-
Drehkopf für strangförmiges Fasermaterial
-
Die Erfindung betrifft einen Drehkopf fitr strangförmiges Fasermaterial
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
-
Derartige Drehköpfe sind zum Beispiel aus der Streichgarn-Ringspinnerei
bekannt. Sie dienen dort dazu, ein aus Florstreifen bestehendes, durch Nitscheln
gerundetes und verdichtetes Vorgarn mit ungeordneter Faserlage durch Ausziehen unter
gleichzeitiger Drehung, die den Faden festigt, zu verfeinern. Dabei legt sich die
Drehung stets in die dünneren Stellen des strangförmigen Fasermaterials, weil diese
Stellen der Drehung weniger Widerstand entgegensetzen. Die dickeren Teile des strangförmigen
Fasermaterials nehmen weniger Drehung auf und werden dafür stärker verzogen. Auf
diese Weise trägt ein unter gleichzeitiger Drehung ausgeübter Verzug zur Vergleichmäßigung
des strangförmigen Fasermaterials bei.
-
Allerdings sind diesem Verfahren Grenzen gesetzt, weil die herkömmlichen
Drehköpfe einfach nicht in der Lage sind, eine hohe Durchsatzgeschwindigkeit zu
ermöglichen. Das die Durchsazugeschwindigkeit bestimmende Walzenpaar wird durch
formschlüssig ineinandergreifende Teile, wie zum Beispiel durch Zahnräder, angetrieben.
Es ist bekannt geworden, daß derartig angetriebene Drehköpfe nicht über eine Produktionsgeschwindigkeit
von etwa 50 m/Min. hinausgekommen sind.
-
Der Erfinder hat sich zum Ziel gesetzt, die Durchsatzgeschwindigkeit
ganz erheblich zu steigern. Das Ziel ist,Durchsatzgeschwindigkeiten von 800 bis
1000 m pro Min. zu erreichen. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 beschriebene
Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
-
Bisher bestand ein Vorurteil gegen die Verwendung kraftschlüssiger
Getriebeteile in einem Drehkopf. Unkontrollierbarer Schlupf und Neigung zu Schwingungserscheinungen
der Umfangsgeschwindigkeit wurden befürchtet. Es hat sich aber gezeigt, daß diese
Befürchtungen unbegründet sind, wenn man soältig in der Wahl der aterialirn und
der Konstruktionsprinzipien gemäß den Ausgestaltungevorschlägen der Erfindung vorgeht.
-
Die Erfindung bietet verschiedene Vorteile. Im Vordergrund steht die
hohe Drehzahl des das Fasermaterial transportierenden Walzenpaares. Dann ist auch
noch der geringe Verschleiv und der geräuscharme Lauf zu erwähnen. Alles zusammen
mach den Drehkopf dazu geeignet, strangförmiges Fasermaterial mit hoher Geschwindigkeit
zugleich zu transportieren, zu drehen und zu verziehen. Der herausragende Vorteil
ist die Qualit'it des so behandelten strangförmigen Fasermaterials, das zum Beispiel
als Vorgarn für eine Ringspinnmaschine Verwendung finden kann, Darüber hinaus bietet
der Ausschaltmechanismus des Walzenpaares die Möglichkeit, Verzug und Drehung während
des Betriebes zu variieren, zum Beispiel mit gleichbleibender Frequenz. Da hierbei
zugleich der Klemmpunkt intermittierend aufgehoben wird, ist der neue Drehkopf auch
dazu geeignet, ein wahlweise verzogenes oder nicht verzogenes Vorgarn herzustellen,
das noch auf der Ablieferungsseite im aufgewundenen oder in Kannen abgelegten Zustand
einen aus abwecheelnden S-und Z-Drehungen bestehenden Falschdraht aufweist.
-
Zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt. Diese beiden Ausführungsbeispiele sollen in den folgenden Text abschnitten
näher erläutert werden. Gleichzeitig soll auch die Erfindung selbst anhand der Zeichnungen
weiter erläutert und beschrieben werden.
-
Das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen
Figur 1 bis Figur 4 dargestellt. Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Drehkopf.
Ein Querschnitt durch wesentliche Teile des Drehkopfes ist in Fig. 2 dargestellt.
-
Die Zeichnungen Fig. 3 und Fig. 4 zeigen Einzelheiten.
