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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung einer Spinnereivorbereitungsmaschine,
insbesondere einer Strecke, mit einem Arbeitsorgan, welches zum
Bewegen wenigstens eines Faserbandes vorgesehen ist und welches
rotierbar lagerbar und antreibbar ist.
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Weiterhin
betrifft die vorliegende Erfindung ein Streckwerk für eine Spinnereivorbereitungsmaschine,
insbesondere für
eine Strecke, mit einer Vielzahl von als Streckwerkswalzen ausgebildeten
rotierbar gelagerten Arbeitsorganen zum Bewegen wenigstens eines
Faserbandes.
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Ebenso
betrifft die Erfindung eine Spinnereivorbereitungsmaschine, insbesondere
eine Strecke.
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Bekannte
Spinnereivorbereitungsmaschinen, beispielsweise Strecken vom Typ
RSB-D30 der Rieter Ingolstadt Spinnereimaschinenbau AG, weisen eine
Vielzahl von Arbeitsorganen auf, welche zum Bewegen eines oder mehrerer
Faserbänder
erforderlich sind. Der Begriff Faserband ist dabei weit zu verstehen:
Er bezieht sich sowohl auf ein kompaktes als auch auf ein vliesartig
ausgebreitetes Fasergemenge. Der Begriff Arbeitsorgan hingegen bezieht sich
auf alle unmittelbar am Arbeitsprozess der Spinnereivorbereitungsmaschine
beteiligten Elemente, welche zum Bewegen, also zum Transportieren und/oder
Ablegen eines oder mehrerer Faserbänder erforderlich sind. Damit
bezieht sich der Begriff Arbeitsorgan nicht auf solche Elemente,
welche zum Antreiben eines dieser Arbeitsorgane erforderlich sind.
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Bei
bekannten Spinnereivorbereitungsmaschinen erfolgt der Antrieb dieser
rotierbar an der Spinnereivorbereitungsmaschine gelagerten Arbeitsorgane üblicherweise
mittels eines zentralen elektrischen Hauptmotors. Die Übertra gung
der Antriebsdrehmomente vom Hauptmotor zu den Arbeitsorganen erfolgt
mit einer aufwändigen
Getriebeanordnung, welche eine Vielzahl von Getriebeelementen umfasst.
Hierzu zählen
beispielsweise Zahnräder und
Reibräder,
aber auch Ketten, Zahnriemen, Keilriemen und Poly-V-Riemen sowie
zugehörige
Lauf- und Spannrollen.
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Nachteilig
bei einem derartigen Antrieb ist zunächst der durch die hohe Anzahl
von Bauelementen bedingte große
Herstellaufwand, de insbesondere zu hohen Herstellkosten führt. Weiterhin
von Nachteil sind die Leistungsverluste in der Getriebeanordnung.
Darüber
hinaus sind gerade Riemenantriebe anfällig für Verschleiß und müssen daher häufig ausgetauscht
werden. Auch müssen
Riemen häufig
nachgespannt werden, da sie sich im Betrieb der Spinnereivorbereitungsmaschine
längen.
Dies führt zu
einem unerwünscht
hohen Wartungsaufwand.
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Wenn
ein Arbeitsorgan angetrieben werden soll, dessen Position an der
Spinnereivorbereitungsmaschine veränderbar ist, so muss die Getriebeanordnung
entsprechend aufwändig
ausgestaltet sein, um das Arbeitsorgan in jeder möglichen
seiner Positionen antreiben zu können.
Wenn nun ein Arbeitsorgan, beispielsweise bei einem Partiewechsel
des vorgelegten Fasermaterials, versetzt wird, so muss auch der
Antrieb durch eine Bedienperson angepasst werden. Hierdurch ergibt
sich ein hoher Bedienaufwand.
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Bei
dem bekannten Antriebskonzept rotieren prinzipiell sämtliche
Arbeitsorgane mit einem konstanten wechselseitigen Drehzahlverhältnis. Drehzahlverhältnisse
von Arbeitsorganen, welche nur selten, beispielsweise bei einem
Partiewechsel, angepasst werden müssen, können üblicherweise durch den Austausch
von Wechselrädern
oder -rollen eingestellt werden. Wenngleich zumeist eine hinreichend
feine Einstellbarkeit gegeben ist, so erfordert dies dennoch einen
hohen Bedienaufwand.
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Sofern
ein Drehzahlverhältnis
zwischen zwei Arbeitsorganen im laufenden Betrieb der Spinnereivorbereitungsmaschine
ständig
verändert
werden muss, so erfolgt der Antrieb eines der beiden Arbeitsorgane
direkt durch den Hauptmotor über
ein Getriebe mit konstantem Übersetzungsverhältnis. Der
Antrieb des anderen Arbeitsorgans erfolgt vom Hauptmotor über ein
Differenzgetriebe, häufig
auch Differenzialgetriebe genannt, dem ein Regelmotor zugeordnet
ist. Durch eine entsprechende Steuerung des Regelmotors kann dann
das Drehzahlverhältnis
zwischen den beiden Arbeitsorganen laufend verändert werden. Differenzgetriebe
sind jedoch mechanisch sehr aufwändig
und teuer, so dass der Wunsch besteht, auf Differenzgetriebe verzichten
zu können.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es somit, eine Spinnereivorbereitungsmaschine
zu verbessern. Dabei sollen insbesondere die genannten Nachteile
beseitigt werden.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch eine Vorrichtung für
eine Spinnereimaschine, durch ein Streckwerk für eine Spinnereivorbereitungsmaschine
und durch eine Spinnereivorbereitungsmaschine gemäß den unabhängigen Ansprüchen.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ist dadurch gekennzeichnet, dass an dem Arbeitsorgan ein Befestigungsabschnitt
für einen
Rotor eines Elektromotors vorgesehen ist. Der Befestigungsabschnitt
ist so ausgebildet, dass der Rotor koaxial zu einer vorgesehenen
Rotationsachse des Arbeitsorgans drehfest an dem Befestigungsabschnitt
montierbar und gemeinsam mit dem Arbeitsorgan lagerbar ist. Auf ein
Getriebe, welches einen Hauptmotor mit dem Arbeitsorgan verbinden
würde,
kann dabei vollständig verzichtet
werden. Wenn der Rotor an dem Arbeitsorgan montiert ist, wird er
von diesem getragen, so dass auf eine eigene Lagerung des Rotors
wie bei einem herkömmlichen
Elektromotor verzichtet werden kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung
er möglicht daher
einen einfachen Aufbau des Antriebs einer Spinnereivorbereitungsmaschine.
