DE4011632A1 - Stuetzscheibe fuer eine stuetzscheibenlagerung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stützscheibe für eine Stützschei­ benlagerung zum Lagern eines OE-Spinnrotors mit einem im we­ sentlichen scheibenförmigen Grundkörper aus Metall, dessen Um­ fang mit einem eine Lauffläche bildenden Ring aus Kunststoff versehen ist.

Stützscheibenlagerungen mit Stützscheiben der eingangs genann­ ten Art haben sich in der Praxis für die Lagerung von OE-Spinn­ rotoren auch bei hohen Rotordrehzahlen bewährt. Die Ringe aus Kunststoff haben dabei die Aufgabe, eine Dämpfung der von einem Riemenantrieb übertragenen Schwingungen zu bewirken. Dabei hat sich gezeigt, daß zwar die Schwingungsdämpfung bei erhöhter Dicke der Kunststoffringe verbessert wird, jedoch gleichzeitig ein erhöhter Verschleiß auftritt. Die Ursache für diesen erhöh­ ten Verschleiß ist wahrscheinlich eine Erwärmung der Ringe. In der Praxis wird deshalb angestrebt, einen Kompromiß für die Dicke der Ringe zu finden, der gleichzeitig einer ausreichenden Dämpfung und einer ausreichenden Wärmeabfuhr Rechnung trägt. Da die Wärmeabfuhr insbesondere in dem mittleren Bereich der Ringe am ungünstigsten ist, ist es auch bekannt, diesen mittleren Be­ reich mit einer Ringnut zu versehen, durch die eine Kühlung herbeigeführt wird. Die Ringe müssen auch in ausreichender Wei­ se auf dem scheibenförmigen Grundkörper verankert werden. Hier­ zu ist es bekannt, entweder in dem Grundkörper eine umlaufende Verankerungsnut vorzusehen, in die der Ring mit einem umlaufen­ den Ringwulst eingreift (DE-A 34 47 600), oder den Grundkörper mit einem ringbundartigen, umlaufenden Vorsprung zu versehen, der in eine entsprechende Aussparung des Ringes eingreift (DE-A 36 15 777).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stützscheibe der eingangs genannten Art zu schaffen, die einerseits eine sichere Verankerung des Ringes mit dem Grundkörper gewährleistet, wäh­ rend gleichzeitig auch bei einer geringen Materialdicke des Ringes eine gute Dämpfung erhalten wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zwischen dem Grundkörper und dem Ring eine einen Formschluß in Umfangsrichtung bildende Profilierung vorgesehen ist, die von im wesentlichen in axialer Richtung verlaufenden Rippen und Vertiefungen gebildet wird.

Eine derartige Profilierung führt zu einer guten Verbindung zwischen dem Grundkörper und dem Ring, da ein Formschluß insbe­ sondere in Richtung der auftretenden Belastungen erhalten wird. Außerdem ergibt sich ein gutes Dämpfungsverhalten trotz gerin­ ger Gesamtdicke des Ringes, da durch die in Vertiefungen des Grundkörpers hineinragenden Vorsprünge des Ringes das Gesamt­ dämpfungsverhalten verbessert wird. Außerdem wird eine verbes­ serte Wärmeabfuhr erhalten, da die Berührungsoberfläche zwischen Grundkörper und Ring vergrößert wird. Besonders vorteilhaft ist auch, daß sich die Rippen und Vertiefungen an dem Grundkörper in einfacher Weise anbringen lassen, und in der Regel keinen zusätzlichen Arbeitsgang erfordern, da sie bereits mit der Her­ stellung der Grundform des Grundkörpers angebracht werden kön­ nen.

Um Unwuchten zu vermeiden, wird vorgesehen, daß die Rippen und Vertiefungen gleichmäßig über den Umfang verteilt sind.

Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird vorgesehen, daß der Ring in axialer Richtung den Grundkörper überragt. Da­ bei ist es zweckmäßig, wenn der Ring in radialer Richtung die Seitenränder des Grundkörpers mit einer Einfassung umgreift. Dadurch wird die Gesamtverbindungsfläche zwischen dem Grundkör­ per und dem Ring ausreichend groß, obwohl die Breite des Grund­ körpers in axialer Richtung relativ gering ist. Um die Veranke­ rung bezüglich von Fliehkräften weiter zu verbessern, wird vor­ gesehen, daß der Grundkörper im Bereich seiner Seitenränder mit jeweils einer umlaufenden Profilierung versehen ist, in deren Bereich sich die Einfassung erstreckt. Bei einer derartigen Ausführungsform ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung besonders vorteilhaft, wenn der Grundkörper als ein Stanzteil aus Blech, insbesondere Stahlblech, hergestellt ist. Ein derar­ tiges Stanzteil läßt sich in einfacher Weise so herstellen, daß bereits mit dem Stanzvorgang die Profilierung aus Rippen und Vertiefungen geschaffen wird. Es muß dann keine zusätzliche spanabhebende Bearbeitung durchgeführt werden. Ebenso läßt sich bei dieser Herstellung durch Stanzen bereits die an den Seiten­ rändern umlaufende Profilierung anbringen.

Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß der Grundkörper als ein Fließpreßteil hergestellt ist. Auch bei einem derartigen Fließpreßteil lassen sich bereits die im wesentlichen in axialer Richtung verlaufenden Rippen und Ver­ tiefungen bei der Herstellung anbringen. Eine umlaufende Ring­ nut oder ein umlaufender Vorsprung erfordern dagegen einen ge­ sonderten Arbeitsgang mit einer spanabhebenden Bearbeitung.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestell­ ten Ausführungsformen und den Unteransprüchen.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Stütz­ scheibenlagerung für einen OE-Spinnrotor,

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht von zwei auf einer gemeinsamen Achse angeordneten Stütz­ scheiben,

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Explosionsansicht einer Stützscheibe der Fig. 2,

Fig. 4 eine teilweise geschnittene Seitenansicht von zwei auf einer gemeinsamen Achse angeordneten Stütz­ scheiben mit fließgepreßten Grundkörpern und

Fig. 5 eine teilweise geschnittene Explosionszeichnung einer Stützscheibe der Fig. 4.

In Fig. 1 ist eine Stützscheibenlagerung in einer Ansicht in Richtung eines Rotorschaftes (10) eines strichpunktiert nur an­ gedeuteten OE-Spinnrotors (11) dargestellt. Der Rotorschaft (10) ist in zwei Keilspalten (12) gelagert, die jeweils von zwei Stützscheiben (13, 14, 15, 16) gebildet sind. Die Stütz­ scheibenpaare (13, 14; 15, 16) sind jeweils mit einer gemeinsa­ men Achse (17, 18) gelagert. Sie bestehen aus einem Grundkörper (19) aus Metall und aus einem die eigentliche Lauffläche für den Rotorschaft (10) bildenden Ring (20) aus Kunststoff.

Der Rotorschaft (10) wird mittels eines Tangentialriemens (21) angetrieben, der den Rotorschaft (10) während des Betriebes in den Keilspalten (12) hält. Der Tangentialriemen (21) ist in Richtung zu den Keilspalten (12) mittels einer Andrückrolle (22) belastet, die in der Nachbarschaft des Rotorschaftes (10) an den Tangentialriemen (21) angreift. Die Andrückrolle (22) ist auf einem Hebel (23) drehbar gelagert, der um eine Achse (24) verschwenkbar ist. Der Hebel (23) ist in nicht näher dar­ gestellter Weise mit einer ihn in Richtung zu dem Tangential­ riemen (21) belastenden Feder versehen.

Wie in Fig. 2 beispielsweise für die Stützscheiben (13, 14) dargestellt ist, sind diese drehfest auf einer gemeinsamen Achse (17) angeordnet. Die Achse (17) ist in einem Lagergehäuse (25) gelagert, das in nicht näher dargestellter Weise an einem Lagerbock befestigt wird. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 und 3 bestehen die Grundkörper (19) aus Scheiben, die aus ei­ nem Stahlblech gestanzt worden sind, das bevorzugt eine Dicke von 4 mm aufweist. Die Grundkörper (19) lassen sich durch Stan­ zen mit hoher Formgenauigkeit herstellen, wobei bei diesem Stanzvorgang gleichzeitig an dem Außenumfang der Grundkörper (19) Profilierungen in Form von Rippen (26) und Vertiefungen (27) angebracht werden, die axial zu dem Grundkörper (19) aus­ gerichtet sind. Die Rippen (26) und Vertiefungen (27) sind in regelmäßiger Verteilung über den Umfang angebracht, so daß der Grundkörper (19) eine Art Außenverzahnung erhält. Die Tiefe der Vertiefungen (27) oder die Höhe der Rippen (26) entspricht in etwa dem 0,2-fachen bis 0,5-fachen der Stärke des Grundkörpers (19). Bei einer Stärke des Grundkörpers (19) von 4 mm wird eine Tiefe von 1,25 mm bevorzugt gewählt. Die Breite der Rippen (26) und der Vertiefungen (27) ist wenigstens annähernd gleich. Sie beträgt das 0,4-fache bis 0,6-fache der Stärke des Grundkörpers (19), d. h. bei einer Stärke von 4 mm beispielsweise etwa 1,9 mm.

