DE19813991A1 - Vorrichtung zur Herstellung von Auflösewalzengarniturringen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (16) zur Herstellung von Garniturringen für Auflösewalzen (1), insbesondere zum Auffädeln und Festlegen eines schraubenförmig vorgeformten, hochverschleißfesten Sägezahndrahtelementes (10) an einem relativ weichen Grundkörper (19). DOLLAR A Erfindungsgemäß weist die Arbeitsvorrichtung (16) eine Spindeleinheit (31) mit einer Speichereinrichtung (23), beispielsweise in Form eines Aufsteckrohres (30) zur Aufnahme von Sägezahndraht (29) sowie ein Spannelement (17) zum Festlegen des Grundkörpers (19) auf. DOLLAR A Die Speichereinrichtung (23) und das Spannelement (17) sind dabei relativ zueinander drehbar gelagert. Außerdem ist im Bereich der Speichereinrichtung (23) eine den Sägezahndraht (29) handhabende Übergabeeinrichtung (24) angeordnet. Des weiteren ist ein Einwalzwerkzeug (26) vorgesehen, das an den auf dem Spannelement (17) festgelegten, mit einem vorgeformten Sägezahndrahtelement (10) versehenen Grundkörper (19) anstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Auflösewalzengarniturringen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Auflösewalzen für Offenend-Spinnvorrichtungen sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Die Auflösewalzen unterscheiden sich dabei beispielsweise bezüglich der Ausbildung ihres Reißwerkzeuges, der sogenannten Garniturringe. Das heißt, es sind sowohl Auflösewalzen bekannt, bei denen der Garniturring als Solidring ausgebildet ist als auch Auflösewalzen mit einem auf einen Grundkörper aufgezogenen Garniturring mit einem Sägezahndrahtelement.

Solidringe, wie sie zum Beispiel in der DE 35 15 153 C2 beschrieben sind, werden aus einem massiven, gehärteten Stahlring gefertigt, in dessen Umfangsfläche zum Bilden der Zähne wenigstens eine in Umfangsrichtung umlaufende Nut und mehrere im wesentlichen in axialer Richtung verlaufende Einschnitte eingeschliffen sind. Diese Solidringe werden in der Regel anschließend durch eine Nickel-Diamant-Beschichtung verschleißfest gemacht.

Es sind auch Solidringe bekannt, die aus einem keramischen Werkstoff bestehen. Die DE 196 01 036 A1 beschreibt beispielsweise Solidringe, die im Spritzgußverfahren aus einer Mischkeramik, zum Beispiel aus Aluminiumoxid- und Zirkonoxidpulver, hergestellt sind.

Nachteilig bei Solidringen sind vor allem die relativ hohen Fertigungskosten dieser Garniturringe, die sich nicht zuletzt aus den hohen Beschaffungskosten der für die Herstellung solcher Ringe benötigten Spezialschleifmaschinen ergeben.

Wesentlich kostengünstiger sind Garniturringe herzustellen, bei denen ein Sägezahndraht an einem, zum Beispiel, Aluminiumgrundkörper festgelegt wird.

Der Sägezahndraht wird dabei beispielsweise von einer Vorratshaspel direkt auf den Aluminiumkörper gewickelt, dort, wie zum Beispiel in der DE 38 12 247 A1 beschrieben, festgewalzt und auf Länge abgeschnitten. Der auf dem Aluminiumgrundkörper festgelegte Sägezahndraht wird anschließend gemeinsam mit dem Grundkörper einer Verschleißschutzbehandlung unterworfen.

Die DE 43 14 161 A1 beschreibt eine aus einem Rohdraht und einem relativ weichen metallischen Grundkörper gefertigte Auflösewalzengarnitur, die nach dem Zusammenfügen, ähnlich wie auch von Solidringen bekannt, durch eine Nickel-Diamant-Beschichtung hochverschleißfest gemacht wird.

