DE3101222C2 - Scherzylinder für Schermaschinen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Scherzylinder, der einen Zylinderhohlkörper und aufgezogene Schermesserspiralen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderhohlkörper beheizbar ausgebildet ist. Besonders vorteilhaft ist, die Innenraumwandung des Zylinderhohlkörpers zu beheizen, was vorzugsweise durch an sich bekannte, auf die Innenwandung aufgebrachte, elektrisch betriebene Heizbänder erfolgt. Eine Variante der Erfindung sieht vor, Heißluft oder Heißdampf durch den Hohlzylinderkörper zu leiten. Zweckmäßigerweise wird ein zapfenloser Hohlzylinderkörper verwendet, wobei der Zylinderhohlkörper endseitig direkt in Kugel- oder Nadellagern lagert.

Description

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dieser "Värmewirkungen sind sogenannte Wolkenbildungen auf der Oberfläche der geschorenen Ware (ungleichmäßiger Schnitt über die Warenbreite bzw. -länge) oder Vibrationen in den Messerspiralen, was stufenförmige Schnittoberflächen verursacht Die Wärmewirkungen können sogar zum Verziehen des Zylinders führen, so daß der gesamte Scherzylinder unrund läuft. Diese Beeinträchtigungen treten insbesondere dann auf, wenn mit der gleichen Maschine in der Beschaffenheit unterschiedliche Waren geschoren werden.

In manche·? Fällen gelingt es, teilweise eine gewisse Zeit die beschriebenen Nachteile durch vorheriges Warmlaufen der Maschine zu kompensieren. Das Warmlaufen erfordert jedoch viel Zeit und Energie und gibt keine Gewähr dafür, daß die Maschine immer gleichmäßig schert.

Zur Lösung der aufgezeigten Probleme ist es bekannt, Scherzylinder zu verwenden, bei denen die Messcrspiralen in Nuten auf der Mantelfläche des Hohlzylinderkörpers eingezogen sind, wobei die Messerspiralcn mit Kupferbändern in den Nuten verkeilt sind. Die Kupfcrbänder leiten offenbar viel Wärme ab und ermöglichen in gewissen Grenzen eine wärmebedingte Ausdehnung sowie ein anschließendes Zusammenziehen der Spiralen. Abgesehen davon, daß diese Lösung auch nicht für alle Scherprozesse geeignet ist, ist die Hcrsiellung des bekannten Scherzylinders sehr arbeitsaufwendig und die Anschaffung sehr teuer.

Aus der DE-OS 20 21 673 ist es bekannt, die Schermesscrspiralen mit Öl zu kühlen. Diese Maßnahme ist in Fällen ungeeignet, in denen die Ware nicht mit öl ;n Koniakt kommen darf (Vorschur). Sie ist aber auch deshalb nicht praktikabel, weil große Ölmengen verwendet werden müssen, die wiederum Kosten- und Handhabungsprobleme bedingen. Hinzu kommt, daß derzeit noch keine geeigneten Öle oder andere Flüssigkeiten zur Verfügung stehen.

Aus der US-PS 21 73 613 ist eine Schermaschine mit einer Kühllufteinrichtung für das Untermesser bekannt, durch die jedoch wärmebedingte Verformungen der Schermesserspiralen nicht verhindert werden können.

Kin weiteres Problem bei langen Scherzylindern sind Unwiichlen. Die Unwuchten des Zylinderhohlkörpers ohne Messer können durch Auswuchten kompensiert werden. Wenn jedoch die Messer aufgezogen sind, können sich neue Unwuchlen ergeben, die nicht mehr ausgeglichen werden können. Selbst aber, wenn nach dem Aufziehen der Schermesserspiralen keine Unwuchten entstunden sind, kann durch die Wärmewirkungen bedingt Verzug zu Unwuchten führen. Die bekannten Scherzylinder sind zudem handhabungsempfindlich. Wenn die Zylinder z. B. ausgewechselt werden, kommt es häufig vor, daß die Achslagerzapfen beschädigt, l. B. verbogen werden, so daß daraus ein unrunder Lauf des Scherzylinders nach dem Wiedereinsetzen resultieren kann.