Die Ringe (20), die aus einem gummiartigen Kunststoff mit einer Härte von etwa 50 Shore D bestehen, sind an die Grundkörper (19) angegossen. Sie besitzen eine Breite in axialer Richtung, die etwas größer als das Doppelte der Breite des Grundkörpers (19) ist. In radialer Richtung besitzen sie eine Dicke über den Rippen (26), die in der Größenordnung von 4 mm liegt. Wie ins­ besondere aus Fig. 2, rechte Seite, zu ersehen ist, überragen somit die Ringe (20) den Grundkörper (19) in axialer Richtung. Sie sind derart an den Grundkörper (19) angegossen, daß sie mit sich schräg nach innen verjüngenden Einfassungen (28) die Sei­ tenränder des Grundkörpers (19) umgreifen. Diese Seitenränder sind mit umlaufenden Ringnuten (29) versehen, in die sich die Einfassungen (28) hinein erstrecken. Diese Ringnuten (29) wer­ den bei dem Stanzvorgang in die Seitenränder der Grundkörper (19) eingeprägt. Die Ringe (20) sind somit aufgrund der in die Vertiefungen (27) eingreifenden zahnartigen Vorsprünge (30) in Umfangsrichtung mit dem Grundkörper (19) formschlüssig verbun­ den. Aufgrund der durch die Rippen (26) und Vertiefungen (27) vergrößerten Umfangsfläche des Grundkörpers (19) ergibt sich auch eine hohe Haftung in radialer Richtung. Diese Haftung in radialer Richtung wird durch den teilweisen Formschluß ver­ stärkt, der durch das Eingreifen der Einfassungen (28) in die Ringnuten (29) bewirkt wird.

Da bei den Ausführungsformen nach Fig. 2 und 3 der Ring (20) auf der der Lauffläche abgewandten Seite weitgehend frei liegt, ergibt sich eine gute Kühlung durch die Umgebungsluft. Außerdem wird eine gute Dämpfung trotz der geringen radialen Dicke der Ringe (20) erhalten, da diese radiale Dicke im Bereich der Ver­ tiefungen (27) der Grundkörpers (19) jeweils um fast 50% erhöht wird. Um die Kühlung des mittleren Bereiches der Ringe (20) noch weiter zu verbessern, sind bei der Ausführungsform nach Fig. 2 und 3 in den Laufflächen der Ringe (20) umlaufende, in der Mitte der Lauffläche angeordnete Ringnuten (31) vorgesehen. Diese Ringnuten (31), auf die unter Umständen ganz verzichtet werden kann, besitzen nur eine relativ geringe Tiefe, die etwa einem Achtel der Dicke der Ringe (20) über den Rippen (26) des Grund­ körpers (19) entspricht.

Wie aus Fig. 2 und 3 zu ersehen ist, sind die Grundkörper (19) jeweils mit zwei diametral gegenüberliegenden Lochungen (32) versehen, die ebenfalls bei dem Stanzvorgang angebracht werden können. Diese Lochungen (32) dienen vorzugsweise zur Aufnahme von Reflektoren.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 und 5 sind die scheibenför­ migen Grundkörper (19′) von Stützscheiben (13, 14) ebenfalls auf einer gemeinsamen Achse (17) angeordnet, die in einem La­ gergehäuse (25) gelagert ist. Die Grundkörper (19′) dieses Aus­ führungsbeispiels sind als Fließpreßteile aus einem fließpreß­ fähigen Metall hergestellt. Ein derartiges Metall kann bei­ spielsweise eine Legierung aus Aluminium, Magnesium und Silizium sein. Die Grundkörper (19′) besitzen eine verbreiterte Nabe (33), mit der sie auf die Achse (17) aufgepreßt sind. An diese Nabe (33) schließt über einen scheibenförmigen Steg ein ver­ breiterter Außenring (34) an, der jeweils mit dem Ring (20′) aus Kunststoff versehen ist. Der verbreiterte Außenring (34) besitzt in axialer Richtung eine Breite, die der Breite des Ringes (20′) aus Kunststoff entspricht. Der Außenring (34) ist mit axial gerichteten Rippen (35) und Vertiefungen (36) in re­ gelmäßigen Abständen versehen, die dem Grundkörper (19′) eine zahnradartige Außenprofilierung geben.

