DE102010001476A1

DE102010001476A1 - Luftgekühlte Oberwalze

Info

Publication number: DE102010001476A1
Application number: DE201010001476
Authority: DE
Inventors: Albert 85290 Kriegler
Original assignee: Rieter Ingolstadt GmbH
Current assignee: Rieter Ingolstadt GmbH
Priority date: 2010-02-02
Filing date: 2010-02-02
Publication date: 2011-08-04
Also published as: CN102191594A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Oberwalze (1) eines Streckwerks an einer Spinnereivorbereitungsmaschine, insbesondere einer Strecke, mit einer Walzenwelle (2) und einem Walzenbezug (3), der am Außenumfang der Walzenwelle (2) angebracht ist, wobei die Walzenwelle (2) zumindest eine Belüftungsnut, Lufteinlassöffnung (5) und Luftauslassöffnung (6) aufweist, wobei die Belüftungsnut am Außenumfang der Walzenwelle (2) angeordnet ist und mit der Lufteinlassöffnung (5) und der Luftauslassöffnung (6) verbunden ist. Erfindungsgemäß sind die Lufteinlassöffnung (5) und die Luftauslassöffnung (6) im Bereich des Außenumfangs der Walzenwelle (2) angeordnet, so dass durch die Rotation der Oberwalze (1) Luft in die Lufteinlassöffnung (5) einströmt, sich beim Durchströmen der Belüftungsnut, insbesondere durch die aus dem Walzenbezug (3) abgeleitete Wärme, erwärmt und durch die Luftauslassöffnung (6) ausströmt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Oberwalze eines Streckwerks an einer Spinnereivorbereitungsmaschine, insbesondere einer Strecke, mit einer Walzenwelle und einem Walzenbezug, der am Außenumfang der Walzenwelle angebracht ist, wobei die Walzenwelle zumindest eine Belüftungsnut, zumindest eine Lufteinlassöffnung und zumindest eine Luftauslassöffnung aufweist, wobei die Belüftungsnut am Außenumfang der Walzenwelle angeordnet und mit der Lufteinlassöffnung und der Luftauslassöffnung verbunden ist. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Spinnereivorbereitungsmaschine, insbesondere eine Strecke, mit einem Streckwerk, das eine Unterwalze und eine derartige Oberwalze aufweist.
In der Vergangenheit hat sich gezeigt, dass die hohen Liefergeschwindigkeiten von Spinnereivorbereitungsmaschinen zu erheblichen Temperaturerhöhungen in den Oberwalzen führen, da die Wärme nicht rasch genug abgeführt wird. Diese Temperaturerhöhung hat eine beschleunigte Alterung und folglich eine verkürzte Lebensdauer der Walzenbezüge zur Folge. Ferner besteht die Gefahr, dass sich der Walzenbezug von der Walzenwelle löst, seitlich abwandert und zum Ausfall des Streckwerks führt. Des Weiteren hat eine starke Temperaturerhöhung im Walzenbezug einen negativen Einfluss auf die Qualität des geförderten Fasermaterials, da die Gefahr besteht, dass einzelne Fasern miteinander verkleben.
Aus der DE 37 03 357 A1 ist eine Oberwalze bekannt, welche mit einem selbst erzeugten Kühlluftstrom kühlbar ist. Insbesondere gemäß 5 der Druckschrift weist die Oberwalze im Wesentlichen eine axiale Bohrung sowie am Außenumfang der Walzenwelle angeordnete Längsnuten auf, die miteinander in Verbindung stehen. Die Längsnuten erstrecken sich über den Walzenbezug hinaus, so dass bei Drehung der Oberwalze in den Längsnuten und der axialen Bohrung ein Unterdruck entsteht, durch den ein Kühlluftstrom axial mittig an der Stirnseite der Walzenwelle durch die axiale Bohrung angesaugt wird und sich danach in den Belüftungsnuten zur Kühlung der Oberwalze verteilt. Nachteilig hierbei ist, dass aufgrund der axial mittigen Ansaugung kein ausreichend großer Luftvolumenstrom erzeugbar ist, so dass der ausschließlich auf einem Unterdruck basierte Kühlluftstrom eine nicht ausreichende Wärmeabfuhr bzw. Kühlung der Oberwalze bewirkt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, eine selbstkühlende Oberwalze zu schaffen, welche die Wärmeabfuhr verbessert.
