DE4039050A1 - Abreisszylinderaggregat fuer eine kaemmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Abreiß­ zylinderaggregat für eine Kämmaschine, mit wenigstens einem Zylinderpaar, das aus einem in der Kämmaschine mit einer Pilgerschrittbewegung drehbaren Abreißzylin­ der und einem Druckzylinder besteht, wobei wenigstens einer der Zylinder zum Teil aus Faserverbundwerkstoff besteht, und mit einer Anpreßeinrichtung zum Gegen­ einanderdrücken des Abreißzylinders und des Druckzy­ linders.

In herkömmlichen Abreißzylinderaggregaten für Kämmaschinen bestehen die Abreißzylinder, die in der Regel kanneliert sind, aus Stahl. Die Druckzylin­ der bestehen ebenfalls aus Metall und sind mit einem Überzug aus gummielastischem Material versehen. Die Zylinder sind damit relativ schwer und haben ein gro­ ßes Trägheitsmoment. Daraus resultiert eine hohe Be­ lastung des Getriebes in der Kämmaschine, welches die Zylinder im Betrieb während jedes Kammspiels der Kämm­ aschine mit einer Pilgerschrittbewegung hin- und her­ drehen muß.

Im Dokument EP-A-03 36 217 ist ein zum Teil aus Faserverbundwerkstoff bestehender Druckzylinder für ein Abreißzylinderaggregat beschrieben. Dieser Druck­ zylinder besitzt einen Kern aus Faserverbundwerkstoff, auf dem eine Hülse aus Metall befestigt ist. Ein sol­ cher Druckzylinder ist in erwünschter Weise leichter bzw. hat ein geringeres Massenträgheitsmoment als ein aus Metall bestehender Druckzylinder. Dieser Vorteil wird jedoch mit dem Nachteil erkauft, daß die Festig­ keit und der Verschleißwiderstand des Faserverbund­ werkstoffs an den Lagerstellen des Zylinders weniger hoch sind als bei einem Metallzylinder.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Abreißzylinderaggregat der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß bei reduziertem Gewicht bzw. Mas­ senträgheitsmoment des bzw. der zum Teil aus Faserver­ bundwerkstoff bestehenden Zylinder trotzdem alle Zylin­ der eine hohe Festigkeit und hohen Verschleißwider­ stand an den Lagerstellen aufweisen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zylinder Endzapfen aufweisen, von denen wenigstens die Umfangsfläche aus Metall besteht.

In einem erfindungsgemäßen Abreißzylinder­ aggregat kann zunächst wenigstens der Druckzylinder zum Teil aus Faserverbundwerkstoff bestehen, vorzugs­ weise aus einem Kohlefaserverbundwerkstoff. Damit ist der Druckzylinder leichter und hat ein kleineres Träg­ heitsmoment als ein vergleichbarer Druckzylinder aus Metall, so daß die für das Beschleunigen und Verzögern der beiden Zylinder erforderlichen Drehmomente ent­ sprechend reduziert sind. In der Regel dreht der in der Kämmaschine enthaltene Antrieb nur den Abreißzylinder hin und her, der dann den Druckzylinder durch Reibungs­ schluß mitnimmt. Dabei hat das reduzierte Trägheits­ moment des Druckzylinders den zusätzlichen Vorteil, daß die durch den Reibungsschluß zu übertragenden Kräfte kleiner sind, so daß weniger Schlupf und ent­ sprechend weniger Gefahr von statischen Aufladungen auftreten.

Für die meisten gebräuchlichen Kämmaschinen besitzt das Abreißzylinderaggregat ein erstes und ein zweites Zylinderpaar, die parallel nebeneinander ange­ ordnet sind. In einem solchen Abreißzylinderaggregat können vorzugsweise die Druckzylinder beider Paare und der Abreißzylinder des in Faserlaufrichtung zweiten Paares je zum Teil aus Faserverbundwerkstoff bestehen.

Der Abreißzylinder des ersten Paares, der in der Regel kanneliert sein muß, kann dabei aus Stahl bestehen; er könnte aber ebenfalls zum Teil aus Faserverbund­ werkstoff bestehen.

Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Abreißzylinderaggregates werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht von Teilen eines Kämmkopfes einer Kämmaschine,

Fig. 2 eine Draufsicht zu Fig. 1 nach der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3, 4 und 5 in kleinerem Maßstab in Längsschnitten je eine Ausführungsform eines Druckzy­ linders des Abreißzylinderaggregates und

Fig. 6 und 7 ebenfalls in kleinerem Maßstab und in Längsschnitten je eine Ausführungsform eines Ab­ reißzylinders des Abreißzylinderaggregates.

