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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zur Bearbeitung der Oberfläche
eines umlaufenden Flachriemens, insbesondere eines Tangentialriemens
einer Textilmaschine, mit einem zumindest einer Lauffläche des
Flachriemens zeitweise zustellbaren oder dauerhaft zugestellten
Bearbeitungselement.
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Bei einer bekannten Vorrichtung zur
Reinigung der Oberfläche
eines umlaufenden Flachriemens einer Textilmaschine (
DE 41 31 987 A1 ) wird der
zu reinigenden Riemenlauffläche
zeitweise eine rotierende Bürste
zugestellt, um Verunreinigungen auf der Lauffläche zu entfernen. Bei einer
weiteren Ausgestaltung wird die Oberfläche des Riemens mit einer Reinigungsflüssigkeit
besprüht,
um Verunreinigungen von deren Oberfläche abzuwaschen. Alternativ
hierzu wird ein befeuchteter Schwamm auf die Oberfläche gelegt,
der ebenfalls Verunreinigungen abwäscht. Durch die Entfernung
des Schmutzbelags während
des laufenden Betriebs muß die
Produktion der Textilmaschine nicht unterbrochen werden und eine
Abnahme der Antriebseigenschaft durch Verunreinigung des Tangentialriemens
wird verhindert.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine
Vorrichtung, eine Spinnmaschine mit einer solchen Vorrichtung und
ein Verfahren zur Bearbeitung der Oberfläche eines umlaufenden Flachriemens
vorzusehen, durch die die Alterung oder der Verschleiß der Lauffläche des
Flachriemens kompensiert werden, um dessen anfängliche Reibeigenschaft möglichst
weitgehend zu erhalten.
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Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen
des Anspruchs 1, 14 bzw. 16 gelöst.
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Gemäß Anspruch 1 weist die Vorrichtung
zur Bearbeitung der Oberfläche
eines umlaufenden Flachriemens ein Bearbeitungselement auf, das
an der zu bearbeitenden Lauffläche
des Flachriemens dauerhaft anliegt oder beispielsweise intervallweise zugestellt
wird. Die intervallartige Zustellung erfolgt beispielsweise dann,
wenn die Reibeigenschaften des Flachriemens schon nach kurzer Bearbeitung
mit dem Bearbeitungselement wieder regeneriert oder wiederhergestellt
ist. Die Bearbeitung des umlaufenden Flachriemens bedeutet hier,
daß der
Flachriemen während
seines Umlaufs an der Maschine, an der er eingesetzt ist, bearbeitet
wird, ohne daß der Flachriemen
ausgebaut werden muß.
Das Bearbeitungselement modifiziert einen oberflächennahen Bereich der Lauffläche, so
daß im
Unterschied zur Reinigung, bei der bis zur Oberfläche des
Riemens der Belag entfernt wird, auch die Oberfläche selbst (minimal) verändert wird.
Beispielsweise durch Kratzen, Schmirgeln, Punktieren oder dergleichen.
Damit wird die Oberfläche
aufgerauht und die ursprüngliche Reibwirkung
des Riemens wird wiederhergestellt. Der Reibwert des Antriebsriemens
wird nämlich
nicht nur dadurch herabgesetzt, daß sich auf der Oberfläche des
Antriebsriemens Verunreinigungen ablagern, sondern die Oberfläche des
Riemens wird verschlissen, härtet
aus und wird durch Schlupf an den anzutreibenden Elementen geglättet, so
daß sich
mit der Betriebsdauer des Riemens der Reibwert auch ohne Verschmutzung
vermindert. Durch die oberflächennahe
Bearbeitung wird dieser Alterung bzw. diesem Verschleiß entgegengewirkt.
Ganz besonders vorteilhaft erfolgt die Bearbeitung der Oberfläche während des
laufenden Produktionsbetriebs bei einer Textilmaschine.
