DE2704103C3

DE2704103C3 - Vorrichtung zum Hin- und Herbewegen einer rotierenden Führungsrolle für Faserstränge auf ihrer Drehachse

Info

Publication number: DE2704103C3
Application number: DE2704103A
Authority: DE
Inventors: Eric Joseph Grand Rapids Brosch; Thomas Joseph Wester; Richard Paul Woidke
Original assignee: Johns Manville Corp
Current assignee: Johns Manville Corp
Priority date: 1976-02-02
Filing date: 1977-02-01
Publication date: 1979-08-16
Also published as: AR212872A1; IT1080415B; JPS5748094U; AU2170577A; GB1568173A; DE2704103A1; IN148885B; JPS602187Y2; AU506674B2; ZA77586B; JPS5299325A; DE2704103B2; BE850977A; CA1058908A; US4048861A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Hin- und Herbewegen einer rotierenden Führungsrolle für Faserstränge auf ihrer Drehachse, die einem Zerhacker zugeführt werden.

Bei einer bekannten Vorrichtung der bezeichneten Art (US-PS 38 15 461) wird die Hin- und Herbewegung einer rotierenden Führungsrolle OH r einen Kurbeline chanismus bewirkt, welcher ei.ie Anzahl von Gelenkhebeln aufweist, die mit einem über einem Geuiebemotor angetriebenen Exzenterteil zusammenwirken. Diese Gelenkhebel bilden zusammen mit den die einzelnen Gelenkhebel untereinander verbindenden Gelenken und den die Gelenkhebel mit einem ortsfesten Rahmenteil verbindenden Gelenken eine Reihe von Verschleißstellen, die je nach Größe des Verschleißes an einer Vielzahl von Stellen einen Austausch erfordern. Diese Vielzahl an Verschleißstellen wirkt sich insbesondere deswegen in sehr nachteilhafter Weise aus, da der Kurbelraechanismus bei Verwendung in einer Faserzerbackvorrichtung in einer Umgebung arbeitet, die durch Spritzwasser im allgemeinen feucht ist und in welcher von den zu bearbeitenden Fasersträngen herrührende Leimstoffe und Schmiermittel vorhanden sind, welche den Verschleiß im besonderen intensivieren. Hinzu kommt, daß bei Umsetzung der Rotationsbewegung in eine translatorische die Bewegung der notwendigerweise mehreren Gelenkhebel einen entsprechenden Bewegungsraum erfordert, so daß der Kurbelmechanismus relativ sperrig und platzaufwendig ist. Aufgrund der festen Gelenkverbindungen zwischen den Gelenkhebeln und dem ortsfesten Rahmenteil ist eine Änderung des Bewegungsablaufes schwierig zu bewerkstelligen, da hierfür Gelenkhebel mit anderen Abmessungen zu verwenden sind.

Diese Nachteile zu beheben, ist Aufgabe der Erfindung, wobei eine Vorrichtung zum Hin- und Herbewegen einer Führungsrolle für Faserstränge geschaffen werden soll, bei der die Anzahl der Verschleißstellen reduziert wird und die Verschleißteile leicht auswechselbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Stützhülse, auf der die Führungsrolle drehfest angeordnet ist und die an einer Stirnseite als Nockenscheibe oder als Gleitstein ausgebildet ist, die bzw. der mittels einer Feder gegen einen Gleitstein bzw. eine feststehende Nockenscheibe vorgespannt ist. Durch diese Maßnahmen werden eine Vielzahl von lokal auseinander liegenden Verschleißstellen vermieden und wird der Verschleiß auf eine bestimmte Stelle lokalisiert, wobei die an dieser Stelle befindlichen Verschleißteile, das sind die Nockenscheibe oder der Gleitstein, leicht zugänglich angeordnet und somit ohne großen Aufwand ersetzbar sind. Sämtliche der übrigen Bewegungsteile oder Bewegungsstellen können gut gegenüber der schädlichen Umgebung geschützt werden, da beim Austausch der Verschleißteile eine Demontage der übrigen Bewegungsteile entfallen kann. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Gleitstein aus einem weicheren Werkstoff hergestellt als die

so Nockenscheibe, so daß der Verschleiß auf ein Teil, nämlich den Gleitstein, begrenzt ist.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist die Nockenscheibe bzw. der Gleitstein mit der Stützhülse einstückig verbunden oder starr verriegelt. Hierdurch wird eine exakte periodische Hin- und Herbewegung gewährleistet.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen 4 bis 8 enthalten.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der

wi Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Anlage zur Faserstrangzerhackung unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

I" i g. 2 eine perspektivische Ansicht eines Teils er in

■ ■ F i g. 1 dargestellten AnI.ige mit der erfindungspcm.ißen Vorrichtung,

F ι g. i eine perspektivische Ansicht eines Teils der in F i g. 2 dargestellten Vorrichtung,

Fig.4 eine weitere perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung, in teilweise auseinander gebautem Zustand,

F i g. 5 bis 8 perspektivische Ansichten verschiedener Teile der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

F i g. 9 Teil eines Querschnitts durch and parallel zur Rotationsachse.

