用于自由端纺纱装置的具有由弹性体材料制成的增大摩擦系数的衬垫的纺纱转子和自由端纺纱装置的制作方法

本发明涉及一种用于自由端纺纱装置的纺纱转子，其具有转子轴，经由该转子轴，纺纱转子可以借助于皮带，特别是切向皮带来驱动。转子轴具有用于皮带的接触区域。

背景技术

在自由端纺纱机的纺纱转子中，长期以来通常借助于放置在纺纱转子的轴上的切向皮带来驱动纺纱转子。纺纱转子通常被支承在支撑盘上。皮带一般通过附加的驱动辊被压紧在转子轴上，以减小皮带和转子轴之间的滑动。在此情况下还可以改变压辊的压紧力，以实现例如纺纱转子的更快的启动或实现与不同的纺纱材料或类似物相适应。例如在de10107254a1中示出的自由端纺纱装置，该自由端纺纱装置带有可用不同的压紧力加载的压辊。然而，由于在皮带和转子轴之间的滑动，尽管有压辊，但仍可能发生皮带和纺纱转子的磨损。

为了减少自由端纺纱转子的转子轴的磨损，已经提出在切向皮带的接触区域中为转子轴配设减少磨损的覆层。然而，在此情况下由于皮带的磨损仍可能导致在皮带和转子轴之间的不足的力传递，因此纺纱转子只能够非常缓慢地加速或甚至不能够达到其运行转速。如果在此情况下增大压辊的压紧力，则该力不仅作用在切向皮带和转子轴上，而且同时转子轴也被增强地压入支撑盘的楔形间隙中。这导致在支撑盘的衬垫中的弯曲功增大，这造成在转子支承区域中相当大的能量消耗。特别是当今的纺纱机，在具有转速为170000转/分钟及以上的越来越快地运行的自由端纺纱转子的情况下，这产生不利影响。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是提出一种纺纱转子和一种自由端纺纱装置，它们可以以低的能量消耗运行。

该目的通过独立权利要求的特征来实现。

用于自由端纺纱装置的纺纱转子具有转子轴，经由该转子轴，纺纱转子可以借助于皮带，特别是切向皮带来驱动。转子轴在此具有用于皮带的接触区域。现在规定，纺纱转子的接触区域配设有由弹性体材料制成的增大摩擦系数的衬垫。“增大摩擦系数”在此被理解为相对于轴的基材和/或表面材料的摩擦系数的增大。在本发明的范围内，“弹性体材料”被理解为基于塑料或橡胶的可弹性变形的材料。可弹性变形的在此是具有小于1000mpa的弹性模量的材料。

如果纺纱转子在皮带的接触区域中配设增大摩擦系数的衬垫，那么压辊的压紧力可以被降低，仍然在皮带和纺纱转子之间实现良好的力传递。由此可以减小在两个轴承点之间的纺纱转子的负载，从而可以减少在支撑盘中的挤压功并因此减少纺纱装置的能量消耗。在此情况下，此外特别有利的是，由此减小支撑盘轴承的径向位置负载，并且因此可以延长轴承的使用寿命。由于增大摩擦系数的衬垫由相对于驱动皮带具有特别有利的摩擦系数的弹性体材料制成，因此可以在特别高的程度上减少在皮带和转子轴之间的滑动，并且因此也减少能量消耗和皮带的磨损。此外，这种材料具有有利的减振性能并且与具有其他增大摩擦系数的材料的覆层相比，纺纱转子的制造可以以特别经济有效的方式实施。

根据本发明的一个扩展方案，有利的是，衬垫具有总宽度，该总宽度小于为驱动纺纱转子而设置的皮带的宽度。由此实现，皮带的侧棱边区域不会放置在衬垫上，而是放置在转子轴的基底材料上，由此保护衬垫免受皮带的损坏。

在此根据本发明的第一实施方案，可以在衬垫的总宽度上连续地施加衬垫。然而，根据另一个实施方案，也可以设想，衬垫以多个相对于转子轴的轴向方向间隔开且并排地布置的条带的形式被施加到转子轴上。在此有利的是，转子轴在这样的实施方案中经历较小的削弱。

