DE10019636A1

DE10019636A1 - Andruckrolle

Info

Publication number: DE10019636A1
Application number: DE10019636A
Authority: DE
Inventors: Guenter Zeitz
Original assignee: TEMCO Textilmaschinenkomponenten GmbH
Current assignee: TEMCO Textilmaschinenkomponenten GmbH
Priority date: 2000-04-19
Filing date: 2000-04-19
Publication date: 2001-10-25

Abstract

Andruckrolle für Textilmaschinen, insbesondere Texturiermaschinen mit einem Rollenbezug tragenden Rollenmantel, die über ein Wälzlager, insbesondere Rillenkugellager, gegenüber einer feststehenden Achse drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse im Bereich des Lagersitzes Aussparungen aufweist, die ein Schwenken der Druckrolle mit Lagerung nur in einer Ebene ermöglicht. Eine weitere Lösung sieht vor, das Schwenken der Druckrolle durch Vergrößern des Laufrillenradius der Lagerlaufbahnen zu erzeugen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckrolle für Textilmaschinen, bei der die Laufrolle in einer Ebene schwenkbar ist.

Derartige Druckrollen werden im Maschinenbau häufig eingesetzt und sind allgemein bekannt. Ein Schwenkbarkeit der Druckrolle zur Aufnahmeachse wird benötigt, um Ungenauigkeiten und Fluchtungsfehler zur antreibenden Rolle auszugleichen und ein gesichertes Fördern des geklemmten Fadens zu bewirken. Weiterhin trennt der eingeklemmten Faden mit seiner Fadendicke bei starrer Rollenbefestigung die Druckrolle von der Antriebsrolle. Auch dies erfordert Schwenkbarkeit der Druckrolle. Idealerweise liegen die Achsen der Druckrolle sowie der Antriebsrolle in einer gemeinsamen Ebene und sind achsparallel, damit sich die beiden Rollen in einer Linie berühren.

In der OS 29 23 871 ist eine Andruckrolle beschrieben, bei der die tragende Achse des stehenden Innenrings mit einem Gelenk verbunden ist. Somit ist der an die antreibende Rolle angepreßte Rollenmantel in einer Ebene beweglich in Linienkontakt mit der Antriebsrolle und gewährleistet dauernden Fadenkontakt und Fördern des Fadens. Nachteilig ist, daß diese Ausführung aufwendig und teuer ist, daß das Gelenk verschleißanfällig ist und daß sich nach einer gewissen Zeit das Gelenkspiel derart vergrößert, daß der gesicherte Fadenlauf nicht mehr gewährleistet werden kann.

Weiterhin wird in der DE 36 12 066 eine Druckrolle gezeigt, bei der die einseitige Beweglichkeit erreicht wird, indem die Kugellaufbahn des stehenden Lagerteils eine wechselnde Kontur aufweist. Diese Ausführung ist in der Herstellung ebenfalls aufwendig und teuer.

In der DE 198 17 741 wird eine Druckrolle beschrieben, bei der die Rolle mit Lagerung mit einem Schnellverschluß befestigt ist. Die Beweglichkeit der Rolle wird über ein Kugelgelenk gewährleistet.

In der Praxis gibt es außerdem Druckrollen, deren Achsen mittels Schnappverbindung in einer elastischen Aufnahme sitzen. Beide letzteren Ausführungen haben den Nachteil, daß durch die uneingeschränkte Bewegungsfreiheit der Druckrolle eine Linienberührung der beiden Rollen mit Antriebsrolle nicht mehr gewährleistet werden kann und dies zu einem Durchrutschen des Fadens führen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Druckrolle zu entwickeln, die die oben genannten Nachteile, wie teure, aufwendige Fertigung, vermeidet, ein Schwenken nur in einer Ebene erlaubt und im Aufbau einfach, robust und kostengünstig ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die maschinenseitige Befestigung des Druckrollenlagers Aussparungen aufweist, die ein Schwenken der Lagerung in einer Ebene ermöglichen. Eine weitere Lösung wurde durch Optimierung der Geometrie der Druckrollenlagerung gefunden.

