DE7514967U - Aufloesewalze - Google Patents

Description

Anmelder: Feldmühle Anlagen- und Produktionsgesellschaft mit beschränkter Haftung, A- Düsseldorf-Oberkassel, Fritz-Vorafelde-Platz 4-

Anlage zur Eingabe vom 7-5«1973 Pat/12 .4-63/vB-Hx.

Auflösewalze.

Die Neuerung betrifft eine Auflösewalze für Offen-End-Spinnmaschinen. Auflösewalzen für Offen-End-Spinnmaschinen werden im allgemeinen als Stachelwalzen oder -garnituren ausgeführt, d.h. ein Walzenkörper wird am Umfang mit Nadeln oder einem Sägezahnband versehen und als Auflösewalze in die Kammer einer Offen-End-Spinnmaschine eingesetzt. Dieser Kammer wird über Abzugswalzen ein Faserband zugeführt, das durch dir Auflösewalze aufgelöst wird. Die einzelnen Fasern passieren den Faserleitkanal, lagern sich ringförmig in den daran anschließenden Rotor ab, werden von hier durch eine Abzugsdüse abgezogen und auf eine Spule aufgewickelt. Bei WoIl- und Baumwollfasern funktioniert das Auflösen des Faserbandes in vielen Fällen ohne größere Schwierigkeiten. Werden jedoch Chemiefasern eingesetzt, insbesonder⁹ solche, die einen gewissen Pigmentanteil aufweisen, wie es zum Mattieren von Fasern durchaus üblich ist, so ergeben sich gerade an der Auflösewalze erhebliche Verschleißprobleme. Die Standzeit einer Auflösewalze, die mit gehärteten Stahlnadeln bestückt ist, beträgt normalerweise, wenn Bou'iiwo Ll Casn rn versponnen werden, etwa 1 Jahr. Beim Ver~ r.;p Innen von GT ι ·? ::i i.e fasern , insbesondere beim Verspinnen von P ' ,y^sbc: r.'i"ru-," :·:ί r'oduzier L .sich diese Standzeit auf wenige \ ' ;\\".n un^rl ν er r 1 n_;>;e rb niob weiterhin auf wenige Tage, wenn ., :..-i r-k ρ i : -;:ii<--r ι Li ■■ i'U¹ Po J ye g berf asern eingesetzt werden. Ein aaa- !■■ ■■··:; V·-rli-i I Lei! i.;.i. |:··ί -1 .L Ί - ■ 11 anderen ^Chemiefasern zu beobafh-

Der Neuerung lag damit die Aufgabe zu Grande, eine Auflösewalze zu schaffen, die den erhöhten Anforderungen, die Chemiefasern, insbesondere pigmentierte und spinngefärbte Fasern an dieses Verschleißteil stellen, gewachsen ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Auflösewalze für Offen-End-Spinnmaschinen dadurch gelöst, daß die Auflösewalze aus einer Vielzahl am Umfang des Walzenkörpers angeordneten, sich im wesentlichen parallel zur Achse erstreckenden Kämmen aus Sinterkeramik besteht.

Sinterkeramik ist bekanntlich um ein Vielfaches verschleißfester als die gehärteten Stahlnadeln, die bisher für die Auflösewalzen eingesetzt wurden. Man hat deshalb auch versucht, eine Walze mit Saphirstiften auszurüsten. Es ergab sich dabei jedoch ein derart ungeheurer Aufwand, u.a. bei der Befestigung der einzelnen Saphirnadeln, daß das Projekt nicht durchgeführt wurde. Statt einzelne Nadeln im Walzenkörper anzuordnen, wird durch die Neuerung vorgeschlagen, einen Kamm aus Sinterkeramik zu fertigen und eine Vielzahl dieser Kämme am Umfang des Walzenkörpers zu befestigen. Die Kämme bestehen dabei aus einer Vielzahl von Zähnen, die gemäß einer besonders vorteilhaften Aus gestaltung der Neuerung einen Sp%zenwinkel zwischen 7 und 25 Grad aufweisen. Durch das Zusammenfassen der einzelnen Zähne zu einem Kamm, der die Form eines flachen Sägeblattes aufweist und auch nur eine relativ geringe Stärke besitzt, wird ein Ein bauteil geschaffen, das sich mit relativ wenig Aufwand montieren läßt. Die einzelnen Kämme werden dabei vorteilhaft so hintereinander auf dem Walzenkörperumfang angeordnet, daß die
Zähne des nachfolgenden Kammes teilweise durch die Zähne des
vorausgehenden überdeckt sind, so daß Zahn und Zahnlücken
am Umfang der Auflösewalze mehr oder weniger spiralförmig verlaufen. Eine andere Variante besteht darin, daß sich Zähne mit Zahnlücken decken.

