EP2836630A1 - Abtragwalze - Google Patents

Abtragwalze

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Publication number
EP2836630A1
EP2836630A1 EP13722058.8A EP13722058A EP2836630A1 EP 2836630 A1 EP2836630 A1 EP 2836630A1 EP 13722058 A EP13722058 A EP 13722058A EP 2836630 A1 EP2836630 A1 EP 2836630A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
shaft
toothed
removal roller
teeth
recess
Prior art date
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Granted
Application number
EP13722058.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2836630B1 (de
Inventor
Alexander Schmid
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maschinenfabrik Rieter AG
Original Assignee
Maschinenfabrik Rieter AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Maschinenfabrik Rieter AG filed Critical Maschinenfabrik Rieter AG
Publication of EP2836630A1 publication Critical patent/EP2836630A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2836630B1 publication Critical patent/EP2836630B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01G—PRELIMINARY TREATMENT OF FIBRES, e.g. FOR SPINNING
    • D01G7/00—Breaking or opening fibre bales
    • D01G7/04—Breaking or opening fibre bales by means of toothed members

Definitions

  • the invention relates to a removal roller for the mechanical opening of fiber bales.
  • the removal roller comprises a shaft rotatable about a shaft axis and toothed disks fastened to this shaft.
  • the toothed discs are provided with teeth on their outer circumference.
  • Discharge rollers are used in so-called bale removal machines or bale openers to release fibers or fiber flakes from pressed fiber bales. For this purpose, one or more removal rollers are moved over the fiber bales. Bale openers are also known from the prior art in which the fiber bales are moved past a stationary removal roller.
  • the bale stripping machine is at the beginning of processing lines in a spinning mill preparation (processing plant) for the processing of fiber material, such as cotton or synthetic fibers or their mixtures, and has a decisive influence on the continuity of the processes within the spinning mill preparation.
  • the bale removing machine the fiber material delivered in bales is released from the bales by removing fiber flakes and transferred to a pneumatic transport system.
  • the pneumatic transport system brings the fiber flakes through pipes to the following cleaning machines.
  • a grate is provided between the removal roller and the fiber bale.
  • the teeth of the removal roller reach through the grate.
  • the rust serves as a retaining element for the fiber bales. Due to the grate elements, which rest on the surface of the fiber bales, it is prevented that too large or irregular fiber flakes are torn out of the fiber bale by the teeth of the removal roller.
  • Many designs of removal rollers are known from the prior art. For example, EP 0 058 781 discloses a removal roller in which the toothed disks are fastened to semicircular shells. Two of these half shells each
  • CONFIRMATION COPY comprise the shaft of the removal roller and are fastened to each other such that an interference fit results between the half shells and the shaft.
  • a disadvantage of the disclosed design of the removal roller is the complex construction of the half shells and the detachable by a press fit attachment of the toothed discs, which can be solved even during operation.
  • CH 669 214 Another embodiment of a removal roller discloses the CH 669 214.
  • the toothed disks are helically formed.
  • the toothed disks are punched circular from a sheet metal and provided with an opening cut, to be subsequently bent to a helix.
  • CH 669 214 also discloses a helical arrangement of individual teeth.
  • the helix as well as the individual teeth are fixed by welding on a cylindrical base body.
  • the helix are arranged left or right-handed rotation on the base body.
  • the helical arrangement of the teeth should make it possible to achieve a uniform removal of fiber flakes over a certain width.
  • the pitch of the helix corresponds to the distance between two grate elements through which the teeth of the removal roller pass.
  • a disadvantage of the disclosed construction is that, after completion of a handling of the removal roller of the subsequent tooth of a next handling causes a return of Abtragungsortes over the entire width between two grate elements.
  • the surfaces of the fiber bales are processed between two grate elements only in one direction.
  • the object of the invention is to provide a removal roller which is simple in terms of its design, which allows a removal which moves continuously over the surface of the fiber bales.
  • a novel removal roller is proposed with a shaft rotatable about a shaft axis and attached to this shaft circular toothed discs, which are provided at its outer periphery with teeth.
  • the Toothed disks have an elliptically shaped, central recess with which they enclose the shaft in an annular manner.
  • the toothed disks have an inclination against the shaft axis.
  • the toothed discs have a central elliptical recess.
  • the shape of the elliptical recess used is symmetrical.
  • the ellipse has a largest length, which lies on a first axis.
  • the shortest length of the ellipse is in a symmetrical shape on a second axis perpendicular to the first axis.
  • the shaft diameter corresponds to the smallest length of the elliptical recess in the toothed discs, with a slight clearance is provided between see the recess and the shaft surface.
  • the smallest length of the elliptical recess is thus slightly larger than the diameter of the shaft to allow easy installation of the toothed pulleys on the shaft.
  • the largest length of the elliptical recess corresponds to the circumference of the shaft measured at one
  • the shaft provided for fastening the toothed pulleys may be a solid shaft or else a hollow shaft. It is also conceivable to use a wave-like circular skeleton, which is surrounded annularly by the toothed discs with their recess.
  • the toothed disks are rotated in their sequence in the direction of the shaft axis by a certain angle against each other in the radial direction.
  • the individual successively arranged on the shaft toothed pulleys are identical in their construction.
  • the toothed disks are different in their radial arrangement. This ensures that not all toothed discs with a tooth engage simultaneously in the fiber bales.
