DE102010053243A1

DE102010053243A1 - Rolleneinheit

Info

Publication number: DE102010053243A1
Application number: DE201010053243
Authority: DE
Inventors: Noriki Ishimaru
Original assignee: TMT Machinery Inc
Current assignee: TMT Machinery Inc
Priority date: 2009-12-02
Filing date: 2010-12-02
Publication date: 2011-06-09
Also published as: JP2011117518A; CN102086541A

Abstract

Bei einer Galettenrolleneinheit (1) sind eine Galettenrolle (2) und ein Motor (22) einer Antriebseinheit (4) miteinander mittels einer Welle (5) verbunden. Ein Gehäuse (21) der Antriebseinheit (4) ist mit Lagern (23 und 24) an seinem rechten und linken Randabschnitt versehen, die drehbar die Welle (5) abstützen. Rechts des Lagers (23) ist ein Luftzylinder (25), der durch einen Kolben (41) ausgebildet ist, und eine Zylinderkammer (42) vorgesehen. So wie der Kolben (41) eine Beaufschlagung mit Druck gemäß der Kraft, die dem Luftdruck in der Zylinderkammer (42) entspricht, durchführt, werden die Lager (23 und 24) mit Druck beaufschlagt. Der Luftdruck in der Zylinderkammer (42) wird gesteuert, um erhöht zu werden, sowie die Drehgeschwindigkeit der Galettenrolle (2) erhöht wird und um erhöht zu werden, sowie die Spannung eines Garnes (Y), das an der Galettenrolle (2) angeordnet wird, erhöht wird.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rolleneinheit mit Rollen, auf welchen Garne angeordnet werden.
Das japanische Patent JP 3 129 276 beschreibt eine Rolleneinheit, die zum Fördern von Faserbändern (Garnen) verwendet wird und die angeordnet ist, so dass eine Rolle mit einer Welle über zwei Lager verbunden ist, die voneinander in den Axialrichtungen des Schaftes so beabstandet sind, dass die Rolle drehbar von den zwei Lagern abgestützt wird. Die Welle ist mit einer Druck beaufschlagenden Feder zwischen den zwei Lagern versehen und die mit Druck beaufschlagende Feder drückt eines der zwei Lager auf eine vertikale Wand zwischen einem Lagerabstützabschnitt und einem Zwischenabschnitt der Welle und drückt auch das andere Lager auf die Oberfläche einer Unterlegscheibe an der Spitze der Welle.
Das japanische Patent JP 3 129 276 offenbart, dass die mit Druck beaufschlagende Feder die Lager daran hindert, beschädigt zu werden, wenn die Rolle befestigt wird. Zusätzlich zu dieser Druckbeaufschlagung der Lager hindern die Lager die Lager daran, geneigt zu werden, wenn eine externe Kraft an die Rolle angelegt wird und hindern den Schaft am Vibrieren, wenn die Rolle rotiert.
Die Rolleneinheit des japanischen Patents JP 3 129 276 weist Nachteile dahingehend auf, dass wenn die Drücke auf die Lager zu gering sind, die oben beschriebenen Effekte nicht erreicht werden und die Welle vibrieren kann oder Kugeln in dem Lager rasseln und rutschen können, mit dem Ergebnis, dass die Lager aufgrund der Reibung der rutschenden Kugeln abnormal erwärmt werden. Es ist daher notwendig die Drücke auf die Lager geeignet einzustellen.
Während das japanische Patent JP 3129276 beschreibt, dass die Lager mittels einer einzigen mit Druck beaufschlagenden Feder an die Welle gedrückt werden, können die Lager auch mittels einer Vielzahl von mit Druck beaufschlagenden Federn, die in den Umfangsrichtungen der Lager angeordnet sind, mit Druck beaufschlagt werden, wenn jedes Lager eine große Größe aufweist oder wenn jede mit Druck beaufschlagende Feder klein ist. Es ist in diesem Fall notwendig, die Druckkräfte unter der Vielzahl mit Druck beaufschlagenden Federn auszugleichen, um ein Lager in einer Schräglage am Kontaktieren der vertikalen Wand oder der Unterlegscheibe zu hindern, das heißt, um teilweisen Kontakt zu verhindern.
Zwischenzeitlich wird die Druckkraft der mit Druck beaufschlagenden Feder über die Federkonstante der mit Druck beaufschlagenden Feder und der Länge des Spaltes in den die mit Druck beaufschlagende Feder vorgesehen ist und dergleichen ermittelt, solange die Länge der mit Druck beaufschlagenden Feder vorgegeben ist. Betreffend die Federkonstante haben unterschiedliche mit Druck beaufschlagende Federn typischerweise unterschiedliche Federkonstanten. In dem Fall, in dem die mit Druck beaufschlagenden Federn aufgrund der Verkleinerung der Einrichtung kurz sind, sind die Federkonstanten der mit Druck beaufschlagenden Federn groß und folglich unterscheiden sich die Federkonstanten signifikant voneinander mit dem Ergebnis, dass die Unterschiedlichkeit der Federkonstanten unter den mit Druck beaufschlagenden Federn groß ist.
Daher werden, um die Druckkräfte der mit Druck beaufschlagenden Federn auf ein geeignetes Niveau einzustellen und um die Druckkräften unter den mit Druck beaufschlagenden Federn in Anbetracht der oben beschriebenen Variationen der Federkonstanten beispielsweise auszugleichen, die Längen der Spalte, an denen die mit Druck beaufschlagenden Federn vorgesehen sind, eingestellt, indem ein dünnplattiger Abstandshalter zwischen den zwei Lagern vorgesehen wird. Solche Einstellvorgänge sind jedoch kompliziert.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Rolleneinheit zur Verfügung zu stellen, die Lager gleichmäßig mit einem vorgegebenen Druck beaufschlagen kann und die nicht komplizierte Vorgänge erfordert, um die Druckkräfte einzustellen.
