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Die Erfindung betrifft eine Andruckrolle für ein Fadenlieferwerk gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine gattungsgemäße Andruckrolle ist beispielsweise aus der
WO 2009/019110 A1 bekannt.
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In Textilmaschinen werden zum Fördern und Verstrecken von Fäden Fadenlieferwerke eingesetzt, bei welcher der Faden am Umfang einer Antriebswelle oder Antriebsrolle geführt wird, die mit einer anliegenden Andruckrolle zusammenwirkt. Dabei wird der Faden in dem zwischen der Andruckrolle und der Antriebswelle gebildeten Klemmspalt geführt. Um Ungenauigkeiten und Fluchtungsfehler ausgleichen zu können, ist die Andruckrolle schwenkbar ausgebildet, so dass eine achsparallele Anordnung möglich ist. Die Schwenkbarkeit der Andruckrolle wird dabei durch eine Pendellagerung des Rollenmantels an einer Achse realisiert.
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Aus der
WO 2009/019110 A1 ist eine Andruckrolle bekannt, bei welcher ein Rollenmantel über eine Wälzlagerung schwenkbar an einer Achse gehalten ist. Hierzu ist der Rollenmantel drehfest mit einem Außenring des Wälzlagers verbunden. Der Innenring des Wälzlagers wird über einen elastischen Stützring gegenüber der Achse abgestützt. Der Stützring weist eine sattelförmige Oberfläche mit mehreren seitlichen Randerhebungen auf, um eine Verspannung und eine bevorzugte Kippachse zu erzeugen. Bei der bekannten Andruckrolle wird zu nachgiebigen Halterung des Innenringes ein sehr aufwändig geformter Stützring benötigt, der besondere Werkzeuge und Sonderfertigungen erfordert. Um derartige Sonderformen des Stützringes zu vermeiden, wird bei der bekannten Andruckrolle weiterhin vorgeschlagen, die elastische Lagerung des Wälzlagers gegenüber der Achse durch eine Mehrzahl von elastischen Stüztringen auszuführen. Hierbei wird insbesondere die Stabilität in axialer Richtung durch zusätzliche elastische Ringe gebildet.
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Im Stand der Technik sind grundsätzlich auch andere Lösungen zur Realsierung der pendelförmigen Lagerung des Rollenmantels bekannt. So ist beispielsweise in der
DE 10 2008 020 018 A1 eine Andruckrolle offenbart, bei welcher die Achse an einem Ende eine Pendeleinrichtung zur Aufnahme des Wälzlagers aufweist. Hierbei weist die Achse eine Anformung auf, die einen hohen fertigungstechnischen Aufwand erfordert. Aufgrund des enormen Kostendruckes haben sich derartige Lösungen am Markt daher nicht durchsetzen können.
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Es ist nun Aufgabe der Erfindung, die gattungsgemäße Andruckrolle derart zu verbessern, dass der Rollenmantel über einen handelsüblichen Stützring sicher bei Einhaltung aller Funktionen an der Achse gelagert werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Innenring des Wälzlagers eine umlaufende Stütznut zur Aufnahme des Stützringes aufweist und dass der Stützring zwischen der Stütznut und der Achse eingespannt ist.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.
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Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Stabilität und die Kippfähigkeit nicht ausschließlich durch den elastischen Stützring gewährleistet werden muss. So lässt sich die Kippfähigkeit allein über die Formgebung des elastischen Stützringes realisieren. Die für die Stabilität insbesondere in Axialrichtung erforderlichen Maßnahmen werden durch die im Innenring des Wälzlagers umlaufende Stütznut erzeugt, in welcher der Stützring eingespannt gehalten ist. Die Abstützung des Rollenmantels sowie die Realisierung eines Kippwinkels des Rollenmantels werden alleine über den Stützring realisiert.
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Um die Lage des Stützringes an der Achse zu fixieren, ist die Weiterbildung der Erfindung bevorzugt ausgeführt, bei welcher die Achse zur Aufnahme des Stützringes ein freies Stützende und ein auf das Stützende aufgepresste Hülse aufweist, wobei der Stützring in einer durch einen Absatz der Achse und einem Stirnende der Hülse gebildeten Haltenut am Umfang des Stütztendes gehalten ist. Dies ermöglicht zudem eine einfache Montage des Stützringes und des Rollenmantels mit Wälzlager. Die Hülse wird vorzugsweise erst am Ende der Montage auf das Stützende der Achse aufgepresst.
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In Abhängigkeit von der Art des Stützrings besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass die Haltenut durch eine Eindrehung am Umfang der Achse gebildet ist.