Erfindungsgemäß weist die Oberwalze eines Streckwerks an einer Spinnereivorbereitungsmaschine, insbesondere eine Strecke, eine Walzenwelle und einen Walzenbezug, der am Außenumfang der Walzenwelle angebracht ist, auf, wobei die Walzenwelle zumindest eine Belüftungsnut, zumindest eine Lufteinlassöffnung und zumindest eine Luftauslassöffnung aufweist, wobei die Belüftungsnut am Außenumfang der Walzenwelle angeordnet ist und mit der Lufteinlassöffnung und der Luftauslassöffnung verbunden ist, wobei die Lufteinlassöffnung und die Luftauslassöffnung im Bereich des Außenumfangs der Walzenwelle angeordnet sind. Insbesondere dadurch, dass abweichend zur DE 37 03 357 A1 sowohl die Lufteinlassöffnungen als auch die Luftauslassöffnungen am Außenumfang der Walzenwelle angeordnet sind, wird vorteilhafterweise ein bedeutend höherer Kühlluftstrom im System, insbesondere in den Belüftungsnuten, erzeugt, wodurch die Oberwalze ausreichend stark gekühlt wird. Der Grund hierfür ist insbesondere darauf zurückzuführen, dass nicht nur an den Luftauslassöffnungen ein Unterdruck erzeugt wird, sondern überdies hinaus die am Außenumfang der Walzenwelle angeordneten Lufteinlassöffnungen aktiv Luft in die Belüftungsnuten einschaufeln. Beim Durchströmen der Belüftungsnuten erwärmt sich die anfangs kühle Luft, insbesondere durch die aus dem Walzenbezug abgeleitete Wärme, und verlässt dann durch die ebenfalls am Außenumfang der Walzenwelle angeordneten Luftauslassöffnungen das Kühlsystem, wobei auch hier wiederum insbesondere durch einen Unterdruck die Strömungsgeschwindigkeit im System, respektive der Wärmeaustausch erhöht wird. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Oberwalze ist darin zu sehen, dass an den Enden der Oberwalze angebrachte Nadel- und/oder Kugellager, mit denen die Oberwalze in einem dafür vorgesehenen Streckwerk einer Spinnervorbereitungsmaschine drehbar gelagert angeordnet ist, ebenfalls durch den am Außenumfang der Walzenwelle angesaugten und ausgeblasenen Kühlluftstrom gekühlt werden, so dass der temperaturbedingte Verschleiß der Kugellager reduziert wird.
Für einen größeren Luftvolumenstrom ist es besonders vorteilhaft, wenn die Belüftungsnut wendelförmig ausgebildet ist, da hierdurch der Strömungswiderstand im System reduziert wird. In Folge dessen begünstigt die wendelförmige Ausgestaltung der Belüftungsnut die Wärmeabgabe an die Umgebung.
Ebenso ist es vorteilhaft, wenn unmittelbar an der Lufteinlassöffnung und/oder der Luftauslassöffnung zumindest ein Luftleitelement angeordnet ist, da hierdurch im Bereich der Lufteinlassöffnung die in das System eingebrachte Luftmenge sowie im Bereich der Luftauslassöffnung die aus dem System abgeführte Luftmenge erhöht wird, was letztendlich die Kühlung der Oberwalze verbessert.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn das Luftleitelement zumindest eine Axialleitfläche und/oder eine Radialleitfläche aufweist. Axialleitflächen gemäß der hier verwendeten Terminologie zeichnen sich dadurch aus, dass sie Luft aus der Umgebung und/oder aus der Belüftungsnut in Axialrichtung der Oberwalze ablenken und/oder führen. Radialleitflächen gemäß der hier verwendeten Terminologie zeichnen sich hingegen dadurch aus, dass sie Luft aus der Umgebung und/oder aus der Belüftungsnut in Radialrichtung der Oberwalze ablenken und/oder führen. Eine Luftleitfläche kann sowohl Axialleitfläche als auch Radialleitfläche sein, wobei ihre Wirkung insbesondere durch ihre Positionierung auf der Walzenwelle in Abhängigkeit der Oberwalzenrotationsrichtung bestimmt wird, so dass insbesondere in Abhängigkeit der Position des Luftleitelements auf der Walzenwelle Luft axial bzw. radial zur Walzenwelle geführt und/oder abgelenkt wird.
In Abhängigkeit der Positionierung des Luftleitelements ist es des Weiteren vorteilhaft, wenn die Axialleitfläche und/oder die Radialleitfläche ganz oder zumindest teilweise plan, konkav und/oder konvex ausgebildet ist. Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Axialleitfläche und/oder die Radialleitfläche eine Freiformgeometrie aufweisen. Hierdurch können die Luftführungs- und/oder Luftablenkeigenschaften optimal ausgelegt werden. Insbesondere kann der Strömungswiderstand der einströmenden Kühlluft sowie der ausströmenden Abluft reduziert werden. Des Weiteren kann durch eine entsprechende Ausgestaltung der Axialleitfläche und/oder der Radialleitfläche die Anströmung benachbarter Lufteinlassöffnungen und/oder Luftauslassöffnungen optimiert werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Axialleitfläche im Bereich der Lufteinlassöffnung zumindest teilweise im Wesentlichen in Rotationsrichtung der Oberwalze ausgerichtet ist, so dass beim Rotieren der Oberwalze Umgebungsluft, die aus der Rotationsrichtung der Oberwalze ankommt, im Bereich der Lufteinlassöffnung auf die Axialleitfläche trifft und durch diese in die Belüftungsnut gelenkt und/oder geführt wird, so dass vorteilhafterweise die Kühlung der Oberwalze begünstigt wird.
