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Die Erfindung betrifft eine Unterwalze
für Streckwerke
von Spinnereimaschinen, insbesondere eine Unterwalze, die auf ihrem
Umfang und in Abschnitten ihrer Länge profilierte Bereiche aufweist. Die
Unterwalze, insbesondere auch ihre profilierten Bereiche, bestehen
aus Metall, in aller Regel aus Stahl.
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Derartigen Unterwalzen sind Oberwalzen
zugeordnet, mit denen sie Walzenpaare bilden. Jeweils mindestens
zwei Walzenpaare bilden ein Streckwerk, in dem das in Faserlaufrichtung
nachgeordnete Walzenpaar schneller läuft als das vorgeordnete. Sie
dienen in den Streckwerken von Spinnereimaschinen wie Vorspinnmaschinen
oder Ringspinnmaschinen zum Verziehen, Verfeinern von Faserverbänden.
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Die Unterwalzen weisen im Abstand
der Arbeitsstellen der Spinnereimaschine Profilierungen auf, die
im Zusammenwirken mit den elastischen Belag besitzenden Oberwalzen
ein sicheres Klemmen des Faserverbandes oder ein sicheres Mitnehmen
eines die Unterwalze umschlingenden Verzugsriemchens sicher stellen.
Diese Profilierung ist in der Regel als zur Längsachse der Streckwalze parallele
Riffelung, im Falle der Riemchenmitnahme als sogenannte Kordelung
ausgebildet. Die Profilierung weist in der Regel einen größeren Durchmesser
auf als die Bereiche zwischen den Profilierungen.
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Die Unterwalzen bestehen üblicherweise aus
Stahl, wobei die Profilierungen gehärtet sind. An den Rundlauf
und das Unbeschädigt-Sein
der Profilierungen sind hohe Ansprüche gestellt, um ein qualitativ
hochwertiges Vorgarn bzw. Garn herstellen zu können. Bei Beschädigungen
von Profilfeldern müssen
daher die Streckwalzenabschnitte, auf denen sie sich befinden, ausgewechselt
werden.
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Für
die Ausbildung der Profilfelder hinsichtlich der Art der Profilierung,
ihres Durchmessers, ihres gegenseitigen Abstandes auf der Streckwalze usw.
gibt es eine Vielzahl von Kombinationen, die eine aufwendige Fertigung
und Ersatzteil-Vorhaltung verlangen.
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Der Erfindung war daher die Aufgabe
gestellt, diese Nachteile zu vermeiden und eine flexiblere Fertigung
der Streckwalzen zu erreichen. Sie löst diese Aufgabe durch die
Merkmale des Hauptanspruches.
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Da die Profilhülsen gesonderte Teile sind, können aus
einheitlichen Streckwalzenabschnitten und entsprechenden Profilhülsen hinsichtlich
der Art der Profilierung und des Durchmessers unterschiedliche Streckwalzen
zusammengestellt werden. Beschädigte
Profilhülsen
können
einzeln ausgewechselt werden.
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Für
das Befestigen der Profilhülsen
auf der Streckwerkswelle ist eine Vielzahl von Möglichkeiten gegeben. Sie können mittels
geläufiger
Spannhülsen befestigt
werden. Ebenso können
sie aufgeklebt werden. Wenn dafür
ein thermoplastischer Klebstoff eingesetzt wird, kann die Verklebung
durch Erwärmen wieder
gelöst
und die Profilhülsen
entnehmbar sein.
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Ein besonders einfaches Befestigen
der Profilhülsen
auf der Streckwerkswelle und deren Lösen sowie ein optimales Zentrieren
der Profilhülsen
auf der Streckwerkswelle ist dann gegeben, wenn das Befestigen mittels
aufeinander abgestimmter Keilprofile auf der Streckwerkswelle und
in den Profilhülsen erfolgt.