-
Das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen
Fig. 5 bis Fig. 7 dargestellt, Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt durch den Drehkopf
dieses zweiten Ausführungsbeispiels. In Fig. 6 ist ein Querschnitt durch die wesentlichen
Teile dargestellt. Fig. 7 zeigt Einzelheiten Beim ersten Ausführungsbeispiel der
Erfindung erkennt man in den Zeichnungen Fig. 1 und Fig. 2 einen erfindungsgemäßen
Drehkopf 10 mit einem feststehenden Trägerteil 11 und einem umlaufend antreibbaren
Hohlkörper, bestehend aus den Teilen 12 und 13. Die beiden Teile sind miteinander
verschraubt.
-
Der Hohlkörperteil 13 enthält ein Walzenpaar, bestehend aus den Walzen
14 und 15.
-
Der Trägerteil 11 ist im wesentlichen rohrförmig gestartet mit einer
scheibenartigen Erweiterung 16 am unteren Ende, die einen ringförmigen Einsatz 17
aus Gummi trägt. Der Einsatz 17 hat eine kegelige Rollfläche 18. Am oberen Ende
trägt der Trägerteil 11 einen Ring 19, der mit dem Gestell 20 einer nicht näher
dargestellten Strecke fest verbunden nt. Mittels zweier Wälzlager 21, 22 ist Teil
12 des Hohlkörpers auf dem Trägerteil 11 drehbar gelagert.
-
Die Figuren 2 und 4 lassen erkennen, daß Teil 13 zwei Lagerböcke 24,
25 besitzt. Diese Lagerböcke dienen unter anderem zur Lagerung einer Achse 26, die
unter Verwendung zweier Wälzlager 27, 28 die Rolle 14 trägt. Diese Rolle ist mehrschichtig
aufgebaut und besteht aus einem Innenring 29 aus Aluminium, einem mittleren Ring
30 aus Gummi und einem Außenring 31 aus Stahl.
-
Auch die Walze 15, deren Aufhängung später noch erläutert wird, besitzt
eine Achse 32, die unter Verwendung zweier Wälzlager 33, 34 die Walze 15 trägt.
Auch diese Walze ist mehrschichtig aufgebaut mit einem Innenring 35 aus Aluminium,
einem mittleren Ring 36 aus Gummi und einem Außenring 77 aus Stahl.
-
Die Zeichnung Fig. 2 läßt erkennen, daß das Walzenpaar 14, 15 einen
insgesamt mit 23 bezeichneten Friktionsantrieb besitzt.
-
Dieser Friktionsantrieb besteht im wesentlichen aus folgenden Teilen:
Die Walze 14 weist ein Friktionsrad 38 und die Walze 15 ein Friktionsrad 39 auf.
Die Friktionsräder ehen aus Gummi und sind mit den Innenringen 29 bzw. 35 verbunden.
Das Friv.-tionsrad 38 ist mit einer Friktionswalze 40 und das Friktionsrad 39 mit
einer Friktionswalze 41 im Eingriff. Die Friktionswalze 40 weist zwei Wälzlager
42, 43 auf, deren gemeinsamer Außenring 44 im Lagerbock 24 gelagert ist. Die Friktionswalze
41 weist zwei Wälzlager 45, 46 auf, deren gemeinsamer AuBenring 47 im Lagerbock
25 gelagert ist. Die Friktionswalze 40 ist mit einem Friktionsrad 48 und die Friktionswalze
41 mit einem Friktionsrad 49 in Verbindung. Die Friktionsräder 48, 49 sind auf aerLRollfläche
18 abrollbar gelagert. Das Friktionsrad 48 hat einen Außenkranz 50 und das Friktionsrad
49 einen Außenkranz 51 aus Stahl. Die Friktionsräder 48, 49 der Friktionswalzen
40, 41 sind, wie inesbesondere Fig. 2 zeigt, als Ke geiräder ausgebildet.
-
Teil 12 des Hohlkörpers weist ein konzentrisch zur Drehachse 52 des
Drehkopfes 10 angeordnetes Antriebsrad 53 auf.
-
Dieses Antriebsrad 53 ist Teil eines Zugmittelgetriebes, von dem in
Fig. 1 noch ein Zahnriemen 54 sichtbar ist.