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Ganz besonders vorteilhaft ist das
Bearbeitungselement eine Schleifeinrichtung, die die glatte oder
verhärtete
Oberfläche
des Riemens wieder aufrauht. Die Schleifeinrichtung kann nach Art
einer Bandschleifmaschine ausgebildet sein, bei der ein Schleifband
umläuft,
kann Schleifblättchen
enthalten, die rotierend über
die Oberfläche
geführt
werden, Schleifborsten, die auf der Oberfläche anliegen und die Oberfläche aufrauhen
bzw. -kratzen, oder ein Schleifkörper
wie beispielsweise ein Schleifblock, der ebenfalls auf der Oberfläche aufliegt.
Vorteilhaft enthält
die Schleifeinrichtung Schleifpartikel eines harten Materials, so
daß die
Schleifeinrichtung während des
Schleifens der Riemenoberfläche
selbst nicht glattgeschliffen wird. Die Schleifpartikel sind beispielsweise
auf der Unterlage aufgeklebt oder in einer Matrix fixiert, so daß diese
beim Herauslösen
aus der Matrix oder dem Klebstoff herausfallen und so wiederum eine
rauhe Oberfläche
der Schleifeinrichtung hergestellt wird.
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Vorteilhaft führt die Vorrichtung gegenüber der
Laufrichtung des Flachriemens eine Bewegung aus, beispielsweise
eine Hin- und Herbewegung, so daß nach einem Umlauf des Riemens
nicht die gleichen Stellen des Bearbeitungselements wieder an den
gleichen Positionen des Riemens angeordnet sind. Dadurch werden
beispielsweise Längsriefen auf
der Lauffläche
des Riemens vermieden. Hat die Relativbewegung eine Querkomponente
zur Laufrichtung des Flachriemens, so wird das Aufrauhen nicht nur
in Längsrichtung,
sondern auch in Querrichtung ausgeführt, so daß eine größere Oberflächenmodifikation auftritt.
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Ist der Vorrichtung zusätzlich eine
Reinigungseinrichtung zugeordnet, so kann zusätzlich zur Oberflächenmodifikation
eine Entfernung eines Schmutzbelags erreicht werden. Ist die Reinigungseinrichtung
beispielsweise eine Absaugung, so können zum einen die auf dem
Riemen abgelagerten Verunreinigungen abgesaugt werden und andererseits
Riemenpartikel, die durch die Oberflächenmodifikation vom Riemen
ausgelöst
wurden, oder bei spielsweise Schleifrückstände der Schleifeinrichtung.
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Durch eine Zustelleinrichtung wird
die Vorrichtung bzw. das Bearbeitungselement der Vorrichtung der
Oberfläche
zugestellt, so daß die
Oberflächenmodifikation
durchgeführt
wird. Oder durch die Zustelleinrichtung wird das Bearbeitungselement
von der Oberfläche
entfernt, so daß der
umlaufende Riemen ohne Oberflächenmodifikation
im Einsatz ist. Dadurch erfolgt ein automatisches Zustellen des
Bearbeitungselements je nach Bedarf und verhindert eine zu starke
Oberflächenmodifikation,
wenn beispielsweise diese nur intervallartig zur Aufrechterhaltung
des Reibwerts des Riemens durchgeführt werden muß.
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Gemäß Anspruch 14 wird eine Spinnmaschine
mit einer Vielzahl von Bearbeitungsstellen und einem umlaufenden
Riemen sowie einer Vorrichtung wie oben ausgeführt vorgesehen, wobei die Bearbeitungsstellen
zumindest ein rotierendes, durch den Riemen angetriebenes Element
aufweisen. Durch den Einsatz der Vorrichtung zur Oberflächenmodifikation
ist es nicht mehr notwendig, die gesamte Spinnmaschine zeitweise
anzuhalten, um den Riemen zu entfernen und auszutauschen oder zu
regenerieren. Damit wird aufgrund der Vielzahl der Bearbeitungsstellen
ein erheblicher Produktionsverlust vermieden. Besonders vorteilhaft
ist die Vorrichtung zur Oberflächenmodifikation
im End- oder Triebgestell angeordnet, so daß ausreichend Platz zur Anordnung
der Vorrichtung und möglicherweise
einer Absaugung vorhanden ist.
