CH713894A1 - Vorrichtung an einer Spinnereivorbereitungsmaschine. - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (13) an einer Spinnereivorbereitungsmaschine, insbesondere Karde oder Reiniger, mit mindestens einer Trommel (8), zwei Lagern (15), sodass die Trommel (8) um ihre Längsachse drehbar gelagert ist, und mindestens einem Elektromotor (16), der die Trommel (8) antreibt, wobei der Elektromotor (16) einen Stator (20) und einen Rotor (17) aufweist, wobei die Trommel (8) und der Elektromotor (16) die gleiche Drehachse haben und der Rotor (17) auf einer Welle (14) der Trommel (8) angebracht ist. Erfindungsgemäss wird vorgeschlagen, dass zwischen dem Elektromotor (16) und der Trommel (8) eines der beiden Lager (15) angeordnet ist.

Description

Beschreibung [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung an einer Spinnereivorbereitungsmaschine, insbesondere Karde oder Reiniger, mit mindestens einer Trommel und zwei Lagern, sodass die Trommel um ihre Längsachse drehbar gelagert ist, und mindestens einem Elektromotor, der die Trommel antreibt, wobei der Elektromotor einen Stator und einen Rotor aufweist, und wobei die Trommel und der Elektromotor eine gemeinsame Drehachse haben und der Rotor auf einer Welle der Trommel angebracht ist.

[0002] Aus der CH 699 367 B1 ist eine Vorrichtung an einer Spinnereivorbereitungsmaschine mit mindestens einer elektromotorisch angetriebenen Walze bekannt. Die Walze ist dabei um ihre Längsachse drehbar gelagert und wird mit Hilfe von auf mindestens eine Walzenseitenfläche einwirkenden Kräften eines elektromagnetischen Feldes in Drehbewegung versetzt. Dazu ist eine elektromotorische Antriebseinrichtung mit einem Rotor und einem Stator vorhanden, die in die Walze beziehungsweise in ein ortsfestes, der Walze zugeordnetes Maschinenelement integriert sind.

[0003] Nachteilig an dieser Lösung ist, dass durch die Wärmeabgabe der elektromotorischen Antriebseinrichtung die Walze erwärmt wird. Diese Erwärmung hat eine Ausdehnung der Walze zur Folge, was wiederum den Abstand zwischen der Walze und eines der Walze gegenüberliegenden Arbeitselementes beeinflusst. Da dieser Abstand sehr genau eingestellt werden muss, ist eine Veränderung des Abstands durch die Erwärmung der Walze unerwünscht.

[0004] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, eine Vorrichtung an einer Spinnereivorbereitungsmaschine vorzuschlagen, bei der die Vorteile eines Direktantriebes der Walze genutzt, jedoch die Erwärmung der Walze verringert ist. [0005] Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung an einer Spinnereivorbereitungsmaschine mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs.

[0006] Vorgeschlagen wird eine Vorrichtung an einer Spinnereivorbereitungsmaschine, die insbesondere eine Karde oder ein Reiniger ist. Die Spinnereivorbereitungsmaschine weist mindestens eine Trommel und zwei Lager auf, sodass die Trommel um ihre Längsachse drehbar gelagert ist. Ferner ist ein Elektromotor vorgesehen, der die Trommel antreibt. Der Elektromotor weist einen Stator und einen Rotor auf, wobei die Trommel und der Elektromotor eine gemeinsame Drehachse haben und der Rotor des Elektromotors auf einer Welle der Trommel angebracht ist. So kann das Drehmoment des Elektromotors direkt auf die Trommel übertragen werden.

[0007] Erfindungsgemäss ist zwischen dem Elektromotor und der Trommel eines der beiden Lager angeordnet. Durch diese Anordnung ist die Trommel durch das Lager vom Elektromotor getrennt. Der Wärmeübertrag vom Elektromotor auf die Trommel wird durch diese Trennung vermindert, was eine geringere Erwärmung der Trommel zur Folge hat. Die geringere Erwärmung führt zu einer geringeren Ausdehnung der Trommel, was sich vorteilhaft auf die Konstanz der Abstände zwischen der Trommel ihr gegenüberliegenden Arbeitselemente auswirkt.