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Die Kippfähigkeit des Rollenmantels bei elastischer Vorspannung lässt sich dabei noch dadurch verbessern, dass die Haltenut am Umfang der Achse eine Nutbreite aufweist, die größer ist als die Breite des Stützringes und die kleiner ist als eine Breite des Wälzlagers. Damit lässt sich die Kippbewegung in bevorzugter Kippachse ausführen.
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Um größere Kippwinkel im Bereich von 5° zu beiden Enden des Rollenmantels erreichen zu können, wird desweiteren vorgeschlagen, dass der Innenring des Wälzlagers zu beiden Seiten der Stütznut einen gleich großen Innendurchmesser aufweist, wobei zu beiden Seiten der Haltenut ein Kippspiel zwischen dem Innenring und der Achse und zwischen dem Innenring und der Hülse gebildet ist. Damit erhält das Wälzlager diese Ausführung der Kippbewegung erforderliche Bewegungsfreiheit innerhalb des Einbauraums.
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Um eine möglichst gleichmäßige Kippbewegung an dem Rollenmantel erzeugen zu können, ist der Stützring bevorzugt durch einen Elastomerring ausgeführt, der vorzugsweise als ein O-Ring ausgebildet ist. Die Formstabilität und die Langlebigkeit des O-Ringes lässt sich dabei vorzugsweise dadurch verbessern, indem der O-Ring aus einem Kautschuk beispielsweise einem Fluor-Kautschuk gebildet ist.
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Zur Aufnahme größerer Andrückkräfte ist die Weiterbildung der Erfindung bevorzugt verwendet, bei welcher der Stützring durch einen Rundsprengring gebildet ist. Der Rundsprengring ist hierzu aus einem Federdraht hergestellt.
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Bei derartigen Andruckrollen dürfen Betriebsstörungen wie beispielsweise blockierte Lagerungen nicht zu einem Totalausfall der Andruckrolle führen. Insoweit ist die Weiterbildung der Erfindung besonders geeignet, um bei einem durch Lagerblockierung verschlissenen Stützring eine Trennung des Rollenmantels von der Achse zu vermeiden. Hierzu weist die am Stützende gehaltene Hülse einen umlaufenden Haltekragen auf, der im Durchmesser größer ist als der Innendurchmesser des Wälzlagers. Dadurch wird selbst bei Ausfall des Stützringes der Rollenmantel am Umfang der Achse gehalten.
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Die Fixierung des Rollenmantels im Fall einer Störung lässt sich noch dadurch verbessern, dass die Achse mehrere durch Absätze getrennte Längsabschnitte aufweist, wobei im Wälzlager zugewandter Absatz im Durchmesser größer ist als der Innendurchmesser des Innenringes. Damit ist eine Fixierung des Rollenmantels selbst bei Ausbreiten des Stützringes zu beiden Enden der Achsen gewährleistet.
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Die Andruckrollen werden in Textilmaschinen eingesetzt, so dass die Lagerung des Rollenmantels sowohl gegen Umwelteinflüsse als auch gegenüber möglichen Fadenwickeln abzuschirmen ist. Hierzu ist die Weiterbildung der Erfindung bevorzugt verwendet, bei welcher der Rollenmantel eine mittlere Nabe aufweist, die sich über das freie Stützende der Achse erstreckt und einen Lagerdeckel trägt. Insoweit lässt sich eine Fremdeinwirkung von der freien Stirnseite der Andruckrolle vermeiden.
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Auf der gegenüberliegenden Seite der Andruckrolle, an welchem die Achse ein Halteende aufweist wird die Abschirmung durch die Weiterbildung realisiert, bei welcher die Achse zwischen dem Halteende und dem Stützende einen Abdeckring mit einer kegelförmigen Umfangskante trägt, der größer ist als der Innendurchmesser der Nabe des Rollenmantels. Damit lassen sich relativ kleine Spalten zwischen dem Innendurchmesser des Rollenmantels und dem Abdeckring am Umfang der Achse realisieren, ohne dass die Schwenkbarkeit beeinträchtigt ist.
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Zur weiteren Erläuterung der Erfindung sind nachfolgend in 1 und 2 zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Andruckrolle jeweils in einer Querschnittansicht gezeigt.
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Die Andruckrolle gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 1 weist einen hohlzylindrischen Rollenmantel 1 auf, der im mittleren Bereich eine Nabe 2 aufweist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Rollenmantel 1 und die Nabe 2 einteilig ausgebildet. Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, den Rollenmantel und die Nabe 2 durch mehrere Einzelteile zu bilden.
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Der Rollenmantel 1 ist über die Nabe 2 drehfest mit einem Wälzlager 3 verbunden. Das Wälzlager 3 weist hierzu einen Außenring 3.1 auf, der drehfest mit der Nabe 2 gekoppelt ist. Neben dem Außenring 3.1 wird das Wälzlager durch einen Innenring 3.2 und mehreren zwischen dem Außenring 3.1 und dem Innenring 3.2 angeordnete Wälzkörper 3.3 gebildet.