-
Das Walzenpaar 14, 15 weist einen Ausschaltmechanismus 55 auf. Di
es er Aussehaltmechanismus 55 besteht darin, daß die Achse 32 der Walze 15 auf zwei
lageveränderlichen Hebeln 56, 57 gelagert ist, von denen der Hebel 56seine Wirkverbindung
58 zu einer Schiebemuffe 59 besitzt. Die Wirkverbindung 58 besteht aus einer Schubstange
mit am Ende gelegenen Gelenken 60, 61. Die Schiebemuffe 59 ist auf dem Teil 12 des
Hohlkörpers axialverschiebbar gelagert und weist ein Wälzlager 62 mit einem Außenring
63 auf, der ein in Richtung der Achse 52 bewegbares Verstellelement 64 besitzt.
Der Außenring 63 ist durch eine Druckfeder 65 beaufschlagt, die zwischen dem Außenring
63 und dem Gestell 20 angeordnet ist.
-
Die Zeichnungen Fig. 1 und Fig. 3 lassen erkennen, daß die Hebel 56
und 57 als Winkelhebel ausgebildet sind. Fig. 3 ist zum Beispiel zu entnehmen, daß
der Hebel 56 auf dem AuBenring 44 der Wälzlagerkombination 42, 43 drehbar gelagert
ist.
-
Die Achse 32 der Walze 15 ist etwa in Hebelmitte in den Hebel 56 eingesetzt.
-
Das Verstellelement 64 weist eine Wirkverbindung 66 zu einem Elektromagnetantrieb
67 auf. Mittels dieses Elektromagnetantriebes kann der Außenring 63 gegen die Kraft
der Feder 65 in Richtung des Pfeils 68 verschoben werden. Das hat das Abheben des
Friktionsrades 39 von der Friktionswalze41 und zugleich das öffnen des in Fig. 2
mit 69 bezeichneten Klemmpunktes des zu klemmenden, zu drehenden und zu transportierenden
strangförmigen Fasermaterials 70 zur Folge.
-
Die Funktions des Drehkopfes 10 soll am Beispiel einer Falschdrahterzeugung
erläutert werden. Das bereits erwähnte, mit der nicht näher dargestellten Strecke
in Verbindung stehende und auf die Liefergeschwindigkeit der Strecke abgestimmte
Zugmittelgetriebe bewegt den Zahnriemen 54 in Richtung des Pfeils 71. Das strangförmige
Fasermaterial 70 wird, wie Fig. 1 zeigt, von oben her eingespeist, durchläuft den
Klemm' und Drallpunkt 69 und verläßt den Drehkopf 10 mit einer Drehung 72 versehen.
-
In regelmäßigen Abständen wird, durch einen nicht dargestellten Taktgeber
gesteuert, der Elektromagnetantrieb 67 ein-und ausgeschaltet. Das Einschalten hat
zur Folge, daß der Klemmpunkt 69 aufgehoben wird und das strangförmige Fasermaterial
dann lediglich von den nicht dargestellten Lieferwalzen der Strecke und den ebenfalls
nicht dargestellten Faserbandaufnahmevorrichtungen transportiert wird. Der Falschdraht,
wie er in Fig. 1 mit gegenläufiger Drehung dargestellt ist, wandert in die nicht
dargestellte r'aserstrangaufnahmevorrichtung ein. Dann setzt nach dem Ausschalten
des Magnetantriebt 67 wieder erneut die Falschdrahtgebung ein, setzt dann wieder
aus und so fort. Dieses Wechselspiel der Dreht gebung ist selbstverständlich auf
die Liefergeschwindigkeit abgestimmt.
-
Beim gezeichneten und beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Drehkopf
10 so bemessen, daß bei einer Umdrehung des zweiteiligen Hohlkörpers 12/13 der Faserstrang
50 mm weitertransportiert wird. Dies besorgen die beiden Walzen 14, 15.
-
Die Friktionsräder 48,- 49 der Friktionswalzen 40, 41 rollen auf der
Rollfläche 18 ab und übertragen ihre Rotation auf die Friktionsräder 38, 39 der
beiden Walzen 14, 15. Der Drehkopf erlaubt eine hohe Liefergeschwindigkeit. Unabhängig
von der Liefergeschwindigkeit ist beim Faserstrang die Drehung proLängeneinheit,also
in diesem Fall der Falschdraht, immer gleich.
