CH694992A5

CH694992A5 - Stuetzscheibe.

Info

Publication number: CH694992A5
Application number: CH01615/01A
Authority: CH
Inventors: Roland Fietz
Original assignee: Freudenberg Carl
Priority date: 2000-09-19
Filing date: 2001-08-30
Publication date: 2005-10-31
Also published as: DE10046525A1; US6530206B2; US20020124547A1; DE10046525C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Stützscheibe für die Lagerung eines Rotors einer Offenend-Spinnmaschine, umfassend einen Nabenring und einen auf dessen Aussenumfang festgelegten Stützring aus polymerem Werkstoff. Stand der Technik

Solche Stützscheiben sind allgemein bekannt, wobei der Nabenring ausschliesslich aus einem metallischen Werkstoff, beispielsweise Aluminium, besteht oder ausschliesslich aus einem nichtmetallischen Werkstoff, beispielsweise einem polymeren Werkstoff.

Der Vorteil eines Nabenrings aus einem metallischen Werkstoff ist in seiner guten Wärmeleitfähigkeit, seiner hohen mechanischen Festigkeit und der guten Verarbeitbarkeit zu sehen. Nachteilig bei derartigen Nabenringen ist das vergleichsweise hohe Gewicht, der daraus resultierende hohe Energiebedarf bei häufig stattfindenden Brems- und Anfahrvorgängen, beispielsweise beim Anspinnen der Offen-end-Spinnmaschine, und der vergleichsweise hohe Preis metallischer Werkstoffe.

Aus dem Stand der Technik sind auch Nabenringe aus polymeren Werkstoffen bekannt. Von Vorteil ist ein Nabenring aus polymerem Werkstoff wegen seines geringen Gewichts sowie der einfachen und preisgünstigen Herstellbarkeit. Nachteilig sind Nabenringe aus polymeren Werkstoffen wegen ihrer, im Vergleich zu metallischen Werkstoffen, wesentlich geringeren Wärmeleitfähigkeit und der geringeren mechanischen Festigkeit. Durch die Relaxation vieler Kunststoffe besteht die Gefahr, dass sich die Presspassung zwischen der Antriebswelle und dem Nabenring mit zunehmender Gebrauchsdauer löst und der Nabenring, bezogen auf die Welle, seine Position verändert. Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stützscheibe der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass die Stützscheibe eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweist, eine ausreichend hohe mechanische Festigkeit, ein geringes Gewicht sowie einfach und kostengünstig herstellbar ist. Durch das geringe Gewicht soll der Energiebedarf bei Brems- und Anfahrvorgängen beim Anspinnen der Offen-end-Spinnmaschine auf ein Minimum reduziert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die abhängigen Ansprüche Bezug.

Zur Lösung der Aufgabe ist es vorgesehen, dass der Nabenring als Verbundteil ausgebildet ist und aus zumindest zwei unterschiedlichen Werkstoffen besteht. Die vorteilhaften Eigenschaften eines jeden Werkstoffs werden dadurch optimal für Teilbereiche der zu lösenden Aufgabe genutzt. Nachteilige Eigenschaften des jeweiligen Werkstoffs haben keinen nachteiligen Einfluss auf die Gebrauchseigenschaften der Stützscheibe, sondern werden durch die positiven Eigenschaften des jeweils anderen Werkstoffs kompensiert.

Gemäss einer vorteilhaften Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass der Nabenring aus einem metallischen und einem polymeren Werkstoff besteht, die kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden sind. Bei einer solchen Materialwahl ist von Vorteil, dass der metallische Werkstoff eine gute Wärmeleitfähigkeit und eine hohe mechanische Festigkeit sowie eine gute Verarbeitbarkeit bedingt, während der polymere Werkstoff zum geringen Gewicht der Stützscheibe und zu deren kostengünstigen Fertigung massgeblich beiträgt. In diesem Fall kann der metallische Anteil des Nabenrings auf das technisch minimal Notwendige reduziert werden.

Durch die Kombination von metallischen und polymeren Werkstoffen bringt jeder der Werkstoffe nur seine vorteilhaften Eigenschaften ein, so dass der Nabenring insgesamt sowohl im Hinblick auf seine Gebrauchseigenschaften als auch im Hinblick auf eine wirtschaftliche Herstellbarkeit optimiert ist.