Eine Rolleneinheit gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung umfasst eine Rolle an der ein Garn angeordnet wird, eine Welle, die mit der Rolle verbunden ist, ein Lager, das drehbar die Welle abstützt und einen Fluidzylinder, der das Lager in der Axialrichtung der Welle drückt.
Eine Rolleneinheit gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst eine Rolle, an der ein Garn angeordnet wird, ein Lager, dass drehbar die Rolle abstützt, eine Welle, die die Rolle über das Lager abstützt und einen Fluidzylinder, der das Lager in eine Axialrichtung der Welle drückt.
Gemäß diesen Aspekten ist es möglich, das Lager gleichmäßig mit einem vorgegeben Druck durch Einstellen des Drucks des Fluids in der Zylinderkammer des Fluidzylinders zu beaufschlagen. Ferner, da der Druck auf das Lager nur durch Einstellen des Drucks des Fluids in der Zylinderkammer einstellbar ist, sind komplizierte Vorgänge nicht erforderlich, um den Druck einzustellen.
Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung umfasst die Garnzuführrolleneinheit des ersten oder zweiten Aspekts ferner eine Heizeinrichtung, die die Rolle heizt.
Sowie die Rolle von der Heizeinrichtung erhitzt wird, wird die Temperatur der Welle in der Umgebung der Rolle auch erhöht und die Welle wird in den Axialrichtungen aufgrund des Temperaturanstieges verlängert. Falls das Andrückmittel durch Federn ausgebildet wird, werden die Lücken, in denen die Federn vorgesehen sind, in dem Maß, in dem die Welle sich verlängert, verkürzt. Im Ergebnis wird die Kraft der Federn, die auf das Lager drückt, erhöht und der Druck auf das Lager wird zu groß und folglich kann das Lager abnormal erhitzt werden.
In diesem Zusammenhang ermöglicht es die vorliegende Erfindung das abnormale Erhitzen des Lagers zu verhindern, da, wie oben beschrieben, der Druck des Fluids in der Zylinderkammer sogar dann konstant gehalten wird, wenn die Welle in den Axialrichtungen verlängert wird.
Gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung ist die Rolleneinheit des dritten Aspekts ferner so angeordnet, dass die Rolle eine Heizeinrichtung darin umfasst und eine Galettenrolle bzw. Keilrolle („godet roller”) ist, mit der ein Garn, das von der Spinnmaschine gesponnen wurde, hin zu einer Garnwickeleinrichtung gefördert wird, die das Garn auf eine Spule wickelt.
Gemäß diesem Aspekt, wenn die Rolle eine Galettenrolle ist, die eine Heizeinrichtung darin umfasst, wird die Wärme, die die Rolle mittels der Heizeinrichtung erhitzt leicht an die Welle übertragen. Jedoch wird sogar in solch einem Fall der Druck auf das Lager konstant gehalten, indem der Druck des Fluids in der Zylinderkammer konstant gehalten wird. Dies hindert das Lager daran, abnormal erhitzt zu werden.
Gemäß dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die Rolleneinheit von einem von dem ersten bis vierten Aspekt ferner ein Drucksteuergerät, das einen Druck eines Fluids in der Zylinderkammer gemäß einem Antriebszustand der Rolle steuert.
Gemäß diesem Aspekt wird der Druck auf das Lager eingestellt, um geeignet für den Antriebszustand der Rolle zu sein, indem der Druck in der Zylinderkammer eingestellt wird.
Gemäß dem sechsten Aspekt der Erfindung ist die Garnzuführrolleneinheit des sechsten Aspekts die Rolleneinheit des fünften Aspekts und ist ferner angeordnet, so dass das Drucksteuergerät eine Steuerung durchführt, so dass der Druck des Fluids in der Zylinderkammer gemäß einer Drehgeschwindigkeit der Rolle verändert wird.
Beispielsweise steigt die Zentrifugalkraft, die auf die Lager ausgeübt wird, sowie die Drehgeschwindigkeit der Rolle ansteigt, an, mit dem Ergebnis, dass die interne Lücke zwischen der Kugel und der inneren Lauffläche des Lagers geweitet wird. Sowie die interne Lücke geweitet wird, rasseln die Kugeln in dem Lager. Als Ergebnis kann die Welle vibrieren und die Kugeln können rutschen und das Lager kann durch die Reibung, die durch das Rutschen der Kugel verursacht wird, abnormal erwärmt werden.
In diesem Zusammenhang ist die vorliegende Erfindung so angeordnet, dass je größer die Drehgeschwindigkeit der Rolle ist, desto mehr wird der Luftdruck in der Zylinderkammer erhöht und der Druck auf das Lager wird erhöht. Dies schränkt das Aufweiten der internen Lücke des Lagers aufgrund der Zentrifugalkraft ein, wodurch die oben beschriebene Vibration der Welle und das abnormale Erwärmen des Lagers verhindert wird.
Gemäß dem siebten Aspekt der Erfindung ist die Rolleneinheit des fünften oder sechsten Aspekts ferner so angeordnet, dass das Drucksteuergerät eine Steuerung so durchführt, dass der Druck des Fluids in der Zylinderkammer gemäß einer Spannung des Garnes, das von der Rolle gefördert wird, verändert wird.
So wie beispielsweise die Spannung des Garnes aufgrund von Gründen wie dem Anstieg der Anzahl an Garnen, die zu bearbeiten sind oder dem Anstieg der Fördergeschwindigkeit der Garne erhöht wird, wird die Last auf die Welle durch die Rollen erhöht, mit dem Ergebnis, dass die Last auf das Lager, das die Welle abstützt, auch erhöht wird. Sowie die Last auf das Lager erhöht wird, wird das Lager deformiert und die interne Lücke zwischen den Kugeln und der inneren Lauffläche oder der äußeren Lauffläche wird erhöht mit dem Ergebnis, dass die Kugeln in dem Lager rasseln. Konsequenterweise kann die Welle vibrieren und die Kugeln können rutschen und folglich kann das Lager aufgrund der Reibung, die durch das Rutschen der Kugeln entsteht, abnormal erhitzt werden.