Wie bereits oben angegeben, dient die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Hin- und Herbewegung vjn Fasersträngen in einer Anlage zur Faserstrangzerhakkung. In Fig. 1 ist eine derartige Zerhackungsanlage dargestellt, welche die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt. Aus Fig. 1 ersieht man eine Vielzahl von faserbildenden Düsen 11, aus denen Fäden 12 aus geschmolzenem Glas austreten, welche über oder nach einer Leim- oder Schmiermittelaufbringeinrichtung 13 zu einem Sammelrad 14 zur Bildung der Stränge 15 abgezogen werden. Die Stränge 15 werden über eine Umlenkrolle 16 zu einer Drehschwingungen ausführenden Führungsrolle 18 der Erfindung geführt, welche durch einen Getriebemotor 17 angetrieben wird. Von der Führungsrolle 18 werden die Stränge 15 über eine Stützwalze 19 geführt, welche zur Vergrößerung der Reibkräfte zwischen den Strängen 15 und der Druckwalze 19 mit einem Urethanbelag 21 beschichtet sein kann. Eine weitere Steigerung der an der Stützwalze 19 erzeugten Zugkraft auf die Fasern wird durch eine Druckwalze 22 bewirkt, die die Stränge 15 gegen die Stützwalze 19 drückt. Die Stützwalze 19 ist auf einer Welle 23 und die Druckwalze 22 auf einer Welle 26 angeordnet. Die Stränge 15 werden dai;n zerhackt, wenn sie mittels der Stützwalze 19 in einen Bereich geführt werden, in dem die Oberfläche der Stützwalze mit einer Vielzahl von Hackschneiden 28 zusammenwirkt, welche radial aus einer Schneidwalze 29 herausragen. Die Schneidwalze 29 ist von einer Welle 31 aufgenommen. Das erzeugte zerhackte Material 32 wird durch die Kraft der Stützwalze 19 und der Hackschneiden 29 vom Zerhacker weg auf ein Förderband 33 geworfen, welches das Material an einen gewünschten Ort bringt.

Falls die Führungsrolle 18 nicht la ^s ihrer Drehachse hin- und herbewegt wird, kommt es dazu, daß die Faserstränge 15 Rillen und Vertiefungen in den Urethanbelag 21 und in die Schneiden 28 schneiden, was eine unerwünscht kurze Lebensdauer für beide zur Folge hat. Wenn die Führungsrolle 18 längs ihrer Drehachse über beinahe die gesamte Breite der Hackschneiden 28 und der entsprechenden Breite des Urethanbelags 21 auf der Stützwalze hin- und herbewegt wird, so wird durch diese kontinuierliche Hin- und Herbewegung der Stränge 15 der Verschleiß gleichmäßig über die Schneiden und den Urethanbelag aufgeteilt und die Lebensdauer der Schneiden 28 und des Urethanbelags 21 maximiert.

In F i g. 2 ist eine vergrößerte Ansicht der Führungsrolle 18 und des Antriebs 17 dargestellt. Der Antrieb 17 umfaßt einen Getriebemotor 35 mit einer Ausgangsgeschwindigkeit der Welle von kennzeichnenderweise weniger als 20 Upm, vorzugsweise weniger als 10 Upm und insbesondere vorzugsweise weniger als 5 Upm, also beispielsweise ungefähr 2 Upm.

