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Arbeitswalze für Krempeln oder Florquetschen Die Erfindung betrifft
eine Arbeitswalze für Krempeln oder Florquetschen, die als ein um eine feste Achse
umlaufendes Rohr ausgebildet ist, und an ihrem inneren Umfang Führungs- und Druckmittel
sowie an ihren beiden Seiten als lösbare Scheiben ausgebildete Verschlußvorrichtungen
aufweist.
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Je nach Art der Einwirkung auf das Arbeitsgut können solche Walzen,
hier kurz als »Arbeitswalze« bezeichnet, entweder eine reine Oberflächenfunktion
erfüllen, z. B. als Tamboure oder Abnehmer sowie als Arbeiter- und Volantwalzen
von Krempeln der Spinnerei, oder sie sollen Arbeitsgut unter Druck setzen, wie es
bei den Florquetschen der Spinnerei der Fall ist. Vielfach haben solche Arbeitswalzen
aus funktionellen oder aus Festigkeitsgründen große Durchmesser, z. B. von 300 mm
und mehr.
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Die Anordnung aller solcher Arbeitswalzen ist im Prinzip im wesentlichen
die gleiche. Meist sind sie beiderseits in Zapfen gelagert und werden über einen
der Lagerzapfen oder an einer Stelle des äußeren Walzenumfanges angetrieben. Bei
Walzenpaaren können beide Walzen für sich oder über ein die Walzen verbindendes
Zwischengetriebe angetrieben sein.
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Bei den obenerwähnten Krempelteilen kommt es darauf an, daß die Spitzen
ihrer Kratzenbeschläge über die gesamte Arbeitsbreite der Krempel mit denen der
mit ihnen zusammenarbeitenden Beschläge einen gleichbleibenden und äußerst geringen
Abstand einhalten. Dies ist aber nicht ohne weiteres möglich, da diese Krempelteile
wegen ihres Eigengewichtes leicht durchhängen. Eine Vergrößerung der Wandstärke
der umlaufenden Teile kann diesem Übelstand nicht abhelfen, da sich dadurch das
Eigengewicht wieder erhöht.
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Der bei Florquetschen erforderliche, oft mehrere Tonnen betragende
Anpreßdruck wird auf die in seitlichen Gestellwänden verschieblichen Lager z. B.
hydraulisch oder durch Federn aufgebracht und über die Lagerzapfen und die Walzen
auf das Arbeitsgut geleitet. Dieser Kraftfluß erfordert nicht nur entsprechend große,
stark beanspruchte Zapfen und Lager, auch die Walzen selbst müssen einen großen
Durchmesser aufweisen, um sich nicht unzulässig durchzubiegen; denn jede Durchbiegung
bedingt eine über die Arbeitsbreite der Walzen ungleichmäßige Pressung des Krempelflors.
Dadurch können die Schalenreste und Kletten im Krempelflor nicht auf der gesamten
Arbeitsbreite zermalmt werden. Zum Vermeiden der erwähnten Durchbiegungen macht
man die Preßwalzen meist massiv. Das hat einen-großen Werkstoffaufwand zur Folge.
Zugleich sucht .man durch eine derart massive Walzenausbildung auch das Eigengewicht
zu erhöhen, um an Preßdruck zu gewinnen.
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Durch das hohe Eigengewicht hängen die Walzen aber zu sehr durch,
wodurch ebenfalls eine gleichmäßige Florquetschung nicht mehr gewährleistet ist.
Auch eine auf einer feststehenden Achse drehbar gelagerte Krempelwalze ist bekannt,
die im Inneren über einen auf der festen Achse befestigten Antriebsmotor und über
ein Ritzel und ein an einer Seitenwand oder einer Zwischenwand der Walze befestigtes
Zahnrad angetrieben wird. Eine andere Ausführungsform dieser Krempelwalze wird vom
Motor aus über ein auf einen Innenzahnkranz treibendes Ritzel angetrieben. Der Innenzahnkranz
ist an einer besonderen Zwischenwand angebracht, die jedoch genau wie die Seitenwand
der Krempelwalze mit der Achse fest verbunden ist, die außerhalb der Walze drehbar
gelagert ist. Andere bekannte Ausführungen von Walzen sehen auch die Anordnung von
Führungs- und Druckmitteln am inneren Umfang einer als Rohr ausgebildeten Walze
vor, ebenso sind bereits an den beiden Seiten als lösbare Scheiben ausgebildete
Verschlußvorrichtungen bekanntgeworden.
