CZ2000832A3 - Dopřádací rotor pro otevřené dopřádací stroje a způsob výroby dopřádacího rotoru - Google Patents

Description

Dopřádací rotor pro otevřené dopřádací stroje a způsob výroby dopřádacího rotoru

Oblast techniky

Vynález se týká dopřádacího rotoru pro otevřené nákružkem a je dopřádací stroje, který vhodný pro vysoké otáčky.

má rotorovou misku s

Vynález se rovněž týká způsobu výroby dopřádacího rotoru, při němž se po známým způsobem provedeném vytvarování dopřádacího rotoru zjistí úhlová poloha a velikost nevyvážení, stanoví se množství materiálu, potřebné pro hmotnostní vyvážení, a provede se úběr materiálu v závislosti na úhlové po 1oze.

Dosavadní.........stav.......t echni. ky

U rychle rotujících těles jako například dopřádacích rotorů vzniká, když je hmotnost tělesa rozdělena tak, že těžiště leží mimo osu otáčení nebo osa otáčení a těžnice nelícují, ne vyváženost. Nevyváženost vede při rotaci tělesa k nežádoucím reakčním silám, které způsobují neklidný chod nebo vzbuzují kmitání, která jsou při stoupajících, respektive vysokých otáčkách nebo ve stanoveném frekvenčním rozsahu značně silná. Tím mohou vzniknout nežádoucí důsledky jako hlasitý hluk, chyby funkce, otěr nebo dokonce poškození, které vyžadují opravu, respektive výměnu takovýchto součástí způsobujících nevyváženost. Opravárenskými a výměnnými pracemi náklady a prostoje produktivitu stroje.

narůstající respektive ovlivňují stupeň účinnosti,

K zabránění těmto nevýhodám se u rychle rotujících těles obvykle provádí dynamická vyvážení jako součást výrobního procesu, přičemž hmotnostní například v některých případech případech materiálovým úběrem.

vyvážení tělesa může nastat umístěním závaží nebo v jiných ·» 4 4 · 4 · · 4 ·

444 44 4 4 · · <

444 444 C44444

444 4444 4444 • 4 4 44 *· 4« 44

- 2 44 4·4·

Pracovní otáčky dopřádacích rotorů v otevřených dopřádacích strojích dnes činí již přes 100 000 ot./min. U takto vysokých otáček jsou uložení a pohon dopřádacích rotorů již při malé nevyváženosti vystaveny enormnímu zatížení, spojenému s vpředu uvedenými nevýhodami. Je proto nevyhnutelné zhotovit dopřádací rotory nejen s nejvyšší přesností při tvarování, nýbrž je třeba vesměs je také pečlivě vyvažovat. Podle známého stavu techniky se k vyvažování dopřádacího rotoru zpravidla odebírá odbroušením materiál na jeho vnějším obvodu. Obvykle se odbroušení provádí u rotorové misky na koncové hraně nákružku a na vnějším obvodu na místě největšího obvodu. Takovéto vyvažování je známé například z EP 0 099 490 B1 a rovněž z DE 43 12 365 AI.

Vyvažování popsané již jako stav techniky v EP 0 099 490 B1 se provádí zbroušením dopřádacího rotoru na jeho vnějším obvodu. Materiálový odběr zde sice působí zvláště silně, avšak zvláště u beztřískově tvarovaných otevřených dopřádacích rotorů je zeslabena relativně tenká stěna na kritickém místě. Již v EP 0 099 490 B1 se výslovně odkazuje na to, že je bezpodmínečné se takovému zeslabení z pohledu dnes obvyklých otáček rotoru vyhnout. Další známý postup vyvažování, u kterého se vyváženi hmotnosti v prvním výrobním kroku nejprve provádí při lisování vyražením otvoru ze dna misky, přičemž se otvor v následujícím výrobním kroku v rozsahu dostatečném pro vyvážení zvětší, je nákladný, časově zdlouhavý a je zejména omezený na dopřádací rotory, které se vyrábí plastickou deformací například z plechu.

nákružku př í dávné

DE 43 12 365 Al popisuje vyvažování zabroušením

Jako nevýhodné se zvláště vyzdvihují potřebné náklady při vyvažování.

