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Die
Erfindung betrifft eine auswechselbare, auf Druckwalzen-Grundkörper von
Spinnmaschinen-Streckwerken
aufschiebbare Armierung, welche eine dünne Armierungshülse und
einen mit dieser fest verbundenen, eine Lauffläche für Fasermaterial aufweisenden
elastischen Walzenbezug enthält,
wobei die Armierung aus einem langen Rohrkörper auf die erforderliche
Arbeitsbreite zugeschnitten ist.
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Es
gibt heute mit Streckwerken arbeitende Spinnverfahren, welche Spinngeschwindigkeiten
von mehreren Hundert Metern pro Minute erlauben. Dies gilt insbesondere
für das
so genannte Luftdüsenspinnen.
Bei solchen Spinnaggregaten werden auch an das vorgeordnete Streckwerk
hohe Anforderungen gestellt. Die Lieferwalzen hochtouriger Streckwerke können mit
7.000 min–1 rotieren.
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Bei
solchen Geschwindigkeiten verschleißen die Walzenbezüge der Druckwalzen
in einem sehr kurzen Zeitraum. Die Walzenbezüge der Druckwalze des Lieferwalzenpaares
müssen
nach einer Betriebszeit von 3 bis 5 Tagen nachgeschliffen werden. Druckwalzen
können
jedoch maximal nur fünfmal
geschliffen werden, weil danach der Durchmesser des Walzenbezuges
zu klein wird. Die Walzenbezüge
solcher Druckwalzen sind daher heute auswechselbar, wobei auf die
Druckwalzen-Grundkörper von
Spinnmaschinen-Streckwerken eine aufschiebbare Armierung vorgesehen
wird, welche eine dünne,
meist aus einer Aluminiumlegierung bestehende Armierungshülse enthält, mit
der ein elastischer Walzenbezug fest verbunden ist, beispielsweise
durch Aufvulkanisieren. Der Walzenbezug enthält die eigentliche Lauffläche für das Fasermaterial.
In der Praxis geht man heute so vor, dass die aus Armierungshülse und Walzenbezug
bestehende auswechselbare Armierung als ein langer Rohrkörper hergestellt
wird, der dann auf die erforderliche Arbeitsbreite durch Abstechen
zugeschnitten wird. Die zugeschnittene Armierung kann dann nach
geringer Nacharbeit auf den jeweiligen Druckwalzen-Grundkörper aufgepresst
werden.
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Eine
aus einer Armierungshülse
und einem fest damit verbundenen elastischen Walzenbezug bestehende
auswechselbare Armierung der eingangs genannten Art ist beispielsweise
durch die deutsche Offenlegungsschrift 20 61 434 oder das US-Patent
62 37 196 Stand der Technik. Bei diesen Armierungen ist, bedingt
durch das Abstechen von einem langen Rohrkörper, die Breite des Walzenbezuges
gleich der Breite der Armierungshülse. Daraus ergeben sich jedoch,
systembedingt, einige Nachteile, da an sich widersprüchliche
Anforderungen gleichzeitig erfüllt
werden sollen. Zum einen soll die Armierung möglichst schmal sein, damit
der Walzenbezug des Lieferwalzenpaares eines Streckwerks den erforderlichen
Anpressdruck auf das Fasermaterial ausüben kann, zum anderen soll
jedoch die Armierung so breit sein, dass der seitliche Lagerbereich der
Druckwalzen-Grundkörper
von der Armierungshülse überdeckt
wird, damit das Eindringen von Fasern und Fadenresten in den Lagerbereich
verhindert wird.
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Durch
das deutsche Patent 908 459 ist ein gattungsfremder Stand der Technik
bekannt geworden, bei welchem der Walzenbezug schmaler als die Armierungshülse ist.
Mit einer solchen Armierung ließen
sich zwar die genannten Nachteile überwinden, doch stammt der
genannte Stand der Technik aus einer Zeit, zu welcher die Armierungen
noch nicht aus einem langen Rohrkörper hergestellt und auf die
erforderliche Arbeitsbreite zugeschnitten wurden. Vielmehr wurde
zuerst eine Armierungshülse
in der erforderlichen Breite hergestellt und anschließend der Walzenbezug
aufvulkanisiert. Die Tatsache, dass der Walzenbezug dabei schmaler
ist als die Armierungshülse,
ist bei dieser Herstellungsart verfahrensbedingt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine auswechselbare Armierung
der eingangs genannten Art zu schaffen, die aus einem langen Rohrkörper herstellbar
ist und bei der es dennoch möglich ist,
die sich widersprechenden genannten Anforderungen zu erfüllen.
