DE10058272A1

DE10058272A1 - Roller of a work machine

Info

Publication number: DE10058272A1
Application number: DE2000158272
Authority: DE
Inventors: Joachim Leger
Original assignee: Oskar Dilo Maschinenfabrik KG
Current assignee: Oskar Dilo Maschinenfabrik KG
Priority date: 2000-11-23
Filing date: 2000-11-23
Publication date: 2002-05-29
Anticipated expiration: 2020-11-24
Also published as: FR2816998A1; FR2816998B1; ITMI20012420A1; DE10058272B4

Abstract

Die schlanke Walze einer Arbeitsmaschine, bespielsweise die Wenderwalze einer Textilmaschine, beispielsweise einer Karde oder Krempel, weist einen Walzenkörper auf, der wenigstens in seinen beiden Endbereichen hohl ausgebildet ist und in seinem Innenraum im Abstand von seinen Enden an außerhalb des Walzenkörpers einseitig eingespannten, in den Walzenkörper hineinkragenden Tragrohren drehbar gelagert ist.The slender roller of a work machine, for example the turning roller of a textile machine, for example a card or card, has a roller body which is hollow at least in its two end regions and clamped on one side in its interior at a distance from its ends to the outside of the roller body, in the Rolling body protruding into the support tubes is rotatably mounted.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine schlanke Walze einer Arbeitsmaschine, insbe sondere eine Wender- oder Arbeiterwalze einer Karde oder Krempel, mit einem Walzenkörper, der beidseitig drehbar gelagert ist.The invention relates to a slim roller of a work machine, in particular special a turner or worker roller of a card or card, with a Roller body, which is rotatably mounted on both sides.

In manchen Arbeitsmaschinen, die Walzen enthalten, muß eine gleichmäßige Flä chenpressung zwischen Walzenoberflächen sichergestellt werden, beispielsweise in Druckmaschinen, wo es sonst zu ungleichmäßigen Druckergebnissen kommen würde. Ähnliches gilt für Walzwerke. In anderen Fällen, beispielsweise bei Wickel dornen in Wickelmaschinen, muß ein Durchhang vermieden werden, weil sonst das auf den Dorn gewickelte Gut, etwa eine Folie, durch Dehnung geschädigt würde. In Kalandern müssen Walzenabstände konstant gehalten werden. Bei Karden und Krempeln betragen die Abstände der Arbeitsorgane voneinander, zu denen Spei sewalzen, Vorwalze, Vortrommel, Übertragungswalze, Putzwalze, Fangwalze, Hauptwalze, Arbeiter, Wender, Läufer, Abnehmer und Hacker gehören, teilweise nur Bruchteile von Millimetern.In some machines that contain rollers, there must be an even surface pressure between the roller surfaces can be ensured, for example in printing presses, where otherwise uneven printing results occur would. The same applies to rolling mills. In other cases, for example in the case of wraps thorns in winding machines, a sag must be avoided, otherwise that Good wound on the mandrel, such as a film, would be damaged by stretching. In calenders, roller distances must be kept constant. With cards and Carding the distances of the working organs from each other, to which Spei sewing rollers, roughing roller, roughing drum, transfer roller, cleaning roller, catching roller, Main roller, workers, turner, runners, buyers and chippers belong, in part only fractions of a millimeter.

Mit Rücksicht hierauf und auf die exakte vorbestimmte Positionierung der Arbeits organe und insbesondere angesichts der ständig vergrößerten Arbeitsbreiten sol cher Maschinen müssen diese Arbeitsorgane und die sie aufnehmenden Gestelle sehr stabil, biegesteif und schwingungsfrei sein. Die Lager der rotierenden Organe müssen eine hohe Belastbarkeit und präzise Laufeigenschaften aufweisen und dabei praktisch wartungsfrei sein, was sich in der Regel nur mit Wälzlagern beherr schen läßt.With regard to this and the exact predetermined positioning of the work organs and especially in view of the constantly increasing working widths sol machines must have these working elements and the frames that receive them be very stable, rigid and free of vibrations. The bearings of the rotating organs must have high resilience and precise running properties and be practically maintenance-free, which is usually only possible with roller bearings lets.