Der Spitzenwinkel des einzelnen Zahnes soll nicht wesentlich unter 7 Grad liegen, weil dann die Formgebung dos Kammes erhebliche Schwierigkeiten macht, d.h.. daß eine relativ hohe Ausstoßquote erreicht wird, wenn unterhalb des angegebenen Wertes gearbeitet werden soll. Spitzenwinkel oberhalb 25 Grad weisen wiederum den Nachteil auf, daß durch sie nur ein ungenügendes Kämmen des zugeführten Paserstranges erfolgt und damit nicht das gewünschte Auflösen in Einzelfasern erreicht wird, sondern ein Zerschlagen der Pasern auftritt.

Um die Fasern bei der Auflösung ferner zu schonen, sind gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Neuerung die Zahnspitzen und die Zahnfüße der Kämme gerundet. Der Rundungsradius für die Zahnspitzen liegt dabei vorteilhaft zwischen r = o,l und 0,3; der Rundungsradius für die Zahnfüße bei R = 1,8 bis 3 mm. Selbstverständlich hat die Rundung auch auf die Standzeit der Keramik erheblichen Einfluß, da durch das Vermeiden von scharfen Kanten an den Übergängen, also insbesondere am Zahnfuß eine Rißbildung verhindert wird.

Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, die Eingriffsfront der Zähen ballig auszubilden, da durch diese ballige Ausbildung die Fasern besonders geschont werden. Die ballige Seite der Zähne bildet dabei die Eingriffsfront, die den Fasern zugewandt ist, so daß die Pasern zunächst verteilt und erst im Anschluß danach aus dem Verbund des Faserbandes gerissen werden. Bei einer Serienfertigung der Kämme wird diese Balligkeit in das Werkzeug eingebracht, d.h. daß ein separater Bearbeitungsaufwand entfällt, da die entsprechende Preßform die exakten Maße des später noch zu sinternden Teiles aufweist. Gemäß einer weiteren sehr zweckmäßigen Ausgestaltung der Neueruri:- weist die der balligen Zahnseite gegenüber angeordnete Zahnfläche eine Abschrägung auf, so daß ein relativ spitzer Zahn entsteht. Die mit dem Faserband in Eingriff stehende Fläche wird dadurch verringert, was zu einer weiteren ßclioiiinn; i'es Faserbänder führt.