DE 43 34 064 A1 zveřejňuje postup vyvažování, při němž se vyvažování provádí pomocí puisního laserového paprsku.

• · · · • ·

Frekvence pulsu laserového paprsku je synchronní s rychlostí otáčení rotoru vystavenému během vyvažování v zařízení pro měření ne vyváženost i otočnému pohybu a synchronizace nastává tím, že laser odebere materiál, když se kolem otáčí oblast rotoru s přebytečnou hmotností na dopadovém bodě laserového paprsku na plášti rotoru. Pro přesné vyvážení, které vyhovuje nárokům na kvalitu vyvážení, potřebným pro vysoké otáčky vyvažovaných těles, však nepracuje tento způsob dostatečně přesně. Exaktní vedení rotoru při otáčení během vyvažování, které je bezpodmínečným předpokladem pro přesné vyvážení tímto posupem, je buď nepřesné nebo mimořádně nákladné.

P.o.ds.t ata........vyná lezu

Vynález spočívá v úkolu docílit zlepšení s ohledem na vyvážení otevřených dopřádacích rotorů.

Tento úkol se podle vynálezu vyřeší dopřádacím rotorem se znaky nároku 1 a způsobem výroby dopřádacího rotoru se znaky nároku 7.

Výhodná provedení vynálezu jsou předmětem závislých nároků.

Dopřádací rotor podle vynálezu s rotorovou miskou, která nese alespoň jednu značku, která je na vnější ploše vyrobena pomocí úběru materiálu a je vytvořena tak, že polohou, plochou a hloubkou úběru slouží k vyvážení dopřádacího rotoru, se vyznačuje vysokou kvalitou vyvážení. Nanesená značka výhodně představuje přesně dávkovaný odběr materiálu. Zvýšená kvalita vyvážení vede k více klidnému chodu a může zlepšit funkční vlastnosti, zejména bezpečnost provozu dopřádacího rotoru, dopřádacího místa.

k vyvážení vedle a tím produktivitu vynálezu nevyžaduje místo úběru materiálu, jako například dopřádacího Dopřádací rotor podle značek žádné přídavné rušivé zářezy, které mohou vést k nežádoucímu a nevýhodnému ovlivnění proudění hraniční vrstvy nebo k nedovolenému snížení pevnosti dopřádacího rotoru. Rozdělením úběru materiálu na celou plochu značky může být udržována hloubka úběru mimořádně malá a působí tím příznivě z hlediska proudění při vysokých otáčkách dopřádacího rotoru. Z hlediska proudění příznivý dopřádací rotor podle vynálezu při těchto vysokých otáčkách snižuje spotřebu energie, je na základě minimalizace nákladů a času při výrobě cenově příznivý a umožňuje tak u obvyklého provedení otevřených dopřádacích strojů s více dopřádacími místy značnou úsporu nák1adů.

Značka vyrobená úběrem materiálu je stálá a dobře patrná. Může sloužit k identifikaci a/nebo informaci. Za tímto účelem je značkou přednostně popis nebo vyobrazení nebo alternativně kombinace umístěna na vnějším přednostně na válcové úběr materiálu velmi například jako popisu a vyobrazení. Značka je výhodně obvodu nákružku dopřádacího rotoru, části nákružku. Na tomto místě působí efektivně k vyvážení, aniž přitom zářezy na vnějším obvodu většího průměru misky rotoru, obvyklé podle stavu techniky, nevýhodně ovlivňuje odpor vzduchu nebo pevnost dopřádacího rotoru. Činnou polohou značky na válcové části nákružku se může nahradit jinak při vyvažování obvyklý úběr materiálu jak na vnějším obvodu největšího průměru rotorové misky tak také na hraně nákružku na straně dříku. Zdvojený materiálový úběr při vyvážení, vytvořený broušením na dvou axiálně v odstupu umístěných místech, je dosud častější než je nezbytné.

Značka je výhodně vytvořena s čistším a rovnoměrnějším provedením tvaru a dna laserovým paprskem.

