DE19511000C2 - Stützscheibe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stützscheibe für einen Ro­ tor einer Offenendspinnmaschine, umfassend einen Na­ benring aus metallischem Werkstoff und einen auf des­ sen Außenumfang festgelegten Stützring aus polyme­ rem Werkstoff, wobei der Außenumfang des Naben­ rings und der Innenumfang des Stützrings formschlüssig miteinander verbunden sind.

Eine solche Stützscheibe ist aus der DE 36 15 777 A1 bekannt. Die Außenfläche des Stützrings ist als glatte, ununterbrochene, im wesentlichen zylindrische Laufflä­ che ausgebildet, wobei die Innenfläche des Stützrings eine Profilierung aufweist, durch die die Dicke des Stützrings im mittleren Bereich gegenüber den Randbe­ reichen verringert ist. Dadurch, daß die Walkarbeit ver­ ringert wird, soll auch bei hohen Beanspruchungen eine unerwünscht 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 Radial­ ebene angeordnet sind. Die Anordnung der jeweiligen Stirnseiten von Nabenring und Stützring in überein­ stimmenden Radialebenen wird dadurch erreicht, daß die Stirnseiten der miteinander verbundenen Teile über­ dreht werden. Ist der Stützring beispielsweise verschlis­ sen, kann dieser zwar chemisch vom Nabenring gelöst werden. Eine erneute Verwendung des Nabenrings 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 gerin­ gere Abmessungen in axialer Richtung aufweisen wür­ de.

Eine weitere Stützscheibe ist aus der DE 38 26 851 A1 bekannt. Auf einem Nabenring 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 Stützrings 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 genannten Art derart weiter­ zuentwickeln, daß der Stützring selbst eine verbesserte Kühlung der einander berührenden Oberflachen be­ wirkt und längere Standzeiten der Stützscheibe zu er­ zielen sind.

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

Zur Lösung der Aufgabe ist es im Rahmen der vorlie­ genden Erfindung vorgesehen, daß der Stützring den Nabenring in axialer Richtung beiderseits mit einem gleichgroßen Abstand überragt, daß zumindest einer der Überstände sich im wesentlichen in radialer Rich­ tung erstreckende Kühlrippen aufweist und daß die Kühlrippen eine maximale axiale Tiefe aufweisen, die der Größe des Überstands in gleicher Richtung ent­ spricht. Hierbei ist von Vorteil, daß die Kühlrippen ei­ nerseits eine Kühlung des Stützrings selbst bewirken und andererseits eine Kühlung der Oberfläche des abzu­ stützenden Bauteils. Die Kühlrippen können im wesent­ lichen schaufelradförmig ausgebildet sein, um einen möglichst hohen Luftdurchsatz zu gewährleisten. Insbe­ sondere bei hohen Drehzahlen oberhalb von 100000 Umdrehungen/min bewirken die bevorzugt gleichmä­ ßig in Umfangsrichtung verteilte Kühlrippen eine Ver­ längerung der Standzeit um zumindest 30% im Ver­ gleich zu Stützringen, deren Stirnseiten glatt ausgebil­ det 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 erstrecken den Vorteil, daß die Belagdicke des Stützrings verrin­ gert 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 fertigungstechnischer und wirtschaftli­ cher Hinsicht einfach und kostengünstig herstellbar ist.

Der in axialer Richtung beiderseits im wesentlichen gleichgroße Überstand beträgt 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 Außen­ umfangs 0,01 bis 1 beträgt. Hierbei ist von Vorteil, daß durch den nur geringen überstand die Gefahr von Un­ wuchten und Taumelbewegungen auf ein Minimum re­ duziert ist. Insbesondere bei Stützscheiben, deren Stütz­ ring den Nabenring in axialer Richtung beiderseits mit einem gleichgroßen Überstand überragt, ist ein Naben­ ring aus metallischem Werkstoff von hervorzuheben­ dem Vorteil. Durch den Nabenring aus metallischem Werkstoff, der durch eine mechanische Verkrallung mit dem Stützring verbunden ist, wirkt sich eine eventuell auftretende, herstellungsbedingte Unwucht aufgrund der vergleichsweise größeren Masse weniger gravie­ rend aus, als bei Nabenringen, die aus relativ leichterem, polymeren Werkstoff bestehen.

