DE7324434U - Lagerung fuer den spinnrotor einer offenend-spinnvorrichtung - Google Patents

Description

Maschinenfabrik Rieter A.G. in Winterthur (Schweiz)

Lagerung für den Spinnrotor einer Offenend-Spinnvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lagerung für den Spinnrotor einer Offenend-Spinnvorrichtung, der aus einer Welle mit einer fliegend aufgesetzten Spinnturbine und einer Antriebsscheibe am anderen Wellenende besteht, mittels zweier Wälzlager, die über eins die Lager aufnehmende Hülse und einen die Hülse umgebenden Elastomerkörper in einer Gehäusebohrung abgestützt sind.

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Ein derartiger Spinnrotor, mit dem Stapelfasergarne erzeugt werden» ist in einem unter unterdruck stehenden Gehäuse untergebracht und hat an seinem einen Ende innerhalb der sogen. Spinnturbine eine kelchartige Fasersamaelflache, in welche vermittels des Dru&^gefalles lose Fasern eingespeist werden. Diese werden unter der Einwirkung der Fliehkraft in der FasersammeIflache abgelagert, durch die

[ Drehung zu einem Garn eingedreht und als solches zentral

abgezogen. Da die Produktion einer viele solche Spinnvorrichtungen aufweisenden Haschine im wesentlichen proportional der Abzugsgeschwindigkeit des Garnes und damit auch dem Drehwinkel pro Zeiteinheit ist, werden möglichst hohe

Drehzahlen der betreffenden Spinnrotoren angestrebt, die spinntechnologisch nhno weiteres 50 000 bis 60 QQO Biiü*"

erreichen können» Da derartige Drehzahlen selbstverständlich hohe Anforderungen an die Lagerung stellen, hat es nicht an Versuchen gefehlt, die Lagerung von Offenend-Spinnrotoren zu verbessern.

Durch Übergang von einer starren auf eine flexible Lagerung ist es bereits gelungen, bei einer Lebensdauer von 20 000 Stunden bei 90 % der eingesetzten Lagerungen Drehzahlen bis zu 45 000 min zu erreichen. In einem bekannten derartigen Fall, von dem eingangs ausgegangen wurde, ist die Welle des Rotors in zwei fevttgeschmierten Schulterkugellagern ohne Innenring gelagert. Dabei ist die Hülse in die Gehäusebobrung vermittels einer Muffe eingesetzt, die selbst aus zwei durch eise Slastoaersenient voneinander getrennten Hülsenteilen besteht. Damit können sswar im Normalfall die auf die Lager einwirkenden Kräfte reduziert werden, was eine Steigerung der Drehzahl ohne Verkürzung der Lebensdauer ermöglicht, doch können, insbesondere bei kritischen Drehzahlen, am der Turbine relativ große Radialauslenkungen aüttreteäg die des G«rubildüüg5prozess empfindlich

störon, darüberhinaus jedoch, auf Grund der verhältnismäßig großen toten Masse aus der Hülse, dem diese Umgeben

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Stanzbüchse, auch wiederum zu hohen Lagerbelastungen führen. Darüberhinaus wird durch derartige Auslenkungen die Abdichtung des Turbinenraumes gegenüber den Lagern erschwert. Schließlich müssen auch die hier verwendeten Schulterkugellager als nachteilig erachtet werden, da sie wegen der unvermeidlichen Toleranzen der Distanzbüchsen als auch der gegeneinander gestellten Lager selbst ein zu hohes axiales Spiel aufweisen, das zu Geräuschen und Materialermüdungen führt. Schließlich setzt auch die Fettschmierung der Lager der Drehzahl Grenzen, da die Lager damit zum Trockenlauf neigen, womit die Lagerkäfig« eines vorzeitigen hohen YsrschleiS uaterworien sind. der zur Zerstörung des Lagers führt, noch ehe die nominelle Lebensdauer - gegeben durct ^i*? Ermüdungsgrenze -erreicht ist.

