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Die
Erfindung betrifft eine Walze für
ein Streckwerk einer Spinnereimaschine, insbesondere Karde, Strecke,
Kämmmaschine
oder einer Kombination aus zwei dieser Maschinen, mit einem Grundkörper und
einem umfangseitig um den Grundkörper angeordneten
Klemmabschnitt, an dem ein oder mehrere Faserbänder im Zusammenwirken mit
mindestens einer achsparallel zu dieser Walze angeordneten zweiten
Walze klemmbar sind. Ebenfalls betrifft die Erfindung eine Spinnereimaschine
mit einem solchen Streckwerk sowie ein entsprechendes Verfahren.
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Beim
Verstrecken von einem oder mehreren Faserbändern in Spinnereibetrieben
werden Streckwerke eingesetzt, bei denen das mindestens eine Faserband
zwischen mehreren hintereinander angeordneten Walzenpaaren, jeweils
bestehend aus einer Ober- und einer Unterwalze, hindurch geführt wird. Da
die Umfangsgeschwindigkeiten der Walzen jedes Walzenpaares in Transportrichtung
des mindestens einen Faserbandes zunehmen und das Faserband entlang
der sog. Klemmlinie jedes Walzenpaares geklemmt wird, wird das Faserband
im Streckwerk zum Zwecke der Vergleichmäßigung und Parallelisierung verzogen.
Um eine gute Klemmung des mindestens einen Faserbandes über seine
gesamte Breite zu erreichen, wird es vor dem Streckwerk möglichst
ausgebreitet. Dennoch ist insbesondere im Falle nur eines zu verstreckenden
Faserbandes eine derartige Ausbreitung vor dem Streckwerk nur bedingt
erfolgreich. Die Folge ist, daß aufgrund
des kompakten Faserbandes der Oberwalzenbezug, der üblicherweise aus
einem Elastomer (z.B. Gummi) besteht, stark beansprucht wird und
die Walze daher in sehr kurzen Zeitabständen aufgrund von Rissen und
Brüchen häufig ausgewechselt
werden muß.
Zudem ist die Klemmung bei einem kompakten Querschnitt des geklemmten
Faserbandes nicht optimal.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Walze für ein Streckwerk
einer Spinnereimaschine bzw. eine derartige Spinnereimaschine mit
einer verbesserten Ausbreitung mindestens eines Faserbands zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird bei der Walze der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Klemmabschnitt
eine ballige Kontur aufweist. Die Aufgabe wird ebenfalls durch eine
Spinnereimaschine mit mindestens einer derartigen Walze gelöst. Bei
einem entsprechenden Verfahren wird die Aufgabe durch den Einsatz
einer derartigen Walze gelöst.
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Die
Vorteile der Erfindung sind insbesondere daran zu sehen, daß vor allem
ein dem Streckwerk vorgelegtes Einzelband kurz vor der entlang der Klemmlinie
stattfindenden Klemmung aufgrund der balligen Struktur besser ausgebreitet
wird als bei den Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik, bei
denen die Walzen eine zylindrische Außenkontur aufweisen. Die ballige
Kontur preßt
Fasern aus dem Faserverbund kurz vor der Klemmlinie seitwärts nach außen und
sorgt somit für
eine Ausbreitung des mindestens einen Faserbandes vor dessen Klemmung.
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Hierbei
ist der Klemmabschnitt vorteilhafterweise symmetrisch zu einer Ebene
senkrecht durch die Walzenlängsachse
ausgebildet. Der Umfang des balligen Klemmabschnitts ist in dieser
Ebene am größten. Die
insgesamt auf dem vorteilhafterweise als Einzelband vorliegenden
Faserverbund entlang der Klemmlinie lastende Gesamtkraft wird somit über eine
größere Breite
verteilt, so daß der
Druck pro Flächeneinheit
am Gummi des Walzenbezugs (als Beispiel für eine Ausgestaltung des Bezugs)
reduziert wird. Der Walzenbezug wird somit einer geringeren Belastung
ausgesetzt und erhält
somit eine wesentlich längere
Lebensdauer. Aber auch bei mehreren vorgelegten Bändern kann
die Erfindung mit Vorteil einsetzbar sein.