Bei einem drehenden Außenring des Druckrollenlagers, vorzugsweise Rillenkugellagers, sitzt der Innenring mit der Bohrung auf dem feststehenden Achszapfen mit Schiebesitz. Der Achszapfen hat im Bereich der Bohrung des Lagerinnenrings Aussparungen, die so definiert sind, daß eine Schwenkbewegung der Rolle mit Lagerung in einer Ebene mit einem bestimmten Schwenkwinkel möglich ist. Dazu bleibt in der Mitte des Achszapfens ein umlaufender Steg stehen. Auf beiden Seiten des Steges werden Aussparungen vorgenommen. Die Aussparungen sind so bemessen, daß der Lagerinnenring zum Schwenken in einer Ebene genügend Freiraum hat. In der Ebene, in der die Rolle nicht schwenken soll, bleibt der Durchmesser des Zapfens wie auch beim Steg erhalten. Dies bewirkt, daß die Druckrolle mit Lagerung nur in der Ebene, in der am Zapfendurchmesser Material ausgespart wurde, schwenkbar ist. Der Schwenkwinkel kann durch das Passungsspiel, die Stegbreite, die Aussparung am Zapfendurdchmesser sowie das Axialspiel zwischen Achszapfenbreite und der Breite der Innenringbohrung dimensioniert werden.

Die Aussparung kann vorzugsweise durch Fräs- oder Drehbearbeitung hergestellt werden. Die Lösung ist sehr kostengünstig, da der Schwenkmechanismus ohne zusätzliche Gelenkteile in die Lagerbefestigung integriert ist.

Bei einem drehenden Innenring sind die Aussparungen, die das Schwenken der Druckrolle in der gewünschten Ebene ermöglichen, im Sitzbereich des Außenringes, vorzugsweise am Außenring selbst. Der Innenring ist fest mit der Druckrolle verbunden und das Lager schwenkt im Bereich des Außenrings.

Die Achse hat zur Fixierung der Ebene, in der die Rolle pendeln oder schwenken kann, vorzugsweise eine Anschlagfläche oder eine Fixierbohrung. Somit wird gewährleistet, daß die Position der Bewegungsebene der Druckrolle mit der Ebene, die durch die beiden Achsen der Rollen gebildet werden, zusammenfällt.

Das axiale Spiel des Lagerinnenrings zum Achszapfen kann vermieden werden, indem der Lagerinnenring federn an den Achszapfen angestellt ist. Die Anstellkraft der Feder darf natürlich nur so hoch sein, daß sich die Druckrolle an die Antriebsrolle auch ausrichten kann.

Der Steg, um den der Lagerinnenring schwenkt, ist vorzugsweise aus verschleißfestem Material ausgeführt, damit durch die Pendelbewegung des Innenringes keine Materialabnutzung hervorgerufen wird.

Dies wird außerdem durch zusätzliche Schmierung in der Bohrung des Lagerinnenringes erreicht.

Der Schwenkwinkel der Rolle beträgt vorzugsweise 1°, kann aber auch größer sein. Bei neueren Textilmaschinentypen, die genau gefertigt sind ist der Winkel von 1° ausreichend. Bei dem Einsatz auf älteren Maschinen wird oft ein größerer Schwenkwinkel benötigt.

Bei einer weiteren Lösung wird der Schwenkwinkel der Druckrolle durch Auslegung des Paßkugelmaßes (doppelter Laufrillenradius) der Laufrillen im Rillenkugellager festgelegt. Bei einer Standardkugellagerunglagerung in einer Größe für diesen Einsatzfall beträgt der max. Schwenkwinkel ca. 0,2°. Der Paßkugeldurchmesser der Laufbahn des Innenrings ist ca. 4% und der Paßkugeldurchmesser der Laufbahn des Außenrings ca. 9% größer als der Kugeldurchmesser des Wälzkörpers.

Durch Vergrößern des Paßkugelmaßes der Laufbahnen oder einer Laufbahn erhöht sich die Schwenkbarkeit der Lagerung. Die Größe des Schwenkwinkels wird durch die geometrischen Verhältnisse von Paßkugelradius der Innen und Außenlaufbahn, sowie Kugeldurchmesser bestimmt. So beträgt der Schwenkwinkel bei einer Erhöhung der Paßkugel der Innen und Außenlaufbahnen um ca. 50% gegenüber dem Kugeldurchmesser ca. 1-1,5°.

Zunächst ist die Schwenkbarkeit in allen Ebenen gegeben. Beim Anpressen der Druckrolle an die Antriebsrolle legt sich die Druckrolle linienförmig an die Antriebsrolle an. Die Kugeln erfahren einen Kraftschluß, der sie immer in den tiefsten Punkt der Außenlaufbahn zwingt und damit unempfindlich gegen ein Verkippen aus der Ebene, die aus der Achse der Druckrolle und der Achse der Antriebsrolle gebildet wird, macht. Eine Positionierfläche an der Achse ist hier nicht erforderlich, da die Schwenkebene der Rolle durch Kraftschluß immer in der Ebene, gebildet aus der Druckrollenachse und Achse der Antriebsrolle liegt.