  • the radial rotation ensures that a tooth of the first tooth engages disc in the fiber bale and only after the shaft has been further rotated, a tooth of the following toothed disc comes into engagement. This also ensures that, viewed over the entire length of the removal roller, a continuous removal of fibers from the fiber bales takes place. Also, the staggered engagement of the individual toothed pulleys reduces the transmission of vibrations.
  • the toothed disks in the elliptical recess at the location of a largest diameter on a projection are dimensioned such that the clear width of the recess at the location of the projections or the one projection is not smaller than the smallest length of the recess. This ensures that the toothed discs can be pushed despite the projections on the shaft.
  • the shaft has recesses on its surface, which receive the projections accordingly. The dimensions of the recesses in the shaft surface are matched in their dimensions to the projections of the toothed discs.
  • the toothed discs can be pushed onto the shaft and locked in their predetermined position by means of the projections in the recesses in the shaft surface.
  • the depressions in the shaft surface are arranged helically in the direction of the shaft axis in accordance with a specific radial rotation of the successive toothed disks.
  • the projection of the toothed disc forms a positive connection in cooperation with the recess in the shaft surface.
  • a force transmission from the toothed disk to the shaft can take place through the projections and the depressions.
  • the toothed discs are secured by welding or gluing in position on the shaft.
  • the envisaged securing the toothed pulleys on the shaft by suitable means is only the persistence of the toothed discs in their position. Accordingly, a simple backup can be made, for example, by simple welding points or even selectively applied adhesives. A Power transmission need not be ensured by a suitable fastener such as screws or welds, since there is a positive connection between the shaft and toothed pulley.
  • the shaft is formed as a tube and the recesses are applied as through holes. The projections arranged in the toothed disks are correspondingly received by the holes in the jacket of the shaft designed as a pipe.
  • the toothed disks have an inclination against the shaft axis at an angle of 5 ° to 20 °.
  • the angle of inclination is measured against a plane perpendicular to the longitudinal direction of the shaft axis.
  • the inclination angle can be measured in one direction or the other.
  • the size of the angle of inclination is determined by the greatest length of the elliptical recess of the toothed discs.
  • the toothed disks of a removal roller are manufactured with the same inclination, ie with the same inclination angle. However, it is conceivable to vary the inclination between the individual toothed disks or areas of the removal roller.
  • the inclination of the toothed disks determines the removal width of a single toothed disc. This influences the design of the rose or the distance between the individual grate elements, between which the teeth of the toothed discs pass. If the toothed disks of a removal roller are fastened to the shaft at different angles of inclination, the rust used must be adapted accordingly. Particularly preferably, all toothed disks of a removal roller with an identical inclination angle of 9 ° are arranged on the shaft.
  • the radial rotation between two successive toothed disks is provided at an angle of 6 ° to 36 °. This results after a certain number of toothed pulleys full handling.
  • the tenth toothed disk is arranged identically to the first toothed disk.
  • the angle of rotation is selected depending on the number of toothed pulleys on the entire removal roller, resulting in a whole number of helical lines.
  • Particularly preferred are the individual toothed discs with an angle twisted against each other, which corresponds to the nth part of 360 ° or a multiple thereof, where n stands for the number of toothed pulleys on the removal roller.
  • the resulting due to the inclination of the toothed discs dynamic imbalance is compensated.
  • an oppositely inclined toothed disc is present for compensation.
  • the toothed disks can also be arranged in mirror image on the shaft, wherein the direction of rotation changes after one revolution.
  • the toothed discs at the outer ends of the discharge roller may have a different rotation than the toothed discs which are arranged in the middle of the shaft.
  • the toothed discs each comprise between four and twelve teeth.
  • the teeth are arranged on the outer circumference of the toothed discs.
  • the outer circumference of the toothed discs is circular, in contrast to the recess.
  • a rotationally symmetrical arrangement of the teeth is possible.
  • a toothed wheel has six teeth.
  • the teeth are subjected to a heat treatment on their outer surface to give them a certain wear resistance. As a heat treatment, a compensation or curing are used. However, other methods for increasing the wear resistance are conceivable, such as a coating instead of the heat treatment. A sufficient wear resistance can under certain circumstances also be achieved by the appropriate selection of the material to be used.
  • the teeth preferably have an outer shape, which allows operation of the removal roller in both directions. As a result, the removal roller can be moved over the fiber bales in both directions and these can also be removed in both directions.
  • the toothed disks in the elliptical recess at at least one point have a recess and the shaft on its surface elevations, wherein the recess of the toothed disc in interaction with the survey in the shaft surface forms a positive connection.
  • the tooth tips of the teeth lie on an elliptical envelope of the toothed disks, the toothed disks being mounted on the shaft at the angle of inclination ⁇ such that the tooth tips of the teeth come to lie on a circular enveloping circle of the removal roller with an enveloping circle diameter D. , This ensures that all tooth tips engage equally deep in the bales to be removed.
  • FIG. 1 Schematic representation of a removal roller
  • FIG. 2 Schematic representation of a side view and a top view of a removal roller
  • FIG. 3 Schematic representation of a toothed pulley of a removal roller
  • FIG. 4 Schematic representation of a shaft of a removal roller
  • Figure 1 shows a schematic perspective view of a part of a removal roller 1.
  • the removal roller 1 comprises a shaft 2 with a shaft axis 3 and on the shaft 2 arranged toothed disks 4.
  • the shaft 2 is shown as a solid shaft, but can also be as a hollow shaft or Other suitable form of a circular body can be used.