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Alle diese bekannten Ausführungen vermögen den obengenannten Forderungen
der Praxis nicht zu genügen, da keinerlei Durchbiegung durch ihr Eigengewicht oder
durch die Anwendung eines hohen Anpreßdruckes auftreten darf.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu vermeiden.
Die Erfindung besteht darin, daß die Walze auf Rollen gelagert ist, die an der inneren
Walzenfläche anliegen und an der festen Achse in Abständen und achsparallel angeordnet
sind, und zu ihrem Antrieb einen an der inneren Mantelfläche befindlichen Innenzahnkranz
aufweist. Vorzugsweise ist die feste Achse als Träger gleicher Biegefestigkeit ausgebildet.
Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß zur Führung der Walze mehrere Stützrollensätze
vorgesehen sind, die aus jeweils zwei oder drei in gleicher
)uersclinittsebene
befindlichen Rollen bestehen, die z seitlich abgegrenzten Führungsbahnen der Walze
rufen und in axialer Richtung spielfrei gelagert sind. erner können die seitlichen
Verschlußscheiben auf er festen Achse nur axial verschiebbar angeordnet ein. Ebenso
können sie durchsichtig sein. Außerdem st der zum Antrieb des Zahnkranzes erforderliche
,Iotor in an sich bekannter Weise im Inneren der i'alze und auf der festen Achse
angeordnet. Wenn der :ahnkranz von einem außerhalb der Walze befindichen Motor angetrieben
werden soll, ist eine in einer sohl ausgebildeten Achse angeordnete und aus dieser
Lerausgeführte sowie von außen antreibbare Welle 'orgesehen, die mittels eines Zahnrades
und Zwischenades mit dem Zahnkranz verbunden ist.
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Es besteht auch die Möglichkeit, zwei Arbeitswalen zu einer Florquetsche
derart zu vereinigen, daß lie festen Achsen der beiden Arbeitswalzen in Stänlern
des Maschinengestells fest gelagert sind und zur Jbertragung des Preßdruckes über
die radial verchiebbaren Lagerrollen auf die Innenwandung minlestens einer Arbeitswalze
ein an der festen - Achse >efestigter, nachgiebiger und mit Druckmittel einstell-)aren
Druckes gefüllter Schlauch vorgesehen ist.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung an einigen Ausührungsbeispielen
veranschaulicht.
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Fig. 1 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch ,ine Arbeitswalze
einer Krempel, die gemäß Erfiniung ausgebildet ist; Fig. 2 ist ein Querschnitt nach
Linie II-II der Fig. 1 ; Fig. 3 ist ein schematischer Längsschnitt durch ein 3rbeitswalzenpaar
einer Florquetsche, wobei beide Nahen gemäß der Erfindung ausgebildet sind; Fig.
4 ist ein Schnitt nach Linie IV-IV der Fig. 3 ; Fig.5 stellt schematisch eine abgeänderte
Einzelieit im Teil-Längsschnitt durch eine Arbeitswalze ;emäß Erfindung dar.
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Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in den Figuren ;leiche Teile.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 ist die sohl ausgebildete
Arbeitswalze 1 eine Krempelwalze. Sie ist in seitlichen Ständern oder Wangen 2 und
3 im eine feste Achse 4 drehbar angeordnet. Die Achse 4 ist zweckmäßig als Träger
gleicher Festigkeit ausgejildet, d. h. ihre Durchbiegung ist auf ihrer ganzen Länge
konstant, wodurch eine vollkommen gleichmäßige Druckverteilung auf die ganze Arbeitsbreite
der Walze möglich wird. Der Übersichtlichkeit halber ist die Achse 4 als Balken
quadratischen Profils gezeichnet. Doch ist es klar, daß sie zu dem gleichen Zweck
auch einen anderen Ouerschnitt haben, beispielsweise als Gitterträger ausgebildet
sein kann.