Diese Ausführung hat den weiterhin den Vorteil, daß die Laufbahn des Innenrings in die Befestigungsachse integriert werden kann, und die Laufbahn des Außenrings in den Rollenmantel integriert wird. Dies ist auch sinnvoll, da hierfür keine Standardlagerbasis verwendet werden kann und das Lager sondergefertigt werden muß. Durch die integrierte Bauweise kann die Lagerung sehr klein ausgeführt werden und das Lagerreibmoment kann damit stark reduziert werden und somit die Leichtgängigkeit erhöht werden.

Ebenso ist es möglich, den Außenring stehen zu lassen und den Innenring zu drehen und die Laufbahnen in Achse und Rollenmantel zu integrieren.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben.

Hierbei zeigt:

Fig. 1 eine Druckrolle im Querschnitt in Bewegungsebene dargestellt,

Fig. 2 eine Druckrolle im Querschnitt senkrecht zur Bewegungsebene dargestellt,

Fig. 3 einen Schnitt durch Achse und Lagerinnenring,

Fig. 4 Detail X mit Achszapfen und Lagerinnenring,

Fig. 5 einen Schnitt durch Laufrolle mit vergrößerten Rillenradien an den Laufbahnen.

Fig. 1 zeigt eine Druckrolle (1) im Querschnitt, die in der Schwenkebene (C), in der der Rollenmantel (2) kippen kann, dargestellt ist. Der Lageraußenring (4a) des Rillenkugellagers (4) ist in den Rollenmantel (2) eingepreßt. Der Innenring (4c) des Lagers (4) sitzt mit auf dem Achszapfen (3a). In dem Achszapfen (3a) sind im Bereich des Lagersitzes Aussparungen (6). In der Mitte des Lagersitzes bleibt auf dem Achszapfen (3a) ein kreiszylindrischer Steg (7) stehen. Der Durchmesser dieses Steges (7) ist für einen Schiebesitz in die Lagerbohrung des Innenringes dimensioniert. An der Stirnseite des Achszapfens ist das Lager mittels Scheibe und/oder Schraube gesichert. Auf der Achse (3) befindet sich eine Positionierfläche (9) mit einer Einrastbohrung (10). Damit kann die Schwenkebene in der Maschinenposition genau fixiert werden.

Fig. 2 zeigt die Druckrolle (1) in Draufsicht auf die Schwenkebene (C). Auf dem Achszapfen (3a), der in der Bohrung des Lagerinnenringes (5) sitzt, ist erkennbar, daß die Aussparung nicht über die gesamte Länge des Zapfens erstreckt, sondern daß ein Quersteg (7a) stehenbleibt. Dieser Quersteg (7a) verhindert ein ungewolltes Schwenken in einer anderen Ebene außer der Schwenkebene (C).

Fig. 3a zeigt einen Schnitt durch den Achszapfen (3a) und den Lagerinnering (4c). Die Aussparung mit dem Maß A ist so groß gewählt, daß das Lager mit Rollenmantel genügend kippen kann. Der Querschnitt der Aussparung kann je nach Fertigungsart unterschiedlich ausgeführt sein. Zwei um 180° gegenüberliegende Quadrantpunkte (7b) bilden den Durchmesser des stehenbleibenden Quersteges (7a) und bewirken, daß der Innenring (4a) nur um die Achse, gebildet aus den Quadrantpunkten (7b), schwenken kann.

Fig. 3b zeigt eine weitere Variante des Achsquerschnittes mit einer elliptischen Aussparung. Je nach Fertigungsverfahren kann die Aussparung mehreckig oder bogenförmig sein.

Fig. 4 zeigt Detail X mit dem vergrößert dargestellten Achszapfen (3a). Das Lager (4) mit Rollenmantel (2) kippt um den Schwenkpunkt (S) mit dem Schwenkwinkel (α). Der Schwenkwinkel (α) wird durch die Breite und den Durchmesser des Steges (7) (Radialspiel) definiert.

