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Tashkentkoe spetsialnoe Konstruktorskoe bjuro textilnykh mashin,
ulitsa Sh. Rustaveli, 53-b Tashkent (UdSSR) Druckwalze für Streckwerke von Textilmaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckwalze für Streckwerke von Textilmaschinen
der im Patentanspruch 1 angegebenen Gattung und kann am vorteilhaftesten bei Spinnmaschinen
angewendet werden.
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Eine der Hauptaufgaben des Streckwerks ist das Strecken des durchlaufenden
Fasergutes, bei dem in erster Linie das Fasergut durch Faserverschiebung dünner
wird und darüber hinaus auch die Fasern entkräuselt und parallelisiert werden.
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Im Streckwerk einer bekannten Konstruktion (UdSSR-Erfinderschein
Nr. 364 696) sind ein Abzugs-Walzenpaar und ein
Zuführ-Walzenpaar
vorgesehen, die jeweils einen unteren Abzugs zylinder und eine obere elastische
Druckwalze aufweisen.
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Die lineare Geschwindigkeit des Abzugs-Walzenpaares übersteigt die
lineare Geschwindigkeit des Speise-Walzenpaares um die Streckgröße. Diese Bauelemente
der Streckwerke sind zur Erzeugung von Reibungskräftefeldern zwischen den Fasern
des zu verarbeitenden Fasergutes sowie zwischen den Fasern und Bauelementen des
Streckwerkes bestimmt. Die Reibungskräfte müssen so sein, daß eine relativ dichte
Fasergutmasse formiert werden kann. Die Dichte des Fasergutes ist von der Belastungsgröße
abhängig, die senkrecht zur Bewegungsrichtung des zu verarbeitenden Fasergutes wirkt.
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Im Streckwerk sollten solche elastische Druckwalzen verwendet werden,
die eine gleichmäßige Verteilung der Reibungskräfte im Querschnitt des Fasergutes
bewirken. Die Druckwalzen, welche in der Regel bei allen Streckwerken vorgesehen
sind, enthalten ein zylindrisches Gehäuse, das in Lagern drehbar angeordnet ist
und eine Buchse aus elastischem Material auf sich trägt, die am Gehäuse mit Hilfe
von Bunden befestigt ist.
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Eine Möglichkeit zur Leistungssteigerung von Textilmaschinen ist
die Erhöhung der Abzugsgeschwindigkeit des zu streckenden Fasergutes. Aber die Erhöhung
der Abzugsgeschwindigkeit des Fasergutes im vorerwähnten Streckwerk ist recht schwierig
und führt zum Aufwinden der Fasern auf die Druckwalzen. Dies ist durch die erhebliche
Steifigkeit der Buchse bedingt, da die Faser an der steifen Oberfläche der Buchse
gleichsam angerollt und eingedrückt wird, und bei hoher Drehgeschwindigkeit
der
Druckwalze ruft dieses Anhaften der Faser schnelles Aufwinden der Fasern auf die
Druckwalzen hervor, das ein solches Abzugspaar praktisch funktionsunfähig macht.
Dieser Nachteil ist bei Druckwalzen durch Vorsehen eines Ringspalts zwischen der
Buchse und dem zylindrischen Gehäuse überwunden. An die elastische nachgiebige Oberfläche
einer derartigen Walze kann die Faser nicht angerollt werden, und die leicht anhaftenden
Fasern werden durch Fliehkräfte ohne weiteres abgeworfen. Da aber die Druckwalze
in den meisten Fällen ein getriebenes Glied darstellt, so ergibt sich als weiterer
Nachteil von hohlen Druckwalzen, daß sie steife Abschnitte zwecks Reibkontakt mit
dem treibenden Glied aufweisen, so daß sich eine ungleichmäßige Verteilung der Elastizität
über die Walzenlänge ergibt.
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Eine derartige Druckwalze ist beispielsweise aus der GB-PS 945 436
bekannt. Sie enthält ein zylindrisches Gehäuse und eine elastische Buchse, die am
Gehäuse mit einem Ringspalt in Bezug auf das Gehäuse angebracht ist. Die Buchse
ist mit Bunden zur axialen Fixierung am Zylinder versehen. In dieser Druckwalze
ist die Buchse konkav mit nach den Walzenrändern hin zunehmender Dicke ausgeführt,
und die Bunde sind außen an den Stirnseiten des zylindrischen Gehäuses angeordnet.