Der Kämmkopf, vondem in Fig. 1 Teile schema­ tisch dargestellt sind, enthält eine schwingende Zange mit einer Oberzangenplatte 1 und einer Unterzangenplat­ te 2. Die Zange 1, 2 ist in einer vorgeschobenen Lage bei einem Abreißzylinderaggregat dargestellt, welches zwei parallel nebeneinander angeordnete Zylinderpaare enthält. Das erste Zylinderpaar besteht aus einem Ab­ reißzylinder 3 und einem Druckzylinder 4, und das zweite Zylinderpaar besteht aus einem Abreißzylinder 5 und einem Druckzylinder 6. Im Betrieb ist in einer zu­ rückgezogenen Lage der Zange 1, 2 ein Faserbart zwi­ schen den Kanten der Zangenplatten 1 und 2 festgeklemmt und wird von einem rotierenden Rundkamm (nicht darge­ stellt) ausgekämmt. Die Zange 1, 2 wird dann in die vorgeschobene Lage bewegt und geöffnet, und die Abreiß­ zylinder 3 und 5 werden von einem in der Kämmaschine enthaltenen Antrieb (nicht dargestellt) durch einen vorbestimmten Winkel im Uhrzeigersinn (gemäß Fig. 1) gedreht, so daß das hintere Ende des zuvor gebildeten Kammzugvlieses aus der Klemmstelle des Zylinderpaares 3, 4 heraustritt und das vordere Ende des auf der Unter­ zangenplatte 2 liegenden Faserbartes auf dieses hintere Ende zu liegen kommt. Dann werden die Abreißzylinder 3 und 5 durch einen zweiten, größeren vorbestimmten Winkel im Gegenuhrzeigersinn gedreht, um den Faserbart zu erfassen und abzureißen.

Das Abreißzylinderaggregat enthält eine An­ preßeinrichtung zum Gegeneinanderdrücken des Abreiß­ zylinders 3 bzw. 5 und des Druckzylinders 4 bzw. 6 in jedem der beiden Zylinderpaare. In der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform sind die Enden der Abreißzylinder 3 und 5 in gestellfesten Platten 7 und 8 (Fig. 2) gelagert, während auf den Enden der Druck­ zylinder 4 und 6 angeordnete Lager 9 und 10 bzw. 11 und 12 in Jochen 13 und 14 gehalten sind. An jedem der Joche 13 und 14 ist ein Krafterzeugungsmittel in Form eines Kolbenstößels 15 bzw. 16 angelenkt. In Fig. 1 ist der Kolbenstößel 15 sichtbar. Der zugehörige Kol­ ben 17 ist in einem im Betrieb gestellfesten Block 18 verschiebbar geführt. Der Block 18 enthält über dem oberen Ende des Kolbens 17 eine Kammer 19, welcher im Betrieb durch eine nicht dargestellte Leitung Druckluft zugeführt wird, um den Kolben 17 und damit das Joch 13 nach unten zu stoßen und so die Druckzylinder 4 und 6 gegen die Abreißzylinder 3 und 5 zu drücken.

Wenigstens im zweiten Zylinderpaar 5, 6 be­ steht wenigstens einer dieser Zylinder 5 und 6 zum Teil aus Faserverbundwerkstoff. Vorzugsweise bestehen beide Zylinder 5 und 6 zum Teil aus Faserverbundwerkstoff. Der Druckzylinder 4 des ersten Zylinderpaares kann eben­ falls zum Teil aus Faserverbundwerkstoff bestehen. Der Abreißzylinder 3 des ersten Zylinderpaares, der in der Regel eine Kannelur aufweist, kann aus Metall bestehen, er könnte aber ebenfalls zum Teil aus Faserverbundwer­ stoff bestehen.

Einige Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäß zum Teil aus Faserverbundwerkstoff bestehenden Druckzylin­ dern sind in den Fig. 3 bis 5 dargestellt, und Aus­ führungsbeispiele von Abreißzylindern, die erfindungs­ gemäß zum Teil aus Faserverbundwerkstoff bestehen, sind in den Fig. 6 und 7 dargestellt.

Gemäß Fig. 3 besteht der Druckzylinder 6 aus einem Rohr 31 aus Faserverbundwerkstoff, zwei in die beiden Enden des Rohres 31 eingesetzten Endzapfen 32 und 33 und einem auf dem Rohr 31 angeordneten Über­ zug 34 aus gummielastischem Material. Die Endzapfen 32 und 33, welche die Lager 11 bzw. 12 tragen, bestehen aus Metall, vorzugsweise Stahl.