Der Nabenring kann durch eine Scheibe aus einem metallischen Werkstoff gebildet sein, die zumindest teilweise von zumindest einem Kunststoffkörper überdeckt ist. Bevorzugt ist die Scheibe als Aluminiumscheibe ausgebildet. Die Aluminiumscheibe bewirkt eine gute Wärmeleitfähigkeit aus dem Stützring, auf dem der Rotor läuft, an die Umgebung und eine ausreichende mechanische Festigkeit des Nabenrings. Da die Grösse der Aluminiumscheibe auf das technisch minimal Notwendige reduziert ist, der Rest des Nabenrings demgegenüber durch den Kunststoffkörper gebildet ist, weist der Stützring insgesamt nur ein geringes Gewicht auf und ist einfach und kostengünstig herstellbar.

Der Kunststoffkörper wird verwendet, um beispielsweise eine ausreichend grosse Fläche zur Befestigung des Stützrings zu erhalten und/oder eine genügend grosse Auflage für die Presspassung, mit der der Nabenring auf die Welle oder einen Lagerzapfen auf der Welle aufgepresst ist. Die Aluminiumscheibe kann zwischen 0,5 und 6 mm, bevorzugt 3 mm dick sein.

Der Aussenumfang des Kunststoffkörpers und der Innenumfang des Stützrings können kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden sein. Als besonders vorteilhaft hat es sich bewährt, wenn der Kunststoffkörper und der Stützring kraft- und formschlüssig miteinander verbunden sind. Dabei kann es vorgesehen sein, dass in einem ersten Verfahrensschritt zunächst die Aluminiumscheibe mit dem polymeren Werkstoff des Kunststoffteils umspritzt wird, um dadurch den Nabenring zu erzeugen. In einem weiteren, zweiten Verfahrensschritt wird der polymere Werkstoff des Stützrings, beispielsweise ebenfalls im Spritzgussverfahren, auf den komplettierten Nabenring aufgebracht. Neben dem Spritzgussverfahren kann der Stützring beispielsweise auch aufgepresst oder aufgegossen werden.

Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, ein Zwei-Komponenten-Spritzgiessverfahren einzusetzen, wobei grundsätzlich beim Spritzgussverfahren die gleiche Maschine zur Herstellung des Nabenrings und des Stützrings verwendet wird. Der Nabenring kann beispielsweise aus einem Thermoplast, der Stützring demgegenüber aus einem thermoplastischen Poly-urethan bestehen. Bei einem solchen Verfahren sind die Investitionskosten in Fertigungseinrichtungen nur sehr gering.

Durch die Verfahrensschritte, wonach die Aluscheibe, die beispielsweise gestanzt ist, zunächst mit Kunststoff umspritzt wird, zur Erzeugung des Nabenrings, wobei der Nabenring anschliessend vom Werkstoff des Stützrings umspritzt wird, ist von Vorteil, dass mit jedem Arbeitsschritt die Festigkeit des bearbeiteten Werkstoffs geringer wird. Die Vorteile liegen im Handling; da das jeweils härtere Vorprodukt stabilisierend wirkt, ist das Produkt zu jedem Zeitpunkt der Herstellung gut zu handhaben. Im Gegensatz dazu wäre die Handhabung bei umgekehrter Reihenfolge wesentlich schwieriger, wenn beispielsweise mit einem weichen Stützring gearbeitet werden müsste.

Da der Kunststoff des Nabenrings im Vergleich zum Material des Stützrings sehr hart und fest ist und bei höheren Temperaturen schmilzt, ist es möglich, die Kunststoffbereiche des Nabenrings sehr massgenau herzustellen und gut zu handhaben. Diese Massgenauigkeit wird auch durch das heiss aufgespritzte, aber niedriger schmelzende Material des Stützrings nicht negativ beeinflusst. Da sowohl die Aluscheibe, insbesondere dann, wenn sie gestanzt ist, sehr kostengünstig herstellbar ist, als auch der Kunststoff für den Nabenring, der im Vergleich zum Kunststoff, aus dem der Stützring besteht, ebenfalls günstig ist, ist für den Hersteller die Kapitalbindung durch Halbfertigprodukte relativ gering.

Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Aluminiumscheibe in einem ersten Verfahrensschritt mit dem polymeren Werkstoff des Stützrings zu umspritzen und anschliessend, in einem zweiten Verfahrensschritt, die unterstützenden Geometrien aus dem harten Kunststoff, z.B. im Spritzgiessverfahren, an die vormontierte Einheit, bestehend aus der Aluminiumscheibe und dem Stützring, anzuspritzen. Da der härtere Kunststoff für den Nabenring erst bei höheren Temperaturen schmilzt, als das Material, aus dem der Stützring besteht, kann es bei entsprechender Kunststoffauswahl zum Verschmelzen des Nabenring-Kunststoffs mit dem Stützringmaterial und somit zu einer guten Bindung zwischen den beiden Materialien kommen. Als Werkstoff kommt beispielsweise glasfaserverstärktes Polyurethan in Betracht.

Die Überdeckung der Aluminiumscheibe mit dem Kunststoffkörper erfolgt nur in den Teilbereichen, in denen dies auch technisch erforderlich ist.

Der Aussenumfang des Kunststoffkörpers und der Innenumfang des Stützrings können kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden sein. Durch eine solche Ausgestaltung wird zusätzlich zu einer mechanischen Verkrallung des Stützrings mit der Aluminiumscheibe eine Verkrallung des Stützrings mit dem Kunststoffkörper bewirkt. Dadurch ergibt sich eine ausgezeichnete Festigkeit zwischen dem Nabenring und dem Stützring auch während einer langen Gebrauchsdauer bei hohen Drehzahlen der Stützscheibe unter hoher Last. Auch bei einer grossen Walkarbeit des Stützrings wird die Wärme zügig mittels der Aluminiumscheibe an die Umgebung abgeführt und ein Ablösen des Stützrings vom Nabenring daher zuverlässig vermieden.

Zur Erzielung einer kraft- und formschlüssigen Verbindung kann es vorgesehen sein, dass der Aussenumfang des Kunststoffkörpers mit zumindest einer umfangsseitig umlaufenden Hinterschneidung versehen ist, in die zumindest ein kongruent gestalteter Vorsprung des Stützrings eingreift. Der Aussenumfang des Kunststoffkörpers kann beispielsweise im Wesentlichen schwalbenschwanzförmig hinterschnitten sein, wobei die schwalbenschwanzförmigen Hinterschneidungen vollständig mit polymerem Werkstoff des Stützrings ausgefüllt sind.

Im Hinblick auf eine einfache und kostengünstige Herstellbarkeit des Nabenrings ist die Aluminiumscheibe bevorzugt durch zwei ebene Stirnseiten begrenzt.

Dadurch, dass die Stirnseiten eben sind, kann die Aluminiumscheibe als Stanzteil ausgebildet sein. Die Herstellung des Nabenrings ist dadurch einfach und kostengünstig möglich.

Der Kunststoffkörper ist bevorzugt als Spritzgiessteil ausgebildet und wird, zur Herstellung des Nabenrings, unmittelbar an die Aluminiumscheibe angespritzt. Dadurch, dass der Aluminium-Anteil am Nabenring im Vergleich zu einem Nabenring, der vollständig aus Aluminium besteht, vergleichsweise gering ist, weist der Nabenring der erfindungsgemässen Stützscheibe ein geringes Gewicht auf und auch die Herstellkosten sind, durch den geringen Aluminium-Anteil, wesentlich reduziert.

Die Aluminiumscheibe und der Kunststoffkörper weisen bevorzugt einen im Wesentlichen übereinstimmenden Wärmeausdehnungskoeffizienten auf. Als polymere Werkstoffe für den Kunststoffkörper gelangen bevorzugt PBTP (Polybutylenterephthalat), PETP (Polyethylenterephthalat), PE (Polyethylen), PA (Polyamid), RTPU (Reinforced Thermoplastisches Polyurethan), PP (Polypropylen), PC (Polycarbonat), ABS (Acrylnitril Butadienstyrol) und weitere Kunststoffe mit ähnlichem Schmelzbereich und ähnlichen physikalischen Eigenschaften zur Anwendung. Um einen ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten wie das umspritzte Metallteil zu erreichen, hat der Kunststoff einen Glasfaser-, Kohlefaser-, Aramidfaser-Anteil oder alternative Faserverstärkungsmaterialien zwischen 15 und 60%, bevorzugt 30%.