Ebenso ist es vorteilhaft, wenn die Radialleitfläche im Bereich der Luftauslassöffnung zumindest teilweise im Wesentlichen in Rotationsrichtung der Oberwalze ausgerichtet ist, so dass beim Rotieren der Oberwalze Umgebungsluft, die aus der Rotationsrichtung der Oberwalze ankommt, im Bereich der Luftauslassöffnung auf die Radialleitfläche trifft und durch diese im Wesentliche in Radialrichtung von der Oberwalze derart abgelenkt und/oder geführt wird, dass die erwärmte Luft ungehindert aus der Belüftungsnut bzw. der Luftauslassöffnung ausströmen kann. Hierdurch wird folglich ein optimaler Wärmeaustausch begünstigt.
Zur Reduktion der Herstellungskosten ist es vorteilhaft, wenn die Walzenwelle und das Luftleitelement einteilig ausgebildet sind. Ferner ist ein Verrutschen der Luftleitelemente relativ zur Walzenwelle ausgeschlossen.
Alternativ ist es auch vorteilhaft, wenn die Walzenwelle und das Luftleitelement zweiteilig ausgebildet sind, da die luftzuführende bzw. luftabführende Formgestaltung der Luftleitelemente bzw. Axial- und/oder Radialleitflächen im Wesentlichen keinen herstellungstechnischen Grenzen unterliegt. Beispielsweise könnte das Luftleitelement mit komplexen strömungsoptimierten Freiformgeometrien in einem Spritzgussverfahren hergestellt werden und in einem anschließenden Fertigungsschritt auf die Walzenwelle montiert, insbesondere aufgepresst werden.
Ferner kann bei einer zweiteiligen Ausbildung der Walzenwelle und des Luftleitelements das Luftleitelement auf der Walzenwelle um deren Längsachse drehbar gelagert sein. Dies hat den Vorteil, dass das Luftleitelement mit einer höheren Drehzahl, insbesondere mittels eines Getriebes, als die Walzenwelle betrieben werden kann, so dass ventilatorartig Luft in Axialrichtung der Oberwalze in die Belüftungsnuten geblasen, sowie im Bereich der Luftauslassöffnungen aus der Belüftungsnut abgesaugt werden kann.
Wenn die Walzenwelle mehrere Lufteinlassöffnungen und/oder Luftauslassöffnungen aufweist, ist es besonders vorteilhaft, wenn diese in Axial und/oder Radialrichtung der Walzenwelle gestuft angeordnet sind, so dass keine Abschirmung einer Lufteinlassöffnung und/oder Luftauslassöffnung durch eine andere erfolgt.
Der Walzenbezug weist zwei stirnseitige Enden auf. Um insbesondere aus dem Walzenbezug Wärme effektiv und effizient abzuleiten, ist es besonders vorteilhaft, wenn auf der Walzenwelle die Lufteinlassöffnungen und/oder die Luftauslassöffnungen unmittelbar im Bereich der stirnseitigen Enden angeordnet sind.
Wie eingangs erwähnt, besteht ein wesentliches Problem bisheriger Oberwalzen darin, dass die durch das Abrollen zwischen Faserband und Walzenbezug entstehende Wärme nur schlecht aus dem Walzenbezug abgeleitet wird. Dies ist insbesondere darauf zurückzuführen, dass der Walzenbezug bedingt durch die Anforderungen an die Abrolleigenschaften aus einem Material hergestellt sein muss, das eine nur sehr schlechte Wärmeleitfähigkeit aufweist.
Vorteilhafterweise umfasst der Walzenbezug deshalb in einer besonders bevorzugten Ausführungsform ein Gestricke, das Wärme aus dem Walzenbezug in Richtung der Walzenwelle leitet. Das Gestricke kann neben der beanspruchten Anordnung und Ausgestaltung der Lufteinlassöffnung, Luftauslassöffnung und Belüftungsnut auch als eigenständige Erfindung angesehen werden. Zum Kühlen der Oberwalze strömt somit durch das Rotieren der Oberwalze kühle Luft aus der Umgebung an den Lufteinlassöffnungen in die Oberwalze ein und durchströmt die Belüftungsnuten. Durch das in den Walzenbezug insbesondere form- und/oder stoffschlüssig eingearbeitete Gestricke wird Wärme aus dem Walzenbezug insbesondere in Richtung der Walzenwelle abgeleitet, wo sie im Wesentlichen vom Gestricke insbesondere im Bereich der Belüftungsnuten an die vorbeiströmende Luft abgegeben wird. Die erwärmte Luft strömt nach diesem Vorgang an den Luftauslassöffnungen aus der Oberwalze aus, so dass Wärme aus der Oberwalze abgeführt wird, was die erwünschte Kühlung der Oberwalze bewirkt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Gestricke einen höheren Wärmeleitkoeffizienten aufweist als der Walzenbezug, so dass der verbesserte Wärmetransport aus dem Walzenbezug in Richtung der Walzenwelle begünstigt wird.