Der in Fig. 4 gezeigte Druckzylinder 6 be­ steht aus einem Vollstab 35 aus Faserverbundwerkstoff und den in die beiden Enden des Stabes 35 eingesetzten Endzapfen 32 und 33 aus Metall. Auf den Stab 35 ist ein Metallrohr 36, z. B. Aluminiumrohr, aufgepreßt, auf wel­ chem ein Überzug 37 aus gummielastischem Material be­ festigt ist, z. B. aufgeklebt oder aufvulkanisiert. Wenn der Überzug 37 abgenutzt ist, kann das Rohr 36 samt dem Überzug 37 ausgewechselt werden.

Der Druckzylinder 6 gemäß Fig. 5 besteht aus einem Kern 38 und einem auf dem Kern 38 angeordne­ ten Rohr 39 aus Faserverbundwerkstoff. Das Rohr 39 trägt wieder den Gummiüberzug 34. Der Kern 38, der aus Stahl besteht, ragt aus den beiden Enden des Rohres 39 heraus und trägt auf seinen Endabschnitten die Lager 11 und 12. Die Umfangsfläche des Kerns 38 und die innere Oberfläche des Rohres 39 sind vorzugsweise so geformt, daß sie einander nur in einem mittleren Abschnitt ihrer Länge berühren, so daß das Rohr 39 annähernd gerade bleiben kann, auch wenn sich der Kern 38 unter den auf die Lager 11 und 12 ausgeübten Andruckkräften etwas durchbiegt. Beispielsweise besitzt der Kern 38 einen zylindrischen mittleren Abschnitt, der mit der inneren Oberfläche des Rohres 39 in Berührung steht und an den sich auf beiden Seiten im Durchmesser reduzierte oder wie in Fig. 5 angedeutet konische Ab­ schnitte anschließen.

Der Druckzylinder 4 des ersten Zylinderpaares des Abreißzylinderaggregates kann wie schon erwähnt ebenfalls zum Teil aus Faserverbundwerkstoff bestehen, und er kann gleich ausgebildet sein wie einer der in den Fig. 3 bis 5 gezeigten Druckzylinder 6.

Die Fig. 6 zeigt den in den Fig. 1 und 2 dar­ gestellten Abreißzylinder 5 im Längsschnitt. In dieser Ausführungsform ist der Abreißzylinder 5 zusammenge­ setzt und aus einem Rohr 51 aus Faserverbundwerkstoff und aus zwei in die beiden Enden des Rohres 51 eingesetzten und festgeklebten Endzapfen 52 und 53. Die Endzapfen 52 und 53, die aus Metall bestehen, vorzugsweise aus Stahl, dienen auch dazu, den Abreißzylinder 5 mit den entspre­ chenden Abreißzylindern von benachbarten Kämmköpfen der Kämmaschine zu verbinden. Zu diesem Zweck trägt der Endzapfen 52 auf seinem Endabschnitt 54 ein Gewinde (nicht dargestellt), während der Endzapfen 53 eine ent­ sprechende Gewindebohrung 55 enthält.

Der in Fig. 7 gezeigte Abreißzylinder ist zu­ sammengesetzt aus dem Rohr 51 und aus zwei in die Enden des Rohres 51 eingesetzten Endzapfen 56 und 57 aus Me­ tall. Die Endzapfen 56 und 57 können mit dem Rohr 51 verklebt sein. Jeder der Endzapfen 56 und 57 ist je­ weils dem Rohr 51 und dem entsprechenden Rohr 51.1 bzw. 51.2 des Abreißzylinders eines benachbarten Kämmkopfes der Kämmaschine gemeinsam zugeordnet oder, mit anderen Worten, mit dem Endzapfen des Rohrs 51.1 bzw. 51.2 ein­ stückig ausgebildet. Dadurch entfällt die in derAus­ führungsform gemäß Fig. 6 angewandte Verschraubung.

Der Abreißzylinder 3 des ersten Zylinder­ paares des Abreißzylinderaggregates kann wie schon er­ wähnt aus Stahl bestehen. Er kann aber auch zum Teil aus Faserverbundwerkstoff bestehen und dann ähnlich ausgebildet sein wie einer der in den Fig. 6 und 7 dargestellten Abreißzylinder. In beiden Fällen weist der Abreißzylinder 3 des ersten Paares in der Regel eine Kannelur auf (nicht dargestellt).

Der Abreißzylinder 5 des zweiten Zylinder­ paares kann ebenfalls eine Kannelur aufweisen; diese ist aber nicht unbedingt nötig.