Desweiteren sind für Offenend-Spinnrotoren auch schon pneumostatische Luftlager vorgeschlagen worden. Mit einer Druckluftversorgung für jedan einzelnen der zahlreichen Spinnrotoren ist eine derartige Maschine jedoch aufwendig. Darüberhinaus sind die tragenden Luftkissen außerordentlich dünn, beispielsweise in der Größenordnung von ο,οοΐ mm, so daß die Lager außerordentlich empfindlich sind für Staubteilchen, die mit dem Luftstrom in die tragende Luftschicht eingeführt werden, was eine außerordentlich saubere Luftquelle erforderlich macht.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine Lagerung der eingangs genannten Art mit billigen Mitteln und unter annehmbaren Bedingungen bezüglich Lebensdauer, Wartungsfreundlichkeit und Garnqualität so auszubilden, daß sie

eine Heraufsetzung der Rotordrehzahl bis auf 50 000 bis 60ο000 min" ermöglicht.

Hierzu kommt es vor allem darauf an, die radialen auslenkungen klein zu halten. Demgemäß ist die genannte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die die Lager aufnehmende Hülse massearm ausgebildet und der Elastomerliörper in zwei verhältnismäßig schmale Abschnitte in der Nähe beider Hülsenenden unterteilt ist.

Weiterhin vermögen zur Lösung der gestellten Aufgabe die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale beizutragen, die wie die vorhergehenden in der nachfο Lgeriden Beschreibung eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert sind.

Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfinöungsgemäße Spinnrotor-Lagerung mitsamt einer schematisch angedeuteten ölzuführung und

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II in Fig.

Die dargestellte Lagerung hat ein Gehäuse 1, das stirnseitig durch einen Deckel 2 abgeschlossen ist. Der Deckel 2 enthält einen mehr oder weniger tangential mündenden Faser zufuhrungskanal 3 und einen zentralen Garnabzugskanai Durch den Faserzuführungskanal 3 werden der kelchförmigen Fasersaamelflache 5 in der sogen» Spinnturbine 6 des Spinnrotors 7 mittels eines Luftstromes lose Fasern zugeführt, die als Garn durch den Kanal 4 abgezogen werden. Das zur Erzeugung des Luftstromes notwendige Druckgefälle wird durch Anschluß des Gehäuses 1 über den Kanal 8 an eine Unterdruckquelle erzeugt. Ebensogut könnte das Druckgefäl-

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le auch durch den Rotor, z.B. mittels radialer Löcher

oder Flügel an der Turbine, hervorgerufen werden. ""

Abgesehen von der Turbine 6 besteht der Rotor 7 im wesentlichen aus einer Welle 9, die turbinenseitig mit einem Rillenkugellager 10 als Führungslager gelagert ist. Auf .__, das andere Wellenende ist eine Antriebsscheibe 11 aufgesetzt, auf der ein Antriebsband 12 aufliegt. In der Nähe dieses Endes ist die Welle 9 in einem führungslosen Rollenlager 13 gelagert. Da ein solches eine höhere statische und dynamische Tragzahl aufweist als ein Kugellager, werden die von dem Band 12 übertragenen Kräfte gut aufgenommen. Die Außenringe 10' und 13' der beiden Lager sind | stramm in eine dünnwandige, in sich steife Leichtmetall- § hülse 14 eingesetzt. |·

Die Hülse 14 ist ihrerseits an ihrem turbinenseitigen En- |" de axial außerhalb des Kugellagers 10 mit einem verhält- || nismäßig schmalen Gummiring 15 in eiser Gehäusebohrung !· 16 abgestützt. Der Ring 15 dient zugleich dazu, das Ein- | dringen von Luft in den unter Unterdruck gehaltenen Tür- % binenraum 17 aus dem die Hülse 14 umgebenden Ringraum 17* zu verhindern. Ein unkontrollierter Lufteintritt in den Turbinenraum 17 würde die Aufrechterhaltung eines geregelten Unterdruckes dort in Frage stellen, aus dem glei- f. chen Grund ist in die Hülse 14 axial außerhalb des Kugel- j| lagers 10 ein hohler Labyrinthdichtungsring 18 eingesetzt, |, dessen Stirnwände mit der Welle 9 einen verhältnismäßig |> engen Ringspalt 19 einschließen. Der Innenraum 18* des ft Labyrinthdichtungsringes 18 bildet einen über radiale & Luftdurchtrittsöffmragen 20 mit dem Ringraum 17* in Verbin- |> dung stehenden Druckausgleichsraum, ||