[0008] Vorteilhafterweise ist zumindest ein Lager als Seitenschild ausgebildet. Insbesondere, wenn das Lager zwischen der Trommel und dem Elektromotor als Seitenschild ausgebildet ist, vermindert es die Wärmestrahlung vom Elektromotor zur Trommel sowie die Wärmeleitung und Konvektion zwischen Elektromotor und Trommel.

[0009] Von Vorteil ist es auch, wenn die Trommel symmetrisch zwischen den Lagern angeordnet ist. Dann ist bzw. sind die Welle bzw. die Wellen der Trommel gleichmässig belastet und ein einseitiges Durchhängen der Trommel wird vermieden. [0010] Da durch die Anordnung des Elektromotors auf einer Seite der Trommel nur ein Lager respektive Seitenschild erwärmt wird und auch die Erwärmung des Lagers oder Seitenschildes zu Abstandsveränderungen führt, ist vorzugsweise zwischen dem Lager respektive dem Seitenschild und dem Elektromotor ausserdem ein Wärmeschutzschild angeordnet, der nicht nur die Wärmestrahlung und -leitung zwischen Elektromotor und Trommel noch weiter unterdrückt sondern auch eine Erwärmung des Lagers oder Seitenschildes mindert. Der Wärmeschutzschild kann dabei verspiegelt sein, um die Wärmestrahlung besser zu unterdrücken, und/oder ein thermisches Isolationsmaterial aufweisen, das die Wärmeleitung vermindert.

Vorteilhafterweise ist eine Kühlung, insbesondere eine Luft- oder Wasserkühlung, zum Kühlen des Wärmeschutzschildes, des Stators und/oder des Rotors vorgesehen. Durch eine Kühlung von einem oder mehreren dieser Elemente wird der Wärmeübertrag vom Elektromotor auf die Trommel weiter reduziert. Eine Luftkühlung kann dabei beispielsweise ein Gebläse sein, das die Raumluft auf die Elemente bläst. Dabei ist es vorteilhaft, das Gebläse auf der der Trommel abgewandten Seite zu installieren um die Trommel nicht durch herangeblasenen Schmutz zu verunreinigen. Es kann aber auch Luft aus oder zu einem Luftkanal des Abluftsystems der Spinnereivorbereitungsmaschine selbst über eines oder mehrere der Elemente geführt werden und schliesslich ist eine Wasserkühlung mitsamt den dafür notwendigen Wasseranschlüssen denkbar.

[0011] Bevorzugterweise sind beide Lager als Seitenschilde ausgebildet und eine Luftführung vorgesehen, welche zu einer gleichmässigen Verteilung entstehender Wärme zu Trommel und Seitenschildern führt. Durch eine gleichmässige Wärmeverteilung wird eine gleichmässige Ausdehnung erreicht und ein Unterschied in der Ausdehnung der verschiedenen Elemente oder eine einseitige Ausdehnung der Elemente wie Trommel und ihr gegenüberliegender Arbeitselemente und vermieden.

[0012] Es ist auch von Vorteil, wenn der Stator auf der der Trommel abgewandten Seite des Seitenschildes an diesem angeflanscht ist. So ist keine separate Haltevorrichtung für den Stator notwendig, wodurch sich die Spinnereivorberei tungsmaschine kompakter und kostengünstiger gestalten lässt. Des Weiteren ist keine aufwendige Justierung des Stators notwendig, da der Seitenschild gleichzeitig das Lager für die Welle ist, an der der Rotor angebracht ist. Durch den Seitenschild sind also die relativen Positionen des Stators und Rotors vorgegeben.

[0013] Vorteilhafterweise ist die Befestigung des Elektromotors mit einer Wärmeisolation versehen. Durch diese Wärmeisolation wird der Wärmeübertrag vom Elektromotor auf den Seitenschild vermindert, wodurch dann auch weniger Wärme vom Seitenschild auf die Trommel übertragen wird. Alternativ oder zusätzlich zu einer Wärmeisolation ist es vorteilhaft, wenn die Befestigung eine möglichst geringe Kontaktfläche aufweist oder als eine Mäanderform zur Erhöhung der Wärmeleitstrecke ausgebildet ist.

[0014] In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Rotor Permanentmagnete und der Stator Elektromagnete auf. In den Permanentmagneten des Rotors findet dabei keine beziehungsweise nur eine geringe Wärmeentwicklung statt. Es wird somit kaum Wärme vom Rotor über die Welle auf die Trommel übertragen. Folglich ist keine Wärmeentkopplung an der Welle notwendig.