Ebenso ist es vorteilhaft, wenn das Gestricke ein Kohlefaser- und/oder Drahtgeflecht aus Karbon und/oder Metall ist. Neben den hervorragenden Wärmeleitfähigkeiten von Karbon und Metall hat die Ausgestaltung als Kohlefaser- und/oder Drahtgeflecht den Vorteil, dass insbesondere durch Vulkanisieren eine sehr gute Verbindung des Gestrickes mit dem Walzenbezug herstellbar ist. Des Weiteren ist ein optimaler Kompromiss aus Herstellungskosten und erhöhter Wärmeleitfähigkeit des Walzenbezuges erzielbar.
Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Walzenbezuges ist es besonders vorteilhaft, wenn der Walzenbelag zunächst mit dem Gestricke in mehreren Lagen in abgerollter Form übereinander geschichtet wird. Danach kann das Sandwichpaket aus Walzenbelag und Gestricke schneckenförmig auf die Walzenwelle oder auf eine Montagehülse aufgerollt werden. Die Verbindung zwischen Walzenbelag und Gestricke kann über Kleben und/oder Vulkanisierung erfolgen. Anschließend wird der mit dem Gestricke verbundene Walzenbelag, optional mit Montagehülse, auf die Walzenwelle gepresst.
Alternativ kann das Gestricke eine dreidimensionale Matrix im Wesentlichen in Gerüstform des Walzenbezuges sein, die mit dem Walzenbezug verbindbar ist, insbesondere mit einer Kunststoff- und/oder Kautschukmischung zum Walzenbezug vulkanisiert wird.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Gestricke im Walzenbezug im Wesentlichen in Radialrichtung des Walzenbezuges angeordnet ist, so dass die Wärmeleitstrecke möglichst kurz ist. Die Wärme kann somit schnellstmöglich aus dem Inneren des Walzenbezuges in Richtung der Walzenwelle bzw. der Belüftungsnuten geleitet werden.
Vorteilhaft ist es auch, wenn das Gestricke Fasern aufweist, die zumindest Teilweise miteinander in Verbindung stehen und/oder im Bereich der Belüftungsnuten enden. Somit können zur Herstellung des Walzenbezuges die wärmeleitenden Fasern mit einem Trägermaterial aus Kunststoff und/oder Kautschuk vermischt und anschließend vulkanisiert werden.
Die Erfindung betrifft ferner eine Spinnereivorbereitungsmaschine, insbesondere eine Strecke, mit einem Streckwerk, das eine Unterwalze und eine Oberwalze umfasst, wobei die Oberwalze eine Walzenwelle und einen Walzenbezug aufweist, der am Außenumfang der Walzenwelle angebracht ist, wobei die Walzenwelle zumindest eine Belüftungsnut, zumindest eine Lufteinlassöffnung und zumindest eine Luftauslassöffnung aufweist, wobei die Belüftungsnut am Außenumfang der Walzenwelle angeordnet und mit der Lufteinlassöffnung und der Luftauslassöffnung verbunden ist. Erfindungsgemäß ist die Lufteinlassöffnung und die Luftauslassöffnung im Bereich des Außenumfangs der Walzenwelle angeordnet, so dass durch die Rotation der Oberwalze Luft in die Lufteinlassöffnung einströmt, sich beim Durchströmen der Belüftungsnut, insbesondere durch die aus dem Walzenbezug abgeleiteten Wärme, erwärmt und durch die Luftauslassöffnung ausströmt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Spinnereivorbereitungsmaschine für mindestens zwei Oberwalzen eine gemeinsame Luftzuführvorrichtung zum Zuführen von Kühlluft an die Oberwalzen aus der Umgebung und/oder eine gemeinsame Luftabführvorrichtung zum Abführen der erwärmten Kühlluft von den Oberwalzen an die Umgebung aufweist, so dass von einer Seite der Spinnereivorbereitungsmaschine Kühlluft mittels der Luftzuführvorrichtung zu den Oberwalzen geführt wird und von der gegenüberliegenden Seite mittels der Luftabführvorrichtung aus dem Streckwerk abgeführt wird. Vorteilhafterweise kann somit sowohl das Bauvolumen als auch die Herstellungskosten der Spinnereivorbereitungsmaschine stark reduziert werden, da im Wesentlichen lediglich eine Luftzuführvorrichtung und eine Luftabführvorrichtung für mehrer Oberwalzen benötigt wird.