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Besonders
bevorzugt ist der erfindungsgemäß ausgestaltete
Klemmabschnitt Teil eines Walzenbezugs, der auf den Grundkörper aufgezogen oder
aufvulkanisiert ist. Hierbei besteht der Grundkörper vorteilhafterweise aus
Metall, z.B. Stahl, während
der Walzenbezug aus einem Elastomer (z.B. Polyurethan oder Gummi)
hergestellt ist. Bei dieser Anordnung ist der Grundkörper zumindest
im Bereich des Klemmabschnitts vorzugsweise zylindrisch ausgebildet,
während
der Walzenbezug die konvexe bzw. ballige Außenkontur in Walzenlängsrichtung aufweist.
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Das
Aufziehen des Walzenbezugs auf den Grundkörper erfolgt mit Vorteil in
bekannter Weise. Hierbei wird zumeist eine Aluminiumhülse verwendet und
auf diese eine später
als Walzenbezug dienende Kunststoffschicht vulkanisiert. Die Hülse samt
der Kunststoffschicht wird dann auf den Stahlgrundkörper aufgepresst
und ggf. geschliffen (soweit die ballige Struktur dies zuläßt).
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Die
erfindungsgemäße Walze
wird besonders bevorzugt als Oberwalze eingesetzt, da diese üblicherweise
nicht direkt angetrieben wird, sondern durch Anpressung in Richtung
der jeweiligen Unterwalze auf dieser abrollt. Hierbei kann der Anpressdruck
der Oberwalze vorteilhafterweise eingestellt werden. Es ist prinzipiell
jedoch auch möglich,
alternativ oder zusätzlich
eine oder mehrere der Unterwalzen mit der erfindungsgemäßen balligen
Außenkontur
auszugestalten.
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Besonders
bevorzugt weist die erfindungsgemäße Walze an ihren beiden Enden
Zylinderabschnitte mit entsprechenden im Querschnitt kreisförmigen Abrollflächen auf,
die auf der zugehörigen Walze,
bevorzugtermaßen
der zugeordneten Unterwalze, abrollen. Auf diese Weise wird ein
Kippen der Oberwalze um deren Längsachse
verhindert. Die beiden aufeinander abrollenden Walzen müssen hierbei
derart ausgestaltet sein, daß die
auf das Faserband wirkende Kraft einerseits die erfindungsgemäße Ausbreitung
vor der Klemmlinie bewirkt und andererseits im Klemmabschnitt für hinreichende Klemmung
sorgt. Indem die beiden Walzen im wesentlichen auf den Abrollflächen aufeinander
abrollen, wird der Walzenbezug bei belastetem Streckwerk im Bereich
seines größten Durchmessers
definiert belastet.
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Besonders
bevorzugt fluchten hierbei die beiden Abrollflächen der Zylinderabschnitte
und die größte Erhebung
der balligen Kontur der Klemmabschnitts in Walzenlängsrichtung
im wesentlichen miteinander. Die ballige Kontur ragt in diesem Fall nicht über die
Abrollflächen
hinaus und wird somit auch nicht übermäßig gewalkt, was ansonsten
zu größerer Wärmeentwicklung
führen
würde.
Auch der entgegengesetzte Fall, das Zurücktreten der balligen Kontur
im Vergleich zu den Abrollflächen
wäre nachteilig,
da dann sowohl Ausbreitung als auch Klemmung für das mindestens eine Faserband
nicht optimal wären.