Daher ist die vorliegende Erfindung so angeordnet, dass je höher die Spannung des Garnes ist, desto mehr wird der Luftdruck in der Zylinderkammer erhöht und desto mehr wird der Druck in dem Lager erhöht. Dies hemmt das Aufweiten der internen Lücke des Lagers aufgrund der Last auf das Lager, wodurch die oben beschriebene Vibration des Schaftes und das abnormale Erwärmen des Lagers verhindert werden.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, das Lager mit einem gewünschten Druck durch Einstellen des Fluiddrucks in der Zylinderkammer des Fluidzylinders zu beaufschlagen. Ferner sind, da die Druckkraft nur durch Einstellen des Fluiddrucks in der Zylinderkammer einstellbar ist, komplizierte Vorgänge nicht notwendig, um die Druckkraft bzw. Andrückkraft einzustellen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt die Anordnung einer Galettenrolleneinheit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Querschnitt der Galettenrolleneinheit entlang der Axialrichtungen.
3 ist eine vergrößerte Ansicht des Luftzylinders von 2 und seiner Umgebung.
4 ist ein Blockdiagramm eines Steuergerätes.
5 zeigt die Lasten, die an der Welle und dem Schaft aufgrund der Spannung des Garnes anliegen.
6 zeigt Beziehungen zwischen der Spannung des Garnes, der Drehgeschwindigkeit der Galettenrolle und den Drücken der Lager.
7 ist ein Querschnitt einer weiteren Rolleneinheit entlang der Axialrichtungen, bei der die vorliegende Erfindung angewendet wurde.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
1 zeigt die Positionszusammenhang zwischen einer Galettenrolleneinheit, einer Spinnmaschine und einer Wickeleinrichtung der vorliegenden Ausführungsform. Wie in 1 gezeigt, ist die folgende Ausführungsform so angeordnet, dass die zwei Galettenrollen 2 (Galettenrollen 2a und 2b), die die beiden Galettenrolleneinheiten 1 jeweils darstellen und die zwei getrennten Rollen 3 (getrennte Rollen 3a und 3b), die kleiner im Durchmesser als die Galettenrollen 2 sind, ein Filamentgarn Y (im Folgenden Garn Y) fördern, das kommend von einer Spinnmaschine 9 oberhalb der Rollen 2 und 3 einer Garnwickeleinrichtung 8 zur Verfügung gestellt wird, die unterhalb der Rollen 2 und 3 vorgesehen ist. Die Galettenrollen 2 sind Antriebsrollen, die von einem später beschriebenen Motor 22 angetrieben werden, wohingegen die getrennten Rollen 3 Abtriebsrollen sind, die gemäß dem Fördern des Garnes Y, wie im Folgenden beschrieben, rotiert werden.
Das von der Spinnmaschine 9 zugeführte Garn Y wird auf die Galettenrolle 2a und die getrennte Rolle 3a mehrere Male gewickelt und anschließend um die Galettenrolle 2b und die getrennte Rolle 3b mehrere Male gewickelt. Anschließend wird das Garn Y auf die Wickeleinrichtung 8 gewickelt.
Dabei wird das Garn verlängert bzw. gestreckt, da die Galettenrolle 2b sich schneller dreht als die Galettenrolle 2a. Ferner wird durch die später beschriebene Heizeinrichtung 12 (siehe 2) die Galettenrolle 2a bis hin zu einer Temperatur (beispielsweise ungefähr 90°C) erwärmt, bei der das Garn Y verlängerbar ist und die Galettenrolle 2b wird bis auf eine Temperatur (beispielsweise 120°C) erwärmt, die größer ist als die Temperatur der Galettenrolle 2a. Auf diese Weise wird das geförderte Garn Y zunächst durch die Galettenrolle 2a auf eine Temperatur erwärmt, bei der das Garn Y verlängerbar ist, und anschließend wird das Garn Y Garn verlängert und durch die Galettenrolle 2b gefördert, die auf eine Temperatur erwärmt wird, die größer ist als die der Galettenrolle 2a. Die Spannung des geförderten Garnes Y wird durch eine Spannungsmesseinrichtung 80 (siehe 3) gemessen.
Nun folgen die Details der Galettenrolleneinheit 1. 2 ist ein Querschnitt der Galettenrolleneinheit 1 entlang der Axialrichtungen.
Wie in 2 gezeigt, umfasst die Galettenrolleneinheit 1 die oben beschriebene Galettenrolle 2, eine Antriebseinheit 4 und eine Welle 5. Obwohl in 2 nicht dargestellt, wird der Betrieb der Galettenrolleneinheit 1 durch ein Steuergerät 100 gesteuert (siehe 3).
Jede Galettenrolle 2 weist einen zylindrischen Rollenkörper 11, der aus einem Metallmaterial und dergleichen hergestellt ist, auf und ein Garn Y wird an dem Rollenkörper 11 angeordnet. Der zentrale Abschnitt des Rollenkörpers 11 ist mit dem rechten Randabschnitt der Welle 5 verbunden. Ferner sind im Inneren des Rollenkörpers 11 eine Heizeinrichtung 12, die den Rollenkörper 11 erwärmt und ein Temperatursensor 13, der eine Temperatur der Oberfläche des Rollenkörpers in der Umgebung des äußeren Umfangs des Rollenkörpers 11 erfasst, vorgesehen.
Die Antriebseinheit 4 ist angeordnet, so dass ein Gehäuse 21, das durch Verbinden der beiden Bauteile 21a und 21b miteinander ausgebildet wird, einen internen Raum aufweist und Bauteile, wie der Motor 22, die Lager 23 und 24 und der Luftzylinder 25 (Fluidzylinder) sind in diesem internen Raum vorgesehen. Die Welle 5 dringt in das Gehäuse 21 ein.