Schwierigkeiten bereiten dabei besonders die schlanken Walzen, d. h. solche, die einen sehr kleinen Durchmesser im Vergleich zu ihrer Länge aufweisen, beispiels weise die Wender- und Arbeiterwalzen in einer Krempel oder Karde, weil die Schlankheit zu einem gewissen Durchhang der Walze führt. Man hat daher zu Leichtmetallkonstruktionen gegriffen, doch stößt man auch hiermit an Grenzen der Arbeitsbreiten und Arbeitsgeschwindigkeiten wegen des unvermeidlichen Durchhangs. The slim rollers, in particular, present difficulties. H. those who have a very small diameter compared to their length, for example assign the turner and worker rollers in a card or card, because the Slenderness leads to a certain sag of the roller. One therefore has to Light metal constructions gripped, but you also reach the limits of this Working widths and speeds due to the inevitable sag.

Gleiche Probleme treten, wie oben bereits erläutert, auch in anderen Maschinen auf, wo schlanke Walzen eingesetzt werden, die nur an ihren Enden gelagert sind.The same problems, as already explained above, also occur in other machines where slim rollers are used that are only supported at their ends.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Walze der eingangs ge nannten Art anzugeben, die einen verminderten Durchhang hat.The invention is therefore based on the object, a roller of the beginning ge specified type that has a reduced sag.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vor teilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by the features specified in claim 1. before partial embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung erreicht das angestrebte Ziel dadurch, daß sie die Lagerung der schlanken Walze vom Walzenende weg verlegt. Die Walze ist im Abstand von ih ren am Arbeitsvorgang beteiligten Endbereichen gelagert, so daß sich bei gleich bleibender Walzenlänge eine gegenüber dieser verringerte Einspannlänge ergibt. Die Folge davon ist, daß der Durchhang in der Mitte der Walze gegenüber einem Zustand, bei dem die Walze an den Enden gelagert wäre, vermindert ist, freilich auf Kosten der Tatsache, daß nun auch die Walzenenden einen Durchhang zeigen, der bei Lagerung am Walzenende nicht vorhanden wäre, allerdings kleiner ist, als der Durchhang in der Mitte einer an den Enden gelagerten Walze gleicher Länge, den es zu vermindern gilt und durch die Erfindung vermindert wird. Da indessen die höchstmögliche Drehzahl der Walze von der Größe des Durchhangs mitbestimmt ist, erlaubt die Reduzierung des an der Walze auftretenden größten Durchhangs eine Steigerung der Drehzahl und damit der Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine. Optimale Verhältnisse ergeben sich, wenn die Lagerstellen im Walzenkörper einen Abstand vom jeweils nächsten Walzenende von etwa 22,3% der Gesamtlänge des Walzenkörpers haben, weil dann der Durchhang in der Mitte der Walze genauso groß ist wie der Durchhang an den Walzenenden.The invention achieves the desired aim by storing the slender roller moved away from the roller end. The roller is at a distance from it Ren end areas involved in the process stored so that at equal permanent roll length results in a reduced clamping length. The consequence of this is that the sag in the middle of the roller opposite one Condition in which the roller would be supported at the ends is reduced, of course Cost of the fact that the roller ends now also show a sag, which would not be available if stored at the end of the roller, but is smaller than the sag in the middle of a roller of the same length supported at the ends, which is to be reduced and is reduced by the invention. There, however highest possible speed of the roller co-determined by the size of the sag allows the greatest sag to occur on the roller an increase in the speed and thus the working speed of the machine. Optimal conditions result when the bearing points in the roller body unite Distance from the next roller end of about 22.3% of the total length of the Body because then the sag in the middle of the roller is the same is as big as the sag at the roller ends.

Vorzugsweise besteht der Walzenkörper aus einem faserarmierten Kunststoffrohr, insbesondere einem Kohlefaserrohr, weil sich hierdurch ein geringes Gewicht bei großer Steifigkeit der Konstruktion erzielen läßt.The roller body preferably consists of a fiber-reinforced plastic tube, in particular a carbon fiber tube, because it is lightweight can achieve great rigidity of the construction.