Diese Werkstoffe weisen jeweils einen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf, der im Wesentlichen dem Wärmeausdehnungskoeffizient von Aluminium entspricht. Dadurch, dass während der bestimmungsgemässen Verwendung der Stützscheibe unterschiedliche Wärmedehnungen zwischen der Aluminiumscheibe und dem Kunststoffkörper vermieden werden, entstehen keinerlei Spannungen im Bereich der Verbindung der beiden Werkstoffe, so dass ein Ablösen der Werkstoffe voneinander während des Gebrauchs der Stützscheibe zuverlässig ausgeschlossen ist. Unabhängig von der entstehenden Wärme weist die erfindungsgemässe Stützscheibe trotz ihres geringen Gewichtes und der unterschiedlichen Werkstoffe, aus denen der Nabenring besteht, ausgezeichnete Rundlaufeigenschaften auf.

Wegen des geringen Gewichts wirken sich fertigungsbedingte Toleranzen und Unwuchten bei einer leichten Stützscheibe wesentlich geringer aus als bei Stützscheiben mit einem vollmetallischen Nabenring.

Gemäss einer vorteilhaften Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass der Stützring - im Längsschnitt betrachtet - einen im Wesentlichen balligen Aussenumfang aufweist. Eine solche Ausgestaltung führt zu einem definierten Kraftfluss in dem als Verbundteil ausgelegten Nabenring. Durch eine leichte Balligkeit wird die grösste Belastung des Stützrings definiert im mittleren Bereich des Stützrings erzeugt, wodurch die seitlichen, unterstützenden Kunststoffbereiche des Nabenrings entlastet werden. Der Kraftfluss wird somit definiert über den mittleren Bereich, die Aluminiumscheibe auf den Lagerzapfen gebracht. Weiterhin wird definiert der Bereich der grössten Walkarbeit und somit der grössten Wärmeentwicklung im mittleren Bereich erzeugt; für eine gute Wärmeableitung durch die Aluminiumscheibe ist dadurch gesorgt.

Als besonders vorteilhaft hat es sich bewährt, wenn die Aluminiumscheibe eine zentrale Ausnehmung aufweist, die radial aussenseitig auf einem ersten Teilkreis von gleichmässig in Umfangsrichtung verteilten ersten Bohrungen umschlossen ist, wobei die ersten Bohrungen die zentrale Ausnehmung in radialer Richtung unmittelbar anschliessend umschliessen, wobei auf einem zweiten Teilkreis im Bereich des Aussenumfangs der Aluminiumscheibe gleichmässig in Umfangsrichtung verteilt Durchbrechungen angeordnet sind, wobei in radialer Richtung im Wesentlichen mittig zwischen der Begrenzung der Durchbrechungen und dem Aussenumfang der Aluminiumscheibe zweite Bohrungen angeordnet sind und wobei die ersten Bohrungen und die Durchbrechungen jeweils vom Werkstoff des Kunststoffkörpers und die zweiten Bohrungen vom Werkstoff des Stützrings durchdrungen sind.

Die zweiten Bohrungen sind dabei auf einem dritten Teilkreis angeordnet, der dem Aussenumfang der Aluminiumscheibe in radialer Richtung am Nächsten benachbart ist. Die ersten Bohrungen, die Durchbrechungen und die zweiten Bohrungen, wobei diese jeweils von polymerem Werkstoff durchdrungen sind, bewirken eine ausgezeichnete Ver krallung der aneinander festgelegten Teile des als Verbundteil ausgebildeten Nabenrings.