Der Motor 22 wird durch einen Stator 31, der an dem Gehäuse 21 befestigt ist und einen Rotor 32, der mit der Welle 5 verbunden ist, ausgebildet. Der Stator 31 und der Rotor 32 sind auf die gleiche Art und Weise angeordnet wie die bei herkömmlichen Motoren und folglich werden sie hier nicht detaillierter beschrieben.
Die Lager 23 und 24 stützen drehbar die Welle 5 ab. Die Lager 23 und 24 sind herkömmlich bekannte Lager, wie beispielsweise kreisförmige Kugellager und Radialkugellager.
3 ist eine vergrößerte Ansicht des Luftzylinders 25 von 2 und seiner Umgebung. Der Luftzylinder 25 ist in dem internen Raum des Gehäuses 21 und rechts von dem Lager 23 vorgesehen. Der Luftzylinder 25 wird durch einen ringförmigen Kolben 41, der rechts des Lagers 23 vorgesehen ist und eine Zylinderkammer 42, die ein ringförmiger Raum ist, der rechts des Kolbens 41 ausgebildet ist, ausgebildet.
Der Kolben 41 weist an seinem linken Rand einen hervorstehenden Abschnitt 41a auf, der sich nach links von dem radial äußeren Abschnitt des Kolbens 41 erstreckt, wobei der Abschnitt einer äußeren Lauffläche 23c des Lagers 23 gegenüberliegt, und dieser hervorstehende Abschnitt 41a den rechten Rand der äußeren Lauffläche 23c des Lagers 23 kontaktiert. Ferner sind an sowohl dem inneren Umfang als auch dem äußeren Umfang des Kolbens 41 konkave Abschnitte 41b an dem im Wesentlichen zentralen Abschnitt in den Querrichtungen in 3 ausgebildet, um Kreise auszubilden und Gummiringe 45 sind in den jeweiligen konkaven Abschnitten 41b vorgesehen. Dies hindert die Luft in der Zylinderkammer 42 am Entweichen.
Die Zylinderkammer 42 ist mit einer Fluidbahn 43 verbunden, die in dem Gehäuse 21 ausgebildet ist. Die Fluidbahn 43 erstreckt sich von der Zylinderkammer 42 hin zu einem Verbindungsabschnitt 44, der an dem äußeren Umfang des Gehäuses 21 vorgesehen ist. Der Verbindungsabschnitt 44 ist mit einem Druckeinstellmechanismus 51 verbunden.
Der Druckeinstellmechanismus 51 wird durch nicht dargestellte Bauteile, wie eine Pumpe und ein Ventil, ausgebildet und stellt den Luftdruck (Fluiddruck) in der Zylinderkammer 42 ein. Im Speziellen stellt der Mechanismus 51 den Luftdruck in der Zylinderkammer 42 durch Steuern eines nicht dargestellten Ventils ein.
In dem Luftzylinder 25, der wie oben beschrieben angeordnet ist, drückt der Kolben 41 mit einer Kraft gemäß dem Luftdruck in der Zylinderkammer 42 den rechten Rand des Lagers 23 (äußere Lauffläche 23c) nach links in Richtung eines Punktes, an dem der linke Rand des Lagers 23 (innere Lauffläche 23a) die Welle 5 kontaktiert. Das Lager 23 wird auf diese Weise mit Druck beaufschlagt.
Zur selben Zeit drückt die Welle 5 mittels der Druckkraft des Lagers 23 den rechten Rand des Lagers 24 (innere Lauffläche 24a) hin zu der Wand des internen Raumes des Gehäuses 21, das den linken Rand des Lagers 24 (äußere Lauffläche 24c) kontaktiert. Auf diese Weise wird das Lager 24 mit im Wesentlichen dem gleichen Druck wie dem des Lagers 23 beaufschlagt.
An dem linken Randabschnitt der Welle 5 ist ein Drehelement 71a befestigt, das Teil eines Umdrehungszählers 71 ist. Das Drehelement 71a ist im Wesentlichen zylindrisch und weist Schlitze 71c auf, die in gleichen Abständen an dem äußeren Umfang des Drehelements 71 vorgesehen sind.
Der Umdrehungszähler 71 wird durch das Drehelement 71a und einen Erfassungssensor 71b ausgebildet. Der Erfassungssensor 71b ist angeordnet, um dem äußeren Umfang des Drehelements 71a gegenüber zu liegen und erfasst die Schlitze 71c. Der Umdrehungszähler 71 kann die Drehgeschwindigkeit der Welle 5 (Galettenrolle 2) basierend auf der Anzahl an Schlitzen 71c, die von dem Erfassungssensor 71b innerhalb einer Zeiteinheit gezählt werden, messen. Die Art auf die der Erfassungssensor 71b die Schlitze 71c in dem Umdrehungszähler 71 erfasst, ist identisch zu dem Verfahren herkömmlicher Umdrehungszähler und wird folglich nicht detaillierter ausgeführt.
Jetzt wird das Steuergerät 100, das den Betrieb der Galettenrolleneinheit 1 steuert, beschrieben. 4 stellt ein funktionelles Blockdiagramm des Steuergerätes 100 dar. Das Steuergerät 100 wird durch Bauteile wie eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit), einen ROM (ausschließlich lesbarer Speicher; read only memory) und RAM (Arbeitsspeicher; random access memory) ausgebildet und diese Bauteile dienen als der weiter unten beschriebene Drehgeschwindigkeitsberechner 101, Motorsteuergerät 102, Drucksteuergerät 103, Temperaturberechner 104, Heizeinrichtungssteuergerät 105 und dergleichen.