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Die
Aufgabe wird dadurch gelöst,
dass der Walzenbezug an beiden Endbereichen derart abgedreht ist,
dass die Armierungshülse
seitlich über
den Walzenbezug übersteht.
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Man
geht also, wie beim eingangs genannten Stand der Technik, von einem
rohrartigen Halbzeug aus, dass auf die erforderliche Arbeitsbreite
zugeschnitten wird. Anschließend
wird der Walzenbezug schmaler gemacht als die Armierungshülse. Dadurch
lassen sich dann die zwei sich widersprechenden Forderungen erfüllen, nämlich zum
einen einen hohen Klemmdruck zu erhalten und dennoch für den Lagerbereich
des Druckwalzen-Grundkörpers
einen genügend
langen Dichtspalt zu schaffen. Zusätzlich erhält man den großen Vorteil,
dass sich durch das Abdrehen des Walzenbezuges an seinen Endbereichen
an der Oberfläche
der Armierungshülse
eine vergrößerte Metalloberfläche ergibt, über welche
die bei Betrieb entstehende Wärme
schnell und wirkungsvoll abgeführt
werden kann.
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Das
seitliche Abdrehen des Walzenbezuges braucht nicht erst nach dem
Zuschneiden auf die erforderliche Arbeitsbreite zu geschehen, sondern kann
gegebenenfalls bereits vor dem Abstechen durchgeführt werden.
Im letztgenannten Falle wird also eine Armierung angeliefert, bei
welcher die Armierungshülse
bereits breiter ist als der Walzenbezug. Es ist dann an den jeweiligen
Stirnflächen
nur noch ein kurze Nacharbeit erforderlich.
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Die
beschriebenen Vorteile lassen sich für eine Armierung nach dem eingangs
beschriebenen Stand der Technik alternativ auch dadurch erhalten, dass
der Armierung an beiden Stirnenden die Armierungshülse berührende Ergänzungsringe
ohne Walzenbezug und mit gleichem Innendurchmesser wie die Armierungshülse zugeordnet
sind. In diesem Falle braucht also der Walzenbezug nicht durch eine Nacharbeit
schmaler gemacht zu werden als die Armierungshülse, sondern an die Armierungshülse legen
sich seitlich die beiden Ergänzungsringe
an, die im Wesentlichen die gleichen Durchmesserabmessungen haben
wie die Armierungshülse.
Auch auf diese Weise entsteht ein relativ schmaler Walzenbezug mit
hohem Klemmdruck, während über die
Ergänzungsringe,
welche den Lagerbereich überdecken,
zugleich die Wärme
gut abgeführt
werden kann, da die Ergänzungsringe
direkt den Kontakt mit der Armierungshülse haben.
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Zweckmäßig weist
die Armierungshülse
an ihren seitlich über
den Walzenbezug überstehenden Bereichen
einen geringfügig
kleineren Außendurchmesser
auf als in ihrem mittleren, vom Walzenbezug überzogenen Bereich. Es entsteht
also beim Abdrehen des Walzenbezuges ein ganz kleiner Absatz, der in
der Größenordnung
von etwa 0,1 mm liegt. Mit der genannten Maßnahme lässt sich der Rundlauf der Armierung
verbessern, da nicht nur der überschliffene
Walzenbezug, sondern auch die überstehenden Bereiche
der Armierungshülse
bearbeitet sind.
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In
Ausgestaltung der Erfindung können
die Armierungshülse
oder im Falle des Vorhandenseins von Ergänzungsringen Letzterer an ihren
stirnseitigen Endbereichen mit einem geringfügig vergrößerten Innendurchmesser versehen
sein. Der dabei um etwa 0,5 mm vergrößerte Innendurchmesser bildet dann
mit einem den Lagern zugeordneten Außenring einen engen Dichtungsspalt
von beispielsweise 0,2 bis 0,3 mm, der genau den Gegebenheiten angepasst
ist.
