DE19537426A1 - Gleitbuchse in einer Rollenkette - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gleitbuchse aus hochtemperaturfestem Kunstharz, die als schmierungsfreies Lager einer Laufrolle gegenüber einer Stahlbuchse in einer zum kontinuierlichen Führen und/oder Breitstrecken einer textilen Stoffbahn in einer Stoff­ bahnspannmaschine (Spannrahmen) vorgesehenen Rollenkette (Spannrahmenkette) dient, wobei die Rollenkette aus Kettenverbindungen mit jeweils aus der Stahlbuchse eines Kettenglieds und einem durch Bohrungen eines Nachbarkettenglieds sowie in die Stahlbuchse gesteckten Gelenkbolzen besteht, wobei außen auf der Stahlbuchse die Laufrolle zum Aufnehmen sowie Übertragen horizontaler Querspannkräfte auf eine Laufschiene gelagert ist und wobei die Gleitbuchse an ihren Längsenden umlau­ fende, radial nach außen vorspringende Schultern besitzt und wobei die Gleitbuchse unverdrehbar mit der Laufrolle verbunden ist. Die Erfindung ist in erster Linie an­ wendbar auf eine Spannrahmenkette, die an den Längsenden der Maschine mit Hilfe von auf vertikalen Achsen gelagerten Kettenrädern horizontal umgelenkt wird.

Eine Spannrahmenkette wird bei Betrieb im wesentlichen den folgenden drei Kräften ausgesetzt: Erstens wird die Kette in Längsrichtung gespannt durch die Maschine gezogen, die hierbei auf die Kette ausgeübten Kräfte - absolut gesehen handelt es sich bei weitem um die größten auf die Kette ausgeübten Kräfte - werden über Ge­ lenkbolzen in Kettenlängsrichtung von einem Kettenglied zum nächsten übertragen. Zweitens müssen die zum Spannen der Stoffbahn (in Richtung quer zur Trans­ portrichtung) erforderlichen Kräfte von der Kette aufgenommen werden. Diese hori­ zontalen Querkräfte können je nach der Größe der auf die Stoffbahn wirkenden Querspannung sehr verschiedene Werte haben. Drittens muß das Gewicht der Kette abgefangen werden. Die entsprechenden vertikalen Kräfte sind im allgemeinen klei­ ner als die durchschnittlichen zum Spannen der Stoffbahn von der Kette aufzuneh­ menden, horizontalen Kräfte. Der vorliegende Zusammenhang betrifft im wesentli­ chen die horizontalen Kräfte bei einer horizontal umgelenkten Spannrahmenkette. Die vertikalen Kräfte können auf irgendeine übliche oder neue Weise abgefangen werden.

In DE 41 18 504 A1 wird eine Spannrahmenkette bzw. Rollenkette eingangs genann­ ter Art für eine Stoffbahnspannmaschine beschrieben, in der radial zwischen die Stahlbuchse und die koaxial darauf gelagerte Laufrolle eine als schmierungsfreies Lager zu betreibende Gleitbuchse aus hochtemperaturfestem Kunstharz eingefügt ist. Die bekannte Gleitbuchse wird unter Bildung von zwei Ringen etwa in der Mitte in ihrer Länge unterteilt; sie besitzt an ihren Längsenden umlaufende, radial nach au­ ßen vorspringende Schultern, die die Position der Laufrolle axial sichern sollen. Die zum Herstellen der Gleitbuchse verwendeten hochtemperaturfesten Kunststoffe, ins­ besondere Polyimid-Derivate, werden in US 49 26 528 angegeben.

Da die Laufrollen und die den Rollen zugeordneten Laufschienen im Bekannten in der Regel aus Stahl bestehen, ist die Schallemission bei Betrieb der Maschine er­ heblich, denn die Rollenketten werden mit Geschwindigkeiten von 100 m pro Minute und mehr bewegt. Zur Verminderung der Schallemission kann in Erwägung gezogen werden, die Laufschienen und/oder die Laufräder aus Kunststoff bzw. Kunstharz her­ zustellen. Gegebenenfalls muß der Kunststoff der Laufräder hochtemperaturfest sein, damit er den im Innern einer Stoffbahnspannmaschine herrschenden Tempera­ turen von bis zu größenordnungsmäßig 300°C dauerhaft widerstehen kann.