Ein Nachteil dieser Druckwalze ist die Unmöglichkeit, sie in einem Hochgeschwindigkeitsstreckwerk
einzusetzen, da die Druckwalze ungleichmäßige Steifigkeit über die Breite des zu
verarbeitenden Fasergutes besitzt. Hierbei ist an den Walzenrändern an der Stelle,
wo die Walze auf das zylindrische Gehäuse gesetzt ist, die Steifigkeit der Druckwalze
maximal, wohingegen sie im mittleren Teil der Druckwalze minimal ist.
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Eine relativ gleichmäßige Verteilung der Steifigkeit der Druckwalze
und folglich auch der Reibungskräfte im Querschnitt
des Fasergutes
besteht in einer anderen bekannten Streckwerkkonstruktion (DE-PS 494 184), bei welcher
die Druckwalze eine Verdickung im mittleren Teil der Buchse aufweist. Jedoch ist
diese Konstruktion außerstande, das Problem der gleichmäßigen Verteilung der Reibungskräftefelder
in der Breite des Fasergutes zu lösen, da an den Verbindungsstellen der Buchse und
des zylindrischen Gehäuses gerade Bunde vorhanden sind, die die Buchse und das Gehäuse
verbinden, wodurch an den Rändern der Druckwalze an den Verbindungsstellen der geraden
Bunde mit dem Gehäuse eine erhöhte Steifigkeit besteht.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Druckwalze für das Streckwerk
einer Textilmaschine zu schaffen, welche durch Ausbildung der Buchse eine gleichmäßige
Steifigkeit aufweist und eine gleichmäßige Verteilung der Reibungskräftefelder bewirkt.
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Diese Aufgabe wird bei einer Druckwalze der angegebenen Gattung erfindungsgemäß
durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
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Durch diese Ausbildung der Druckwalze wird eine gleichmäßige Steifigkeit
in der Einschnürungszone zwischen Druckwalze und Zylinder im Speise- und im Abzugs-Walzenpaar
erzielt, weil jeder der unter einem Winkel zur Druckwalzenachse angeordneten Bundabschnitte
eine Steifigkeit an den Walzenrändern bewirkt, welche derjenigen im mittleren Teil
gleich ist. Dies ergibt eine gleichmäßige Verteilung der Reibungskräftefelder im
zu verarbeitenden Fasergut, wodurch die Abzugsgleichmäßigkeit des Fasergutes verbessert
wird.
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Zweckmäßigerweise sind die Übergangsbereiche des geneigten und des
parallelen Abschnittes der Bunde sowie die Verbindungsstellen der elastischen Buchse
mit dem jeweiligen Bund bogenförmig
ausgeführt, wobei die Bogenhalbmesser
der Verbindungsstellen und der bergangsbereiche mit Vorteil einander gleich sein
sollten.
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Vorzugsweise soll die Wandstärke des geneigten Abschnitts des Bunds
im Bereich von 1:2 bis 1:5 des verdickten mittleren Teils der Buchse liegen.
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Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung hat die Innenfläche
der Buchse im Querschnitt die Gestalt von zwei abgeschnittenen Kegeln, deren größere
Grundflächen auf der Seite der Bunde liegen, so daß die Buchse in ihrem mittleren
Teil verdickt ist.
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Die elastische Buchse der Druckwalze kann auch mit zunehmender Dicke
in ihrem mittleren Teil abgestuft ausgebildet sein.
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Zweckmäßigerweise ist die elastische Buchse mit ringförmigen Vorsprüngen
versehen, die an der Innenseite der Buchse liegen und deren Dicke von den Stirnseiten
zur Mitte zunimmt.
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Die erfindungsgemäße Druckwalze kann am erfolgreichsten in pneumatischen
Spinnmaschinen eingesetzt werden.
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Die Druckwalze des Streckwerks enthält ein zylindrisches Gehäuse,
eine Buchse aus elastischem Material mit stirnseitigen Bunden. Die Buchse ist am
Gehäuse mit einem Spalt zur Bildung eines ringförmigen Hohlraums angebracht. Die
Bunde der Buchse sind zueinander abgebogen, wobei jeder Bund zwei Abschnitte aufweist,
von denen der eine unter einem Winkel zur Erzeugenden des zylindrischen Gehäuses
liegt, während der andere Abschnitt zu dieser Erzeugenden parallel und am Gehäuse
befestigt
ist, wodurch eine gute Elastizität der Druckwalze über
deren gesamte Arbeitslänge gewährleistet wird.
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Die erfindungsgemäßen Druckwalzen können sowohl in einem üblichen
Streckwerk, z. B. gemäß Erfinderschein Nr.
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364 696, sowie auch in den Diskretisiereinrichtungen zum ringlosen
Spinnen eingesetzt werden.