Ein [τ .'in:·: weseat L Loher Punkt der vorliegenden Me^.-runf: ist, daß flii": K^:i.iimo L:n Walzenkö rper gegenüber den Walzenkörperradien zwischen 5 und 25 Grad in Wnlzendrehrichtung geneigt sind. Der Faserdurchsatz wird durch die Neigung der Kämme bei gleicher Drehzahl der Auflösewalze gesteigert, da diese auf Grund des günstigeren Angriffswinkels mehr Fasern mitnimmt und dadurch vom Faserstrang trennt. Desweiteren werden die Fasern durch die Neigung stärker geschont. Als günstigster Neigungsbereich hat sich der Bereich zwischen Io und 15 Grad erwiesen.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der /feuerung sieht vor, daß die Kämme in Nuten des Walzenkörpers geführt sind, wobei gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Neuerung die Kämme durch übergreifen der Ringscheiben gehalten werden. Das Einbringen von Nuten in einen Walzenkörper ist eine recht siirrile Aufgabe und schnell mit einem Scheibenfräser zu lösen. Es ist dabei auch möglich_v die Nuten unter bestimmten Winkeln einzubringen, so daß nicht etwa kompliziert ausgestaltete Kämme eingesetzt werden müssen, sondern zur Erreichung des gewünschten Neigungswinkels zwischen 5 und 25 Grad gleich die Nuten unter diesem Winkel in den Walzenkörper eingefräst werden. Die aus Sinterkeramik bestehenden Kämme sind flächig geschliffen und können dadurch spielfrei in die Nuten eingefügt werden. Es ergibt sich dadurch auch die Möglichkeit, einzelne Kämme auszutauschen, ohne daß der Walzenkörper als solcher ersetzt werden muß. Um ein Herausschleudern der in die Nuten eingesetzten Kämme zu verhindern und gleichzeitig die Kämme in Achsrichtung auszurichten, so daß die gegeneinander verschoben-· Zahn folge oder der spiralige Umlauf der Zahne gnwäh !"Le ic, te t Lst, ο i nd beide Stirnflächen des Walzenkörper:; niii. ['{ i n_; ■;:.'..· Ιι>^λ Ί !>· .π -;·.Μ.·^ι·Ι^ι:ν! Die Ringscheiben übergreifen einige ίι;π tier K.'Uinisi. i. \w.\i- \ U ■ η , wobei zur Sicherung ι'."¹' äußeren Kn:ii:;r/,^:"ihne >.;"|.;en e^n it.;>;<! <■■ Stoße oder· Schl^:i:';e bei. a ι T \:;\ nsiK> ;· i, oAr ■ lieiiii "I¹' i n: ;■ · i- . ■ ti-'r Λ ι .· ." -lö:'.;ev.^;al'.7,o in vi.io k'>\i i.nn ;ri: :.·}\\ π· ■ ili-i¹ A u i; <. nn : ■ j ι '.'ii;iii:.;: ■ ·. s¹ ' ι ' ■;· V'C.h ·'' i beil so p:ev'i 1; L !; i r; (;, ilnU .',:■■ ■. · i μ^ιι:γ' : ;■ :. .i'.-.i ι;. ι μ >" r. h, '.-i

riiber h i. na us ragen . Der überpjrei f ende Absatz der Ringscheiben bildet gleichzeitig den Anschlag der Kämme und fixiert nie dadurch in ihrer Lage bei den hohen Drehzahlen., die die Auflösewalze hat.

Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung der Neuerung sieht vor, daß mindestens zwischen einer Stirnfläche der Kämme und einer Ringscheibe ein Ring aus elastischem Material angeordnet ist. Durch die Anordnung eines Ringes aus elastischem Material ergibt sich nicht nur eine gewisse Klemmwirkung. Es wird gleichzeitig dafür gesorgt, daß die unterschiedliche Wärmedehnung, die die beiden miteinander in Eingriff stehenden Materialien besitzen, ausgeglichen wird. Bekanntlich liegt die Wärmeausdehnung, d.h. der Wärmeausdehnungskoeffizient für Metall, vorzugsweise wird in diesem Falle Aluminium oder ein gleichwertiges Leichtmetall eingesetzt, wesentlich höhar als de Ausdehnungskoeffizient von Sinterkeramik, d.h. daß mit zunehmender Erwärmung der Auflösewalze ein Ausdehnen des Metalls auftritt und dadurch sich zwischen Stirnfläche und Ringscheibe ein Spalt bilden würde, wenn nicht wenigstens einseitig die Stirnflächen aller Kämme durch einen Ring aus elastischem Material angepreßt wurden, der diese unterschiedliche Wärmedehnung ausgleicht.

Als Sinterkeramik für die Kämme wird vorzugsweise eine Oxidkeramik mit über 9o % ihrer theoretischen Dichte eingesetzt. Unter Oxidkeramik sind dabei die Sinterprodukte von hochschmelzenden Metalloxiden, wie Titanoxid, Zirkonoxid, .Berylliumoxid und Aluminiumoxid zu verstehen, denen no^h gezielt Zusätze zugefügt werden können, beispielsweise Magnesiumoxid und/oder Metalloxide magnesiumähnlicher Metalle, wie Gadmium, Yttrium, Ytterbium, Lanthan und Zink. Sehr wesentlich ist dabei, daß die Sinterung so erfolgt, daß der dadurch erhaltene Oxidkeramikkörper über 9o % seiner theoretischen Lichte erreicht. Mit zunehmender Annäherung an den theoretischen Wert

gewinnen alle Oxidkeramikkörper wesentlich verbesserte Eigenschaften, was voraussichtlich auf das dichtere Korngefüge und damit einem festeren Verbund des einzelnen Kornes zum Nachbarkorn zurückzuführen ist.

Als bevorzugter Oxidkeramikstoff wird ein Aluminiumoxid mit einer mittleren Korngröße zwischen 3 und IO ,um, einer Reinheit von über 96 % eingesetzt. Ein solches Material, das eine Dichte

ρ
von 3,70 g/cm aufweist, besitzt eine außergewöhnlich hohe Standfestigkeit und ist damit praktisch für den vorgesehenen Einsatzzweck völlig verschleißfest. Im einzelnen weist es folgende Werte auf:

Dichte 3,7o - 3,98 g/cm^

mittlere Korngröße 3 - 10 /um

2 Biegefestigkeit 25 - 35 kp/rnni

Nachstehend wird die Neuerung an Hand der Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung schematisch eine Spinnstelle einer Offen-End-Rotor-Spinnmaschine.

Fig. 2 zeigt die Auflösewalze in der Ansicht, teilweise aufgebrochen;

Fig. 3 im Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2;

Fig. A- ist eine Ausschnittsvergrößerung aus dem oberen Bereich der Fig. 3-

Das Faserband 1 wird durch Einzugswalzen 2 kontinuierlich der

Auflösewalzenkammer 26 zugeführt. In der Auflösewalzenkammer 26 %

rotiert mit hoher Geschwindigkeit die Auflösewalze 5i die die |

Fasern aus dem Faserband 1 herauskämmt, aufrichtet und durch f

den Faserleitkanal 6 in Form von Einzelfasern 7 in den Rotor 8 I

schleudert. Der Austritt der Einzelfasern 7 wird dabei durch ]

den Schieber 3 geregelt, der gleichzeitig die Lufteintritts- <

öffnung A- begrenzt und damit die öffnung 4, durch die Staub und ^: Fremdmaterial aus dem Faserband 1 abgeschieden wird.

Der Rotor 8 läuft mit einer Geschwindigkeit, die bei ca. A-o.ooo Umdrehungen/Min, liegt. In ihm formiert sich aus den zugeschleuderten Einzelfasern 7 ein Faserring, der kontinuierlich durch die Abzugsdüse 9» die mit dem Abzugsrohr Io starr verbunden ist, in Form des Garnes 11 abgezogen wird. Das Garn 11 passiert den Fadenwächter 12, wobei der Abzug des Garnes 11 durch die Abzugswalzen 13 erfolgt. Nach Passieren des Fadenführers IA- wird das Garn 11 auf der Spule 15 aufgewickelt. Die Geschwindigkeit des Garnes 11 liegt dabei bei ca. 15o m/Min.

Die Auflösewalze 5 besteht aus dem Walzenkörper 16, der in etwa eine zylindrische Form aufweist und mit Nuten 2o versehen