Der Drehgeschwindigkeitsberechner 101 berechnet die Drehgeschwindigkeit der Galettenrolle 2 basierend auf der Anzahl an Schlitzen 71c, die innerhalb einer Zeiteinheit durch den Erfassungssensor 71b des Umdrehungszählers 71 erfasst werden. Das Motorsteuergerät 102 steuert die Drehgeschwindigkeit des Motors 22 unter Bezugnahme auf die Drehgeschwindigkeit der Galettenrolle 22, die von dem Drehgeschwindigkeitsberechner 101 berechnet wird, so dass die Drehgeschwindigkeit der Galettenrolle 2 gleich einer vorgegebenen Drehgeschwindigkeit, die in dem RAM des Steuergerätes 100 oder dergleichen gespeichert ist, ist.
Das Drucksteuergerät 103 steuert, wie unten beschrieben, den Druckeinstellmechanismus 51 (das heißt den Luftdruck im Inneren der Zylinderkammer 42) basierend auf der Drehgeschwindigkeit der Galettenrolle 2, die durch den Drehgeschwindigkeitsberechner 101 berechnet wird und dem Grad der Spannung des Garnes Y, der von der Spannungsmesseinrichtung 80 (das heißt basierend auf den Antriebszuständen der Galettenrolle 2) gemessen wird.
Der Temperaturberechner 104 berechnet die Temperatur des äußeren Umfangs der Galettenrolle 2 basierend auf dem Erfassungsergebnis des Temperatursensors 13. Das Heizeinrichtungssteuergerät 105 steuert die Heizeinrichtung 12, so dass die Temperatur, die von dem Temperaturberechner 104 berechnet wird gleich einer vorgegebenen Temperatur, die vorab in dem RAM des Speichergerätes 100 oder dergleichen gespeichert wird, ist.
Jetzt wird der Betrieb der Galettenrolleneinheit 1 der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform wird, wie oben beschrieben, das Garn Y durch die Galettenrollen 2 und die getrennten Rollen 3 während das Garn Y durch die Galettenrollen 2 erhitzt wird, gefördert.
Wenn die Drehgeschwindigkeit der Galettenrollen 2 und die Spannung des Garnes Y, das an den Galettenrollen 2 angeordnet ist, konstant sind, das heißt wenn die Antriebszustände konstant sind, wird der Luftdruck in der Zylinderkammer 42 eingestellt, um gleich einem vorgegebenen konstanten Luftdruck unabhängig von der Temperatur der Galettenrolle 2 (Welle 5) zu sein.
Dies hat die Druckbeaufschlagung der Lager 23 und 24, wie oben beschrieben, zur Folge. In diesem Zusammenhang, wenn die Drücke auf die Lager 23 und 24 zu gering sind, sind die Kugeln 23b und 24b in den Lagern 23 und 24 locker. Dies kann eine Vibration der Welle 5 und das Rutschen der Kugeln 23b und 24b erwirken und eine Reibung, die durch das Rutschen der Welle 23b und 24b erwirkt wird, kann die Lager 23 und 24 abnormal erhitzen.
Auf der anderen Seite, wenn die Drücke auf die Lager 23 und 24 zu groß sind, werden die Lager 23 und 24 abnormal durch Reibung während der Drehung erwärmt und die Lebensdauer der Lager 23 und 24 kann verkürzt werden.
Um das Auftreten solcher Probleme zu verhindern, ist es notwendig die Drücke auf die Lager 23 und 24 auf einen geeigneten Grad einzustellen. Zusätzlich dazu, um eine ungleichmäßige Druckbeaufschlagung der Lager 23 und 24 zu verhindern, das heißt um partiellen Kontakt zu verhindern, ist es notwendig die Lager 23 und 24 gleichmäßig mit Druck zu beaufschlagen.
Jetzt wird angenommen, dass im Unterschied zu der vorliegenden Ausführungsform, in der die Lager 23 und 24 durch den Kolben 41 mit Druck beaufschlagt werden, die Lager 23 und 24 so mit Druck beaufschlagt werden, dass das Lager 23 mit einer Vielzahl an Federn, die entlang des Umfangs des Lagers 23 vorgesehen sind, gedrückt werden. In diesem Fall werden die Druckkräfte der Federn (das heißt die Drücke auf die Lager 23 und 24) basierend auf den Federkonstanten, den Längen der Spalte an denen die Federn vorgesehen sind und dergleichen ermittelt, solange die Längen der Federn identisch zueinander sind. In diesem Zusammenhang sind die Federkonstanten typischerweise unter den Federn unterschiedlich. Ferner, wenn kurze Federn verwendet werden, um die Einrichtung downzusizen, sind die Federkonstanten groß und folglich unterscheiden sich die Federkonstanten signifikant voneinander mit dem Ergebnis, dass die Unterschiedlichkeit der Federkonstanten erheblich ist.
Daher werden, wenn das Lager 23 mittels einer Vielzahl an Federn gedrückt wird, geeignete Drücke auf die Lager 23 und 24 und somit eine gleichmäßige Druckbeaufschlagung der Lager 23 und 24 beispielsweise mittels der folgenden Anordnung erreicht: die Druckkraft von jeder Feder wird, während die Variationen der Federkonstanten berücksichtigt werden, indem die Länge des Spaltes in den Axialrichtungen, in denen jede Feder vorgesehen ist, durch Vorsehen einer dünnplattigen Unterlegscheibe in dem Spalt eingestellt. Die Vorgänge bei solchen Einstellvorgängen sind kompliziert.
Auf der anderen Seite ist die vorliegende Ausführungsform so angeordnet, dass die Druckeinstellung nur durch Einstellen des Luftdrucks in der Zylinderkammer 42 erreicht wird, nachdem die Einrichtung hergestellt wurde. Es ist daher nicht notwendig die oben beschriebenen komplizierten Vorgänge zur Einstellung der Drücke durchzuführen.