Es ist ebenfalls seit langem bekannt, einen Sägezahndraht vor dem Aufziehen auf seinen Aluminiumgrundkörper zunächst schraubenförmig vorzuformen und auf seine endgültige Länge abzuschneiden. Solche schraubenförmig vorgeformten, paßgenau abgelängten Sägezahndrahtelemente sind beispielsweise Gegenstand der DE-OS 29 17 928.

Auch solche schraubenförmig vorgeformten Sägezahndrahtelemente können vor dem Aufziehen auf ihren Grundkörper einer Verschleißschutzbehandlung, beispielsweise einer Nickel-Diamant-Beschichtung, unterworfen werden. Sie zeichnen sich nicht nur durch eine hohe Lebensdauer sondern auch durch eine kostengünstige Fertigung aus.

Es ist des weiteren bereits vorgeschlagen worden, anstelle schraubenförmig vorgeformter, nickel-diamant-beschichteter, stählerner Sägezahndrahtelemente, schraubenförmig vorgeformte Sägezahngarnituren einzusetzen, die aus einem technischen Keramikwerkstoff gefertigt sind (P 197 43 745.1).

Bei diesen bekannten schraubenförmig vorgeformten, hochverschleißfesten Sägezahngarnituren ergeben sich allerdings oft Schwierigkeiten beim Festlegen des Reißwerkzeuges auf dem relativ weichen Grundkörper, da die hochverschleißfesten Werkstoffe der Reißwerkzeuge meistens sehr empfindlich gegen unkontrollierte Druck- oder Biegespannungen sind.

Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die ein sicheres Auffädeln hochverschleißfester Sägezahndrahtelemente auf einen relativ weichen Grundkörper sowie deren sichere Arretierung auf dem Grundkörper ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gelöst, wie sie im Anspruch 1 beschrieben ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es auf kostengünstige Weise schraubenförmig vorgeformte, hochverschleißfeste Sägezahndrahtelemente sicher und problemlos an einem relativ weichen Grundkörper festzulegen. Das Reißwerk, beispielsweise ein aus Mischkeramik gefertigtes, schraubenförmig ausgebildetes Sägezahndrahtelement oder ein schraubenförmig vorgeformtes, nickel-diamant-beschichtetes Stahlzahndrahtelement ist dabei auf einer Speichereinrichtung einer speziellen Spindeleinheit bevorratet und wird mittels einer Übergabeeinrichtung automatisch auf einen Grundkörper, der durch ein Spannelement an der Arbeitsspindel fixierbar ist, überführt.

Das von der Speichereinheit auf den Grundkörper überführte, z. B. Sägezahndrahtelement wird dabei vorzugsweise mit dem Anfang seiner schraubenförmigen Windung in den Anfang der entsprechend ausgebildeten Aufnahmenut des Grundkörpers eingefädelt und anschließend in diese Aufnahmenut eingeschraubt.

Als alternative Möglichkeit kann auch vorgesehen sein, daß das Sägezahndrahtelement durch die Übergabeeinrichtung zunächst auf der gesamten Breite oberhalb der umlaufenden Aufnahmenut des Grundkörpers positioniert und anschließend durch sukzessives Rückziehen der Übergabeeinrichtung langsam von oben in die Aufnahmenut eingelegt wird.

Nach dem Positionieren des Sägezahndrahtelementes in der Aufnahmenut des Grundkörpers wird positionsgenau ein Einwalzwerkzeug an das in der Aufnahmenut eingelassene Sägezahndrahtelement angestellt.

Das Einwalzwerkzeug hält einerseits das Sägezahndrahtelement sicher in der Aufnahmenut des Grundkörpers und sorgt anderseits durch seitliches Anstemmen des relativ weichen Grundkörpermaterials an die Flanken des Sägezahnelementes für dessen relativ schonende mechanische Arretierung am Grundkörper.