Die zentrale Ausnehmung der Aluminiumscheibe kann in axialer Richtung beiderseits in den Kunststoffkörper verlängert sein. Dadurch, dass der Nabenring mit seiner zentralen Ausnehmung durch eine Presspassung auf der Welle gehalten ist, ist es erforderlich, die spezifische Flächenpressung zwischen dem Nabenring und der Welle derart auszulegen, dass einerseits eine sichere Verbindung zwischen den Teilen besteht und andererseits die Werkstoffe der aneinander festgelegten Teile nicht überbeansprucht werden. Allein durch die zentrale Ausnehmung der bevorzugt 0,5 bis 6 mm dicken Aluminiumscheibe ist eine zufriedenstellende Presspassung zwischen der Welle und der Stützscheibe nicht zu erreichen.

Deshalb schliesst sich in axialer Richtung beiderseits der Aluminiumscheibe der Kunststoffkörper 5 an, wodurch die zentrale Ausnehmung des Nabenrings in axialer Richtung verlängert ist. Kurzbeschreibung der Zeichnungen

In den Fig. 1 bis 9 sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Stützscheibe gezeigt und im Folgenden näher beschrieben. Diese zeigen jeweils in schematischer Darstellung: Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Stützscheibe in längsgeschnittener Darstellung, Fig. 2 eine Ansicht einer Aluminiumscheibe, die im Nabenring aus Fig. 1 zur Anwendung gelangt, Fig. 3 einen Längsschnitt der Aluminiumscheibe aus Fig. 2, Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Aluminiumscheibe, die, bezogen auf die Aluminiumscheibe aus Fig. 2, im Bereich ihres Aussenumfangs abweichend gestaltet ist, Fig. 5 einen Längsschnitt der Aluminiumscheibe aus Fig. 4, Fig. 6 einen Längsschnitt eines Nabenrings für eine Stützscheibe, Fig. 7 einen vergrösserten Ausschnitt aus Fig. 6, Fig.

8 eine Stützscheibe mit einem Nabenring, wobei der Nabenring zwei Aluminiumteile umfasst, Fig. 9 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Stützscheibe, bei der der Stützring mit einem balligen Aussenumfang versehen ist, Fig. 10 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Stützscheibe in längsgeschnittener Darstellung, Fig. 11 eine Seitenansicht der Stützscheibe aus Fig. 10 und Fig. 12 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Stützscheibe mit abweichend gestaltetem Nabenring. Ausführung der Erfindung

In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Stützscheibe gezeigt. Die Stützscheibe gelangt zur Lagerung eines Rotors einer Offenend-Spinnmaschine zur Anwendung und umfasst einen Nabenring 1, wobei auf dem Aussenumfang 2 des Nabenrings 1 ein Stützring 3 aus polymerem Werkstoff festgelegt ist. Der Nabenring 1 ist als Verbundteil ausgebildet und umfasst in diesem Ausführungsbeispiel eine Aluminiumscheibe 4 und einen Kunststoffkörper 5. Durch die Kombination der Aluminiumscheibe 4 mit dem Kunststoffkörper 5 wird eine Optimierung hinsichtlich des Gewichts und der Herstellungskosten des Nabenrings und damit der Stützscheibe erreicht.

Der Kunststoffkörper 5 ist im Spritzgiessverfahren auf die Oberfläche der Aluminiumscheibe aufgebracht und mit dieser durch eine mechanische Verkrallung und eine adhesive Verbindung form- und kraftschlüssig verbunden.

Eine ebensolche kraft- und formschlüssige Verbindung besteht zwischen dem Aussenumfang 6 des Kunststoffkörpers 5 und dem Innenumfang 7 des Stützrings 3, wobei der Stützring 3 auch mit der Aluminiumscheibe kraft- und formschlüssig verbunden ist.

In Fig. 2 ist die Aluminiumscheibe 4 des Nabenrings 1 in einer Ansicht gezeigt. Die Aluminiumscheibe 4 ist durch zwei ebene Stirnseiten 10, 11 begrenzt und als Stanzteil ausgebildet. Die zentrale Ausnehmung 12 der Aluminiumscheibe 4 ist während der bestimmungsgemässen Verwendung von dem Lagerzapfen des Wälzlagers durchdrungen. Radial aussenseitig der Ausnehmung 12 sind erste Bohrungen 14 auf einem ersten Teilkreis 13 angeordnet, die ebenso, wie die Durchbrechungen 17, die auf einem zweiten Teilkreis 15 angeordnet sind, vom polymeren Werkstoff des Kunststoffkörpers 5 durchdrungen sind, um eine kraft- und formschlüssige Verbindung zu erzielen. Die zweiten Bohrungen 19, die auf einem dritten, äusseren Teilkreis 20 angeordnet sind, sind im Vergleich zum Durchmesser der ersten Bohrungen und/oder der Durchbrechungen kleiner ausgebildet.