Bei einer bevorzugten Konstruktion bestehen die Lagerungen jeweils aus einer in den Walzenkörper eingesetzten Metallbuchse, die einen Kragen aufweist, der sich an einem in dem Walzenkörper ausgebildeten Absatz axial abstützt, einem kegel stumpfförmigen Lagerkörper, der in eine kegelstumpfförmige Aufnahme der Metall buchse eingesteckt und mit der Metallbuchse verschraubt ist und im Inneren den Außenring eines Pendelwälzlagers aufnimmt, einem Lagerzapfen, der am im Wal zenkörper befindlichen Ende eines zugehörigen, außen fest eingespannten Tragrohres ausgebildet oder befestigt ist, in den kegelstumpfförmigen Lagerkörper hineinragt und dort den Innenring des Pendelwälzlagers aufnimmt. Das Tragrohr hat einen Außendurchmesser, der ausreichend geringer als der Innendurchmesser des Endbereiches des Walzenkörpers ist, daß sich ein Ringspalt ergibt, der die freie Drehung des Walzenkörpers auch bei Durchhang seiner Endbereiche nicht behindert.In a preferred construction, the bearings each consist of an in the roller body inserted metal bushing, which has a collar that axially supported on a shoulder formed in the roller body, a cone frustoconical bearing body, which is in a truncated cone-shaped receptacle of the metal is inserted and screwed to the metal socket and inside the The outer ring of a spherical roller bearing accommodates a bearing journal that is in the whale end of an associated, firmly clamped outside Support tube is formed or fastened in the frustoconical bearing body protrudes into the inner ring of the spherical roller bearing. The support tube has an outside diameter that is sufficiently smaller than the inside diameter of the end region of the roller body is that there is an annular gap which the free rotation of the roller body even when its end regions sag with special needs.

Vorzugsweise umfaßt jede Lagerung auch eine Montagesicherungseinrichtung, die den kegelstumpfförmigen Lagerkörper bei der Montage gegen ein axiales Lösen von dem Lagerzapfen sichert.Preferably, each storage also includes an assembly securing device the frustoconical bearing body during assembly to prevent axial loosening secures from the trunnion.

Diese Konstruktion erlaubt zugleich ein sicheres Einführen der Lagerungen in den Walzenkörper und trägt aufgrund des ringförmigen Zwischenraums zwischen den Tragrohren und dem rohrförmigen Walzenkörper dem unvermeidlichen Durchhang desselben an seinen Enden Rechnung.This construction also allows a safe insertion of the bearings in the Roller body and carries due to the annular space between the Support tubes and the tubular roller body the inevitable sag the same at its ends bill.

Wenn die Walze angetrieben werden muß, wie beispielsweise die Wenderwalzen und Arbeiterwalzen in einer Textilmaschine, ist wenigstens einer der kegelstumpf förmigen Lagerkörper mit einer Kupplungseinrichtung versehen, an der eine das zugehörige Tragrohr durchdringende Antriebswelle angekoppelt werden kann. Die se Kupplungseinrichtung kann direkt an dem Lagerkörper ausgebildet sein oder aus einer im Lagerkörper befestigten Buchse bestehen. Die Kupplungseinrichtung hat vorzugsweise eine Aufnahmeöffnung mit unrundem, vorzugsweise polygona lem Querschnitt, in die das komplementär gestaltete Ende der Antriebsweile einge steckt werden kann.When the roller needs to be driven, such as the turner rollers and worker rolls in a textile machine, at least one is the truncated cone shaped bearing body with a coupling device on which one associated support tube penetrating drive shaft can be coupled. the se coupling device can be formed directly on the bearing body or consist of a bush fixed in the bearing body. The coupling device preferably has a receiving opening with a non-circular, preferably polygona lem cross-section into which the complementary end of the drive shaft is inserted can be stuck.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf ein in den Zeichnungen dargestelltes Ausführungsbeispiel einer Wenderwalze näher erläutert. The invention will now be described with reference to an in the drawings illustrated embodiment of a turner roller explained in more detail.

