CH695509A5 - Galette. - Google Patents

Description

CH 695 509 A5

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Galette zum Fördern von Fäden, gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Eine solche Galette ist beispielsweise aus der EP 0 113 407 A1 bekannt. Galetten werden in Fäden verarbeitenden Anlagen eingesetzt, um Fäden zu führen und zu fordern. Hierzu weist die Galette einen drehbaren Mantel auf, über den der Faden in einer halben Umschlingung oder aber, in Verbindung mit einer zweiten Galette, in mehreren Umschlingungen geführt wird. Aufgrund der Eytelweinschen Beziehung ist es so möglich, auf den Faden Kräfte zu übertragen. Hierzu wird die Galette mittels eines Elektromotors angetrieben. Um dem Faden bestimmte physikalische Eigenschaften zu vermitteln kann der Galettenmantel auch beheizt sein.

[0003] Die dabei verwendeten Drehzahlen können abhängig vom Galettenmanteldurchmesser und von der Fadengeschwindigkeit sehr hoch sein. Aufgrund der möglicherweise dabei auftretenden Unwuchten spielt das sorgfältige Auswuchten nach der Montage eine besondere Rolle.

[0004] Die in der EP 0 113 407 A1 beschriebene Lösung verwendet hierzu Auswuchtelemente. Dies sind konzentrisch um die Galettendrehachse angeordnete Ringe, die mit einer Vielzahl von Gewindebohrungen versehen sind. Zum Auswuchten muss die Galette auf einem Auswuchtgerät rotiert werden. Dabei wird Amplitude und Phase der Unwucht mittels einer oder mehrerer Beschleunigungssensoren ermittelt und Ort und Masse einer auf dem Auswuchtelement anzubringenden Auswuchtmasse bestimmt. Bei der EP 0 113 407 A1 werden dazu Schrauben verwendet, die in den Auswuchtring eingeschraubt werden.

[0005] Dabei ergibt sich der Nachteil, dass diese Auswuchtprozedur nach jeder Demontage der Galette wiederholt werden muss oder aber dass bei den Fügeflächen an den rotierenden Teilen innerhalb der Galette ein hoher konstruktiver Aufwand getrieben werden muss, damit die Wucht nach Demontage und Montage der Galette erhalten bleibt.

[0006] Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Galette der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass sowohl auf die aufwendigen Fügeflächen innerhalb der Galette als auch auf das Auswuchten auf einer Auswuchtmaschine nach der Demontage und Montage verzichtet werden kann.

[0007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Dabei nutzt die Erfindung die Tatsache aus, dass Galetten bei üblichen Drehzahlen um 9000 m/min in der Regel überkritisch betrieben wird. Dies bedeutet, dass die Drehzahl über der ersten Eigenfrequenz der Galette liegt. Rotoren sind bei überkritischer Drehzahl bestrebt, ihre Drehachse mit der Schwerpunktachse in Deckung zu bringen.

[0008] Diesen Effekt nutzt die Erfindung dadurch aus, dass das Mittel zum selbsttätigen Auswuchten aus einer zur Mittelachse der Galette konzentrisch angeordneten Kreisbahn mit mehreren darauf frei beweglichen Massen ist. Weicht nun bei einer überkritischen Drehzahl die Drehachse aufgrund unwuchtbedingter elastischer Verformung der Galetten-welle von der Galettenmittelachse ab, so üben die Fliehkräfte auf die Massen Kraftkomponenten tangential zur Kreisbahn aus, die eine Bewegung der Massen in eine Richtung entgegen der Unwucht bewirkt.

[0009] In einer bevorzugten Ausführungsform ist diese Kreisbahn direkt am Galettenmantel vorgesehen.

[0010] In einer vorteilhaften Ausführungsvariante werden die Massen durch drei oder mehr zumindest in einer Achse rotationssymmetrische Körper gebildet. Diese Merkmal wird beispielsweise von einem Zylinder oder einer Kugel erfüllt. Dadurch kann die Masse reibungsarm auf der Kreisbahn abrollen und so leicht auf die bei einer Unwucht auftretenden Stellkräfte reagieren.

[0011] In einer vorteilhaften Weiterbildung der Ausführungsvariante ist ein betätigbares Mittel zum Fixieren der Massen auf der Kreisbahn vorgesehen. Dies ermöglicht es auch, die Galette mit einer unterkritischen Drehzahl zu betreiben, da bei unterkritischer Drehzahl das Mittel zum selbsttätigen Auswuchten anderen Kraftwirkungen unterliegt und somit anstelle der Auswuchtwirkung eine zusätzliche Unwucht an der Galette bewirken würde. Da gerade beim Hoch- und Herunterfahren der Galette die unterkritische Drehzahl durchfahren wird, ist es wichtig, dass während dieser Zeit die Massen fixiert sind, während sie bei überkritischer Drehzahl sich frei auf der Kreisbahn bewegen können.