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Wenn das Keilprofil auf der Streckwerkswelle über deren
ganze Länge
durchläuft,
können
die Profilhülsen
in unterschiedlichen Teilungsabständen entlang der Streckwerkswelle
befestigt werden, so daß beim
Fertigen der Streckwerkswelle die späteren Teilungsabständen nicht
berücksichtigt
werden müssen. Man
kann daher für
viele unterschiedliche Streckwerkswalzen von gleichen Streckwerkswellen
ausgehen.
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Aus der französischen Patentschrift 1 111 118
ist es bekannt, auf eine Unterwalze Schlauchstücke aus Gummi oder Kunststoff
mit hohem Reibungsbeiwert aufzuziehen, die eine gute Reibungsmitnahme
insbesondere von Unterriemchen gewährleisten. Hierbei handelt
es sich aber nicht um profilierte Bereiche aus Stahl. Eine ausreichende
Klemmwirkung geriffelter Bereich von Unterwalzen im Zusammenwirken
mit Oberwalze, die elastischen Belag aufweisen, sind nur bei Ausführung in
Metall erreichbar. Es ist auch nicht vorgesehen, die Schlauchstücke wieder zu
entnehmen.
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Aus der
DE 41 37 800 A1 ist es bekannt,
den faserführenden
Bereich einer Eingangsunterwalze gesondert hülsenförmig auszubilden und über eine lösbare Kupplungsvorrichtung,
die bei Fadenbruch anspricht, von der Unterwalzenwelle abkuppelbar
zu machen. Diese Kupplungsverbindung zwischen losen Hülsen und
Unterwalzenwelle gibt jedoch keine Anregung, die profilierten Bereiche
von Streckwalzen an gesonderten Hülsen anzubringen und diese
Hülsen
auf der Streckwerkswelle zu befestigen.
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In der
DE 42 09 153 C2 (
13)
ist vorgeschlagen worden, das Verbinden einzelner Abschnitte geläufiger Streckwalzenabschnitte
mittels der Welle/Nabe-Verbindung mit Keilprofilen zu bewirken.
Dabei weist das eine Ende eines Streckwalzenabschnittes ein Außen-Keilprofil
und das andere Ende ein abgestimmtes Innen-Keilprofil auf. Auch
diese Verbindung von Streckwalzenabschnitten gibt jedoch keine Anregung,
die zum Gegenstand der Erfindung führen würde.
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Die Rückenflächen der Keilprofile werden durch
Verdrehen der Streckwerkswelle zu den Profilhülsen in kraftschlüssige Reibverbindung
gebracht. Dieser Reibschluß kann
durch Zurückdrehen
wieder gelöst
werden. Es hat sich gezeigt, daß das
Moment zum Lösen
des Reibschlusses nahezu gleich hoch ist wie das aufgewendete Moment
zu seinem Erreichen. Daher kann an den Streckwalzen beider Machinenseiten
gleichsinnige Steigung der Keilflächen eingesetzt werden, auch
wenn der Drehsinn der Streckwalzen auf den beiden Maschinenseiten
entgegengesetzt ist und auf einer Maschinenseite demgemäß das Antriebsmoment
im Sinne des Lösens
des Reibschlusses wirkt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung
ist vorgesehen, die Keilprofile als Überlastkupplungen auszubilden.
Es kommt vor, daß sich
bei Fadenbruch um die Profilhülsen
Faserwickel bilden, die sich so hoch aufbauen können, daß sie Bauteile beschädigen. Um
dies zu vermeiden, kann vorgesehen sein, daß die Rückenflächen der Keilprofile beim Überschreiten
eines vorgegebenen Drehmomentes übereinander
weg gleiten, die Profilhülsen
stillsetzen und so den weiteren Aufbau der Faserwickel unterbinden.
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Bei diesem übereinander weg Gleiten können die
Keilprofile abgenutzt und/oder beschädigt werden, wodurch der angestrebte
Reibschluß nicht mehr
gegeben sein kann. Um dies zu vermeiden, ist in weiterer Ausgestaltung
der Erfindung vorgesehen, dieses übereinander weg Gleiten an
Verschleißstücken geschehen
zu lassen, an denen auftretender Verschleiß stattfindet und die im Falle
von Verschleiß auswechselbar
sind.