Der Geiritbemotor 35 ist in üblicher Weise an einem Stützgestell 37 befestigt. Der Antrieb 17 umfaßt weiter ein gewöhnliches Kupplungsteil 39 zur Kupplung der Welle des Getriebemotors mit einer Welle der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Führungsrolle 18 wird durch die Vorrichtung, welche einen Nockenaufbau 40, eine Welle 42 und einen Lageraufbai. 44 umfaßt, längs ihrer Drehachse zu periodischen Hin· und Herbewegungen veranlaßt

In F i g. 3 ist die Vorrichtung mit der abgenommenen Führungsrolle dargestellt Die Welle 42 erstreckt sich durch den Nockenaufbau 40 und durch den Lageraufbau 44 in das Kupplungsteil 39, wo die Welle starr mit diesem durch einen Stift 46 verbunden ist Die Welle 42 wird, wie aus den Fig.4 und 7 zu entnehmen ist, in

to einem selbstschmierenden Lager 48 des Lageraufbaues 44 abgestützt

In F i g. 5 ist gezeigt, daß die Welle 42 drei Längsabschnitte mit einem unterschiedlichen Durchmesser aufweist. Den kleinsten Durchmesser hat ein erster Abschnitt 50, der durch das Lager 48 und in das Kupplungsteil 39 gesteckt wird. Der erste Abschnitt 50 weist an seinem Ende ei ie öffnung 52 zur Aufnahme des Stiftes 46 im Kupplungsteil auf. Die Welle 42 weist an ihrem, dem ersten Abschnitt 50 gegenüberliegenden Ende einen zweiten Abschnitt 54 auf, welcher den größten Durchmesser sowie radiale öffnungen 56 aufweist. Zwischen dem ersten Abschnitt 50 und dem zweiten Abschnitt 54 erstreckt sich ein dritter Abschnitt 58, dessen Durchmesser zwischen dem des ersten und zweiten Abschnitts liegt. Der Nockenaufbau 40 umfaßt eine Nockenscheibe 60. Die Nockenscheibe 60 weist eine Nockenfläche 62 auf, siehe Fig. 6, die zur Drehachse geneigt ist. Selbstverständlich ist die Gestaltung und Anordnung der Nockenfläche 62 unabhängig von der pro Umdrehung der Nockenscheibe 60 gewünschten Anzahl von Schwingungen. Die in den F i g. 6 und 9 dargestellte Nockeniiächv h2 ist derart gestaltet, daß sie pro Umdrehung der Nocke 60 einen Zyklus der Hin- und Herbewegung bewirkt. Der Nockenaufbau 40 umfaßt weiter eine Stützhülse 64 für die Führungsrolle 18. Vorzugsweise sind Stützhülse 64 und Nockenscheibe 60 entweder eine einstückige Baueinheit oder durch geeignete Einrichtungen starr miteinander verbunden.

Die Stützhülse 64 weist eine Bohrung 66 auf, deren Achse mit der Drehachse der Stützhülse 64 zusammenfällt und deren Durchmesser so bemessen ist, daß der große Abschnitt 54 der Welle 42 ohne Klemmung durchgesteckt werden kanr. Im Bereich der Nocken-

'< '■ scheibe 60 besitzt die Bohrung einen reduzierten Durchmesser 68, der so bemessen ist, daß ein Durchstecken des Zwischenabschnitts 58 der Welle 42 ohne Klemmung gewährleistet ist, d. h. es ist also eine Schulter 70 (siehe F i g. 9) im Inneren der Stützhülse 64

">(> ausgebildet. Die Stützhüise 64 weist zudem eine Vielzahl von Längsschlitzen 72 auf, welche sich von dem von der Nockenscheibe entfernten Ende der Stützhülse 64 über einen Abschnitt der Stützhülse 64 erstrecken und von der Außenseite der Stützhülse zur Bohrung 66 reichen.

Die Schlitz 72 sind derart vorgesehen, daß sie mit den Radialöffnungen 56 im großen Abschnitt 54 der Welle 42 ausgerichtet sind, wenn die Welle 42 in die Stützhülse 64 eingelegt ist.

Die im bevorzugten Ausführungsbeispiel dargestellte

'" Stützhülse weist ein an dem von der Nockenscheibe entfernten Ende der Stützhülse 64 starr befestigtes einstückiges Verlängerungsstück 74 auf. Der Außendurchrnesser des VeHr 'ge'ungssti'ckc^ 7< ist kleiner als der AuQendurchmesser der StützhfiKi¹ ';';. Das Verlängerungsstück 74 weist eirr mit dor " ^;ung66in der Stützhülse 64 ausgerichtete Bohrung 76 auf. Das Verlängerungsstück 74 iirifaßt wei*?·· zwei Stifte 78. welche sich in das Veri-<--°rungsstück 74 erstrecken.

jedoch nicht i:i die Bohrung 76 hinein. Die Stifte 78 wirken mit einem Verschluß 80 für die Führungsrolle (siehe F i g. 2) zusammen, durch welchen die Führungsrolle !8 in ihrer Stellen" auf der Stützhülse 64 gehalten wird Ein oder mehrere Stifte 82 an der der Nockjrviicl'i· *>? ■"tjiniiberliegenden Flächt der Nockenscheibe 60 greifen in dazu ausgerichtete öffnungen in der Stirnseite der Führungsrolle 18, so daß die Drehung der Nockenscheibe 60 oder der Stützhulse 64 die Drehung der Führungsrolle 18 zur Folge hat. Anstelle der Stifte 82 können irgendwelche andere geeignete Kopplungs- oder Befestigungsglicder verwendet werden.