[0012] Dieses Mittel ist in einer Variante der Erfindung von aussen betätigbar. Dies hat den Vorteil, dass die Massen nach einer Demontage und Montage der Galette zunächst durch das Mittel auf der Kreisbahn fixiert werden. Nach dem Hochfahren wird das Mittel gelöst und die Massen können auf der Kreisbahn die gewünschte, die Unwucht ausgleichende Position einnehmen. Vor dem Herunterfahren der Galette werden dann die Massen wieder fixiert. Da die Galette nun ausgewuchtet ist, können die Massen solange fixiert bleiben, bis die Galette wieder aufgrund einer Wartung demontiert werden muss.

[0013] In einer vorteilhaften Variante der Erfindung ist das Mittel so ausgebildet, dass die gewünschte Funktion - Massen fixiert bei unterkritischer Drehzahl und Massen gelöst bei überkritischer Drehzahl - selbsttätig erfolgt. Dies erfolgt beispielsweise aufgrund eines Fliehkraftmechanismus, der die Massen bei niedriger Drehzahl federbelastet klemmt und mit steigender Drehzahl die Klemmung freigibt.

[0014] In einer anderen vorteilhaften Ausführungsvariante wird die Masse durch ein Fluid gebildet, das sich bei überkritischer Drehzahl auf der Kreisbahn im Sinne der Unwuchtkompensation ausbreitet.

[0015] In einer Weiterbildung ist das Fluid aushärtbar ausgeführt. Dadurch kann das Fluid sich zunächst bei überkritischer Drehzahl in flüssiger Form verteilen und wird dann beispielsweise durch das Verflüchtigen eines Lösungsmittels, durch fliehkraftbedingte Entmischung, durch Reaktion mit einem Härter nach einer bestimmten Zeit oder durch Behandlung mit UV-Licht verfestigt.

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[0016] Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung berücksichtigt die Tatsache, dass nach der Montage die Unwucht noch bekannt ist. Um das Risiko zu vermeiden, dass die Massen die Unwucht noch verstärken, ist ein Mittel vorgesehen, das die Massen nach der Montage zunächst in einer hinsichtlich der Unwucht unkritischen Position hält und sie dann bei Erreichen der überkritischen Drehzahl freigibt. Im Falle der rotationssymmetrischen Körper können dies Taschen sein, in die die Massen eingelegt werden. Bei Erreichen der überkritischen Drehzahl drücken die Fliehkräfte die Massen aus den Taschen in die Kreisbahn. Im Falle des Fluids kann dies ein Vorratsbehälter sein, der das Fluid bis zum Erreichen der überkritischen Drehzahl beinhaltet und dies dann an die Kreisbahn freigibt.

[0017] Ein Ausführungsbeispiel wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.

[0018] Es stellen dar:

Fig. 1 Eine Schnittdarstellung der erfindungsgemässen Galette.

Fig. 2 Eine Darstellung zum Funktionsprinzip.

Fig. 3 Den Ausschnitt der Schnittdarstellung einer Ausführungsvariante der erfindungsgemässen Galette.

[0019] In Fig. 1 ist die erfindungsgemässe Galette 1 im Schnitt dargestellt. Die in der Lagerung 4 gelagerte Welle 3 trägt den Galettenmantel 2, über dessen Mantelfläche der hier nicht dargestellte Faden geführt wird. Die Mittelachse 5 definiert die geometrische Mittelachse von Welle 3 und Galettenmantel 2.

[0020] Am vorderen Kragen des Galettenmantels 2 ist konzentrisch zur Mittelachse 5 eine Kreisbahn 7 angeordnet, in der Massen, in diesem Beispiel drei oder mehr Kugeln, vorgesehen sind. Durch ein Fixiermittel 8 werden die Massen zunächst in ihrer Position auf der Kreisbahn fixiert. Durch ein Rastmittel 9 wird das Fixiermittel 8 in seiner Stellung gehalten.

[0021] Damit zu Beginn die Massen 6 bei ungünstiger Verteilung keine zusätzliche Unwucht hervorrufen, sind gleich-mässig auf dem Umfang verteilte Taschen 10 vorgesehen, in die die Kugeln bei der Montage gelegt werden. Mit steigender Drehzahl im Betrieb rutschen die Kugeln aus den Taschen auf die Kreisbahn, wie hier dargestellt.

[0022] In der Fig. 1 ist das Fixiermittel in betätigter Position dargestellt, in der die Massen 6 fixiert sind. Das Rastmittel 9 erlaubt es, das Fixiermittel 8 in eine zweite, nicht betätigte Position zu bringen, in der die Massen 6 nicht fixiert sind und sich nun frei auf der Kreisbahn 7 bewegen können und bei überkritischer Drehzahl für einen Unwuchtausgleich sorgen.