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Bei dem Verfahren gemäß Anspruch
16 wird das Bearbeitungselement zum Modifizieren des oberflächennahen
Bereichs der Lauffläche
des Riemens nur bei Bedarf zugestellt, so daß ein unnötiger Verschleiß des Riemens
durch die Oberflächenmodifikation
vermieden wird. Der Bedarf wird beispielsweise dadurch ermittelt,
daß der
Riemen seit der letzen Bearbeitung oder seit der Neuinstallation
eine vorgegebene Betriebsdauer im Einsatz ist. Je nach Belastung
des Riemens (höhere
Drehmomente an den zu drehenden Teilen notwendig) kann die vorgegebene
Betriebsdauer verkürzt
oder verlängert
werden.
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Besonders vorteilhaft ist es, den
aktuellen Reibwert des Riemens zu überwachen und dann bei Unterschreitung
eines vorgegebenen Grenzwerts eine Oberflächenmodifikation durchzuführen. Eine indirekte Überwachung
des Reibwerts erfolgt beispielsweise dadurch, daß die Drehzahl eines oder mehrerer
Elemente, die nur zeitweise durch den Riemen angetrieben werden,
während
einer Beschleunigungsphase durch den Riemen überwacht wird. Bei vermindertem
Reibwert ist der Gradient der Drehzahlbeschleunigung geringer als
bei jungfräulichem Riemen
bzw. Riemen mit Sollreibwert. Eine solche Überwachung bzw. Ermittlung
der Drehzahl bzw. des Gradienten ist beispielsweise in der
DE 102 06 762.7 detailliert
beschrieben, so daß hierfür auf deren
Inhalt, insbesondere die Beschreibung zu deren
4A und
4B Bezug
genommen wird.
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Anhand von Figuren werden Ausführungsformen
der Erfindung näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung des Verlaufs eines Tangentialriemens bei
einer Rotorspinnmaschine,
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2 eine
Bandschleifeinrichtung zum Aufrauhen des Riemens,
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3 einen
Schleifblock zum Aufrauhen der Riemenoberfläche und
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4A und 4B eine Schleifscheibe bzw. -bürste zum
Aufrauhen der Riemenoberfläche.
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1 zeigt
schematisch den Verlauf eines Tangentialriemens 1 in einer
Rotorspinnmaschine. Der Tangentialriemen 1 wird durch ein
Treibrad 2, das an einen Motor gekoppelt ist, angetrieben.
Durch Umlenkrollen 3 wird der Tangentialriemen umgelenkt und
auf eine vorgegebene Höhe
festgelegt. Der Antrieb für
den Tangentialriemen 1 und die Umlenkrollen 3 sind
in einem an sich bekannten Triebgestell der Rotorspinnmaschine angeordnet.
Am gegenüberliegenden
Ende wird der Tangentialriemen 1 in einem an sich be kannten
Endgestell 5 der Rotorspinnmaschine umgelenkt und in Richtung
Triebgestell 4 zurückgeführt. Die
Umlenkung erfolgt dabei hauptsächlich
durch eine Spannrolle 6, die in horizontaler Richtung vom
Triebgestell weg den Riemen vorspannt, so daß die Riemenspannung trotz
thermischer Ausdehnung oder Alterungsausdehnung des Riemens 1 konstant
gehalten wird. Auch im Endgestell wird der Riemen durch eine Umlenkrolle 3 auf
eine vorgegebene, vertikale Höhe
festgelegt.
