DE3703357A1 - Streckwerk an einer spinnereimaschine, insbesondere einer strecke - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Streckwerk an einer Spin­ nereimaschine, insbesondere einer Strecke, mit Walzenpaaren, bestehend aus Oberwalze mit Walzenkern und Bezug und Unter­ walze.

Die Walkarbeit in den elastischen Bezügen von Streckwerk­ oberwalzen führt zur Wärmeentwicklung in diesen Belägen. Es hat sich gezeigt, daß diese Wärmeentwicklung insbesondere an Strecken bei Liefergeschwindigkeiten von mehr als 800 oder 1000 m/min zu erheblichen Temperaturerhöhungen in diesen Walzen führt, da die entwickelte Wärme nicht rasch genug ab­ geführt werden kann. Diese Temperaturerhöhung beschleunigt die Alterung der Beläge und verkürzt damit ihre Lebensdauer. Weiterhin löst sich der Klebstoff, mit dem diese Beläge auf dem Walzenkörper befestigt sind. Dies wiederum führt zu seitlichem Abwandern der Beläge und damit zum Ausfall des Streckwerkes.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es damit, ein Streck­ werk der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem die sich aus der Temperaturerhöhung der Oberwalze ergebenden Nachteile bezüglich Lebensdauer und Funktionsfähigkeit ein­ wandfrei vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Oberwalze mit einem Kühlsystem versehen ist. Hierbei kann in einer ersten Ausführungsform die Oberwalze mittels eines durch das Innere geführten Luftstromes gekühlt werden. Dabei kann der Luftstrom durch einen Druckerzeuger erzeugt werden, wobei andererseits auch die Möglichkeit besteht, die Ober­ walze mit selbsterzeugtem Kühlluftstrom zu kühlen.

Für Oberwalzen mit Außenlagerung kann eine durchgehende Boh­ rung in der Welle der Oberwalze vorliegen, wobei die Kühl­ luft in einer Richtung hindurchgeführt wird. Es besteht al­ ternativ auch die Möglichkeit, an einer Stirnseite ein Sack­ loch vorzusehen, welches mit Längsnuten am Außenumfang des Walzenkerns verbunden ist. Statt des einen Sackloches können beispielsweise je ein Sackloch von beiden Stirnseiten des Walzenkerns vorgesehen sein, welche über Längsnuten mitein­ ander verbunden sind. Auch bei Oberwalzen mit Innenlagerung können diese vorgenannten Sacklöcher und die Längsnuten An­ wendung finden.

Bei Oberwalzen mit selbsterzeugtem Kühlluftstrom besteht auch die Möglichkeit des Einsatzes von mindestens einem Sackloch. Hierbei kann je ein Sackloch von jeder Seite bis nahe zur Oberwalzenmitte geführt sein, wobei Querbohrungen nach außen verlaufen mit umlaufendem Einstich pro Seite auf der Höhe des Sacklochbodens. Mittig unterbrochene Längsnuten können von der Mitte nach außen führend mit einem aufge­ schrumpften Stahlrohr als Bezugsträger vorgesehen sein. Die Kühleingänge können seitlich getrennt angeordnet werden. Die Längsnuten führen über den Bezug hinaus und erzeugen bei Drehung einen Unterdruck im System, so daß abhängig von der Drehzahl ein Kühlluftstrom von außen durch die Welle ange­ saugt wird.

Der Kühlluftstrom kann hierbei erhöht werden, indem seit­ lich vom Bezug auf jeder Seite ein Lamellenkörper aufge­ klemmt wird, welcher den Unterdruck im System noch ver­ stärkt. Dieser Körper ist im Durchmesser kleiner als der Be­ zug und hat in Längsrichtung angeordnete Rippen, welche beim Abstreifen von Fasermaterial von dem Bezug nicht hinderlich sind.

Die vorgenannte Ausführungsform kann Anwendung finden bei Oberwalzen mit Innenlagerung, wobei hierbei die Längsnuten nur bis zur Wälzlagerung verlaufen.