7514967 11.11.76

ist. Die Nuten 2o sind um den Winkel CxC entsprechend Io Grvid gegenüber den Radialen des Walzenkörpers 16 in l)rel..i. i f^hLuci[j; (Pfeil) der Auflösewalze 5 geneigt. Die Nutbrei te beträgt 2,2 ram. Die Nuttiefe 7,5 mm. Alle Nuten 2o sind parallel zueinander und parallel zur Achse des Walzenkörpers 16 cingcbraehi Der Walzenkörper 16 weist einen Durchmesser von 55 mm bei einer maximalen Breite von 27,5 mm auf. Er ist zweifach abgesetzt, um beidseitig die Ringscheiben 17 aufzunehmen, welche die Kämme 21 in den Nuten 2o über Schultern 24- fixieren. Die Ringscheiben 17 weisen einen Außendurchmesser von 6o mm auf und schließen damit bündig mit den eingesetzten Kämmen 21 ab. Die Kämme 21 liegen mit ihren Stirnflächen 23 einseitig an einer Ringscheibe 17 und gegenseitig an dem Ring 19 aus elastischem Material an. Die Ringscheiben 17 sind mittels der Senkschrauben 18 mit dem Walzenkörper 16 verschraubt und übergreifen mit ihren Schultern 24- die im oberen Bereich 25 ausgesparten Kämme 21, so daß auch bei den hohen Drehzahlen von 4o.ooo U/Min, und damit hohen Zentrifugalkräften der Auflösewalze 5 die Kämme 21 sicher in den Nuten 2o gehalten werden. Die Portsätze 27 der Kämme 21 können hierzu mit einem Radius von ca. Io mm an ihrer Fixierungskontur 28 leicht ballig ausgeführt sein.

Die Kämme 21 weisen bei einer Breite von 24- mm, wobei diese Breitenangabe die von der Ringscheibe 17 übergriffenen Stirnflächen 23 der Kämme 21 einschließt, sieben Zähne 22 auf, die einen Spitzenwinkel β von ca. 2o Grad besitzen. Die Spitzen der Zähne 22 sind mit dem Radius r = o,3 mm verrundet. Die Zahnfüße durch den Radius R = o,8 mm miteinander verbunden.

Claims (9)

hOldmiih Le Λη 1. fifjjun- und Produkt; i on;.; μ; es öl 1. f:;i·. ha Γ L πι i I. betii'.ht';inkber Ha Π; ι in R7 H Oihi^olilor1 Γ·-01>ιΜ·Ι< η :;s ■[•'rU/.-Vomfelde-riat;/, Ί Anlage zur Eingabe vom 7·

1. Auflösewalze für Offen-End-Spinninaschinen, dadurch gekenn- ;? zeichnet, daß die Auflösewalze (5) aus einer Vielzahl von | am Umfang des Walzenkörpers angeordneten, sich im wesent- j liehen parallel zur Achse erstreckenden Kämmen (21) aus ^

Sinterkeramik besteht. i

2. Auflösewalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß '' die Kämme (21) in Nuten (2o) des Walzenkörpers (16) geführt sind.

3. Auflösewalze nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kämme (21) durch übergreifende Ringscheiben (17) gehalten werden.

4. Auflösewalze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kämme (21) im Walzenkörper (16) gegenüber den Walzenkörperradien zwischen null und fünfundzwanzig Grad in Walzendrehrichtung geneigt sind.

5. Auflösewalze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (22) des Kammes (21) einen spitzen Winkel ρ zwischen 7 und 25 Grad aufweisen.

7BU967 !πι

6. Λ. Ii flöf>e walze η a <;. h einem der Anspruch ο 1 bin ^L3, dadurch r;i!- kenrr/,elohnet, daß din Zähne (22) der K'ümirie (21) bail U'; nu:;~ gebildel; si ad.

7· Auflösewalze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (22) der Kämme (21) unter einem Winkel von 3o bis 6o Grad abgeschrägt sind.

8. Auflösewalze nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnspitzen und die Zannfüße der Kämme gerundet sind.

9. Auflösewalze nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß für die Kämme als Sinterkeramik eine Oxidkeramik mit über 9o % der theoretischen Dichte eingesetzt wird.

Io. Auflösewalze nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Sinterkeramik ein Aluminiumoxid mit einer mittleren Korngröße zwischen 5 und 10/um einer Reinheit von über 96 % eingesetzt ist.

1.1. Auflösewalze nach einem der Ansprüche 1 bis Io, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwischen einer Stirnfläche (23) der Kämme (21) und einer Ringscheibe (17) ein Ring (19) aus elastischem Material angeordnet ist.