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Bevorzugt
ist der Befestigungsabschnitt so ausgebildet, dass ein wellenloser
Rotor eines Elektromotors montierbar ist. Hierdurch ergibt sich
eine einfache und stabile Befestigungsmöglichkeit des Rotors an dem
Arbeitsorgan.
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Eine
besonders stabile Befestigungsmöglichkeit
ergibt sich dann, wenn der Befestigungsabschnitt an einem Grundkörper des
Arbeitsorgans ausgebildet ist.
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Insbesondere
wenn der Rotor als Innenläufer
eines Elektromotors ausgebildet ist, ist es vorteilhaft, wenn der
Befestigungsabschnitt so ausgebildet ist, dass er mit einem Hohlprofil
des Rotors korrespondiert.
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Ist
der Rotor jedoch als Außenläufer ausgebildet,
so ist es in vielen Fällen
von Vorteil, wenn der Befestigungsabschnitt so ausgebildet ist,
dass er mit einem Außenprofil
des Rotors korrespondiert.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn der Befestigungsabschnitt, auf einem wesentlichen
Teil seiner axialen Erstreckung einen kreisförmigen Querschnitt, vorzugsweise
einen konstanten kreisförmigen
Querschnitt, aufweist. In diesem Fall kann ein Rotor mit einer zylindrischen
Bohrung in einfacher Weise montiert werden. Rotoren mit zylinderförmiger Zentralbohrung
sind in unterschiedlichen Leistungsklassen und mit unterschiedlichen
Bohrungsdurchmessern preisgünstig
verfügbar.
Deren Verwendung senkt die Gesamtkosten der Vorrichtung und damit
der Spinnereivorbereitungsmaschine.
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Um
ein Verdrehen des Rotors auf einem zylinderförmigen Befestigungsabschnitt
zu verhindern, kann der Befestigungsabschnitt eine Nut für ein Pass- oder Scheibenfeder
aufweisen.
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In
weiteren Ausführungsbeispielen
kann der Befestigungsabschnitt so ausgebildet sein, dass er mit
einem korrespondierenden Rotor eine formschlüssige Sicherung gegen Verdrehen
bildet. So kann vorgesehen sein, dass der Befestigungsabschnitt
auf einem wesentlichen Teil seiner axialen Erstreckung einen als
Vieleck, bevorzugt einen als regelmäßiges Vieleck, ausgebildeten
Querschnitt aufweist. Weiterhin kann der Befestigungsabschnitt auf einem
wesentlichen Teil seiner axialen Erstreckung ein Polygonprofil,
ein Zahnwellenprofil und/oder ein Keilwellenprofil aufweisen. Hierdurch
können
verdrehsichere Verbindungen zwischen dem vorgesehenen Rotor und
dem Arbeitsorgan hergestellt werden, wie sie beispielsweise in Hoischen,
Technisches Zeichnen, Kapitel 9 beschrieben sind.
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Wenn
ein mittlerer Abschnitt des Arbeitsorgans bauartbedingt als eigentlicher
Arbeitsabschnitt verwendet wird, so kann der Befestigungsabschnitt an
einem endseitigen Abschnitt des Arbeitsorgans angeordnet sein. Andernfalls
kann der Befestigungsabschnitt auch an einem mittleren Abschnitt
des Arbeitsorgans ausgebildet sein.
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In
unterschiedlichen Ausführungsbeispielen der
Vorrichtung ist das Arbeitsorgan eine Zuführgestellwalze, eine ortsfest
gelagerte Tastwalze oder eine bewegliche Tastwalze der Spinnereivorbereitungsmaschine.
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Ebenso
kann die Vorrichtung für
ein Streckwerk einer Spinnereimaschine ausgebildet sein. Dann ist
das Arbeitsorgan eine Unterwalze, eine Oberwalze oder eine Umlenkwalze
einer Eingangswalzenanordnung, einer Mittelwalzenanordnung oder
einer Lieferwalzenanordnung.
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Weiterhin
kann das Arbeitsorgan eine ortfest gelagerte Abzugsscheibe oder
eine beweglich gelagerte Abzugsscheibe sein, welche zum Anordnen stromabwärts eines
Streckwerks einer Spinnereivorbereitungsmaschine vorgesehen ist.
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Auch
kann die Vorrichtung für
eine Bandablage einer Spinnereivorbereitungsmaschine vorgesehen
sein, wobei dann das Arbeitsorgan als Drehteller mit einem Bandkanal
zum Ablegen des produzierten Faserbandes in eine Spinnkanne oder
als Kannenteller zum Rotieren einer das produzierte Faserband aufnehmenden
Spinnkanne ausgebildet ist.
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Wenn
ein Rotor an dem Befestigungsabschnitt montiert ist, so dass er
gemeinsam mit dem Arbeitsorgan lagerbar ist, so ist eine Vorrichtung
geschaffen, welche eine funktionelle Einheit bildet und bei entsprechender
Gestaltung der Lager insgesamt leicht an der Spinnereivorbereitungsmaschine
ein- oder ausbaubar
ist. Dies senkt den Wartungsaufwand, wenn das Arbeitsorgan, beispielsweise
wegen Verschleißes,
zu erneuern ist.
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Mit
Vorteil ist der Rotor durch Aufkleben auf dem Befestigungsabschnitt
oder mittels einer Presspassung auf dem Befestigungsabschnitt gegen
Verdrehen gesichert. Es ergibt sich eine besonders stabile und dauerhaft
haltbare Verbindung.
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Je
nach Platzverhältnissen
kann der Rotor als Außenläufer oder
als Innenläufer
ausgebildet sein.
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Mit
Vorteil ist der Rotor für
einen Gleichstrommotor, vorzugsweise für einen bürstenlosen Gleichstrommotor
ausgebildet. Derartige Motoren weisen eine vergleichsweise geringe
rotierende Masse auf und sind daher für dynamische Antriebe besonders
geeignet. Wenn eine bürstenlose
Variante vorgesehen ist, so senkt dies den zu erwartenden Wartungsaufwand.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel
ist der Rotor für
einen Asynchronmotor ausgebildet. Asynchronmotoren können vergleichsweise
einfach angesteuert werden.