Durch seine Anordnung nahe der Turbine 6 begrenzt der Gwm-

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miring 15 trotz seiner Weichheit die Auslenkungen des Rotors recht wesentlich. Eine zweite elastische Abstützung in der Gehäusebohrnmg 16 findet die Hülse 14 in Höhe des antriebsseitigen Lagers 13 in Gestalt einzelner über den Umfang verteilter Gummistticke 21, durch deren Zwischenraum zu dem Ringraum 17* atmosphärische Luft Zutritt findet. Diese Luft führt zum einen an den Wälzlagern 10 und 13 einen Druckausgleich herbei, der verhindert, daß Schmiermittel von diesen zu dem unter Unterdruck stehenden Turbinenraum 17 ausgetrieben wird. Gleichzeitig aber bewirkt der durch den turbinenseitigen Ringspalt 19 abfließende Leckluftstrom eine Kühlung der davon bestrichenen Gummielemente 15 und 21 sowie der Hülse 14 mitsamt den darin enthaltenen Lagern.

Die axiale Festlegung des Rotors durch ηar eines der beiden Lager bringt den Vorteil mit sich, daß nur dessen vergleichsweise uüW6Seütlicu6 Toleranzen in das axiale Lager— spiel eingehen, wohingegen die Längentoleranzen der Lagerringe, der Welle 9 und der Hülse 14 ohne Einfluß bleiben. Neben einer Verringerung des Lagergeräusches wird hierdurch die radiale Belastbarkeit auch des Kugellagers 10 verbessert. Durch die zweierlei weit auseinanderliegenden elastischen Abstützungen (Gummiring 15 und Gummistücke 21) kann die radiale Rotor&iaslenkung auf Grund von Unregelmäßigkeiten im Bandlauf und insbesondere bei kritischen Drehzahlen klein gehalten werden, was für einen ungestörten Garnbildungsprozess seiir wichtig ist. Ferner bleiben damit und weil auch die tote Masse der Lagerung, bestehend aus den nicht rotierenden gefederten Teilen, klein ist, die Lagerbelastungen klein.

Allerdings werden durch die hier geschilderten Maßnahmen die kritischen Drehzahlen angehoben. Dies kann durch Ver-

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änderung der Charakteristiken der elastischen Abstützungen zu einem gewissen Grade kompensiert werden. Wenn jedoch etwa zum Spulenwechsel eine niedrige Drehzahl gefahren werden soll, empfiehlt es eich darüberhinaus, die Klasse der Turbine 6, etwa nach Fig. 1 durch außerhalb der strichpunktierten normalen Turbinenkontur vorgesehenes Ballastmaterials 6', zu vergrößern. Damit läßt sich eine erhebliche Absenkung der unteren Grenze des überkritischen Drehzahlbereiches erzielen.

Die so weit beschriebene Lagerung läßt mit Fettschmierung bei praktisch befriedigender Lebensdauer Drehzahlen bis etwa 45.000 min" zu. Noch höhere Drehzahlen lassen sich durch eine ölschmierung erreichen, die auf-Grund des vorausgehend erwähnten Druckausgleiches ohne weiteres möglich ist. Eine solche Ölschmierung kann folgendermaßen verwirklicht sein: In das Gehäuse 1 ist eis über einen Schlauch 22 sit einem Tank 23 verbundenes Hundstück 24 eingeschraubt, in dem ein bis in den Tank reichender Docht 25 endet. Ein Fortsatz 26 des Mundstücks 24 ragt durch eine Bohrung 27 der Hülse 14 hindurch, und der Docht 25 gibt Öl tropfenweise auf die rotierende Welle 9 ab, von wo es zu den beiden Lagern 10 und 13 fließt. Stattdessen könnte der Docht 25 auch bis an die Welle führen. Ein Olschleuderring 28 verhindert, daß Öl bis in den Turbinenraum 17 gelangt.