In bevorzugter Ausführungsform ist der Grundkörper, wie im Anspruch 2 dargelegt, sowohl während des Auffädelns des Sägezahndrahtelementes als auch während dessen mechanischer Arretierung am Grundkörper an einem Spannelement drehfest fixiert.

Das Spannelement, das vorzugsweise in die Arbeitsspindel einer NC-Spindeleinheit integriert ist, weist zu diesem Zweck eine definiert ansteuerbare Spannzange auf. Die Spannzange kann beispielsweise durch eine gegen das Spannelement anstellbare, mitlaufende Spitze betätigt werden.

Im Bereich der Speichereinrichtung ist außerdem eine Übergabeeinrichtung angeordnet, die eine definierte Handhabung des bevorrateten, schraubenförmig vorgeformten Sägezahndrahtes ermöglicht.

Die Übergabeeinrichtung weist gemäß Anspruch 3 dabei vorzugsweise ein Übergabewerkzeug mit bezüglich der Speichereinrichtung axial und radial verstellbaren Spreiz- und Transportfingern auf.

Mittels dieser Spreiz- und Transportfinger wird das Sägezahndraht entweder, wie bereits vorstehend erwähnt, mit seiner Anfangswindung am Eintrittsbereich der Aufnahmenut des Grundkörpers positioniert und zum Beispiel durch Drehen des Spannelementes in die Aufnahmenut "eingeschraubt" oder das Sägezahndrahtelement wird durch die Spreiz- und Transportfinger insgesamt über die Aufnahmenut des Grundkörpers gehoben und beim Rückziehen des Übergabewerkzeuges sukzessive in die Aufnahmenut abgesenkt.

Durch ein Einwalzwerkzeug, das, wie im Anspruch 4 dargelegt, eine Niederhalterrolle sowie eine Verstemmrolle aufweist, wird das Sägezahndrahtelement anschließend schonend mechanisch festgelegt. Während dieses mechanischen Verstemmprozesses wird das Sägezahndrahtelement durch die rotierbar gelagerte Niederhalterrolle auf dem Grund der Aufnahmenut positioniert, während die ebenfalls rotierbar gelagerte Verstemmrolle gleichzeitig die stegartigen Bereiche zwischen der Aufnahmenut so beaufschlagt, daß Grundkörpermaterial an den Fuß des Sägezahndrahtelementes angewalzt wird.

Wie im Anspruch 5 dargelegt, verfügen dabei sowohl die Niederhalterrolle als auch die Verstemmrolle jeweils über einen eigenen Linearantrieb, der es ermöglicht, die beiden Rollen mit definierter, fein dosierbarer Kraft an den Grundkörper bzw. das Sägezahndrahtelement anzustellen (Anspruch 6). Das heißt, die Verstemmrolle kann bei Bedarf mit einer anderen, z. B. größeren Kraft beaufschlagt werden als die Niederhalterrolle.

Die Speichereinrichtung zum Bevorraten des vorgeformten Sägezahndrahtes verfügt vorzugsweise (Anspruch 7) über ein auswechselbar angeordnetes Aufsteckrohr, das drehbar auf der Arbeitsspindel der Spindeleinheit gelagert ist.

Wie im Anspruch 8 dargelegt, beträgt die Speicherlänge des Aufsteckrohres dabei das Mehrfache der Breite eines paßgenau abgelängten, vorgeformten Sägezahndrahtelementes.

Das bedeutet, die Speicherlänge des Aufsteckrohres ist so bemessen, daß nacheinander mehrere Grundkörper mit Sägezahndrahtelementen bestückt werden können, ohne daß zwischendurch die Speichereinrichtung neu geladen werden muß.