Da die bekannten Gleitbuchsen aus hochtemperaturfesten Kunstharz bestehen und dieses Material sich bereits in Maschinen des angegebenen Typs bewährt hat, wurde versucht, auch für die Laufrollen hochtemperaturfeste Kunstharze des in der US 49 26 529 beschriebenen Typs zum Herstellen der Laufrollen zu verwenden. Das würde - auf den ersten Blick gesehen - eine Gleitbuchse aus demselben Material überflüs­ sig machen. In der Praxis zeigte sich jedoch, daß die Anforderungen an die mecha­ nische Standfestigkeit der Laufrollen nicht mit den Anforderungen eines für ein schmierungsfreies Lager geeigneten Werkstoffs vereinbar sind. Auch bei Einsatz einer Laufrolle aus dem hochtemperaturfesten Kunstharz ist daher die früher in der Paarung mit der aus Stahl bestehenden Laufrolle verwendete Gleitbuchse keines­ wegs entbehrlich. Bei Anwendung ergaben sich jedoch insofern Schwierigkeiten, als die an die Erfordernisse der Gleitbuchse angepaßte Kunststoffvariation und die an die Erfordernisse der Laufrolle angepaßte Kunststoffvariation relativ schlecht aufein­ andergleiten. Ein Dauerbetrieb der Paarung der beiden Kunststoffteile ist daher nur möglich, wenn eine zusätzliche Schmierung - es liegt dann kein schmierungsfreies Lager mehr vor - vorgesehen, eine zusätzliche Hülse, z. B. aus Stahl, zwischengefügt oder - wie in der DE 41 16 504 A1 vorgeschlagen (Spalte 2, Zeilen 53/54) - die Gleit­ buchse flächig fest mit der Stahlrolle verbunden wird.

Wenn die Wirkung der betreffend die Reibung ungünstigen Paarung von Gleitbuchse und Kunststoff-Laufrolle ohne Schmierung und ohne zusätzliche Zwischenstücke überwunden werden soll, bleibt nur die letzte der vorgenannten drei Alternativen, nämlich die Gleitbuchse bei aus dem hochtemperaturfestem Kunststoff bestehender Laufrolle unverdrehbar mit der Laufrolle zu verbinden.

Für eine solche Verankerung wird im Bekannten (DE 41 16 504 A1) eine flächig feste Verbindung von Stahlrolle und Gleitbuchse vorgeschlagen. Eine derartige Flächen­ verbindung ist bei einer in einem Spannrahmen einzusetzenden Rollenkette - wegen der starken Erschütterung im Dauerbetrieb - nur haltbar, wenn die Gleitbuchse mit Preßsitz in die Stahllaufrolle eingesetzt ist. Da jedoch die Laufrolle, die Gleitbuchse und die innen liegenden Stahlteile des Kettengliedes mehr oder weniger stark unter­ schiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzen, kann nach einer Erkenntnis des Erfinders der für die Kettenstabilität bisher erforderliche Preßsitz dazu führen, daß bei extremen Temperaturen die Gleitbuchse gegen die Stahlbuchse und schließlich gegen den Stahlbolzen klemmt. Gegebenenfalls wäre ein solches Klem­ men zwar durch ein entsprechend großes radiales Spiel zwischen Gleitbuchse, Stahlbuchse und Bolzen auszuschließen, das radiale Spiel in der Paarung Stahl­ buchse/Gleitbuchse darf aber ein relativ geringes - zum Aufnehmen der gesamten Wärmedehnung aller beteiligten Elemente ausreichendes - Maß nicht überschreiten, weil sonst die ganze Kette mechanisch instabil würde. Letztlich kann also auch auf ein geringes radiales Spiel in der Paarung Gleitbuchse/Laufrolle nicht verzichtet wer­ den, damit die innere Bohrung der Gleitbuchse bei extremem Temperaturgang nicht zu eng wird und die Gleitbuchse nicht auf der Stahlbuchse festklemmen kann. Der an sich naheliegende Preßsitz ist also nach der Erkenntnis des Erfinders nicht an­ gängig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Unverdrehbarkeit von Gleitbuchse und Laufrolle in einer Rollenkette eingangs genannter Art bei Erhalt eines geringen radia­ len Spiels auch zwischen Bolzen und Gleitbuchse bei Einsatz in einem Spannrahmen zu garantieren, ohne daß aufwendige Feststellmittel erforderlich wären.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß eine formschlüssige Verbindung mit radialem Spiel zwischen Gleitbuchse und Laufrolle vorgesehen ist. Gemäß weite­ rer Erfindung sollen die Schultern der Gleitbuchse unrund sein und sich in passende Aufnahmen der Laufrolle erstrecken.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß sich die einzelnen, konzentrischen Teile eines Gelenks der Rollenkette wegen des in allen kritischen Paarungen vorgesehenen ra­ dialen Spiels in unterschiedlichem Maße - als Folge von Temperaturänderungen - ausdehnen können, ohne daß es zu einer Klemmung irgendeiner der Paarungen kommt. Trotzdem wird durch den Formschluß von Gleitbuchse und Laufrolle erreicht, daß diese beiden - ebenfalls um das radiale Spiel auf Abstand gesetzten - Teile nicht gegeneinander rotierend reiben können.