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Zwischen dem Triebgestell 4 und
dem Endgestell 5 ist eine Vielzahl von Spinnstellen 10 angeordnet,
von denen in 1 drei
Spinnstellen 10 exemplarisch dargestellt sind. In den Spinnstellen
sind Stützlager 11 mit
zwei Doppelstützscheiben
angeordnet, auf denen ein Spinnrotor 12 auf an sich bekannte Weise
drehbar gelagert ist. Der Spinnrotor 12 wird an der Oberseite
seines Schaftes (nicht dargestellt) durch den Tangentialriemen 1 auf
an sich bekannte Weise angetrieben. Um das Abheben des Tangentialriemens 1 von
den Rotorschäften
zu vermeiden und um eine konstante Auflagekraft des Riemens auf
den Rotorschäften
zu erhalten, sind in den Spinnstellen 10 Druckrollen 13 an
einem Hebel schwenkbar gelagert und werden mit einer Kraft F1 beaufschlagt, so daß der Riemen an allen Rotorschäften der
Bearbeitungsstellen mit konstanter Kraft aufliegt. Die Umlaufrichtung
des Riemens 1 ist durch den Pfeil im Triebgestell 4 angedeutet.
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Im Endgestell 5 ist eine
Schleifrolle 20 angeordnet, die drehbar am Ende eines Hebels 21 lagert. Der
Hebel 21 wird mit einer vorgegebenen Kraft F2 belastet,
so daß die
Schleifrolle 20 mit einer definierten Anlagekraft auf dem
Riemen 1 anliegt. Auf der Unterseite des Riemens 1 wird
der Riemen durch eine Gegenrolle 22 gegenüberliegend
zur Schleifrolle 20 gestützt, so daß der Riemen 1 mit
einer leichten Klemmung durch das Rollenpaar 21, 22 läuft. Der Hebel 21 ist
schwenkbar gelagert, so daß die
Schleifrolle 20 vom Riemen 1 abgehoben oder auf
den Riemen 1 abgesetzt werden kann. Das Verschwenken des
Hebels 21 erfolgt durch einen Antrieb, beispielsweise durch
einen Pneumatikzylinder (wie in 2 dargestellt),
einen Elektromagneten oder dergleichen. Da das Schleifen des Riemens
zur Regeneration der Reibeigenschaft der Lauffläche nur zeitweise zugestellt
werden muß,
ist die Schleifrolle 20 den größten Teil der Betriebszeit
des Tangentialriemens 1 von diesem abgehoben. Bei einem
Elektromagneten erfolgt das Absetzen der Schleifrolle 20 auf
den Tangentialriemen beispielsweise nur im erregten Zustand zum
Schleifen und ist im unerregten Zustand durch eine Rückstellfeder
vom Tangentialriemen 1 abgehoben.
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Um zu verhindern, daß die Schleifrolle 20 auf dem
Tangentialriemen lediglich abrollt und dabei keine Schleifwirkung
entfaltet, wird die Schleifrolle 20 abgebremst, so daß der Riemen
schleifend unter der Schleifrolle 20 hindurchgezogen wird.
Das Abbremsen der Schleifrolle 20 erfolgt beispielsweise
durch Kopplung der Rolle an ein Flügelrad, das durch den Luftwiderstand
abgebremst wird. Oder in das Lager der Schleifrolle 20 ist
eine Wirbelstrombremse integriert, die dann mit zunehmender Drehzahl
der Schleifrolle 20 diese abbremst.
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2 zeigt
eine zweite Ausführungsform
einer Schleifeinrichtung für
den Tangentialriemen 1. Bei Bedarf wird über einen
Pneumatikzylinder 32 dem Riemen 1 ein Bandschleifer 30 zugestellt,
dessen auf Rollen umlaufendes Schleifband 31 die Oberfläche des
Riemens aufrauht. Der Bandschleifer 30 kann entweder aktiv
beispielsweise durch einen Elektromotor angetrieben werden, oder
passiv durch den Tangentialriemen 1. Bei passivem Antrieb
wird ähnlich
wie im Falle der Schleifrolle 20 eine Bremse vorgesehen,
die verhindert, daß das
Schleifband 31 mit der Geschwindigkeit des Tangentialriemens 1 abläuft. Das
Bremsen erfolgt beispielsweise durch eine Trommel bremse in einer
der Umlenkrollen, durch eine Wirbelstrombremse oder eine Luftbremse.