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Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der
Zeichnung erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Streckwerkes;
Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt einer Druckwalze mit einer abgestuften Verdickung
im mittleren Teil der Buchse; Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt einer Druckwalze,
mit bogenförmigen Obergangsbereichen zwischen dem geneigten und dem parallelen Abschnitt
der Buchse; Fig. 4 einen schematischen Längsschnitt einer Druckwalze, mit bogenförmigen
Verbindungsstellen zwischen der elastischen Buchse und dem geneigten Abschnitt;
Fig. 5 einen schematischen Längsschnitt einer Druckwalze, mit gleichen Bogenhalbmessern
der Verbindungsstellen und der tZbergangsbereiche;
Fig. 6 einen
schematischen Längsschnitt einer Druckwalze mit zur Mitte hin stetig zunehmender
Dicke der Buchsenwand; Fig. 7 eine weitere Ausführung der Druckwalze mit Versteifungsringen
von im Buchsenmittelteil zunehmender Stärke; Fig. 8 einen schematischen Längsschnitt
einer Druckwalze, bei welcher die Bogenmittelpunkte der Verbindungsstellen und der
Übergangsbereiche zusammenfallen.
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Bei dem Streckwerk nach Fig. 1 wird jeweils eine Druckwalze 1 an
einen unteren Zylinder 2 eines Abzugs-Walzenpaares 3 sowie an einen unteren Zylinder
4 eines Speise-Walzenpaares 5 angedrückt, wobei zwischen ihnen eine Faserbahn 6
durchläuft.
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Die in Fig. 2 dargestellte Druckwalze enthält ein zylindrischcs Gehäuse
7, das auf einer sich drehenden, nicht dargestellten, Welle starr befestigt ist
und eine Buchse 8 aus elastischem Material trägt. Die Buchse 8 ist am Gehäuse mit
Hilfe von Bunden 9 befestigt und begrenzt einen Ringspalt in Bezug auf das Gehäuse
7 unter Bildung eines ringförmigen abgeschlossenen Hohlraumes 10 zwischen dem Gehäuse
7 und der Buchse 8. Die Buchse 8 weist Verdickungen 11 im mittleren Teil auf der
Innenseite auf.
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Die Bunde 9 der Buchse 8 weisen zwei Abschnitte auf, von denen der
eine Abschnitt 12 unter einem Winkel zur Mantellinie des zylindrischen Gehäuses
7 liegt, während der andere
Abschnitt 13 zu dieser axialen Mantellinie
parallel ist und zur Befestigung am Gehäuse 7 dient.
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In Fig. 3 bis 8 sind Ausführungsvarianten der Druckwalze dargestellt,
die grundsätzlich der vorstehend beschriebenen ähnlich sind, wobei die gleichen
Elemente durch dieselben Bezugszeichen gekennzeichnet sind.
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In Fig. 3 besteht ein Unterschied zur Ausführung nach Fig. 2 darin,
daß die bergänge vom geneigten Abschnitt 12 zum parallelen Abschnitt 13 des Bunds
9 bogenförmig ausgeführt sind.
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Nach Fig. 4 sind die Verbindungsstellen der elastischen Buchse 8
mit dem geneigten Abschnitt 12 des Bunds 9 bogenförmig ausgeführt.
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Nach Fig. 5 sind der Bogenhalbmesser an den übergängen zwischen dem
geneigten Abschnitt 12 und der Buchse 8 sowie der Bogenhalbmesser an den berghängen
zwischen dem geneigten Abschnitt 12 und dem parallelen Abschnitt 13 des Bunds 9
einander gleich.
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Nach Fig. 6 ist die Innenfläche der Buchse, wie es aus der Zeichnung
gut ersichtlich ist, als zwei abgeschnittene Kegel gestaltet, die mit ihren größeren
Grundflächen zu den Bunden, mit ihren kleineren Grundflächen aber zueinander gekehrt
sind. In dieser Weise nimmt die Buchsendicke von den Rändern der Buchse zu deren
Mitte hin gleichmäßig zu.
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Die in Fig. 7 dargestellte Ausführung, deren Buchse im wesentlichen
derjenigen in Fig. 2 entspricht, weist auf der Innenseite der Buchse Ringansätze
14 als Verdickungen auf,
deren Höhe h von den Rändern zur Mitte
hin zunimmt.
