DE19845237A1 - Stützscheibe einer Rotorspinneinrichtung - Google Patents

Abstract

Bei Rotorspinneinrichtungen, deren Rotoren in einer Stützscheibenlagerung gelagert sind und bei denen eine Stützscheibe (1) Öffnungen (5, 9) aufweist, die der berührungslosen Drehzahlmessung zur optischen Steuerung eines Anspinnwagens dienen, können sich in den Öffnungen (5, 9) Ablagerungen von Schmutz, insbesondere Feinstaub, aufbauen. Dies beeinträchtigt die Signalerfassung. DOLLAR A Der zum Außenrand der Stützscheibe (1) hin gelegene Teil der Innenfläche (19) der Öffnungen (5, 9) einer erfindungsgemäßen Stützscheibe (1) bildet einen solchen Winkel alpha zu einer Parallelen zur Rotationsachse (27), daß der Aufbau von Schmutzablagerungen verhindert wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stützscheibe einer Rotorspinneinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einer üblicherweise eingesetzten Ausführungsform der Rotorspinneinrichtung ist der Spinnrotor mit seiner Rotorwelle im Zwickel zweier Stützscheibenpaare gelagert und wird durch einen die Rotorwelle von oben beaufschlagenden Tangentialriemen angetrieben. Eine der beiden nach außen zum Rotor gelegenen Stützscheiben weist an der einer Lichtquelle zugewandten Außenseite Mittel auf, die das auftreffende Licht zeitweise reflektieren oder die Reflexion des Lichtes zeitweise unterbrechen. Ein Teil des reflektierten Lichtes der Lichtquelle trifft auf eine Messeinrichtung und wird in Signale für eine Drehzahlmessung des Rotors umgewandelt. Tritt zum Beispiel ein Fadenbruch an der Spinnstelle auf, wird diese über eine Fadenüberwachung detektiert und der Rotor dieser Spinnstelle stillgesetzt. Der damit verbundene Stillstand der Stützscheiben wird durch das Ausbleiben von Signalen für die Drehzahlmessung erkannt. Es folgt die Anforderung eines Anspinnwagens, um den Fadenbruch zu beheben und den Faden wieder anzuspinnen. Der Faden wird während der Anlaufzeit des Rotors bei einer bestimmten Drehzahl, die wesentlich niedriger als die Spinndrehzahl des Rotors liegt, automatisch angesponnen. Wenn der Rotor die jeweilige für das Anspinnen günstige Drehzahl erreicht hat, führt der Anspinnwagen das automatische Anspinnen des Fadens durch. Nach erfolgtem Anspinnen erreicht der Rotor seine Spinndrehzahl erst nach einer weiteren Anlaufzeit, da der Tangentialriemen den Rotor und die Stützscheiben noch bis zu dieser Spinndrehzahl beschleunigen muß. Die Drehzahlüberwachung und -steuerung sind für das Erreichen und Einhalten der erforderlichen Garnparameter von wesentlicher Bedeutung.

Derartige Rotorspinneinrichtungen sind zum Beispiel in der DE 41 21 387 A1 und der DE 195 31 660 A1 beschrieben.

Aus der DE 195 31 660 A1 ist es bekannt, daß zur betriebssicheren und schnellen Erfassung der Drehzahl und von Änderungen der Drehzahl während einer Beschleunigungs- oder Abbremsphase des Rotors von Rotorspinnmaschinen das Empfangssystem einer Reflexionslichtschranke auf an einer Hauptoberfläche des rotierenden Körpers gestreutes Reflexlicht des beleuchtenden Lichtstrahls eingestellt ist und daß der rotierende Körper auf der Linie des Lichtstrahls mindestens eine für die Gesamtheit des Lichtstrahls gegenüber der Hauptoberfläche schwach reflektierende, wie eine Lichtfalle wirkende Bohrung besitzt. Vor allem die Wirkung der Bohrung als Lichtfalle beziehungsweise Lichtsenke ist wichtig, damit durch Null-Streuung auch bei einer nur schwach reflektierenden Hauptoberfläche noch ein ausreichender Kontrast zur fehlerfreien Drehzahlmessung geliefert wird.

Während des Betriebes der Rotorspinneinrichtung setzen sich in den Bohrungen der Stützscheibe Ablagerungen von Schmutz und Fasern fest. Die Bohrung wächst durch derartige Staub- und Faserablagerungen nach und nach von außen nach innen in Richtung auf die Rotationsachse zu und behindert einen deutlichen, vom Empfangssystem zu registrierenden Kontrast zwischen dem an der Hauptoberfläche des rotierenden Körpers gestreuten Licht und dem in der jeweiligen Bohrung verschluckten Licht.