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Ebenso
kann der Rotor für
einen Reluktanzmotor vorgesehen sein. Ein Reluktanzmotor ist eine Sonderform
eines Asynchronmotors, welche jedoch im Nennlastbereich das Verhalten
eines Synchronmotors zeigt. Dies bedeutet, dass die Drehzahl auch bei
schwankender Last weitgehend konstant gehalten werden kann.
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Mit
Vorteil ist der Rotor als Kurzschlussläufer ausgebildet. Es ergibt
sich eine besondere Wartungsfreundlichkeit, da in diesem Fall keine
Bürsten erforderlich
sind.
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Auch
kann vorgesehen sein, dass der Rotor für einen Synchronmotor ausgebildet
ist. Mit Hilfe einer entsprechenden Steuerung kann dann die Drehzahl
des Rotors im wesentlichen unempfindlich gegenüber Laständerungen gesteuert werden.
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Wenn
der Rotor zur Erzeugung seines Rotorfeldes Permanentmagnete aufweist,
so kann einerseits auf Bürsten
verzichtet werden, andererseits führt dies zu einer geringen
Verlustwärme
im Bereich des Rotors.
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Vorteilhafterweise
ist an dem Arbeitsorgan wenigstens eine mit dem Arbeitsorgan rotierbare Gleitfläche für ein Gleitlager
oder wenigstens eine mit dem Arbeitsorgan rotierbare Lauffläche für Wälzelemente
eines Wälzlagers
vorgesehen. Korrespondierende Gleit- bzw. Laufflächen können dann fest an der Spinnereivorbereitungsmaschine
angeordnet sein, so dass ein Gleitlager oder ein Wälzlager
entsteht, wenn die Vorrichtung an der Spinnereivorbereitungsmaschine
montiert ist. Im letzteren Fall müssen natürlich auch Wälzelemente
montiert werden.
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Vorteilhafterweise
ist eine erste rotierbare Gleitfläche oder eine erste rotierbare
Lauffläche
auf der einen Seite des Rotors ausgebildet und eine zweite rotierbare
Gleitfläche
bzw. eine zweite rotierbare Lauffläche auf der anderen Seite des
Rotors ausgebildet. Dabei können
die erste rotierbare Gleitfläche oder
die erste rotierbare Lauffläche
und die zweite rotierbare Gleitfläche bzw. die zweite rotierbare
Lauffläche
so angeordnet sein, dass der eigentliche Arbeitsbereich des Arbeitsorgans,
beispielsweise eine Arbeitsfläche
einer Verzugswalze, in axialer Richtung zwischen den beiden Laufflächen angeordnet
ist. Dies ermöglicht
eine stabile Lagerung der Vorrichtung an der Spinnereivorbereitungsmaschine.
Alternativ ist es auch möglich,
den Befestigungsabschnitt, die erste rotierbare Gleitfläche oder
die erste rotierbare Lauffläche,
die Arbeitsfläche
und die zweite rotierbare Gleitfläche bzw. die zweite rotierbare Lauffläche in dieser
Reihenfolge vorzusehen.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn wenigstens eine Befestigungseinrichtung
zum Befestigen der Vorrichtung an einem nicht rotierbaren Haltelement
der Spinnereivorbereitungsmaschine vorgesehen ist, wobei an der
Befestigungseinrichtung wenigstens eine besagte nicht rotierbare
Gleitfläche oder
wenigstens eine besagte nicht rotierbare Lauffläche ausgebildet ist, so dass
im Zusammenwirken mit einer besagten rotierbaren Gleitfläche bzw.
mit einer besagten rotierbaren Lauffläche und dazwischen angeordneten
Wälzkörpern ein
Gleitlager bzw. ein Wälzlager
gebildet ist. In diesem Fall kann das Arbeitsorgan mit dem Rotor
und den Lagern gemeinsam an der Spinnereivorbereitungsmaschine befestigt
bzw. von dieser entfernt werden.
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Mit
Vorteil ist wenigstens ein besagtes Gleitlager oder wenigstens ein
besagtes Wälzlager
als Standardlager ausgebildet. Standardlager in diesem Sinne sind
Anordnungen mit einem Innenring, an dem eine Gleit- oder Lauffläche ausgebildet
ist und einem korrespondierenden Außenring, an dem eine korrespondierende
Gleit- oder Lauffläche
ausgebildet ist. Das Material des Innen- oder des Außenrings kann
dabei unabhängig
vom Material des Grundkörpers
des Arbeitsorgans bzw. unabhängig
vom Material der Befestigungseinrichtung gewählt sein. Dies ermöglicht es,
Gleit- bzw. Laufflächen
mit optimierten Eigenschaften herzustellen. Alternativ könnte jedoch auch
eine Gleit- oder Wälzfläche an dem
Grundkörper
des Arbeitsorgans und eine kor respondierende Gleit- oder Wälzfläche an der
Befestigungseinrichtung unmittelbar ausgebildet sein. Hierdurch
kann die Konstruktion vereinfacht werden.
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Besonders
vorteilhaft ist wenigstens einer besagten, vorzugsweise jeder besagten,
Befestigungseinrichtung der Vorrichtung eine Einstellvorrichtung
zugeordnet, um die Position der Befestigungseinrichtung in Bezug
auf das Halteelement einzustellen. Hierdurch kann das Arbeitsorgan
der Vorrichtung in einfacher Weise festgelegt werden.
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Bevorzugt
ist ein Stator, der im Zusammenwirken mit einem besagten Rotor einen
Elektromotor bildet, an einer besagten Befestigungseinrichtung festgelegt.
Dies ermöglicht
es, den Stator in Bezug auf den Rotor exakt zu Positionieren. Dies
gilt auch, wenn das Arbeitsorgan mittels besagter Einstellvorrichtung
neu Positioniert wird.
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Dabei
ist es von Vorteil, wenn besagte Befestigungseinrichtung gleichzeitig
als Gehäuse
für den Elektromotor
ausgebildet ist.
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Ein
erfindungsgemäßes Streckwerk
ist dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einer Streckwerkswalze
ein Befestigungsabschnitt vorgesehen ist, an dem ein Rotor eines
Elektromotors koaxial zu einer vorgesehenen Rotationsachse der Streckwerkswalze
drehfest montiert ist, so dass der Rotor gemeinsam mit der Streckwerkswalze
gelagert ist.