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Der Innenring 3.2 des Wälzlagers 3 wird von einem Stützende 7 einer Achse 5 durchdrungen. Das Stützende 7 trägt einen elastischen Stützring 4. Hierzu ist zwischen einem Absatz 12.1 der Achse und einem Stirnende 9 einer Hülse 8 am Umfang des Stutzendes 7 eine Haltenut 11 gebildet. Die Hülse 8 ist auf das freie Stützende 7 der Achse 5 aufgepresst. Der zum Stirnende 9 gegenüberliegende Absatz 12.1 der Achse 5 ist durch einen Durchmessersprung zwischen dem Stützende 7 und einem Stützkragen 13 gebildet. Der Stützkragen 13 der Achse 5 sowie der Außendurchmesser der Hülse 8 weisen einen im wesentlichen gleichen Außendurchmesser auf. Hierbei ragt der Stützkragen 13 der Achse 5 sowie die Hülse 8 zu beiden Seiten in den Innenring 3.2 des Wälzlagers 3 hinein.
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Im Abstand zur Haltenut 11 am Umfang des Stützendes 7 weist der Innenring 3.2 des Wälzlagers 3 eine umlaufende Stütznut 6 auf. Zur Abstützung des Wälzlagers 3 gegenüber der Achse 5 ist zwischen der Stütznut 6 des Innenringes 3.2 und dem Stützende 7 der Achse 5 der elastische Stützring 4 eingespannt. Der Stützring 4 ist hierbei derart geformt, dass die Nutflanken und der Nutgrund der Stütznut 6 von dem Stützring 4 kontaktiert werden. Demgegenüber ist am Umfang des Stützendes 7 der Achse 5 ausgebildete Haltenut 11 mit seiner Breite größer ausgebildet als die Breite des Stützringes 4.
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Der Innenring 3.2 des Wälzlagers 3 weist zu beiden Seiten der Stütznut 6 einen gleich großen Innendurchmesser auf. Zwischen dem Innendurchmesser des Innenringes 3.2 und dem Stützkragen 13 der Achse 5 sowie zwischen dem Innendurchmesser des Innenrings 3.2 und dem Außendurchmesser der Hülse 8 ist jeweils ein Kippspiel 18 ausgebildet. Insoweit lässt sich der Rollenmantel 1 über das Wälzlager 3 und dem Stützring 4 an der Achse 5 verkippen. Je nach Ausbildung des elastischen Stützringes 4 können hierbei Kippwinkel in beiden Richtungen im Bereich von 2° bis 5° realisiert werden.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Stützring 4 durch einen handelsüblichen O-Ring vorzugsweise aus einem Fluor-Kautschuk gebildet. Derartige O-Ringe haben sich insbesondere durch ihre Formbeständigkeit und Langlebigkeit bewährt.
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Die Achse 5 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch mehrere Längenabschnitte gebildet, die teilweise durch umlaufende Absätze 2.1 und 2.2 voneinander getrennt sind. So weist die Achse 5 ein Halteende 14 auf, das aus dem Rollenmantel 1 herausragt und zur Befestigung der Andruckrolle beispielsweise in einer Einstecköffnung genutzt wird. Zwischen dem Halteende 14 und dem Stützende 7 ist der Stützkragen 13 und ein Halteabschnitt 19 ausgebildet. Zwischen dem Stützkragen 13 und dem Halteabschnitt 19 ist der Absatz 12.2 gebildet, der gegenüber dem Wälzlager 3 im Durchmesser größer ist als der Innendurchmesser des Innenringes 3.2. Am Umfang des Halteabschnittes 19 ist eine Abdeckung 16 befestigt, der mit einer umlaufenden kegelförmigen Umfangskante 17 sich bis kurz vor dem Innendurchmesser des Rollenmantels 1 erstreckt. Der Abdeckring 16 überdeckt die Öffnung der Nabe 2 und bildet somit einen Lagerschutz. Insbesondere lassen sich dadurch Fadenwickel von der Lagerstelle abhalten.
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Zur Abdeckung der Lagerstelle ist auf der gegenüberliegenden Seite der Andrückrolle ein Lagerdeckel 15 vorgesehen, der an der Öffnung der Nabe 2 angeordnet ist. Die Nabe 2 erstreckt sich hierzu über das freie Stützende 7 der Achse 5 hinaus.
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Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Wälzlager 3 in axialer Richtung zwischen dem Absatz 12.2 der Achse 5 und einem Haltekragen 10 der Hülse 8 angeordnet. Die Hülse 8 weist hierzu an dem zum Stirnende 9 gegenüberliegenden Ende den umlaufenden hervorragenden Haltekragen 10 auf. Durch den Absatz 12.2 und den Haltekragen 10 ist das Wälzlager 3 und somit der Rollenmantel 1 bei Versagen des Stützringes 4 gegen axiale Verschiebung gesichert.