Die zweiten Bohrungen 19 sind zur Verkrallung des Nabenrings 1 mit den Stützring 3 vom Werkstoff des Stützrings 3 durchdrungen. Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Aluminiumscheibe 43 mm dick.

In Fig. 3 ist die Aluminiumscheibe 4 aus Fig. 2 in längsgeschnittener Darstellung gezeigt. Die Durchmesser der ersten Bohrungen 14 und der Durchbrechungen 17 sind dabei im Wesentlichen gleich, wobei das Verhältnis aus dem Durchmesser der ersten Bohrungen 14 oder der Durchbrechungen 17 zum Durchmesser der zweiten Bohrungen 19 im Wesentlichen zwei beträgt.

In Fig. 4 ist eine Aluminiumscheibe 4 gezeigt, die im Bereich ihres Aussenumfangs 16 abweichend von der Aluminiumscheibe 4 aus Fig. 2 gestaltet ist. Radial aussenseitig ist die Aluminiumscheibe 4 mit - im Querschnitt betrachtet - im Wesentlichen schwalbenschwanzförmigen Durchbrechungen 21 versehen. Entscheidend ist dabei, dass der radial äussere Öffnungsquerschnitt im Vergleich zum Nutgrund der Durchbrechungen vergleichsweise kleiner ist und sich dadurch eine Hinterschneidung ergibt. Im Anschluss an das Umspritzen des Aussenumfangs 16 der Aluminiumscheibe 4 mit dem Stützring 3 sind die schwalbenschwanzförmigen Durchbrechungen 21 vollständig vom Werkstoff des Stützrings 3 ausgefüllt. Der Stützring 3 und die Aluminiumscheibe 4 sind sehr haltbar miteinander verbunden.

Die Abmessung der schwalbenschwanzförmigen Durchbrechungen 21 unterscheiden sich nicht wesentlich von den Abmessungen der zweiten Bohrungen 19 der Aluminiumscheibe 4 aus Fig. 2.

In Fig. 6 ist ein Ausführungsbeispiel eines vollständigen Nabenrings 1 gezeigt. Der Nabenring 1 besteht aus der Aluminiumscheibe 4 und dem Kunststoffkörper 5, die miteinander verbunden sind. Die Aluminiumscheibe 4 entspricht der Aluminiumscheibe 4 aus Fig. 2, wobei der Kunststoffkörper 5 an die Aluminiumscheibe 4 angespritzt ist. Im Bereich seines Aussenumfangs 6 weist der Kunststoffkörper 5 Hinterschneidungen auf, in die Vorsprünge 9 des Stützrings eingreifen. Die Verbindung zwischen dem Stützring 3 und dem Aussenumfang 6 des Kunststoffkörpers 5 ist kraft- und formschlüssig, da der polymere Werkstoff des Stützrings an den hier dargestellten Nabenring 1 angespritzt ist. In Fig. 6 ist gezeigt, dass die ersten Bohrungen 14 und die Durchbrechungen 17 vom polymeren Werkstoff des Kunststoffkörpers 5 durchdrungen sind.

Ausserdem ist gezeigt, dass sich die zentrale Ausnehmung 12 der Aluminiumscheibe 4 in axialer Richtung beiderseits in den Kunststoffkörper 5 fortsetzt, so dass sich eine vergleichsweise breite Auflagefläche für die Presspassung zwischen dem Nabenring 1 und dem die zentrale Ausnehmung 12 durchdringenden Maschinenelement, beispielsweise einem Lagerzapfen, ergibt. In axialer Richtung mittig betrachtet, ist die zentrale Ausnehmung 12 vom Aluminium der Aluminiumscheibe 4 begrenzt. In axialer Richtung beiderseits schliesst sich an die Aluminiumscheibe der Kunststoffkörper 5 an, wobei auch der Kunststoffkörper die zentrale Ausnehmung 12 aussenumfangsseitig begrenzt.

