-
Die
Erfindung betrifft eine Antriebswalze für eine Kreuzspulen herstellende
Textilmaschine gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
-
Antriebswalzen
zum reibschlüssigen
Antreiben einer in einer Spulvorrichtung einer Textilmaschine drehbar
gehalterten Kreuzspule sind seit langem bekannt.
-
In
der Patentliteratur sind verschiedene Ausführungen derartiger Antriebswalzen
beschrieben.
-
In
der
DE 30 15 207 C1 oder
der
DE 100 26 388
A1 sind beispielsweise Antriebswalzen beschrieben, die
im wesentlichen aus einem mittleren Antriebswalzenkörper, zwei
seitlich angeordneten, relativ weichen Antriebsbelägen sowie
zwei am mittleren Antriebswalzenkörper festlegbaren Anschlusselementen
bestehen.
-
Der
mittlere Antriebswalzenkörper
ist dabei reib- oder formschlüssig
an einer Antriebswelle festgelegt.
-
Das
heißt,
hierbei sind alle Antriebswalzen einer Maschinenseite drehfest auf
einer gemeinsamen, maschinenlangen Antriebswelle festgelegt, die ihrerseits
an einen gemeinsamen Antrieb angeschlossen ist.
-
Diese
in der Praxis im Zusammenhang mit Rotorspinnmaschinen durchaus bewährte Antriebsform
hat allerdings einige Nachteile.
-
Während des
Betriebes der Textilmaschine können
beispielsweise alle Antriebswalzen, zumindest einer Maschinenseite,
stets nur gemeinsam und mit der gleichen Geschwindigkeit umlaufen.
Außerdem
nutzen sich die aus einem Kunststoff gefertigten Antriebsbeläge dieser
Antriebswalzen relativ schnell ab. Des weiteren gestaltet sich das
Auswechseln dieser relativ verschleißempfindlichen Antriebsbeläge aufgrund
der durchgehenden Antriebswelle etwas umständlich.
-
Das
heißt,
die alten Antriebsbeläge
müssen zum
Ausbau zunächst
aufgeschnitten werden, bevor neue, geschlitzte Antriebsbeläge, die
ebenfalls nur eine begrenzte Lebensdauer aufweisen, eingebaut werden
können.
-
Von
Spulmaschinen sind allerdings auch Antriebswalzen bekannt, die einzelmotorisch
angetrieben sind.
-
Derartige,
zum Beispiel durch die
DE
43 36 312 C2 bekannte Antriebswalzen sind in der Regel als
Fadenführungstrommeln
ausgebildet, das heißt als
Bauteile, die sowohl die Kreuzspule rotieren als auch den auflaufenden
Faden changieren.
-
Solche
Fadenführungstrommeln
weisen in der Regel eine fadenglatte Umfangsfläche auf, auf der die Kreuzspule
mit einem bestimmten Auflagedruck aufliegt und von der angetriebenen
Fadenführungstrommel
reibschlüssig
mitgenommen wird.
-
Da
bei solchen Fadenführungstrommeln
ein gewisser Schlupf zwischen Antriebswalze und Kreuzspule unvermeidlich
ist, ist das Beschleunigungsvermögen
solcher Antriebsanordnungen, insbesondere wenn die Kreuzspulen bereits
einen großen
Durchmesser und damit ein nicht unerhebliches Gewicht erreicht haben,
begrenzt.
-
Des
weiteren ist es durch die DE-PS 593 358 bekannt, zum Rotieren von
Kreuzspulen und zum Changieren des auflaufenden Fadens Antriebswalzen
einzusetzen, deren elektromotorische Einzelantriebe als Außenläufer ausgebildet
sind.
-
Die
in der DE-PS 593 358 dargestellte und beschriebene Spulmaschine
zeigt verschiedene Ausführungsformen
solcher einzelmotorisch angetriebenen Fadenchangier- und Kreuzspulenantriebseinrichtungen
mit einem als Außenläufer ausgebildeten Antrieb.
-
Bei
der Ausführungsform
gemäß 4 der DE-PS
593 358 ist im Bereich der Spulvorrichtung der Spulmaschine ein
Lagerbock angeordnet, zwischen dessen Lagerstellen eine hohle Achse
befestigt ist.