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Im Innern der Walze 4 befinden sich sämtliche Führungs- und Antriebsteile
für die als Trommel ausgebildete Walze, die an der Achse 4 ihren Halt finden. So
wird die Walze 1 beispielsweise von zwei symmetrisch zur Längsmittelebene angeordneten,
an der Achse 4 befestigten Rollen 5 und 6 getragen, die nach unten durch eine weitere
gestrichelt gezeichnete Rolle 7 ergänzt werden kann. Die Rollen können, wie aus
Fig. 1 ersichtlich, in besonderen seitlich begrenzten Führungsbahnen 8 und 9 der
Innenwandung der Walze laufen und dadurch die Hohlwalze 1 gegen Verschiebungen in
Achsenrichtung sichern. Hierzu sind sie auch in axialer Richtung spielfrei gelagert.
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Außer der Rollenlagerung ist auch der Antrieb im Innern der Walze
1 vorgesehen. Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 hat die Hohlwalze 1
einen Innenzahnkranz 10, der in an sich bekannter Weise über ein Ritzel 12 von einem
auf der Achse 4 befestigten Antriebsmotor 11 angetrieben wird. Die Stromzuführung
erhält der Antriebsmotor 11 über die Leitung 13, die durch eine Bohrung 14 in der
Achse 4 hindurchgeführt ist. Eine schematisch angedeutete Beleuchtungsvorrichtung
15 kann das Innere der Hohlwalze erleuchten.
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Schmiermittelleitungen, von einer zentralen Schmierpumpe aus betätigt,
können ebenfalls über die Achse 4 zu den im Innern der Hohlwalze befindlichen einzelnen
Schmierstellen führen. Der Deutlichkeit wegen sind sie in der Zeichnung nicht besonders
eingezeichnet. Durch diese Art der Schmierung wird jegliche Berührung des Arbeitsgutes
mit dem Schmiermittel vermieden.
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An ihren beiden Stirnseiten ist die Arbeitswalze 1 nach außen durch
Verschlußscheiben 16 und 17 verschlossen, so daß das Rohrinnere vollständig abgekapselt
ist und die darin befindlichen Teile gegen Staub und Schmutz geschützt sind. Die
Verschlußscheiben 16 und 17 sind beim gezeichneten Beispiel auf der Achse 4 verschiebbar
und liegen mittels Dichtungsringen 18 und 19 gegen die Hohlwalze 1 an. In diesem
Falle dreht sich die Walze zwischen den auf der Achse 4 feststehenden Scheiben 16
und 17. Hat die Achse runden Querschnitt an den Stellen der Scheiben 16 und 17,
so können die letzteren auch fest mit der Walze 1 verbunden werden und mit ihr um
die Achse 4 umlaufen. Die Verschlußscheiben 16 und 17 können in jedem Falle so ausgebildet
sein, daß sie von der Hohlwalze 1 zwecks Vornahme von Reparaturen an den darin befindlichen
Teilen gelöst werden können.
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Die Verschlußscheiben 16 und 17 können bei Walzen größerer Durchmesser
auch mit Mannlöchern oder Schaugläsern versehen sein oder auch ganz aus durchsichtigem
Stoff bestehen, um das Walzeninnere von außen überschauen und überwachen zu können.
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Besonders vorteilhaft sind Arbeitswalzen der beschriebenen Art, wenn
sie auf das Arbeitsgut einen Preßdruck ausüben sollen, wie es bei den Florquetschen
in der Spinnerei der Fall ist. Bei solchen Druckwalzen ist das Problem, Durchbiegungen
zu vermeiden, d. h. über die ganze Länge der Walzen einen gleichbleibenden Druck
auf das durchlaufende Arbeitsgut auszuüben, von besonderer Bedeutung. Die Erfindung
bietet hierfür eine günstige Lösung. Fig. 3 bis 5 zeigen Ausführungsmöglichkeiten
für solche Druckwalzen.
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Die Florquetsche nach Fig.3 und 4 besteht aus einem Paar Arbeitswalzen
20 und 21, deren jede prinzipiell so ausgebildet und gelagert ist, wie bezüglich
Fig. 1 und 2 beschrieben. Die Hohlwalzen 20 und 21 drehen sich um vorzugsweise als
Träger gleicher Festigkeit gestaltete Achsen 22 und 23, die in den Ständern 24 und
25 des Maschinengestells 26 gegeneinander beweglich gelagert sind. Eine von beiden
Achsen kann dabei in den Ständern 24 und 25 fest gelagert sein, wie es im Beispiel
bei der Achse 23 der Fall ist. In diesem Falle wird der Preßdruck mittels geeigneter
bekannter Druckvorrichtungen, z. B. Federn. Schraubspindeln, hydraulischer oder
pneumatischer Zylinder bzw. Kolben od. dgl., in der Zeichnung durch die Pfeile P
angedeutet, über die in den Ständern 24 und 25 verschieblich gelagerte Achse 22
ausgeübt und auf die Hohlwalze 20 über zwei oder mehrere Stützrollen 27, die an
der Achse 22 befestigt sind, von innen her übertragen. Die um die feste Achse 23
umlaufende Hohlwalze 21 nimmt ihrerseits mit ihren inneren Stützrollen 28 den Gegendruck
auf, der dann über die Achse 23 und die Ständer 24 und 25 auf das Maschinengestell
26 übertragen wird.