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Der
vergrößerte Innendurchmesser
ermöglicht
auch am Außenbund
des Lageraußenringes
einen kleinen Absatz, der vagabundierende Fasern davon abhält, überhaupt
in den Dichtungsspalt zu gelangen.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele.
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Es
zeigen:
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1 in gegenüber dem
Original vergrößerter Darstellung
eine Seitenansicht durch ein Luftdüsenaggregat und ein vorgeordnetes
Streckwerk,
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2 eine mit einer Armierung
versehene Druckwalze des Lieferwalzenpaares des Streckwerks nach 1 im Axialschnitt,
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3 die auswechselbare Armierung
für die Druckwalze
der 2,
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4 die auf die erforderliche
Arbeitsbreite zugeschnittene Armierung im Rohzustand vor dem seitlichen
Abdrehen des Walzenbezuges,
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5 in verkleinerter Darstellung
einen langen Rohrkörper,
aus welchem die einzelnen Armierungen durch Abstechen hergestellt
werden,
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6 eine Ausführung ähnlich 1, bei der seitlich an der
Armierung Ergänzungsringe
anliegen,
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7 in stark vergrößerter Darstellung
einen Ausschnitt aus 2 im
Bereich des strichpunktierten Kreises VII.
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Die
in der 1 dargestellte
Vorrichtung dient dem Herstellen eines gesponnenen Fadens 1 aus
einem Stapelfaserverband 2. Die Vorrichtung enthält als wesentliche
Bestandteile ein Spinnmaschinen-Streckwerk 3 sowie ein
Luftdüsenaggregat 4.
Die nachfolgende Beschreibung dieser Vorrichtung dient lediglich
dem Zweck, aufzuzeigen, wofür die
später
zu beschreibende eigentliche Erfindung benötigt wird.
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Der
gemäß 1 zu verspinnende Stapelfaserverband 2 wird
dem Streckwerk 3 in Zulieferrichtung A zugeführt und
als ersponnener Faden 1 in Abzugsrichtung B abgezogen und
an eine nicht dargestellte Aufspuleinrichtung weitergeleitet.
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Das
nur teilweise dargestellte Streckwerk 3 ist vorzugsweise
als Drei-Zylinder-Streckwerk ausgeführt und enthält insgesamt
drei Walzenpaare, die jeweils eine angetriebene Unterwalze und eine
elastisch dagegen angedrückte
Druckwalze enthalten. Dem in 1 nicht
gezeigten Eingangswalzenpaar folgt ein Walzenpaar 5, 6,
das mit Führungsriemchen 7 und 8 versehen
ist, sowie ein Liefennralzenpaar 9, 10. Mit den
Bezugsziffern 5 und 9 sind dabei die jeweils angetriebenen
Unterwalzen, mit den Bezugsziffern 6 und 10 die
zugehörigen
Druckwalzen bezeichnet. In einem solchen Streckwerk 3 wird
in bekannter Weise der Stapelfaserverband 2 bis zu einer
gewünschten
Feinheit verzogen. Im Anschluss an das Streckwerk 3 liegt
dann ein dünnes
Faserbändchen 11 vor,
welches verstreckt, jedoch noch ungedreht ist.
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Das
dem Streckwerk 3 in geringem Abstand nachfolgende und die
Spinndrehung erteilende Luftdüsenaggregat 4 kann
bei dieser Erfindung im Prinzip beliebiger Bauart sein, wobei jedoch
vorzugsweise solche Bauarten angesprochen sind, die besonders hohe
Liefergeschwindigkeiten erlauben.
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Dem
Luftdüsenaggregat 4 wird
das Faserbändchen 11 über einen
Einlasskanal 12 zugeführt. Es
folgt eine so genannte Wirbelkammer 13, in welcher dem
Faserbändchen 11 die
Spinndrehung erteilt wird, so dass der ersponnene Faden 1 entsteht,
der durch einen Fadenabzugskanal 14 abgezogen wird.
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Eine
Fluideinrichtung erzeugt in der Wirbelkammer 13 durch Einblasen
von Druckluft durch tangential in die Wirbelkammer 13 mündende Druckluftdüsen eine
Wirbelströmung.