[0015] Es ist auch von Vorteil, wenn die Magnetfelder des Stators und des Rotors zumindest vorwiegend axial oder radial angeordnet sind. Auf diese Art ist der Elektromotor am einfachsten zu konstruieren. Die spezielle Ausgestaltung des Elektromotors hängt dabei unter anderem vom gewünschten Drehmoment sowie den vorhanden räumlichen Verhältnissen ab.

[0016] Von Vorteil ist es auch, wenn der Elektromotor zur Rückgewinnung von Energie beim Bremsen ausgebildet ist. Zum einen senkt dies den Verbrauch an elektrischer Energie für den Betrieb der Spinnereivorbereitungsmaschine. Zum anderen wird beim Bremsen die Rotationsenergie der Trommel nicht in thermische Energie umgewandelt, was wiederum eine geringere Erwärmung der Motors und damit seiner Umgebung zur Folge hat.

[0017] Vorteilhafterweise ist dem Elektromotor eine Einrichtung zur Sicherheitsabschaltung zugeordnet. Diese Einrichtung zur Sicherheitsabschaltung ist beispielsweise mit einem Not-Aus-Knopf verbunden, der vom Bedienpersonal betätigt werden kann. Die Einrichtung zur Sicherheitsabschaltung kann aber auch mit einem oder mehreren Sensoren verbunden sein, die den Elektromotor und damit die Trommel automatisch stoppen, wenn ein nicht ordnungsgemässer Betrieb festgestellt wird. Letzteres ist beispielsweise dann der Fall, wenn sich Fremdkörper in der Spinnereivorbereitungsmaschine befinden, die die Spinnereivorbereitungsmaschine beim weiteren Betrieb beschädigen könnten.

[0018] Die Vorrichtung ist gemäss der vorangegangenen Beschreibung ausgebildet, wobei die genannten Merkmale einzeln oder in beliebiger Kombination vorhanden sein können.

[0019] Besonders vorteilhaft wirkt es sich aus, wenn eine Karde mit einer solchen Vorrichtung versehen ist. Bei einer Karde stellen sich in besonderem Masse hohe Anforderungen an die Präzision und Masshaltigkeit der einzelnen für die Faserverarbeitung zusammen arbeitenden Elemente.

[0020] Weitere Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Karde,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung,

Fig. 3 einen Schnitt durch eine weitere erfindungsgemässe Vorrichtung,

Fig. 4 einen Schnitt durch eine weitere erfindungsgemässe Vorrichtung und

Fig. 5 einen Schnitt durch eine weitere erfindungsgemässe Vorrichtung.

[0021] Fig. 1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Karde 1. Dabei werden die Fasern in der Karde 1 von links nach rechts transportiert. Eine Fasermatte 2 läuft zunächst über eine Zufuhrplatte 3 und gelangt dann in eine Speisevorrichtung 4. Die Speisevorrichtung 4 weist eine Speisemulde 5 auf, die mit einer Speisewalze 6 zusammenwirkt. Die zwischen Speisemulde 5 und Speisewalze 6 geklemmte Fasermatte 2 wird sodann einer Vorreisserwalze 7 zugespeist.

[0022] Von der Vorreisserwalze 7 geht das Faservlies weiter auf eine Trommel 8 und wird zwischen der Trommel 8 und einem hier sehr schematisch dargestellten Deckel 9 weiter verarbeitet. Der Abstand der Elemente des Deckels 9 zur Trommel 8 ist dabei teilweise sehr klein, sollte aber möglichst über die gesamte Breite der Trommel 8 konstant gehalten werden, da er die Qualität des Faservlieses entscheidend beeinflusst. Das Faservlies wird sodann von einer Dofferwalze 10 abgenommen und an eine Verdichtungseinheit 11 weitergeleitet, wo es zu einem Kardenband 12 verdichtet wird.

[0023] Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung 13 an einer Spinnereivorbereitungsmaschine. Bei der Spinnereivorbereitungsmaschine kann es sich beispielsweise um eine wie in Fig. 1 gezeigte Karde 1 handeln. Es kann sich aber auch um einen Reiniger handeln oder um eine andere Spinnereivorbereitungsmaschine, die eine Trommel 8 aufweist.