  • the toothed discs 4 are provided at its outer periphery with six teeth 5.
  • the toothed disks 4 are arranged at a uniform distance on the shaft 2. Opposite the shaft axis 3, the toothed discs 4 are mounted inclined. In addition, a subsequent toothed disc 4 is arranged rotated relative to a preceding toothed disc 4.
  • FIG. 2 schematically shows a side view in the left-hand illustration and a top view of a removal roller 1 in the right-hand view.
  • the left-hand illustration shows a detail of a removal roller 1 with four toothed disks 4 mounted on a shaft 2.
  • the shaft has an outer diameter C.
  • Toothed disks 4 are equipped with a angle ⁇ is fixed on the shaft 2.
  • the inclination angle ⁇ is the same for all four toothed disks 4 shown.
  • the toothed disks 4 are arranged in their sequence with a radial rotation with the angle .beta.
  • the displacement ⁇ also results in an offset of the teeth 5 of the successive toothed discs 4 by the angle ⁇ .
  • the combination of inclination angle ⁇ and the angle of rotation ß results in a visually apparent change in the inclination of the toothed disc 4 against the shaft axis 3. This is due to the fact that the rotation of two successive toothed disks 4, the plane in which the inclined toothed disc 4th is also rotated about the shaft axis 3. Due to the inclination ⁇ of the toothed disc 4, this passes over a working area E when the removal roller is handled in the longitudinal direction of the shaft axis.
  • This working area E corresponds in its dimensions to the clear width between two grate elements through which the toothed disc 4 engages with its teeth 5, on both sides a, the operation of the machine adapted game between grate element and toothed disc 4 is provided.
  • Fig. 3 shows a schematic representation of a toothed disc 4 of a removal roller.
  • the toothed disc 4 is annular.
  • On the outer surface AF six teeth 5 are arranged.
  • the teeth 5 are mounted on the circumference of the toothed disc 4 at regular intervals.
  • the teeth 5 have a shape which allows operation of the removal roller in both directions of rotation.
  • the teeth 5 are symmetrically shaped such that the same effect is produced when the toothed disc 4 rotates in both directions of rotation.
  • a recess 6 is provided in the center of the toothed disc 4.
  • the recess 6 is elliptical in shape and has a minimum length B in a first axis 9 and a maximum length A in a second axis 8 of the ellipse.
  • the first axis 9 and the second axis 8 are perpendicular to each other, resulting in an axisymmetric elliptical shape of the recess 6.
  • the elliptical recess 6 is arranged centrically to form an elliptical envelope 11 of the toothed disc 4, on which the tooth tips 5a of the teeth 5 of the toothed disc 4 lie.
  • the elliptical envelope 11 of the respective toothed disc 4, on which the tooth tips 5 a lie, is selected such that in the fastened state of the toothed disc 4 on the shaft 2 under a tilting Angle ⁇ the tooth tips 5a in a circular enveloping circle H with a Hüllnik malmesser D of the removal roller 1 run.
  • a projection 7 is provided in the second axis 8 of the largest length A of the recess 6, a projection 7 is provided.
  • the projection 7 is dimensioned such that the largest length A minus the height of the cam 7 of the recess 6 is not smaller than the smallest length B of the recess 6. This is true even if on each side of the recess 6 in the second axis 8, a projection 7 is provided.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a shaft 2 of a removal roller with a diameter C.
  • the diameter C of the shaft 2 is slightly smaller than the smallest length B of the recess 6 of a toothed disc 4 (see FIG. 3).
  • recesses 10 are provided in the surface of the shaft 2 .
  • the recesses 10 are matched in their dimensions to the projections 7 (see FIG. 3), so that upon engagement of the projections 7 in the recesses 10 a positive connection between the shaft 4 and the toothed disc is formed.
  • the depressions are arranged helically in the sequence of the shaft 2 in their sequence.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Preliminary Treatment Of Fibers (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abtragwalze (1) zum mechanischen Öffnen von Faserballen. Die Abtragwalze (1) umfasst eine um eine Wellenachse (3) rotierbare Welle (2) und an dieser Welle (2) befestigte kreisförmige Zahnscheiben (4), welche an ihrem äusseren Umfang mit Zähnen (5) versehen sind. Die Zahnscheiben (4) weisen eine elliptisch geformte, zentrische Aussparung (6) auf mit welcher sie die Welle (2) ringförmig umschliessen und dabei eine Neigung mit einem Neigungswinkel (a) gegen die Wellenachse (3) aufweisen.

Description

Abtragwalze
Die Erfindung betrifft eine Abtragwalze zum mechanischen öffnen von Faserballen. Die Abtragwalze umfasst eine um eine Wellenachse rotierbare Welle und an dieser Welle befestigte Zahnscheiben. Die Zahnscheiben sind an ihrem äusseren Umfang mit Zähnen versehen.
Abtragwalzen werden in sogenannten Ballenabtragmaschinen oder Ballenöffnern eingesetzt um Fasern oder Faserflocken aus gepressten Faserballen heraus zu lösen. Da- zu werden eine oder mehrere Abtragwalzen über die Faserballen hinweg bewegt. Aus dem Stand der Technik sind auch Ballenöffner bekannt, bei denen die Faserballen an einer ortsfesten Abtragwalze vorbei bewegt werden.