Aufgabe der Erfindung ist, die Wärmewirkung bei Scherzylindern auszuschalten und insbesondere Unwuchten zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Scherzylinder, der einen Hohlzylinderkörper und aufgezogene Schermesserspiralen aufweist, dadurch gelöst, daß der Hohlzylinderkörper beheizbar ausgebildet ist. Besonders vorteilhaft ist, die Innenraumwandung des Hohl/ylinderkörpers zu beheizen, was vorzugsweise durch an sich bekannte, auf die Innenwandung aufgebrachte, elektrisch betriebene Heizbänder erfolgt, deren Anschlußkabel entweder zu vorzugsweise an den Stirnflächen des Zylinders angeordneten Schleifringen führen, so daß elektrische Energie über die Schleifringe übertragen werden kann, oder die durch Bohrungen in den Achszapfen nach außen geleitet werden, so daß ein üblicher Steckanschluß an eine elektrische Energiequelle gewählt werden kann.

Eine Variante der Erfindung sieht vor. Heißluft oder Heißdampf durch den Hohlzylinderkörper zu leiten, was durch eine Bohrung im Achszapfen erfolgen kann, ίο Geeignete Vorrichtungen zur Erzeugung der Heißluft oder des Heißdampfes stehen dem Fachmann ausreichend zur Auswahl zur Verfugung, so daß es einer detaillierten Beschreibung dieser Vorrichtungen nicht bedarf.

Wesentlich ist, daß die Beheizung geregelt werden kann, derart, daß der Hohlzylinderkörper definierte Wärmedehnungen ausführen kann, so daß die Wärmedehnungen der Schermesserspiralen so weit kompensiert werden, daß keine den Schnitt und den runden Lauf des Zylinders beeinträchtigenden Wirkungen auftreten. Die Art und der Umfang der Beheizung werden empirisch ermittelt. Es ist möglich, die Beheizung auf die zu scherende Ware abzustellen, so daß mit der gleichen Maschine unterschiedliche Waren geschoren werden können. Es empfiehlt sich, vor dem Scheren den Scherzylinder aufzuheizen, so daß möglichst keine zusätzlichen schädlichen Wärmeentwicklungen auftreten. Selbstverständlich ist es auch möglich, Wärme aus dem Hohlzylinder abzuführen, sofern dies erforderlich ist bzw. den gleichmäßigen Scherschnitt gewährleistet.

Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird ein zapfenloser Hohlzylinderkörper verwendet, wobei der Hohlzylinderkörper einseitig direkt in Kugel- oder Nadellagern lagert und über eine einseitig auf dem Zylindermantel sitzende Antriebsscheibe angetrieben wird. Es kann aber auch zweckmäßig sein, ohne Antriebsscheibe die Zylindermantelfläche zum Antrieb zu benutzen.

Die Verwendung eines bis zur Lagerung durchgehenden Hohlzylinderkörpers bringt die besonderen Vorteile, daß sehr viel Raum für Beheizungselementc im Innern zur Verfügung steht, der leicht zugiingig ist. weil keine Achszapfen stören. Zudem stellt der Hohlzylinder einen relativ homogenen einteiligen Körper dar. der aufgrund seiner gleichmäßigen Wandstärke in bezug auf Wärmebewegungen sehr genau berechenbar ist. Ein weiterer besonderer Vorteil resultiert daraus, daß der einstückige Hohlzylinderkörper mit gleichmäßigerer Wandstärke ein höheres Widerstandsmoment gegen Biegespannungen gewährleistet, so daß sehr viel höhere Belastungen bzw. Kräfte aufgenommen werden können, ohne daß Unwuchten aufgrund von Verbiegungen oder dergleichen Verzug auftreten. Hinzu kommt, daß die Fertigung eines erfindungsgemäßen Scherzylinders wesentlich billiger ist als die Herstellung eines Achszapfenzylinderhohlkörpers.

