DE2533804C3

DE2533804C3 - Lager für den Rotor einer OE-Spinnmaschine

Info

Publication number: DE2533804C3
Application number: DE2533804A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr.-Ing. Quandt; Werner Ing.(Grad.) Ries
Original assignee: Teldix GmbH
Current assignee: Rockwell Collins Deutschland GmbH
Priority date: 1975-07-29
Filing date: 1975-07-29
Publication date: 1978-10-19
Also published as: CS189780B2; IN146411B; US4093323A; GB1553374A; JPS5218932A; DE2533804A1; PL118146B1; JPS5414216B2; DE2533804B2; CH597380A5; BR7604741A

Description

Ringfläche größer als der Durchmesser der dort vorgesehenen Dralldichtung, so daß das aus dem Ringspalt austretende Schmiermittel durch den Rotor zu der Ringfläche geschleudert wird und von der Dralldichtung ferngehalten wird. Um eine gute Zirkulation des Schmiermittels innerhalb des Gehäuses und damit eine ausreichende Schmiermittelversorgung der Gleitlagerflächen zu erhalten, ist es vorteilhaft, in der Trägerbuchse Axialbohrungen anzuordnen. Falls die Anordnung unu das Gehäuse samt Rotor elastisch in einem Stator angeordnet sind, ist es zweckmäßig, zur Drehsicherung einen Stift in dem Gehäuse anzuordnen, welcher in einer Axialnut des Stators geführt ist. Darüber hinaus hat es fich als vorteilhaft erwiesen, sowohl das Axialgleitlager als auch das Radialgleitlager als bekannte Mehrflächengleitlager auszubilden, damit auch bei hohen Drehzahlen immer eine ausreichende Schmierung der Lagerflächen sowie eine große Stabilität gewährleistet wird. Somit ist eine einfache und kostengünstige Anordnung geschaffen, welche sich durch eine überraschend große Funktionssicherheit auszeichnet. Die Schmiermittelzufuhr erfolpt hierbei durch eine Axialbohrung und durch Radialbohrungen des Schafts. Weiterhin ist für einen im wesentlichen horizontal angeordneten Schaft in der Trägerbuchse eine radial von unten zum Schaftende hin verlaufende Radialbohrung zur Schmiermittelzufuhr vorgesehen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der F i g. 1 und 2 erläutert. Es zeigt

Fig. 1 — einen Längsschnitt durch ein kombiniertes Axial-Radialgleitlager für den Rotor einer Spinnmaschine,

Fig.2 — einen Längsschnitt wie Fig. I.zur radialen Lagerung ist hier ein Mehrflächengleitlager vorgesehen.