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Diese Verschleißstücke können hülsenförmig sein und zwischen Streckwerkswelle
und Profilhülsen
sitzen und auf ihrer Innenseite gegen die Streckwerkswelle oder
auf ihrer Außenseite
gegen die Profilhülse
mit dem Keilprofil versehen sein. Mit der jeweils gegenüber liegenden
Fläche
sind sie dann mit der Streckwerkswelle bzw. mit der Profilhülse drehfest
verbunden, bspw. verklebt oder verspannt oder sie greifen mit Verzahnung
in das Gegenstück
ein. Es ist jedoch auch möglich,
die hülsenförmigen Verschleißstücke sowohl
auf ihrer Innenfläche
als auch auf ihrer Außenfläche mit
Keilprofilen zu versehen, so daß ihre
drehfeste Mitnahme durch die Streckwerkswelle als auch die drehfeste
Mitnahme der Profilhülse
durch keilbedingten Reibschluß erfolgt.
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Um beschädigte oder verschlissene Verschleißstücke entnehmen
und ersetzen zu können, müssen sie
mindestens entlang einer ihre Längsachse
enthaltenden Ebene geschlitzt oder geteilt sein. Eine besonders
vorteilhafte Ausführungsform
ist dadurch gekennzeichnet, daß die
Keile einzeln sind und so viele Keile, wie eine Keilhülse bilden,
zwischen Streckwerkswelle und Profilhülse einschiebbar sind.
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In den Figuren der Zeichnung ist
ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen
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1 und 2 das Prinzip der Keilprofile
in Fügestellung
(1) und in Eingriffsstellung
(2);
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3 den
Abschnitt einer Streckwerkswalze teils in Längsschnitt, teils in Ansicht;
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4 bis 6 Querschnitte durch Streckwerkswalzen
mit Verschleißstücken mit
Keilprofil auf der Innenseite (4),
auf der Außenseite
(5) bzw. auf beiden
Seiten (6);
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7 und 8 zwei Ausführungsformen
mit getrennten Keilflächen.
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Ein wesentliches Konstruktionselement
der vorliegenden Erfindung sind die Keilprofile, deren Ausbildung
und Funktionsweise daher zunächst
beschrieben werden soll.
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Wie aus den 1 und 2 erkennbar,
weist das Keilprofil auf der Außenfläche eines
Wellenteils 1 zwei um jeweils 180° gegeneinander versetzte (Wellen-)Keile 2 auf,
deren Rückenflächen 3 aus
einer gedachten Zylinderfläche 4 entgegen
dem Uhrzeigersinn bis zu einem Scheitel 5 ansteigen und
dann wieder steil auf die Zylinderfläche abfallen. Entsprechend
weist das Keilprofil auf der Innenfläche eines dem Wellenteil 1 zugeordneten
Nabenteils 6 zwei um jeweils 180° gegeneinander versetzte (Naben-)Keile 7 auf,
deren Rückenflächen 8 aus
einer gedachten Zylinderfläche 9 im
Uhrzeigersinn nach innen bis zu einem Scheitel 10 ansteigen
und dann auch wieder steil auf die Zylinderfläche abfallen. Die Keile 2 und 7 bzw.
deren Rückenflächen 3 und 8 bilden
aufeinander abgestimmte Keilflächenpaarungen
mit gleicher Steigung. Um über
die ganze Fläche
der aneinander liegenden Rückenflächen 3 und 8 gleichmäßige Pressung
zu erreichen, folgt die Steigung der Rückenflächen bevorzugt einer logarithmischen
Kurve.