Die Zeichnung zeigt im Axialschnitt die beiden Endabschnitte einer Wenderwalze mit den erfindungsgemäßen Merkmalen. Der obere Teil der Zeichnung zeigt das angetriebene Ende, während der untere Teil der Zeichnung das mitlaufende Ende der Wenderwalze zeigt.The drawing shows in axial section the two end sections of a turner roller with the features of the invention. The upper part of the drawing shows that driven end, while the lower part of the drawing the trailing end the turner roller shows.

Die Wenderwalze besteht aus einem kohlefaserverstärkten, rohrförmigen Walzen körper 1 aus Kunststoff mit zylindrischer Umfangsfläche, dessen beide Endberei che 2 eine gegenüber dem Zentralbereich verminderte Wanddicke aufweisen, so daß im Innern des Walzenkörpers 1 jeweils ein Absatz 3 ausgebildet wird. In den Walzenkörper 1 sind beiderseits je eine Metallbuchse 4 eingesetzt, die einen sich an dem Absatz 3 abstützenden Kragen 5 aufweist. Die Metallbuchsen 4 sind mit einer Passung versehen und/oder in den Walzenkörper 1 eingeklebt.The turner roller consists of a carbon fiber reinforced, tubular roller body 1 made of plastic with a cylindrical peripheral surface, the two end areas 2 have a reduced wall thickness compared to the central area, so that in each case a paragraph 3 is formed inside the roller body 1 . In the roller body 1 a metal bushing 4 is inserted on both sides, which has a collar 5 which is supported on the shoulder 3 . The metal bushes 4 are fitted and / or glued into the roller body 1 .

Jede Metallbuchse 4 hat eine kegelige Bohrung, in der ein kegelstumpfförmiger Lagerkörper 6 sitzt, der in der Metallbuchse 4 durch eine zentrale Innensechskant schraube 7 gesichert ist. Der Lagerkörper 6 trägt im Inneren den Außenring 8 eines Pendelwälzlagers 9.Each metal bushing 4 has a tapered bore in which a frustoconical bearing body 6 is seated, which is secured in the metal bushing 4 by a central hexagon screw 7 . The bearing body 6 carries the outer ring 8 of a spherical roller bearing 9 on the inside.

Der Innenring des Pendelwälzlagers 9 sitz auf einer Lagerbuchse 10, die am Ende eines möglichst biegesteifen Tragrohres 11 befestigt ist, das in den Endabschnitt 2 des Walzenkörpers 1 hineinkragt und außen in einem Maschinengestell (nicht dar gestellt) fest eingespannt ist.The inner ring of the spherical roller bearing 9 is seated on a bearing bush 10 which is fastened to the end of a support tube 11 which is as rigid as possible and which protrudes into the end section 2 of the roller body 1 and is firmly clamped on the outside in a machine frame (not shown).

Wie die Zeichnung zeigt, haben die beiden Tragrohre 11 einen geringeren Außen durchmesser als der Innendurchmesser des Walzenkörpers 1 an dessen Endberei chen 2 beträgt. Der dadurch gebildete ringförmige Zwischenraum ist ausreichend, um einen gewissen freien Durchhang der Endbereiche des Walzenkörpers 1 zu ermöglichen.As the drawing shows, the two support tubes 11 have a smaller outer diameter than the inner diameter of the roller body 1 at its end regions 2 is 2 . The annular space formed in this way is sufficient to allow a certain free sag of the end regions of the roller body 1 .

Es sei an dieser Stelle betont, daß mit "Durchhang" in Bezug auf die Endbereiche 2 des Walzenkörpers 1 nicht zwangsläufig eine Durchbiegung nach unten als Folge der Schwerkraft gemeint ist, sondern ganz allgemein die Abweichung der Endbe reiche 2 von der Achse der Wenderwalze. Dieser Durchhang kann auch die Folge dynamischer Kräfte im Betrieb der Maschine sein und daher auch entgegen der Schwerkraft verlaufen.It should be emphasized at this point that "sag" with respect to the end regions 2 of the roller body 1 does not necessarily mean a downward deflection as a result of gravity, but generally the deviation of the end regions 2 from the axis of the turning roller. This sag can also be the result of dynamic forces in the operation of the machine and can therefore also run against gravity.