Ferner, wie oben beschrieben, da der Kolben 41 und die Zylinderkammer 42 sich über den gesamten Umfang des Lagers 23 erstrecken, drückt der Kolben 41 gleichmäßig das Lager 23 (äußere Lauffläche 23c) mit dem Ergebnis, dass das Lager 23 gleichmäßig mit Druck beaufschlagt wird.
Jetzt wird ein Fall, in dem die Galettenrolle 23 mittels der Heizeinrichtung 12 erhitzt wird, beschrieben. Sowie die Galettenrolle 2 mittels der Heizeinrichtung 12 erhitzt wird, wird die Hitze bzw. Wärme der Heizeinrichtung 12 an die Welle 5 übertragen, die mit der Galettenrolle 2 verbunden ist und folglich wird die Temperatur der Welle 5 auch erhöht. Im Ergebnis erstreckt bzw. dehnt sich die Welle 5 aufgrund der Wärmeausdehnung in ihren Axialrichtungen.
Jedoch, da in der vorliegenden Ausführungsform der Luftdruck in der Zylinderkammer 42 konstant gehalten wird, werden die Drücke der Lager 23 und 24 sogar dann konstant gehalten, wenn die Welle 5 sich verlängert. Dies ermöglicht es, wie oben beschrieben, die Lager 23 und 24 daran zu hindern abnormal erwärmt zu werden.
Jetzt werden im Folgenden die Beziehungen zwischen der Drehgeschwindigkeit der Galettenrolle 2 (Welle 5) und den Drücken der Lager 23 und 24 (das heißt der Luftdruck in der Zylinderkammer 42) beschrieben.
Wie oben beschrieben, wenn die Galettenrolle 2 (Welle 5) sich dreht, wird eine Zentrifugalkraft auf die Lager 23 und 24 ausgeübt und diese Zentrifugalkraft weitet die innere Lücke zwischen der inneren Lauffläche 23a und der Kugel 23b und die innere Lücke zwischen der inneren Lauffläche 24a und der Kugel 24b auf, wodurch erwirkt wird, dass die Kugeln 23b und 24b rasseln. Im Ergebnis kann die Welle 5 vibrieren und die Kugeln 23b und 24b können rutschen und folglich können die Lager 23 und 24 abnormal aufgrund des Rutschens der Kugeln 23b und 24b erwärmt werden.
Zusätzlich zu dem Obigen, so wie die Drehgeschwindigkeit der Galettenrolle 2 ansteigt, steigt die vorher erwähnte Zentrifugalkraft an und die internen Lücken der Lager 23 und 24 werden geweitet. Dies erleichtert das Auftreten der Vibration der Welle 5 und das abnormale Erwärmen der Lager 23 und 24.
In diesem Zusammenhang ist die vorliegende Ausführungsform so angeordnet, dass je höher die Drehgeschwindigkeit der Galettenrolle 2, die von dem Drehgeschwindigkeitsberechner 101 berechnet wurde, ist, desto mehr wird der Luftdruck in der Zylinderkammer 42 erhöht, um die Drücke auf die Lager 23 und 24 zu erhöhen. In anderen Worten wird gemäß der Drehgeschwindigkeit der Galettenrolle 2 der Luftdruck in der Zylinderkammer 42 verändert. Dies begrenzt das Aufweiten der internen Lücken der Lager 23 und 24 aufgrund der Zentrifugalkraft, wodurch die oben beschriebene Vibration der Welle 5 und das abnormale Erwärmen der Lager 23 und 24 verhindert wird.
Im Folgenden werden jetzt die Beziehungen zwischen der Spannung des Garnes Y, das auf der Galettenrolle 2 angeordnet wurde und den Drücken auf die Lager 23 und 24 (das heißt dem Luftdruck in der Zylinderkammer 42) beschrieben. 5 zeigt die Belastungen der Welle 5 und der Lager 23 und 24, die durch die Spannung des Garnes Y erzeugt werden.
Da das Garn Y auf der Galettenrolle 2 wie oben beschrieben angeordnet ist, nimmt die Welle 5 an dem Knotenpunkt mit der Galettenrolle 2 eine Last gemäß der Spannung des Garnes Y auf. Im Speziellen wird die Last L1 auf die Welle 5 an dem Knotenpunkt mit der Galettenrolle 2a der zwei Galettenrollen 2, wie in 5 gezeigt, in der Aufwärtsrichtung in der Figur angelegt.
So wie die Spannung L1 auf diese Weise auf die Welle 5 an dem Knotenpunkt mit der Galettenrolle 2a angelegt wird, wirkt auf das Lager 23, das die Welle 5 abstützt, die Last L2 in der Aufwärtsrichtung in der Figur, wohingegen auf das Lager 24, das auch die Welle 5 abstützt und das das Lager 23 zwischen der Galettenrolle 2a anordnet, die Last L3 in der Abwärtsrichtung in der Figur wirkt.
Der Teil der Welle 5, an dem die Welle 5 mit der Galettenrolle 2b verbunden ist, nimmt die Last in der Abwärtsrichtung, die entgegengesetzt zu der obigen ist, auf und folglich nimmt das Lager 23 die Last abwärts auf und das Lager 24 nimmt die Last aufwärts gerichtet auf.
So wie die Lasten an den Lagern 23 und 24 auf diese Weise angelegt werden, werden die Lager 23 und 24 deformiert und folglich erweitert sich die interne Lücke zwischen der Kugel 23b und der inneren Lauffläche 23a oder der äußeren Lauffläche 23c und der internen Lücke zwischen der Kugel 24b und der inneren Lauffläche 24a oder der äußeren Lauffläche 24c, wodurch erwirkt wird, dass die Kugeln 23b und 24b rasseln. Im Ergebnis kann die Welle 5 vibrieren und die Kugeln 23b und 24b können rutschen und folglich können die Lager 23 und 24 abnormal gemäß dem Rutschen der Kugeln 23b und 24b erwärmt werden.
