rollieren, verfestigt, um ein sicheres Anpressen auf einen Kugellagerzapfen zu gewährleisten. Dadurch ist ein ausgezeichneter Rund- und Planlauf sichergestellt.

In Fig. 2 ist eine Ansicht der erfindungsgemäßen Stützscheibe aus Fig. 1 gezeigt. Neben den gleichmäßig über den Umfang verteilten Signalgebern 15 sind die Kühlrippen 16 vorgesehen, die schaufelradförmig ausgebildet sind und sich im wesentlichen in radialer Richtung erstrecken. Die Kühlrip­ pen 16 werden beim Aufpressen des Stützrings 3 auf den Nabenring 1 in einem Arbeitsgang mit eingeformt. Hierbei ist von Vorteil, daß eine Kühlnut in der außenumfangsseitigen Oberfläche des Stützrings 3 entbehrlich ist.

Durch die in den Überständen 5 angeordneten Kühlrippen 16 werden die Standzeiten der erfindungsgemäße Stützscheibe wesentlich verlängert, da der polymere Werkstoff des Stützrings 3 nur vergleichsweise geringen thermischen Belastungen ausgesetzt ist.

Claims (8)

1. Stützscheibe für einen Rotor einer Offenendspinnmaschine, umfassend einen Nabenring aus metallischem Werkstoff und einen auf dessen Au­ ßenumfang festgelegten Stützring aus polymerem Werkstoff, wobei der Außenumfang des Nabenrings und der Innenumfang des Stützrings form­ schlüssig miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (3) den Nabenring (1) in axialer Richtung beiderseits mit einem gleichgroßen Überstand (5) überragt, daß zumindest einer der Überstände (5) sich im wesentlichen in radialer Richtung erstreckende Kühlrippen (16) aufweist und daß die Kühlrippen (16) eine maximale axiale Tiefe aufwei­ sen, die der Größe des Überstands (5) in gleicher Richtung entspricht.

2. Stützscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ver­ hältnis aus der Summe beider axialer Überstände (5) und der axialen Brei­ te des Außenumfangs (2) 0,01 bis 1 beträgt.

3. Stützscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nabenring (1) in axialer Richtung beiderseits Stirnseiten (6, 7) mit in Umfangsrichtung umlaufenden, in sich geschlossenen Ringnuten (8, 9) aufweist und daß die Ringnuten (8, 9) mit kongruent gestalteten Vor­ sprüngen (10, 11) des Stützrings (3) in Eingriff bringbar sind.

4. Stützscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (3) ein radial nach innen offenes, im wesentlichen U- förmiges Profil aufweist, das den Außenumfang (2) des Nabenrings (1) klammerartig und vollständig umschließt.

5. Stützscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Nabenring (1) zumindest eine außenumfangsseitig umlaufende Nut (12) mit im wesentlichen glockenkurvenförmigem Profil aufweist, das vom polymeren Werkstoff des Stützrings (3) vollständig ausgefüllt ist.

6. Stützscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (12) eine radiale Tiefe (13) aufweist, die zumindest dem radialen Abstand (14) der Ringnuten (8, 9) vom Außenumfang (2) des Nabenrings (1) entspricht.

7. Stützscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Nabenring (1) auf zumindest einer seiner Stirnseiten (6, 7) mit ei­ nem Signalgeber (15) verbunden ist und daß der Signalgeber (15) durch eine Licht reflektierende, mit dem Nabenring (1) adhäsiv verbundene Folie gebildet ist.

8. Stützscheibe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie oberflächenbündig mit der Stirnseite (6, 7) des Nabenrings (1) abschließt.