Die aus den Düsenöffnungen
austretende Druckluft wird durch einen Abluftkanal 15 abgeführt, wobei
dieser einen ringförmigen
Querschnitt um ein spindelförmiges
stationäres Bauteil 16 herum
aufweist, welches den Abzugskanal 14 enthält.
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Im
Bereich der Wirbelkammer 13 ist als Drallsperre eine Kante
einer Faserführungsfläche angeordnet,
die leicht exzentrisch zum Fadenabzugskanal 14 im Bereich
von dessen Einlassöffnung
angeordnet ist.
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In
der Vorrichtung werden die zu verspinnenden Fasern einerseits im
Faserbändchen 11 gehalten und
so vom Einlasskanal 12 im Wesentlichen ohne Drehungserteilung
in den Fadenabzugskanal 14 geführt. Andererseits sind die
Fasern aber im Bereich zwischen dem Einlasskanal 12 und
dem Fadenabzugskanal 14 der Wirkung der Wirbelströmung ausgesetzt,
durch die sie oder mindestens ihre Endbereiche von der Einlassöffnung des
Fadenabzugskanals 14 radial weggetrieben werden. Die mit
dem beschriebenen Verfahren hergestellten Fäden 1 zeigen dadurch
einen Kern von im Wesentlichen in Fadenlängsrichtung verlaufenden Fasern
oder Faserbereichen ohne wesentliche Drehung und einen äußeren Bereich,
in welchem die Fasern oder Faserbereiche um den Kern herum gedreht
sind.
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Dieser
Fadenaufbau kommt nach einer modellhaften Erklärung dadurch zu Stande, dass
vorlaufende Enden von Fasern, insbesondere solche, deren nachlaufende
Bereiche noch stromaufwärts
im Einlasskanal 12 gehalten werden, im Wesentlichen direkt
in den Fadenabzugskanal 14 gelangen, dass aber nachlaufende
Faserbereiche, insbesondere wenn sie im Eingangsbereich des Einlasskanals 12 nicht
mehr gehalten werden, durch die Wirbelbildung aus dem Faserbändchen 11 herausgezogen
und dann um den entstehenden Faden 1 gedreht werden. Jedenfalls
sind Fasern zu einem gleichen Zeitpunkt sowohl im entstehenden Faden 1 eingebunden,
wodurch sie durch den Fadenabzugskanal 14 gezogen werden,
als auch der Wirbelströmung
ausgesetzt, die sie zentrifugal, also von der Einlassöffnung des
Fadenabzugskanals 14 hinweg beschleunigt und in den Abluftkanal 15 abzieht.
Die durch die Wirbelströmung aus
dem Faserbändchen 11 gezogenen
Faserbereiche bilden einen in die Einlassöffnung des Fadenabzugskanals 14 mündenden
Faserwirbel, die so genannte Sonne, dessen längere Anteile sich spiralartig außen um den
spindelförmigen
Eingangsbereich des Fadenabzugskanals 14 winden und in
dieser Spirale entgegen der Kraft der Strömung im Abluftkanal 15 gegen
die Einlassöffnung
des Fadenabzugskanals 14 gezogen werden.
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Eine
Vorrichtung dieser Art erlaubt besonders hohe Spinngeschwindigkeiten,
die in der Größenordnung
von 600 m pro Minute liegen können.
Es ist einleuchtend, dass hierbei an das Streckwerk 3 sehr
hohe Anforderungen gestellt werden, weil das Lieferwalzenpaar 9, 10 auf
Grund der benötigten
hohen Verzugsleistung besonders schnell laufen muss. Dies führt zwangsläufig dazu,
dass sich die Walzenbezüge 20 der
Druckwalzen 10 schnell abnutzen und erneuert werden müssen.
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Wie
bereits erwähnt,
müssen
die Walzenbezüge 20 nach
einer Betriebszeit von wenigen Tagen nachgeschliffen werden, was
jedoch nur maximal fünfmal
möglich
ist. Danach wird der Außendurchmesser
des Walzenbezuges 20 zu klein.
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Wie
aus 1 noch ersichtlich,
besteht die Druckwalze 10 des Lieferwalzenpaares 9, 10 aus
einem Druckwalzen-Grundkörper 17 und
einer Armierung 18, welche auswechselbar ist. Die Armierung 18 enthält eine
Armierungshülse 19 und
den Walzenbezug 20 mit seiner Lauffläche 21 für das Fasermaterial.