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In der in 1 dargestellten Fügestellung weisen die Rückenflächen 3 bzw. 8 der
Keile 2 und 7 einen Fügespalt 11 auf, mittels
dessen Wellenteil 1 und Nabenteil 6 ineinander
gesteckt werden können. Beim
Verdrehen des Nabenteils 6 entgegen dem Uhrzeigersinn nähern sich
die Rückenflächen 3 und 8 der
Keile 2 und 7 aneinander an bis sie sich berühren. Beim
weiteren Verdrehen erhöht
sich dann die Flächenpressung
zwischen den Rückenflächen 3 und 8 bis
zum Reibschluß und
Festsitz. Durch Zurückdrehen
kann dieser Festsitz auch wieder gelöst werden.
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Es versteht sich, daß in den 1 und 2 die Höhen der Keile 2 und 7 und
der Fügespalt 11 der Deutlichkeit
halber stark überhöht dargestellt
sind. Der Anstieg der Rückenflächen 3, 8 der
Keile 2, 7 beträgt in der Regel zwischen 1:50
und 1: 100, der Fügespalt 11 liegt
im 100stel-mm-Bereich und ist demnach so bemessen, daß nach einer
Drehung um einen geringen Winkel von bspw. 3° bis 5° der Reibschluß eintritt.
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Es versteht sich auch, daß nur eine
Keilprofilpaarung oder auch mehr als zwei Keilprofilpaarungen in
gleichem gegenseitigem Abstand um den Umfang von Welle bzw. Nabe
verteilt sein können.
So haben bspw. drei Keilprofilpaarungen den Vorteil, die Bauteile
zueinander zu zentrieren.
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Im vorliegenden Anwendungsfall bildet
das Wellenteil 1 eine über
alle Streckwerke der Spinnmaschine durchgehende Streckwerkswelle,
während das
Nabenteil 6 die Profilierung aufweisende Hülsen darstellen.
Wellenteil 1 und Profilhülsen 6 bilden zusammen
die Streckwerkswalze. Um ein bestmögliches Zentrieren der Hülsen 6 auf
der Streckwerkswelle 1 zu erreichen, sind im Gegensatz
zur Darstellung in den 1 und 2 bevorzugt drei um jeweils 120° in Umfangsrichtung
gegeneinander versetzte Keilprofile 2 bzw. 7 vorgesehen.
Es versteht sich aber, daß auch
mehr als drei Keilprofilpaarungen eingesetzt werden können.
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Die Keile 2 auf der Streckwerkswelle 1 können an
den Stellen angebracht werden, an denen die Profilhülsen 6 befestigt
werden sollen. Vorteilhafterweise laufen die Keile 2 auf
der Streckwerkswelle 1 jedoch wie in 3 dargestellt über deren Länge durch. Dies ist nicht nur
fertigungsmäßig einfacher, es
bietet auch den Vorteil, daß die
Profilhülsen 6 in unterschiedlichen
Teilungsabständen
entlang der Streckwerkswelle 1 befestigt werden können, so
daß beim
Zusammenbau der Streckwerkswelle 12 die Teilungsabstände der
Profilhülsen
auf der Streckwerkswalze nicht berücksichtigt werden müssen.
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Die Profilhülsen 6 weisen auf
ihrem Außenumfang
die als Riffelung oder als Kordelung ausgebildete Profilierung 13 auf.
Der Außendurchmesser über die
Profilierung 13 ist spinntechnisch vorgegeben und unterschiedlich.
Für den
Durchmesser der durch die Keile 2 und 7 gebildeten
Keilprofile ergeben sich zwei Möglichkeiten:
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Die Wandstärke der Profilhülsen 6 kann
so gering gewählt
werden, wie deren erforderliche Formsteifigkeit dies zuläßt. Damit
ergeben sich für unterschiedliche
Außendurchmesser
der Profilhülsen 6 ebenfalls
unterschiedliche, aber möglichst
große Durchmesser
der Streckwerkswellen 1 mit großer Steifigkeit gegen Durchbiegung.
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Es kann jedoch auch von Streckwerkswellen 1 mit
einheitlichem Durchmesser ausgegangen werden, der dann auf den geringsten
vorgesehenen Außendurchmesser
der Profilhülsen 6 abgestellt
sein muß.