Es sind weiterhin aus der DE 195 31 660 A1 Reflexions- Lichttaster bekannt, bei denen Lichtsender und -empfänger wie bei einer Reflexions-Lichtschranke in einem Gehäuse untergebracht sind. Mit derartigen Lichttastern wird das Vorhandensein des Lichtflecks, zum Beispiel eines Laserlichtflecks, in einer Bildebene detektiert. Die Oberfläche der Stützscheibe wirkt als Bildebene. Wenn der Lichtfleck in eine Öffnung eintaucht, liegt sein Bild deutlich dahinter und wird nicht mehr erkannt.

An den Stützscheiben besteht die Gefahr von Verschmutzung, vorwiegend durch Verflugungen, die die Funktionssicherheit der Drehzahlmessung behindert. Insbesondere in durchgehenden Öffnungen der Stützscheiben lagert sich Schmutz ab, wie schematisch in Fig. 5 dargestellt.

Aus der DE 41 21 387 A1 sind an den Seitenflächen der Stützscheiben aufgesetzte Seitenscheiben bekannt, die die Bohrungen in der Stützscheibe abdecken und damit derartigen Ablagerungen von Staub und Fasern vorbeugen. Diese aufgesetzten Seitenscheiben stellen zusätzlich erforderliche und zu montierende Bauteile dar und erschweren durch ihr Reflexionsverhalten einen deutlichen Kontrast zwischen dem von der Oberfläche der Stützscheibe reflektierten Streulicht und dem in der jeweiligen Bohrung verschluckten Licht und behindern dadurch eine sichere Signalerkennung.

Aus der DE 43 13 753 A1 ist eine Stützscheibe für eine Stützscheibenlagerung von Offenend-Spinnrotoren bekannt, bei der eine Stirnseite mit Signalgebern zur berührungslosen Drehzahlmessung versehen ist, die mittels magnetischer Feldlinien arbeiten. In die Stützscheibe sind Permanentmagnetstifte eingepaßt, die einen Induktionsstrom erzeugen. In einer anderen Ausführungsform der Stützscheibe aus Aluminium oder Kunststoff wird der Signalgeber aus ferromagnetischem Material gebildet.

In einer weiteren Version dieser bekannten Stützscheibe besteht der Grundkörper der Stützscheibe aus Stahl, und der Signalgeber ist eine in den Grundkörper eingelassene Bohrung. Auch auf diese Weise läßt sich ein elektrisches Signal abnehmen. Der erzeugte Induktionsstrom wird jeweils über eine elektrische Leitung einer Auswerteeinrichtung zugeleitet, die mit diversen Steuermotoren des Anspinngerätes verbunden ist. Diese induktive Methode soll verhindern, daß bei Verflugung der Stützscheibenpaare ungenaue Signale geliefert werden. Die Impulsaufnehmer müssen dabei relativ nahe an der Oberfläche des Grundkörpers der Stützscheibe positioniert sein, um ausreichende Genauigkeit und Stärke der Signale zu gewährleisten. Nachteilig ist bei der erforderlichen oberflächennahen Position der Impulsaufnehmer das Entstehen störender Luftwirbel. Bereits zwei Bohrungen in der Stirnseite einer Stützscheibe bewirken bei der hohen Drehzahl der Stützscheibe bei nahe an der Oberfläche positionierten Impulsaufnehmern Luftstöße von einer derartigen Stärke, daß die Bohrungen auch als Signalgeber für eine solche Drehzahlmessung verwendet werden können, bei der der jeweilige Luftstoß registriert und als Signal ausgewertet wird, wie in der DE 43 13 753 A1 in Spalte 2, Zeilen 34 bis 38, ausgeführt ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Stützscheibe so weiterzubilden, daß die genannten Nachteile bekannter Stützscheiben vermindert oder vermieden werden und die Erfassung der Signale zur Drehzahlmessung verbessert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Stützscheibe mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Die Winkellage der Innenfläche der Öffnungen der erfindungsgemäßen Stützscheibe bietet bei der Rotation der Stützscheibe keinen Halt für Schmutzablagerungen und wirkt zudem selbstreinigend. Einem Zuwachsen der Öffnungen durch Staub- und Faserablagerungen wird wirkungsvoll vorgebeugt und die Erkennung der Lichtsignale nicht durch Ablagerungen behindert.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Besonders vorteilhaft ist der zum Außenrand der Stützscheibe hin gelegene Teil der Innenfläche der Öffnungen schneidenförmig ausgebildet und die Spitze der Schneide weist in Richtung auf die Rotationsachse der Stützscheibe. Besonders die Ausbildung als Schneide läßt keinen Raum für Schmutzablagerungen.