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Wenn
ein Hauptverzugsfeld mit einem variierbaren Verzug vorgesehen ist,
so ist es von Vorteil, wenn ein besagter Rotor an einem Befestigungsabschnitt
einer Streckwerkswalze montiert ist, welche stromaufwärts des
Hauptverzugsfeldes angeordnet ist und ein weiterer besagter Rotor
an einem Befestigungsabschnitt einer Streckwerkswalze montiert ist, welcher
stromabwärts
des Hauptverzugsfeldes angeordnet ist. In diesem Fall kann auf ein
Differenzgetriebe zur Verstellung des Verzuges verzichtet werden.
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Eine
erfindungsgemäße Spinnereivorbereitungsmaschine
zeichnet sich dadurch aus, dass sie wenigstens eine erfindungsgemäße Vorrichtung
aufweist. Wenn die Spinnereivorbereitungsmaschine eine Strecke ist,
so ist es von Vorteil, wenn jeweils eine erfindungsgemäße Vorrichtung
an einem Zuführgestell,
an einer Einzugswalzeneinheit, an einer Einlaufsensoreinheit, an
einem Streckwerk, an einer Auslaufführung und/oder an einer Bandablage
vorgesehen ist.
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Bevorzugt
ist an jeder der genannten Baugruppen der Strecke wenigstens eine
erfindungsgemäße Vorrichtung
vorgesehen. In diesem Fall können
die Arbeitsgeschwindigkeiten der einzelnen Baugruppen individuell
mittels des innerhalb der Vorrichtung gebildeten Elektromotors eingestellt
werden. Wechselstellen zur Anpassung der Arbeitsgeschwindigkeiten
sind dann nicht erforderlich.
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Weitere
Vorteile der Erfindung sind anhand der folgenden Figuren beschrieben.
Es zeigen:
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1 eine
Seitenansicht einer Strecke nach dem Stand der Technik;
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2 ein
Antriebsschema einer Strecke gemäß dem Stand
der Technik;
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3 ein
Antriebsschema einer erfindungsgemäßen Strecke;
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4a und 4b eine
erfindungsgemäße Vorrichtung;
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5a und 5b ein
zweites Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und
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6a und 6b ein
drittes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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1 zeigt
eine Strecke 1, als Beispiel für eine Spinnereivorbereitungsmaschine 1 in
schematischer Seitenansicht. Die der Strecke 1 vorgelegten Faserbänder FB1,
FB2, FB3, FB4, FB5, FB6 werden in Laufrichtung LR über ein
Zuführgestell 2,
eine Einzugswalzeneinheit 3, eine Einlaufsensoreinheit 4,
ein Streckwerk 5, eine Auslaufführung 6 und über eine Bandablage 7 geführt.
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Das
nur skizzenhaft dargestellte Zuführgestell 2 weist
eine erste Zuführgestellwalze 2a auf, welches
so angeordnet ist, dass ein erstes vorgelegtes Faserband FB1 aus
einer der Strecke 1 beigestellten ersten Spinnkanne K1
und ein zweites vorgelegtes Faserband FB2 aus einer seitlich versetzt
angeordneten Spinnkanne K2 entnommen werden kann. Eine zweite Zuführgestellwalze 2b ist
vorgesehen, um ein drittes Faserband FB3 aus einer dritten Spinnkanne
K3 und ein viertes Faserband FB4 aus einer vierten Spinnkanne K4
abzuziehen. Ein fünftes Faserband
FB5 und ein sechstes Faserband FB6 werden mit einer weiteren, hier
nicht gezeigten Zuführgestellwalze
jeweils aus einer weiteren, ebenfalls nicht gezeigten Spinnkanne
entnommen. Insgesamt ist das Zuführgestell 2 also
zur gleichzeitigen Zuführung
von sechs Faserbändern
an die Einzugswalzeneinheit 3 ausgebildet. Dies ist jedoch
als Beispiel zu verstehen, da auch eine andere Anzahl von Spinnkannen
mit vorgelegten Faserbändern
vorgesehen sein kann.
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Das
Zuführgestell 2 könnte weiterhin
auch so ausgebildet sein, dass es ein vorgelegtes Faserband direkt
von einer laufenden Karde oder mehrere vorgelegte Faserbänder von
jeweils einer laufenden Karde übernehmen
kann.
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Wenn
im folgenden von Faserbändern
FB1, FB2, FB3, FB4, FB5, FB6 gesprochen wird, soll dadurch nicht
ausgeschlossen werden, dass lediglich ein Faserband oder eine beliebige
andere Anzahl von Faserbändern
gemeint ist.
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Die
Zuführgestellwalzen 2a, 2b sind
beim Entnehmen der Faserbänder
FB1, FB2, FB3, FB4, FB5, FB6 derart angetrieben, dass sie stets
die selbe Umfangsgeschwindigkeit aufweisen.
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Die
vorgelegten Faserbänder
FB1, FB2, FB3, FB4, FB5, FB6 werden von dem Zuführgestell 2 über nicht
gezeigte Bandführungsmittel
zu der Einzugswalzeneinheit 3 befördert. Diese umfasst drei Einzugswalzen 3a, 3b, 3ab', nämlich eine
erste angetriebene Einzugsunterwalze 3a, eine zweite angetriebene
Einzugsunterwalze 3b und eine durch den Kontakt mit den
Faserbänder
FB1, FB2, FB3, FB4, FB5, FB6 mitlaufende Belastungswalze 3ab'. Zwischen dem
Zuführgestell 2 und
der Einzugswalzeneinheit werden die Faserbänder FB1, FB2, FB3, FB4, FB5,
FB6 einer Walzenzuführspannung
VZW unterworfen, welche durch eine unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeit
der Zuführgestellwalzen 2a, 2b und
der Einzugswalzen 3a, 3b, 3ab' bewirkt wird.
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Von
der Einzugswalzeneinheit 3 werden die vorgelegten Faserbänder FB1,
FB2, FB3, FB4, FB5, FB6 über
einen nicht gezeigten Einlaufrichter zur Einlaufsensoreinheit 4 transportiert.