Da der Außenring (34) eine axiale Breite hat, die der axialen Breite des Ringes (20′) entspricht, können die Rippen (35) und die Vertiefungen (36) in geringerer Anzahl und in geringerer Tiefe vorgesehen werden. Bei einem praktischen Ausführungsbei­ spiel besitzt der Ring (20′) eine Breite von 10 mm, so daß eine Breite in Umfangsrichtung der Rippen (35) und der Vertiefungen (36) von etwa dem 0,3-fachen bis zum 0,5-fachen der axialen Breite des Ringes (20′) genügt. Eine Tiefe der Vertiefungen (36) oder Höhe der Rippen (35) von etwa dem 0,1-fachen der axi­ alen Breite des Ringes (20′) reicht ebenfalls aus, um eine si­ chere Verankerung zu erhalten. Eine radiale Dicke des Ringes (20′) über den Rippen (35) von etwa dem 0,3-fachen bis 0,5-fa­ chen der axialen Breite genügt, um eine ausreichende Dämpfung zu erhalten, insbesondere im Hinblick auf die Tatsache, daß der angegossene Ring (20′) jeweils im Bereich der Vertiefungen (36), in die er mit rippenartigen Vorsprüngen (37) ragt, eine größere radiale Dicke aufweist. Um eine gute Kühlung des Ringes (20′) zu erreichen, wird außerdem vorgesehen, daß die Ringe (20′) mit mittigen Nuten (38) versehen sind, die eine Tiefe aufweisen, die etwa dem 0,5-fachen der radialen Dicke der Ringe (20′) über den Rippen (35) entspricht. Ferner weisen sie eine Breite in axialer Richtung auf, die etwa dem 0,1-fachen der Gesamtbreite in axialer Richtung der Ringe (20′) aufweist.

Die Rippen (35) und die Vertiefungen (36) in dem Außenring (34) des Grundkörpers (19′) können in einfacher Weise bei dem Fließ­ preßvorgang des Grundkörpers (19′) mit hergestellt werden. Eine besondere, zusätzliche Bearbeitung zum Erstellen dieser Profi­ lierung entfällt daher. Die Ringe (20′) werden ebenfalls an die Grundkörper (19′) angegossen. Sie bestehen aus einem gummiarti­ gen Werkstoff von einer Härte von etwa 50 Shore D, so daß ihre Umfangsflächen, die als Laufflächen dienen, geschliffen werden können. Die Nuten (38) werden nachträglich durch Schleifen ein­ gearbeitet.

Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform wird vorgesehen, daß der Außenring (34) der Grundkörper (19′) derart unterteilt wird, daß ein innenliegender Rest-Außenring und ein außenlie­ gender Rest-Außenring entstehen, der mit den Rippen (35) und den Vertiefungen (36) versehen ist und an den der Ring (20′) aus Kunststoff angegossen ist. Die beiden Teile des Außenrings (34) sind durch einen Preßsitz miteinander verbunden, so daß der außenliegende Rest-Außenring mit dem Ring (20′) aus Kunst­ stoff bei Verschleiß abgenommen und durch einen neuen Rest-Au­ ßenring mit einem neuen Ring (20′) ersetzt werden kann.

Claims (9)

1. Stützscheibe für eine Stützscheibenlagerung zum Lagern eines OE-Spinnrotors mit einem scheibenförmigen Grundkörper aus Metall, dessen Umfang mit einem eine Lauffläche bildenden Ring aus Kunststoff versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwi­ schen dem Grundkörper (19, 19′) und dem Ring (20, 20′) eine ei­ nen Formschluß in Umfangsrichtung bildende Profilierung vorge­ sehen ist, die von im wesentlichen in axialer Richtung verlau­ fenden Rippen (26; 35) und Vertiefungen (27; 36) gebildet sind.

2. Stützscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (26; 35) und Vertiefungen (27; 36) gleichmäßig über den Umfang verteilt sind.

3. Stützscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ring (20) in axialer Richtung den Grundkörper (19) überragt.

4. Stützscheibe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (20) in radialer Richtung die Seitenränder des Grundkörpers (19) mit einer Einfassung (28) umgreift.

5. Stützscheibe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Grundkörper (19) im Bereich seiner Seitenrän­ der mit jeweils einer umlaufenden Profilierung (29) versehen ist, in deren Bereich sich die Einfassung (28) erstreckt.

6. Stützscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (19) als ein Stanzteil aus Blech, insbesondere Stahlblech hergestellt ist.

7. Stützscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (19′) als ein Fließpreßteil hergestellt ist.

8. Stützscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (19, 19′) zweigeteilt ist und aus einer Scheibe und einem daran befestigten Ringkörper besteht, der den Ring (20, 20′) aus Kunststoff trägt.

9. Stützscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (20, 20′) aus Kunststoff mit einer auf seinem Außenumfang umlaufenden Ringnut (31, 38) versehen ist.