-
An
dieser Achse ist der Stator eines Elektroantriebes festgelegt. Die
Achse bildet außerdem
das Widerlager für
die Lagerung des als Außenläufer ausgebildeten
Antriebsrotors. Bei dieser Konstruktion liegt die Kreuzspule direkt
auf dem Gehäuse
des Außenläufers auf
und wird während
des Betriebes vom rotierenden Gehäuse des Außenläufers reibschlüssig mitgenommen.
-
Auch
diese sehr kompakt gestaltete Antriebswalze weist den Nachteil auf,
dass während
des Betriebes, insbesondere in Beschleunigungsphasen, zwischen dem
auf seiner Oberfläche
fadenglatt gestalteten Rotorgehäuse
und der Kreuzspule oft undefinierter Schlupf auftritt, wobei die
für die
Fadenchangierung erforderliche Nut lediglich die antreibende Oberfläche reduziert
und demzufolge die Reibung weiter verringert.
-
Unter
fadenglatt wird im vorliegenden Fall eine Oberfläche verstanden, die beispielsweise
so poliert ist, dass sie keine Kanten oder Ecken aufweist, an denen
der aufzuspulende Faden hängen bleiben
könnte.
-
Um
eine Kreuzspule möglichst
schlupfarm anzutreiben, wäre
es an sich wünschenswert,
Antriebswalzen mit einer relativ rauen oder mit einer profilierten
Oberfläche
zu versehen, so dass zwischen der Antriebswalze und der Kreuzspule
quasi ein Formschluss gegeben ist.
-
Antriebswalzen
mit rauer Oberfläche
scheiden dabei allerdings aus, da ohne fadenglatter Oberfläche dieser
Antriebswalzen ein ordnungsgemäßes Changieren
des Fadens nicht möglich
ist.
-
Auch
Antriebswalzen mit einer fadenglatten Profilierung auf ihrer Oberfläche sind
bislang in der Praxis nicht im Einsatz, da die bislang in der Textilmaschinenindustrie üblichen
Fertigungsverfahren das Herstellen von Antriebswalzen mit einer
fadenglatten Profilierung zu vertretbaren Kosten nicht gestatteten.
-
Ausgehend
vom vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, eine Antriebswalze mit guter Standzeit und hoher Mitnahmekraft
zu entwickeln. Insbesondere soll eine Antriebswalze geschaffen werden,
die eine kostengünstig
herstellbare, fadenglatte und standfeste Profilierung aufweist.
-
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer
Antriebswalze gelöst,
wie sie im Anspruch 1 beschrieben ist.
-
Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Die
erfindungsgemäße Ausführungsform
hat insbesondere den Vorteil, dass ein dünnwandiges, abriebfestes Metallrohr
mittels Hochdruckinnenverformung auf kostengünstige Weise mit einer fadenglatten
Profilierung versehen und so auf dem Außenumfang einer Antriebswalze
festgelegt werden kann, dass die Profilierung der Antriebswalze
mit der anzutreibenden Kreuzspule quasi einen Formschluss bildet.
-
Die
durch Hochdruckinnenverformung erstellte Profilierung des dünnwandigen
Metallrohres ist dabei ohne jede Nachbehandlung sofort fadenglatt.
-
Das
Hochdruckinnenverformen ist ein im Zusammenhang mit Hohlkörpern an
sich bekanntes Fertigungsverfahren, das eine relativ kostengünstige, reproduzierbare
Herstellung auch komplizierter Bauteile ermöglicht.
-
Bei
diesem zum Beispiel in der
DE
41 03 082 beschriebenen, auch als hydrostatischen Umformen bekannten
Verfahren, wird ein Hohlkörper
aus einem kaltumformbaren Metall in die Formhöhlung eines Gesenkes eingelegt
und anschließend
durch Druckflüssigkeit,
die mit hohem Druck eingepresst wird, an die Gesenkwandung angedrückt.
-
Die
Gesenkwandung weist dabei entsprechend der gewünschten Profilierung der Rohres
Ausarbeitungen auf, in die das Material des Rohres während des
Umformprozesses unter Bildung gleichmäßiger, glatter Radien hineingedrückt wird.
-
Das
dünnwandige
Stahlrohr weist im Anschluss an den Umformprozess sofort seine endgültige, fadenglatte
Profilierung auf, so dass weitere Bearbeitungsschritte entfallen
können.
-
Insgesamt
stellt das Hochdruckinnenverformen ein Verfahren dar, das es ermöglicht,
Hohlkörper präzise und
kostengünstig
herzustellen.
-
Das
heißt,
durch die erfindungsgemäße Ausbildung
einer Antriebswalze kann auf einfache und kostengünstige Weise
eine Antriebswalze erstellt werden, die eine lange Lebensdauer aufweist
und bei der der üblicherweise
zwischen Antriebswalze und Kreuzspule auftretende Schlupf minimiert
ist.
-
Als
Material für
das Metallrohr haben sich dabei insbesondere, wie im Anspruch 2
dargelegt, Stahl, vorzugsweise eine Legierung aus einem so genanntem
Edelstahl, oder, wie im Anspruch 3 dargelegt, eine beschichtete
Metallhülse
bewährt.
Aus solchen Materialien gefertigte Metallrohre sind nicht nur sehr
korrosionsbeständig,
sondern auch relativ abriebsfest, so dass sich die Abnutzung der
Profilierung in vertretbaren Grenzen hält.
-
Das
heißt,
bei solchen Metallrohren weist die Profilierung eine lange Lebensdauer
auf, außerdem sind
derartige Metallrohre weitestgehend unempfindlich gegen Rost.
-
Wie
im Anspruch 4 dargelegt, ist in bevorzugter Ausführungsform vorgesehen, dass
die Antriebswalze durch einen elektromotorischen, als Außenläufer ausgebildeten
Einzelantrieb beaufschlagt ist und das dünnwandige, profilierte Stahlrohr
direkt auf dem Außenumfang
des Rotorgehäuses
des Außenläufers festgelegt
ist.
-
Solchermaßen ausgebildete
Antriebswalzen weisen insbesondere den Vorteil auf, dass die Antriebswalzen
aufgrund ihres innen liegenden Antriebes nur relativ wenig Einbauraum
erfordern, was angesichts der bekanntermaßen beengten Platzverhältnisse
an den Arbeitstellen Kreuzspulen herstellender Textilmaschine sehr
vorteilhaft ist.
-
Durch
den Einsatz eines dünnwandigen, durch
Hochdruckinnenverformung profilierten Stahlrohr ist es außerdem möglich, die
Antriebswalzen kostengünstig
so auszustatten, dass sie eine hohe Mitnahmekraft entwickeln, was
sich insbesondere beim Beschleunigen großer Kreuzspulen sehr positiv auswirkt.
-
Da
das dünnwandige,
profilierte Metallrohr nur relativ wenig Gewicht aufweist, wird
die Schwungmasse des Außenläufers dabei
nur unwesentlich erhöht.
-
Wie
im Anspruch 5 dargelegt, beträgt
die Wandstärke
des dünnwandigen
Metallrohres, zwischen 0,1 mm und 0,4 mm, vorzugsweise 0,2 mm.
-
Hohlkörper mit
einer solchen, relativ geringen Wandstärke lassen sich einerseits
per Hochdruckinnenverformung relativ problemlos bearbeiten, weisen
aber andererseits nach ihrer Profilierung und wenn sie auf ihren
Stützkörper, beispielsweise
das Rotorgehäuse
aufgezogen sind, die erforderliche Festigkeit auf.
-
Wie
im Anspruch 6 dargelegt, ist die Profilierung des Metallrohres zumindest
in Rotationsrichtung der Antriebswalze abgesetzt.
-
Das
heißt,
die Profilierung besteht aus einer Vielzahl zumindest in Rotationsrichtung
beabstandet angeordneten Noppen oder Stegen.
-
Eine
solche Ausbildung ermöglicht
es, dass sich die Profilierung des Metallrohres etwas in die Oberfläche der
mit einem gewissen Auflagedruck auf der Antriebswalze aufliegenden
Kreuzspule "eingraben" kann und dabei quasi
einen Formschluss mit der Kreuzspule bildet.
-
Wie
im Anspruch 7 dargelegt, kann das Metallrohr beispielsweise in seinem
Mittelbereich Noppen aufweisen, während in die Seitenbereiche
des Metallrohres Stege eingearbeitet sind.
-
Über die
Stege erfolgt dabei eine relativ schonende Mitnahme der Kreuzspule
während
des Spinnbetriebes.
-
Zum
Spulen konischer Kreuzspulen kann selbstverständlich auch vorgesehen sein,
die Stege im Mittelbereich des Metallrohres anzuordnen (Anspruch
8).
-
Auch
in diesem Fall ist eine schonende Mitnahme der konischen Kreuzspule
während
des Spinnprozesses sichergestellt.
-
Gemäß Anspruch
9 erstrecken sich Noppen gleichmäßig über die
gesamte Oberfläche
des Stahlrohres.
-
Auch
eine solche Ausbildungen gewährleistet
eine sichere Mitnahme der aufliegenden, anzutreibenden Kreuzspule.
-
Das
heißt,
aufgrund der Profilierung des Metallrohres hält sich der Schlupf zwischen
Antriebswalze und Kreuzspule sowohl während des gleichförmigen Betriebes
als auch in den Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsphasen der Spulvorrichtung
in Grenzen.
-
Es
wird hier ausdrücklich
darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die vorstehend
beschriebenen Arten der Profilierungen des Metallrohres beschränkt ist,
sondern das durchaus auch andere Arten von Profilierung, z.B. Noppen
in den Seitenbereichen und Stege im Mittelbereich, unter den allgemeinen
Erfindungsgedanken fallen sollen.
-
Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
-
Es
zeigt.
-
1 in
Seitenansicht einen Halbschnitt auf eine Kreuzspulen herstellende
Textilmaschine,
-
2 in
perspektivischer Ansicht eine Arbeitsstelle einer Kreuzspulen herstellenden
Textilmaschine,
-
3A eine
Antriebswalze mit einer ersten Ausführungsform eines dünnwandigen,
durch Hochdruckinnenverformung profilierten, auf dem Rotorgehäuse eines
Außenläufers festgelegten
Stahlrohres,
-
3B eine
Antriebswalze mit einer weiteren Ausführungsform eines dünnwandigen,
durch Hochdruckinnenverformung profilierten, auf dem Rotorgehäuse eines
Außenläufers festgelegten
Stahlrohres,
-
4 die
erfindungsgemäße Antriebswalze mit
dünnwandigem
Stahlrohr im Schnitt.
-
In 1 ist
schematisch in Seitenansicht eine Hälfte einer Kreuzspulen herstellende
Textilmaschine 1, im Ausführungsbeispiel einer Offenend-Rotorspinnmaschine,
dargestellt.
-
Derartige
Textilmaschinen verfügen,
wie bekannt, zwischen ihren (nicht dargestellten) Endgestellen über eine
Vielzahl gleichartiger Arbeitsstellen 2.
-
Die
Arbeitsteilen 2 weisen dabei jeweils ein Spinnaggregat 3 sowie
eine Spulvorrichtung 4 auf.
-
In
den Spinnaggregaten 3 werden Faserbänder 6, die in Spinnkannen 5 bevorratet
sind, zu Fäden 7 verarbeitet,
die anschließend
auf den Spulvorrichtungen 4 zu Kreuzspulen 8 aufgewickelt
werden.
-
Die
fertig gestellten Kreuzspulen 8 werden über eine Kreuzspulen-Transporteinrichtung 12 zu
einer maschinenendseitig angeordneten (nicht dargestellten) Ladestation
befördert.
-
Wie
in 1 angedeutet, weisen die Arbeitsstellen 2 jeweils
neben dem Spinnaggregat 3 und der Spulvorrichtung 4 noch
weitere Handhabungseinrichtungen, beispielsweise eine Fadenabzugseinrichtung 10,
eine Absaugdüse 17,
einen Fadenspeicher 13 sowie eine Paraffiniereinrichtung 14 auf.
Die Funktion dieser Bauteil ist bekannt und in zahlreichen Patentschriften
ausführlich
erläutert.
-
Wie
insbesondere aus 2 ersichtlich, weist die Spulvorrichtung 4 eine
Umlenkrolle 15, eine Fadenchangiereinrichtung 16,
mit einem Fadenführer 18,
eine Antriebswalze 11 sowie einen Spulrahmen 9 auf.