此外有利的是，衬垫具有最大1mm、优选最大0.75mm和特别优选最大0.5mm的衬垫厚度。由此可以进一步减少在转子驱动中的挤压功并且因此进一步减少能量消耗。

此外有利的是，至少一个凹部被设计成至少一个周向槽。在最简单的变型中，周向槽在此可以被设计成矩形槽，塑料材料特别是通过硫化被引入到该周向槽中。衬垫因此仅受到小的磨损。同样，衬垫厚度为最大1mm，优选最大0.75mm，特别优选最大0.5mm，也是有利的。由此可以限制凹部的深度并且因此可以避免纺纱转子的削弱，该削弱会降低其固有频率并且将导致在运行中不期望的振动。在该实施方案中，衬垫也可以连续地在衬垫宽度上或以间隔开的条带或环的形式进行施加。

为了提供转子轴的尽可能光滑的外表面并因此提供用于皮带的尽可能平的支撑表面，此外有利的是，具有被引入的衬垫的转子轴是精磨的。由此可以改善在皮带和转子轴之间的力传递，并且可以减少皮带和转子轴的磨损。

特别有利的是，衬垫由丁腈橡胶或由氢化丁腈橡胶（氢化丙烯腈-丁二烯橡胶）制成。该橡胶不仅具有对于纺纱转子的运行有利的摩擦和减振特性，而且还是抗静电的，从而可以避免在衬垫的区域中的污垢沉积。由此，进一步促进皮带在转子轴上的小间隙的放置以及因此在皮带和转子之间的力传递是良好的。然而同样可以设想，衬垫由聚氨酯弹性体或天然橡胶制成。它们相对于驱动皮带也具有有利的摩擦系数，并且因此实现自由端纺纱装置的节能的和低磨损的运行。

此外有利的是，转子轴由金属，特别是由铝材料或钢材料制成。由此可以以特别有利的方式排出热量，该热量是由于在皮带和衬垫之间产生的挤压功，而在衬垫中仍然产生的。

这种具有在其接触区域中配设增大摩擦系数的材料的转子轴的纺纱转子可以特别有利地用于自由端纺纱装置的节能的和低维护的运行。因此，也要求保护一种具有这种纺纱转子的自由端纺纱装置。

附图说明

本发明的其它优点将借助于下面示出的实施例进行描述。附图所示：

图1以示意的俯视图示出了具有转子轴和用于驱动转子轴的皮带的自由端纺纱装置的概览图，

图2示出了具有用于皮带的接触区域的纺纱转子的细节图，

图3示出了具有增大摩擦系数的衬垫的纺纱转子的另一个实施方案的部分剖视图，以及

图4示出了纺纱转子的另一个替代实施方案的部分剖视图。

具体实施方式

图1以示意俯视图示出了具有纺纱转子1和用于驱动纺纱转子1的皮带3的自由端纺纱装置4。纺纱转子1在此通常由转子轴2和转子杯6组成，转子杯6既可以是可拆卸的，也可以固定地与转子轴2连接。纺纱装置4包括用于纺纱转子1的轴承装置的常规方式，该轴承装置在本例中被以支撑盘支承的形式进行设计。在这种情况下，为了径向支承纺纱转子，两个支撑盘轴承13被容纳在轴承座12中，在该轴承座中又分别支承一个轴14。在此情况下，两个轴14中的每一个在其两个端部上分别承载一个支撑盘10。具有支撑盘10的两个轴14现在被这样地布置，即在每两个支撑盘10之间形成一个楔形间隙9，纺纱转子1可以通过其转子轴2被容纳在该楔形间隙中。在两个由此形成的支撑盘对之间，借助于皮带3来驱动纺纱转子1，该皮带如在本例中那样切向地接触转子轴2或在仅仅较小的缠绕下包围转子轴。

在运行中，纺纱转子1以170000转/分钟或更高的转速旋转。在如所述的皮带驱动装置中，在此需要相当大的压紧力来将皮带3压紧在纺纱转子1的转子轴2上，并由此将皮带3的运动传递到纺纱转子1上，并且能够将纺纱转子1加速到要求的转速上。然而，通过这些驱动力，纺纱转子1也被更深地压入支撑盘10的楔形间隙9中，从而随着压紧力的增加，在支撑盘10的运行衬垫中的变形功以相当大的程度增加。由此导致在支撑盘10的衬垫中出乎预料地高的温度演变，这促进了纺纱转子的不稳定的运行和支撑盘10的磨损。此外，这种挤压功也造成在纺纱转子1的支承中的相当大的能量消耗。另一方面，特别是在纺纱转子1的启动期间，在皮带3和转子轴2之间仍然发生滑动，这随着时间的推移会导致皮带3的显著磨损。这导致，纺纱转子1例如在接头期间仅能够非常缓慢地加速，或者甚至根本不再能够达到所要求的用于所述接头的转速，如果可能，甚至不能达到运行转速并且在某些情况下产生有缺陷的纱线。