Dabei greifen die Zähne der Abtragwalze in die Faserballen ein und reissen oder zupfen aufgrund der Rotation der Abtragwalze Fasern respektive Faserflocken aus dem Faser- ballen heraus. Die Ballenabtragmaschine steht am Anfang von Verfahrenslinien in einer Spinnereivorbereitung (Putzerei) zur Verarbeitung von Fasergut, beispielsweise Baumwolle oder synthetische Fasern oder deren Mischungen, und hat einen entscheidenden Einfluss auf die Kontinuität der Abläufe innerhalb der Spinnereivorbereitung. In der Ballenabtragmaschine wird das in Ballen angelieferte Fasergut durch ein Abtragen von Fa- serflocken von den Ballen gelöst und in ein pneumatisches Transportsystem übergeben. Das pneumatische Transportsystem bringt die Faserflocken durch Rohrleitungen zu den nachfolgenden Reinigungsmaschinen.
Zwischen der Abtragwalze und dem Faserballen ist normalerweise ein Rost vorgesehen. Die Zähne der Abtragwalze greifen durch den Rost hindurch. Dabei dient der Rost als ein Rückhalteelement für die Faserballen. Durch die Rostelemente, welche auf der Oberfläche der Faserballen aufliegen, wird verhindert, dass durch die Zähne der Abtragwalze zu grosse oder unregelmässige Faserflocken aus den Faserballen herausgerissen werden. Aus dem Stand der Technik sind vielerlei Ausführungen von Abtragwalzen bekannt. Beispielsweise offenbart die EP 0 058 781 eine Abtragwalze, bei welcher die Zahnscheiben an halbkreisförmigen Schalen befestigt sind. Jeweils zwei dieser Halbschalen
BESTÄTIGUNGSKOPIE umfassen die Welle der Abtragwalze und sind derart aneinander befestigt, dass sich zwischen den Halbschalen und der Welle ein Presssitz ergibt.
Nachteilig an der offenbarten Bauweise der Abtragwalze ist die aufwändige Konstruktion der Halbschalen und die durch einen Presssitz lösbare Befestigung der Zahnschei- ben, welche sich auch im Betrieb lösen kann.
Eine weitere Ausführung einer Abtragwalze offenbart die CH 669 214. Die Zahnscheiben sind dabei wendeiförmig ausgebildet. Die Zahnscheiben werden aus einem Blech kreisförmig ausgestanzt und mit einem Öffnungsschnitt versehen, um anschliessend zu einer Wendel aufgebogen zu werden. Als Alternative offenbart die CH 669 214 auch eine wendeiförmige Anordnung von einzelnen Zähnen. Der Wendel wie auch die einzelnen Zähne werden durch Schweissen auf einem walzenförmigen Grundkörper befestigt. Die Wendel werden links- oder rechtsdrehend auf dem Grundkörper angeordnet. Durch die wendeiförmige Anordnung der Zähne soll ermöglicht werden, eine gleich- mässige Abtragung von Faserflocken über eine bestimmte Breite zu erreichen. Die Steigung der Wendel entspricht dabei dem Abstand zwischen zwei Rostelementen, durch welche die Zähne der Abtragwalze hindurchgreifen.
Nachteilig an der offenbarten Konstruktion ist, dass nach Beenden eines Umganges der Abtragwalze der nachfolgende Zahn eines nächsten Umganges einen Rücksprung des Abtragungsortes über die gesamte Breite zwischen zwei Rostelementen bewirkt.
Dadurch werden die Oberflächen der Faserballen zwischen zwei Rostelementen jeweils nur in einer Richtung bearbeitet.
Die Aufgabe der Erfindung ist es eine in ihrer Konstruktion einfache Abtragwalze zu schaffen, welche einen kontinuierlich über die Oberfläche der Faserballen wandernden Abtrag ermöglicht.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Anspruchs.
Zur Lösung der Aufgabe wird eine neuartige Abtragwalze vorgeschlagen mit einer um eine Wellenachse rotierbaren Welle und an dieser Welle befestigten kreisförmigen Zahnscheiben, welche an ihrem äusseren Umfang mit Zähnen versehen sind. Die Zahnscheiben weisen eine elliptisch geformte, zentrische Aussparung auf mit welcher sie die Welle ringförmig umschliessen. Dabei weisen die Zahnscheiben eine Neigung gegen die Wellenachse auf.
Die Zahnscheiben weisen eine zentrische elliptische Aussparung auf. Die dabei ver- wendete Form der elliptischen Aussparung ist symmetrisch. Die Ellipse weist eine grösste Länge auf, welche auf einer ersten Achse liegt. Die kürzeste Länge der Ellipse liegt bei einer symmetrischen Form auf einer senkrecht zur ersten Achse angeordneten zweiten Achse. Der Wellendurchmesser entspricht der kleinsten Länge der elliptischen Aussparung in den Zahnscheiben, wobei ein geringfügiges Spiel vorgesehen ist zwi- sehen der Aussparung und der Wellenoberfläche. Die kleinste Länge der elliptischen Aussparung ist somit geringfügig grösser als der Durchmesser der Welle um eine einfache Montage der Zahnscheiben auf der Welle zu ermöglichen. Die grösste Länge der elliptischen Aussparung entspricht dem Umfang der Welle gemessen bei einem
Schrägschnitt unter demselben Winkel welcher für die Neigung der Zahnscheiben vor- gesehen ist. Werden nun die Zahnscheiben auf die Welle geschoben, so wird durch die grösste Länge der elliptischen Aussparung automatisch eine Neigung gegen die Wellenachse erreicht, wenn die elliptische Aussparung mit ihrer Innenfläche auf der Oberfläche der Welle zur Anlage gebracht wird. Die grösste Länge der elliptischen Aussparung der Zahnscheibe ist demnach derart zu wählen, dass sich ein bestimmter Nei- gungswinkel der Zahnscheibe auf der Welle gegen die Wellenachse ergibt.