Es besteht auch die Möglichkeit einer durchgehenden Bohrung in der Achse mit Querbohrungen in der Mitte. Mehrere Quer­ bohrungen in der Hohlwelle erzeugen Unterdruck im System, welcher wiederum beispielsweise durch einen Lamellenkörper verstärkt werden kann.

Nach einer anderen Lösung der Erfindung kann die entstehende Wärme durch gut wärmeleitendes Material (insbesondere Kup­ fer), aus dem der Walzenkörper mindestens zum Teil besteht, aus dem Entstehungsbereich in einen nicht vom elastischen Walzenbelag überdeckten Endbereich der Walze geführt und dort durch Abstrahlung oder Konvektion abgeleitet werden. Die Oberwalzen können hierbei mit einer Profilwelle aus Stahl bestehen, die an jeder Stelle die gleiche ausreichende Biegesteifigkeit hat. Das Profil verringert sich im Durch­ messer von der Mitte her nach beiden Außenseiten. Hierdurch wird Platz geschaffen, beispielsweise für einen hohlen kegelstumpfähnlichen Körper aus gut wärmeleitendem Material, welcher auf der Profilwelle fest aufsitzt und nach außen hin eine Zylinderform aufweist. Dieser Kupfermantel erfüllt die Aufgabe, die sich besonders in der Mitte der Oberwalze stau­ ende Abwärme schnell nach außen zu führen.

Alternativ besteht auch die Möglichkeit, ein Stahlrohr über dem Kupfermantel als Bezugsträger vorzusehen. Weiterhin kann die Profilwelle als Doppelkonus ausgelegt werden mit ent­ sprechendem Kupfermantel.

Bei Oberwalzen mit Innenlagerung kann folgende Konstruktion vorgesehen sein: Die Hohlwelle als Bezugsträger wird innen mit einem Kupferrohr über die Länge zwischen den Wälzlagern fest verbunden. Die Hohlwelle aus Stahl bleibt ausreichend biegesteif und der innere Kupfermantel führt die Wärme schnell nach den Außenseiten ab.

Alternativ zu den vorgenannten Ausführungen besteht auch die Möglichkeit zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe in der Abführung des von innen kommenden Wärmestromes an die Umge­ bung über Wärmeabgabe durch Abstrahlung. Da sich gezeigt hat, daß die erhöhten Temperaturen insbesondere im Mittelbe­ reich der Oberwalzen auftreten, kann eine Erniedrigung der vor allem nachteiligen hohen Temperaturen dadurch erreicht werden, daß die Temperaturverteilung über die Länge der Oberwalze durch in die Oberwalze integriertes, gut wärmelei­ tendes Material vergleichmäßigt wird. Beispielsweise kann der Aufbau des Bezuges aus zwei Schichten erfolgen. Die in­ nere Schicht besteht aus festem, hoch elastischem Material, das verformbar ist, jedoch kaum Walkarbeit und damit wenig Wärme erzeugt. Die äußere Schicht besteht aus bewährtem Be­ zugsmaterial für Oberwalzen. Die Schichten sind miteinander fest verbunden und vermindern die Wärmebelastung gegenüber bekannten Ausführungen.

Bezüglich der Wärmeabgabe durch Abstrahlung besteht auch die Möglichkeit, großgehaltene Metallflächen seitlich über den Bezug der Oberwalze hinausragen zu lassen und in dunkler Farbe zu halten.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Walzenpaares mit teilweise geschnittener, außengelagerter Oberwalze;

Fig. 2 eine andere Ausführungsform der Erfindung mit außen­ gelagerter Oberwalze im Schnitt;

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 eine weitere Ausführungsmöglichkeit mit innengelager­ ter Oberwalze im Schnitt;

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform mit innengelagerter ge­ schnittener Oberwalze;

Fig. 6 eine andere Ausführungsmöglichkeit mit außengelager­ ter Oberwalze im Schnitt;

Fig. 7 eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit innen­ gelagerter Oberwalze im Schnitt.