Gemäß Fig. 1 ist ein Rotor 1 einer Offenend-Spinnmaschine mit einem Rotorsehaft 2 um eine Drehachse 3 gelagert, wobei der Rotorsehaft in eine Gleitlagerbuchse 4 aus Sintermetall hineinragt. Mit dem Rotor 1 und mit dem Rotorsehaft 2 ist ein Ring 6 drehfest verbunden. Eine Stirnfläche 7 des genannten Ringes liegt an einer Stirnfläche 8 der Leitlagerbuchse 4 an, so daß das derart ausgebildete Axialgleitlager in einfacher Weise mit dem obengenannten Radialgleitlager kombiniert ist. Die Gleillagerbuchse 4 befindet sich innerhalb einer Trägerbuchse 10. in welche auch der Ring 6 hineinragt. Der AußerHurchmrsser des Ringes Ί ist etwas kleiner als der Innendurchmesser der Trägerbuchse 10. so daß ein zur Drehachse 3 konzentrischer Ringspalt 11 vorhanden ist. Die Trägerbuchse 10 ist in einer Aufnahmebuchse 12 angeordnet, welche im Bereich des vorderen dem Rotor zugewandten Ende im Bereich des Ringes 6 eine konische Ringfläche 15 aufweist. An der Ringfläche 15 wird das aus dem Ringspalt austretende Schmiermittel gesammelt und gelangt zu einem Schmiermiltelspeiciier 16. welcher aus FiI/ oder Docht besteht Die Aufnahme-. Träger- sowie Lagerbuchse sind innerhalb eines Gehäuses 18 angeordnet, welches auf der hinteren, vom Rotor abgewandten Seite abgeschlossen ist und dort einen weiteren Schmiermit telspeicher 19 aufweist Die Trägerbuchse ist mit ho mehreren axial verlaufenden Bohrungen 20 versehen, die mit Docht oder Filz ausgefüllt sind, um einen Schmiermittelfluß Vom Schmiermittelspeicher 16 zum Speicher 19 zu ermöglichen. Zum Aufrechterhallen einer guten Schmiermittelzufuhr zur Gleitlagerbuchse 4 &i sind an der Innenfläche der Trägerbuchse von hinten her mehrere Sackbohrungen 21 angeordnet. An die konische Ringfläche 15 schließt sich nach vorn ein Ansatz 23 der Trägerbuchse an, wobei dort der Rotor eine gewindeähnliche Schmiermittel rückfördernde Dichtung 24 aufweist. Es ist ein weiterer Ringspalt 25 zwischen Rotor und Außenfläche des Ansatzes 23 vorgesehen, so daß auf diese Weise eine berührungsfreie Abdichtung der Lagerung vorhanden isu Hierbei ist von entscheidender Bedeutung, daß der Durchmesser der konischen Ringfläche 15 größer ist als der Durchmesser der Dichtung 24. Eine Alternativlösung ist der Einfachheit halber im unteren Teil von Fig. 1 dargestellt, wo der Innendurchmesser eines Ansatzes 23a etwa gleich groß ist wie der Innendurchmesser der Trägerbuchse 10a. Hierbei sind die Gewindegänge einer rückfördernden Dichtung nicht auf dem Rotor, sondern auf den Innenflächen des Ansatzes 23a sowie der Trägerbuchse 10a angeordnet Die gesamte Lagerung und damit auch der Rotor ist mit Ringen 27 aus elastischem Material in einem Stator 28 nachgiebig angeordnet. Zur Drehsicherung ist ein Stift 29 vorgesehen, welcher in radial gerichteten Bohrungen der Trägerbuchse, Aufnahmebuchs., sowie des Gehäuses angeordnet ist, und dessen freies Ende in eine Axialnut 30 des Stators eingreift.

Der Rotor ist mit einem topfförmigen Teil 31 versehen, welches den Stator 28 umgibt und auf der Innenseite mit Permanentmagneten 32 versehen ist. Die genannten Permanentmagnete bilden zusammen mit einer elektrischen Wicklung 33 des Stators einen elektrischen Antriebsmotor, welcher in bekannter Weise nach Art eines bürstenlosen Gleichstrommotors betrieben wird. Die Festlegung des Rotors in axialer Richtung erfolgt während des Betriebes aufgrund des im Bereich der Rotorrückseite 34 sich bildenden Unterdruckes mit den Stirnflächen 7, 8 des Ringes 6 und der Gleitlagerbuchse 4. Damit jedoch beim Stillstand der Rotor nicht herausfallen kann, ist zur axialen Sicherung das Schaftende mit einer Ringnut 35 versehen, in welche ein Federelement 36 eingreift. Das Federelement ist seinerseits in Schlitzen 37 der Trägerbuchse 10 angeordnet.

F i g. 2 zeigt eine ähnliche Anordnung wie oben bereits beschrieben, jedoch ist zur radialen Lagerung ein Mehrflächengleitlager vorgesehen. Derartige Mehrflächengleitlager weisen zwischen Lagerbuchse und Welle bekanntlich mehrere, beispielsweise 3 Keilspalf auf. in weichen bei drehender Welle ein hoher Schmiermitteldruck aufgebaut wird (hydrodynamische Lagerung), so daß derartige Lagerungen für vergleichsweise hohe Belastungen gut geeignet sind. In dem Ausführungsbeispiel ist die Innenfläche der Gleitlagerbuchse 44 zylindrisch; der Rai'ius des Rotorschafts 42 ändert sich in Umfangsrirhtung gesehen; dies ist durch die Tasc.tcn 45, 48 von unterschiedlicher radialer Tiefe dargestellt. Pie uerart gebildeten Keilspalte erstrecken sich jedoch nicht über die gesamte axiale Länge des RotorschrJtes. so daß im Bereich der Enden der Gleitlagerbuchse 44 ringförmige Stege 49 /ur Begrenzung des Druckabbaus in axialer Richtung vorhanden sind. Die Schmiermittelzufuhr erfolgt äbe^r eine axiale Sackbohrung 52 und über radiale Bohrungen 53 im Rotorsehaft 42, die dort angeordnet sind, wo der Rotorsehaft 42 seinen kleinsten Durchmesser hat. In dem im wesentlichen horizontal gelagerten Rotor ist in der Trägerbuchse 50 eine etwa vertikal von unten zur Drehachse hin verlaufende Bohrung 56 vorgefshen, durch die das Schmiermittel zum Schaftende und damit zu der genannten axialen Sackbohrung 52 gelangt. In der Mitte der Gleitlagerbuchse 44 und der Trägerbuchse 50 können sich nach