Zusätzlich zu dem Obigen, so wie die Spannung des Garnes Y sich erhöht, steigen die Lasten an den Lagern 23 und 24. Dies erleichtert das Auftreten der Vibration der Welle 5 und das abnormale Erwärmen der Lager 23 und 24.
In diesem Zusammenhang ist die vorliegende Ausführungsform so angeordnet, dass je höher die Spannung des Garnes Y ist, die durch die Spannungsmesseinrichtung 80 gemessen wird, desto mehr wird der Luftdruck in der Zylinderkammer 42 erhöht, um die Drücke auf die Lager 23 und 24 zu erhöhen. In anderen Worten wird gemäß der Spannung des Garnes Y, der Luftdruck in der Zylinderkammer 42 verändert. Dies begrenzt das Aufweiten der internen Lücke der Lager 23 und 24 gemäß der Lasten an den Lagern 23 und 24 aufgrund der Spannung des Garnes Y, wodurch die oben beschriebene Vibration der Welle 5 und das abnormale Erwärmen der Lager 23 und 24 verhindert wird.
Zusammenfassend werden in der vorliegenden Ausführungsform, wie durch 6 beispielhaft dargestellt, die Drücke auf die Lager 23 und 24 sowie die Drehgeschwindigkeit der Galettenrolle 2 ansteigt, erhöht und die Drücke auf die Lager 23 und 24 werden erhöht, sowie die Spannung des Garnes Y, das an der Galettenrolle 2 angeordnet ist (das heißt die Last auf die Lager 23 und 24), erhöht wird. Es sei angemerkt, dass 6 als ein Beispiel, in dem die Drehgeschwindigkeit der Galettenrolle unterschiedlich ist, Fälle zeigt, in denen die Umdrehung n der Galettenrolle 2 in einer Zeiteinheit n1, n2 und n3 (n1 < n2 < n3) beträgt. Der Fall, in dem die Umdrehung n1 ist, wird mit der durchgezogenen Linie dargestellt, der Fall, in dem die Umdrehung n2 ist, wird durch die gestrichelte Linie dargestellt und der Fall, in dem die Umdrehung n3 ist, wird durch die Strichpunktlinie dargestellt.
Das in 6 gezeigte Beispiel wird detailliert ausgeführt. Wenn beispielsweise die Spannung des Garnes Y zum Zeitpunkt T1 konstant ist, verhalten sich die Drücke P1, P2 und P3 wenn die Umdrehung n n1, n2 und n3 beträgt, um P3 > P2 > P1 zu genügen. Zwischenzeitlich, wenn die Spannung des Garnes Y groß ist (beispielsweise die Spannung des Garnes Y beträgt T2 (> T1)) sogar falls die Drehgeschwindigkeit n konstant ist (bei n1 beispielsweise), steigt der Druck an (beispielsweise um P4 (> P1) zu genügen). Auf der anderen Seite ist der Druck angeordnet, um gering zu sein, wenn die Spannung des Garnes Y gering ist.
Jetzt werden verschiedene Modifizierungen der Ausführungsform beschrieben. Es sei angemerkt, dass die gleichen Bauteile wie in der Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen wie in der Ausführungsform jeweils bezeichnet sind und die Beschreibung davon ausgelassen wird.
Die obige Ausführungsform ist so angeordnet, dass, sowie die Drehgeschwindigkeit der Galettenrolle 2 ansteigt, der Luftdruck in der Zylinderkammer 42 so ansteigt, dass die Drücke auf die Lager 23 und 24 erhöht werden. In diesem Fall kann beispielsweise, wenn eine Veränderung der Zentrifugalkraft, die an den Kugeln 23b und 24b angelegt wird, klein ist, wie in einem Fall, in dem die Drehgeschwindigkeit der Galettenrolle 2 nur in einem kleinen Bereich verändert wird, der Luftdruck in der Zylinderkammer 42 nicht gemäß der Veränderung der Drehgeschwindigkeit der Galettenrolle 2 verändert werden.
Ferner ist die obige Ausführungsform auch so angeordnet, dass sowie die Spannung des Garnes Y, das an der Galettenrolle 2 angeordnet ist, ansteigt, der Luftdruck in der Zylinderkammer ansteigt, so dass die Drücke an den Lagern 23 und 24 erhöht werden. In diesem Fall beispielsweise, wenn eine Veränderung der Lasten an den Lagern 23 und 24 gering ist, wie in einem Fall, in dem die Spannung des Garnes Y nur in einem kleinen Bereich verändert wird, kann der Luftdruck in der Zylinderkammer 42 nicht im Wesentlichen gemäß der Veränderung der Spannung des Garnes Y verändert werden.
Zusätzlich dazu ist die obige Ausführungsform angeordnet, so dass die Spannung des Garnes Y direkt durch die Spannungsmesseinrichtung 80 gemessen wird. In diesem Zusammenhang kann die Spannung des Garnes Y aus einem Unterschied zwischen den Drehgeschwindigkeiten der Galettenrolle 2a und der Galettenrolle 2b berechnet werden, die von dem Drehgeschwindigkeitsberechner 101 oder aus dem Material und der Breite oder dergleichen des Garnes Y, die vorgegeben sind, berechnet werden.
Zusätzlich zu dem Obigen ist die obige Ausführungsform so angeordnet, dass die Drücke an den Lagern 23 und 24 durch Veränderung des Luftdruckes in der Zylinderkammer 42 basierend auf der Drehgeschwindigkeit der Galettenrolle 2 und der Spannung des Garnes Y, das an der Galettenrolle 2 angeordnet ist, eingestellt werden können. In diesem Zusammenhang können die Drücke auf die Lager 23 und 24 gemäß den Antriebszuständen der Galettenrolle 2 im Gegensatz zu der Drehgeschwindigkeit und der Spannung des Garnes Y eingestellt werden.