Der Nabenring kann in axialer Richtung beiderseits Stirnseiten mit in Umfangsrichtung umlaufenden, in sich geschlossenen Ringnuten aufweisen, wobei die Ringnu­ ten mit kongruent gestalteten Vorsprüngen des Stütz­ rings in Eingriff bringbar sind. Der gesamte radial au­ ßenseitige Bereich des Nabenrings ist vom Stützring umschlossen. Dadurch, daß der Nabenring und der Stützring nicht - in axialer Richtung betrachtet - mit­ tig sondern im Bereich ihrer Stirnseiten mechanisch mit­ einander verkrallt sind, ist die Verbindung zwischen den beiden Teilen besonders dauerhaft, selbst wenn bei­ spielsweise aufgrund von Wärmedehnung der abzustüt­ zenden Bauteile eine Axialkraft auf den Stützring wirkt.

Der Stützring weist bevorzugt ein radial nach innen offenes, im wesentlichen U-förmiges Profil auf, das den Außenumfang des Nabenrings klammerartig und voll­ ständig umschließt. Ein Eindringen von Verunreinigun­ gen und/oder Feuchtigkeit in die Trennfuge zwischen dem Nabenring und dem Stützring wird durch eine der­ artige Ausgestaltung zuverlässig verhindert zudem ein zusätzliches Haftvermittelsystem eingesetzt wird. Eine derartige Ausgestaltung bedingt eine besonders haltba­ re Verbindung. Die Kontaktfläche des Nabenrings in bezug auf den Stützring erfährt hierdurch eine Vergrö­ ßerung, was die Haftung beider Ringe aneinander we­ sentlich erhöht Fliehkraftbedingten Deformierungen des Stützrings läßt sich hierdurch wirksam begegnen.

Der Nabenring kann zumindest eine außenseitig um­ laufende Nut mit im wesentlichen glockenkurvenförmi­ gem Profil aufweisen, das vom polymeren Werkstoff des Stützrings vollständig ausgefüllt ist. Die Nut weist be­ vorzugt eine radiale Tiefe auf, die zumindest dem radia­ len Abstand der Ringnuten vom Außenumfang des Na­ benrings entspricht. Durch das glockenkurvenförmige Profil findet eine selbsttätige Zentrierung des Stützrings auf dem Nabenring während der Formgebung statt. Au­ ßerdem ist von Vorteil, daß der Stützring durch den glockenkurvenförmigen Vorsprung besser zur Aufnah­ me von Axialkräften geeignet ist und diese nicht nur von den Vorsprüngen aufzunehmen sind.

Der Nabenring kann auf zumindest einer seiner Stirn­ seiten 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 erfindungs­ gemäßen Stützscheibe erfolgen. Der Signalaufnehmer kann beispielsweise signalleitend über eine Steuerein­ richtung mit dem Antrieb der Stützscheibe verbunden sein. Eine Beeinflussung der Rotationsgeschwindigkeit der Stützscheibe wird hierdurch wesentlichen verein­ facht. Die Folie kann einfach auf die Stirnseite des Na­ benrings aufgeklebt werden. Bei der Verwendung einer Folie ist von Vorteil, daß die Stoffkosten zur Herstel­ lung der Stützscheibe - im Vergleich zur Verwendung eines Reflektors aus Kunststoff weiter reduziert sind. Außerdem besteht nicht die Gefahr, daß die aufgeklebte Reflektor-Folie zusätzliche Unwuchten bewirkt.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist es vor­ gesehen, daß die Folie oberflächenbündig mit der Stirn­ seite des Nabenrings abschließt. Durch den oberflä­ chenbündigen Abschluß der Folie mit der Stirnseite des Nabenrings ist sichergestellt, daß die Folie auch dann sicher in ihrer Position gehalten wird, wenn die Stütz­ scheibe mit hohen Drehzahlen rotiert und entsprechend großen Fliehkräften ausgesetzt ist. Die exakte Übertra­ gung der Impulse zur Erfassung der Drehzahl der Stütz­ scheibe ist dadurch während der gesamten Gebrauchs­ dauer sichergestellt.