-
Der besondere mehrschichtige Aufbau der Walzen 14, 15 unS die Abfederung
der Walze 15 durch die Druckfeder 65 gewShrleisten die selbsttätige Anpassung an
Fasermaterial unterschiedlichen Durchmessers. Während des Betriebes kann es daher
bei einer Durchmesserschwankung infolge von Schmutzpartikeln oder Doppelfäden nicht
zu einer Störung oder gar Zerstörung des Drehkopfes kommen, da die beiden Walzen,
insbesondere die Walze 15, federnd ausweichen können. Das federnde Ausweichen des
Außenrings 31 der Walze 14 ist allein durch den mittleren Ring 30 aus Gummi bedingt.
-
Während bei diesem Ausführungsbeispiel die Drehung pro Längeneinheit
festgelegt ist, wird im nächsten Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, daß
man das Verhältnis Drehung zu Ablieferung auch variabel gestalten kann.
-
Beim zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung nach den Zeichnungen
Fig. 5 bis Fig. 7 besteht der Drehkopf 80 aus einem feststehenden Trägerteil 81
und einem umlaufend antreibbaren Hohlkörper 82. Der Hohlkörper 82 enthält ein antreibbares,
das strangförmige Fasermaterial O klemmendes und in Lieferrichtung transportierendes
Walzenpaar, bestehend aus den Walzen 84, 85. Der Hohlkörper 82 ist nach oben hin
trichterförmig erweitert, führt das strangförmige Fasermaterial 83 und ist oben
mit einem Antriebsrad 123 versehen. Der Trägerteil 81 ist von einem Ring 89 umgeben,
der mit dem Gestell 90 einer nicht näher dargestellten Strecke fest verbunden ist.
-
Mittels zweier Wälzlager 91, 92 ist der Hohlkörper 82 in dem Trägerteil
81 drehbar gelagert. Im unteren Teil weist der Hohlkörper 82 mehrere Lagerböcke
86, 87, 94, 95 auf. Sie dienen der Lagerung eines insgesamt mit 93 bezeichneten
Friktionsantriebs.
-
Der Aufbau der Walzen 84, 85 unterscheidet sich vom Aufbau der Walzen
des ersten Ausführungsbeispiels. Hier tragen die Walzen Außenringe aus Gummi. So
besitzt zum Beispiel die
Walze 85 den Außenring 101. Auch die Walzenlagerung
ist hier anders. Die Zeichnung Fig. 6 läßt erkennen, daß die Walze 84 eine Welle
96 besitzt, die in Wälzlagern 97, 98 gelagert ist.
-
Das Wälzlager 97 ist in den Lagerbock 94 und das Wälzlager 98 in den
Lagerbock 95 eingesetzt. In ähnlicher Weise besitzt die Walze 85 eine Welle 99,
die in Wälzlagern 100, 102 gelagert ist. Das Wälzlager 100 ist in den Lagerbock
9 und d3 Wälzlager 102 in den Lagerbock 95 eingesetzt. Auf der Welle 96 sitzt außerdem
noch ein Priktionsrad 103 und auf der Welle 99 ein Friktionsrad 104. Das Friktionsrad
103 hat einen Radkranz 105 und das Friktionsrad 104 einen Radkranz 106 aus Gummi.
Das Friktionsrad 103 ist mit einer Friktionswalze 107 im Friktionseingriff. Die
Friktionswalze 107 ist in Walze lagern 108, 109 gelagert. Das Wälzlager 108 ist
in den Lager bock 95 und das Wälzlager 109 in den Lagerbock 87 eingesetzt.
-
Die Friktionswalze 107 trägt an einem Ende ein Friktionsrad 110. Das
Friktionsrad 110 besitzt einen Radkranz 111 aus Gummi.
-
Die Friktionswalze 107 ist so gelagert, daß sie mit ihrem Radkranz
auf einer Rollrläche 112 abrollt, wie es insbesondere in Fig. 5 dargestellt ist.