In einer weiteren, im Anspruch 9 beschriebenen Ausführungsform ist auf dem als Speichereinrichtung ausgebildeten Aufsteckrohr ein "Endlos"-Sägezahndraht angeordnet. Das heißt, der schraubenförmig vorgeformte, vorzugsweise nickel-diamant-beschichtete Sägezahndraht weist die vielfache Breite eines der benötigten Sägezahndrahtelemente auf. Der Endlos-Sägezahndraht wird deshalb entweder vor dem Auffädeln auf den Grundkörper oder im Zuge des Auffädelns durch eine am Einwalzwerkzeug angeordnete Trenneinrichtung, beispielsweise eine Diamant-Schleifscheibe, auf die benötigte Endlänge abgeschnitten.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Auflösewalze mit einem Sägezahngarniturring in Form eines auf einem Grundkörper verstemmten Sägezahndrahtelementes,

Fig. 2 in perspektivischer Ansicht ein schraubenförmig vorgeformtes, hochverschleißfestes Sägezahndrahtelement,

Fig. 3 eine Einrichtung zum Auffädeln eines "Endlos"- Sägezahndrahtes auf einen Grundkörper,

Fig. 4 eine Einrichtung zum Verstemmen eines abgelängten Sägezahndrahtelementes am Grundkörper,

Fig. 5 im vergrößerten Maßstab eine Einzelheit X der in Fig. 3 dargestellten Einrichtung,

Fig. 6 in größerem Maßstab eine Einzelheit Y der in Fig. 4 dargestellten Einrichtung.

Fig. 1 zeigt eine Auflösewalze 1 für eine bekannte und daher nicht näher dargestellte Offenend-Spinnvorrichtung.

Solche Auflösewalzen 1, die während des Spinnprozesses üblicherweise mit Drehzahlen zwischen 6.000 und 12.000 Umdrehungen pro Minute umlaufen, haben die Aufgabe, ein über eine Speisewalze zugeführtes Faserband in Einzelfasern zu zerlegen. Diese Einzelfasern werden anschließend über einen sogenannten Faserleitkanal in ein Spinnorgan, beispielsweise einen Spinnrotor, eingespeist wo sie zu einem Garn versponnen werden.

Die dargestellte Auflösewalze 1 verfügt, wie üblich, über eine Lagerwelle 2, auf der endseitig ein sogenannter Antriebswirtel 3 festgelegt ist. Der Antriebswirtel 3 wird während des Spinnbetriebes durch einen (nicht dargestellten) Tangentialriemen beaufschlagt.

Die Lagerwelle 2 ist über Wälzlager 4 rotierbar innerhalb eines Lagergehäuses 5 gelagert, das seinerseits in einer (nicht dargestellten) Lagerkonsole eines Auflösewalzengehäuses festgelegt und dort über ein Sicherungselement, das den Kunststoffring 6 tangential durchfaßt, arretiert ist.

Frontseitig ist auf der Lagerwelle 2, über einen Preßsitz, drehfest ein Walzenkörper 7 festgelegt, der eine zylindrische Kontur sowie einen rückseitigen Flansch 8 aufweist. Auf dem Umfang dieses Walzenkörpers 7 ist lösbar ein Auflösewalzengarniturring angeordnet, deren Grundkörper 19 durch einen frontseitigen Flansch 11, der, zum Beispiel über einen Schraubenbolzen 12 und eine Druckfeder 13, mit der Lagerwelle 2 verbunden ist, arretiert ist.

In einer Aufnahmenut 9 des Grundkörpers 19 ist ein Reißwerkzeug, vorzugsweise ein schraubenförmig vorgeformtes, hochverschleißfestes Sägezahndrahtelement 10, das in Fig. 2 perspektivisch dargestellt ist, eingelassen.

Der Grundkörper 19 ist dabei aus einem relativ weichen metallischen Material, vorzugsweise Aluminium, hergestellt, während das eigentliche Reißwerkzeug, das heißt, das Sägezahndrahtelement 10, entweder aus einem hochverschleißfesten keramischen Werkstoff oder, wie in Fig. 2 angedeutet, aus einem mit einer Nickel-Diamant-Beschichtung 33 versehenen Stahldraht 34 besteht.