[0024] Die Vorrichtung 13 weist dabei eine Trommel 8 mit zwei Wellen 14 auf. Die Wellen 14 sind in zwei Lagern 15 gelagert, wobei die Trommel 8 symmetrisch zwischen den Lagern 15 angeordnet ist. Die Trommel 8 könnte auch asymmetrisch zwischen den Lagern 15 angeordnet sein, allerdings werden dann die Wellen 14 ungleichmässig belastet.

[0025] Auf der der Trommel 8 abgewandten Seite eines Lagers 15 ist ein Elektromotor 16 angeordnet, der die Trommel 8 antreibt. Der Elektromotor 16 ist also nicht unmittelbar an der Trommel 8 angeordnet, sondern zumindest durch das Lager 15 von der Trommel 8 getrennt. So erhitzt die vom Elektromotor 16 abgegebene Wärme nicht direkt die Trommel 8. Folglich wird eine wärmebedingte Ausdehnung der Trommel 8 vermieden bzw. vermindert, wodurch die Abstände zwischen der Trommel 8 und den Elementen des Deckels 9 sich nicht bzw. nur wenig verändern.

[0026] Der Rotor 17 des Elektromotors 16 ist auf der Welle 14 der Trommel 8 angebracht. Dadurch wird das Drehmoment des Elektromotors 16 direkt auf die Welle 14 der Trommel 8 übertragen.

[0027] Der Elektromotor 16 weist Permanentmagnete 18 und Elektromagnete 19 auf. Die Magnetfelder der Magnete sind dabei radial angeordnet und die Permanentmagnete 18 sind dem Rotor 17 zugeordnet. Da sich die Permanentmagnete 18 beim Betrieb des Elektromotors 16 nicht bzw. nur wenig erwärmen, wird über die Welle 14 keine bzw. nur sehr wenig Wärme auf die Trommel 8 übertragen.

[0028] Ferner sind die Elektromagnete 19 des Stators 20 an einem separaten Gestell 21 angeordnet. Da das Gestell 21 keinen direkten Kontakt mit den Lagern 15 oder der Trommel 8 hat, wird von den Elektromagneten 19 erzeugte Wärme nur durch Wärmestrahlung und Konvektion bzw. Wärmeübertragung durch die Luft an die Trommel 8 abgegeben.

[0029] Selbstverständlich ist es auch denkbar, die Elektromagnete 19 dem Rotor 17 zuzuordnen und die Permanentmagnete 18 dem Stator 20 oder sowohl für den Rotor 17 als auch für den Stator 20 Elektromagnete 19 zu verwenden. In diesem Fall wärmen sich die Elektromagnete 19 am Rotor 17 auf und Wärme wird über die Welle 14 zur Trommel 8 übertragen. Um dies zu verhindern bzw. zumindest abzuschwächen ist dann eine extra Isolierung im Bereich der Welle 14 notwendig.

[0030] Bei der nachfolgenden Beschreibung alternativer Ausführungsbeispiele werden für Merkmale, die im Vergleich zu anderen Ausführungsbeispielen in ihrer Ausgestaltung und/oder Wirkweise identisch und/oder zumindest vergleichbar sind, gleiche Bezugszeichen verwendet. Sofern diese nicht nochmals detailliert erläutert werden, entspricht deren Ausgestaltung und/oder Wirkweise der Ausgestaltung und Wirkweise der vorstehend bereits beschriebenen Merkmale.

[0031] Bei der Vorrichtung 13 der Fig. 3 sind die Lager 15 als Seitenschilder ausgebildet. Dabei ist es auch denkbar, nur eines der Lager 15, vorzugsweise das, auf dessen Seite der Elektromotor 16 angeordnet ist, als Seitenschild auszubilden. Als Seitenschild ausgebildet verhindert das Lager 15 direkte Wärmestrahlung und Konvektion vom Elektromotor 16 zur Trommel 8.

[0032] In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist ausserdem der Stator 20 des Elektromotors 16 am Seitenschild angeflanscht. So kann auf das Gestell 21 verzichtet werden und es ist eine kompaktere Bauform möglich. Ausserdem entfällt eine aufwendige Justierung des Gestells 21, sodass der Stator 20 und der Rotor 17 optimal zusammen wirken.