Diese weist ein Tastwalzenpaar 4a, 4a' auf, welches
eine ortsfest gelagerte Tastwalze 4a und eine beweglich
gelagerte Tastwalze 4a' umfasst.
Sowohl die ortsfest gelagerte Tastwalze 4a als auch die
beweglich gelagerte Tastwalze 4a' sind um ihre Hochachse rotierbar,
hier jedoch aus Gründen
der Darstellbarkeit um 90° gedreht
dargestellt. Beide Tastwalzen 4a, 4a' sind angetrieben,
wodurch die Faserbänder
zwischen der Einzugswalzeneinheit und der Einlaufsensoreinheit einer
Zuführspannung
VZ ausgesetzt werden.
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Die
Einlaufsensoreinheit 4 dient der abschnittsweisen Erfassung
der längenspezifischen Gesamtmasse
der gemeinsam durch sie hindurchgeführten Faserbänder FB1,
FB2, FB3, FB4, FB5, FB6. Die einzelnen vermessenen Abschnitte weisen üblicherweise
eine Länge
von einigen Millimetern auf. Für
jeden vermessenen Abschnitt wird durch die Einlaufsensoreinheit 4 ein Messwert
MW erzeugt. Die Messwerte MW werden insbesondere zur Regulierung
der Strecke 1 verwendet.
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Beim
Transport der Faserbänder
FB1, FB2, FB3, FB4, FB5, FB6 von der Einlaufsensoreinheit 4 über eine
nicht gezeigte Umlenkeinheit zum Streckwerk 5 werden diese
einer Einzugsspannung VE unterworfen, welche durch eine unterschiedliche
Umfangsgeschwindigkeit des Tastwalzenpaares 4a, 4a' und des Eingangswalzenanordnung 5a, 5a' bewirkt wird.
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Das
Streckwerk 5 umfasst die schon genannte Eingangswalzenanordnung 5a, 5a' sowie eine
Mittelwalzenanordnung 5b, 5b' und eine Lieferwalzenanordnung 5c, 5c', 5c''. Die Unterwalzen 5a, 5b, 5c der
Walzenanordnungen 5a, 5a'; 5b, 5b'; 5c, 5c', 5c''; sind derart angetrieben, dass
die Drehzahl von Walzenanordnung zu Walzenanordnung in Laufrichtung
LR zunimmt. Hierdurch werden die Faserbänder FB1, FB2, FB3, FB4, FB5,
FB6 sowohl im Vorverzugsfeld 5d, welches zwischen der Eingangswalzenanordnung 5a, 5a' und der Mittelwalzenanordnung 5b, 5b' gebildet ist,
als auch im Hauptverzugsfeld 5e, welches zwischen der Mittelwalzenanordnung 5b, 5b' und der Lieferwalzenanordnung 5c, 5c', 5c'' gebildet ist, gemeinsam verzogen.
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Die
Vorverzugsdistanz VVD kennzeichnet den Abstand der Klemmlinien der
Einzugswalzenanordnung 5a, 5a' und der Mittelwalzenanordnung 5b, 5b'. Weiterhin
entspricht die Hauptverzugsdistanz HVD dem Abstand der Klemmlinien
der Mittelwalzenanordnung 5b, 5b' und der Lieferwalzenanordnung 5c, 5c', 5c''. Sowohl die Vorverzugsdistanz
VVD als auch die Hauptverzugsdistanz HVD sind zur Anpassung des
Streckwerks 5 an die zu verziehenden Faserbänder FB1,
FB2, FB3, FB4, FB5, FB6 einstellbar.
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Die
Unterwalzen 5a, 5b, 5c des Streckwerkes 5 sind
nach der Einstellung der Vorverzugsdistanz VVD und der Hauptverzugsdistanz
HVD ortsfest angeordnet. Hingegen sind die drehbaren Oberwalzen 5a', 5b' 5c' sowie die drehbare
Umlenkwalze 5c'' quer zur Laufrichtung
LR beweglich gelagert, so dass sie mittels nicht gezeigter Belastungsmittel
gegen die Unterwalzen 5a, 5b, 5c gedrückt werden
können,
um so eine sichere Klemmung der Faserbänder FB1, FB2, FB3, FB4, FB5,
FB6 zu ermöglichen.
Die Oberwalzen 5a', 5b' 5c' sowie die drehbare
Umlenkwalze 5c'' werden dabei
durch den Kontakt mit den laufenden Faserbändern FB1, FB2, FB3, FB4, FB5,
FB6 in Rotation versetzt.
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Die
Auslaufführung 6 umfasst
einen Trichter 8 sowie eine ortsfest gelagerte und angetriebene
Abzugswalze 9 sowie eine bewegliche und angetriebene Abzugswalze 9', welche belastet
ist und so gegen die ortsfeste Abzugswalze 9 gedrückt ist.
Der Trichter 8 dient der Komprimierung der verzogenen Faserbänder FB1,
FB2, FB3, FB4, FB5, FB6, so dass ein einziges kompaktes Faserband
FB entsteht. Die Abzugswalzen 9 und 9' dienen dem
Abziehen des Faserbandes FB aus dem Messtrichter 8 sowie
der weiteren Kompaktierung des produzierten Faserbandes FB. Zwischen
dem Streckwerk 5 und den Abzugswalzen 9 und 9' werden die
Faserbänder
FB1, FB2, FB3, FB4, FB5, FB6 bzw. das produzierte Faserband FB einer
Abzugsspannung VA unterworfen.
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Die
Bandablage 7 dient der geordneten Ablage des mittels der
Strecke 1 erzeugten Faserbandes FB in eine Spinnkanne K.
Sie umfasst einen Drehteller 10 mit einem Bandkanal 11,
welcher um seine gestrichelt dargestellte Achse rotierbar gelagert
und angetrieben ist. Die Spinnkanne K ist auf einem Kannenteller 12 abgestellt,
der ebenfalls um seine gestrichelt dargestellte Achse rotierbar
gelagert und angetrieben ist. Da die beiden Achsen einen Versatz
aufweisen, kann das Faserband FB in geordneten Schlaufen in die
Spinnkanne K abgelegt werden.