Wie in Fig. 1 angedeutet, ist das schraubenförmig vorgeformte Sägezahndrahtelement 10 in eine entsprechende Aufnahmenut 9 des Grundkörpers 19 eingelassen und dort mechanisch, vorzugsweise durch Verstemmen, festgelegt.

Das heißt, durch mechanischen Druck auf den zwischen der Aufnahmenut 9 verlaufenden Steg 22 des Grundkörpers 19 kann Aluminium an die Flanken des Sägezahndrahtelementes 10 angewalzt werden.

Das Auffädeln der Sägezahndrahtelemente 10 sowie deren Festlegung in der Aufnahmenut 9 des Grundkörpers 19 erfolgt über die in den Fig. 3 bis 6 dargestellte Vorrichtung 16.

Diese Vorrichtung 16 besteht aus einer Spindeleinheit 31 mit einer rotierbar gelagerten Arbeitsspindel 14 sowie einem endseitig an der Arbeitsspindel 14 angeordneten Spannelement 17.

An dem Spannelement 17 ist mittels einer Spannzange 20 der Grundkörper 19 eines Auflösewalzengarniturringes festlegbar.

Die Spannzange 20, deren Spannbacken an den Innendurchmesser des Grundkörpers 19 anstellbar sind, ist beispielsweise über eine bezüglich der Arbeitsspindel 14 koaxial gelagerte, axial verschiebbare und mitlaufende Spitze 21, definiert beaufschlagbar.

Auf der Arbeitsspindel 14 ist außerdem drehbar eine Speichereinrichtung 23 in Form eines Aufsteckrohres 30 gelagert. Die Speichereinrichtung 23 bevorratet dabei einen. schraubenförmig vorgeformten, hochverschleißfesten Sägezahndraht 29. Das heißt, auf dem Speicherelement 23 befinden sich entweder eine Vielzahl bereits montagegerecht abgelängter Sägezahndrahtelemente 10 oder, wie in Fig. 3 angedeutet, ein Endlos-Sägezahndraht 29, der beim Auffädeln auf den Grundkörper 19 zu maßgerechten Sägezahndrahtelementen 10 abgelängt wird.

Das Auffädeln der vorgeformten, hochverschleißfesten Sägezahndrahtelemente 10 auf den Grundkörper 19 erfolgt mittels einer Übergabevorrichtung 24. Diese Übergabevorrichtung 24 weist beispielsweise drei bezüglich der Speichereinrichtung 23 axial und radial verstellbare, fingerartige Übergabewerkzeuge 25 auf. Die Übergabewerkzeuge 25 beaufschlagen den Innendurchmesser des zu überführenden Sägezahndrahtelementes 10, das heißt, sie heben das Sägezahndrahtelement 10 in den Bereich des Grundkörpers 19, positioniert die schraubenförmig verlaufenden Windungen des Sägezahndrahtelementes 10 exakt über den entsprechenden Windungen der Aufnahmenut 9 des Grundkörpers 19 und senkt anschließend, z. B. durch sukzessives Zurückziehen der fingerartigen Übergabewerkzeuge 25, das vorher abgelängte Sägezahndrahtelement 10 in die Aufnahmenut 9 ab. In einem alternativen Verfahren ist vorgesehen, daß das Übergabewerkzeug 25 die Anfangswindung des Sägezahndrahtelementes 10 zunächst an den Anfang der Aufnahmenut 9 des Grundkörpers 19 anlegt. In diesem Fall wird das Sägezahndrahtelement 10 in die Aufnahmenut 9 des Grundkörpers 19 eingeschraubt und anschließend durch eine zum Beispiel am Einwalzwerkzeug 26 angeordnete Trenneinrichtung 32 exakt abgelängt. Zum Aufschrauben des Sägezahndrahtelementes wird beispielsweise die Arbeitsspindel 14 der Spindeleinheit 31, deren Vorschub und Drehzahl vorzugsweise definiert einstellbar sind, langsam gedreht.