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

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Ausführungsbei­ spiel einer erfindungsgemäßen Stützscheibe,

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

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der er­ findungsgemäßen Stützscheibe für einen Rotor einer Offenendspinnmaschine gezeigt, die im wesentlichen aus einem Nabenring 1 aus metallischem Werkstoff und einem Stützring 3 aus polymerem Werkstoff besteht. Der Innenumfang 4 des Stützrings 3 und der Außenum­ fang 2 des Nabenrings 1 sind formschlüssig miteinander verpreßt. Der Stützring 3 überragt den Nabenring 1 in axialer Richtung beiderseits mit jeweils einem Über­ stand 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 aufweisen, in die jeweils ein wulstförmiger Vorsprung 10, 11 des Stütz­ rings 3 formschlüssig eingreift.

Der Nabenring 1 weist entlang seiner axialen Erstrec­ kung eine mittig angeordnete Nut 12 mit glockenkur­ venförmigem 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 Drehzahl der Stützscheibe gebildet ist. Die Folie ist oberflächenbün­ dig in die Stirnseite 6 des Nabenring 1 eingeklebt.

Die die Bohrung des Nabenrings 1 begrenzende Wandung ist durch ein Bearbeitungsverfahren, bei­ spielsweise Rollieren, verfestigt, um ein sicheres An­ pressen auf einen Kugellagerzapfen zu gewährleisten. Dadurch ist ein ausgezeichneter Rund- und Planlauf si­ chergestellt.

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 76 vorgesehen, die schaufelradförmig aus­ gebildet sind und sich im wesentlichen in radialer Rich­ tung erstrecken. Die Kühlrippen 16 werden beim Auf­ pressen 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 Kühl­ rippen 16 werden die Standzeiten der erfindungsgemä­ ße Stützscheibe wesentlich verlängert, da der polymere Werkstoff des Stützrings 3 nur vergleichsweise gerin­ gen thermischen Belastungen ausgesetzt ist.

Claims (6)

1. Stützscheibe für einen Rotor einer Offenend­ spinnmaschine, umfassend einen Nabenring aus metallischem Werkstoff und einen auf dessen Au­ ßenumfang festgelegten Stützring aus polymerem Werkstoff, wobei der Außenumfang des Naben­ rings und der Innenumfang des Stützrings form­ schlüssig miteinander verbunden sind, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Stützring (3) den Nabenring (1) in axialer Richtung beiderseits mit einem gleich­ großen Überstand (5) überragt, daß zumindest ei­ ner der Überstände (5) sich im wesentlichen in ra­ dialer Richtung erstreckende Kühlrippen (16) auf­ weist und daß die Kühlrippen (16) eine maximale axiale Tiefe aufweisen, die der Größe des Über­ stands (5) in gleicher Richtung entspricht.

2. Stützscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Verhältnis aus der Summe beider axialer Überstände (5) und der axialen Breite 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 geschlosse­ nen Ringnuten (8, 9) aufweist und daß die Ringnu­ ten (8, 9) mit kongruent gestalteten Vorsprüngen (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-förmi­ ges Profil aufweist, das den Außenumfang (2) des Nabenrings (1) klammerartig und vollständig um­ schließt.

5. Stützscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Nabenring (1) auf zumindest einer seiner Stirnseiten (6, 7) mit einem Signalgeber (15) verbunden ist und daß der Signal­ geber (15) durch eine Licht reflektierende, mit dem Nabenring (1) adhäsiv verbundene Folie gebildet ist.

6. Stützscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Folie oberflächenbündig mit der Stirnseite (6, 7) des Nabenrings (1) abschließt.