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Die erfindungsgemäße Druckwalze wirkt wie folgt: Das Fasergut 6 wird
zwischen dem Speise- und dem Abzugs-Walzenpaar hindurchgeführt, wobei die lineare
Geschwindigkeit des Abzugs-Walzenpaares die lineare Geschwindigkeit des Speise-Walzenpaares
übersteigt. Jedes Walzenpaar besitzt eine Druckwalze 1, die mit dem unteren Zylinder,
der von einem (in den Figuren nicht abgebildeten) Antrieb in Drehung versetzt wird,
in Reibkontakt steht.
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Die auf der Achse rotierende Druckwalze 1 drückt das Fasergut 6 an
den Zylinder an, wodurch die elastische Buchse durchgebogen wird. Das Vorhandensein
des verdickten Teils 11 der Buchse und des Bundes 7, bei dem ein Abschnitt 12 unter
einem Winkel zur Erzeugenden des zylindrischen Gehäuses liegt, ermöglicht einen
gleichmäßigen Andruck der Druckwalze 1 über den gesamten Querschnitt des Fasergutes
an den Zylinder.
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Zur Erhöhung der Elastizität der Buchse durch Verminderung der Steifigkeit
der Bunde 9 kann das Verhältnis der Bunddicke zur Dicke der Buchse in deren mittlerem
Teil im Bereich von 1:2 bis 1:5 gewählt sein.
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Die die Bunde 9 bildenden beiden Abschnitte 12 und 13, von denen
der eine unter einem Winkel zur Erzeugenden der Druckwalze gerichtet ist, ermöglicht
eine Hebelwirkung, mittels derer die Buchse 8 sich am zylindrischen Gehäuse 7 abstützt,
weshalb beim Kontakt der Druckwalze 1 mit dem Zylinder 2, 4 unter der Belastung
"P" die Randpunkte "A" und "B" der Buchse 8 sich in Richtung von deren Mitte zu
den Bunden 9 hin verschieben werden, indem sie sich im Bogen um den Stützpunkt
drehen,
der sich an der Kreuzungsstelle des geneigten Abschnittes 12 und des Befestigungsabschnittes
13 des Bunds am Gehäuse befindet.
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Infolge der Verschiebung der Punkte "A" und "B" nach den entgegengesetzten
Seiten findet eine bestimmte Dehnung der Buchse 8 längs der Erzeugenden der Druckwalze
1 statt, was zur zusätzlichen Erhöhung der Buchsensteifigkeit und Vergleichmäßigung
der Elastizität der Druckwalze auf ihrer gesamten Länge quer zur Bewegungsrichtung
des Fasergutes führt.
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Schließlich ist bei der Ausführung nach Fig. 8, deren Buchse und
Gehäuse denen in Fig. 5 ähneln, jeder Bund so ausgebildet, daß der Mittelpunkt des
Bogenhalbmessers an den Verbindungsstellen des geneigten Abschnitts 12 mit der Buchse
8 mit dem Mittelpunkt des Bogenhalbmessers an den tibergängen des geneigten Abschnitts
12 und des parallelen Abschnitts 13 des Bunds 9 zusammenfällt.
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Bei allen Druckwalzen ist zweckmäßigerweise der geradlinige Abschnitt
des Bundes am Gehäuse angeklebt oder anderswie fest angeschlossen, damit eine hermetische
Abdichtung des abgeschlossenen Hohlraumes gewährleistet ist. Das dabei entstehende
elastische Luftmedium des Hohlraumes stellt einen Dämpfer der schwingenden Arbeitsfläche
der Walze dar, deren Schwingungen beim Passieren von verdickten oder verdünnten
Abschnitten des Fasergutes auftreten. Dies erlaubt, eine gleichmäßige Verteilung
der Reibungskräfte während der ganzen Arbeitszeit des Streckwerkes beizubehalten.
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Die Anwendung der erfindungsgemäßen Druckwalze bietet
die
Möglichkeit, die Gleichmäßigkeit des abgezogenen Fasergutes für mit hohen Geschwindigkeiten
ablaufende Spinnprozesse zu erhöhen.
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Obwohl im Vorstehenden nur einige bevorzugte Ausführungsvarianten
der Erfindung beschrieben wurden, können Abänderungen und Vervollkommnungen vorgenommen
werden, und zwar insbesondere hinsichtlich der Form der Verdickungen der Buchsenwand
(z. B. bogenförmig), der Form und Stärke der Bunde und der ein- oder mehrteiligen
Ausbildung der Buchsen. Die dargestellten und vorstehend beschriebenen Buchsen sind
zusammen mit ihren Bunden einstückig aus einem gummielastischem Werkstoff hergestellt.
Es ist jedoch auch möglich, die Bunde aus einem anderen elastischen Material herzustellen
und sie an der elastischen Buchse durch Kleben bzw. Vulkanisieren zu befestigen.