Při výrobě dopřádacího rotoru s alespoň jednou značkou na misce talíře, který se vyrobí známým způsobem tvarování pomocí úběru materiálu na vnější ploše a vytvoří se tak, že polohou, plochou a hloubkou úběru slouží k vyvážení, může nastat výroba značky současně s nezbytným vyvážením v jednom kroku. Toto umožňuje značnou časovou úsporu a mimořádně přesně dávkovaný úběr materiálu.

Uber materiálu nastává přednostně pomocí laserového paprsku, který je veden nad vyráběnou značkou a dovoluje čisté a stejnoměrné provedení tvaru a dna značky. Vedle toho se směr laserová paprsku jednoduše a přesně řídí přednostně alespoň jedním vychylovacím ústrojím, zejména optickým ústrojím. Uběr materiálu je pomocí laserového paprsku exaktně dávkovate1ný, reprodukovate1ný a proveditelný jako automatizovaný postup.

Přednostně se vypočítá hloubka odběru, která je potřebná k docílení vyvážení, na základě velikosti plochy odběru značky. Přednostně se přitom hloubka odběru stupňovitě zvětší. Tím se pro stejné typy rotorů docílí žádoucí jednotný zjev sériového výrobku a zřetelně se sníží výpočtové náklady, poněvadž se výpočet může provést jednodušeji a rychleji.

a hloubky přiřazení, omezuji opětovného využití, nebo alespoň ve materiálového úběru plochy a hloubky ne vyváženost i .

Další zjednodušení a značné zrychlení při stanovení hloubky odběru se docílí tím, že pro různé značky a hodnoty nevyvážení se tabulárně přiřadí a zjistí vazba tvaru, plochy úběru. Zejména odstupňované hloubky úběru ulehčují množství ukládaných dat a zlepšují možnost Výpočet hloubky odběru přitom může zcela značném rozsahu odpadnout. Stanovení se přitom může omezit na přiřazení tvaru, úběru značky ke zjištěné hmodotě

Přednostně se značka vytvoří alespoň zčásti popisem nebo vyobrazením a tím se omezí a je přehledný počet uložených značek. Identifikace nebo informace se může provést známými formami nebo nosiči informací.

Jestliže se výkon laserového paprsku podrobí výhodně pravidelně ve stanovených časových intervalech preventivnímu nebo na stavu závislému měření a přitom se zjištěné odchylky výkonu od stanovené nastavené hodnoty opět vyrovnávají pomoci regulace prováděné řídícím zařízením, zůstává výkon laserového paprsku konstantní, přičemž úběr materiálu může probíhat za neustále reprodukovate1ných podmínek.

Způsob podle znaků nároku 16 představuje za částečného využití známých způsobových kroků zvláště výhodnou výrobu dopřádacího rotoru podle vynálezu. Probíhá rychle a bezpečně, vede k dopřádacím rotorům s vysokým vyvážením, vyžaduje jen malé náklady na obsluhu, poněvadž lze automatizovat, a má vysokou reprodukovatelnost bez ovlivnění manuálními zdroji chyb nebo nedostatečnostmi. Vyrobená značka je stabilní a zřetelně nezaměnitelně patrná. Zejména výroba alespoň jedné značky současně s nezbytným vyrovnáním hmotnosti při vyvážení v jednom pracovním kroku umožňuje signifikantní minimalizaci výrobních nákladů a mimořádně přesný odběr materiálu a tím vysoké vyvážení. Touto cestou vyrobený dopřádací rotor má zlepšené vlastnosti chodu, vede ke zvýšení bezpečnosti a stupně využití dopřádacího místa, ke snížení nákladů a zvýšení produktivity.

Přehled.......obrázků.......na........výkresech

Další jednotlivosti vynálezu jsou patrné na výkresech.

Na výkresech znázorňuje:

obr. 1 zobrazení principu vyvažovacího zařízení k provedení způsobu podle vynálezu a obr. 2 rotorovou misku se značkou.