Weitere Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt:
1 eine perspektivische Ansicht einer Oberwalze, bei der die Lufteinlassöffnungen und die Luftauslassöffnungen im Bereich des Außenumfangs der Walzenwelle angeordnet sind,
2 eine perspektivische Ansicht einer Walzenwelle mit wendelförmigen Belüftungsnuten,
3 eine perspektivische Ansicht einer Lufteinlassöffnung mit Luftleitelementen,
4 eine perspektivische Ansicht einer Luftauslassöffnung mit Luftleitelementen,
5 und 6 jeweils eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform einer Lufteinlass- und/oder Luftauslassöffnung mit Luftleitelementen,
7 einen Querschnitt durch eine Oberwalze mit einem sich im Walzenbezug in Radialrichtung erstreckendem Gestricke,
8 einen Querschnitt durch eine Oberwalze mit einem sich im Walzenbezug schneckenförmig erstreckendem Gestricke und
9 einen Querschnitt durch eine Oberwalze mit einem aus Fasern bestehendem Gestricke.
1 zeigt eine Oberwalze 1, die eine Walzenwelle 2 und einen Walzenbezug 3 aufweist. Der Walzenbezug 3 ist am Außenumfang der Walzenwelle 2 angebracht. Die Walzenwelle 2 weist an ihren Enden jeweils ein Kugellager 4a, 4b auf, mittels derer die Oberwalze in einem in 1 nicht dargestellten Streckwerk einer Spinnereivorbereitungsmaschine drehbar gelagert angeordnet ist. Alternativ können auch Nadellager Verwendung finden. Die Walzenwelle 2 weist an ihrem Außenumfang mehrere Lufteinlassöffnungen 5 und Luftauslassöffnungen 6 auf, die über in 1 durch den Walzenbezug 3 verdeckte Belüftungsnuten 7 miteinander verbunden sind. 2 zeigt die Walzenwelle 2 ohne den dafür vorgesehenen Walzenbezug. Neben den Lufteinlassöffnungen 5 und Luftauslassöffnungen 6 sind in dieser Darstellung auch die Belüftungsnuten 7 auf dem Außenumfang der Walzenwelle 2 sichtbar. Diese erstrecken sich wendelförmig in Längsrichtung der Walzenwelle 2, wobei das den Lufteinlassöffnungen 5 zugewandte Ende der Belüftungsnuten 7 in Rotationsrichtung R der Oberwalze 1 weist, so dass der Luftwiderstand der einströmenden Frischluft reduziert wird. Die Ganghöhe der wendelförmigen Belüftungsnuten 7 wird in Abhängigkeit von der Umdrehungsgeschwindigkeit der Oberwalze 1 ausgelegt. Die wendelförmigen Belüftungsnuten 7 tragen somit derart zu einem erhöhten Luftvolumenstrom in den Belüftungsnuten 7 bei, dass ein verbesserter Wärmeaustausch mit der Umgebung erfolgt.
Gemäß 1 weist der Walzenbezug 3 zwei stirnseitige Enden 8a, 8b auf, in deren Bereich die Lufteinlassöffnungen 5 bzw. die Luftauslassöffnungen 6 auf der Walzenwelle 2 angeordnet sind, so dass durch die Rotation R der Oberwalze 1 kühle Frischluft unmittelbar am Walzenbezugende 8a in die Belüftungsnuten 7 einströmt und unmittelbar am Walzenbezugende 8b ausströmt. Die Lage der stirnseitigen Enden 8a, 8b auf der Walzenwelle 2 sind in 2 durch eine gestrichelte Linie angedeutet. In dem in 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind alle Lufteinlassöffnungen 5 am Walzenbezugende 8a sowie Luftauslassöffnungen 6 am Walzenbezugende 8b angeordnet. Infolgedessen strömt kühle Frischluft beim Rotieren R der Oberwalze 1 ausschließlich am Walzenbezugende 8a des Walzenbezuges 3 in das Kühlsystem bzw. die Belüftungsnuten 7 ein. Beim Durchströmen der Belüftungsnuten 7 erwärmt sich die Luft insbesondere im Kontaktbereich mit dem Walzenbezug 3 durch dessen Abwärme und strömt am Walzenbezugende 8b aus den Luftauslassöffnungen 6 wieder aus, so dass eine effektive Wärmeabgabe an die Umgebung bzw. Kühlung der Oberwalze 1 erfolgt.
In einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform können im Bereich eines Walzenbezugendes 8a, 8b sowohl Lufteinlassöffnungen 5 als auch Luftauslassöffnungen 6 insbesondere in Umfangsrichtung abwechselnd oder in einer bestimmte Reihenfolge auf der Walzenwelle 2 angeordnet sein. In diesem Fall würde von beiden stirnseitigen Enden 8a, 8b Frischluft in die Oberwalze 1 einströmen bzw. ausströmen. Vorteilhafterweise könnte hierdurch insbesondere in Längsrichtung der Oberwalze 1 eine homogene Kühlung der Oberwalze 1 bewirkt werden.