In Fig. 1 ist in Vorderansicht ein Walzenpaar, bestehend aus Oberwalze 1 und Unterwalze 2 eines Streckwerks dargestellt. Die Oberwalze 1 weist einen Walzenkern 4 sowie einen Belag 5 auf, wobei der Walzenkern 4 in Wälzlagern 3 gelagert ist. Es handelt sich also bei dieser Konstruktion um eine außengela­ gerte Oberwalze, das heißt, der Walzenkern 4 läuft um. Im Bereich der Wälzlager 3 findet, wie durch Pfeile I angedeu­ tet, eine Krafteinleitung über nicht näher dargestellte Druckelemente statt.

Erfindungsgemäß ist die Oberwalze 1 mit einer durchgehenden Bohrung 6 versehen, welche über eine nicht näher bezeichnete Kupplung sowie Leitung mit einer Druckluftquelle in Form ei­ nes Druckerzeugers, das heißt, einer Pumpe 7 und einem Motor 8 in Verbindung steht. Durch diese Konstruktion ergibt sich eine Zwangskühlung der außengelagerten Oberwalze 2 mittels durch den Druckerzeuger 7 erzeugter Druckluft. Hierdurch er­ fährt der Bezug 5 eine Kühlung, so daß unerwünschte Tempera­ turerhöhungen vermieden werden.

Bei der Ausführung nach Fig. 2 und 3 ist an einer Stirnseite des Walzenkerns 4 ein Sackloch 9 vorgesehen, welches wie­ derum mit einer nicht näher bezeichneten Druckluftquelle in Verbindung steht. Im vorderen Bereich des Sackloches 9 sind Querbohrungen 10 vorgesehen, welche mit Längsnuten 11 in Verbindung stehen, die unter dem Außenumfang des Walzenkerns 4 axial verlaufen. Der Außenmantel des Walzenkerns 4 ist von einer Hohlwelle 12 gebildet, auf welcher der Bezug 5 ange­ ordnet ist.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 handelt es sich um eine innengelagerte Oberwalze 1′, das heißt, der Walzenkern 4′ steht still, wohingegen die Hohlwelle 12 mit dem Bezug 5 ro­ tiert. Zwischen der Hohlwelle 12 und einem speziellen Be­ reich des Walzenkerns 4′ ist jeweils wiederum ein Wälzlager 3′ angeordnet.

Bei dieser Konstruktion weist der Walzenkern 4′ an beiden Stirnseiten jeweils ein Sackloch 9 und 9′ auf, welche ihrer­ seits über Querbohrungen 10 mit einem Ringraum verbunden sind, der die Verbindung zwischen den beiden Sacklöchern 9 und 9′ herstellt. Wiederum besteht die Möglichkeit, eine Sacklochbohrung, beispielsweise 9, mit einer nicht näher be­ zeichneten Druckluftquelle zu verbinden. Bei den Ausfüh­ rungsformen nach Fig. 1, 2 und 4 handelt es sich um durch Druckluft zwangsgekühlte Oberwalzen 1 bzw. 1′.

Es besteht auch die Möglichkeit, statt der Zwangskühlung einen selbsterzeugten Kühlluftstrom zur Kühlung der Ober­ walze zu verwenden. Diese Möglichkeit ist in Fig. 5 vorgese­ hen. Hier ist ein Filter 13 für Ansaugluft an einer Stirn­ seite eines Walzenkerns 4′ angeordnet. Die Luft strömt durch den Filter 13, durch das Sackloch 9, durch die Querbohrungen 10 zu dem Ringraum und tritt im Bereich eines Lamel­ lenkörpers 15 aus, welcher den Warmluftaustritt darstellt. Durch diesen Lamellenkörper 15 kann der Kühlluftstrom erhöht werden, in dem sich eine Verstärkung des Unterdrucks im Sy­ stem ergibt. Im Bereich der Wälzlager 3′ der innengelagerten Oberwalze 1′ ist ein Kühlrippenaufsatz 14 vorgesehen, wo­ durch sich ebenfalls eine Erhöhung der Kühlleistung ergibt.

Statt der Konstruktion nach Fig. 5 ist es auch möglich, beidseitig des Walzenkerns 4′ Sacklochbohrungen vorzusehen und von einem selbsterzeugten Kühlluftstrom durchströmen zu lassen.