-
Die
im Ausführungsbeispiel
einzelmotorisch beaufschlagte Antriebswalze 11, die in
den 3 und 4 näher dargestellt
ist, treibt dabei eine im Spulenrahmen 9 frei drehbar gelagerte
Kreuzspule 8 an.
-
Wie
in 4 angedeutet, verfügt die Antriebswalze 11 über einen
Außenläuferantrieb 22, das
heißt,
auf einer drehfest angeordneten Lagerachse 24 ist drehfest
der Stator 25 eines elektromotorischen Antriebes festgelegt,
der über
Energieleitung 26 an eine (nicht dargestellte) Stromquelle
angeschlossen ist.
-
Auf
der Lagerachse 24 sind außerdem Lagereinrichtungen 27 für den als
Außenläufer ausgebildeten
Rotor 23 des Antriebswalzen-Antriebes 22 positioniert.
-
Der
Rotor 23 verfügt über ein
Rotorgehäuse 28 auf
dessen Außenumfang 21 ein
dünnwandiges, durch
Hochdruckinnenverformung profiliertes Metallrohr 19, vorzugsweise
ein Stahlrohr aus einer Edelstahllegierung, festgelegt ist.
-
Das
dünnwandige,
profilierte Stahlrohr 19 steht während des Spulbetriebes mit
der Oberfläche der
Kreuzspule 8 in Kontakt und nimmt diese mit.
-
Die
Profilierung des dünnwandigen
Stahlrohres 19 besteht dabei beispielsweise, wie in 3A angedeutet,
aus über
den gesamten Umfang des Stahlrohres 19 verteilt angeordnete,
beabstandet positionierten Noppen 20, die sich quasi formschlüssig in
die Oberfläche
der Kreuzspule 8 "eingraben" und dafür sorgen,
dass zwischen der antreibenden Antriebswalze 11 und der
angetriebenen Kreuzspule 8 stets ausreichend Mitnahmekraft
zur Verfügung steht.
-
In
einer weiteren vorteilhaften, in 3B dargestellten
Ausführungsform
weist das dünnwandige
Stahlrohr 19 Bereiche mit unterschiedlicher Profilierung
auf.
-
In
den Seitenbereiche 32, 33 des Stahlrohres 19 sind
beispielsweise, in Rotationsrichtung R der Antriebswalze beabstandete
Stege 30 angeordnet, während
im Mittelbereich 31 eine Profilierung in Form von beabstandeten
Noppen 20 vorliegt.
-
In
einer weiteren (nicht dargestellten) Ausführungsform, die insbesondere
zum Antreiben konischer Kreuzspulen dient, sind die Stege 30 im
Mittelbereich des Stahlrohres 19 angeordnet, während die Außenbereiche
glatt oder mit Noppen 20 versehen sind.
-
Wie
vorstehend bereits erläutert
erhält
das dünnwandige
Stahlrohr 19 seine Profilierung vorteilhafter Weise durch
Hochdruckinnenverformen.
-
Bei
diesem an sich bekannten und beispielsweise in der
DE 41 03 082 A1 beschriebenen
Verfahren, das auch als hydrostatisches Umformen bezeichnet wird,
wird ein aus kaltumformbarem Metall bestehender Hohlkörper in
ein Gesenk eingelegt, in das, entsprechend der gewünschten
Profilierung, Ausnehmungen eingearbeitet sind.
-
Durch
ein inkompressibles Medium, vorzugsweise eine Druckflüssigkeit,
die mit sehr hohem Druck in das Innere des Hohlkörpers eingepresst wird, wird
das dünnwandige
Rohr in die an der Innenwandung des Gesenkes vorhandenen Ausnehmungen
gedrückt.
-
Das
heißt,
die Ausbildung des Innenwandung des Gesenkes gibt die endgültige Form
des zu erstellten Bauteils sowohl was dessen Abmessungen oder dessen
exakte körperliche
Ausgestaltung betrifft, vor.
-
Da
im Bereich der Biegekanten jeweils relativ glatte Radien entstehen,
weisen die gefertigten Bauteile bereits ihr Endfinish auf, das heißt, weitere Nachbehandlungen,
wie zum Beispiel entgraten, sind nicht notwendig.
-
Durch
Hochdruckinnenverformung lassen sich deshalb auch relativ komplizierte
Serienbauteile verhältnismäßig kostengünstig und
sehr passgenau fertigen.