Bei dem in 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Oberwalze 1 ist jeweils einer Belüftungsnut 7 genau eine Lufteinlassöffnung 5 und eine Luftauslassöffnung 6 zugeordnet. In einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsvariante können auch mehrere Lufteinlassöffnungen 5 und/oder mehrere Luftauslassöffnungen 6 einer einzigen Belüftungsnut 7 sowie mehrere Belüftungsnuten 7 einer einzigen Lufteinlassöffnung 5 und/oder einer einzigen Luftauslassöffnung 6 zugeordnet sein. Ferner kann die Lufteinlassöffnung 5 und die Luftauslassöffnung 6 einer Belüftungsnut 7 im Bereich des gleichen Walzenbezugendes 8a, 8b angeordnet sein.
3 und 4 zeigen eine detaillierte perspektivische Darstellung der im Bereich des stirnseitigen Endes 8a der Oberwalze 1 angebrachten Lufteinlassöffnungen 5 bzw. im Bereich des stirnseitigen Endes 8b angebrachten Luftauslassöffnungen 6, die wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel hinsichtlich ihrer Formgebung identisch ausgebildet sind. Sie unterscheiden sich lediglich hinsichtlich ihrer Orientierung auf der Walzenwelle 2. So sind die Lufteinlassöffnungen 5 und die Luftauslassöffnungen 6 zueinander in Bezug auf die Längsachse der Oberwalze 1 um 180° verdreht auf der Walzenwelle 2 angeordnet, so dass die Lufteinlassöffnungen 5 unabhängig von ihrer Einbauorientierung stets in und die Luftauslassöffnungen 6 aus der Rotationsrichtung R zeigen. Vorteilhafterweise kann somit ein fehlerhafter Einbau in eine dafür vorgesehene Spinnereivorbereitungsmaschine im Wesentlichen ausgeschlossen werden.
Die in 3 dargestellten Öffnungen der Belüftungsnuten 7 sind bedingt durch die Rotationsrichtung R als Lufteinlassöffnungen 5 ausgebildet. Unmittelbar an den Lufteinlassöffnungen 5 ist jeweils ein Luftleitelement 9 angeordnet. Dieses weist im Wesentlichen eine Axialleitfläche 10 und eine Radialleitfläche 11 auf. Die Axialleitfläche 10 ist zumindest teilweise im Wesentlichen in Rotationsrichtung der Oberwalze 1 bzw. der Walzenwelle 2 ausgerichtet. Aufgrund der Rotationsrichtung R wird die ankommende Luft durch die Radialleitfläche 11 eines der Luftleitelemente 9 in Radialrichtung der Walzenwelle 2 in Richtung der Axialleitfläche 10 eines weiteren Luftleitelementes 9 geleitet. Die Axialleitfläche 10 lenkt die aus der Rotationsrichtung der Oberwalze 2 ankommende Luft im Bereich der Lufteinlassöffnung 5 derart in die Belüftungsnut 7, dass eine Durchströmung der Oberwalze 1 mit Kühlluft erfolgt.
Bei gegenläufiger Rotationsrichtung sind, wie in 4 dargestellt, im Wesentlichen die Radialleitflächen 11 der Luftleitelemente 9 aktiv. Die Radialleitflächen 11 bewirken, dass aus der Rotationsrichtung der Walzenwelle 2 ankommende Luft im Bereich der Luftauslassöffnungen 6 im Wesentlichen in Radialrichtung abgelenkt wird, so dass die sich in den Belüftungsnuten 7 erwärmte Kühlluft ungehindert aus den Luftauslassöffnungen 6 ausströmen kann.
5 und 6 zeigen alternative Ausführungsformen der Lufteinlassöffnungen 5 bzw. Luftauslassöffnungen 6, wobei die in 5 dargestellte Ausführungsform insbesondere als Lufteinlassöffnung 5 sowie die in 6 dargestellte insbesondere als Luftauslassöffnung 6 geeignet ist.
In 5 sind die Luftleitelemente 9 der einzelnen Lufteinlassöffnungen 5 bzw. Luftauslassöffnungen 6 derart angeordnet, dass sie gemeinsam eine schaufelartige Form der Lufteinlassöffnungen 5 bzw. Luftauslassöffnungen 6 ausbilden. Hierdurch wird im Falle einer Lufteinlassöffnung 5 ein hervorragendes Einströmen der Kühlluft in die Belüftungsnut 7 gewährleistet. Fungiert die Öffnung bedingt durch die Rotationsrichtung R alternativ als Luftauslassöffnung 6, so eignet sich diese Anordnung der Luftleitelemente 9 hervorragend, um die Luftauslassöffnung 6 vor aus der Rotationsrichtung ankommender Luft abzuschirmen, so dass die sich in der Belüftungsnut 7 erwärmte Kühlluft ungehindert aus der Luftauslassöffnung 6 ausströmen kann.
Die in 6 dargestellte Ausführungsvariante ist insbesondere für Luftauslassöffnungen 5 geeignet, da die Luftleitelemente 9 derart angeordnet sind, dass aufgrund der hohen Strömungsgeschwindigkeit der aus der Rotationsrichtung ankommenden Luft ein hoher Unterdruck im Bereich der Luftauslassöffnungen 6 entsteht. Hierdurch nimmt wiederum die Strömungsgeschwindigkeit in den Belüftungsnuten 7 zu, so dass die Belüftung bzw. Kühlung der Oberwalze 1 positiv beeinflusst wird.
Die Luftleitelemente 9 mit ihren Axialleitflächen 10 und Radialleitflächen 11 können zur Steigerung des Luftvolumenstroms in den Belüftungsnuten 7 beliebig, insbesondere plan, konkav und/oder konvex ausgebildet sein. Eine strömungsoptimierte Axialleitfläche 10 oder Radialleitfläche 11 ist in der Regel als Freiformgeometrien ausgebildet.
7 zeigt eine Oberwalze 1 mit einer Walzenwelle 2 und einem Walzenbezug 3, wobei in den Walzenbezug 3 ein Gestricke 12 eingearbeitet ist. Das Gestricke 12 ist ein Kohlefaser- und/oder Drahtgeflecht, insbesondere aus Karbon und/oder Metall, das einen höheren Wärmeleitkoeffizienten aufweist als der Walzenbezug 3. Hierdurch wird gewährleistet, dass Wärme besonders gut aus dem Walzenbezug 3 in Richtung der Walzenwelle 2 abgeführt wird, wo es dann seine Wärme an die in den Belüftungsnuten 7 vorbeiströmende Kühlluft abgibt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Gestricke 12, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel, derart in dem Walzenbezug 3 angeordnet ist, dass die Wärme aus dem Walzenbezug 3 in Radialrichtung der Oberwalze 1 und/oder in die Bereiche der Belüftungsnuten 7 geleitet wird. Das Gestricke 12 kann somit schnellstmöglich aus dem Walzenbezug in die Bereiche der kühlen Belüftungsnuten abgeführt werden. An den den Belüftungsnuten 7 zugewandten Enden gibt das Gestricke 12 die aus dem Walzenbezug 3 aufgenommene Wärme an die vorbeiströmende Kühlluft ab, so dass Kühlung der Oberwalze 1 erfolgt.
8 zeigt eine alternative Ausführungsform einer mit einem Gestricke 12 versehenen Oberwalze 1, bei der das Gestricke 12 schneckenförmig in den Walzenbezug 3 eingearbeitet ist. Besonders vorteilhaft ist diese Ausführungsvariante für eine kostengünstige Herstellung des Walzenbezuges 3 mit Gestricke 12. Der Walzenbezug 3 kann somit als langes Band, insbesondere aus Kautschuk oder Kunststoff, vorliegen. Auf dieses Band wird das ebenfalls als langes Band ausgebildete Gestricke 12 aufgelegt, so dass ein Sandwich ausgebildet wird, das optional auch mehrlagig ausgebildet sein kann. Das Sandwich aus Walzenbezug 3 und Gestricke 12 wird anschließend auf eine Hülse oder direkt auf die Walzenwelle 2 aufgerollt. Durch einen Kleber oder mittels Vulkanisation wird eine Bindung zwischen Walzenbezug 3 und Gestricke 12 hergestellt. Ist das Sandwich auf die Hülse aufgerollt, kann das Sandwich mit oder ohne der Hülse auf die Walzenwelle 2 aufgepresst werden.
9 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform des Gestrickes 12, bei der das Gestricke 12 aus Fasern 13 besteht, die in den Walzenbezug 3 unstrukturiert eingearbeitet sind. Hierzu wird eine Kautschuk- oder Kunststoffmischung mit den Fasern 13 vermischt. Danach wird diese Kautschuk- oder Kunststoffmischung in eine Form eingespritzt und vulkanisiert, so dass eine feste Bindung zwischen Walzenbezug 3 und Gestricke 12 respektive Fasern 13 entsteht.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche sind ebenso möglich wie eine Kombination der Merkmale, auch wenn sie in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3703357 A1 [0003, 0005]

Claims

Oberwalze (1) eines Streckwerks an einer Spinnereivorbereitungsmaschine, insbesondere einer Strecke, mit einer Walzenwelle (2) und einem Walzenbezug (3), der am Außenumfang der Walzenwelle (2), angebracht ist, wobei die Walzenwelle (2) zumindest eine Belüftungsnut (7), zumindest eine Lufteinlassöffnung (5) und zumindest eine Luftauslassöffnung (6) aufweist, wobei die Belüftungsnut (7) am Außenumfang der Walzenwelle (2) angeordnet ist und mit der Lufteinlassöffnung (5) und der Luftauslassöffnung (6) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lufteinlassöffnung (5) und die Luftauslassöffnung (6) im Bereich des Außenumfangs der Walzenwelle (2) angeordnet sind, so dass durch die Rotation der Oberwalze (1) Luft in die Lufteinlassöffnung (5) einströmt, sich beim Durchströmen der Belüftungsnut (7), insbesondere durch die aus dem Walzenbezug (3) abgeleitete Wärme, erwärmt und durch die Luftauslassöffnung (6) ausströmt.