Zur Unterstützung der erfindungsgemäßen Maßnahmen ist es zweckmäßig, eine möglichst glatte Oberfläche des Hohlzylinderkörpers zu schaffen. Dies kann durch Polieren oder z. B. Galvanisieren (Chromüberzug o. dgl.) erfolgen. Besonders vorteilhaft ist, die Mantelfläche des Hohlzylinderkörpers mit einem relativ weichen Material zu beschichten, das das Gleiten der SchermesserspHlen auf der Oberfläche des Hohlzylinderkörpers

begünstigt. Bevorzugt wird eine dünne Kunststoffbcschichtung, insbesondere eine Teflon-Beschichtung, die Wärmeentwicklungen standhält und als Gleitmittel und Wärmeisolierung wirken kann.

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Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielhaft näher erläutert.

Die Abbildung des erfindungsgemäßen Scherzylinders zeigt schematisch im Schnitt den Hohlzylinderkörper 1, der mit einer durchgehenden Bohrung 7 versehen ist und auf dessen Außenmantelfläche 6 rechtwinklig abgesetzte Stufen 8 und 9 eingebracht sind.

Beidseitig im Endbereich weist der Hohlzylinderkörper 1 Lagerungsvorrichtungen 10 und 11 auf, die — wie an sich bekannt — aus einem Lagergehäuse 4, Lager- to schalen 12 und dem Nadellager 13 bestehen. Gegen die Stufen 8 sind — wie ebenfalls bekannt — geschliffene, warm aufgezogene Lagerringe 14 gesetzt. Neben dem Lager 11 kann auf dem Hohlzylinderkörper 1 eine Antriebsscheibe 5 sitzen, über die ein Treibriemen für den Antrieb des Scherzyiinders geführt werden kann (nicht dargestellt.

Im Bereich zwischen den Lagern 10, 11 sind Schermesserspiralen 2 auf der Mantelfläche 6 des Zylinderhohlkörpers 1 aufgezogen. Sie werden mittels gegen die Stufen 9 gesetzter, gegen Verdrehung gesicherter Federriiige 15 in der üblichen Weise gehaltert, wobei jeder an den Messerenden sitzende Zapfen 16 eine Bohrung 17 im Federring 15 durchgreift und auf ein Gewinde 18 des Zapfens 16 eine Mutter 19 außenseitig auf und gegen den Federring 15 geschraubt ist.

Der Hohlyzlinderkörper 1 ist vorzugsweise bereichsweise unter den Schermesserspiralen 2 mit einer dünnen Kunststoff-Beschichtung 3, vorzugsweise aus Teflon, überzogen, die als Gleitschicht wirkt und zur Wärmeisolierung dient.

Dadurch, daß der Hohlzylinderkörper 1 endseitig offen ausgeführt ist, kann ohne weiteres ein Heizmittel, z. B. Heißluft oder Heißdampf, nach Bedarf durchgeleitet werden. Zweckmäßig kann aber auch sein, die öffnungen bis auf kleine Löcher zu verschließen und ebenfalls ein Heizmittel durch die kleinen Löcher in die verbleibende Kammer zu leiten, wodurch ggf. geringere Mengen Heizmittel erforderlich werden. Ebenso zweckmäßig kann aber auch sein, elektrische Heizmittel wie z. B. an sich bekannte Heizbänder 20 auf die Innenwandung, vorzugsweise im Bereich unter den Schermesserspiraien 2, aufzubringen und deren Kabel 21 nach außen zu führen. Vorzugsweise können auch ortsfest im Innenraum des Hohlzylinderkörpers 1 angeordnete Heizelemente vorgesehen sein, die frei in den Innenraum ragen, dergestalt, daß sie den Hohlzylinderkörper 1 nicht berühren (nicht dargestellt), wobei es sich um Strahler oder Düsen oder dergleichen Heizvorrichtungen handeln kann. Diese Vorrichtungen rotieren nicht mit und sind so angeordnet, daß sie beim Wechseln des Scherzylinders leicht entfernbar und nach Einsetzen eines neuen Scherzyiinders in die Schermaschine ohne besonderen Aufwand wieder in den Innenraum des neuen Scherzylinders gesteckt werden können.