Der Faserverbundwerkstoff in den beschriebe­ nen Abreißzylindern und Druckzylindern besteht aus Verstärkungsfasern in einer Matrix aus Kunstharz, ins­ besondere Polyesterharz oder Epoxydharz. Die Verstär­ kungsfasern sind vorzugsweise Kohlefasern; andere Fa­ sern, z. B. Glasfasern oder Aramidfasern, sind jedoch ebenfalls verwendbar. Vorzugsweise sind die Verstär­ kungsfasern in der Kunstharzmatrix etwa parallel zu­ einander orientiert, und zwar derart, daß die Fasern F wie in Fig. 2 für den Druckzylinder 6 angedeutet etwa schaubenlinienförmig um die Achse des jeweiligen Zylinders verlaufen. Dabei kann der Winkel α, den die Fasern F mit der Achse A des Zylinders bilden, im Druckzylinder, der überwiegend auf Biegung beansprucht ist, vorteilhaft 5 bis 10° und vorzugsweise etwa 8° betragen. Im Abreißzylinder, der außerdem auch auf Torsion beansprucht ist (insbesondere wenn er wie be­ schrieben mit Abreißzylindern benachbarter Kämmköpfe gekuppelt ist und Antriebsdrehmomente auch für diese übertragen muß), kann der Winkel α, vorteilhaft 20 bis 40° und vorzugsweise etwa 30° betragen.

Die freiliegenden Oberflächen des Faserver­ bundwerkstoffs, insbesondere beim Abreißzylinder seine Umfangsfläche, können zur Erhöhung der Härte und des Verschleißwiderstandes mit Metall, vorzugsweise Chrom oder Nickel, oder mit Keramikmaterial beschichtet sein.

Claims (11)

1. Abreißzylinderaggregat für eine Kämmaschine, mit wenigstens einem Zylinderpaar, das aus einem in der Kämmaschine mit einer Pilgerschrittbewegung drehbaren Abreißzylinder und einem Druckzylinder besteht, wobei wenigstens einer der Zylinder zum Teil aus Faserverbund­ werkstoff besteht, und mit einer Anpreßeinrichtung zum Gegeneinanderdrücken des Abreißzylinders und des Druck­ zylinders, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder (3, 4, 5, 6) Endzapfen (32, 33; 52, 53; 56, 57) auf­ weisen, von denen wenigstens die Umfangsfläche aus Metall besteht.

2. Abreißzylinderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Zylinder einen Stab (35) oder ein Rohr (31; 51) aus Faserverbundwerk­ stoff und zwei in die beiden Enden des Stabes oder Rohres eingesetzte Endzapfen (32, 33; 52, 53; 56, 57) aus Metall besitzt.

3. Abreißzylinderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Zylinder ein Rohr (39) aus Faserverbundwerkstoff und einen in dem Rohr angeordneten Kern (38) aus Metall besitzt, welcher an den beiden Enden des Rohres die Endzapfen bildet.

4. Abreißzylinderaggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (38) die Innenseite des Rohres (39) nur in einem mittleren Bereich der Länge des Rohres berührt.

5. Abreißzylinderaggregat nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Stab (35) bzw. auf das Rohr (31; 39; 51) aus Faserverbundwerk­ stoff ein Metallrohr (36) aufgepreßt ist, auf welchem ein Überzug (37) aus gummielastischem Material befe­ stigt ist.

6. Abreißzylinderaggregat nach Anspruch 2, für eine Kämmaschine mit mehreren in einer Reihe angeord­ neten Kämmköpfen, wobei die zu den verschiedenen Kämm­ köpfen gehörenden Abreißzylinder starr miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab­ reißzylinder (5) je zum Teil aus Faserverbundwerkstoff bestehen und Endzapfen (56, 57) aus Metall aufweisen, die jeweils zwei einander benachbarten Abreißzylindern der Reihe gemeinsam zugeordnet und mit diesen verklebt sind.

7. Abreißzylinderaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern im Faserverbundwerkstoff orientiert sind und mit der Achse (A) des Zylinders beim Abreißzylinder (5) einen Winkel von 20 bis 40° bilden und/oder beim Druckzylinder (6) einen Winkel von 5 bis 10° bilden.

8. Abreißzylinderaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Faserverbundwerkstoffs wenigstens stellenweise mit Metall oder mit Keramikmaterial beschichtet ist.

9. Abreißzylinderaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit einem ersten und einem zweiten Zylinder­ paar, die parallel nebeneinander angeordnet sind, da­ durch gekennzeichnet, daß wenigstens der Druckzylinder (6) des zweiten Paares (5, 6) zum Teil aus Faserverbund­ werkstoff besteht.

10. Abreißzylinderaggregat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckzylinder (4, 6) beider Paare je zum Teil aus Faserverbundwerkstoff bestehen.

11. Abreißzylinderaggregat nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Abreißzylinder (5) wenigstens des zweiten Paares (5, 6) zum Teil aus Faser­ verbundwerkstoff besteht.