Anhand der schematischen Zeichnung eines Ausführungsbeispiels werden Einzelhei­ ten der Erfindung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Spannrahmenkette;

Fig. 2 einen vertikalen Schnitt durch die Kette nach Fig. 1;

Fig. 3 einen axialen Schnitt durch einen Teil einer Gleitbuchse; und

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Kragen einer Gleitbuchse.

In Fig. 1 und 2 wird ein Teil einer horizontal umgelenkten Spannrahmenkette darge­ stellt, deren Aufgabe es ist, bahnförmige Güter, speziell textile Flächengebilde, seit­ lich mit Hilfe sogenannter Kluppen oder Nadelleisten aufzunehmen und auf diese Weise in mehr oder weniger stark breitgespanntem Zustand durch den Behandlungs­ raum eines Spannrahmens zu führen. Die Transportkette nach Fig. 1 und 2 besteht aus sogenannten Kettenlaschen 1 und 2, die aus je zwei Laschenzungen 3 und 4 mit je zwei eingepreßten Stahlbuchsen 5 zusammengesetzt werden.

In jeder Stahlbuchse 5 wird im Ausführungsbeispiel ein Gelenkbolzen 6, z. B. mit Hilfe einer Kunststoffbuchse 7, gelagert. Die Gelenkbolzen 6 halten die Kettenglieder zu­ sammen und nehmen die Kettenlängskräfte auf. Das Kettengewicht - die vertikale Querkraft - kann in üblicher Weise (vgl. DE 31 81 777 C) durch Gleitsteine oder der­ gleichen abgefangen werden. An den Gelenkbolzen 6 oder an anderer Stelle der Kettenlaschen 1 bzw. 2, insbesondere an den Laschenzungen 3, 4 werden Kluppen oder Nadelleisten 8 zum seitlichen Festhalten einer zu bearbeitenden Stoffbahn an­ gesetzt. Über diese Kluppen oder Nadelleisten 8 werden die hier vor allem interes­ sierenden horizontalen Querkräfte auf die Kette ausgeübt.

Die Spannrahmenkette läuft bei Betrieb in einer Transportrichtung 9 und wird in die­ ser Richtung gespannt. Zugleich auf die Kette von der zu bearbeitenden (nicht ge­ zeichneten) Stoffbahn her wirkende horizontale Querkräfte 10 werden mit Hilfe von auf den Stahlbuchsen 5 gelagerten Laufrollen 11 an einer Laufschiene 12 abgefan­ gen.

Die Laufrolle 11 besteht im vorliegenden Fall aus einem hochtemperaturfesten Kunststoff bzw. Kunstharz, insbesondere einem Polyimid-Derivat gemäß US 49 26 528. Sie wird - gefaßt auf einer zweiteiligen, insgesamt mit 13 bezeichneten Gleit­ buchse aus einem hochtemperaturfesten Kunststoff der gleichen Klasse - radial au­ ßen auf der Stahlbuchse 5 gelagert. Die Kunststoffmaterialien von Gleitbuchse und Laufrolle unterscheiden sich in der eingangs angegebenen Weise, damit jedes der Teile die an es gestellten Forderungen in maximalem Maße erfüllen kann. Dabei wird in Kauf genommen, daß die beiden Teile schlechter aufeinander gleiten als bei­ spielsweise die Teile der Paarung Gleitbuchse/Stahlbuchse. Aus diesem Grund wird zwischen der Innenfläche der Laufrolle 11 und der Außenfläche der Gleitbuchse 13 ein radiales Spiel 14 vorgesehen, das gerade so groß ist, daß es alle in der Praxis vorkommenden Differenzen der thermischen Dehnung der benachbarten Bauteile ausgleichen kann, insbesondere soll das radiale Spiel 14 so groß sein, daß auch bei extremen thermischen Bedingungen eine Kontraktion der Laufrolle 11 nicht zu einer Klemmung der radial innerhalb der Laufrolle 11 liegenden Bauteile 5, 6, 13 führen kann.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 besteht die Gleitbuchse 13 aus zwei im we­ sentlichen gleichen Teilen bzw. Ringen 15, die jeder die Form eines Zylinderhuts mit hohlem, oben offenem Zylinderteil 16 und Krempe 17 besitzen; letztere wird im vor­ liegenden Zusammenhang auch als Schulter 17 der Gleitbuchse 13 bezeichnet.