Beim Auswechseln wird die Armierung 18 vom Grundkörper 17 mittels
einer geeigneten Abzieheinrichtung abgezogen und durch eine neue
Armierung 18 ersetzt, die auf den alten Grundkörper 17 aufgepresst
wird.
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In 2 ist die Druckwalze 10 des
Lieferwalzenpaares 9, 10 im Axialschnitt dargestellt.
Man erkennt den Grundkörper 17,
die aus der Armierungshülse 19 und
dem Walzenbezug 20 bestehende Armierung 18 sowie
die Lauffläche 21.
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Die
Achse 22 der Druckwalze 10 ist seitlich in Wälzlagern 23 und 24 gelagert,
die jeweils durch einen Deckel 25, 26 abgedeckt
sind, der zugleich den Lageraußenring
enthält.
Man erkennt, dass zwischen der Armierungshülse 19 und dem zugehörigen Deckel 25 und 26 ein
Dichtspalt 27 vorhanden ist, der später anhand der 7 genauer erläutert werden wird.
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Wie
ersichtlich, ist der Walzenbezug 20 an beiden Endbereichen 28 und 29 derart
abgedreht, dass die Armierungshülse 19 seitlich über den
Walzenbezug 20 übersteht.
Dadurch lassen sich die an sich widersprüchlichen Forderungen erfüllen, nämlich zum
einen auf Grund des schmalen Walzenbezuges 20 am Lieferwalzenpaar 9, 10 einen
hohen Klemmdruck zu erreichen und zum anderen trotzdem eine genügend breite
Armierungshülse 19 zu
haben, welche die seitlichen Deckel 25, 26 jeweils
mit einem Dichtspalt 27 überdeckt. Außerdem entstehen
dadurch an den Enden der Armierungshülse 19 Bereiche, die
nicht mehr von Walzenbezug 20 mehr abgedeckt sind, so dass
in diesen Bereichen die bei Betrieb in hohem Maße auftretende Wärme schnell
abgeführt
werden kann und somit nicht in unerwünschter Weise die Wälzlager 23 und 24 erreicht.
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In
der 3 ist die auswechselbare
Armierung 18 gesondert dargestellt, auf die sich die eigentliche
Erfindung bezieht. Diese Armierung 18 wird bei Verschleiß des Walzenbezuges 20,
sobald er nicht mehr nachgeschliffen werden kann, insgesamt erneuert,
also zusammen mit der Armierungshülse 19. Durch Abdrehen
des Walzenbezuges 20 an seinen Endbereichen 28 und 29 wurde
ein Zustand erreicht, dass die Armierungshülse 19 breiter ist
als der Walzenbezug 20, wodurch sich die genannten Vorteile ergeben.
Man erkennt noch, dass am Walzenbezug 20 seitliche Fasen 30 und
an der Armierungshülse 19 im
Bereich ihrer Stirnseiten Anschrägungen 31 angebracht
wurden, nachdem die Armierung 18 insgesamt angeliefert
wurde.
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Die 4 zeigt den Rohzustand 32,
aus der nach dem Anliefern die Armierung 18 entstehen soll. Dieser
Rohzustand 32 ist auf eine Arbeitsbreite c zugeschnitten
und enthält
noch eine unbearbeitete Armierungshülse 33 sowie einen
zunächst
noch unbearbeiteten Walzenbezug 34.
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Die 5 zeigt in verkleinertem
Maßstab
als Halbzeug den langen Rohrkörper 35,
aus welchem die einzelnen Armierungen 18 hergestellt werden. Eine
für viele
Druckwalzen 10 ausreichende lange Rohrhülse 36 ist mit einem
ebenso langen Bezug 37 versehen, der fest mit der Rohrhülse 36 verbunden ist,
beispielsweise durch Aufvulkanisieren. Dieser Rohrkörper 35 wird
anschließend
auf die erforderliche Arbeitsbreite c zugeschnitten, und zwar durch Abstechen
an den strichpunktiert angedeuteten Stellen. Es entsteht dadurch
der in 4 gezeigte Rohzustand 32.