因此建议，为纺纱转子1的转子轴2配设弹性体的、增大摩擦系数的衬垫。图2示出了一个这样的纺纱转子1，该纺纱转子在接触区域7中，也就是说在驱动皮带3的起作用的区域中，配设有这种增大摩擦系数的衬垫8。相对于传统的接触区域，由此在皮带3和转子轴2之间的摩擦系数可以被显著地改善或甚至被加倍，从而为了将皮带3的运动可靠地传递到转子轴2上，在压辊（未示出）上需要明显更小的压紧力。由于压辊的压紧力的减小，纺纱转子1也被不太强烈地压入支撑盘10的楔形间隙9中，由于在支撑盘10中的大大减小的挤压功，导致显著的能量减少。此外，由于皮带3在转子轴2上的减小的压紧力，支撑盘轴承13的径向负载也减小，因此它们受到明显更小的磨损并且必然很少被更换。此外，通过摩擦系数的改善也减少了皮带3的磨损，由此皮带也具有显著更长的使用寿命并且因此可以进一步减少维护活动。

根据本示例，衬垫8的总宽度b选择为小于皮带3的宽度b（参见图1）。由此皮带3一方面可以与衬垫8形成非常有利的摩擦系数对，但是其侧棱边15（参见图3和4）不再位于衬垫8上，而是位于转子轴2的环绕的圆柱表面上。由此可以避免由皮带3的磨损作用的棱边15对衬垫8的过早磨损，从而也可以改善纺纱转子1的运行时间。然而，衬垫8在磨损的情况下能够以相对简单且经济有效的方式进行更新。此外，衬垫厚度d（参见图3和4）在本例中被相对较薄地设计，优选地具有最大0.3mm的衬垫厚度d，以避免在衬垫8中的不利的挤压功。

图3以部分剖视图示出了另一个纺纱转子2，其中衬垫8以插入件的形式被引入转子轴2的凹部5中。如从图中可以看出，在这种情况下，衬垫8被这样地引入凹部5中，即衬垫与转子轴2的环绕的圆柱表面形成光滑的表面。转子轴2在衬垫8的区域中的光滑的、平整的表面，特别是在衬垫8和转子轴2的圆柱表面之间的过渡区域上，可以通过例如精磨来制造。在该实施方案中也以特别有利的方式保护衬垫8免受皮带3的棱边15的过度磨损。然而，在这里也可以以简单且经济有效的方式更新衬垫8。

衬垫厚度d或凹部5的深度在这里也应该相当小的，特别是在小于1mm的范围内，以避免对纺纱转子1的固有频率的不利影响，并因此避免不希望的振动。

最后，图4中还示出了纺纱转子1的另一个实施方案，其中衬垫8不是被连续地施加在衬垫的总宽度b上，而是以相互间隔开地布置的衬垫环的形式，这些衬垫环相互一起提供衬垫8的总宽度b。转子轴2为此配设有多个间隔开地并排地布置的、在这里为周向槽的形式的凹部5，在每个凹部中分别引入一个衬垫环。在该实施方案中，也有利的是，衬垫8被设计成具有仅仅非常小的衬垫厚度d。在这里也有利的是衬垫厚度d小于1mm或优选仅为十分之几毫米，例如最大0.3mm。

通过所描述的衬垫8，不仅可以实现显著的能量节省以及磨损的减少。此外，通过改善从皮带3到转子轴2上的运动的传递，可以显著缩短在接头期间纺纱转子1的加速时间，从而也改善了机器效率。同样，纺纱转子1的运行转速也可以更快地并且更安全地被达到并保持恒定。因此，具有增加摩擦系数的衬垫的纺纱转子2的改进的设计方案也有助于生产更高质量的纱线。

本发明不限于所示的实施例。在权利要求范围内的变化和组合也属于本发明的范围。

参考标记清单

1．纺纱转子

2．转子轴

3．皮带

4．自由端纺纱装置

5．凹部

6．转子杯

7．接触区域

8．衬垫

9．楔形间隙

10．支撑盘

11．轴向轴承

12．轴承座

13．支撑盘轴承

14．轴

15．衬垫的侧棱边

b衬垫的总宽度

b皮带的宽度

d衬垫厚度