Mit den erfindungsgemäßen Mitteln gelingt es, die beschriebenen Probleme der bekannten Scherzylinder optimal zu lösen. Der sehr starre und in der Herstellung kostengünstige Hohlzylinderkörper widersteht beachtlichen Biegekräften. Die Beheizung sorgt für eine Kornpensation der wärmebedingten Dehnungen, insbesondere der Schermesser<-piralen. Treten diese Dehnungen regelmäßig nur zonal auf, wird die Beheizung so ausgelegt, daß lediglich die beeinflußten Zonen beaufschlagt oder kühlen gehalten werden, wobei im letzteren Fall die restlichen Zonen beheizt werden können. Die Erfindung bietet somit viele Varianten, die beschriebenen Probleme zu lösen und diese Lösungen problemspezi

fisch anzusetzen. In Verbindung mit sehr glatten Mimtelflächen oder Gleitschichten im Bereich der .Schermesserspiralen gelingt es, nahezu alle schädlichen Einflüsse der Schermesserspiralen und Biegespannungen auszuschalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

31 Ol Patentansprüche:

1. Scherzylinder mit einem Hohlzylinderkopf (1) und zwei Lagervorrichtungen(10,11), bestehend aus einem Lagergehäuse (4), einer Lagerschale (12) und einem Nadel- oder Kugellager (13), wobei als Kontaktteil mit dem Nadellager ein geschliffener, warm aufgezogener Lagerring (14) dient, und mit zwischen den Lagervorrichtungen auf der Außenmantelfläche (6) des Hohlzylinderkörpers (1) angeordneten Schermesserspiralen (2) dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlzylinderkörper (1) beheizbar ausgebildet ist.

2. Scherzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Innenwandung des Hohlzylinderkörpers (1) vorzugsweise im Bereich unter den Schermesserspiralen (2) dektrisch betriebene Heizbänder (20) aufgebracht sind.

3. Scherzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß öffnungen im Hohlzylinderkörper (1) vorgesehen sind, durch die ein gasförmiges und/oder flüssiges Heizmittel durchführbar ist.

4. Scherzylinder nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Hohlzylinderkörpers (1) zumindest im Bereich der Schermesserspiralen (2) poliert oder galvanisiert ist.

5. Scherzylinder nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche (6) des Hohlzylinderkörpers (1) vorzugsweise im Bereich der Schermesserspiralen (2) mit einem relativ weichen Material beschichtet ist.

6. Scherzylinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung eine Kunststoffbeschichtung (3). vorzugsweise aus Teflon, ist.

7. Scherzylinder nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlzylinderkörper (1) mit einer durchgehenden Bohrung (7) versehen ist, und seine Außenmantelfläehe (6) ringförmig mit rechtwinklig abgesetzten Stufen (8,9) versehen ist.

8. Scherzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß neben der Lagervorrichtung (11) auf dem Hohlzylinderkörper (1) eine Antriebsscheibe (5) sitzt.

9. Scherzylinder nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schermesserspiralen (2) mittels gegen die Stufen (9) gesetzter, gegen Verdrehung gesicherter Federringe (15) in der üblichen Weise gehaltert werden.

10. Scherzylinder nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die endseitigen Öffnungen der Bohrung (7) des Hohlzylinderkörpers (1) bis auf kleine Löcher verschlossen sind.

11. Scherzylinder nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 und 4 bis 10. dadurch gekennzeichnet, daß im lnnenraum des Hohlzylinderkörpers (1) ortsfest Heizelemente angeordnet sind, die frei in den lnnenraum ragen.

12. Scherzylinder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente aus mindestens einem Strahler bestehen.

13. Scherzylinder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente aus mindestens einer Düse bestehen.

Die Erfindung betrifft einen Scherzylinder gumüU dem Oberbegriff des Anspruchs 1 für das Schneidzeug einer Schermaschine, z. B. für eine Teppichschermaschine oder dergleichen.