Für den Montagevorgang ist jeder kegelstumpfförmige Lagerkörper 6 an seinem zugehörigen Lagerzapfen 10 durch an dem Lagerkörper 6 befestigte Halteklauen 12 gesichert, die in eine Ringnut 13 am Umfang des zugehörigen Lagerzapfens 10 lose eingreifen.For the assembly process, each frustoconical bearing body 6 is secured to its associated bearing journal 10 by retaining claws 12 fastened to the bearing body 6 , which loosely engage in an annular groove 13 on the circumference of the associated bearing journal 10 .

Das im unteren Teil der Zeichnung gezeigte Lager für die Wenderwalze ist ein Festlager, weshalb der Innenring des Pendelwälzlagers 9 in axialer Richtung durch eine Scheibe 14 und einen Ring 16 fixiert sind, wobei die Scheibe 14 durch eine den Lagerzapfen 10 durchdringende Innensechskantschraube 15 festgehalten ist.The bearing shown in the lower part of the drawing for the Wenderwalze is a fixed bearing, so the inner ring of the spherical rolling bearing 9, a ring are fixed 16 in the axial direction by a washer 14 and, with the disk being held 14 by the bearing pin 10 penetrating Allen screw 15th

Das im oberen Teil der Zeichnung gezeigte Lager ist ein Loslager, weshalb dort der Scheibe 14 und dem Ring 16 vergleichbare Bauteile fehlen. Statt dessen ist in den kegelstumpfförmigen Lagerkörper 6 eine Buchse 17 eingesetzt und dort mit Schrauben 18 gesichert. Die Buchse hat eine Aufnahme unrunden, vorzugsweise polygonalen Querschnitts, in die das komplementär gestaltete eine Ende einer Zwi schenwelle 19 eingesteckt ist, deren anderes Ende ebenfalls in einer Buchse 20 polygonalen Aufnahmequerschnitts eingesteckt ist, die auf das im Inneren des Tragrohrs 11 befindliche Ende einer Antriebswelle 21 aufgeschraubt ist, die im Tragrohr 11 mittels Kugellagern 22 gelagert ist. Die Zwischenwelle 19 und das un vermeidliche Spiel zwischen ihren Enden und den Buchsen 17 und 20 erlaubt die Aufnahme eines gewissen radialen Versatzes sowie eines Winkelversatzes zwi schen der Antriebswelle 21 und dem kegelstumpfförmigen Lagerkörper 6 und ver meidet dadurch die Notwendigkeit von Kreuzgelenken. Die Zwischenwelle ist beim Einschieben in das Tragrohr 11 von der Scheibe 23 abgestützt, die auf der Zwi schenwelle 19 mittels eines Stiftes 24 festgelegt ist. Im Betriebszustand ist ein aus reichender Abstand zwischen Scheibe 23 und Tragrohrinnendurchmesser gege ben.The bearing shown in the upper part of the drawing is a floating bearing, which is why the disc 14 and the ring 16 lack comparable components. Instead, a bushing 17 is inserted into the frustoconical bearing body 6 and secured there with screws 18 . The socket has a receptacle out-of-round, preferably polygonal cross-section, into which the complementarily designed end of an inter mediate shaft 19 is inserted, the other end of which is also inserted into a socket 20 polygonal receptacle cross section, which on the inside of the support tube 11 end of a drive shaft 21 is screwed, which is mounted in the support tube 11 by means of ball bearings 22 . The intermediate shaft 19 and the unavoidable play between its ends and the bushes 17 and 20 allows the inclusion of a certain radial offset and an angular offset between the drive shaft 21 and the frustoconical bearing body 6 and thereby avoids the need for universal joints. The intermediate shaft is supported when inserted into the support tube 11 by the disc 23 which is fixed on the inter mediate shaft 19 by means of a pin 24 . In the operating state, a sufficient distance between the disk 23 and the inner tube diameter is given.