Die zur Befestigung der Zahnscheiben vorgesehene Welle kann eine Vollwelle oder auch eine Hohlwelle sein. Denkbar ist auch die Verwendung eines wellenartigen kreisförmigen Skeletts, welches von den Zahnscheiben mit ihrer Aussparung ringförmig umschlossen wird.
In einer bevorzugten Ausführung sind die Zahnscheiben in Ihrer Abfolge in Richtung der Wellenachse um einen bestimmten Winkel gegeneinander in radialer Richtung verdreht. Die einzelnen hintereinander auf der Welle angeordneten Zahnscheiben sind in ihrem Aufbau identisch. Um jedoch bessere Laufeigenschaften für die Abtragwalze zu erreichen sind die Zahnscheiben in ihrer radialen Anordnung verschieden. Dadurch wird erreicht, dass nicht alle Zahnscheiben mit einem Zahn gleichzeitig in die Faserballen eingreifen. Durch die radiale Verdrehung wird erreicht, dass ein Zahn der ersten Zahn- scheibe in den Faserballen eingreift und erst nachdem die Welle weitergedreht wurde ein Zahn der nachfolgenden Zahnscheibe in den Eingriff kommt. Damit wird auch erreicht, dass über die gesamte Länge der Abtragwalze gesehen ein kontinuierlicher Faserabtrag von den Faserballen erfolgt. Auch wird durch den gestaffelten Eingriff der ein- zelnen Zahnscheiben eine Übertragung von Vibrationen verringert.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die Zahnscheiben in der elliptischen Aussparung an der Stelle eines grössten Durchmessers einen Vorsprung auf. Besonders bevorzugt weisen die Zahnscheiben in der elliptischen Aussparung an der Stelle eines grössten Durchmessers zwei sich gegenüberliegende Vorsprünge auf. Die Vorsprünge sind dabei so bemessen, dass die lichte Weite der Aussparung an der Stelle der Vorsprünge oder des einen Vorsprungs nicht kleiner ist als die kleinste Länge der Aussparung. Dadurch wird erreicht, dass die Zahnscheiben trotz der Vorsprünge auf die Welle aufgeschoben werden können. Die Welle weist an ihrer Oberfläche Vertiefungen auf, welche die Vorsprünge entsprechend aufnehmen. Die Abmessungen der Vertiefungen in der Wellenoberfläche sind in ihren Dimensionen auf die Vorsprünge der Zahnscheiben abgestimmt. In der Folge können die Zahnscheiben auf die Welle aufgeschoben werden und in ihrer vorbestimmten Position mit Hilfe der Vorsprünge in die Vertiefungen in der Wellenoberfläche eingerastet werden. Die Vertiefungen in der Wel- lenoberfläche sind entsprechend einer bestimmten radialen Verdrehung der aufeinanderfolgenden Zahnscheiben in Richtung der Wellenachse schraubenförmig angeordnet. Dadurch wird eine einfache Montage der Zahnscheiben ermöglicht und es kann auf aufwändige Montagehilfen verzichtet werden. Der Vorsprung der Zahnscheibe bildet im Zusammenspiel mit der Vertiefung in der Wellenoberfläche eine formschlüssige Verbindung. Dies führt dazu, dass durch die Vorsprünge und die Vertiefungen eine Kraftübertragung von der Zahnscheibe auf die Welle erfolgen kann. Die Zahnscheiben sind durch Schweissen oder Kleben in ihrer Position auf der Welle gesichert. Die vorgesehene Sicherung der Zahnscheiben auf der Welle durch geeignete Mittel dient einzig der Verharrung der Zahnscheiben in ihrer Position. Entsprechend kann eine einfache Sicherung vorgenommen werden, beispielsweise durch einfache Schweisspunkte oder auch nur punktuell aufgebrachte Klebstoffe. Eine Kraftübertragung muss nicht durch ein entsprechendes Befestigungsmittel wie Schrauben oder Schweissnähte sichergestellt werden, da eine formschlüssige Verbindung zwischen Welle und Zahnscheibe besteht. In einer weiteren Ausführungsform ist die Welle als ein Rohr ausgebildet und die Vertiefungen sind als durchgehende Löcher angelegt. Die in den Zahnscheiben angeordneten Vorsprünge werden durch die Löcher im Mantel der als ein Rohr ausgeführten Welle entsprechend aufgenommen. In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Zahnscheiben eine Neigung gegen die Wellenachse um einen Winkel von 5° bis 20° auf. Der Neigungswinkel wird gegen eine zur Längsrichtung der Wellenachse senkrechte Ebene gemessen. Dabei kann der Neigungswinkel in die eine oder andere Richtung gemessen werden. Die Grösse des Neigungswinkels wird durch die grösste Länge der elliptischen Aussparung der Zahn- Scheiben bestimmt. Bevorzugterweise werden die Zahnscheiben einer Abtragwalze mit der gleichen Neigung, also mit demselben Neigungswinkel gefertigt. Es ist jedoch denkbar die Neigung zwischen den einzelnen Zahnscheiben oder Bereichen der Abtragwalze zu variieren. Durch die Neigung der Zahnscheiben wiederum wird die Abtragbreite einer einzelnen Zahnscheibe bestimmt. Dies beeinflusst die Bauweise des Ros- tes respektive den Abstand zwischen den einzelnen Rostelementen, zwischen welchen die Zähne der Zahnscheiben hindurchgreifen. Werden die Zahnscheiben einer Abtragwalze mit verschiedenen Neigungswinkeln auf der Welle befestigt, ist der verwendete Rost entsprechend anzupassen. Besonders bevorzugt sind alle Zahnscheiben einer Abtragwalze mit einem identischen Neigungswinkel von 9° auf der Welle angeordnet.