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Abweichend
von der hier beschriebenen Vorgehensweise kann natürlich der
Bezug 37 an denjenigen Stellen, an denen der Rohrkörper 35 abgestochen
werden soll, schon im voraus etwas abgedreht werden. Dadurch wird
nur noch die Rohrhülse 36 auf die
erforderliche Arbeitsbreite c zugeschnitten, während der Bezug 37 dann
bereits so schmal ist, wie er später
gemäß der 2 benötigt wird.
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Die 6 zeigt eine Variante, die
ebenfalls aus einem langen Rohrkörper 35 gemäß 5 entsteht, bei der jedoch
eine Armierung 18' vorgesehen ist,
deren Walzenbezug 20' die
gleiche Breite wie die Armierungshülse 19' aufweist. Insgesamt wird hier also
eine Armierung 18' mit
einer schmaleren Arbeitsbreite e, als bisher beschrieben, angeliefert.
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Gemäß 6 wird nicht allein die
Armierung 18' auf
den Grundkörper 17 aufgepresst,
sondern seitlich daneben zusätzlich
Ergänzungsringe 38 und 39,
deren Innendurchmesser d dem Innendurchmesser der Armierungshülse 19' entspricht.
Die Ergänzungsringe 38 und 39 liegen
bündig
an den Stirnflächen
der Armierungshülse 19' an, so dass
die Wärme von
der Armierungshülse 19 gut
auf die Ergänzungsringe 38 und 39 und
von dort an die Umgebungsluft abgeleitet werden kann. Auch mit dieser
Konstruktion lässt
sich eine Druckwalze 10 erreichen, bei welcher der Walzenbezug 20' zum Erzielen
eines hohen Klemmdruckes ausreichend schmal ist und dennoch zum
Erzielen ausreichender Dichtspalte 27 und einer guten Wärmeabfuhr
die Wälzlager
abgedeckt sind.
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Die
stark vergrößerte 7 zeigt denjenigen Bereich
der 1, der durch einen
strichpunktierten Kreis gekennzeichnet ist.
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Man
erkennt wieder ausschnittsweise den Grundkörper 17 sowie eine
Armierung 18, die eine Armierungshülse 19 und einen schmaleren,
also bereits nachgearbeiteten Walzenbezug 20 enthält. Der Walzenbezug 20 ist
wieder mit einer Fase 30 versehen. Der bereits genannte,
einen Lageraußenring enthaltende
Deckel 26 überdeckt
ein Wälzlager 24.
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Durch
das Abdrehen des Walzenbezuges 20 entsteht an der Armierungshülse 19 ein
seitlich überstehender
Bereich 40 ohne Walzenbezug. Der Außendurchmesser dieses Bereiches 40 ist
geringfügig kleiner
als der Außendurchmesser
der Armierungshülse 19 im
mittleren Bereich, der vom Walzenbezug 20 abgedeckt ist.
Der dadurch entstehende kleine Absatz 41 ist allerdings
nur etwa 0,1 mm hoch.
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Der
stirnseitige Endbereich 42 der Armierungshülse 19 ist
in einer Weise nachgearbeitet, dass die Armierungshülse 19 dort
einen geringfügig
vergrößerten Innendurchmesser
als zuvor aufweist. Der Innendurchmesser im stirnseitigen Endbereich 42 ist um
etwa 0,5 mm größer als
im mittleren Bereich der Armierungshülse 19. Auf Grund
dieser Maßnahme lässt sich
am genannten Deckel 26 an derjenigen Stelle, die dem stirnseitigen
Endbereich 42 der Armierungshülse 19 zugeordnet
ist, ein kleiner Absatz 43 von etwa 0,2 bis 0,3 mm Höhe anbringen,
wodurch sich ein sehr genau definierter Dichtspalt 27 von
0,2 bis 0,3 mm Spaltweite erzeugen lässt. Der Absatz 43 ist
wichtig, um vagabundierendes Fasermaterial von vornherein vom Dichtspalt 27 abzuhalten.
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Der
stirnseitige Endbereich 42 ist lang genug, um die bei Betrieb
entstehende Wärme
von der Armierungshülse 19 an
die Luft abzugeben, ohne dass die Wärmeabgabe durch den Walzenbezug 20 behindert
wird.