Oberwalze nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Belüftungsnut (7) wendelförmig ausgebildet ist.
Oberwalze nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar an der Lufteinlassöffnung (5) und/oder der Luftauslassöffnung (6) zumindest ein Luftleitelement (9) angeordnet ist.
Oberwalze nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitelement (9) zumindest eine Axialleitfläche (10) und/oder eine Radialleitfläche (11) aufweist.
Oberwalze nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialleitfläche (10) und/oder die Radialleitfläche (11) plan ist.
Oberwalze nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialleitfläche (10) und/oder die Radialleitfläche (11) konkav ist.
Oberwalze nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialleitfläche (10) und/oder die Radialleitfläche (11) konvex ist.
Oberwalze nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialleitfläche (10) und/oder die Radialleitfläche (11) eine Freiformgeometrie aufweist.
Oberwalze nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialleitfläche (10) im Bereich der Lufteinlassöffnung (5) zumindest teilweise im Wesentlichen in Rotationsrichtung (R) der Oberwalze (1) ausgerichtet ist.
Oberwalze nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialleitfläche (11) im Bereich der Luftauslassöffnung (6) zumindest teilweise im Wesentlichen in Rotationsrichtung (R) der Oberwalze (1) ausgerichtet ist.
Oberwalze nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenwelle (2) und das Luftleitelement (9) einteilig ausgebildet sind.
Oberwalze nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenwelle (2) und das Luftleitelement (9) zweiteilig ausgebildet sind.
Oberwalze nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitelement (9) auf der Walzenwelle (2) um deren Längsachse drehbar gelagert ist.
Oberwalze nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Lufteinlassöffnungen (5) und/oder Luftauslassöffnungen (6) in Axial- und/oder Radialrichtung der Walzenwelle (2) gestuft angeordnet sind.
Oberwalze nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenbezug (3) zwei stirnseitige Enden (8) aufweist, in deren Bereich die Lufteinlassöffnungen (5) und/oder die Luftauslassöffnungen (6) auf der Walzenwelle (2) angeordnet sind.
Oberwalze nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenbezug (3) ein Gestricke (12) aufweist, das Wärme aus dem Walzenbezug (3) in Richtung der Walzenwelle (2) leitet.
Oberwalze nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestricke (12) einen höheren Wärmeleitkoeffizienten aufweist als der Walzenbezug (3).
Oberwalze nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestricke (12) ein Kohlefaser- und/oder Drahtgeflecht, insbesondere aus Karbon und/oder Metall, ist.
Oberwalze nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestricke (12) im Walzenbezug (3) im Wesentlichen in Radialrichtung des Walzenbezuges (3) angeordnet ist.
Oberwalze nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestricke (12) im Wesentlichen im Bereich der Belüftungsnuten (7) endet.
Spinnereivorbereitungsmaschine, insbesondere eine Strecke, mit einem Streckwerk, das eine Unterwalze und eine Oberwalze (1) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche umfasst, wobei die Oberwalze (1) eine Walzenwelle (2) und einen Walzenbezug (3) aufweist, der am Außenumfang der Walzenwelle (2) angebracht ist, wobei die Walzenwelle (2) zumindest eine Belüftungsnut (7), zumindest eine Lufteinlassöffnung (5) und zumindest eine Luftauslassöffnung (6) aufweist, wobei die Belüftungsnut (7) am Außenumfang der Walzenwelle (2) angeordnet ist und mit der Lufteinlassöffnung (5) und der Luftauslassöffnung (6) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lufteinlassöffnung (5) und die Luftauslassöffnung (6) im Bereich des Außenumfangs der Walzenwelle (2) angeordnet sind, so dass durch die Rotation der Oberwalze (1) Luft in die Lufteinlassöffnung (5) einströmt, sich beim Durchströmen der Belüftungsnut (7), insbesondere durch die aus dem Walzenbezug (3) abgeleitete Wärme, erwärmt und durch die Luftauslassöffnung (6) ausströmt.
Spinnereivorbereitungsmaschine nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Oberwalzen (1) eine gemeinsame Luftzuführvorrichtung und/oder eine gemeinsame Luftabführvorrichtung aufweisen.