[0033] Um den Wärmeübertrag vom Elektromotor 16 auf den Seitenschild zu verringern, ist die Befestigung des Stators 20 am Seitenschild mit einer Wärmeisolation 22 versehen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann auch die Anflanschung mit einer kleinen Kontaktfläche des Stators 20 am Seitenschild vorgenommen werden. Auch durch die kleinere Kontaktfläche wird der Wärmeübertrag verringert.

[0034] Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 13. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Magnetfelder der Permanentmagnete 18 und Elektromagnete 19 axial angeordnet.

[0035] Des Weiteren ist zwischen dem als Seitenschild ausgebildeten Lager 15 und dem Elektromotor 16 ein Wärmeschutzschild 23 angeordnet. Dieser Wärmeschutzschild 23 schirmt das Lager 15 und die Trommel 8 von Wärmestrahlung ab und isoliert das Lager 15 vom Elektromotor 16. Es wird somit noch weniger Wärme vom Elektromotor 16 auf die Trommel 8 übertragen.

[0036] Schliesslich zeigt Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 13, bei der den Elektromagneten 19 eine Wasserkühlung 24 zugeordnet ist, die hier sehr schematisch dargestellt ist. Durch diese Wasserkühlung 24 werden die Elektromagnete 19 direkt gekühlt, was die Erwärmung der Elektromagnete 19 und damit auch des Lagers 15 und der Trommel 8 verringert.

[0037] Um die Erwärmung der Trommel 8 noch weiter zu verringern, kann die Wasserkühlung 24 selbstverständlich mit der Wärmeisolation 22 aus Fig. 3 und/oder dem Wärmeschutzschild 23 aus Fig. 4 kombiniert werden.

[0038] Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche sind ebenso möglich wie eine Kombination der Merkmale, auch wenn diese in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben sind.

Bezugszeichenliste [0039] 1 Karde 2 Faser matte 3 Zufuhrplatte 4 Speisevorrichtung 5 Speisemulde 6 Speisewalze 7 Vorreisserwalze 8 Trommel 9 Deckel 10 Dofferwalze 11 Verdichtungseinheit 12 Kardenband 13 Vorrichtung 14 Welle 15 Lager 16 Elektromotor 17 Rotor 18 Permanentmagnet 19 Elektromagnet 20 Stator 21 Gestell 22 Wärmeisolation 23 Wärmeschutzschild 24 Wasserkühlung

Claims (13)

Patentansprüche

1. Vorrichtung an einer Spinnereivorbereitungsmaschine, insbesondere Karde (1) oder Reiniger, mit mindestens einer Trommel (8) und zwei Lagern (15), sodass die Trommel (8) um ihre Längsachse drehbar gelagert ist, und mindestens einem Elektromotor (16), der die Trommel (8) antreibt, wobei der Elektromotor (16) einen Stator (20) und einen Rotor (17) aufweist, und wobei die Trommel (8) und der Elektromotor (16) eine gemeinsame Drehachse haben und der Rotor (17) auf einer Welle (14) der Trommel (8) angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Elektromotor (16) und der Trommel (8) eines der beiden Lager (15) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Lager (15) als Seitenschild ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommel (8) symmetrisch zwischen den Lagern (15) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Lager (15) und dem Elektromotor (16) ein Wärmeschutzschild (23) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kühlung, insbesondere eine Luft- oder Wasserkühlung (24), zum Kühlen des Wärmeschutzschildes (23), des Stators (20) und/oder des Rotors (17) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beide Lager (15) als Seitenschilder ausgebildet sind und eine Luftführung vorgesehen ist, welche zu einer gleichmässigen Verteilung entstehender Wärme zu Trommel (8) und Seitenschildern führt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (20) auf der der Trommel (8) abgewandten Seite des Seitenschildes am Seitenschild befestigt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung des Stators (20) am Seitenschild mit einer Wärmeisolation (22) versehen ist und/oder eine möglichst geringe Kontaktfläche aufweist und/oder als eine Mäanderform zur Erhöhung einer Wärmeleitstrecke ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (17) Permanentmagnete (18) und der Stator (20) Elektromagnete (19) aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetfelder des Stators (20) und des Rotors (17) zumindest vorwiegend axial oder radial angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (16) zur Rückgewinnung von Energie beim Bremsen ausgebildet ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Elektromotor (16) eine Einrichtung zur Sicherheitsabschaltung zugeordnet ist.

13. Karde mit einer Vorrichtung nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche.