DE4136146C2 - Schmirgelwalze und Verfahren zum Befestigen eines Schmirgelbelages auf einer Schmirgelwalze - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schmirgelwalze sowie ein Ver­ fahren zum Befestigen eines Schmirgelbelages auf der Schmirgelwalze.

Schmirgelwalzen für Schmirgelmaschinen sind seit langem be­ kannt und dienen dazu, insbesondere aus textilen Fasern be­ stehende Stoffbahnen an ihrer Oberfläche aufzurauhen und dem Material dadurch ein gefälliges Aussehen und einen guten Griff zu verleihen. Die Befestigung des Schmirgelbe­ lages auf der Schmirgelwalze kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Bei einer bekannten, im Handel befindlichen Schmirgelmaschine weist der Walzenkörper an seinem Umfang mehrere längliche, nutförmige Ausnehmungen auf, in die ebenfalls längliche Schmirgelträger mit aufgeklebtem Schmirgelbelag eingesetzt und sodann fixiert werden. Die Befestigung der Schmirgelträger erfolgt mit Hilfe von auf der Achse der Schmirgelwalze stirnseitig angeordneten und verdrehbar gelagerten Scheiben, die in ihrer zum Fixieren dienenden Stellung mit Schrauben gesichert werden.

Ferner ist aus der DE 39 04 003 A1 eine Schmirgelmaschine bekannt, deren Schmirgelwalze aus einem rohrförmigen Wal­ zenkörper und aufgeschraubten Schlagleisten besteht, auf die ein Schmirgelband spiralförmig aufgezogen ist. Der Querschnitt dieser Schmirgelwalze ist polygonförmig und führt zu einem hohen Verbrauch an Schmirgelpapier. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Schmirgelwalze ist der große Zeitaufwand, der mit dem Wechseln des Schmirgelbela­ ges verbunden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine zu seiner Durchführung geeignete Schmirgelwalze zu schaffen, damit Schmirgelträger, auf denen sich bereits Schmirgelbelag befindet, schnell und in einfacher Form auf dem Ausnehmungen aufweisenden Walzenkörper befestigt und auch wieder gelöst werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die Schmirgelträger mit dem Schmirgelbelag mit Hilfe von Flieh­ kraft bei rotierendem Walzenkörper gespannt und kraft- und/ oder formschlüssig fixiert werden.

Der mit Schmirgelbelag versehene Schmirgelträger wird erfindungsgemäß nicht mehr mit Hilfe von Schrauben an der Schmirgelwalze befestigt, sondern er wird nur noch in die Ausnehmung im Walzenkörper eingelegt und gleitet dann mit zunehmender Drehzahl der anlaufenden Schmirgelwalze in seine Arbeitsposition. Sobald er diese Arbeitsposition erreicht hat, wird er entweder kraftschlüssig mit Hilfe einer definierten Klemmung gehal­ ten oder er rastet gemäß einer abgewandelten Ausführungs­ form in eine Position ein, in der er formschlüssig fixiert ist. Zum Befestigen des Schmirgelträgers sind daher keiner­ lei besondere Maßnahmen mehr erforderlich.

Soll der Schmirgelträger wieder gelöst werden, so muß le­ diglich eine radial einwärts gerichtete Druckkraft auf ihn ausgeübt werden. Dies kann z. B. durch Verwendung eines Kunststoffhammers geschehen.

Die kraftschlüssige Fixierung des Schmirgelträgers erfolgt vorzugsweise mit Hilfe einer Klemmeinrichtung sowie unter Verwendung eines Keilwinkels, der im Selbsthemmungsbereich der benutzten Werkstoffe liegt. Der Schmirgelträger löst sich daher nicht ohne äußere Einflüsse, wenn die Schmirgel­ walze nach Erreichen ihrer Arbeitsdrehzahl wieder stillge­ setzt wird.

Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei­ spielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher be­ schrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipskizze einer Schmirgelwalze in perspektivischer sowie abgebrochener Darstel­ lung, wobei nur eine einzige Ausnehmung ohne Schmirgelträger und ohne Klemmeinrichtung dar­ gestellt ist;

Fig. 2 eine abgebrochene Stirnansicht der Schmirgel­ walze mit dem eingesetzten Schmirgelträger und der Klemmeinrichtung vor dem Fixieren;

Fig. 3 eine Ansicht wie in Fig. 2 mit dem Schmirgel­ träger und der Klemmeinrichtung in der durch Selbsthemmung fixierten Arbeitsstellung;

Fig. 4 eine Ansicht wie in Fig. 3 von einer abge­ wandelten Ausführungsform;

Fig. 5 eine Ansicht wie in Fig. 2 von einer weiteren Ausführungsform;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer abgewandel­ ten Schmirgelwalze in kleinerem Maßstab sowie in prinzipmäßiger Darstellung, wobei zwecks Veranschaulichung nur eine einzige, schrauben­ linienförmig verlaufende Ausnehmung darge­ stellt ist;

Fig. 7 eine abgebrochene Ansicht wie in Fig. 2 von einem letzten Ausführungsbeispiel nach dem Einsetzen und vor dem Befestigen des Schmir­ gelträgers und

Fig. 8 eine Ansicht wie in Fig. 7 mit dem befestigten und in der Arbeitsstellung befindlichen Schmirgelträger.

Eine Schmirgelwalze 1 besteht gemäß Fig. 1 aus einem Wal­ zenkörper 2, der an seinem Umfang 3 mehrere Ausnehmungen 4 aufweist, von denen in den Fig. 1 bis 8 der Einfach­ heit halber jeweils nur eine einzige Ausnehmung 4 darge­ stellt ist. Die Ausnehmungen 4 sind über den Umfang 3 ver­ teilt angeordnete Nuten und dienen zum lagegerechten Fixieren von Schmirgelträgern 5.

Die Ausnehmungen 4 bzw. Nuten erstrecken sich vom Umfang 3 des Walzenkörpers 2 radial einwärts und sind im Quer­ schnitt T-förmig. Sie bestehen aus einer mittig angeordne­ ten Keilnut 6 und davon abzweigenden Seitennuten 7, 8, die spitzwinklig zur Keilnut 6 stehen. Die beiden Seitennuten 7, 8 zweigen radial außen von der Keilnut 6 ab und weisen radial außen befindliche Nutbegrenzungswände 9, 10 auf. Die Seitenflächen 11, 12 der Keilnut 6 stehen unter einem spitzen Keilwinkel α zueinander. Die Nutseitenflächen 13 und 14 der Seitennuten 7, 8 schließen gemäß Fig. 2 einen Winkel β ein, der größer ist als der Keilwinkel α (Fig. 2).

Der Schmirgelträger 5 ist ein länglicher, streifenförmiger Körper und besteht aus einem federelastisch biegsamen Werk­ stoff wie z. B. Kunststoff. Der eigentliche, körnige Schmir­ gelbelag 15 ist in geeigneter Weise, z. B. mit Hilfe von Klebstoff auf der einen Seite des Schmirgelträgers 5 ange­ ordnet. Die Länge des Schmirgelträgers 5 ist beliebig und kann sich über die gesamte Länge der Schmirgelwalze 1 er­ strecken. Seine in Umfangsrichtung der Schmirgelwalze er­ streckende Breite ist auf den Abstand der Außenkanten 16 und 17 der Seitennuten 7 und 8 (Fig. 2) derart abgestimmt, daß er sich problemlos in die Ausnehmung 4 einsetzen läßt und dabei von den Außen­ kanten 16 und 17 geführt wird.

Zum Spannen, Fixieren und Befestigen des Schmirgelträgers 5 dient eine Klemmeinrichtung 18. Sie besteht aus einem oder mehreren Klemmkörpern 19, die im Querschnitt ebenso wie die Keilnut 6 keilförmig sind und die Funktion eines Spannkeiles haben. Der bzw. die Klemmkörper 19 verjüngen sich radial auswärts ebenso wie die Ausnehmung 4 radial von außen nach innen divergiert. Der Keilwinkel α ist beim Klemmkörper 19 derselbe wie bei der Keilnut 6.

Der Klemmkörper 19 ist ein länglicher Profilkörper und weist ein in Umfangsrichtung der Schmirgelwalze 1 außen ab­ gerundetes Kopfstück 20 auf, das innen an dem eingesetzten Schmirgelträger 5 anliegt. Die Abmessungen des Klemmkörpers 19 mit seinem Kopfstück 20 sind schließlich so gewählt, daß der Klemmkörper 19 unter radial auswärts gerichteter Ver­ schiebung des Schmirgelträgers 5 soweit bewegbar ist, daß der Schmirgelbelag 15 in seiner Arbeitsstellung etwa 3 bis 5 mm über den Umfang 3 der Schmirgelwalze 1 vorsteht. In dieser Arbeitsstellung wird der Klemmkörper 19 sowohl durch die Keilnut 6 als auch durch die freien Ränder 21, 22 der Nutbegrenzungswände 9, 10 gehalten, die die schlitzförmige Nutöffnung 23 begrenzen. Das Kopfstück 20 des im Quer­ schnitt etwa pilzförmigen Klemmkörpers 19 ist in Umfangs­ richtung breiter als die lichte Weite der Nutöffnung 23, so daß das Kopfstück 20 mit seinen Rändern 24, 25 den Schmirgelträger 5 in der Arbeitsstellung innen gegen die Nutbegrenzungswände 9, 10 drückt.

Nach dem Einsetzen des Schmirgelträgers 5 und des Klemmkör­ pers 19 in die Ausnehmung 4 erfolgt die Befestigung des Schmirgelträgers 5 in der Weise, daß er mit Hilfe der von der rotierenden Schmirgelwalze erzeugten Fliehkraft ge­ spannt und sodann kraftschlüssig fixiert wird. Die kraft­ schlüssige Fixierung erfolgt mit Hilfe des Klemmkörpers 19 sowie mittels des Keilwinkels α, der im Selbsthemmungsbe­ reich der den Klemmkörper 19 aufnehmenden Nut bzw. Ausneh­ mung 4 liegt. Sofern Stahl als Werkstoff für den Walzenkör­ per 2 und Gummi oder Kunststoff als Werkstoff für den Klemmkörper 19 verwendet werden, erfüllt ein Keilwinkel α von 10° bis 16°, vorzugsweise von 12° bis 14° die Voraus­ setzungen für eine einwandfreie Selbsthemmung, so daß der Klemmkörper 19 nach dem Stillsetzen der Schmirgelwalze 1 nicht wieder in die Ausnehmung 4 zurückfällt.

Um die für den Spannvorgang erforderliche Fliehkraft zu optimieren, kann der Klemmkörper 19 einen Fliehkraftkörper 26 z. B. in Gestalt eines metallischen Kernes aufweisen. Zweckmäßigerweise bestehen der bzw. die Fliehkraftkörper 26 aus kurzen, hintereinander angeordneten Einzelstücken, damit die notwendige Elastizität in radialer Richtung er­ halten bleibt und die Klemmkörper 19 an jeder Stelle gleichmäßig zur Anlage gelangen.

Wesentlich ist, daß der bzw. die Klemmkörper 19 elastisch verformbar sind, damit sie durch Einwirkung der Fliehkraft gleichmäßig an den Seitenflächen 11, 12 der Keilnut und an den Nutseitenflächen 13 und 14 der Seitennuten 7, 8 zur An­ lage gelangen.

Der außen abgerundete Kopf 20 des Klemmkörpers 19 bewirkt, daß sich der Schmirgelträger 5 in der Arbeitsstellung bo­ genförmig aus der Ausnehmung 4 herauswölbt. Hiermit sind Vorteile bei der Geräuschentwicklung während des Schmir­ gelns verbunden, weil der Schmirgelträger 5 nicht mehr schlagartig auf das Werkstück auftrifft, sondern dort all­ mählich aufläuft. Die schlagartige Kompression von Luft an der Arbeitsstelle wird somit vermieden.

Eine zusätzliche Verringerung der Schallemission läßt sich erreichen, wenn die nutförmigen Ausnehmungen 4a gemäß dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel am Umfang 3a des Walzenkörpers 2a schraubenlinienförmig angeordnet sind. Auch hier müssen der bzw. die nicht dargestellten Schmir­ gelträger und der bzw. die Klemmkeile mit ihren Köpfen und gegebenenfalls zugehörige Fliehkraftkörper aus einem ver­ formbaren Werkstoff bestehen, damit sie sich an die schrau­ benlinienförmige Gestalt der Ausnehmung 4a anpassen können und in radialer Richtung in Folge der Fliehkraft bei ro­ tierender Schmirgelwalze 1a bewegbar sind. Gleiche bzw. gleichartige Teile des in Fig. 6 dargestellten Ausführungs­ beispieles tragen dieselben Bezugszahlen wie die Ausfüh­ rungsform gemäß den Fig. 1 bis 3 und tragen zwecks Un­ terscheidung den Buchstabenindex a.

Fig. 4 betrifft eine weitere, abgewandelte Ausführungsform. Hier besteht die Klemmeinrichtung 18b aus mehreren Teilen. Sie umfaßt in gesonderter Ausbildung einen Spann- und Klemmkörper 19b und einen Kopf 20b, die mit Hilfe einer oder mehrerer Schrauben 27b miteinander verbunden sind. Auch ein oder mehrere Fliehkraftkörper 26b können vorge­ sehen sein.

Gemäß dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Kopfstück 20c radial außen eine Haltenut 28c auf, in die eine Halte- und Führungsrippe 29c vom Schmirgelträger 5c greift. Die Haltenut 28c und die Halte- und Führungs­ rippe 29c verbessern die lagegerechte Fixierung des Schmir­ gelträgers 5c.

Die beiden Fig. 7 und 8 zeigen ein letztes Ausführungs­ beispiel von einer Schmirgelwalze 1d und einem Schmirgel­ träger 5d, dem nicht ein Klemmkörper, sondern lediglich ein in einer Nut 30d geführter Fliehkraftkörper 26d zugeordnet ist. Zweckmäßigerweise ist der Fliehkraftkörper 26d auf der Rückseite mit dem Schmirgelträger 5d verbunden.

Bei dem in den Fig. 7 und 8 dargestellten Ausführungs­ beispiel weisen die radial außen befindlichen, aufeinander­ zu gerichteten und einen hinterschnittenen Bereich über­ greifenden Nutbegrenzungswände 31d und 32d jeweils einen Absatz 33d bzw. 34d auf. Im fixierten Zustand nach Errei­ chen der Arbeitsposition stützt sich der federelastische Schmirgelträger 5d mit seinen Längsrändern 35d bzw. 36d an diesen Absätzen 33d und 34d ab. Aufgrund der Federelasti­ zität des für den Schmirgelträger 5d verwendeten Werkstof­ fes gleitet der Schmirgelträger mit seinen Längsrändern 35d und 36d beim Fixieren über die vorstehenden Nasen der Absätze 33d und 34d und wird dann formschlüssig zwischen den Absätzen 33d und 34d und den Nutbegrenzungswänden 31d und 32d gehalten. Zum Lösen muß der Schmirgelträger 5d gegen die Federelastizität des ihn bildenden Werkstoffes radial einwärts in die Schmirgelwalze 1d gedrückt werden.

Die verschiedenen Ausführungsformen zeigen, daß der Erfin­ dungsgedanke in mannigfacher Weise abgewandelt werden kann, um das zugrundeliegende Problem zu lösen. Dabei ergeben sich noch zusätzliche Vorteile, denn die Schmirgelwalzen 1, 1a usw. besitzen auch eine wesentlich geringere Ge­ räuschemission als die bekannten Schmirgelwalzen und die Schmirgelbeläge lassen sich sehr viel einfacher wechseln als bisher.

Ferner sind noch weitere Abwandlungen und Ausgestaltungen der Erfindung möglich, ohne von dem grundsätzlichen Erfin­ dungsgedanken abzuweichen. So kann der Keilwinkel α des Klemmkörpers 19 auch verschieden von dem Keilwinkel der Keilnut 6 sein. Der angestrebte Erfolg tritt auch ein, wenn der Keilwinkel α des Klemmkörpers 19 annähernd derselbe ist wie bei der Keilnut 6.

Für die Mehrteiligkeit des Schmirgelträgers 5 gilt, daß dieser im allgemeinen nicht mehrteilig ist. Der Klemmkörper 19 kann jedoch in vielen Fällen mehrteilig sein und vor allem ist die Mehrteiligkeit des metallischen Fliehkraft­ körpers 26 insbesondere dann sinnvoll, wenn der Klemmkörper 19 aus Gummi oder einem elastischen Kunststoff besteht und die Anpassung des Fliehkraftkörpers 26 an eine schrauben­ förmige Ausnehmung 4a in einfacher Weise erreicht werden soll.

Claims (24)

1. Schmirgelwalze für eine Schmirgelmaschine zum Aufrauhen von Stoffbahnen aus textilen Fasern und dgl. mit einem Walzenkörper (2), der mit über seinen Umfang (3) verteilt angeordneten Ausnehmungen (4) zum Fixieren von je einen Schmirgelbelag aufweisenden Schmirgelträgern (5) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmirgelträger (5) aufgrund der vom rotierenden Walzenkörper (2) erzeugten Fliehkraft spannbar und sodann kraft- und/oder formschlüssig fixierbar sind.

2. Schmirgelwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kraftschlüssige Fixierung mit Hilfe einer Klemmeinrichtung (18) sowie unter Verwendung eines Keilwinkels (α) erfolgt, der im Selbsthemmungsbereich der benutzten Werkstoffe liegt.

3. Schmirgelwalze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmeinrichtung (18) mindestens einen Klemmkörper (19) umfaßt, der dem Schmirgelträger (5) zugeordnet ist.

4. Schmirgelwalze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmkörper (19) im Querschnitt keilförmig ist.

5. Schmirgelwalze nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmkörper (19) aus elastisch verformbarem Werkstoff besteht.

6. Schmirgelwalze nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmkörper (19) aus Gummi oder Kunststoff besteht.

7. Schmirgelwalze nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmkörper (19) mindestens einen metallischen Kern als Fliehkraftkörper (26) aufweist.

8. Schmirgelwalze nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmkörper (19) ein länglicher Profilkörper ist und daß bei Verwendung von Gummi als Werkstoff für den Klemmkörper (19) und von Stahl für den Walzenkörper (2) ein Keilwinkel (α) in der Größenordnung von 10° bis 16°, vorzugsweise von 12° bis 14° vorgesehen ist.

9. Schmirgelwalze nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die den Klemmkörper (19) aufnehmende Ausnehmung (4) eine Nut mit radial von außen nach innen divergierenden Seitenflächen (11, 12) ist.

10. Schmirgelwalze nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmkörper (19) einen außen abgerundeten Kopf (20) aufweist und daß der Kopf (20) bei fixiertem Schmirgelträger (5) etwas (3 bis 5 mm) durch die lichte Nutöffnung (23) der nutförmigen Ausnehmung (4) greift.

11. Schmirgelwalze nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmkörper (19b) mehrteilig ist und daß die einzelnen Teile durch eine Schraube (27b) miteinander verbunden sind.

12. Schmirgelwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Ausnehmung (4) T-förmig ist.

13. Schmirgelwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Ausnehmung (4) pfeilförmig mit einer mittig angeordneten, sich vom Umfang (3) des Walzenkörpers (2) radial einwärts erstreckenden Keilnut (6) und davon abzweigenden Seitennuten (7, 8) ist, die spitzwinklig zur Keilnut (6) angeordnet sind.

14. Schmirgelwalze nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die radial außen befindlichen Nutbegrenzungswände (9, 10) der Seitennuten (7, 8) an der Nutöffnung (23) der Keilnut (6) enden.

15. Schmirgelwalze nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitennuten (7, 8) radial außen von der Keilnut (6) abzweigen und radial außen befindliche Nutbegrenzungswände (9, 10) aufweisen, deren Nutseitenflächen (13, 14) unter einem Winkel (β) zueinander stehen, der größer ist als der Keilwinkel (α) der Seitenflächen (11, 12) der Keilnut (6).

16. Schmirgelwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmirgelträger (5, 5d) streifenförmig sowie federelastisch ist und auf seiner Außenseite einen Schmirgelbelag (15) trägt und auf seiner Innenseite von mindestens einem Klemm- bzw. Fliehkraftkörper (19, 26d) beaufschlagt ist.

17. Schmirgelwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmirgelträger (5d) mit dem Fliehkraftkörper (26d) verbunden ist und daß der Fliehkraftkörper (26d) geführt ist.

18. Schmirgelwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (4) radial außen befindliche Nutbegrenzungswände (31d, 32d) mit je einem radial einwärts gerichteten Absatz (33d, 34d) aufweist, an denen sich der federelastische Schmirgelträger (5d) mit seinen Längsrändern (35d, 36d) im fixierten Zustand abstützt.

19. Schmirgelwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmirgelbelag (15) als Schmirgelpapierstreifen auf den Schmirgelträger (5) aufgeklebt ist.

20. Schmirgelwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmirgelbelag (15) in Form von Schmirgelkörnung direkt auf den Schmirgelträger (5) aufgebracht ist.

21. Schmirgelwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (4a) im Walzenkörper (2a) schraubenlinienförmig ist.

22. Schmirgelwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmirgelträger (5) und/oder der Klemmkörper (19) und/oder der Fliehkraftkörper (26) in Richtung der Ausnehmung (4) mehrteilig ist.

23. Verfahren zum Befestigen von Schmirgelträgern (5) an einer Schmirgelwalze (1), die für eine Schmirgelmaschine zum Aufrauhen von Stoffbahnen aus textilen Fasern und dgl. bestimmt ist und einen Walzenkörper (2) umfaßt, der mit über seinen Umfang (3) verteilt angeordneten Ausnehmungen (4) versehen ist, in denen auswechselbare Schmirgelträger (5) fixiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmirgelträger (5) mit Hilfe der von dem rotierenden Walzenkörper (2) erzeugten Fliehkraft gespannt und kraft- und/oder formschlüssig fixiert werden.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die kraftschlüssige Fixierung mit Hilfe einer Klemmeinrichtung (18) sowie mittels eines Keilwinkels erfolgt, der im Selbsthemmungsbereich der benutzten Werkstoffe liegt.