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Die
Stecke 1 weist eine Maschinensteuerung 13 auf,
welche einen Hauptmotor 14 steuert. Dieser treibt die Unterwalze 5c der
Lieferwalzenanordnung 5c, 5c', 5c'',
die ortfestgelagerte Abzugswalze 9, die beweglich gelagerte
Ab zugswalze 9',
den Drehteller 10 sowie den Kannenteller 12 über eine
nicht gezeigte Getriebeanordnung an.
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Weiterhin
treibt der Hauptmotor 14 über ein Differenzgetriebe 15 die
Zuführgestellwalzen 2a, 2b, die
Einzugsunterwalzen 3a, 3b, die ortsfeste Tastwalze 4a,
die beweglich gelagerte Tastwalze 4a', die Unterwalze 5a der
Eingangswalzenanordnung 5a, 5a' sowie die Unterwalze 5b der
Mittelwalzenanordnung 5b, 5b' an. Während die direkt von dem Hauptmotor 14 angetriebenen
Arbeitsorgane untereinander im Betrieb der Strecke 1 ein
konstantes Drehzahlverhältnis
aufweisen, und die von dem Differenzgetriebe 15 angetriebenen
Arbeitsorgane der Strecke 1 untereinander ebenfalls ein
konstantes Drehzahlverhältnis aufweisen,
kann mit der gezeigten Antriebsanordnung die Drehzahl der Unterwalze 5b der
Mittelwalzenanordnung 5b, 5b' im Verhältnis zur Drehzahl der Unterwalze 5c der
Lieferwalzenanordnung 5c, 5c', 5c'' verstellt
werden. Hierdurch wird eine Veränderung
des Hauptverzuges HV möglich,
was die Ausregulierung von Schwankungen der längenspezifischen Masse der
zugeführten
Faserbänder
FB1, FB2, FB3, FB4, FB5, FB6 ermöglicht.
Hierzu werden die von der Einlaufsensoreinheit 4 erzeugten
Messwerte MW an die Maschinensteuerung 13 übertragen.
Auf der Basis der Messwerte MW werden dann Steuerbefehle an einen
Regelmotor 16 übertragen, der
derart auf das Differenzgetriebe 15 einwirkt, dass die
Drehzahlen der stromaufwärts
des Hauptverzugsfeldes HV gelegenen Arbeitsorgane verändert wird.
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2 zeigt
die angetriebenen Arbeitsorgane einer Strecke 1 sowie die
zugehörigen
Antriebsmittel in Aufsicht. Zur Verdeutlichung der Funktion der
Strecke 1 sind weiterhin die zu verziehenden Faserbänder FB1,
FB2, FB3, FB4, FB5, FB6, das abzulegende Faserband FB sowie eine
zu befüllende
Spinnkanne K dargestellt. Die Bandablage 7 ist aus Darstellungsgründen mit
der Spinnkanne K um 90° gedreht
dargestellt.
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Zugmittel
sind grundsätzlich
als Zahnriemen dargestellt, auch wenn im Stand der Technik Keilriemen
oder Flachriemen verwendet sind. Achsen und Wellen sind gleichermaßen als
gestrichelte Linien dargestellt. Erforderliche Spannrollen sind
aus Vereinfachungsgründen
nicht dargestellt.
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Der
Hauptmotor 14 treibt über
Riemen 17 und 18 die Unterwalze 5c der
Lieferwalzenanordnung des Streckwerks 5 sowie die ortsfest
gelagerte Abzugswalze 9 an. Die Abzugsspannung VA kann dabei
durch Austauschen des Wechselrades 40 eingestellt werden. Über einen
weiteren Riemen 19 ist auch die bewegliche Abzugswalze 9' angetrieben.
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Die
Bandablage 7 wird über
Riemen 17, 20 und 21 durch den Hauptmotor 14 angetrieben.
Dabei wird der Drehteller 10 über einen Riemen 22 angetrieben,
wobei eine Anpassung der relativen Drehzahl des Drehtellers 10 durch
eine entsprechende Auswahl des Wechselrades 41 erfolgen
kann. Der Kannenteller 12 hingegen wird über Zahnräder 42 und 43 angetrieben,
von denen wenigstens eins austauschbar ist, um die relative Geschwindigkeit
des Kannentellers 12 einzustellen.
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Einen
Teil seiner Leistung liefert der Hauptmotor 14 über einen
Riemen 23 an das Differenzgetriebe 15. Hierbei
ist ein Wechselrad 44 vorgesehen, um den Grundverzug im
Hauptverzugsfeld HV einstellen zu können. Der Grundverzug ist derjenige Verzug,
der auftritt wenn kein Regeleingriff erfolgt. Zur Durchführung von
Regeleingriffen ist der Regelmotor 16 über einen Riemen 24 mit
dem Differenzgetriebe 15 verbunden.
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Von
dem Differenzgetriebe 15 ist die Eingangsunterwalze 5a mittels
des Riemens 25 und die mittlere Unterwalze 5b mittels
des Riemens 26 angetrieben. Um den Vorverzug VV einstellen
zu können, ist
ein Wechselrad 45 vorgesehen.
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Die
ortfeste Tastwalze 4a und die bewegliche Tastwalze 4a' sind weiterhin über Riemen 27, 28 und 29 angetrieben.
Hierbei ist ein Wechselrad 46 vorgesehen, um die Einzugsspannung
VE verändern
zu können.
Die Einzugswalzen 3a und 3b sind über einen
weiteren Riemen 30, die Zuführwalzen 2a, 2b und 2c zusätzlich über einen
weiteren Riemen 31 angetrieben. Hierbei ist ein Wechselrad 47 zur
Einstellung der Zuführspannung
VZ sowie ein Wechselrad 48 zur Einstellung der Walzenzuführspannung
VZW vorgesehen.
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Durch
die Vielzahl der mechanischen Übertragungsglieder
entstehen beim Antrieb der Arbeitsorgane der Stecke 1 groß mechanische
Verluste. Gerade bei steigenden Energiekosten sind diese Verluste
unerwünscht.
Zudem muss der Hauptmotor 14 stärker dimensioniert sein, als
es die Summe der an den Arbeitsorganen geforderten Leistungen eigentlich
erforderlich machen würde.
Dies erhöht
ebenso wie die Notwendigkeit des Differenzgetriebes 15 die Herstellkosten
der Strecke 1.
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Durch
die Verschleißanfälligkeit
der zahlreich vorhandenen Riemen bedarf es außerdem einer zeit- und kostenintensiven
Wartung der Strecke 1. Auch ist es im Rahmen der Wartung
regelmäßig erforderlich,
die vorhandenen Riemen mittels nicht gezeigter Spannrollen nachzuspannen.
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Zudem
ist anzumerken, dass die Riemenantriebe aufgrund ihrer Ausdehnung
kaum vollständig gekapselt
werden können.
Gerade in einer rauen Spinnereiumgebung neigen die Riemen sowie
ihre Lauf- und Spannrollen dazu, sich mit Schmutz zuzusetzen. Daher
bedarf es von Zeit zu Zeit einer aufwändigen Reinigung, was den Wartungsaufwand abermals
erhöht.
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Besondere
Probleme ergeben sich im Zusammenhang mit dem Antrieb von Arbeitsorganen, deren
Position an der Strecke einstellbar ist. Wird beispielsweise die
Position der Eingangsunterwalze 5a verändert, um die Vorverzugsdistanz
VVD zu verändern,
so muss auch der Riemen 25 neu eingestellt werden. Dies
führt beispielsweise
bei einem Partiewechsel zu einem erhöhten Bedienaufwand.
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Demgegenüber zeigt 3 eine
erfindungsgemäße Strecke
mit einer Vielzahl von erfindungsgemäßen Vorrichtungen 50.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung 50,
welche einen Motor 51 und die Zuführgestellwalze 2a umfasst,
ermöglicht
den Antrieb sämtlicher
Zuführgestellwalzen 2a, 2b und 2c mit
nur einem Riemen 32. Alternativ könnte auch vorgesehen sein,
dass jede der Zuführgestellwalzen 2a, 2b und 2c jeweils
Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 50 ist.
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Eine
weitere Vorrichtung 50 umfasst als Arbeitorgan die Einzugsunterwalze 3b sowie
einen daran ausgebildeten Elektromotor 51. Die Vorrichtung 50 ist
zum Antrieb eines weiteren Arbeitsorgans mit einem bezüglich des
ersten Arbeitsorgans konstanten Drehzahlverhältnis ausgebildet. Das weitere
Arbeitsorgan ist hier die Einzugsunterwalze 3a.
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Die
ortsfeste Tastwalze 4a ist ebenfalls als Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 50 von
einem Elektromotor 51 angetrieben. Die bewegliche Tastwalze 4a' hingegen über einen
Riemen 34.
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Die
Unterwalzen des Streckwerks 5a, 5b, 5c sind
jeweils über
eigene Motoren 51 angetrieben und Bestandteil einer eigenständigen Vorrichtung 50.
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Weiterhin
ist die ortsfeste Abzugswalze 9a Teil einer Vorrichtung 50 und
von einem eigenen Elektromotor 51 angetrieben. Die bewegliche
Abzugswalze 9a' ist über einen
Riemen 35 angetrieben.
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Der
Drehteller 10 und der Kannenteller 12 sind jeweils
Teil einer eigenständigen
Vorrichtung 50, sodass im Bereich der Bandablage keinerlei
Riemen erforderlich sind.
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Bei
der erfindungsgemäßen Strecke 1 ist
der mechanische Teil insgesamt stark vereinfacht. Mittels nur vier
Riemen 32, 33, 34 und 35 können sämtliche Arbeitsorgane
der Strecke 1 angetrieben werden. Die genannten Riemen 32, 33, 34, 35 könnten alternativ auch
durch weitere Vorrichtungen 50 entbehrlich gemacht werden.
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Die
Walzenzuführspannung
VZW, die Zuführspannung
VZ, die Einzugsspannung VE, der Vorverzug, der Hauptverzug und die
Abzugsspannung VA können
ebenso wie die relative Drehzahl des Drehtellers 10 oder
des Kannentellers 12 durch eine entsprechende Ansteuerung
der Motoren 51 eingestellt werden. Wechselräder sind
dabei nicht erforderlich.
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Auch
bereitet die Einstellung der Vorverzugsdistanz VVD bzw. der Hauptverzugsdistanz HVD
keine weiteren Probleme, da da der Eingangswalze 5a zugeordnete
Motor 51 bzw. der der Mittelwalze 5b zugeordnete
Motor 51 jeweils gemeinsam mit der zugehörigen Walze 5a, 5b verschiebbar
gelagert ist. Der Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 50 wird
anhand der folgenden Figuren am Beispiel von Vorrichtungen 50 erläutert, welche
die Eingangsunterwalze 5a umfassen. Weitere Vorrichtungen 50,
welche andere Arbeitsorgane einer Spinnereivorbereitungsmaschine
beinhalten, können äquivalent
aufgebaut sein.
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Die 4a und 4b zeigen
eine erfindungsgemäße Vorrichtung 50 in
Aufsicht. Als Beispiel für
ein Arbeitsorgan einer Spinnereivorbereitungsmaschine ist eine Eingangsunterwalze 5a für ein Streckwerk 5 gezeigt.
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Die
Eingangsunterwalze 5a ist, wie bereits anhand der 1 erläutert, dazu
vorgesehen, an dem Streckwerk rotierbar gelagert und angetrieben zu
werden. Aufgabe der Eingangsunterwalze 5a im Betrieb des
Streckwerks 5 ist es, ein oder mehrere Faserbänder FB1,
FB2, FB3, FB4, FB5, FB6 zu transportieren und dabei im Zusammenwirken
mit einer Eingangsoberwalze 5a' zu klemmen, so dass in dem stromabwärts gelegenen
Vorverzugsfeld 5d ein Verziehen des oder der Faserbänder FB1,
FB2, FB3, FB4, FB5, FB6 erfolgen kann.
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Gemäß den 4a und 4b ist
dazu eine Arbeitsfläche 60 vorgesehen,
welche an einem mittleren Abschnitt 59 eines Grundkörpers 52 der
Eingangsunterwalze 5a ausgebildet ist. An einem endseitigen
Abschnitt 58 des Grundkörpers 52 bzw.
der Eingangsunterwalze 5a ist ein zylinderförmiger Befestigungsabschnitt 53 für einen
Rotor eines Elektromotors vorgesehen. Der Befestigungsabschnitt
ist so ausgebildet, dass der Rotor koaxial zu einer vorgesehenen
Rotationsachse 54 der Eingangsunterwalze 5a drehfest
an dem Befestigungsabschnitt 53 montierbar ist. Dabei ist
vorgesehen, dass der Rotor gemeinsam mit dem Arbeitsorgan lagerbar
ist. Das bedeutet, dass der Befestigungsabschnitt 53 derart
stabil ausgeführt
ist, dass er den Rotor auch bei den üblichen im Betrieb auftretenden
Kräften
tragen kann, so dass auf eine eigene Lagerung des Rotors verzichtet
werden kann.