Příklady.......provedení.........vyná lezu

Vyvažovacim zařízením znázorněným na obr. 1 lze provést vyvážení dopřádacího rotoru 1. úběrem materiálu pomocí laserového paprsku 3, emitovaného laserovým zařízením 2, přičemž úběr materiálu současně slouží k nanesení značky 21. Dopřádací rotor 1 sestává z rotového hřídele .4 a rotorové misky 5, která má nákružek 6. Rotorová miska 5. je pomocí nákružku 6 známou cestou pevně připojena k rotorovému hřídeli 4. Dopřádací rotor 1 připravený k vyvážení známým postupem tvarování je otočené uložen v uložení 7. K tomu má uložení 7 dvě ložiska 8,

9. Konec rotorového hřídele 4, protilehlý k rotorové misce 5 je zařízením známým u vyvažovačích zjednodušení blíže znázorněno ho uvést do řízeného otočného pohybu.

rozebíratelně uchycen upínacím zařízení,. které není z důvodů a objasněno, a lze

Alternat i vně vyt vo ř e no kotouči c h, může být uložení 7 dopřádacího rotoru 1 také podle principu uložení na opěrných oběžných obvyklého a známého na dopřádacích místech otevřených dopřádacích strojů a dopřádací rotor 1 se uvádí do otočného pohybu pomocí třecího kola.

Vyvažovači zařízení znázorněné na obr. 1 má řídící zařízení 10. ve kterém jsou ukládána a kterým jsou zpracovávána data a kterým je řízen nejen úběr materiálu pomocí laserového paprsku 3, nýbrž je řízen celý proces vyvažování. Řídící zařízení 10 je pomocí vedení 1.1,, 12. připojeno k senzorům 13, .1.4. k detekci chvění způsobených nevyvážením při otočném pohybu dopřádacího rotoru ..1.. nebo k detekci označení 24 ke zjišťování úhlové polohy. Senzory 13, .1.4, mohou být alternativně umístěny také na jiných místech. Laserové zařízení 2 je umístěno tak, že se dopřádací rotor .1. uložený v uložení .7. nachází svojí vnější plochou rotorové misky 5, přivrácenou k laserovému zařízení 2, v činné oblasti laserového paprsku 3. Vychylovací prostředek 15 vytvořený jako optické zařízení ovlivňuje známým způsobem směr laserového paprsku 3. a je řízen pomocí třetího vedení ,16 řídícím zařízením 10. Čtvrté vedení 1.7 spojuje řídící zařízení 10 a laserové zařízení 2. Řídící zařízení 1,0, je pomocí pátého vedení 1.8 připojeno k v předchozím uvedenému upínacímu zařízení a rovněž ho řídí. Pomocí vedení 11, 1,2, ..1...6.,, 17, 1,8 se může provádět nejen řízení, nýbrž regulované zásobování energií z důvodů zjednodušení zobrazen, upínací zařízení.

také, když je to potřebné, ze zdroje napětí, který není ke kterému je rovněž připojeno

Další rotorová miska 19. dopřádacího rotoru 1, znázorněná na obr. 2 má na vnější ploše válcové části dalšího nákružku 20 značku 2,1 podle vynálezu, vyrobenou úběrem materiálu pomocí laserového paprsku 3, která sestává z vyobrazení 2,2. a popisu 23. Označení 2.4 je rovněž vyrobeno pomocí laserového paprsku .3 a může být vytvořeno také na jiném místě vnější plochy další rotorové misky 19, pokud je toto místo dostupné laserovým paprskem 3 ve vyvažovacím zařízení.

Popis postupových kroků:

Dopřádací rotor 1., vyrobený známým způsobem, například třískovým zpracováním a připravený pro vyvažování, se vloží do uložení vyvažovači ho zařízení pracujícího s laserovým paprskem 3. Konec rotorového hřídele .4, protilehlý k rotorové misce .5, rozebíratelně a otočně uchycen známým upínacím zařízením.