einer anderen Ausführungsart Bohrungen 54, 55 befinden, und zwar bei horizontaler Drehachse oben. Eine weitere Bohrung 58 befindet sich am vorderen Ende der Trägerbuchse, durch die das aus dem Ringspalt 51 austretende Schmiermittel abgeleitet wird. Die Bohrung 58 mündet in eine axiale Bohrung 57, so daß das Schmiermittel wieder zurück zu einem ringförmigen Schmiermittelspeicher 59 gelangen kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Lager für den Rotor einer Offenendspinnmaschine mit einer Gleitlagerbuchse, in der ein Rotorscnaft radial gelagert ist, und diese Gleitlagerbuchse ihrerseits nachgiebig an einem ortsfesten Teil gelagert ist und mit einem Axialgleitlager, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitlagerbuchse (4; 44) ein Schmiermittelspeicher (16, 19; 59) zugeordnet ist, daß mit dem Rotorschaft (2; 42) ein Ring (6; 46) drehfest verbunden ist, dessen eine Stirnfläche (7; 47) zusammen mit der Stirnfläche (8) der Gleitlagerbuchse (4, 44) das Axialgleitlager für den Rotor (1) bildet, und daß in einen vom äußeren Umfang des Axialgleitlagers (7, 8; 47) ausgehenden Rückflußkanal für das abgeschleuderte Schmiermittel in der Nähe des Axialgleitlagers (7, 8; 47) ein Ringspalt (11; 51) als Staustelle für das Schmiermittel eingeschaltet ist.

2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt (11, 51) zwischen einer zylindrischen Innenfläche einer die Gleitiagerbuchse (4; 44) aufnehmenden Trägerbuchse (10; 50) und der Außenfläche des Ringes (6; 46) vorgesehen ist.

3. Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbuchse (4) und die Trägerbuchse (10) in einem Gehäuse (18) angeordnet sind, weichesauf der dem Rotor (I) zugewandten Seite an dem die Öffnung für die Rotorzapfen (2) umgebenden Bereich durch das Schmiermittel rückfördernde (24) und/oder Labyrinth(25)-Dichtun gen abgeschlissen ist.

4. Lager nach Anspruch 3, d"durch gekennzeichnet, daß im Bereich d»s Ringsoaltes (11) eine konische Ringfläche (15) vor; :sehen ist, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der dort vorgesehenen rückfördernden Dichtung (24).

5. Lager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe der Ringfläche (15) und an der abgeschlossenen Seile des Gehäuses (18) je ein Schmiermittelspeicher (16, 19) vorgesehen ist und daß diese Schmiermittelspeicher (16, 19) über Axialbohrungen (20) in der Trägerbuchse (10} miteinander verbunden sind.

6. Lager nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Rotorschafts (2) eine Ringnut (35) aufweist und daß die Trägerbuchse(10)tnit zwei Nuten versenen ist, in die ein zur axialen Sicherung des Rotorschaftes (2) dienendes Federelement (36) einschiebbar ist.

7. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis b, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotorschaft (42) im Bereich der Lagerbuchse (44) über einen mittleren Bereich als Mehrflächengleitlager (48) und beidseitig daran anschließend zylindrisch ausgebildet ist.