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Es
sind jedoch auch Varianten möglich,
bei denen der Außendurchmesser
der Walze im Bereich der Abrollflächen geringfügig kleiner
bzw. größer als der
maximale Durchmesser des Walzenbezuges ist, wenn die Abrollflächen der
zugehörigen
Unterwalze entsprechend einen größeren bzw.
kleineren Durchmesser aufweisen als der dem Walzenbezug gegenüberliegende
Klemmabschnitt dieser Unterwalze. In diesem Fall wäre die Unterwalze
an ihren den Abrollflächen
der Oberwalze gegenüberliegenden
Abschnitten entsprechend umfangsmäßig anzupassen. Die Umfangsgeschwindigkeit
von Ober- und Unterwalze sollten hierbei jedoch im wesentlichen
gleich sein.
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Klemmabschnitt
und Abrollflächen
können aus
dem gleichen Material bestehen, wobei für beide Elemente die gleiche
Materialhärte
oder eine unterschiedliche Härte
gewählt
werden kann. Die Abrollflächen
können
hierbei je nach Anwendungsfall fester oder weicher ausgebildet sein
als der Klemmabschnitt.
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Vorteilhaft
ist insbesondere die einstöckige Ausbildung
von Abrollflächen
und Walzenbezug. Mit anderen Worten erstreckt sich der Walzenbezug
bis in die Zylinderabschnitte hinein und bildet somit auch deren
Abrollflächen.
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Alternativ
werden für
die Abrollflächen
sowie den Walzenbezug unterschiedliche Materialien verwendet, was
vorteilhaft bei der Herstellung und Anbringung des Bezuges bzw.
der Hohlzylinder für
die Abrollflächen
sein kann.
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Die
Abrollflächen
können
auch die Mantelflächen
von endseitig auf die Walzenwellen gesteckten Hohlzylindern sein.
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Während der
Klemmung des mindestens einen Faserbandes erwärmt sich der Walzenbezug aufgrund
der geleisteten Walkarbeit der rotierenden Walzen besonders im Bereich
des Kontaktes mit dem zu verarbeitenden Faserband. Das Abführen der
erzeugten Wärme
kann vorteilhafterweise verbessert werden, wenn zwischen der jeweiligen
Abrollfläche und
dem Klemmabschnitt ein vorzugsweise diskontinuierlicher Übergang
in Form eines umlaufenden Ringspalts vorhanden ist. Auch können die
Abrollflächen
von dem Klemmabschnitt durch eine Ringnut bzw. umlaufenden Spalt
getrennt sein, der bis auf den Grundkörper reichen kann. In diesen Übergangsbereich
bzw. diesen Spalt kann Luft gelangen, der die an dem Walzenbezug
entstehende Wärme abtransportieren
kann. Im Gegensatz zu herkömmlichen
Streckwerkswalzen, die eine zylindrische Oberfläche aufweisen, kann somit in
größerem Maße kontinuierlich
Wärme abgeführt werden.
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Vorteilhafterweise
ist in dem Walzenbezug mindestens ein rillenförmiger Wärmeabführkanal vorgesehen. Dieser
mindestens eine Kanal kann beispielsweise von einer Seite des Walzenbezuges
bis zu seiner anderen Seite verlaufen, z.B. in geschwungener Form
oder spiralförmig.
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Teil
der Erfindung ist auch eine Spinnereimaschine mit einem Streckwerk,
welches mindestens eine erfindungsgemäße Walze aufweist. Besonders be vorzugt
wird mittels des Streckwerks nur ein einzelnes Faserband verzogen,
da insbesondere in diesem Fall die Ausbreitung eines Faserbandes,
welches zuvor in einem den Bandquerschnitt messenden Tastwalzenpaar
komprimiert wurde, problematisch ist. Ein entsprechendes Verfahren
ist ebenfalls Bestandteil dieser Erfindung.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es
zeigen:
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1 ein
Streckwerk einer Strecke in schematischer Seitenansicht;
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2 eine
Walze eines Streckwerkes gemäß dem Stand
der Technik im Längsschnitt;
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3 ein
erstes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Walze
im Längsschnitt;
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4 ein
zweites Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Walze
im Längsschnitt;
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5 ein
drittes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Walze
im Längsschnitt;
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6 eine
erfindungsgemäße Oberwalze, die
auf einer Unterwalze abrollt, in Vorderansicht, und
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7 eine
Karden-Strecken-Kombination in schematischer Seitenansicht.