Eine vorzugsweise nach beiden Seiten der Stützscheibe abgeschrägte Schneide ermöglicht eine Anordnung der als schräge Seitenfläche der Schneide ausgebildeten Innenfläche unter einem noch steileren Winkel und verstärkt damit die Ablagerungen verhindernde und zudem abbauende Wirkung. Die Schneide läßt sich bevorzugt durch eine Fräs- oder Schleifbearbeitung herstellen, die auch in Verbindung mit dem Einbringen der Öffnung in die Stützscheibe erfolgen kann.

Vorteilhaft sind die Öffnungen schlitzförmig ausgebildet und radial verlaufend angeordnet. Auf diese Weise läßt sich eine für eine genaue Drehzahlmessung angestrebte größere Anzahl von Öffnungen auf einem Teilkreis in die Stützscheibe einbringen, ohne die Struktur der Stützscheibe unzulässig zu schwächen. Die damit gesteigerte Anzahl der Messimpulse pro Umdrehung der Stützscheibe erhöht die Genauigkeit der Drehzahlmessung beträchtlich.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Stützscheibe eine den Lichtstrahl, insbesondere einen Laserlichtstrahl, als diffuses Streulicht reflektierende Oberfläche auf, und die Lichtschranke ist als Reflexionslichtschranke ausgebildet. Ein Laserlichtstrahl liefert auch bei geringem Lichtstrahlquerschnitt, wie er für kleine Öffnungsquerschnitte erwünscht ist, eine ausreichende Lichtstärke für das Lichtsignal. Vorzugsweise besteht die Stützscheibe aus Aluminium und ist als Fließpreßteil hergestellt. Nach dem Fließpreßvorgang weist der Grundkörper der Stützscheibe an der Oberfläche bereits ein hinreichendes Reflexionsverhalten auf und benötigt keine Nachbearbeitung der Oberfläche.

In einer weiteren vorzugsweisen Ausführungsform der Stützscheibe sind die Öffnungen unter Einsatz eines wenig aufwendigen, kostensparenden Fertigungsverfahrens wie zum Beispiel Stanzen erzeugt worden und der erforderliche Winkel α der Innenfläche wird durch ein nachträglich eingebrachtes, vorteilhaft aus Kunststoff hergestelltes Bauteil gebildet.

Die erfindungsgemäße Ausbildung der Stützscheibe läßt sich einfach und kostengünstig herstellen und beugt dem Aufbau von Schmutzablagerungen und einer daraus entstehenden Beeinträchtigung des Drehzahlmessvorganges wirkungsvoll vor.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen nachfolgend erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Ansicht einer Stützscheibe,

Fig. 2 die Stützscheibe der Fig. 1 im Schnitt,

Fig. 3 die Schnittdarstellung einer Öffnung in einer anderen Ausführungsform der Stützscheibe,

Fig. 4 eine Schnittdarstellung einer Öffnung einer weiteren Ausbildung der Stützscheibe,

Fig. 5 eine Öffnung einer Stützscheibe mit Schmutzablagerung im Schnitt.

Der Grundkörper 2 der in Fig. 1 dargestellten Stützscheibe 1 weist eine zentrische Bohrung 4 zur Aufnahme der hier nicht dargestellten Achse der Stützscheibe 1 auf und trägt auf seinem Umfang den Laufbelag 3, der in bekannter Weise zur Auflage der ebenfalls hier nicht dargestellten Rotorwelle dient. Der Laufbelag 3 ist beispielsweise ein auf der Umfangsfläche der Stützscheibe 1 aufgezogener Vollgummireifen aus einem verschleißfesten Gummi.

Der Grundkörper 2 weist weiterhin acht rotationssymmetrisch auf einem Teilkreis 18 angeordnete schlitzförmige Öffnungen 5 bis 12 auf. Die Öffnungen 5 bis 12 verlaufen radial und sind sternförmig in gleichem Abstand zueinander auf dem Teilkreis 18 angeordnet. Mit dieser Anordnung bleibt die Stabilität des Grundkörpers 2 erhalten, und die Signale für das Empfangssystem werden in kurzer Aufeinanderfolge für eine genaue Drehzahlmessung gegeben.

Für eine erhöhte Genauigkeit der Drehzahlmessung, die insbesondere beim Beschleunigungsvorgang der Stützscheibe 1 von Vorteil ist, kann die Anzahl der Öffnungen 5 bis 12 und damit die Anzahl der Signale pro Umdrehung vergrößert werden.