Die seitliche Führung der Hohlwalzen 20 und
21 kann ebenfalls von innen, z. B. wie in Fig. 4 gezeigt, durch die an den Achsen
22 und 23 gelagerten Führungsrollen 29 erfolgen, die natürlich schwächer gehalten
werden können als die druckübertragenden Stützrollen 27 und 28.
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Der Antrieb der Walzen kann ähnlich wie bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten
Beispiel durch einen im Innern der Hohlwalze 21 an der Achse 23 befestigten Motor
erfolgen. Hierzu ist auf der Achse ein Zahnrad angeordnet, das mit dem Innenzahnkranz
30 der Hohlwalze 21 kämmt. Sollte es in besonderen Fällen erwünscht sein, den Antriebsmotor
außerhalb der Maschine vorzusehen, so kann hierzu die Antriebswelle 31 über die
feststehende und hierzu hohl ausgebildete Achse 23 und die feststehende Verschlußscheibe
16 in das Innere der Hohlwalze hineingeführt werden, wo das am Ende der Welle angebrachte
Zahnrad 32 mittels eines Zwischenrades in den Zahnkranz 30 eingreift.
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Anstatt den erforderlichen Preßdruck über die Enden der Achse 22 in
die Walzvorrichtung einzuleiten, kann auch die gesamte Druckvorrichtung, sei es
eine hydraulische, sei es eine durch Federkraft wirkende, im Inneren mindestens
einer der beiden Hohlwalzen 20 und 21 untergebracht werden. Eine Ausführung hierfür
zeigt Fig. 5.
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In diesem Falle ist die Achse 22 fest mit den Ständern 24 und 25 verbunden.
Die Vorrichtungen zum Erzielen des Anpreßdruckes sind gegenüber der festen Achse
22 beweglich, und zwar auf einen bestimmten Druck einstellbar. Das kann beispielsweise
so geschehen, daß die Druckrollen 27 an einem Halter 33 gelagert sind, der mit einem
kolbenähnlichen Ansatz 34 in einen an der Achse 22 angebrachten Zylinder 35 eingreift.
Dieser steht über eine Bohrung 36 mit einer außerhalb der Maschine befindlichen
Druckmittelquelle, z. B. Drucköl, in Verbindung und wird von dort aus mit einem
unter bestimmtem Druck stehenden Druckmittel versorgt. Es ist auch möglich, längs
der Achse 22 einen elastischen Hohlkörper in Gestalt eines Schlauches od. dgl. zu
befestigen, der von außen her mit einem Druckmittel gefüllt wird und auf seine ganze
Länge gegen nebeneinander angeordnete Druckübertragungsrollen drückt, die den Druck
ihrerseits auf die ganze Länge der Innenwand der Hohlwalze übertragen.
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Die Ausbildung von Arbeitswalzen als Rohr im Sinne der Erfindung hat
unter anderem gegenüber massiven Walzen gleichen Außendurchmessers den Vorteil,
daß beim Anfahren und Stillsetzen geringere Beschleunigungs- bzw. Brems-Drehmomente
auszuüben sind, weil das Massenträgheitsmoment eines Rohres geringer ist als das
eines massiven Zylinders gleichen Außendurchmessers, gleichen Werkstoff vorausgesetzt.
Eine Nachrechnung ergibt, daß sich diese Drehmomente bei gleichen Winkelbeschleunigungen
bei Walzen mit einem Außendurchmesser 2 R und einem inneren lichten Durchmesser
2y wie folgt verhalten
Je größer also der lichte Radius r der Hohlwalze gewählt werden kann, um so geringer
wird das Drehmoment bzw. um so schneller kann mit gleichem Drehmoment beschleunigt
oder abgebremst werden.