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In 1 ist
ein Streckwerk 20 einer an sich bekannten Strecke zum Verstrecken
von Faserband bzw. -bändern
FB dargestellt. An der Eingangsseite des Streckwerkes 20 sind
mehrere hintereinander angeordnete Bandumlenkstäbe 21 vorgesehen,
zwischen denen mit Berührungskontakt
ein – im
vorliegenden Fall – einzelnes
Faserband FB hindurch geführt
wird, um dem Faserband FB eine Vorspannung zu geben und es möglichst
auszubreiten. Das Streckwerk 20 selbst ist ein so genanntes Vier-über-drei-Streckwerk
mit vier Oberwalzen 1a, 1b, 1c, 1d und
drei Unterwalzen 11a, 11b, 11c. Am Eingang,
in der Mitte und am Ausgang des Streckwerkes 20 bilden
je eine Oberwalze und eine Unterwalze ein Eingangswalzenpaar, ein
Mittelwalzenpaar bzw. ein Ausgangswalzenpaar. Zuletzt folgt in stromabwärtiger Richtung
die Oberwalze 1d, die das verstreckte Faserband FB in Richtung
auf eine Vliesführungsdüse 30 mit
einem Einsatz 31 und einem nachfolgenden Bandtrichter 32 umlenkt.
Dem Bandtrichter 32 schließt sich ein Kalanderwalzenpaar 33 an,
welches das verstreckte Faserband FB aus dem Streckwerk 20 abzieht
und mit Hilfe eines Drehtellers über einen
Bandkanal in eine Spinnkanne (jeweils nicht dargestellt) ablegt.
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Die
vier Oberwalzen 1a–1d sind
an einem um eine horizontale Achse 35 schwenkbaren Belastungsarm 36 angeordnet,
der im Betriebszustand der Maschine verriegelbar herunter geschwenkt
und beispielsweise zum Einlegen von Faserband FB hoch geschwenkt
wird. Vorzugsweise sind die beiden stromaufwärtigen Oberwalzen 1a, 1b in
ihrer Position in Faserbandtransportrichtung verstellbar, während die
beiden stromabwärtigen
Oberwalzen 1c, 1d in Bezug auf ihre Position unverstellbar
an den Belastungsarm gelagert sind. Die Belastungshöhe der Walzen
läßt sich
jeweils durch Spindeln 29 verändern.
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In
der 2 ist eine Oberwalze 1' gemäß dem Stand der Technik dargestellt.
Auf einem Grundkörper 2' aus beispielsweise
Stahl ist eine hohlzylindrische Hülse 3' aus beispielsweise Aluminium aufgepreßt, auf
deren Außenseite
zuvor ein ebenfalls hohlzylindrischer Walzenbezug 4' aufgezogen oder aufvulkanisiert
wurde. Auch Aufklebungen sind möglich.
Endseitig weist die Walze 1' Wellenzapfen 13' auf, die in
korrespondierenden Lagern an der Strecke lagerbar sind (nicht dargestellt).
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Die 3 zeigt
eine erste Ausführungsform gemäß der Erfindung.
Eine Oberwalze 1 umfaßt – wie im
Stand der Technik – einen
zylindrischen Grundkörper 2,
der endseitig zwei nicht im Detail dargestellte Wellenzapfen 13 aufweist.
Im mittleren Walzenbereich ist – ebenfalls
wie im Stand der Technik – eine auf
den Grundkörper 2 gepreßte und
somit fest anliegende Hülse 3 vorgesehen.