Die zum Außenrand der Stützscheibe 1 gelegene Innenfläche der Öffnung 5 bildet eine Schneide 13, deren Spitze 14 in der Schnittdarstellung der Stützscheibe 1 in Fig. 2 in Richtung auf die Rotationsachse 27 weist. Der Teil der Innenfläche 19 der Öffnung 5, der in Richtung zur Rotationsachse 27 des Grundkörpers 2 liegt, verläuft parallel zur Rotationsachse 27. Die Seitenflächen der Schneide 13 dagegen stehen auf der einen Seite senkrecht auf sowie auf der anderen Seite in einem derartigen Winkel α zu einer Parallelen zu der Rotationsachse 27, daß sich während des Betriebes der Stützscheibe 1 auf der gesamten Innenfläche 19 der Öffnung 5 keine Ablagerungen von Staub oder Faserresten festsetzen können.

Die Teilansicht des Grundkörpers 20 mit der Öffnung 15 in Fig. 3 zeigt eine Ausführung der Schneide 23, bei der beide Seitenflächen 16 und 17 einen spitzen Winkel β zur Senkrechten auf der Rotationsachse 27 bilden. Die Winkel α und β ergeben jeweils zusammen 90°. In der dargestellten Ausführung sind die Seitenflächen 16 und 17 unter einem Winkel β von etwa 25° jeweils steiler als die schräge Seitenfläche der Schneide 13 in Fig. 2 angeordnet. Der Ablagerung von Schmutz wird dadurch noch mehr entgegengewirkt und die selbstreinigende Wirkung noch mehr verstärkt.

Die Öffnung 25 der Fig. 4 kann zweckmäßig durch Bohr- oder Fräsbearbeitung des Grundkörpers 21 in einem Arbeitsgang hergestellt werden. Bei einem Herstellvorgang mittels Bohren läßt sich beispielsweise eine rotationssymmetrische Form der Öffnung 25 erzeugen, wobei die Innenfläche der Öffnung 25 ebenfalls eine derartige Winkellage einnimmt, daß die Schmutzablagerung verhindert wird.

Den Stand der Technik verdeutlicht die in Fig. 5 im Schnitt dargestellte Teilansicht eines Grundkörpers 22 mit der Öffnung 26. Die Ausbildung der Öffnung 23, wie sie durch Stanzen hergestellt sein kann, begünstigt den Aufbau einer Schmutzablagerung 24, wodurch eine sichere Signalerkennung behindert wird. Mit der erfindungsgemäßen Stützscheibe 1 wird einer derartigen Ablagerung von Schmutz und Faserteilen und der daraus resultierenden Beeinträchtigung des Drehzahlmessvorganges vorgebeugt.

Claims (9)

1. Stützscheibe einer Rotorspinneinrichtung, wobei die Stützscheibe (1) Öffnungen (5 bis 12, 15, 25, 26) aufweist, die im Messbereich einer Sensorvorrichtung mit einer einen Lichtstrahl aussendenden Lichtquelle und einer Empfangseinrichtung liegen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der zum Außenrand der Stützscheibe (1) hin gelegene Teil der Innenfläche (19) der Öffnungen (5 bis 12, 15, 25, 26) einen solchen Winkel α zu einer Parallelen zur Rotationsachse (27) bildet, daß sich während des Betriebes der Rotorspinneinrichtung keine Ablagerung von Schmutz, insbesondere von Feinstaub, aufbaut.

2. Stützscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel α mehr als 50°, vorzugsweise zwischen 60° und 85° beträgt.

3. Stützscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche (19) der Öffnungen (5 bis 12, 15, 25, 26) mindestens teilweise von der Oberfläche des Grundkörpers (2) der Stützscheibe (1) auf das Innere zu trichterförmig verlaufend ausgebildet ist.

4. Stützscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Außenrand der Stützscheibe (1) hin gelegene Innenfläche (19) der Öffnungen (5 bis 12, 15, 25, 26) so geformt ist, daß sie eine Schneide (13, 23) bildet und die Spitze (14) der Schneide (13, 23) in Richtung auf die Rotationsachse (27) der Stützscheibe (1) weist.

5. Stützscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneide (23) nach beiden Seiten der Stützscheibe (1) abgeschrägt ist.

6. Stützscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (5 bis 12, 15, 25, 26) schlitzförmig ausgebildet und radial verlaufend angeordnet sind.

7. Stützscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützscheibe (1) eine den Lichtstrahl, insbesondere einen Laserlichtstrahl, als diffuses Streulicht reflektierende Oberfläche aufweist und die Lichtschranke eine Reflexionslichtschranke ist.

8. Stützscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützscheibe (1) als Fließpreßteil hergestellt ist und aus Aluminium besteht.

9. Stützscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (5 bis 12, 15, 25, 26) ein den Winkel α der Innenfläche (19) der Öffnungen (5 bis 12, 15, 25, 26) bildendes, insbesondere aus Kunststoff bestehendes Bauteil aufweisen.