Die Ausführungsformen nach Fig. 1 bis 6 beziehen sich auf innen- bzw. außengelagerte Oberwalzen mit selbsterzeugtem Kühlluftstrom (Fig. 5) bzw. mit Kühlung der Oberwalzen durch bereitgestellte Druckluft.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 wird die entstehende Wärme durch gut wärmeleitendes Material aus dem Ent­ stehungsbereich in einen nicht vom elastischen Walzenbezug 5 überdeckten Endbereich der Oberwalze 1′′ bzw. 1′′′ abgeführt. Hierzu ist ein Walzenkörper 17 nach Fig. 6 in einem Teilbe­ reich 18 von einer Hohlwelle aus gut wärmeleitendem Mate­ rial, beispielsweise Kupfer, umgeben, welcher von einer Stahlhülse 19 überdeckt ist. Diese Stahlhülse 19 ist mit dem Bezug 5 der in den Wälzlagern 3 außengelagerten Oberwalze 1′′ verbunden. Die Wälzlager 3 sind ihrerseits in einer Lager­ hülse 16 angeordnet. Wie ersichtlich, ist der Walzenkörper 17 an seinen Enden konisch zulaufend ausgebildet, wobei der Teilbereich 18 die entsprechende Gegenform aufweist. Hier­ durch ergibt sich vorteilhafter Weise, daß der Walzenkörper 17 und der Teilbereich 18 eine Welle gleicher Biegesteifig­ keit bildet.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 handelt es sich um eine innengelagerte Oberwalze 1′′′, wobei der Walzenkörper 17′ die Wälzlager 3′ trägt, welche ihrerseits von einer Stahl­ hülse 21 umgeben sind, auf welcher der Bezug 5 befestigt ist. Innenseitig der Stahlhülse 21 ist im Teilbereich 18′ wiederum ein Hohlkörper aus gut wärmeleitendem Material an­ geordnet. Durch diese Ausführungsform wird erreicht, daß die, wie sich gezeigt hat, vor allem im mittleren Bereich des Oberwalzenbezuges 5 entstehende Wärme gleichmäßiger über die ganze Breite des Bezugs verteilt und damit im mittleren Bereich abgesenkt wird.

Als weitere, nicht näher dargestellte Möglichkeit kann auch die Temperaturverteilung über die Länge der Oberwalze durch in die Oberwalze integriertes, gut wärmeleitendes Material vergleichmäßigt werden. Diese Vergleichmäßigung kann dadurch geschehen, daß der Bezug 5 aus zwei Schichten besteht. Der zweischichtige Bezug läßt sich auch bei den Ausführungen nach Fig. 1 bis 7 mit der Zwangskühlung, dem selbsterzeugten Kühlluftstrom oder dem Wärmeausgleich im System kombinieren.

In nicht näher dargestellter Ausführungsform besteht auch die Möglichkeit einer kombinierten Kühlung mittels minde­ stens eines durch das Innere des Walzenkörpers geführten Luftstromes und mittels eines Teilbereichs des Walzenkörpers aus stark wärmeleitendem Material.

In jedem Fall ist die Oberwalze mit einem Kühlsystem verse­ hen, wodurch die unerwünschte Temperaturerhöhung einwandfrei vermieden und die Lebensdauer von Walzenpaaren beträchtlich erhöht wird.

Claims (19)

1. Streckwerk an einer Spinnereimaschine, insbesondere einer Strecke, mit Walzenpaaren, bestehend aus Oberwalze mit Walzenkern und Bezug und Unterwalze, dadurch gekennzeich­ net, daß die Oberwalze (1, 1′, 1′′, 1′′′) mit einem einge­ bauten Kühlsystem versehen ist.

2. Streckwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberwalze (1, 1′) mittels mindestens eines durch das Innere des Walzenkerns (4, 4′) geführten Luftstromes ge­ kühlt ist.

3. Streckwerk nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen durch die rasche Drehbewegung der Oberwalze (1, 1′) selbsterzeugten Kühlluftstrom.

4. Streckwerk nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen mit Druckluft zwangsgekühlten Walzenkern (4, 4′) der Oberwalze (1, 1′).