Auf der Hülse 3 ist
ein Walzenbezug 4 aus einem Elastomer (z.B. Polyurethan
oder Gummi) aufgebracht (z.B. aufvulkanisiert), dessen Außenseite
erfindungsgemäß einen
balligen Klemmabschnitt 5 aufweist. Gemäß der Erfindung ist somit die
Außenkontur
des Klemmabschnitts 5 des Walzenbezugs 4 ballig
ausgebildet bzw. – mit
anderen Worten – der
Klemmabschnitt 5 in Richtung der Walzenlängsachse
LA ist im eigentlichen Klemmbereich konvex ausgebildet. Die maximale
Erhebung des Walzenbezugs 4 ist in der Walzenmitte vorgesehen,
wobei die Walze 1 symmetrisch zur Vertikalebene durch die
Mitte der Walzenlängsachse
LA aufgebaut ist.
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Durch
die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird
eine bessere Ausbreitung des vorzugsweise nur einen Faserbandes
FB vor Klemmung entlang der Klemmlinie erreicht. Somit reduziert
sich auch die Pressung pro Flächeneinheit
am Walzenbezuggummi im Vergleich zu einem kaum ausgebreiteten Faserband,
da sich die Gesamtkraft über
eine größere Breite
verteilt. Auf diese Weise wird die Lebensdauer des Walzenbelags 4 verlängert.
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Das
Ausführungsbeispiel
gemäß der 3 weist
endseitig Zylinderabschnitte 8 mit äußeren Abrollflächen 7 auf,
die von den Endabschnitten des Walzenbezugs 4 gebildet
sind. Die Abrollflächen 7 sind
somit einstückig
mit dem Klemmabschnitt 5 verbunden. Die Abrollflächen 7 rollen
auf korrespondierenden zylindrischen Abrollflächen der zugeordneten Unterwalze
ab (s. hierzu 6). Diese Maßnahme dient einerseits dazu,
eine Verkippung der Oberwalze 1 zu verhindern und andererseits
die Belastung auf das mindestens eine Faserband FB definiert einzustellen,
so daß kein
zu großer
Druck auf die ballige Erhebung in der Walzenmitte wirkt, welcher
eine Beschädigung
des Walzenbezugs 4 bedingen könnte. Die Kraft auf das in
das Streckwerk 20 einlaufende Faserband FB wird vorzugsweise
derart eingestellt, daß einerseits
die Ausbreitung des Faserbandes FB durch den balligen Klemmabschnitt
und andererseits dessen anschließende Klemmung zueinander optimiert
sind. Die Abrollflächen 7 und
die größte Erhebung
des Klemmabschnitts 5 fluchten zu diesem Zweck in Längsrichtung
der Oberwalze 1 im wesentlichen miteinander.
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Der Übergangsbereich
von den Zylinderabschnitten 8 zum Walzenbezug 4 ist
im Ausführungsbeispiel
gemäß der 3 diskontinuierlich
ausgestaltet und bildet einen Ringspalt 9. Dieser dient
zum Abführen
von Wärme,
die im Walzenbezug 4 aufgrund der Walkarbeit am Faserband
FB entsteht. In den Ringspalt 9 einfließende Luft kann diese Wärme abführen. Dem
gleichen Zweck können
eine oder mehrere an sich bekannte Wärmeabführkanäle im Walzenbezug 4 dienen,
welche von einem Ende des Walzenbezugs 4 zum anderen laufen,
vorzugsweise in geschwungener Form (s. Wärmeabführkanal 15 in 6).
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Bei
der in 4 dargestellten Ausführungsform sind die Mantelflächen 57 von
auf den Grundkörper 2 aufgesteckten
Hohlzylindern gebildet, die somit Zylinderabschnitte 58 bilden.