Pomoc í aserového paprsku .3. se nanese na stanovené místo na vnější ploše rotorové misky 5 označení 24, přičemž síla a doba tak, že se označení nýbrž pouze patrnou působení laserového paprsku .3. jsou řízeny 2,4. může vyrobit nikoliv úběrem materiálu, změnou reflexního poměru povrchu rotorové misky 5. Označení .2,4 slouží k detekci úhlového nastavení dopřádacího rotoru 1 nebo také přídavně k měření otáček a může sestávat jako v příkladu provedení z čárky. Poloha označení 2.4, respektive přizpůsobení stanovenému měřícímu bodu, se detekuje za tím účelem známým způsobem pracujícím a z důvodu zjednodušení neznázorněným senzorovým zařízením a změřená data se předávají na řídící zařízení 10. Následně se dopřádací rotor 1 uvede do otáčivého • · pohybu s otáčkami řízenými řídícím zařízením 10 a na základě kmitů způsobených nevyvážením a detekovaných senzory 13, 14 se řídícím zařízením 10 vyvažovači ho zařízení známým způsobem zjistí velikost a úhlová poloha ne vyváženost i. Úhlová poloha nevyváženost i například činí 312,5 ⁰ a nevyvážená hmotnost činí 35 mg. Nevyvážení dopřádacích rotorů ,1. před vyvažováním činí zpravidla mezi 20 až 50 mg a v jednotlivých případech mohou činit až ke 100 mg. Na základě zjištěné úhlové polohy nevyváženost i se dopřádací rotor 1. otáčí tak, že nevyváženost směřuje na laserové zařízení 2. Přesná úhlová poloha dopřádacího rotoru 1 se upraví podle tvaru, velikosti a hloubky úfaěru sloužícího jako hmotnostní vyvážení k výrobě stáno ve né načky 21. Řízení vyvažovači ho zařízení vypočítá hodnot specifických pro dopřádací rotor 1, jako například měrné hmotnosti materiálu dopřádacího rotoru 1. nebo tvaru, případně hmotnosti dopřádacího rotoru a stanoví polohu, tvar a

1, objem odebíraného materiálu hloubku značky 21 potřebné k hmotnostnímu vyvážení. Při stanovení hloubky využívá řídící zařízení 10 datovou pamět, ve které je pro různé značky 21 a hodnoty nevyváženosti tabulárně uložena vazba tvaru, plochy a hloubky úběru. Hloubka úběru je přitom rozdělena ve stupních Mohou se však alternativně volit také jiná

0,0 2 rnm.

odstupňování. Podle odebíraného materiálu jsou rovněž řídícím zařízením stanoveny síla a doba působení laseru na povrch dopřádacího rotoru 1. Jako velikosti ne vyváženost i jsou udávány hodnoty 5 mg, 10 mg, 15 mg, 20 mg a tak dále. Mezihodnoty se případně mohou zjistit pomocí interpolace. Po sepnutí emitovaný laserový paprsek 3 vstupuje na povrch válcové části nákružku 6. Odběr materiálu nastavá za klidového stavu dopřádacího K vytvoření tvaru značky 21 se směr laserového řídí jednoduše, rychle a přesně vychylovacím

15, vytvořeným jako optické zařízení. Úběr rotoru 1. paprsku 3 prostředkem materiálu nastává po vrstvách, přičemž se po sobě odebírají vrstvy rozkládající se po celé ploše značky 21 a tak se docílí neustále konstantní úběr materiálu a mimořádně stejnoměrný • · · · • · · · • ·

-10p o vrch dna značky 2 1.

Pro způsobové kroky je potřebné jen jediné upnutí, ve kterém zůstává dopřádací rotor 1 upnutý až k ukončení vyvažování a opouští ho potom označený a vyvážený. Způsob podle vynálezu přes zlepšení kvality vyvážení a umístění značky 2 1,. které bylo dosud prováděno v předřazených nebo přiřazených pracovních krocích, zkracuje vyvažování tak, že se může ve stejném časovém intervalu vyrobit oproti obvyklým způsobům až trojnásobné množství vyvážených dopřádacích rotorů 1.