Eine Feder 84 mit einem genügend großen Innendurchmesser, um das Durchstecken des Wellenabschnitts 58 mit Spiel zu erlauben, wird in die Bohrung 66 der Stützhülse 64 eingesetzt bis ein Ende gegen die Schulter 70 anliegt. Die Welle 42 wird dann in die Stützhülse derart eingesetzt, daß das Ende des größten Abschnitts 54 in etwa bündig mit dem Ende des Verlängerungsstücks 74 ist. Die Welle wird gedreht bis die Radialöffnungen 56 mit den Schlitzen 72 in der Stützhülse ausgerichtet sind. Die Feder 84 wird leicht gegen die Schulter 70 hin zusammengedrückt, indem Haken oder ähnliche Einrichtungen in den Schlitz 72 eingesetzt werden. Wie aus F i g. 4 ersichtlich, werden dann eine Vielzahl von Stiften 86 in die Schlitze 72 und in die Radialöffnungen 56 und hinter das zusammengepreßte Ende der Feder 84 eingesetzt. Die Stifte 86 sollten ausreichend lang sein, daß sie vollständig durch die öffnungen 56 und teilweise in die gegenüberliegenden und ausgerichteten Schlitze 72 greifen. Wenn sich die Stifte 86 in ihrer Stellung befinden, wird die Feder gegen die Stifte entspannt. Dabei soll sich die Feder in einem leicht vorgespannten Zustand befinden, wenn die Stifte 86 in Stellung sind. Dadurch werden die Stützhülse 64 und die Nockenscheibe 60 in Richtung gegen den Lageraufbau 44 vorgespannt.

Aus Fig.4 ersieht man weiter, daß der Lageraufbau 44 einen Gleitstein 88 auf der zur Nockenfläche 62 weisenden Fläche aufweist. Aus F i g. 7 geht hervor, daß der Gleitstein 88 einen sich durch eine öffnung 92 im Lageraufbau 44 erstreckenden und in eine Drehbuchse 94 einschraubbaren Bolzen 90 aufweist. Die öffnung 92 kann ein vertikaler Schlitz sein, so daß eine Einstellung der Drehbuchse 94 und dadurch eine Einstellung der Bewegungsgröße der Führungsrolle 18 möglich ist. Die Drehbuchse 94 kann sich um ungefähr 10° in jede Richtung drehen und drückt beständig gegen die Nockenfläche 62.

Vorzugsweise ist die Nockenscheibe 60 aus einem im wesentlichen härteren Material als die Drehbuchse 94 hergestellt, so daß der hauptsächliche Anteil am Verschleiß zwischen der Führungsrolle und der Drehbuchse auf die Drehbuchse 94 konzentriert ist, die billig und schnell austauschbar ist Eine Nockenscheibe aus Metall und eine Kunststoffbuchse stellen eine geeignete Kombination dar.

Λα:, iip. δ ei sich: :v:an, daß die Nockerv-.hiCU-L CO eint; Hülse 96 mit einen", gcniigend weiten Durchmesser aufweist, so daß ein Lager 98 fest aufgenommen werden kann, dessen Innendurchmesser genügend weit ist, um ein Einschieben des mittleren Wellenabschnitts 5S ohne Klemmung zu ermöglichen. Dei /weck des Lagers 98 besteh! darin, «.ine Axialbewegung der Nockenscheibe 60 in bezug auf d',<. Welle 42 mit einem Minimum an

in Reihung und Verschleiß zu ermöglichen.