[0023] In Fig. 2 ist in Form einer Prinzipskizze die Kreisbahn 7 mit den Massen 6, hier in Form von drei Kugeln 6.1, 6.2 und 6.3 dargestellt. Der auf die Zeichenebene projizierte Massenschwerpunkt 11 der hier nicht dargestellten Galette 1 aus Fig. 1 sei ausserhalb der Mittelachse 5 angenommen, so dass die Galette 1 eine Unwucht aufweist. Im Fall der überkritischen Drehzahl wird die hier nicht dargestellte Welle 3 der Galette 1 in der Art elastisch gebogen, dass der Massenschwerpunkt der Galette 1 durch die Drehachse, die nun nicht mehr identisch mit der Mittelachse 5 ist, verläuft. Dadurch wirkt auf die Masse 6.1 eine Fliehkraft F in einer Richtung parallel zu einer Geraden, die durch den Massenschwerpunkt 11 und durch den Schwerpunkt der Masse 6.1 verläuft. Eine vektorielle Zerlegung der Fliehkraft F zeigt, dass auf die Masse eine Kraftkomponente F senkrecht zur Berührebene der Masse 6.1 mit der Kreisbahn 7 und eine Kraftkomponente F parallel zur Berührebene der Masse 6.1 mit der Kreisbahn 7 wirkt. Während die Masse zur Kraftkomponente F von der Kreisbahn 7 eine entgegengesetzte Gegenkraft erfahrt, bewirkt die Kraft F eine Beschleunigung der Masse auf der Kreisbahn in eine Richtung, die der Lage des Massenschwerpunktes 11 entgegengesetzt ist. Für die Massen 6.2 und 6.3 gilt das Gleiche. Die Kräfte F , F und F wirken dabei solange auf die Massen 6.1, 6.2 und 6.3, bis sie eine Position eingenommen haben, in der der Mittelpunkt der Masse, die Mittelachse 5 und der Massenmittelpunkt 11 der Galette in einer Ebene senkrecht zur Mittelachse 5 fluchten. Für die Masse 6.3 ist dieser Fall in Fig. 2 dargestellt, auf die Masse 6.3 wirkt in dieser Situation keine Kraftkomponente F Für 3 oder mehr Massen 6 kann die oben genannte Bedingung nur dann erfüllt werden, wenn der Massenmittelpunkt der Galette 11 auf der Mittelachse der Galette liegt.

[0024] In Fig. 3 ist der Ausschnitt der Schnittdarstellung einer Ausführungsvariante der erfindungsgemässen Galette dargestellt. Die Masse 6 wird hier durch ein Fluid dargestellt, das sich kontinuierlich in der als Rinne ausgeführten Kreisbahn 7 verteilen kann.

[0025] Da das Fluid nicht bei Stillstand in der Kreisbahn 7 verbleiben kann, muss es beim erstmaligen Hochfahren der Galette ausserhalb der Rinne verwahrt werden. Dies geschieht entweder in einer oder in mehreren hier nicht dargestellten Kammern am Galettenmantel, wobei das Fluid bei hohen Drehzahlen freigegeben wird und in die Rinne läuft, oder, wie hier dargestellt, durch das externe applizieren in die Rinne 7 der rotierenden Galette.

[0026] Das Fluid verteilt sich aufgrund des in Fig. 2 beschriebenen Mechanismus in der Rinne. Dabei kann das Fluid als eine gegen unendlich gehende Anzahl von kleinen Kugeln betrachtet werden.

[0027] Nachdem sich das Fluid in der Kreisbahn 7 verteilt und so die Galette ausgewuchtet hat, härtet es aus und verbleibt bis zur nächsten Demontage in der Kreisbahn 7.

Claims (9)

Patentansprüche

1. Galette (1) zum Fördern von Fäden, mit einem Galettenmantel (2), mit einer angetriebenen Welle (3), die drehfest mit dem Galettenmantel (2) verbunden ist, und mit einer aus mehreren Massen (6) bestehenden Auswuchteinrich-

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tung, dadurch gekennzeichnet, dass die Massen (6) auf einer kreisförmigen, konzentrisch zur Mittelachse des Galet-tenmantels (2) angeordneten Bahn (7) frei beweglich angeordnet sind.

2. Galette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kreisförmige Bahn (7) am Galettenmantel (2) angeordnet ist.

3. Galette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Massen (6) durch drei oder mehr in mindestens einer Achse rotationssymmetrische Körper gebildet werden.

4. Galette nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein betätigbares Mittel (8) vorgesehen ist, das die Massen (6) in ihrer Lage auf der Kreisbahn (7) im betätigten Zustand fixiert.

5. Galette nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (8) zum Fixieren der Massen (6) von aussen betätigbar ist.

6. Galette nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (8) zum Fixieren der Massen (6) selbsttätig wirkt und dass die Wirkung in der Weise erfolgt, dass die Massen (6) bei Drehzahlen im Bereich der ersten Eigenfrequenz und darunter fixiert sind und dass die Massen (6) bei höheren Drehzahlen nicht fixiert sind.

7. Galette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Massen (6) durch ein Fluid gebildet werden.

8. Galette nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid aushärtbar ist.

9. Galette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittel vorgesehen ist, das die Massen (6) bei Stillstand oder geringer Drehzahl der Galette in einem Initialzustand hält und dass die Massen (6) erst bei überkritischer Drehzahl freigegeben werden.

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