Die radiale Verdrehung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zahnscheiben ist um einen Winkel von 6° bis 36° vorgesehen. Dadurch ergibt sich nach einer bestimmten Anzahl von Zahnscheiben ein voller Umgang. Beispielsweise ist bei einem Winkel der Verdrehung von 36° die zehnte Zahnscheibe identisch mit der ersten Zahnscheibe an- geordnet. Der Winkel der Verdrehung wird abhängig von der Anzahl Zahnscheiben auf der gesamten Abtragwalze gewählt, sodass sich eine ganze Anzahl von Schraubenlinien ergibt. Besonders bevorzugt sind die einzelnen Zahnscheiben mit einem Winkel gegeneinander verdreht, welcher dem n-ten Teil von 360° oder einem Vielfachen davon entspricht, wobei n für die Anzahl der Zahnscheiben auf der Abtragwalze steht. Dadurch wird die durch die Neigung der Zahnscheiben entstehende dynamische Unwucht ausgeglichen. Zu jeder Zahnscheibe ist zur Kompensation eine entgegengesetzt geneigte Zahnscheibe vorhanden. Dabei können die Zahnscheiben auch spiegelbildlich auf der Welle angeordnet werden, wobei sich die Verdrehungsrichtung nach einem Umlauf ändert. Auch können die Zahnscheiben an den äusseren Enden der Abtragwalze eine andere Verdrehung aufweisen als die Zahnscheiben welche in der Mitte der Welle angeordnet sind.
Die Zahnscheiben umfassen jeweils zwischen vier und zwölf Zähnen. Die Zähne sind auf dem äusseren Umfang der Zahnscheiben angeordnet. Der äussere Umfang der zahnscheiben ist kreisförmig ausgebildet, im Gegensatz zur Aussparung. Dadurch ist eine rotationssymmetrische Anordnung der Zähne möglich. Bevorzugterweise hat eine Zahnscheibe sechs Zähne. Die Zähne sind an ihrer äusseren Oberfläche einer Wärmebehandlung unterzogen um ihnen eine bestimmte Verschleissfestigkeit zu verleihen. Als Wärmebehandlung kommen eine Vergütung oder Härtung zur Anwendung. Es sind jedoch auch andere Verfahren zur Erhöhung der Verschleissfestigkeit denkbar, wie beispielweise eine Beschichtung anstelle der Wärmebehandlung. Eine genügende Ver- schleissf estig keit kann unter Umständen auch durch die entsprechende Auswahl des zu verwendenden Werkstoffes erreicht werden.
Die Zähne weisen vorzugsweise eine äussere Formgebung auf, welche einen Betrieb der Abtragwalze in beide Richtungen ermöglicht. Dadurch kann die Abtragwalze in bei- den Richtungen über die Faserballen hinwegbewegt und diese auch in beiden Richtungen abgetragen werden.
In einer alternativen Ausführungsform ist es auch denkbar, dass die Zahnscheiben in der elliptischen Aussparung an zumindest einer Stelle einen Rücksprung und die Welle an ihrer Oberfläche Erhebungen aufweisen, wobei der Rücksprung der Zahnscheibe im Zusammenspiel mit der Erhebung in der Wellenoberfläche eine formschlüssige Verbindung bildet. Es wird weiter vorgeschlagen, dass die Zahnspitzen der Zähne auf einer ellipsenförmigen Hüllkurve der Zahnscheiben liegen, wobei die Zahnscheiben derart auf der Welle unter dem Neigungswinkel α befestigt sind, dass die Zahnspitzen der Zähne auf einem kreisförmigen Hüllkreis der Abtragwalze mit einem Hüllkreisdurchmesser D zu liegen kommen. Damit wird gewährleistet, dass alle Zahnspitzen gleich tief in den abzutragenden Ballen eingreifen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von einer beispielhaften Ausführungsform erklärt und durch Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 Schematische Darstellung einer Abtragwalze
Fig. 2 Schematische Darstellung einer Seitenansicht und einer Draufsicht einer Abtragwalze
Fig. 3 Schematische Darstellung einer Zahnscheibe einer Abtragwalze
Fig. 4 Schematische Darstellung einer Welle einer Abtragwalze
Figur 1 zeigt in einer schematischen perspektivischen Ansicht einen Teil einer Abtragwalze 1. Die Abtragwalze 1 umfasst eine Welle 2 mit einer Wellenachse 3 und auf der Welle 2 angeordneten Zahnscheiben 4. Die Welle 2 ist als eine Vollwelle dargestellt, kann jedoch auch als eine Hohlwelle oder andersartige geeignete Form eines kreisför- migen Grundkörpers verwendet werden. Die Zahnscheiben 4 sind an ihrem äusseren Umfang mit sechs Zähnen 5 versehen. Die Zahnscheiben 4 sind in einem gleichmässi- gen Abstand auf der Welle 2 angeordnet. Gegenüber der Wellenachse 3 sind die Zahnscheiben 4 geneigt angebracht. Zusätzlich ist eine nachfolgende Zahnscheibe 4 gegenüber einer vorangehenden Zahnscheibe 4 verdreht angeordnet. Dadurch ergibt sich in Längsrichtung der Wellenachse 3 gesehen ein radialer Versatz der Zähne 5 von aufeinanderfolgenden Zahnscheiben. Da die Zahnscheiben 4 identisch gebaut sind, ergibt sich auch eine radiale Verdrehung der Neigung um die Wellenachse 3.