5. Streckwerk nach den Ansprüchen 1, 2 und 4, mit außengela­ gerter Oberwalze, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzen­ kern (4) der Oberwalze (1) eine zentrisch durchlaufende Bohrung (6) aufweist, welche mit einem Druckerzeuger (7) verbunden ist (Fig. 1).

6. Streckwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit außenge­ lagerter Oberwalze, dadurch gekennzeichnet, daß der Wal­ zenkern (4) der Oberwalze (1) an mindestens einer Stirn­ seite ein zentrisch angeordnetes Sackloch (9) aufweist, welches mit Längsnuten (11) unter dem Außenumfang des von dem Bezug (5) umgebenen Walzenkerns (4) verbunden ist (Fig. 2).

7. Streckwerk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich von beiden Stirnseiten je ein Sackloch (9, 9′) er­ streckt, wobei beide Sacklöcher durch die Längsnuten (11) miteinander verbunden sind.

8. Streckwerk nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich­ net, daß ein Sackloch (9) mit einer Druckluftquelle (7, 8) verbunden ist.

9. Streckwerk nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, mit innengela­ gerter Oberwalze, dadurch gekennzeichnet, daß die Ober­ walze (1′) in dem Walzenkern (4′) an mindestens einer Stirnseite ein zentrisch angeordnetes Sackloch (9) auf­ weist, welches mit Längsnuten (11) unter dem Außenumfang des von einer den Bezug (5) tragenden Hohlwelle (12) um­ gebenen Walzenkerns (4′) verbunden ist.

10. Streckwerk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich von beiden Stirnseiten je ein Sackloch (9, 9′) er­ streckt, welche durch die Längsnuten (11) miteinander verbunden sind (Fig. 4).

11. Streckwerk nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeich­ net, daß ein Sackloch (9) mit einer Druckluftquelle (7) verbunden ist.

12. Streckwerk nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeich­ net, daß ein Sackloch (9) einerseits über einen Filter (13) und andererseits über die Längsnuten (11) mit min­ destens einer einen Radialventilator bildenden Leit­ schaufeln (15) versehenen Austrittsöffnung mit der Außenluft verbunden ist (Fig. 5).

13. Streckwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenkörper (17) der Oberwalze (1′′) über mindestens einen Teilbereich (18) aus stark wärmeleitendem Material besteht, wobei entstehende Wärme aus dem Entstehungsbe­ reich in einen freien Endbereich (20) der Oberwalze (1′′) geleitet wird.

14. Streckwerk nach Anspruch 13, mit außengelagerter Ober­ walze, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilbereich (18) der Oberwalze (1′′) als Hohlwelle ausgebildet und mit dem in Wälzlagern (3) gelagerten Walzenkörper (17) verbunden ist (Fig. 6).

15. Streckwerk nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenkörper (17) und der Teilbereich (18) eine Welle gleicher Biegesteifigkeit bilden, wobei der Wal­ zenkörper (17) an seinen Enden konisch zulaufend ausge­ bildet ist und der Teilbereich (18) die entsprechende Gegenform aufweist.

16. Streckwerk nach Anspruch 13, mit innengelagerter Ober­ walze, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilbereich (18′) der Oberwalze (1′′′) als Hohlwelle ausgebildet und in­ nenseitig einer mit Belag (5) versehenen Hülse (21) an­ geordnet ist und daß die Hülse (21) über Wälzlager (3′) mit einem Walzenkörper (17′) verbunden ist (Fig. 7).

17. Streckwerk nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeleitende Material Kupfer ist.

18. Streckwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Außenumfang der Oberwalze (1, 1′, 1′′, 1′′′) mit einem die Wärmeverteilung ver­ gleichmäßigenden, gut wärmeleitenden Material versehen ist.

19. Streckwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ge­ kennzeichnet durch eine kombinierte Kühlung mittels min­ destens eines durch das Innere des Walzenkörpers geführ­ ten Luftstromes und mittels eines Teilbereichs des Wal­ zenkörpers aus stark wärmeleitendem Material.