Das Friktionsrad 104 ist mit einer Friktionswalze 113 im Friktionseingriff. Die
Friktionswalz@ 113 ist in Wälzlagern 114, 115 gelagert. Das Wälzlager 114 ist in
den Lagerbock 94 und das Wälzlager 115 in den Lagerbock 86 eingesetzt. Die Friktionswalze
113 ist mit einem I2riktionsrad 116 in Verbindung. Das Friktionsrad 116 trägt einen
Radkranz 117 aus Gummi. Auch die Friktionswalze 113 ist so gelagert, daß der Radkranz
117 des Friktionsrades 116 auf der bereits erwähnten Rollfläche 112 abrollt.
-
Insbesondere Fig. 5 zeigt deutlich, daß die Friktionsräder 110, 116
der Friktionswalzen 107, 113 als Kegelräder ausgebildet sind und daß die ringförmige
Rollfläche 112 ebenfalls kegelig ausgebildet ist. Das konzentrisch zur Drehachse
118 angeordnete Antriebsrad 123 ist Teil eines Zugmittelgetriebes, von dem darüber
hinaus lediglich der Keilriemen 119 dargestellt ist.
-
ittels zweier Wälzlager 120, 121 ist die Rollfläche 112, die einen
Teil eines Antriebsrades 122 darstellt, um die Drehachse 118 des Drehkopfes 80 auf
dem Trägerteil 81 drehbar gelagert. Auch dieses Antriebsrad 122 ist Teil eines Zugmittelgetriebes,
von dem darüber hinaus lediglich ein rellriemen 124 sichtbar ist.
-
Im vorliegenden zweiten Ausführungsbeispiel besteht das Antriebsrad
122 aus Stahl, so daß eine stählerne Rollflache 112 geoildet wird, auf der die mit
Radkränzen aus Gummi versehenen Friktionsräder 110 und 116 abrollen.
-
Beim Falschdrahtbetrieb an einer Strecke erhält der von oben eingeführte
Faserstrang 83 die in Fig. 5 dargestellte Drehung aufgezwungen, wenn der Keilriemen
119 in Richtung des Pfeils 125 gezogen wird und der Keilriemen 12 zum Beispiel stillsteht.
Die Pörderung des Faserstranges erfolgt in Richtung es Pfeils 127. Fig. ü zeigt,
daß der Faserstrang 83 in dem mit 123 bezeichneten Klemmpunkt gegührt, gehalten,
transportiert und ,eareht wird. in Verändern oder periodisches Aufheben des Klemmpunktes
oder des K]emmpunktabstandes ist bei diese Ausführungsbeispiel nicht vorgesehen.
Dennoch garantieren die weichen hadkränze der Walzen 34, 85, daß Faserbänder beziehungsweise
Faserstränge eines gewissen Nummernbereiches verarbeitet erden können und daß dabei
auch keine unerwünschten Störungen auftreten.
-
Der hier vorgesehene Antrieb der Rollfläche 112 bietet verschiedene
Vorteile. Die Drehung des Faserstranges kann variieren, zu Null werden und sich
auch umkehren. Das alles hängt lediglich von der Zugrichtung und der Zuggeschwindigkeit
des Keilriemens 124 ab. wie beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel kann somit durch
periodisches Verändern der Drehung ein Falschdraht bis in eine nicht dargestellte
Faserbandaufnahmevorrichtung eingegeben werden.
-
Der herausragende Vorteil auch dieser Ausführung ist die Möglichkeit
einer hohen Liefergeschwindigkeit. Wird der erfindungsgemäße Drehkopf einer Streckenablieferung
nachgeschaltet, kann ein Verzug des Faserstranges erfolgen, wenn das Walzenpaar
des Drehkopfes schneller rotlert als das Walzenpaar an der Ablieferung der Strecke.
Da durch die Drahtgebung in dem Abschnitt zwischen Streckenablieferung und Walzenpaar
des Drehkopfes eine Schutzdrehung in den Fasetstranig einläuft, ist ein derartiges
Verziehen ohne Komplikationen möglich. Das Ergebnis ist ein Vorgarn, das zu Beispiel
als Vorlage für die Ringspinnmaschine verwendet werden kann.
-
Die erwähnten Zugmittelgetriebe sind bei den vorliegenden Ausführungsbeispielen
der Erfindung bis auf die zum Drehkopf gehörenden Antriebsräder Bestandteil der
Strecke.
-
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt. Im Rahmen der Schutzansprüche sind auch andere Ausführungsformen möglich.
Eine dieser Möglichkeiten liegt in der Verkleinerung der Abmessungen.