DiT Lageraufbau 44 unifaßt eine Tragplatte 100, welche über Bolzen 102 starr am Stützgestell 37 montiert ist (siehe I- ig. 2). Sobald die erfindungsgemäße Vorrichtung vollständig zusammengebaut und mit dem Kupplungsteil .39, wie in Fig. 3 gezeigt, verbunden ist, kann die Vorrichtung die Führungsrolle 18 aufnehmen. Zur Befestigung der Führungsrolle an der Stützhülse 64 können irgendwelche geeignete Befestigungsmittel verwendet werden. In der dargestellten bevorzugten Ausführungsform wird übpr die Stützhülse 64 und gegen die Nockenscheibe 60 zuerst ein Federring 104 (vorzugsweise mit einem Vorsprung) oder irgendein anderes äquivalentes Bauteil gelegt. Die Führungsrolle 18 wird dann auf die Stützhülse 64 aufgesetzt, wobei anschließend der Verschluß 80 aufgebracht wird. Im Inneren des Verschlusses 80 sind zwei Schlitze 106 ausgebildet, deren Öffnungen mit den Stiften 78 zusammenpassen. Der Verschluß 80 wird so ausgerichtet, daß die Stifte 78 in die Schlitze 106 eintreten können.

Dann wird der Verschluß fest gegen die Führungsrolle gedrückt, um den Federring 104 gegen die Nockenscheibe 60 zu pressen. Der Verschluß wird dann gedreht, so daß der Stift 78 im Schlitz 106 bis zu dessen Endstelle 108 geführt wird, wodurch die Führungsrolle auf der

J5 Vorrichtung befestigt isi. Um die Rolle 18 auf der Stützhülse 64 zu halten, können jedoch auch irgendwelche andere geeignete Einrichtungen verwendet werden. In der bevorzugten Ausführungsform sind die Nockenscheibe 60, die Stützhülse 64 und das Verlängern rungsstück 74 einstückig durch Gießen oder Walzen aus einem massiven Block hergestellt. Dies ist jedoch nicht wesentlich und die Teile können einzeln hergestellt und schließlich starr miteinander verbunden werden. Das Verlängerungsstück 74 ist für die Erfindung nicht wesentlich und kann bei Verwendung bekannter Verschlußeinrichtungeri, die mit der Stützhülse 64 und der Führungsrolle 18 zusammenwirken, ausgelassen werden.

Obgleich in der dargestellten Vorrichtung die Nockenscheibe 60 mit der Führungsrolle 18 drehfest verbunden ist, kann auf dem Lageraufbau 44 eine Nockenfläche wie die Fläche 62 und kann der Gleitstein 88 an einem Flansch oder einem starr am Ende der Stützhülse 64 befestigten Vorsprung vorgesehen sein, so daß bei Drehung der Welle 42 die Führungsrolle längs der Drehachse hin- und herbewegt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Hin- und Herbewegen einer rotierenden Führungsrolle für ^paserstränge auf ihrer Drehachse, die einem Zerhacker zugeführt werden, gekennzeichnet durch eine Stützhülse (64), auf der die Führungsrolle (18) drehfest angeordnet ist und die an einer Stirnseite als Nockenscheibe (60) oder als Gleitstein (88) ausgebildet ist, die bzw. der mittels einer Feder (84) gegen einen Gleitstein (88) bzw. eine feststehende Nockenscheibe vorgespannt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitstein (88) aus einem weicheren Werkstoff hergestellt ist als die Nockenscheibe (60).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenscheibe (60) bzw. der Gleitstein (88) mit der Stützhülse.(64) einstückig verbunden oder starr verriegelt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenscheibe (60) durch Stifte (82) mit der Führungsrolle (18) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenscheibe (60) eine zur Drehachse geneigte Nockenfläche (62:) aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Welle (42) mit drei Wellenabschnitten (50, 58, 54) umfaßt, deren erster und durchmessermäßig kleinster Wellenabschnitt (50) als Lager- und als Kupplungsglied für den Antrieb (17) dient, wobei auf dem zwischen dem ersten und dritten Wellenahschnitt (50, 54) liegenden und durchmessermäßig mittleren Wellenabschnitt (58) die Vorspannfeder (84) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützhülse (64) und die Nockenscheibe (60) eine Bohrung (66) aufweisen, deren Achse mit der Drehachse zusammenfällt und η welcher die Welle (42) mit ihren beiden durchmessermäßig größten Wellenabschnitttn (54, 58) aufgenommen ist, wobei der Kraftschluß zwischen Welle (42) und Slützhülse (64) durch Stifte (86) gebildet wird, welche in Radialbohrungen (56) des dritten Wellenabschnitts (54) eingesetzt sind und in zueinander parallele Längsschlitze (72) der Stützhülse (64) eingreifen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Feder (84) zwischen einer in der Bohrung (66) ausgebildeten Wellenschulter (70) und der durch den dritten Wellenabschnitt (54) gebildeten Schuller erstreckt.