Durch die axial an die zentrale Ausnehmung 12 der Aluminiumscheibe angrenzenden Bereiche des Kunststoffkörpers 5 ergibt sich beim Einpressen der Stützscheibe auf eine Welle eine Schmierwirkung, so dass der Lagerzapfen ausgezeichnet eingepresst werden kann. Durch das Kunststoffmaterial axial beiderseits der Aluminiumscheibe 4 kann auf ein Befetten der Begrenzungswandung der zentralen Ausnehmung 12 mit Montagefett vollständig verzichtet werden. Dadurch, dass es keiner Schmierung während der Montage bedarf, ist die Montage wesentlich einfacher durchführbar.

In Fig. 7 ist das Einzelteil x aus Fig. 6 vergrössert gezeigt. Die Verkrallung zwischen dem Aussenumfang 6 des Kunststoffkörpers 5 und dem später daran angespritzten Stützring 3 ist im Wesentlichen LAMBDA -förmig, wobei der polymere Werkstoff des Stützrings auch die zweiten Bohrungen 19 durchdringt, die im Bereich des Aussenumfangs 16 der Aluminiumscheibe 4 angeordnet sind. Dadurch, dass sich die Aluminiumscheibe 4 in radialer Richtung fast bis an die Lauffläche des Stützrings erstreckt, ist eine ausgezeichnete Wärmeabfuhr aus dem Belag des Stützrings an die Umgebung gewährleistet und die Stützscheibe weist dadurch insgesamt gleichbleibend gute Gebrauchseigenschaften während einer langen Gebrauchsdauer auf.

Der Wärmeausdehnungskoeffizient der Aluminiumscheibe 4 und des Kunststoffkörpers 5 ist im Wesentlichen gleich.

In Fig. 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Stützscheibe gezeigt, wobei zusätzlich zu der Aluminiumscheibe 4, wie zuvor bereits beschrieben, ein weiteres Einlegeteil 22 vorgesehen ist, das vom polymeren Werkstoff des Kunststoffkörpers 5 umspritzt ist, ebenfalls aus Aluminium besteht und mittels einer Presspassung auf dem Rotor der Offen-end-Spinnmaschine aufgepresst ist. Im radial äusseren Bereich des Nabenrings könnte beispielsweise ein Material verwendet werden, das eine im Vergleich zu Aluminium bessere Wärme leitfähigkeit besitzt, z.B. Kupfer. Das Kupfer sollte aus Kosten- und/oder Gewichtsgründen jedoch vom Volumen so gering wie möglich gehalten werden. Im radial inneren Bereich könnte eine sehr kostengünstige Buchse aus einem metallischen Werkstoff verwendet werden, der keine besondere Wärmeleitfähigkeit aufweisen muss.

Gute Passungseigenschaften sind hier jedoch gefordert, zur Befestigung der Stützscheibe auf einer Welle. Die radial innere Buchse kann beispielsweise aus Stahl bestehen.

In Fig. 9 ist der Aussenumfang einer Stützscheibe gezeigt. Der Aussenumfang 16 der Aluminiumscheibe 4 ist vom polymeren Werkstoff des Stützrings 3 umschlossen, um eine gute Wärmeabfuhr zu ermöglichen. Axial beiderseits der Aluminiumscheibe 4 im Bereich der beiden Stirnseiten 10, 11 ist der Kunststoffkörper 5 angeordnet, der gleichzeitig im Bereich seines Aussenumfangs eine Anbindungs- und Stützfläche für den Innenumfang des Stützrings 3 bildet.

Der Stützring 3 ist - im Längsschnitt betrachtet - mit einem balligen Aussenumfang versehen.

In Fig. 10 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, ähnlich dem Ausführungsbeispiel aus Fig.1, wobei der Kunststoffkörper im Bereich seiner beiden axialen Stirnseiten 23, 24 jeweils eine Verrippung 25 aufweist und wobei sich die einzelnen Rippen 26 der Verrippung 25 jeweils in radialer Richtung erstrecken, um einen möglichst guten Wärmetransport von der erhitzten Aluminiumscheibe 4 an die Umgebung zu ermöglichen. Lediglich die Rippen 26 berühren die Stirnseiten 10, 11 der Aluminiumscheibe 4 anliegend. Die Rippen 26 führen während der bestimmungsgemässen Verwendung der Stützscheibe zu weiteren Luftverwirbelungen und dadurch zu einem Ventilator-ähnlichen Kühleffekt.