Figur 2 zeigt schematisch in der linken Darstellung eine Seitenansicht und in der rech- ten Darstellung eine Draufsicht einer Abtragwalze 1. Die linke Darstellung zeigt einen Ausschnitt einer Abtragwalze 1 mit vier auf einer Welle 2 angebrachten Zahnscheiben 4. Die Welle hat einen Aussendurchmesser C. Die Zahnscheiben 4 sind mit einem Nei- gungswinkel α auf der Welle 2 befestigt. Der Neigungswinkel α ist bei allen vier dargestellten Zahnscheiben 4 gleich. Wie aus der rechten Darstellung erkennbar sind jedoch die Zahnscheiben 4 in ihrer Abfolge mit einer radialen Verdrehung mit dem Winkel ß angeordnet. Da die Zahnscheibe 4 identisch gebaut sind ergibt sich aus der Verdrehung ß ein Versatz der Zähne 5 der aufeinander folgenden Zahnscheiben 4 ebenfalls um den Winkel ß. In der Kombination von Neigungswinkel α und dem Winkel der Verdrehung ß ergibt sich eine optisch scheinbar veränderte Neigung der Zahnscheibe 4 gegen die Wellenachse 3. Dies liegt darin begründet, dass durch die Verdrehung zwei sich aufeinander folgender Zahnscheiben 4 die Ebene in welcher die geneigte Zahnscheibe 4 liegt ebenfalls um die Wellenachse 3 gedreht wird. Bedingt durch die Neigung α der Zahnscheibe 4 überstreicht diese bei einem Umgang der Abtragwalze in der Längsrichtung der Wellenachse einen Arbeitsbereich E. Dieser Arbeitsbereich E entspricht in seinen Abmessungen der lichten Weite zwischen zwei Rostelementen durch welche die Zahnscheibe 4 mit ihren Zähnen 5 hindurchgreift, wobei beidseitig ein, der Arbeitsweise der Maschine angepasstes Spiel zwischen Rostelement und Zahnscheibe 4 vorgesehen ist.
Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung eine Zahnscheibe 4 einer Abtragwalze. Die Zahnscheibe 4 ist ringförmig. Auf der Aussenfläche AF, sind sechs Zähne 5 angeord- net. Die Zähne 5 sind am Umfang der Zahnscheibe 4 in gleichmässigen Abständen angebracht. Die Zähne 5 haben eine Form, welche einen Betrieb der Abtragwalze in beide Drehrichtungen erlaubt. Die Zähne 5 sind derart symmetrisch geformt, dass sich bei Rotation der Zahnscheibe 4 in beiden Drehrichtungen die gleiche Wirkung entfaltet. Im Zentrum der Zahnscheibe 4 ist eine Aussparung 6 vorgesehen. Die Aussparung 6 ist von elliptischer Form und weist eine kleinste Länge B in einer ersten Achse 9 und eine grösste Länge A in einer zweiten Achse 8 der Ellipse auf. Die erste Achse 9 und die zweite Achse 8 stehen senkrecht zueinander, wodurch sich eine achssymmetrische elliptische Form der Aussparung 6 ergibt. Die elliptische Aussparung 6 ist zentrisch zu einer elliptischen Hüllkurve 11 der Zahnscheibe 4 angelegt, auf welchem die Zahnspit- zen 5a der Zähne 5 der Zahnscheibe 4 liegen. Die ellipsenförmige Hüllkurve 11 der jeweiligen Zahnscheibe 4, auf welchem die Zahnspitzen 5a liegen, ist dabei so gewählt, dass sich im befestigten Zustand der Zahnscheibe 4 auf der Welle 2 unter einem Nei- gungswinkel α die Zahnspitzen 5a in einem kreisförmigen Hüllkreis H mit einem Hüllkreisdurchmesser D der Abtragwalze 1 verlaufen.
Damit wird sichergestellt, dass alle Zahnspitzen 5a gleich tief in die Ballen eingreifen und alle Zähne 5 gleich viel Material abtragen.
In der zweiten Achse 8 der grössten Länge A der Aussparung 6 ist ein Vorsprung 7 vorgesehen. Der Vorsprung 7 ist in seinen Abmessungen derart gewählt, dass die grösste Länge A minus der Höhe des Nockens 7 der Aussparung 6 nicht kleiner wird als die kleinste Länge B der Aussparung 6. Dies trifft auch dann zu, wenn auf jeder Seite der Aussparung 6 in der zweiten Achse 8 ein Vorsprung 7 vorgesehen wird.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Welle 2 einer Abtragwalze mit einem Durchmesser C. Der Durchmesser C der Welle 2 ist geringfügig kleiner als die kleinste Länge B der Aussparung 6 einer Zahnscheibe 4 (siehe Figur 3). Dadurch wird ein einfa- ches Aufschieben der Zahnscheiben auf die Welle 2 ermöglicht. In der Oberfläche der Welle 2 sind Vertiefungen 10 vorgesehen. Durch die Vertiefungen 10 werden die Positionen der Zahnscheiben auf der Welle 2 festgelegt und damit auch die Grösse der Verdrehung zwischen aufeinanderfolgenden Zahnscheiben. Die Vertiefungen 10 sind in ihren Abmessungen auf die Vorsprünge 7 (siehe Figur 3) abgestimmt, sodass sich bei Eingriff der Vorsprünge 7 in die Vertiefungen 10 ein Formschluss zwischen Welle 4 und Zahnscheibe bildet. Entsprechend der vorgesehenen Verdrehung von aufeinanderfolgenden Zahnscheiben sind die Vertiefungen in ihrer Abfolge schraubenförmig in der Oberfläche der Welle 2 angeordnet.