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Im Betriebszustand wird das Wälzlager 3 durch die Stütznut 6 in axialer Richtung an dem Stützring 4 gehalten. Die Formgebung des Stützringes als O-Ring ermöglicht die Kippbewegung des Rollenmantels, wobei der Kippwinkel vorzugsweise bei einem Wert von ±3° liegt.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel könnte die Montage beispielsweise derart erfolgen, dass zunächst der Stützring 4 auf das freie Stützende 7 der Achse 5 geschoben wird. Anschließend wird der Rollenmantel 1 mit dem vormontierten Wälzlager 3 mit der Achse und dem O-Ring zusammengefügt, bis der O-Ring in die Stütznut 6 des Innenringes 3.2 einschnappt. Anschließend erfolgt das Einpressen der Hülse 8 auf das Stützende 7.
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In 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Andruckrolle schematisch in einer Querschnittansicht dargestellt. Das Ausführungsbeispiel nach 2 ist im Wesentlichen identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach 1, so dass nachfolgend nur die Unterschiede erläutert werden.
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Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist an dem Stützende 7 der Achse 5 die Haltenut 11 zur Aufnahme des Stützringes 4 durch eine Eindrehung 20 gebildet. Das Stützende 7 der Achse 5 weist zu beiden Seiten der Eindrehung 20 eine im wesentlichen gleichgroßen Außendurchmesser auf, der sich als Stützkragen 13 zu beiden Seiten der Haltenut 11 sich im Bereich des Innenringes 3.2 des Wälzlagers 3 erstreckt. Zwischen den Stützkragen 13 der Achse 5 und dem Innendurchmesser des Innenrings 3.2 stellt sich somit zu beiden Seiten der Haltenut 11 jeweils ein gleichgroßes Kippspiel 18 ein.
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Innerhalb der Haltenut ist der Stützring 4 angeordnet, der in diesem Ausführungsbeispiel durch ein Rundsprengring gebildet ist. Der Rundsprengring ist hierzu vorzugsweise aus einem Federdraht gebogen und stützt sich zwischen der Haltenut 11 am Umfang der Achse 5 und der Stütznut 6 am Innenring 3.2 des Wälzlagers 3 ab. Das Wälzlager 3 wird hierbei ebenfalls über den Nutgrund und die Nutflanken der Stütznut 6 am Umfang des Rundsprengrings gehalten. Die durch die Eindrehung 20 gebildete Haltenut 11 weist eine größere Breite als die Breite des Stützringes 4, auf.
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Zur axialen Sicherung weist das Stützende 7 der Achse 5 einen Absatz 12.1 auf, um an einem freien aus dem Wälzlager 3 herausragenden Ende eine Haltescheibe 21 aufzunehmen. Die Haltescheibe 21 bildet in diesem Fall den Haltekragen, welcher einen größeren Außendruchmesser, als der Innendurchmesser des Wälzlagers 3, aufweist. Die haltescheibe 21 ist formschlüssig oder kraftschlüssig an dem abgesetzten Ende der Achse 5 gehalten.
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Die in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele stellen nur mögliche konstruktive Varianten dar, um einen elastischen Stützring in einer am Umfang einer Achse gebildeten Haltenut zu führen. Wesentlich hierbei ist, dass sich das Wälzlager des Rollenmantels sich über einen einzigen elastischen Stützring abstützt und so eine Kippbeweglichkeit des Rollenmantels ermöglicht.
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Die erfindungsgemäße Andruckrolle zeichnet sich durch eine konstruktiv einfache Bauweise aus, die sehr kostengünstig herstellbar ist. So lässt sich die Andruckrolle in einem hohen Drehzahlbereich bis zu 8.000 U/min. einsetzen, um in einem Lieferwerk eine Fadenförderung auszuführen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rollenmantel
- 2
- Nabe
- 3
- Wälzlager
- 3.1
- Außenring
- 3.2
- Innenring
- 3.3
- Wälzkörper
- 4
- Stützring
- 5
- Achse
- 6
- Stütznut
- 7
- Stützende
- 8
- Hülse
- 9
- Stirnende
- 10
- Haltekragen
- 11
- Haltenut
- 12.1, 12.2
- Absatz
- 13
- Stützkragen
- 14
- Halteende
- 15
- Lagerdeckel
- 16
- Abdeckring
- 17
- Umfangskante
- 18
- Kippspiel
- 19
- Halteabschnitt
- 20
- Eindrehung
- 21
- Haltescheibe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2009/019110 A1 [0002, 0004]
- DE 102008020018 A1 [0005]