Um eine gegenseitige Drehbewegung der mit dem radialen Spiel 14 auf Abstand ge­ setzten Laufrolle 11 und der Gleitbuchse 13 auszuschließen, wird erfindungsgemäß eine formschlüssige Verbindung zwischen Gleitbuchse 13 und Laufrolle 11 vorgese­ hen. Diese formschlüssige Verbindung wird in dem in Fig. 4 dargestellten, bevorzug­ ten Ausführungsbeispiel für eine Gleitbuchse 13 nach Fig. 3 dadurch erreicht, daß die Schultern 17 der Gleitbuchse 13 unrund sind und sich in eine passende Aufnah­ me 18 der angrenzenden axialen Endfläche 19 der Laufrolle 11 erstrecken. Nach Fig. 4 besteht die Unrundheit der kreisförmigen Krempe bzw. Schulter 17 bevorzugt dar­ in, daß zwei diametral gegenüberliegende Kreisabschnitte (mit parallelen Sehnen) entfernt wurden.

Lediglich durch eine an zwei gegenüberliegenden Seiten einer sonst kreisförmigen Krempe bzw. Schulter 17 vorgesehenen Abflachung 20 und eine entsprechend ge­ formte Aufnahme 18 der Laufrolle 11 wird also eine formschlüssige Verbindung mit radialem Spiel 14 zwischen Laufrolle 11 und Gleitbuchse 13 geschaffen. Die Auf­ nahme 18 kann leicht in die axiale Endfläche 19 der Laufrolle 11 eingeformt werden. Die erstrebte formschlüssige Verbindung ist also auf einfachste Weise, insbesondere ohne jedes zusätzliche Bauteil, herstellbar. Sie schließt auch bei extrem unterschied­ lichen Wärmeausdehnungskoeffizienten eine Klemmung der radial innen liegenden Teile des Kettengelenks aus.

Bezugszeichenliste

1, 2 = Kettenlasche
3, 4 = Laschenzunge
5 = Stahlbuchse
6 = Gelenkbolzen
7 = Kunststoffbuchse
8 = Nadelleiste
9 = Transportrichtung
10 = horizontale Querkraft
11 = Laufrolle
12 = Laufschiene
13 = Gleitbuchse
14 = radiales Spiel (11/13)
15 = Ring
16 = Zylinderteil
17 = Krempe, Schulter
18 = Aufnahme (11)
19 = axiale Endfläche (11)
20 = Abflachung (17)

Claims (3)

1. Gleitbuchse (13) aus hochtemperaturfestem Kunstharz, die als schmierungsfreies Lager eine Laufrolle (11) gegenüber einer Stahlbuchse (5) in einer zum kontinuierli­ chen Führen und/oder Breitstrecken einer textilen Stoffbahn in einer Stoffbahn­ spannmaschine vorgesehenen Rollenkette dient, wobei die Rollenkette aus Ketten­ verbindungen mit jeweils aus der Stahlbuchse (5) eines Kettenglieds und einem durch Bohrungen eines Nachbarkettenglieds sowie die Stahlbuchse (5) gesteckten Gelenkbolzen (6) besteht, wobei außen auf der Stahlbuchse (5) die Laufrolle (11) zum Aufnehmen sowie Übertragen horizontaler Querspannkräfte auf eine Laufschie­ ne (12) gelagert ist, wobei die Gleitbuchse (13) an ihren Längsenden umlaufende, radial nach außen vorspringende Schultern (17) besitzt und wobei die Gleitbuchse (13) unverdrehbar mit der Laufrolle (11) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine formschlüssige Verbindung mit radialem Spiel (14) zwischen Gleitbuchse (13) und Laufrolle (11) vorgesehen ist.

2. Gleitbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schultern (17) der Gleitbuchse (13) unrund sind und sich in passende an den axialen Stirnflächen (19) der Laufrolle (11) vorgesehene Aufnahmen (18) erstrecken.

3. Gleitbuchse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schultern (17) kreisförmig mit diametral gegenüberliegend fehlenden Kreis­ abschnitten sind.