Legende
1 Abtragwalze
2 Welle
3 Wellenachse
4 Zahnscheibe
5 Zahn 5a Zahnspitze
6 Aussparung
7 Vorsprung
8 Erste Achse der Ellipse
9 Zweite Achse der Ellipse
10 Vertiefung
11 Ellipsenförmige Hüllkurve der Zahnspitzen 5a
A Grösste Länge der Aussparung
B Kleinste Länge der Aussparung
C Durchmesser der Welle
D Hüllkreisdurchmesser der Abtragwalze
E Arbeitsbereich einer Zahnscheibe
F Grösste Länge des Zahnspitzenhüllkreises G Kleinste Länge des Zahnspitzenhüllkreises
H Hüllkreis Abtragwalze
AF Aussenfläche
α Neigungswinkel
ß Winkel der Verdrehung

Claims

Patentansprüche
1. Abtragwalze (1) zum mechanischen öffnen von Faserballen mit einer um eine Wellenachse (3) rotierbaren Welle (2) und an dieser Welle (2) befestigten kreisförmigen Zahnscheiben (4), welche an ihrem äusseren Umfang mit Zähnen (5) versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnscheiben (4) eine elliptisch geformte, zentrische Aussparung (6) aufweisen mit welcher sie die Welle (2) ringförmig um- schliessen und dabei eine Neigung mit einem Neigungswinkel (a) gegen die Wellenachse (3) aufweisen.
2. Abtragwalze (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnscheiben (4) in ihrer Abfolge in Richtung der Wellenachse (3) um einen bestimmten Winkel (ß) gegeneinander in radialer Richtung verdreht sind.
3. Abtragwalze (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnscheiben (4) in der elliptischen Aussparung (6) an einer Stelle einer grössten Länge (A) einen Vorsprung (7) aufweisen.
4. Abtragwalze (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahn- Scheiben (4) in der elliptischen Aussparung (6) an der Stelle der grössten Länge (A) zwei sich gegenüberliegende Vorsprünge (7) aufweisen.
5. Abtragwalze (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (2) an ihrer Oberfläche Vertiefungen (10) aufweist, welche schrau- benförmig in Richtung der Wellenachse (3) angeordnet sind.
6. Abtragwalze (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (7) der Zahnscheibe (4) im Zusammenspiel mit der Vertiefung (10) in der Wellenoberfläche eine formschlüssige Verbindung bildet.
7. Abtragwalze (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnscheiben (4) eine Neigung gegen die Wellenachse (3) mit dem Neigungswinkel (a) von 5° bis 20° aufweisen.
8. Abtragwalze (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Verdrehung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zahnscheiben (4) um einen Winkel (ß) von 6° bis 36° vorgesehen ist.
9. Abtragwalze (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (ß) der radialen Verdrehung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zahnscheiben (4) dem n-ten Teil von 360° oder einem Vielfachen davon entspricht, wobei n für die Anzahl der Zahnscheiben auf der Abtragwalze steht.
10. Abtragwalze (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnscheiben (4) durch Schweissen oder Kleben in ihrer Position auf der
Welle (2) gesichert sind.
11. Abtragwalze (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnscheibe (4) zwischen vier und zwölf Zähne (5) umfasst, welche gleichmässig am Umfang der Zahnscheibe (4) verteilt sind.
12. Abtragwalze (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (2) ein Rohr ist und die Vertiefungen (10) als durchgehende Löcher angelegt sind.
13. Abtragwalze (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (5) an ihrer äusseren Oberfläche einer Wärmebehandlung unterzogen sind.
14. Abtragwalze (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (5) eine äussere Formgebung aufweisen, welche einen Betrieb zur Öffnung der Faserballen mit der Abtragwalze (1) in beiden Drehrichtungen ermöglicht.
15. Abtragwalze (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahn- Scheiben (4) in der elliptischen Aussparung (6) an zumindest einer Stelle einen
Rücksprung und die Welle (2) an ihrer Oberfläche Erhebungen (10) aufweisen, wobei der Rücksprung der Zahnscheibe (4) im Zusammenspiel mit der Erhebung in der Wellenoberfläche eine formschlüssige Verbindung bildet.
16. Abtragwalze (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnspitzen (5a) der Zähne (5) auf einer ellipsenförmigen Hüllkurve (11) der Zahnscheiben (4) liegen, wobei die Zahnscheiben (4) derart auf der Welle (2) unter dem Neigungswinkel (a) befestigt sind, dass die Zahnspitzen (5a) der Zähne (5) auf einem kreisförmigen Hüllkreis (H) der Abtragwalze (1) mit einem Hüllkreisdurchmesser (D) liegen.
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