In Fig. 11 ist eine Seitenansicht der Stützscheibe aus Fig. 10 gezeigt.

In Fig. 12 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Stützscheibe gezeigt. Das Metallteil des Nabenrings 1 erstreckt sich wellenförmig radial nach aus-sen, wobei dieses Einlegeteil in einem Vliespress-, Druckguss- oder Zieh-, Biege- oder alternativen Umformverfahren hergestellt ist. Durch ein solches Einlegeteil ist von Vorteil, dass die Begrenzungswandung der zentralen Ausnehmung 12 für eine Presspassung den richtigen Bohrungsdurchmesser aufweist und zu einem Grossteil metallisch ausgeführt ist. Als kostengünstiger Werkstoff kommt beispielsweise Stahlblech in Betracht.

Claims

1. Stützscheibe für die Lagerung eines Rotors einer Offenend-Spinnmaschine, umfassend einen Nabenring und einen auf dessen Aussenumfang festgelegten Stützring aus polymerem Werkstoff, dadurch gekennzeichnet, dass der Nabenring (1) als Verbundteil ausgebildet ist und aus zumindest zwei unterschiedlichen Werkstoffen besteht.

2. Stützscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Nabenring (1) aus einem metallischen und einem polymeren Werkstoff besteht, die kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden sind.

3. Stützscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Nabenring (1) durch eine Scheibe aus metallischem Werkstoff (4) gebildet ist, die zumindest teilweise von zumindest einem Kunststoffkörper (5) überdeckt ist.

4.

Stützscheibe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe als Aluminiumscheibe (4) ausgebildet.

5. Stützscheibe nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenumfang (6) des Kunststoffkörpers (5) und der Innenumfang (7) des Stützrings (3) kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden sind.

6. Stützscheibe nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenumfang (6) des Kunststoffkörpers (5) mit zumindest einer umfangsseitig umlaufenden Hinterschneidung (8) versehen ist, in die zumindest ein kongruent gestalteter Vorsprung (9) des Stützrings eingreift.

7. Stützscheibe nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumscheibe (4) durch zwei ebene Stirnseiten (10, 11) begrenzt ist.

8.

Stützscheibe nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumscheibe (4) als Stanz- und der Kunststoffkörper (5) als Spritzgiessteil ausgebildet sind.

9. Stützscheibe nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumscheibe (4) und der Kunststoffkörper (5) einen im Wesentlichen übereinstimmenden Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen.

10. Stützscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützring (3) -im Längsschnitt betrachtet - einen im Wesentlichen balligen Aussenumfang (2) aufweist.

11.

Stützscheibe nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumscheibe (4) eine zentrale Ausnehmung (12) aufweist, die radial aussenseitig auf einem ersten Teilkreis (13) von gleichmässig in Umfangsrichtung verteilten ersten Bohrungen (14) umschlossen ist, wobei die ersten Bohrungen (14) die zentrale Ausnehmung (12) in radialer Richtung unmittelbar anschliessend umschliessen, dass auf einem zweiten Teilkreis (15) im Bereich des Aussenumfangs (16) der Aluminium- scheibe 4 gleichmässig in Umfangsrichtung verteilte Durchbrechungen (17) angeordnet sind, wobei in radialer Richtung im Wesentlichen mittig zwischen der Begrenzung (18) der Durchbrechungen (17) und dem Aussenumfang (16) der Aluminiumscheibe (4) zweite Bohrungen (19) angeordnet sind und dass die ersten Bohrungen (14) und die Durchbrechungen (17)

jeweils vom Werkstoff des Kunststoffkörpers und die zweiten Bohrungen (19) vom Werkstoff des Stützrings (3) durchdrungen sind.

12. Stützscheibe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Ausnehmung (12) der Aluminiumscheibe (4) in axialer Richtung beiderseits in den Kunststoffkörper (5) verlängert ist.