OE-Rotorlager für OE-Spinnereimaschinen
Ein OE-Lager, das in einer Spinnereimaschine etwa 180.000 Upm dreht, benötigt
rund 150 Watt bis 200 Watt. Wie eingehende Messungen zeigen, wird der mit
Abstand größte Anteil dieser Leistung für die unerwünschte
Erwärmung der Stützscheiben gebraucht. Für den eigentlichen
Spinnvorgang bleiben maximal 30 Watt übrig. Der Rest bleibt vorwiegend
in den dämpfenden Belägen, die unter großen Schwierigkeiten
gekühlt werden müssen. So führt die hohe zugeführte Leistung
prinzipiell zu erhöhter Brandgefahr. Um diese zu reduzieren, muß
für ausreichend Lüftung gesorgt werden, die zusätzlichen Energieaufwand
bedeutet.
Der Grund dafür, dass in den Belägen der Stützscheiben so
viel Leistung umgesetzt werden muss, hängt mit der Kinematik des gesamten
OE-Rotorlagers zusammen. Damit der Rotor nicht nach vorne wandert, werden
die Achsen der beiden Stützscheibenpaare etwas windschief zueinander
gestellt. Der Rotorschaft schraubt sich deshalb ständig nach hintern,
wo er von einem Axiallager aufgehalten wird. Damit die Rotorlage eindeutig
definiert ist, muß dieses Axiallager sehr steif ausgeführt werden.
Wenn es keine Umwuchtkräfte gäbe, wäre diese weit verbreitete
Form der Lagerung sicherlich ganz gut. Die umlaufenden Unwuchtkräfte
sorgen jedoch dafür, dass der Schaft je nach aktueller Richtung des Unwuchtvektors
mehr oder weniger stark gegen die Scheiben gedrückt wird, die ihn durch
ihre windschiefe Stellung nach hinten schrauben sollen. Deshalb schwanken
neben den unwuchtbedingten Radialkräften letztlich auch die Axialkräfte.
Durch den Schraubmechanismus und die steife Axiale Lagerung werden die Unwuchtkräfte
sogar noch verstärkt. Das Axiallager mit Schaft und weiteren Strukturen
stellt ein kompliziertes Feder-Masse-System dar. Die hohen Unwuchtkräfte
bei entsprechend hohen Drehzahlen führen zu einer erheblichen Unruhe
im System und zu undefinierten Verhältnissen. Deshalb wird versucht,
aus dem schwingenden System so viel Energie wie möglich herauszunehmen.
Das gelingt am Besten durch die Verwendung von hoch dämpfenden Vulkollanbelägen.
Die hohe Dämpfung hat jedoch ihren Preis: Vorwiegend schlechter Wirkungsgrad,
hohe Betriebs- und Investitionskosten, Brandgefahr und Lärm.
OE-Lager der herkömmlichen Bauart sind deshalb so teuer, weil sie
neben der teuren dämpfänden Vulkollanbeläge auch noch eine
sehr gute Lüftung und entsprechend große Antriebsmotoren erfordern.
Das ganze Maschinengestell muß natürlich ebenso solide ausgeführt
werden.
Lösungsvorschlag:
Die weichen und hoch dämpfenden Beläge müssen eliminiert werden.
Das setzt geometrisch eindeutige Verhältnisse voraus. Die Achsen der
Stützscheiben dürfen also nicht mehr windschief stehen, sondern
müssen wieder parallel angeordnet werden. Damit bekommt man allerdings
das Problem der nach vorne kommenden Schäfte. Dem kann durch weitreichende
Kräfte entgegengewirkt werden, wie sie z.B. durch wenig fokusierte Magneten
erreicht werden können. Nun wäre aber eine exakte Lage des Schaftes
nicht mehr möglich. Darum muß mit einem kurzreichenden und sehr
steifen Lager dagegengehalten werden. Zu diesem Punkt habe ich einige Ideen,
die ggf. gemeinsam realisiert werden sollten.
Wirtschaftlichkeit:
Sind diese Forderungen erfüllt, so gibt es keinen Grund mehr, nicht
Stahl auf Stahl laufen zu lassen. Die Antriebsleistung kann dann um den Betrag
der jetzigen Dämpfung reduziert werden. Es werden voraussichtlich kaum
mehr als 50 Watt pro Spinnstelle übrig bleiben. Berücksichtigt man
die z.T. enormen Energiekosten in den Ländern, in denen die OE-Maschinen
meist rund um die Uhr laufen, so lässt sich das Kaufargument des niedrigen
Energiebedarfs nicht hoch genug einschätzen. Da an den Lageranschlussmaßen
kaum Änderungen nötig sein werden, lassen sich die Originallager
durch Third Party Lieferanten einfach austauschen. Wenn die Hersteller der
OE-Spinnereimaschinen auf diesen Vorschlag einsteigen sollten, so können
die gesamten Spinnmaschinen nicht nur energiesparender gemacht, sondern auch
noch preisgünstiger hergestellt werden. Eine deutliche Drehzahlerhöhung
wird voraussichtlich mit wenig Aufwand möglich sein.
Vorgehensweise:
Wenn Sie Interesse an einer solchen Entwicklung haben, kontaktieren Sie uns.
Lassen Sie uns die Sache gemeinsam angehen.
If you want to contact me in english language, don't hesitate to do it.
Email: Christoph.Mueller@astrail.de
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