Zwischen den Zylinderabschnitten 58 ist auf den Grundkörper 2 eine Hülse 53 mit
einem aufvulkanisiertem Walzenbezug 54 aufgepreßt. Auch
bei dieser Ausführungsform
ist ein Ringspalt 59 vorhanden, und zwar in diesem Fall zwischen
den Abrollflächen 57 und
dem Walzenbezug 54.
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In 5 ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel einer
Walze 1 gezeigt, welche sich von derjenigen der 4 lediglich
im Übergangsbereich
zwischen den Abrollflächen 67 und
dem Walzenbezug 64, der wiederum auf einer Hülse 63 aufgebracht
ist, unterscheidet. Dieser Übergangsbereich
ist vorliegend als umlaufende Rechtecknut 69 ausgebildet,
die bis auf den Grundkörper 2 der
Walze 1 reicht. Die Zylinderabschnitte 68 haben
somit keinen direkten (Wärme-)Kontakt
mit dem Walzenbezug 64. Auch diese Ausgestaltung dient
zur verbesserten Wärmeabfuhr vom
Walzenbezug 64, von der Hülse 63 und vom Grundkörper 2,
die sich durch Wärmeübertrag
vom Walzenbezug 64 ebenfalls erwärmen.
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Wie
bei der in 3 dargestellten Ausführungsform
fluchten auch bei denjenigen gemäß den 4 und 5 die
Abrollflächen 59 bzw. 69 mit
den höchsten
Erhebungen des jeweiligen Klemmabschnitts 55 bzw. 65.
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In 6 ist
eine Unterwalze 11 sowie eine auf ihr abrollende Oberwalze 1 dargestellt,
wobei letztere gemäß der Ausführungsform
der 3 ausgebildet ist. Die Unterwalze 11 ist
aus Stahl gefertigt und weist an ihrer Umfangsfläche eine nur angedeutete durchgängige Riffelung 14 auf.
Auf dieser geriffelten Fläche – im hier
dargestellten belasteten Zustand – liegt der Walzenbezug 64 der
balligen Oberwalze 1 im Bereich ihres größten Durchmessers
auf. Zudem liegt die Oberwalze 1 mit den Abrollflächen 7 ihrer
endseitigen Zylinderabschnitte 8 auf Abrollflächen 177 von
Zylinderabschnitten 178 der Unterwalze auf. Ein einzelnes
Faserband FB ist im geklemmten Zustand in der Mitte der Walzenanordnung
dargestellt. Hierbei wird der Walzenbezug 4 vom durchlaufenden,
aufgrund der balligen Struktur kurz vor der Klemmlinie ausgebreiteten
Faserband FB im Klemmabschnitt 5 elastisch verformt. Die
Abrollflächen 7, 177 sind
derart aufeinander abgestimmt, daß einerseits die Ausbreitung
und anschließend
die Klemmung des Faserbandes FB optimiert sind und andererseits
die Belastung auf den Klemmabschnitt 5 des Walzenbezugs 4 nicht
zu groß ist.
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In 7 ist
schematisch eine Kombination einer bekannten und daher nicht näher beschriebenen
Karde 25 mit einer nachfolgenden Strecke 22 gezeigt,
welche ein Streckwerk 20 aufweist. Dieses Streckwerk besitzt
zumindest ei ne erfindungsgemäß ballig
ausgebildete Oberwalze 1. Vorteilhafterweise sind die Eingangs-,
Mittel- und Ausgangsoberwalze ballig ausgebildet. Bei dieser Verbundmaschine
wird ein in der Karde 25 erhaltenes Faserband FB direkt in
das Streckwerk 20 transportiert, dort verzogen und über eine
Ablageeinrichtung 23 in eine Kanne 24 abgelegt.
Da die Antriebe der verschiedenen Maschinenteile für die Erfindung
nicht von Bedeutung sind, sind diese hier nicht näher gezeigt,
genauso wie die Steuer- und Regeleinrichtung(en).