Claims (10)

1. PATENTOVE NÁROKY

   1. Dopřádací rotor pro otevřené dopřádací stroje, který má rotorovou misku (5, 19) s nákružkem (6, 20) a je vhodný pro vysoké otáčky, vyznačující se tím, že rotorová miska (5, 19) je opatřena alespoň jednou značkou (21), která je vytvořena na vnější ploše úběrem materiálu, přičemž poloha, plocha a hloubka úběru značky (21) odpovídají vyvážení dopřádacího rotoru (1).
2. 2. Dopřádací rotor podle nároku 1, vyznačující se tím, že značka (21) je alespoň zčásti tvořena popisem (23).

   Dopřádací že značka rotor podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, (21) je alespoň zčásti tvořena vyobrazením (22).

   A. Dopřádací rotor podle jednoho z předchozích nároků, vyznačující se tím, že značka (21) je umístěna na vnějším obvodu nákružku (6, 20).

   Dopřádací rotor podle nároku 4 značka (21) je umístěna na válcové vyznačující se tím, že části nákružku (6, 20).
3. 6. Dopřádací rotor podle jednoho z předchozích nároků, vyznačující se tím, že značka (21) je vytvořena laserovým paprskem (3).
4. 7. Způsob výroby dopřádacího rotoru podle nároku 1, při němž se po známým způsobem provedeném vytvarování dopřádacího rotoru (1) zjistí úhlová poloha a velikost nevyvážení, stanoví se množství materiálu, potřebné pro hmotnostní vyvážení, a provede se úběr materiálu v závislosti na úhlové poloze, vyznačující se tím, že se na rotorové misce (5, 19) na vnější ploše vytvoří úběrem materiálu alespoň jedna značka (21), přičemž poloha, plocha a hloubka úběru • · · · • ·

   - 12 slouží materiálovému vyvážení dopřádacího rotoru (1).
5. 8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že se materiálový úběr provádí pomocí laserového paprsku (3), který vede se přes vyráběnou značku (21).
6. 9. Způsob podle jednoho z nároků 7 až 8, vyznačující se tím, že se laserový paprsek (3) směrově vychyluje pomocí alespoň jednoho vychyl ovacího prostředku (15), zejména optického září zení .
7. 10. Způsob podle jednoho z nároků 7 až 9, vyznačující se tím, že se hloubka úběru stanoví na základě velikosti plochy úběru značky (21).
8. 11. Způsob podle nároku 10, vyznačující se tím, že se hloubka úběru stupňovitě zvětšuje.
9. 12. Způsob podle jednoho z nároků 7 až 10, vyznačující se tím, že se pro různé značky (21) a hodnoty nevyvážení tabulárně stanoví vazba na tvar, plochu a hloubku úběru.

   1 3 . Způsob podle že se značka 1 4 . Způsob podle že se značk; ( 22) . 1 5 . Způsob podle že se výkon stanovených

   dnoho z nároků 7 až 13, vyznačující se tím, značka (21) alespoň zčásti provede jako vyobrazení jednoho z nároků 7 až 14, vyznačující se tím, laserového paprsku (3) podrobí pravidelně ve časových intervalech preventivnímu nebo na stavu závislému měření a vyrovnají se zjištěné odchylky výkonu od stanovené nastavené hodnoty.

   - 1 3
10. 16. Způsob podle jednoho z nároků 7 až 14, vyznačující se tím, že se značka (21) vyrábí v následujících postupových k r o c í c h:

    - dopřádací rotor (1), připravený známým způsobem k vyvažování, se vloží do uložení vyvažovacího zařízení pracujícího s laserovým paprskem (3) a uvede se do otočného pohybu,

    - při řízených měrných otáčkách se změří nevyváženost dopřádacího rotoru (1),

    - pomocí řídícího zařízení (10) vyvažovacího zařízení se stanoví poloha a velikost ne vyváženost i a vypočte se za použiti hodnot specifických pro dopřádací rotor (1) objem odebíraného materiálu,

    - řízením vyvažovacího zařízení se stanoví poloha, tvar a hloubka značky (21), potřebné k materiálovému vyvážení,

    - dopřádací rotor (1) se otáčí, přičemž nevyvážení leží pod laserovým zařízením (2) v činné oblasti laseru a ~ síla a doba působení laseru na povrch dopřádacího rotoru (1) se sladí s odebíraným materiálem a působí se během klidového stavu dopřádacího rotoru (1).