Fig. 5 zeigt eine Druckrolle mit integrierter Lagerbauweise. Die Paßkugeldurchmesser (doppelter Rillenradius (ri) und (ra)) der Lageraußen- (4b) und -innenlaufbahn (4d) sind größer als die Kugeldurchmesser (dw) des Wälzkörpers. Der Schwenkwinkel (α) wird durch die Laufbahngeometrie sowie durch das Lagerspiel definiert. Die Innenlaufbahn (4d) ist in die Achse und die Außenlaufbahn (4b) ist in den Rollenmantel (2) integriert. Die Achse (3) ist ohne zusätzliche Flächenpositionierung ausgeführt. Dies wird auch nicht benötigt, da der Rollenmantel beim Andrücken an die Antriebsrolle durch den Kraftschluß der Kugeln in der Laufbahn gegen ein ungewolltes seitliches Verkippen außerhalb der Schwenkebene fixiert ist. Der Wälzlagerkäfig (13) ist kugelgeführt. Die Schmutzdeckel (5) und (5a) dichten das Lager gegen Verschmutzung ab. Ein Wickelschutz (11) verhindert ein Eindringen des Fadens in den Lagerbereich.

Bezugszeichenliste

1

Druckrolle kplt.

2

Rollenmantel

2

a Rollenbezug

3

Achse

3

a Achszapfen

4

Rillenkugellager

4

a Lageraußenring

4

b Laufbahn am Lageraußenring

4

c Lagerinnenring

4

d Laufbahn am Lagerinnenring

5

Dichtung

6

Aussparung

7

Steg

7

a Quersteg

8

Anschlagscheibe

9

Positionsfläche

10

Einrastbohrung

11

Wickelschutz

12

Wälzlagerkäfig
A Kippspiel
B Axialspiel
C Schwenkebene
α Schwenkwinkel
S Schwenkpunkt
ri Laufrillenradius der Innenlaufbahn
ra Laufrillenradius der Außenlaufbahn
dw Kugeldurchmesser

Claims

1. Andruckrolle (1) für Textilmaschinen, insbesondere Texturiermaschinen mit einem Rollenbezug (2a) tragenden Rollenmantel (2), die über ein Wälzlager (4), insbesondere Rillenkugellager gegenüber einer feststehenden Achse (3) drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (3) im Bereich des Lagersitzes Aussparungen (6) aufweist, die ein Schwenken der Druckrolle (1) mit Lagerung (4) nur in einer Ebene (C) ermöglicht.

2. Andruckrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageraufnahme ein Achszapfen (3a) ist, auf dem das Lager mit der Bohrung des Innenringes (4c) befestigt ist.

3. Andruckrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageraufnahme eine Achsbüchse ist, die das Lager am Lageraußenring (4a) aufnimmt.

4. Andruckrolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (6) am Achszapfen oder an der Achsbüchse so ausgeführt sind, daß radial zur Achse ein umlaufender Steg (7) und axial zur Achse zwei sich um 180° gegenüberliegende Querstege (7a) stehenbleiben.

5. Andruckrolle nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (6) radial zur Achse bogenförmige oder mehreckige Konturen aufweisen.

6. Andruckrolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkwinkel (α) zwischen 1° und 2° beträgt.

7. Andruckrolle für Textilmaschinen, insbesondere Texturiermaschinen mit einem Rollenbezug (2a) tragenden Rollenmantel (2), die über ein Rillenkugellager (4) gegenüber einer feststehenden Achse(3) drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufrillenradius (ra) des Lageraußenrings (4a) und/oder Laufrillenradius (ri) des Lagerinnenrings (4c) derart vergrößert ist, daß der Rollenmantel (2) schwenkbar ist.

8. Andruckrolle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufrillenradius 1,5 mal so groß ist wie der halbe Kugeldurchmesser (dw) des Wälzkörpers.

9. Andruckrolle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkwinkel (α) größer 1° beträgt.

10. Andruckrolle nach einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenring (4c) der Lagerung (4) dreht und der Außenring (4a) feststeht.

11. Andruckrolle nach einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (4a) des Lagers (4) dreht und der Innenring (4c) feststeht.

12. Andruckrolle nach einem der Ansprüche 7-11, dadurch gekennzeichnet, daß der Wälzlagerkäfig (12) kugelgeführt ist.

13. Andruckrolle nach einem der Ansprüche 7-12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzlagerlaufbahn (4d) des Innenrings (4c) in die Achse (3) integriert ist.

14. Andruckrolle nach einem der Ansprüche 7-12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzlagerlaulbahn (4b) des Außenrings (4a) in den Rollenmantel (2) integriert ist.