Bei dieser Art Schmierung richtet sich die zugeführte ölmenge nach dem Dochtquerschnitt und dem Gefälle zwischen dem Tank 23 und der Welle 9. Man hat es damit in der Hand, sie so zu dosieren, daß sie dem tatsächlichen ölbedarf der beiden Lager 10 und 13 entspricht. Da das während eines Stillstands der Maschine weiterfließende öl zu einer Überfüllung der Lager führen kann, sind dem

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Fachmann geläufige Vorkehrungen zu treffen, um dieses überflüssige öl beim Anlassen der Haschine aus der Lagerung herauszuschleudern.

Eine andere Möglichkeit besteht in der Verwendung einer (nicht gezeigten) Zentralschmierung, bei der in einem durch Einstellung an de? Förderpumpe stufenlos wählbaren Zeitabstand ein Druck aufgebaut wird, mit dem die Beaufschlagung eines Dosierkolbens erfolgt. Damit ist sichergestellt, daß die Lager eine vorherbestimmbar^ Ölmenge erhalten.

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1. Lagerung für den Spinnrotor einer Offenend-Spinnvorrichtung, der aus einer Welle mit einer fliegend aufgesetzten Spinnturbine und einer Antriebsscheibe am anderen Wellenende besteht, mit zwei Wälzlagern, die über eine die Lager aufnehmende Hülse und einen die Hülse umgebenden Elastomerkörper in einer Gehäusebohrung abgestützt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (14) massearm ausgebildet und der Elastomerkörper in zwei schmale Abschnitte (15, 21) in der Nähe beider Hülsenenden unterteilt ist, deren turbinenseitiger Abscnnitt (15) axial außerhalb des turbinenseitigen Wälzlagers (10) liegt, und daß an dem die Hülse (14) umgebenden Ringraum (17^f) eine Luftzutrittsöffnung und in der Hülse (14) zwischen dem turbinenseitigen Wälzlager (10) und dem turbinenseitigen Elastomerkörper-Abschnitt (15) eine in den Ttarbinenraum (17) mündende Luftdurchtrittsöffnung (20) vorgesehen ist (Fig. 1).

2. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennze ichnet, daß der turbinenseitige Elastomerkörper-Abschnitt (15) als Dichtring ausgebildet und die Luftzutrittsöffnung in der Nähe des anderen Hülsenendes vorgesehen ist.

3. Lagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennze ich λ et, daß die Luftzutrittsöffnung den turbinenfernen Elastomerkörper-Abschnitt (21) in Form axialer Kanäle durchsetzt (Fig. 2).

4. Lagerung nach Anspruch 3, dadurch gekennze ichnet, daß der turbinenferne Elastomerkörper-Abschnitt (21) aus einzelnen über den Hülsenumfang verteilten Elastomerstücken besteht (Fig. 2).

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5. Lagerung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das turbinenseitige Wälzlager (10) ein Rillenkugellager und das turbinenferne Wälzlager (13) ein axialführungsfreies Rollenlager ist.

6. Lagerung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse der Turbine (6) gegenüber der üblichen, festigkeitsbedingten Masse durch Ballastmaterial (6') vergrößert ist (Fig. 1).

7. Lagerung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem turbinenseitigen Wälzlager (10) und dem Turbinenraum (17) ein mit der Luftdurchtrittsöffnung (20) verbundener, mit dem Turbinenraum (17) über einen Ringspalt (19) kommunizierender Druckausgleichsraum (180 vorgesehen ist (Fig. 1).

S. Lagerung nach Anspruch 7, dadurch gekennze ichnet, daß der Druckausgleichsraum (18¹) von einem in die Hülse (14) eingesetzten, hohlen Labyrinthdichtungsring (18) gebildet wird.

9. Lagerung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wälzlager (10, 13) ölgeschmiert sind.

10. Lagerung nach Anspruch 7 und 9, dadurch gekennzeichnet., daß im Druckausgleichsraum (18^f) ein Ölschleuderring (28) auf der Welle (9) angeordnet ist (Fig. 1).

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