Zusätzlich zu dem Obigen ist die obige Ausführungsform angeordnet, so dass die Heizeinrichtung 12 in dem Rollenkörper 11 vorgesehen ist. In diesem Zusammenhang kann die Heizeinrichtung außerhalb der Galettenrolle 2 vorgesehen sein, das heißt vorgesehen sein, um dem äußeren Umfang des Rollenkörpers 11 gegenüber zu liegen.
Alternativ kann keine Heizeinrichtung vorgesehen sein. Sogar in diesem Fall kann der Kolben 41 gleichmäßig das Lager 23 unter der Bedingung, dass der Luftdruck in der Zylinderkammer 42 geeignet eingestellt wird, drücken. Es ist nicht notwendig in diesem Fall komplizierte Vorgänge durchzuführen, um die Drücke an dem Lager 23 und 24 einzustellen.
Auch ist die obige Ausführungsform angeordnet, so dass der Druckeinstellmechanismus 51 eine Pumpe und ein Ventil umfasst. Der Druckeinstellmechanismus 51 kann jedoch anders angeordnet werden, solange er den Luftdruck in der Zylinderkammer 42 einstellen kann.
Auch ist die obige Ausführungsform so angeordnet, dass der Luftzylinder 25, in dem die Zylinderkammer 42 mit Luft gefüllt wird, mit einem Fluidzylinder zum Drücken des Lagers 23 versehen ist. Alternativ kann ein Fluidzylinder, wie ein hydraulischer Zylinder, in dem die Zylinderkammer 42 mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, verwendet werden.
Die vorherige Beschreibung behandelt den Fall, in dem die vorliegende Erfindung in der Galettenrolleneinheit mit Galettenrollen zum Fördern von Garnen, die von oben zu der sich unten befindenden Garnwickeleinrichtung zugeführt werden, verwendet wird. Alternativ kann die vorliegende Erfindung bei einer Rolleneinheit, die Rollen, die nicht Galettenrollen sind, sondern an denen Garne angeordnet werden, aufweist, verwendet werden.
Die Rolle ist in diesem Fall nicht auf Rollen beschränkt, die gemeinsam mit den Wellen sowie die Galettenrollen der obigen Ausführungsform rotieren. Beispielsweise kann die Rolle eine Rolle der Rolleneinheit des japanischen Patents Nr. 3129276 sein, die mittels einer Welle über ein Lager und abgestützt wird und folglich unabhängig von der Welle rotiert.
Beispielsweise wird, wie in 7 gezeigt, die Rolleneinheit 200, die durch Bauteile wie eine Rolle 212 ausgebildet wird, drehbar durch die beiden Lager 220 und 221 abgestützt und eine Welle 210 stützt die Rolleneinheit 200 über die Lager 220 und 221 ab. Rechts des Lagers 221 ist ein Luftzylinder 225 vorgesehen. In diesem Fall ist eine Kombination der Rolleneinheit 200, der Welle 210, der Lager 220 und 221 und des Luftzylinders 225 der Rolleneinheit der vorliegenden Erfindung gleichzusetzen.
Der Luftzylinder wird durch einen Kolben 241, der an dem linken Randabschnitt vorgesehen ist und eine Zylinderkammer 242, die rechts des Kolbens 241 vorgesehen ist, ausgebildet. Die Zylinderkammer 242 ist mit einem nicht dargestellten Druckeinstellmechanismus über eine Fluidbahn 243 verbunden, die innerhalb der Welle 210 vorgesehen ist, die als die innere Umfangswand der Zylinderkammer 242 dient und der Kolben 241 drückt das Lager 221 nach links in der Figur durch die Kraft, die dem Luftdruck in der Zylinderkammer 242 entspricht. Die Kraft mit der der Kolben 241 das Lager 221 drückt, wird an das Lager 220 über die Rolle 212 übertragen. Als solches werden die Lager 220 und 221 gemäß dem Luftdruck in der Zylinderkammer 242 gleichmäßig mit Druck beaufschlagt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 3129276 [0002, 0003, 0004, 0005, 0089]

Claims

Rolleneinheit (1), umfassend: eine Rolle (2), an der ein Garn (Y) angeordnet ist; eine Welle (5), die mit der Rolle (2) verbunden ist; ein Lager (23; 24), das drehbar die Welle (5) abstützt; und einen Fluidzylinder (25), der das Lager (23; 24) in eine Axialrichtung der Welle (5) drückt.
Rolleneinheit (1), umfassend: eine Rolle (2), an der ein Garn (Y) angeordnet ist; ein Lager (23; 24), das drehbar die Rolle (2) abstützt; eine Welle (5), die die Rolle (2) über das Lager (23; 24) abstützt, und einen Fluidzylinder (25), der das Lager (23; 24) in einer Axialrichtung der Welle (5) drückt.
Rolleneinheit gemäß Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend eine Heizeinrichtung, die die Rolle (2) erwärmt.
Rolleneinheit gemäß Anspruch 3, bei der die Rolle (2) eine Heizeinrichtung darin umfasst und die Rolle eine Galettenrolle (2) ist mittels der ein Garn, das von einer Spinnmaschine gesponnen wurde, hin zu einer Garnwickeleinrichtung gefördert wird, die das Garn (Y) auf eine Spule wickelt.
Rolleneinheit gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner umfassend ein Drucksteuergerät (103), das einen Druck eines Fluids in der Zylinderkammergemäß (42) einem Antriebszustand der Rolle (2) steuert.
Rolleneinheit gemäß Anspruch 5, bei der das Drucksteuergerät (103) eine Steuerung so durchführt, dass der Druck des Fluids in der Zylinderkammer (42) gemäß einer Drehgeschwindigkeit der Rolle (2) verändert wird.
Rolleneinheit gemäß Anspruch 5 oder 6, bei der das Drucksteuergerät (103) eine Steuerung so durchführt, dass der Druck des Fluids in der Zylinderkammer (42) gemäß einer Spannung des Garnes (Y), das durch die Rolle (2) gefördert wird, verändert wird.