Damit haben Profilhülsen 6 mit
unterschiedlichen Außendurchmessern
unterschiedliche Wandstärken.
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Die sehr langen Streckwerkswalzen
bestehen aus miteinander verbundenen Abschnitten. Um die Verschraubung
dieser Abschnitte der Streckwerkswalzen 12 oder deren Verbindung
mittels in Reibschluß tretende
Keilverbindungen zu lösen,
sind an diesen Abschnitten paarweise einander gegenüberliegende
Schlüsselflächen 14 vorgesehen.
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Für
das Herstellen der Streckwerkswellen 1 mit durchgehenden
Keilen 2 ist bevorzugt vorgesehen, sie zu ziehen, sie erfordern
dann keine weitere Bearbeitung mehr. Die Keile 7 in den
Profilhülsen 6 können durch
Fräsen,
Schleifen oder Räumen
hergestellt werden. Eine besonders vorteilhafte Herstellungsweise
ist dadurch gekennzeichnet, daß hohlzylindrische
Hülsen
auf Dornen mit entsprechenden Gegenkeilen aufgerollt und dabei die
Keile 7 geformt werden, wobei zugleich die Profilierung 13 in
Form der Riffelung bzw. Kordelung eingerollt werden kann.
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Für
das Befestigen der Profilhülsen 6 auf
den Streckwerkswellen 1 ist eine die Profilhülsen greifende
Zange vorgesehen, die eine Einrichtung zum Anzeigen des ausgeübten Anzugsmomentes
aufweist. Mittels einer solchen Zange kann das Einhalten eines vorgegebenen
Mindestmomentes für
den Reibschluß zwischen
den Keilen 2 und 7 sichergestellt werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann
vorgesehen sein, die Keilprofile als Überlastkupplungen auszubilden.
Hierzu wird die Überhöhung der
Rückenflächen 3 bzw. 8 der
Keile 2 bzw. 7 so gering gewählt, daß sie übereinander hinweg gleiten,
wenn das dem Drehen entgegenstehende Moment bspw. infolge Bilden
eines Faserwickels um die Profilhülsen 6 einen wählbar vorgegebenen
Wert übersteigt.
Hierzu kann die Steigung der Rückenflächen entsprechend
vermindert oder die Anzahl der Keilpaarungen erhöht oder die Länge der
Rückenflächen in
Umfangsrichtung verkürzt
werden, so daß sie nicht
so hoch ansteigen.
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Bei diesem übereinander weg Gleiten können die
Keilprofile abgenutzt und/oder beschädigt werden, wodurch der angestrebte
Reibschluß nicht mehr
gegeben sein kann. Bevorzugt ist daher vorgesehen, diesen Verschleiß nicht
an den Keilprofilen der Streckwerkswelle 1 oder der Profilhülsen 6 auftreten
zu lassen, sondern an den Keilprofilen hierfür vorgesehener gesonderter
Verschleißhülsen 15,
die im Falle von Beschädigung
oder Abnützung
leicht auswechselbar sind. Zumindest die Rückenflächen 3, 8 der
Keilprofile 16, 17 solcher Verschleißhülsen 15 weisen
geringeren Widerstand gegen Verschleiß auf als diejenigen der Streckwerkswelle 1 oder
der Profilhülsen 6.
Sie können
bspw. aus Kunststoff geeigneter Materialeigenschaften bestehen.
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Die Verschleißhülsen 15 sind vorteilhaft
hülsenförmig und
werden zwischen Streckwerkswelle 1 und Profilhülsen 6 angeordnet.
Ihre Keilprofile 16, 17 können der Streckwerkswelle (4) oder den Profilhülsen (5) zugewandt sein. Im ersteren
Falle wirken ihre (Innen-)Keile 7' mit den (Außen-)Keilen 2 der
Streckwerkswelle 1 zusammen, im zweiten Falle ihre (Außen-)Keile 2' mit den (Innen-)Keilen
der Profilhülse 6.
