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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.

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Email: Christoph.Mueller@astrail.de

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