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Bei einer hier nicht dargestellten
Ausführungsform
kann vorgesehen werden, daß sowohl
bei der Schleifrolle 20 als auch beim Bandschleifer 30 die Drehachse
der Schleifrolle 20 oder der Umlenkrollen für das Schleifband 31 nicht senkrecht
zur Laufrichtung des Tangentialriemens steht, sondern unter einem
Winkel kleiner oder größer als
90°. Dabei
kann eine Schrägstellung
bis zu 10° bzw.
170° erfolgen. Durch
die dann noch vorhandene Tangential komponente bzgl. der Umfangsrichtung
der Drehachse der Schleifrolle bzw. der Umlenkrollen erfährt die
Schleifrolle 20 bzw. das Schleifband 31 immer
noch eine Kraft zu deren Antrieb in Umlaufrichtung. Gleichzeitig wird
aber ein Schleifen mit einer Querkomponente zur Laufrichtung des
Riemens erwirkt. Damit werden in Längsrichtung verlaufende Schleifrillen
auf dem Riemen 1 vermieden und weiterhin kann ggf. auf
die Bremseinrichtungen für
die Schleifrolle 20 und den Bandschleifer 30 verzichtet
werden, da diese dann durch die querwirkende Schleifreibung abgebremst werden.
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3 zeigt
eine dritte Ausführungsform
einer Schleifeinrichtung in Form eines Schleifstempels 40. Über einen
Pneumatikzylinder 42 wird auf die Oberfläche des
Tangentialriemens 1 ein Schleifklotz 41 aufgedrückt. Auf
der gegenüberliegenden
Seite des Riemens 1 wirkt ein Widerlager 43, so
daß der Riemen
zwischen dem Schleifklotz 41 und dem Widerlager 43 geklemmt
wird. Das Widerlager 43 ist beispielsweise ein Teflonklotz,
so daß hier
der Reibungsverlust bzw. die Oberflächenschädigung des Riemens 1 minimiert
ist. Der Schleifklotz 41 ist ein Pressling, der beispielsweise
Korund in Pulverform als Schleifmittel enthält.
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4A und 4B zeigen eine weitere Ausführungsform
einer Schleifeinrichtung in Form eines Drehschleifers 50.
Eine Schleifscheibe 51 ist in einem Lager 52 drehbar
gelagert und an der Unterseite der Schleifscheibe sind Borsten 53 angeordnet.
Die Borsten sind aus einem abriebfesten Kunststoff hergestellt,
in den Schleifpartikel eingelagert sind. Anstelle der Borsten 53 kann
auf der Schleifscheibe 51 auch ein Schleifpapier oder ein
Schleifklotz entsprechend dem Klotz 41 vorgesehen werden.
Nach dem Zustellen der Schleifscheibe 51 auf die Oberfläche des
Riemens 1, beispielsweise mit einem Pneumatikzylinder,
sind die Mitte des Riemens 1 und die Achse der Schleifscheibe 51 versetzt
zueinander angeordnet. Durch die Tangential komponente der Reibkraft des
Riemens 1 an der Unterseite der Schleifscheibe 51 wird
die Scheibe 51 in Drehung versetzt. Durch die rotierende
Schleifscheibe 51 wird der Riemen hier ebenfalls mit einer
Querkomponente geschliffen, so daß Längsriefen vermieden werden
und durch die zum Querschleifen benötigte Kraft die Drehzahl der Schleifscheibe
reduziert ist. Wie in 4B dargestellt,
kann die Achse der Schleifscheibe 51 gegenüber der
Senkrechten zum Tangentialriemen 1 um einen Winkel α gekippt
sein.