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Um
eine drehfeste Verbindung zwischen dem Befestigungsabschnitt 53 und
dem vorgesehenen Rotor zu ermöglichen,
ist eine Nut 53a für
eine Passfeder vorgesehen. Auf eine derartige Nut 53a und
eine Passfeder kann jedoch verzichtet werden, wenn die Drehsicherheit
durch andere Maßnahmen gewährleistet
ist. Beispielsweise könnte
der Rotor aufgeklebt oder aufgeschraubt werden. Auch kann der Befestigungsabschnitt 53 ein
Querschnittsprofil aufweisen, welches im Zusammenwirken mit einem korrespondierenden
Hohlprofil des Rotors eine formschlüssige und drehfeste Verbindung
ergibt. Ebenso könnte
der Rotor in einem Presssitz auf dem Befestigungsabschnitt 53 aufgebracht
werden.
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Die 5a und 5b zeigen
ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer Vorrichtung 50. Ein Rotor 55, der ein Hohlprofil 56 aufweist,
welches mit dem Befestigungsabschnitt 53 korrespondiert,
ist hier drehfest an dem Befestigungsabschnitt 53 montiert. Die
Vorrichtung 50 ist vorgesehen, um derart an einem Streckwerk
gelagert zu werden, dass dem Außenprofil 57 des
Rotors 55 ein Stator zugeordnet ist. Wenn die Vorrichtung 50 montiert
ist, so entsteht ein Elektromotor zum Antrieb der Eingangsunterwalze 5a,
der als sogenannter Innenläufer
ausgebildet ist. Innenläufer
deshalb, da der Rotor innerhalb des Stators angeordnet ist.
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An
dem Grundkörper 52 der
Eingangsunterwalze 5a sind weiterhin zwei ringförmige Elemente 61a' und 61b' angebracht,
von denen das erste eine erste Lauffläche 61a und das andere
eine zweite Lauffläche 61b für Wälzkörper aufweist.
Die ringförmigen
Elemente sind Innenringe von Standardlagern und dazu vorgesehen,
die Vorrichtung 50 an einem Streckwerk rotierbar zu lagern.
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Die 6a und 6b zeigen
eine Vorrichtung 50, welche an Halteelementen 64a und 64b der Spinnereivorbereitungsmaschine 1 befestigbar
ist. An der ersten Befestigungseinrichtung 63a und der zweiten
Befestigungseinrichtung 63b sind ringförmige Elemente mit nicht rotierbaren
Laufflächen 66a bzw. 66b angeordnet.
Die Lauffläche 66a bildet
mit der korrespondierenden rotierbaren Lauffläche 61a des Arbeitsorgans 5a und
den ersten Wälzelementen 68a ein
erstes Kugellager 61a, 66a, 68a. Die
nicht rotierbare Lauffläche 66b bildet
weiterhin mit der korrespondierenden rotierbaren Lauffläche 61b und
den zweiten Wälzkörpern 68b ein
zweites Kugellager 61b, 66b, 68b. Mittels
dieser genannten beiden Kugellager 61a, 66a, 68a; 61b, 66b, 68b ist
die Eingangsunterwalze 5a gemeinsam mit dem Rotor 55 gelagert,
so dass beide um die Rotationsachse 54 rotierbar sind.
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An
dem ersten Befestigungselement 63a ist ein Stator 67 befestigt,
so dass der Rotor 45 und der Stator 67 einen Elektromotor 51 bilden,
der allerdings keine eigene Lagerung benötigt. Auf diese Weise ist eine
kompakte Bauform der Vorrichtung 50 verwirklicht. Da der
Elektromotor 51 in die Vorrichtung 50 integriert
ist, sind zum Antrieb der Eingangsunterwalze 5a keine Riemen
oder Zahnräder,
wie bei herkömmlichen
Streckwerken erforderlich.
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Die
Halteelemente 63a und 63b weisen an ihrer Unterseite
ein Profil auf, welches mit einem Profil der Halteelemente 64a bzw. 64b korrespondiert. Wie
in der Aufsicht in 6b durch Doppelpfeile angedeutet,
ist die Vorrichtung 50 entlang der Halteelemente 64a und 64b verschiebbar.
Hierdurch ist es möglich,
die Vorverzugsdistanz VVD zu ändern.
Eine Anpassung des Antriebs der Eingangsunterwalze ist dabei nicht
erforderlich, da der Elektromotor 51 automatisch mitverschoben
wird. Um die Position der Vorrichtung 50 in Bezug auf die
Halteelemente 64a bzw. 64b einzustellen, bzw.
um die Vorrichtung 50 in einer bestimmten Position zu fixieren,
sind Einstellvorrichtungen 65a und 65b vorgesehen.
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Die
Befestigungseinrichtung 63a ist gleichzeitig als Gehäuse für den Elektromotor 51 sowie
für das
Lager 61a, 66a, 68a ausgebildet. Auf
der nach außen
weisenden ersten Seite umschließt
sie das Ende der Eingangsunterwalze 5a vollständig. Auf
der zur Arbeitsfläche 60 weisenden
zweiten Seite ist das Gehäuse
mittels einer Dichtung 69a vollständig abgedichtet.
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Das
zweite Lager 61b, 66b, 68b ist innerhalb der
als Lagergehäuse
ausgebildeten Befestigungseinrichtung 63b angeordnet und
somit gegen mechanische Einwirkung und/oder Verschmutzungen geschützt. Um
das Lager vollständig
abzudichten, ist eine Dichtung 69b vorgesehen.
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Die
in den 4a und 4b, 5a und 5b sowie 6a und 6b gezeigten
Vorrichtungen 50 können
bei der Herstellung einer Strecke oder auch als selbständiges Ersatzteil
für eine
Strecke verwendet werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten und beschriebenen
Aufführungsbeispiele beschränkt. Abwandlungen
im Rahmen der Patenansprüche
sind jederzeit möglich.