8 Lager nach Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitlagerbuehse (44) und die Trägerbuchse (50) je eine im wesentlichen vertikal nach oben gerichtete Auslaßbohrung (54, 55) in der Gleitlagerbuchsenmitte aufweisen und daß eine weitere schräg nach oben verlaufende Auslaßbohrung (58) zum Ableiten des aus dem Ringspak (51) austretenden Schmiermittels vorgesehen ist, wobei die Auslaßbohrung (58) in eine Axialbohrung (57) der Trägerbuchse (50) mündet.

Ein Lager gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE-AS 2349072 und GB-PS 1085 184 bekannt. Bei den bekannten Lagern handelt es sich um Lager mit Druckgasschmierung. Unter Druck stehendes Gas dient dabei als Schmiermittel sowohl für das Radial-, als auch für ein Axiallager. Eine Begrenzung des Schmiermitteldurchsatzes ist hier nicht vorgesehen.

In einer älteren Patentanmeldung (veröffentlicht als DE-OS 24 27 055) ist auch schon eine Gleitiageranordnung vorgeschlagen worden, bei der ein mit dem Rotor der OE-Spinnmaschine verbundener Zapfen in einer Gleitlagerbuchse gelagert ist, die auch ein Axialgleitlager aufweist. Es hat sich bei dieser Anordnung herausgestellt, daß eine ausreichende Versorgung des Axiallagers mit Schmiermittel nicht immer gewährleistet werden konnte. Ursache hierfür dürften die bei den hohen Drehzahlen von über 40 OOOUpM, welche heute bei Spinnrotoren für das Offenend-Spinnverfahren üblich sind, wirksamen Zentrifugalkräfte sein, durch welche das Schmiermittel aus dem Axiallager herausgeschleudert wird. Aus der DE-OS 22 56 052 ist weiterhin eine Spinneinheit bekanntgeworden, bei welcher zur Abstützung der Welle in radialer bzw. axialer Richtung aerodynamische oder aerostatische Lagerungen vorgesehen sind. Auch hierbei besteht für das Axiallager die Gefahr, daß das Schmiermedium in verstärktem Maße radial nach außen gefördert wird, so daß entweder ein sehr großer Gasduichsatz erforderlich ist oder aber beispielsweise durch Anbringen von Spiralrillen zum Verhindern des Schmiermittelaustritts eine aufwendige Herstellung der Lagerung vorgenommen werden muß.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden und eine im Aufbau einfache Anordnung zur Lagerung eines Rotors zu

3ί schaffen, bei welcher eine ausreichende Schmiermittelversorgung gewährleistet und ein übermäßiger Schmiermitteldurchsat/, vermieden wird. Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmal gelöst.

Diese Anordnung zeichnet sich durrh einen einfachen konstruktiven Aufbau und vor allem dadurch aus, daß dem Axiallager eine Drucksperre in Form eines ohne fertigungstechnische Schwierigkeiten erzeugten Ring Spaltes zugeordnet ist. Aufgrund der konzentrischen Anordnung des Ringspaltes staut sich insbesondere bei hohen Drehzahlen das Schmiermittel an der zylindri sehen Fläche des Ringspaltes. Der genannte Ringspalt wird /wischen der Außenfläche eines Ringes und der Innenfläche einer die Lagerbuchse aufnehmenden

so Trägerbuchse vorgesehen, so daß er sehr eng ausgebildet werden kann. Als entscheidender Vorteil sei genannt, daß bei dieser Bauart der Rotor leicht aus der Anordnung herausnehmbar ist, was bei Rotoren von OF- Spinnmaschinen von besonderer Bedeutung ist. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, Lagerbuchse und Trägerbuchse in einem abgeschlossenen Gehäuse anzuordnen, wobei auf der dem Rotor zugewandten Seite berührungsfreie Schmiermittel rückfördernde Dichtungen und I.abyrinthdichtjngen vorhanden sind.

Somit wird erreicht, daß das einmal in das Gehäuse und in durt vorhandene Schmiermiuelspeicher eingebrachte Schmiermittel nur in sehr geringem Maße nach außen gelangen und für lange Betriebsdauer dert Lagerungen zugeführt werden kann.

M In einer vorteilhaften Weiterbildung ist dem genannten Ringspalt, eine konische Ringfläche oder eine Ringnut zugeordnet zum Auffangen des austretenden Schmiermittels. Hierbei ist der Durchmesser der