Zur Montage der Lagerungen in den Walzenkörper 1 werden zunächst die Lager körper 6 mit den darin eingepreßten Pendelwälzlagern 9 auf die Lagerzapfen 10 der Tragrohre 11 geschoben und durch die Halteklauen 12 gesichert. Auf der Antriebsseite vormontiert sind dabei die Buchse 17 und die Schrauben 18. Auf der nichtangetriebenen Seite sind die Schraube 7 sowie die Scheibe 14 und der Ring 16 bereits vormontiert. Nach dem Einbringen der auf diese Weise vormontierten Tragrohre 11 in die Metallbuchsen 4 des Walzenkörpers 1 werden die Schrauben 7 angezogen. Anschließend werden auf der Antriebsseite die Zwischenwelle 19 so wie die Antriebswelle 21 mit der an ihrem Ende befestigten Buchse 20 und den Kugellagern 22 in das Tragrohr 11 eingeschoben und ein Sicherungsring 25 am äußeren Ende des Tragrohrs 11 angebracht.To assemble the bearings in the roller body 1 , the bearing body 6 with the spherical roller bearings 9 pressed therein are first pushed onto the bearing journal 10 of the support tubes 11 and secured by the holding claws 12 . The bushing 17 and the screws 18 are preassembled on the drive side. On the non-driven side, the screw 7 , the washer 14 and the ring 16 are already preassembled. After inserting the pre-assembled support tubes 11 into the metal bushings 4 of the roller body 1 , the screws 7 are tightened. Subsequently, on the drive side, the intermediate shaft 19, like the drive shaft 21 with the bushing 20 fastened at its end and the ball bearings 22, are inserted into the support tube 11 and a retaining ring 25 is attached to the outer end of the support tube 11 .

Claims

1. roller of a working machine, in particular turner or worker roller of a card or card, with a roller body which is rotatably mounted on both sides, characterized in that the roller body ( 1 ) is hollow at least in its two end regions ( 2 ) and in its interior From stood at its ends on the outside of the roller body ( 1 ) clamped on one side, in the roller body ( 1 ) protruding support tubes ( 11 ) is rotatably mounted.

2. Roller according to claim 1, characterized in that the bearing points in the roller body ( 1 ) have a distance from the respective roller end, which corresponds to approximately 22.3% of the length of the roller body 1 .

3. Roller according to claim 1 or 2, characterized in that the roller body by ( 1 ) consists of a fiber-reinforced plastic tube and the bearings each comprise:
a metal bushing ( 4 ) inserted into the roller body ( 1 ), which has a collar ( 5 ) which is axially supported on a shoulder ( 3 ) formed in the roller body ( 1 ),
a truncated cone-shaped bearing body ( 6 ) which is inserted into a truncated cone-shaped receptacle of the metal bushing ( 4 ) and is screwed to the metal bushing ( 4 ) and which forms the inside of the outer running surface ( 8 ) of a pendulum roller bearing,
a bearing pin ( 10 ) which is formed or fastened at the end of the associated support tube ( 11 ) located in the roller body ( 1 ), protrudes into the frustoconical bearing body ( 6 ) and forms the circumference of the spherical roller bearing in its inner surface, and
Rolling elements ( 9 ) located between the outer and inner running surfaces.

4. Roller according to claim 3, characterized in that a storage of the turning roller comprises a mounting securing device ( 12 , 13 ), the pin gel frustum-shaped bearing body ( 6 ) against axial detachment from the bearing pin ( 10 ).

5. Roller according to claim 4, characterized in that the assembly securing device comprises:
an outer annular groove ( 13 ) in the journal ( 10 ), and
holding devices ( 12 ) fastened to the frustoconical bearing body ( 6 ), which protrude into the annular groove ( 13 ).

6. Roller according to one of the preceding claims, characterized in that the frustoconical bearing body ( 6 ) one of the bearings has a hitch be means ( 17 ) into which a drive tube ( 11 ) penetrating this bearing drive shaft ( 19 , 21 ) positively engages.

7. Roller according to claim 6, characterized in that the clutch device is a in the frustoconical bearing body ( 6 ) attached socket ( 17 ) which has a receiving opening non-circular cross-section, in which the complementarily shaped end of the drive shaft ( 19 ) is received.