Ihre jeweilige andere, zylindrische Fläche ist auf der anliegenden
zylindrischen Fläche
in den Profilhülsen
bzw. auf der Streckwerkswelle befestigt, bspw. verklebt. Dabei sollte
ein Klebstoff vorgesehen werden, der unter Einfluß von Wärmeeinwirkung
erweicht und ein Entfernen der Verschleißstücke ermöglicht, ohne die Streckwalzen
der Gefahr von Beschädigung
auszusetzen.
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Bevorzugt ist gemäß 6 vorgesehen, die Verschleißhülsen 15 sowohl
auf ihrer Innenfläche
als auch auf ihrer Außenfläche mit
Keilprofilen 16, 17 auszustatten. Hierbei treten
ihre (Außen-)Keile 2' mit den (Innen-)Keilen 7 der
Profilhülsen 6 und
ihr (Innen-)Keile 7' mit
den (Außen-)Keilen 2 der
Streckwerkswelle 1 in Reibschluß. Bei dieser Ausführungsform
lassen sich die Verschleißhülsen 15 leicht
aus ihrem Reibschluß sowohl
mit der Streckwerkswelle als auch den Profilhülsen lösen.
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Um die Verschleißhülsen 15 leicht auswechseln
zu können,
müssen
sie teilbar oder zumindest öffenbar
sein. Wenn sie aus Kunststoff bestehen, kann es genügen, sie
zu schlitzen, wodurch sie gegebenenfalls so weit aufgebogen werden
können,
daß sie
sich über
die Streckwerkswelle 1 schieben lassen. In andern Falle
müssen
sie entlang einer Längsmittelebene
geteilt sein.
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Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform
gemäß den 7 und 8 ist dadurch gekennzeichnet, daß die Verschleißhülsen 15 in
die Keile 18 ihrer Keilprofile 16 oder/und 17
aufgespalten sind, so daß diese
Keile einzeln zwischen Streckwerkswelle 1 und Profilhülsen 6 einschiebbar
sind. In der Ausführungsform
der 7 ist von einer
Verschleißhülse gemäß 5 ausgegangen, die an radialen
Flächen 19 neben
den Scheiteln 5 ihrer Keilprofile gespalten sind.
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Um das Entnehmen beschädigter Keile 18 zu erleichtern,
ist hier vorgesehen, sie nicht auf der Streckwerkswelle 1 zu
befestigen, sondern durch Paßflächen 20 drehfest
auf ihnen aufliegen zu lassen. Solche Paßflächen 20 sind auch
an den Verschleißhülsen 15 der 4 und 5 anstelle eines Verklebens an ihren
zylindrischen Flächen
einsetzbar.
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In der Ausführungsform der 8 sind die Keile 18' zueinander
beabstandet ausgebildet. Die gesonderten Keile 18, 18' der Ausführungsformen der 7 und 8 sind durch den Reibschluß in ihrer axialen
Stellung fixiert.
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- 1
- Wellenteil – Streckwerkswelle
- 2
- Keile
auf dem Wellenteil 1
- 3
- Rückenflächen der
Keile 2
- 4
- gedachte
Zylinderfläche
der Keile 2
- 5
- Scheitel
der Keile 2
- 6
- Nabenteil – Profilhülse
- 7
- Keile
des Nabenteils 6
- 8
- Rückenfläche der
Keile 7
- 9
- gedachte
Zylinderfläche
der Keile 7
- 10
- Scheitel
der Keile 7
- 11
- Fügespalt
- 12
- Streckwerkswalze
- 13
- Profilierung
- 14
- Schlüsselflächen
- 15
- Verschleißhülsen
- 16
- 17 Keilprofile
der Verschleißhülsen 15
- 18
- gesonderte
Keile der Keilprofile 16, 17
- 19
- Spaltungsflächen
- 20
- Paßflächen