Nachdem das Sägezahndrahtelement 10 in die Aufnahmenut 9 des Grundkörpers 19 eingelassen ist und gegebenenfalls abgelängt ist, wird das in den Fig. 4 und 6 angedeutete Einwalzwerkzeug 26 feinfühlig an den Grundkörper 19 angestellt.

Das Einwalzwerkzeug 26 besitzt unter anderem eine Verstemmrolle 27 sowie eine Niederhalterrolle 28. Das Einwalzwerkzeug 26 läuft während des Verstemmprozesses mit seiner Niederhalterrolle 28 auf dem Basiskörper 35 das Sägezahndrahtelement 10 und hält diesen dadurch sicher am Grund der Aufnahmenut 9 des Grundkörpers 19 fest. Gleichzeitig beaufschlagt die Verstemmrolle 27 den zwischen der Aufnahmenut 9 angeordneten Steg 22 des Grundkörpers 19 und drückt dabei das relativ weiche Stegmaterial seitlich gegen den Basiskörper 35 des Sägezahndrahtelementes 10. Das hochverschleißfeste, gegen Druck relativ empfindliche Sägezahndrahtelement 10 wird dadurch schonend in der Aufnahmenut 9 des Grundkörpers 19 arretiert.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur Herstellung von Auflösewalzengarniturringen, insbesondere zum Auffädeln und Festlegen eines schraubenförmig vorgeformten, hochverschleißfesten Sägezahndrahtelementes an einem Grundkörper, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Vorrichtung (16) eine Spindeleinheit (31) mit einer Speichereinrichtung (23) zur Aufnahme von schraubenförmig vorgeformtem Sägezahndraht (29) sowie ein Spannelement (17) zum Festlegen des Grundkörpers (19) aufweist,
• - daß die Speichereinrichtung (23) und das Spannelement (17) relativ zueinander drehbar gelagert sind,
• - daß im Bereich der Speichereinrichtung (23) eine den Sägezahndraht (29) handhabende Übergabeeinrichtung (24) angeordnet ist und
• - daß an den auf dem Spannelement (17) festgelegten, mit einem vorgeformten Sägezahndrahtelement (10) bestückten Grundkörper (19) ein Einwalzwerkzeug (26) anstellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannelement (17) eine von innen an den Grundkörper (19) anstellbare Spannzange (20) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergabeeinrichtung (24) bezüglich der Speichereinrichtung (23) axial und radial verstellbare Übergabewerkzeuge (25) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einwalzwerkzeug (26) eine rotierbar gelagerte Niederhalterrolle (28) sowie eine rotierbar gelagerte Verstemmrolle (27) besitzt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederhalterrolle (28) und der Verstemmrolle (27) jeweils ein separater Linearantrieb (37 bzw. 36) zugeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Niederhalterrolle (28) und die Verstellrolle (26) durch entsprechende Ansteuerung der Linearantriebe (37, 36) jeweils mit definierter Kraft an den Grundkörper (19) bzw. das Sägezahndrahtelement (10) anstellbar sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung (23) ein auswechselbares Aufsteckrohr (30) zum Bevorraten von vorgeformten, hochverschleißfestem Sägezahndraht (29) aufweist, wobei das Aufsteckrohr drehbar auf einer Arbeitsspindel (14) der Spindeleinheit (31) gelagert ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherlänge (S) des Aufsteckrohres (30) ein Mehrfaches der Breite (B) eines vorgeformten, abgelängten Sägezahndrahtelementes (10) beträgt.

9. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Einwalzwerkzeug (26) eine Trenneinrichtung (32) zum Ablängen der auf dem Aufsteckrohr (30) als Endlos-Sägezahndraht bevorrateten Sägezahndrahtelemente (10) besitzt.