Das Schneidzeug derartiger Schermaschinen besteht in der Regel aus einer konkav ausgeschliffenen Mcsserschiene, dem Untermesser, an dessen Vorderkante ein mit geschliffenen Stahlspiralen versehener Scherzylinder mit hohen Touren rotiert und die aus der Warenoberfläche herausstehenden Fasern der Ware ganz oder auf eine bestimmte Länge abschneidet.

Insbesondere Teppichschermaschinen oder dergleichen arbeiten mit schweren und relativ langen Scherzylindern. Bekannt sind Schermaschinen, die mit sechs Meter langen Scherzylindern ausgerüstet sind. Für den Schereffekt ist nicht nur die Schnittzahl je cm Ware, sondern auch die Schnittzahl pro Zeiteinheit, insbesondere bei der Schnur von Teppichen, deren Florgewebe aus synthetischen Chemiefasern hergestellt sind, von wesentlichem Einfluß. Aus diesem Grunde verfügen diese Schermaschinen über Vorrichtungen, die eine Regelung der Zylinderdrehzahlen gestatten.

Bekannte Scherzylinder weisen einen Hohlzylindcrkörper auf, in dessen öffnungen jeweils ein warm eingezogener zylindrischer Achszapfen eingeschweißt ist. leder Achszapfen lagert in einer Achslagervorrichtung, bestehend aus einem Lagergehäuse, einer Lagerschale und einem Nadel- oder Kugellager, wobei das Kontaktteil der Achszapfens mit dem Nadellager ein geschliffener, warm aufgezogener Ring ist. Auf dem außenseitigen Endbereich eines Achszapfens sitzt eine Antriebsscheibe, über die der Scherzylinder angetrieben wird.

Die als Messer dienenden geschliffenen Stahlspiralen sind im Querschnitt winkelförmig ausgebildet, wobei der nach oben gebogene Messerfuß mit zwei spiralig verlaufenden Kontaktlinien auf der Mantelfläche des Hohlzylinderkörpers sitzt. An den beiden Enden der Stahlspiralen sind Spannzapfen angeordnet, die im freien Endbereich ein Gewinde tragen. Die Gewinde durchgreifen entsprechende Bohrungen in einem sogenannten Federring, der einen größeren Außcndurchmesser als der Hohlzylinderkörper besitzt und bündig an der jeweiligen Stirnfläche des Hohlzylinderkörpcrs anliegt sowie lose auf dem Achszapfen steckt. Der Federring ist gegen Verdrehung mit Nut und Feder auf dem Achszapfen gesichert. Auf die Gewinde der Spannzaplen sind außenseitig Muttern geschraubt, die sich gegen den Spannring abstützen können, so daß ciurch das Anziehen der Muttern über die Spannzapfen die Stahlspiralen gespannt werden kennen und auf diese Weise lest auf der Mantelfläche des Hohlzylinderkörpcrs verankert sind.

Beim Scheren kommt es darauf an, einen gleichmäßigen, ebenen Schnitt auf der Warenoberfläche zu erzeugen. Es hat sich herausgestellt, daß sich die Spiralen insbesondere beim Scheren von synthetischen Fasern sehr stark erwärmen und sich dabei unkontrollierbar verziehen. Die Erwärmung bzw. das Verziehen erfolgt nicht für jede Spirale gleichmäßig. Vielmehr können die Vorgänge zonenweise auftreten. Da die Spiralen mit den Federringen verspannt sind, können sie nicht in Längsrichtung entsprechend ausweichen. Hinzu kommt, daß der Hohlzylinderkörper in der Regel herstcllungsbedingt eine derartige Oberflächenrauhigkeit aufweist, daß die Messerfüße nicht frei auf der Mantelfläche gleiten können; sie verhaken sich, so daß zusätzliche Spanungen in den Spiralen auftreten, die sich sprunghilft durch Ausgleichsbewegiingen lösen können. Die Folgen